考点13 氮及其化合物（测试）——2023年高中化学学业水平考试专项精讲+测试（人教版2019必修1+必修2）

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测试13 氮及其化合物
一、选择题
1．下列气体中不能用排空气法收集的是( )
A．NO B．NO2 C．NH3 D．H2
【答案】A
【解析】A项，NO与氧气反应，且NO的相对分子质量为28，密度与空气接近，所以NO不能用排空气法收集，NO难溶于水，可用排水法收集，故符合题意；B项，NO2的相对分子质量为46，则密度大于空气，且常温下不和空气反应，所以可采用向上排空气法收集，故不符合题意；C项，NH3相对分子质量为17，则密度均小于空气，且常温下不和空气反应，所以可采用向下排空气法收集，故不符合题意；D项，H2相对分子质量为2，则密度均小于空气，且常温下不和空气反应，所以可采用向下排空气法收集，故不符合题意；故选A。
2．下列反应中，说明氨有还原性和碱性的是(　　)
A．2NH3＋3CuO==3Cu＋N2＋3H2O B．8NH3＋3Cl2==6NH4Cl＋N2
C．4NH3＋6NO5N2＋6H2O D．NH3＋HCl==NH4Cl
【答案】B
【解析】物质要体现碱性，则应与酸生成相应的盐；物质要体现还原性，则应与氧化剂作用生成相应的氧化产物。据此对比题给4个反应逐一分析，看是否同时有铵盐和价态高于－3价的含氮物质生成(该物质要有来自NH3中的氮，且氮的价态高于－3价)。A项，NH3→N2，无铵盐生成；B项，2NH3→N2，6NH3→NH4Cl；C项，4NH3→2N2，无盐生成；D项，NH3→NH4Cl，无氮元素价态升高的物质生成。
3．据研究，NO广泛分布于生物体内各组织中，可将积存在血管壁上的脂肪、胆固醇带走，被称为“血管清道夫”。下列说法中错误的是( )
A．NO极易与氧气反应生成一种红棕色气体
B．实验室中，可利用铜与稀硝酸的反应制取NO
C．人体吸入大量NO气体，可以预防心血管疾病
D．雷雨天气，氮气和氧气能生成NO
【答案】C
【解析】A项，NO极易与氧气反应生成一种红棕色气体NO2，反应原理为：2NO+O2=2NO2，A正确；B项，实验室中，可利用铜与稀硝酸的反应制取NO，反应原理为：3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，B正确；C项，人体吸入大量NO气体，NO与血红蛋白结合，造成人中毒甚至死亡，C错误；D项，雷雨天气，氮气和氧气在放电的条件下反应生成NO，反应原理为：N2+O22NO，D正确；故选C。
4．下列关于氨水的叙述正确的是(　　)
A．氨水显碱性，是因为氨水是一种弱碱
B．氨水和液氨成分相同
C．氨水中物质的量浓度最大的粒子是NH3(除水外)
D．1 mol·L－1的氨水指在1 L溶液中含NH3、NH3·H2O、NH物质的量之和为1 mol
【答案】D
【解析】溶于水的氨气大部分与水反应生成NH3·H2O，所以，除水外，物质的量浓度最大的粒子是NH3·H2O；NH3·H2O是一种弱碱，在水中发生部分电离使溶液呈碱性；氨水中共含有六种粒子，分别是H2O、NH3、NH3·H2O、NH、OH－和少量的H＋，是一种混合物，液氨是纯净物。
5．下列指定反应的离子方程式正确的是( )
A．NO2与水反应：2NO2+H2O=2H++2NO3-
B．将通入过量冷氨水中：SO2+NH3·H2O=2NH4++HSO3-
C．铜与稀硝酸反应：3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O
D．向NH4HCO3溶液中加入过量的溶液并加热：NH4++ OH-NH3↑+H2O
【答案】C
【解析】A项，NO2与水反应生成硝酸和NO，其反应离子方程式为3NO2+H2O=2H++2NO3-+NO，故A错误；B项，因为通入SO2是少量，因此少量SO2与氨水反应生成亚硫酸铵，离子方程式为SO2+ 2NH3·H2O=2NH4++SO32-+H2O，故B错误；C项，铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水：3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O，故C正确；D项，加入氢氧化钠为过量，本题缺少碳酸氢根与氢氧化钠的反应，正确的是NH4++HCO3-+ 2OH-NH3↑+CO32-+2H2O，故D错误；故选C。
6．将相同质量的铜分别与过量浓硝酸、稀硝酸反应，下列叙述正确的是( )
A．消耗硝酸的物质的量：前者少，后者多
B．反应中转移的电子总数：两者相同
C．反应速率：两者相同
D．反应生成气体的颜色：前者浅，后者深
【答案】B
