2024届高三新高考化学大一轮专题练习--氮族元素及其化合物

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2024届高三新高考化学大一轮专题练习--氮族元素及其化合物
一、单选题
1．（2023秋·江苏·高三统考竞赛）下列方案设计、现象和结论都正确的是

方案设计
现象
结论
A
在4mL0.1mol·L-1K2Cr2O7溶液中加入数滴1mol·L-1NaOH溶液
溶液由橙色变为黄色
正移
B
两支试管中均装有2mL0.01mol·L-1酸性KMnO4溶液，向第一支加入1mL0.01mol·L-1草酸溶液和1mL水，第二支加入2mL0.01mol·L-1草酸溶液
第一支试管褪色时间比第二支试管长
其他条件相同时，反应物浓度越大，反应速率越快
C
取少量Fe粉与HNO3反应后的溶液于试管中，依次加入H2SO4和Fe粉
有色气体产生
HNO3过量
D
往2支试管中各加入1mL乙酸乙酯，再分别加入等体积等浓度的稀硫酸和NaOH溶液
NaOH溶液中酯层消失的快
碱的催化效果比酸的催化效果好
A．A B．B C．C D．D
2．（2023·山东泰安·统考三模）从日常生活到科技前沿，化学无处不在。下列说法正确的是
A．分离液态空气制氮气、合成氨、闪电时，氮气转化为NO，都属于氮的固定
B．稀土元素被称为“冶金工业的维生素”，其加入钢中后可增加钢的韧性、抗氧化性
C．我国科学家制备的具有高选择性的催化剂中，金属元素均属于第Ⅷ族
D．用于制造山东舰上舰载机降落拦阻索的特种钢，属于新型无机非金属材料
3．（2023春·江苏徐州·高三统考期中）氮元素在地球上含量丰富，是构成生命体的基本元素之一，大气中的氮是取之不尽的天然资源，它以氮气分子形式存在于自然界，通过化学方法可以将其转化为人类需要的各种含氮化合物。下列选项中属于人工固氮的是
A．闪电 B．根瘤菌 C．合成氨车间 D．电解饱和食盐水车间
4．（2023春·辽宁·高三校联考期中）下列实验操作、现象和所得结论正确的是
选项
实验操作
实验现象
实验结论
A
向盛有Na2S固体的试管中滴加浓硝酸
产生有臭鸡蛋气味的气体
酸性：硝酸>硫化氢
B
将装有NO2气体的烧瓶浸泡在热水中
烧瓶内气体颜色加深
2NO2(g)N2O4(g)是放热反应
C
将铜片放入稀硫酸中，静置，再向其中加入硝酸铜固体
先无现象，后铜粉逐渐溶解
硝酸铜是铜与稀硫酸反应的催化剂
D
向久置的Na2SO3溶液中加入足量BaCl2溶液，再加入足量稀硝酸
先出现白色沉淀，后沉淀不溶解
久置的Na2SO3全部被氧化
A．A B．B C．C D．D
5．（2023春·江苏·高三统考期中）氮及其化合物在生产生活中具有广泛应用。氮气经过一系列的变化可以生成氨、氮的氧化物、硝酸等重要的化工原料；下列物质的性质与用途具有对应关系的是
A．HNO3具有氧化性，可用于溶解单质银 B．N2性质稳定，可用于合成氨
C．NH3•H2O易分解，可用于除去烟气中的SO2 D．NH4HCO3受热易分解，可用作氮肥
6．（2023·重庆·统考三模）通过下列实验操作和现象能得出相应结论的是
选项
实验操作
现象
结论
A
取适量火柴头的浸泡液于试管中，滴加AgNO3溶液和稀HNO3
无白色沉淀
火柴头一定不含氯元素
B
向样品溶液中先加入溶液，然后再加入稀盐酸
生成白色沉淀，加入稀盐酸，沉淀不溶解
样品溶液已经变质
C
向盛有溶液的试管中滴加5滴溶液，待生成白色沉淀后，再向其中滴加溶液
先有白色沉淀生成，后有黄色沉淀出现

D
向中加入，充分反应，用四氯化碳充分萃取后取上层溶液滴加
四氯化碳层显紫色，上层溶液试样变红
和的反应存在限度
A．A B．B C．C D．D
7．（2023春·陕西西安·高三西安市第八十五中学校考期中）判断下列说法不正确的是

A．X是N2O5
B．可用排空气法收集NO气体
C．工业上以NH3、空气、水为原料生产硝酸
D．由NH3→N2，从原理上看，NH3可与NO2反应实现
8．（2023春·江苏盐城·高三江苏省响水中学校考期中）下列实验操作、实验现象及解释或结论都正确且有因果关系的是
选项
实验操作
实验现象
解释或结论
A
用SiO2与焦炭在高温条件下制备粗硅
生成可燃性气体，得到黑色固体
非金属性：
B
向某溶液中滴加少量NaOH稀溶液，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口
试纸不变蓝
原溶液中无
C
将NaClO溶液滴到pH试纸上
测得pH=9.8
NaClO溶液水解显碱性
D
向氯化铁溶液中加入过量的KI溶液，充分反应后，再滴入几滴KSCN溶液
溶液颜色变红
KI与FeCl3的反应为可逆反应
A．A B．B C．C D．D
9．（2023春·重庆·高三统考竞赛）下列反应的离子方程式书写正确的是
A．溶液中通入少量：
B．溶液中滴加少量盐酸：
C．溶液中通入过量：
D．溶液中加入过量溶液：
10．（2023春·甘肃金昌·高三永昌县第一高级中学校考期中）下列有关氮元素的单质及其化合物的说法错误的是
①医学上常用液氮作冷冻剂，是利用了氮气化学性质的不活泼性
②铵盐都不稳定，受热分解都生成氨气
③向溶液中滴加稀盐酸无明显的变化
④实验室加热氯化铵固体，用碱石灰除去氯化氢的方法制备氨气
A．①③ B．①② C．①②③ D．①②③④
11．（2023春·广东江门·高三江门市培英高级中学校考期中）下列物质性质对应的离子方程式书写错误的是
A．向硫酸氢钠溶液中滴加氢氧化钡溶液至中性：
B．向1mol/L溶液中滴加盐酸：
C．用食醋清洗水垢()的原理：
D．实验室若用磨砂玻璃塞盖在了盛放NaOH溶液的试剂瓶上：
12．（2023春·河北保定·高三河北安国中学校联考阶段练习）铁元素的价类二维图如图所示。下列说法错误的是
  
A．④可用作红色涂料
B．⑦的溶液可用于清洗青铜文物表面的锈迹
C．⑤被溶液中的氧气氧化为⑥的化学方程式为
D．③溶于过量稀硝酸的离子方程式为
13．（2023春·陕西宝鸡·高三统考期中）已知NH4NO3爆炸时的反应为4NH4NO33N2↑＋2NO2↑＋8H2O↑，下列说法不正确的是
A．NH4NO3在高温下爆炸时有红棕色气体生成
B．NH4NO3既是氧化剂又是还原剂，N2是氧化产物，NO2是还原产物
C．实验室不能用NH4NO3固体与Ca(OH)2固体混合加热制备NH3
D．乘坐火车时不能携带NH4NO3固体
14．（2023春·河北邢台·高三校联考阶段练习）下列实验中，现象及结论都正确的是
选项
实验操作
现象结论

A
常温下，将晶体与晶体在小烧杯中混合
烧杯壁变