【解析】A项，铜与浓硝酸反应的方程式为：Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，1 mol铜消耗4 mol浓硝酸；铜与稀硝酸反应的方程式为：3Cu+8HNO3===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，3 mol铜消耗8 mol稀硝酸，所以相同质量的铜，分别和过量浓硝酸、稀硝酸反应，消耗硝酸的物质的量：前者多，后者少，故A错误；B项，相同质量的铜分别和过量浓硝酸、稀硝酸反应，铜完全反应，铜做还原剂，被氧化都生成铜离子，失去电子数相同，故B正确；C项，浓硝酸氧化性强于稀硝酸，所以反应速率：前者快，后者慢，故C错误；D项，铜与浓硝酸反应生成红棕色的二氧化氮，与稀硝酸反应生成无色的一氧化氮，反应生成气体的颜色：前者深，后者浅，故D错误；故选B。
7．下列关于硝酸的叙述正确的是(　　)
A．NO2溶于水生成硝酸，所以NO2是酸性氧化物
B．硝酸可与活泼金属反应生成盐和氢气
C．浓硝酸见光或受热易分解，必须保存在棕色瓶中
D．氧化铁和硝酸的反应只体现硝酸的强氧化性
【答案】C
【解析】3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　NO2不属于酸性氧化物，HNO3与活泼金属反应不放H2而生成H2O、NO、NO2等；FeO与HNO3反应中HNO3体现酸性和氧化性。
8．下列有关铜与浓硝酸反应的说法中错误的是(　　)
A．HNO3是氧化剂，NO2是还原产物
B．若2 mol HNO3被还原，则反应中一定生成22.4 L NO2气体
C．参加反应的硝酸中，被还原和未被还原的硝酸的物质的量之比是1∶1
D．硝酸在反应中既表现了强氧化性，又表现了酸性
【答案】B
【解析】没有指明温度和压强，无法确定气体摩尔体积，也就无法确定气体体积。
9．下列装置适用于实验室制氨气并验证氨气的某化学性质，其中能达到实验目的的是( )

A．用装置甲制取氨气
B．用装置乙除去氨气中的水蒸气
C．用装置丙检验浓氨水的挥发性：NH3+ HCl= NH4Cl
D．用装置丁吸收尾气
【答案】C
【解析】A项，氯化铵溶液和氢氧化钠反应，加热才能放出氨气，不能用装置甲制取氨气，故不选A；B项，氨气是碱性气体，氨气能和硫酸反应生成硫酸铵，不能用浓硫酸干燥氨气，故不选B；C项，盐酸、氨水都易挥发，蘸有浓盐酸、浓氨水的玻璃棒相互靠近，有白烟氯化铵生成，用装置丙检验浓氨水的挥发性，NH3+ HCl= NH4Cl，故选C；D项，氨气易溶于水，若用装置丁吸收尾气，会引起倒吸，故不选D；故选C。
10．某化学学习小组为探究NO2和SO2的反应，进行了如图实验。下列说法不正确的是( )

A．常温常压下，等体积的NO2和SO2的原子总数相同
B．图2中反应的现象是两气体混合后，颜色逐渐变浅最后消失
C．两气体混合后颜色消失的原因是SO2具有漂白性
D．图3中“有红棕色气体产生”说明NO2和SO2反应的产物中有NO
【答案】C
【解析】A项，常温常压下，等体积的NO2和SO2的物质的量相同，1mol NO2和SO2原子总数都是3NA，则两者的原子总数相同，A正确；B项，由图2可知，NO2和SO2混合后气体颜色逐渐变浅最后消失，B正确；C项，NO2和SO2发生氧化还原反应而气体颜色消失，不是SO2的漂白性造成的，C错误；D项，由图3中由无色气体产生红棕色气体，为NO被氧气氧化转化为NO2，说明NO2和SO2反应的产物中有NO，D正确；故选C。
11．某实验小组利用如图装置制备NH3并探究其性质。下列说法正确的是( )

A．①中固体可换为只有NH4Cl
B．反应一段时间后，③中黑色固体变为红色
C．②中药品为无水CaCl2
D．反应一段时间后，④中锥形瓶收集到液氨
【答案】B
【解析】实验室制取氨气，利用氯化铵和碱石灰在加热的条件下反应生成氯化钙、氨气和水，从试管中逸出的氨气进入U形管，U形管中盛装碱石灰干燥氨气，NH3具有还原性，可将黑色氧化铜还原成红色的铜单质，④中锥形瓶收集到③中逸出的氨气和水反应得到的氨水。A项，NH4Cl受热分解生成NH3和HCl气体，遇冷重新反应生成NH4Cl，无法制取NH3，A错误；B项，NH3具有还原性，可将黑色氧化铜还原成红色的铜单质，则反应一段时间后，③中黑色固体变为红色，B正确；C项，无水CaCl2会与氨气形成氨合物CaCl2·nNH3，因此不能用来干燥氨气，C错误；D项，液氨的沸点为-33.5℃，无法在冰中液化，氨气与氧化铜反应后生成水，过量的氨气可溶于水，故收集到的是氨水，D错误；故选B。
12．下列有关应用与物质性质没有关联的是( )
选项
应用
性质
A
液氨可用作制冷剂
NH3极易溶于水
B
实验室用NH4Cl和Ca(OH)2共热制取NH3
铵盐与强碱反应会放出氨
C
工业上利用NO2与H2O反应制HNO3
NO2与H2O反应会生成HNO3和NO
D
硝酸一般保存在棕色试剂瓶中
光照会使HNO3分解
【答案】A
【解析】A项，液氨可用作制冷剂，是因为分子间能形成氢键，使氨气易液化，液氨在气化时会吸热，故与氨气易溶于水没有关联，A符合题意；B项，实验室用NH4Cl和Ca(OH)2共热制取NH3，满足强碱制弱碱的原理，B不符合题意；C项，工业上利用NO2与H2O反应制HNO3，利用NO2在水中能发生归中反应的性质，C不符合题意；D项，硝酸一般保存在棕色试剂瓶中，是因为硝酸具有光的不稳定性，D不符合题意；故选A。
13．下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是(　　)
选项
实验操作
现象
解释或结论
A
过量的Fe粉中加入稀HNO3，充分反应后，滴入KSCN溶液
溶液呈红色
稀HNO3将Fe氧化为Fe3＋
B
常温下，Fe、Al放入浓HNO3或浓H2SO4中
无明显现象
Fe、Al与浓HNO3或浓H2SO4发生钝化
C
Al箔插入稀HNO3中
无现象
Al箔表面被HNO3氧化，形成致密的氧化膜
D
用玻璃棒蘸取浓HNO3点到红色石蕊试纸上
试纸变蓝色
浓HNO3具有酸性
【答案】B
【解析】稀硝酸与铁粉反应，铁首先被氧化成Fe3＋，过量铁粉将Fe3＋还原，最终得到Fe2＋，滴入KSCN溶液不显红色，A错误；常温下，Fe、Al在浓HNO3或浓H2SO4中发生钝化，生成致密的保护膜阻止了反应进行，B正确；Al箔能与稀HNO3反应放出气体，C错误；浓硝酸具有氧化性，能使红色石蕊试纸先变红后褪色，D错误。
14．用NA表示阿伏伽德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．1 L 1 mol/L的氨水中含有NH3·H2O分子的数目为NA
B．过量的Cu与含0.2 molHNO3的浓硝酸反应，转移电子的数目大于0.1NA
C．标准状况下，2.24 LSO2所含的原子总数为0.4NA
D．1 molN2与3 molH2一定条件下充分反应，生成NH3的分子数为2NA
【答案】B
【解析】A项，NH3·H2O是弱电解质，在水溶液中发生部分电离，所以1 L 1 mol/L的氨水中含有NH3·H2O分子的数目小于NA，A错误；B项，Cu与含0.2 molHNO3的浓硝酸反应生成二氧化氮，随着反应的进行浓硝酸变稀，过量的Cu会继续与稀硝酸反应生成NO，根据电子转移数守恒可知，转移电子的数目大于0.1NA，B正确；C项，标准状况下，2.24 LSO2的物质的量为0.1mol，则其中所含的原子总数为0.3NA，C错误；D项，氮气和氢气合成氨为可逆反应，反应物转化率达不到100%，所以1 molN2与3 molH2一定条件下充分反应，生成NH3的分子数小于2NA，D错误；故选B。
15．NH3是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(见下图)，下列说法正确的是(　　)

A．NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥
B．NH4Cl、HNO3和Na2CO3受热时都易分解
C．NH3和NO2在一定条件下可发生氧化还原反应
D．图中所涉及的O2都要用纯氧
【答案】C
【解析】化肥是含氮、磷、钾的一些植物营养物质，NaHCO3 不是化肥，A不正确；Na2CO3受热不易分解，B不正确；NH3和NO2在一定条件下可以发生氧化还原反应，如生成氮气，C正确；氨的催化氧化以及NO与O2的反应用空气就可以，不一定要用纯氧，D不正确。
16．过硝酸钠(NaNO4)能与水发生反应∶NaNO4+H2O= NaNO3+H2O2，下列说法不正确的是(　　)
A．过硝酸钠可用于杀菌消毒
B．过硝酸钠中含有-O-O-结构
C．过硝酸钠具有强氧化性，没有还原性
D．将过硝酸钠加入酸性FeSO4溶液中发生的离子方程式∶NO4-+2Fe2++2H+=2Fe3+ NO3-+H2O
【答案】C
【解析】A项，根据题干信息知，过硝酸钠与水反应生成双氧水，双氧水具有强氧化性，可用于杀菌消毒，故A正确；B项，过硝酸可由N2O5与H2O2反应生成，化学式为HNO3·H2O2，根据双氧水的结构分析，过硝酸钠中含有-O-O-结构，故B正确；C项，过硝酸钠中所有元素并非都是其最高价，故可以有还原性，如在与水的反应中，氧元素化合价升高，体现还原性，故C错误；D项，过氧根在酸性条件下具有强氧化性，将亚铁离子氧化为铁离子，本身被还原为硝酸根，根据电子转移守恒及电荷守恒配平得：NO4-+2Fe2++2H+=2Fe3+ NO3-+H2O，故D正确；故选C。
17．在Fe、Cu的混合物中，加入一定量的稀HNO3并微热，充分反应后剩余金属a g。再向其中加入一定量的稀盐酸并加热，充分振荡后还剩余金属b g，则(　　)
A．a可能等于b B．a一定大于b C．a可能大于b D．a可能小于b
【答案】B
【解析】Fe、Cu与一定量的稀HNO3反应后生成硝酸盐，含有NO离子，再加入一定量的稀盐酸后相当于有HNO3，能与金属继续反应，故a一定大于b 。
18．在稀硝酸中加入铜粉，待充分反应，判断下列说法正确的是(忽略反应前后溶液体积的变化) ( )
A．反应中转移电子的物质的量为0.2NA
B．标准状况下，产生NO2气体的体积为
C．反应后，H+的物质的量浓度为
D．被还原的HNO3的物质的量为
【答案】C
【解析】n(Cu)==0.3mol，n(HNO3)=cV=0.2L×5mol/L=1mol，根据铜与硝酸反应的化学方程式3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O可知，铜不足，故转移电子数、反应消耗的硝酸的量、被还原的硝酸的量，均需用铜的物质的量进行计算。A项，1mol的铜完全参加反应转移2mol的电子，0.3mol的铜反应转移0.6mol电子，即转移电子书为0.6NA，故A项错误；B项，铜与稀硝酸反应产生NO气体，故B项错误；C项，根据化学方程式可知，0.3mol铜消耗0.8mol的硝酸，则反应后剩余0.2mol硝酸，剩余硝酸的物质的量浓度为=1mol/L，即反应后，H+的物质的量浓度为1.0mol/L，故C项正确；D项，根据化学方程式可知，8mol硝酸中只有2mol被还原，故0.8mol硝酸参加反应，被还原的HNO3的物质的量为0.2mol，故D项错误；故选C。
19．如图是某元素的价类二维图，其中A为正盐，X是一种强碱，通常条件下Z是无色液体，E的相对分子质量比D大16，各物质的转化关系如图所示。下列说法错误的是( )

A．A作肥料时不适合与草木灰混合施用 B．可用向上排空气法收集B
C．C一般用排水法收集 D．D→E的反应可用于检验D
【答案】B
【解析】由A和强碱(X)反应生成相应的氢化物可知，A为铵盐，强碱与铵盐在加热条件下反应生成氨气，所以B为NH3；氨气和氧气反应生成氮气和水，C为N2；氮气可被氧气氧化为NO，所以D为NO；NO可被氧气氧化为NO2，E为NO2；二氧化氮和水反应生成硝酸，F为HNO3；G为硝酸盐；Y为O2，Z为H2O。A项，铵态氮肥和草木灰不能混合施用，A正确；B项，B为NH3，NH3的密度小于空气，不能采用向上排空气法收集，B错误；C项，C为N2，N2的密度与空气太接近，用排空气法收集不能得到纯净的气体，而N2不溶于水，所以一般用排水法收集，C正确；D项，NO与O2反应生成NO2，气体颜色由无色变为红棕色，可用于检验NO，D正确；故选B。
20．关于反应 Cu(NO3)2·3H2O CuO+NO2↑+O2↑+H2O↑ (反应未配平)，下列说法正确的是( )
A．氧化产物与还原产物物质的量之比为4：1
B．生成22.4LO2时，反应转移电子数为4NA
C．将充分分解后所得的气体收集于一密闭容器中，充分静置反应，所得溶液中硝酸与水的物质的量之比为1：1
D．Cu(NO3)2·3H2O中的铜元素被氧化
【答案】C
【解析】由方程式可知，反应中氮元素的化合价降低被还原，二氧化氮为反应的还原产物，氧元素的化合价升高被氧化，氧气是反应的氧化产物，反应的化学方程式为2Cu(NO3)2·3H2O2 CuO+4NO2↑+O2↑+6H2O↑。A项，由分析可知，氧化产物氧气与还原产物二氧化氮的物质的量之比为1：4，故A错误；B项，缺标准状况，无法计算22.4L氧气的物质的量和反应转移电子数目，故B错误；C项，由分析可知，硝酸铜晶体分解生成4mol二氧化氮时，生成1mol氧气和6mol水，充分分解后所得二氧化氮、氧气和水能完全反应生成硝酸，反应的化学方程式为4NO2+O2+2H2O=4HNO3， 由方程式可知，所得溶液中硝酸与水的物质的量之比为4mol：(6—2)mol=1：1，故C正确；D项，由方程式可知，反应中铜元素的化合价没有发生变化，故D错误；故选C。
21．下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确的是

A．由①中的红棕色气体，推断浓硝酸受热易分解，应保存在低温阴暗处
B．红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应
C．由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物
D．③的气体产物中检测出CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应
【答案】D
【解析】①中浓硝酸分解生成二氧化氮气体，②中C与浓硝酸反应生成二氧化氮或浓硝酸受热分解生成二氧化氮，③中浓硝酸挥发后与C反应生成二氧化碳、二氧化氮，以此来解答。A．加热条件下，浓硝酸分解生成二氧化氮和氧气，则产生的气体一定是混合气体，故A正确；B．加热条件下，浓硝酸分解生成二氧化氮和氧气，则红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸产生了反应，故B正确；C．硝酸中N元素化合价为+5价，生成二氧化氮的N元素化合价为+4价，化合价降低，在生成的红棕色气体为还原产物，故C正确；D．碳加热至红热，可与空气中氧气反应生成二氧化碳，不一定说明木炭一定与浓硝酸发生了反应，故D错误；故选D。
22．向mg由铁粉和铜粉组成的混合物中，加入某浓度的稀硝酸，充分反应后测得生成NO的体积[V(NO)](已换算成标准状况下)、m(固体剩质余量)随加入的稀硝酸的体积的变化如图所示(设硝酸的还原产物只有NO)。下列说法中正确的是( )

A．稀硝酸的浓度为0.4mol·L-1
B．a点时，100mL稀硝酸中溶解了Fe和Cu共8.4g
C．b点对应的溶液中可能含有的金属阳离子为Fe2+、Fe3+、Cu2+
D．加入稀硝酸至400mL时，收集到的V(NO)约为6.91L
【答案】D
【解析】由图示数据可得如下表格：
编号
①
②
③
④
稀硝酸体积/mL
100
200
300
400
剩余金属/g
12.2
3.2
0
0
NO体积/mL
2240
4480
6720
V
实验①和②都有金属剩余，则溶液中不可能含硝酸铁，溶液中金属离子为+2价，在实验①的基础上加入100mL硝酸，参加反应的金属的质量为12.2g-3.2g=9g，生成NO的体积为4480mL-2240mL=2240mL，NO的物质的量为0.1mol，根据电子转移守恒可知，参加反应的金属的物质的量为=0.15mol，参加反应的金属的平均摩尔质量为=60g/mol，该过程既有铁参与反应，又有铜参与反应，利用十字交叉法，则n(Fe)=n(Cu)=0.15mol=0.075mol，故实验①只有铁参与反应，实验①生成NO的体积为2240mL，NO的物质的量为0.1mol，根据电子转移守恒可知，参加反应的铁的物质的量为=0.15mol，质量为0.15mol56g/mol=8.4g，实验②既有铁参与反应，又有铜参与反应，且n(Fe)=n(Cu)=0.15mol=0.075mol，在实验②的基础上继续加入100mL稀硝酸，生成NO的体积为6720mL-4480mL=2240mL，NO的物质的量为0.1mol，该过程既有铜参加反应，又有亚铁离子参加反应，参加反应的金属的质量为3.2g，金属全部为铜，物质的量为=0.05mol，金属铜与稀硝酸反应的化学方程式为：3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，0.05molCu参与反应生成molNO，则亚铁离子参与反应生成molNO，硝酸亚铁与稀硝酸反应的化学方程式为：4HNO3(稀)+3Fe(NO3)2=3Fe(NO3)3+NO↑+2H2O，则消耗亚铁离子0.2mol，由以上分析可知，总共含亚铁离子0.15mol+0.075mol=0.225mol，则加入稀硝酸300mL后还有0.225mol-0.2mol=0.025mol亚铁离子，0.025mol亚铁离子与稀硝酸反应生成≈0.0083molNO，体积为0.0083mol22.4L/mol≈0.19L。A项，实验①只有铁参与反应，发生反应3Fe+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O，生成NO的体积为2240mL，NO的物质的量为0.1mol，则参加反应的硝酸的物质的量为0.1mol4=0.4mol，硝酸的物质的量浓度为=4mol/L，A错误；B项，a点只消耗了铁8.4g，B错误；C项，b点还有金属剩余，因此溶液中不可能有Fe3+，C错误；D项，加入稀硝酸至400mL时，收集到的V(NO)约为6.72L+0.19L=6.91L，D正确；故选D。
23．已知：①NO可与过氧化钠粉末发生化合反应生成NaNO2，②NO能被酸性KMnO4溶液氧化成NO3-。某兴趣小组设计了如下图所示的装置制备NaNO2，下列说法不正确的是( )

A．装置A无需加热，滴入浓硝酸就能发生反应
B．装置B中铜的作用是提高NO的生成率
C．装置C中装的药品可以是氢氧化钠固体
D．装置E中的酸性KMnO4溶液的主要作用是吸收多余的NO
【答案】A
【解析】本题属于常见无机物制备类的实验题，由装置A制备二氧化氮，通过装置B转化为一氧化氮，装置C除杂，在装置D中发生反应生成产品，装置E用于尾气处理。A项，浓硝酸和碳常温的时候不反应，加热的时候发生反应C+4HNO3(浓)=CO2+4NO2+2H2O，A错误；B项，装置A中产生的二氧化氮，在装置B中和水反应生成硝酸和一氧化氮，其中硝酸和铜反应生成一氧化氮，这样可以提高NO的生成率，B正确；C项，从装置B中出来的一氧化氮中混入了二氧化碳和水蒸气，这些都会和过氧化钠反应，需要除去，而一氧化氮不和氢氧化钠反应，二氧化碳和水蒸气可以被氢氧化钠固体吸收，C正确；D项，含有一氧化氮的尾气对环境有害，由题意可知一氧化氮可以被酸性高锰酸钾溶液吸收，D正确；故选A。
24．下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是( )
选项
实验操作
现象
解释或结论
A
过量的Fe粉中加入稀HNO3，充分反应后，滴入KSCN溶液
溶液呈红色
稀HNO3将Fe氧化为Fe3＋
B
Al箔插入稀HNO3中
无明显现象
Al箔表面被HNO3氧化，形成致密的氧化膜
C
常温下，Fe、Al放入浓HNO3或浓H2SO4中
无明显现象
Fe、Al与浓HNO3或浓H2SO4发生钝化
D
用玻璃棒蘸取浓HNO3点到红色石蕊试纸上
试纸变蓝色
浓HNO3具有酸性
【答案】C
【解析】A项，过量的Fe粉中加入稀HNO3，充分反应后，最终得到硝酸亚铁溶液，滴入KSCN溶液，不变红色，故A错误；B项，Al箔插入稀HNO3中生成硝酸铝、一氧化氮、水，Al箔插入浓HNO3中钝化，故B错误；C项，常温下，Fe、Al放入浓HNO3或浓H2SO4中钝化，故C正确；D项，浓硝酸具有强氧化性，用玻璃棒蘸取浓HNO3点到红色石蕊试纸上，红色石蕊试纸褪色，故D错误；故选C。
25．将质量为32g的铜与150mL的一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生标准状况下11.2L的NO和NO2的混合气体，将生成的混合气体与一定体积的氧气一起通入足量NaOH溶液中，气体恰好被吸收生成NaNO3。下列说法不正确的是
A．标准状况下，通入的O2体积为5.6L
B．向反应后的溶液加NaOH，使铜沉淀完全，需要NaOH的物质的量至少为1.0mol
C．标准状况下，混合气体构成是5.6L的NO和5.6L的NO2
D．硝酸的物质的量浓度为10.0mol·L−1
【答案】D
【解析】32g的铜的物质的量为0.5mol；11.2L的NO和NO2的物质的量为0.5mol，设混合气体中NO的物质的量为x，NO2的物质的量为y，则x+y=0.5，反应过程中铜全部被氧化成Cu2+，根据电子守恒有3x+y=0.5×2，和前式联立可得x=0.25mol，y=0.25mol；设氧气的物质的量为z，NO和NO2全部转化为NaNO3，则根据电子守恒有0.5×2=4z，解得z=0.25mol；根据元素守恒可知生成的n(NaNO3)=0.5mol。A项，根据分析可知通入的O2为0.25mol，标况下体积为0.25mol×22.4L/mol=5.6L，故A正确；B项，当硝酸无剩余时消耗的NaOH最少，此时NaOH只与Cu2+反应生成Cu(OH)2沉淀，根据元素守恒可知此时n(NaOH)=2n(Cu2+)=0.5mol×2=1mol，故B正确；C项，根据分析可知，混合气体中有0.25molNO和0.25molNO2，即标准状况下的5.6L的NO和5.6L的NO2，故C正确；D项，由于不知道和铜反应后硝酸是否有剩余，所以无法计算硝酸的浓度，故D错误；故选D。
二、非选择题
26．研究氮及其化合物的性质，可以有效改善人类的生存环境。氮元素化合价物质类别关系图如下。

回答下对问题：
(1)写出实验室制备物质A的化学方程式：_______。在催化剂和加热的条件下，物质A生成NO是工业制硝酸的重要反应，化学方程式是_______。
(2)在加热条件下，物质C的浓溶液与碳单质反应，写出反应的化学方程式：_______。
(3)实验室中，检验溶液中含有NH4+的操作方法是_______。
(4)物质B为红棕色气体，写出该物质与水反应的离子方程式：_______，当反应消耗3.36 L(标准状况)物质B时，转移电子的物质的量为_______mol。
【答案】(1) 2NH4Cl+ Ca(OH)2CaCl2 +2H2O+2NH3↑     4NH3 +5O24NO+6H2O
(2)C+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O
(3)取少量溶液于试管中，加入氢氧化钠溶液，微热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体证明含有铵根离子
(4) 3NO2+ H2O=2H+ +2NO3-+NO     0.1
【解析】由氮元素化合价物质类别关系图可知，A为NH3，B为NO2或N2O4，C为HNO3。(1)A为NH3，实验室用氯化铵和氢氧化钙共热制取氨气，反应的化学方程式为：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑；氨气催化氧化生成一氧化氮和水，反应的化学方程式为：4NH3 +5O24NO+6H2O。(2)C为HNO3，碳与浓硝酸加热条件下反应生成二氧化碳、二氧化氮和水，反应的化学方程式为：C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O。(3)含铵根离子的溶液能与碱液加热条件下反应生成氨气，氨气能使湿润的红色湿润试纸变蓝，因此检验溶液中含有NH的操作方法是：取少量溶液于试管中，加入氢氧化钠溶液，微热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体证明含有铵根离子。(4)物质B为红棕色气体，B为NO2，二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮，反应的离子方程式为：3NO2+H2O=2H++2NO3-+NO，3.36L(标准状况)NO2的物质的量为=0.15mol，由方程式可知，3molNO2参与反应转移2mol电子，则0.15molNO2参与反应转移0.1mol电子。
27．已知X和Y为中学化学中的常见元素，其最高价含氧酸均为强酸。根据如图所示转化关系(反应条件及部分产物己略去)，回答下列问题。

(1)若A、B、C、D均为含X的化合物，且A和F的分子中均含有10个电子，则：
①F的化学式为_______，A的电子式为_______。
②将铜粉与一定量的D的浓溶液反应，当铜粉完全反应时收集到气体(标准状况)，则反应消耗的D的物质的量为_______。
(2)若A、B、C、D均为含Y的化合物，其中A由两种元素组成，且A的摩尔质量为，则：
①将铜粉与D的浓溶液反应所得的溶液加热蒸干，得到的白色固体物质为_______(填化学式)。
②将Na2Y溶液滴加到次氯酸钠溶液(溶液呈碱性)中，有黄色沉淀生成，请写出所发生反应的离子方程式：_______。在该反应中若有被还原，则转移电子的物质的量为_______。
【答案】(1) H2O          0.11
(2) CuSO4          2
【解析】(1)若A、B、C、D均为含X的化合物，X最高价含氧酸均为强酸，且A和F的分子中均含有10个电子，则X为N元素，A是NH3、E是O2、B是NO、C是NO2、F是H2O、D是HNO3。①F的化学式为H2O，A是NH3，氨气是共价化合物，电子式为 。②将铜粉与一定量的硝酸的浓溶液反应，生成硝酸铜、一氧化氮或二氧化氮、水，铜粉生成Cu(NO3)2的物质的量是，生成一氧化氮和二氧化氮的物质的量是，根据氮元素守恒，则反应消耗的D的物质的量为(0.03×2+0.05)=0.11。(2)若A、B、C、D均为含Y的化合物，最高价含氧酸均为强酸，Y是S元素，其中A由两种元素组成，且A的摩尔质量为，A是H2S、E是O2、B是SO2、C是SO3、F是H2O、D是H2SO4。①将铜粉与浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫、水，所得的溶液加热蒸干，得到的白色固体物质为CuSO4。②将Na2S溶液滴加到次氯酸钠溶液(溶液呈碱性)中，有黄色沉淀生成，说明S2-被氧化为S沉淀，发生反应的离子方程式。在该反应中，次氯酸钠中Cl元素化合价由+1降低为-1，若有被还原，则转移电子的物质的量为。
28．外观与NaCl相似的亚硝酸钠(NaNO2)可用作建筑钢材缓蚀剂。某学习小组设计如图装置制备亚硝酸钠(夹持装置已省略)。

已知：2NO+Na2O2=2NaNO2，2NO2+Na2O2=2NaNO3。
回答下列问题：
(1)实验前应检查装置气密性，写出检查装置A气密性的操作步骤和结论：____。
(2)装置A中铜与稀硝酸反应的化学方程式为____。
(3)反应开始前先打开止水夹K，通入一段时间的氮气的目的是____。
(4)若想制备的亚硝酸钠更纯，装置B中浓NaOH溶液的作用是____。
(5)若没有装置C，则装置D中剩余固体为____。
(6)装置F处理尾气时，酸性高锰酸钾溶液中Mn全部转化为Mn2+，写出该反应的离子方程式：___。
【答案】(1)关闭K，并用弹簧夹夹住A与B之间的胶皮管，向分液漏斗中注入适量水后打开开关，若分液漏斗中形成一段稳定液柱，则证明装置A气密性良好
(2)3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(3)除去装置中的空气(氧气)，防止NO被空气中氧气氧化
(4)吸收挥发出的HNO3
(5)NaNO2、NaNO3、NaOH
(6)4H++3 MnO4-+5NO=5NO3-+3Mn2++2H2O
【解析】装置A为稀硝酸与Cu反应制取NO，结合提示2NO+Na2O2=2NaNO2，2NO2+Na2O2=2NaNO3可知：为保证产品纯度，应避免二氧化氮产生，故反应开始前打开止水夹K，通入氮气排除装置内的空气，装置B为进一步保障除去二氧化氮，装置C、E的作用为干燥NO，防止水蒸气与过氧化钠反应产生氧气进而影响产品纯度；装F中盛放酸性高锰酸钾用于除去过量的NO防止污染环境。(1)该装置有气体参加反应，实验前应检查装置气密性，则检查装置A气密性的操作步骤和结论：关闭K，并用弹簧夹夹住A与B之间的胶皮管，向分液漏斗中注入适量水后打开开关，若分液漏斗中形成一段稳定液柱，则证明装置A气密性良好；(2)在装置A中铜与稀硝酸反应，产生Cu(NO3)2、NO、H2O，该反应的化学方程式为：3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O；(3)反应开始前先打开止水夹K，通入一段时间的N2，目的是除去装置中的空气(氧气)，防止NO被空气中O2氧化为NO2，导致最后制取的物质中含有NaNO3，使物质的纯度降低；(4)装置B中浓NaOH溶液的作用是吸收装置A中挥发出的HNO3，保证制取物质的纯度；(5)若没有装置C，NaOH溶液中的水蒸气与Na2O2反应产生NaOH和O2，O2与部分NO反应产生NO2，NO2与Na2O2反应产生NaNO3，NO与Na2O2反应产生NaNO2，因此会导致装置D中剩余固体成分中含有NaNO2、NaNO3、NaOH；(6)装置F处理尾气时，酸性高锰酸钾溶液中Mn全部转化为Mn2+，NO被氧化为NO3-，根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒，结合物质的拆分原则，可得该反应的离子方程式为：4H++3 MnO4-+5NO=5 NO3-+3Mn2++2H2O。
29．过多的NOx排放，往往会产生污染。某研究性小组探究NO与炽热的铜粉反应，设计如下

已知：能被酸性高锰酸钾溶液氧化成NO3-，此体系中产生的NO3-浓度较稀。
(1)实验开始前，检查装置气密性涉及到以下操作，给出合理的操作顺序：将F中的长导管插入液面以下___________：→___________→___________→________→________→_________(操作可重复使用)。
①关闭弹簧夹a，打开弹簧夹b   ②观察F中的现象   ③用酒精灯加热A中三颈烧瓶   ④撤走酒精灯
(2)装置B的作用___________。
(3)反应一段时间后，装置D中铜粉变黑，写出装置D中发生反应的化学方程式___________。
(4)实验过程中，装置E中溶液颜色变浅，则装置E发生的离子方程式为___________；请设计一种简单的实验方案，证明氧化产物为NO3-___________ 。
(5)实验前和实验结束时，都需通一段时间的N2，目的分别是___________、___________。
(6)有同学发现装置A溶液呈绿色，而不显蓝色；甲认为是该溶液中硝酸铜质量分数较高所致，而乙认为是该溶液溶解了生成的气体所致。设计方案来判断甲或乙哪种合理，下列方案中不可行的是___________。
A．加水稀释绿色溶液，观察颜色变化
B．加热该绿色溶液，观察颜色变化
C．向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化
D．向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察颜色变化
【答案】(1)①③②④② (2)将NO2转化为NO
(3) 2Cu+2NO2CuO+N2
(4) 4H++3 MnO4-+5NO=5 NO3-+3Mn2++2H2O     取E中少量溶液，加入铜粉，若有无色气体产生此气体在试管口变为红棕色，则为NO3-
(5) 实验前通N2，排尽空气，防止空气中氧气干扰实验     实验后通N2，排尽装置内的NO，防止拆卸时产生污染性气体
(6)A
【解析】装置A中铜和浓硝酸反应生成二氧化氮；装置B中二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮；一氧化氮通过五氧化二磷进行干燥；在装置D中一氧化氮与铜粉在加热条件下反应；装置E中酸性高锰酸钾溶液用于除去未反应的一氧化氮；通过题干可知，装置F用于检查装置气密性。(1)实验开始前，检查装置气密性的方法为：将F中的长导管插入液面以下，关闭弹簧夹a，打开弹簧夹b，用酒精灯加热A中三颈烧瓶，观察F中是否产生气泡，然后撤走酒精灯，观察F中是否有液柱，若加热三颈烧瓶时F中产生气泡，撤走酒精灯后F中又出现液柱，说明装置气密性良好，因此顺序为：①③②④②。(2)装置A中铜和浓硝酸反应生成二氧化氮，装置B中二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮，因此装置B的作用是将二氧化氮转化为一氧化氮。(3)反应一段时间后，装置D中铜粉变黑，说明一氧化氮与铜反应生成了氧化铜，依据得失电子守恒和原子守恒可知，反应的化学方程式为：2Cu+2NO2CuO+N2。(4)已知NO能被酸性高锰酸钾溶液氧化成NO3-，高锰酸钾被还原为锰离子，依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可知，反应的离子方程式为：：4H++3 MnO4-+5NO=5 NO3-+3Mn2++2H2O；要证明氧化产物为NO3-，可依据酸性条件下硝酸根离子具有强氧化性设计方案，方法为：取E中少量溶液，加入铜粉，若有无色气体产生此气体在试管口变为红棕色，则为NO3-。(5)一氧化氮能与氧气反应生成二氧化氮，加热条件下铜与氧气反应生成氧化铜，因此实验前通入一段时间氮气的目的是：排尽空气，防止空气中氧气干扰实验；一氧化氮有毒，会污染空气，因此实验结束时通入一段时间氮气的目的是：排尽装置内的NO，防止拆卸时产生污染性气体。(6)A．加水稀释绿色溶液，硝酸铜浓度降低，同时二氧化氮和水反应，不能验证溶液颜色变化的原因，该方案不可行，A符合题意；B．若是因为溶解了生成的气体导致该溶液呈绿色，则加热该绿色溶液，二氧化氮气体逸出，可通过颜色的变化判断两位同学的观点是否正确，该方案可行，B不符合题意；C．若是因为溶解了生成的气体导致该溶液呈绿色，则向该绿色溶液中通入氮气，可将二氧化氮气体排出，可通过颜色变化判断两位同学的观点是否正确，该方案可行，C不符合题意；D．向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，若饱和溶液颜色变为绿色，可判断乙同学的观点是否正确，该方案可行，D不符合题意；答案选A。
30．取a g铁粉投入600mL某浓度的稀HNO3溶液中，充分反应后铁粉完全溶解，硝酸恰好完全反应，同时生成标准状况下NO气体6.72L(硝酸的还原产物只有一种)。反应后的溶液中加入足量NaOH溶液，将沉淀过滤、洗涤、充分灼烧得32g红棕色固体。试计算：
(1)加入铁粉的质量___________g
(2)原稀HNO3溶液的物质的量浓度是___________mol/L
【答案】(1)22.4 (2)2
【解析】(1)反应后的溶液中加入足量NaOH溶液，生成氢氧化铁沉淀，将沉淀过滤、洗涤、充分灼烧得32g氧化铁，根据铁元素守恒，加入铁粉的质量。(2)反应生成NO的物质的量是，根据得失电子守恒，铁失电子0.9mol，则反应后铁形成的离子所带正电荷总数是0.9mol，根据电荷守恒，反应后的溶液含有0.9mol NO3-，根据氮元素守恒，原稀HNO3溶液的物质的量浓度是mol/L。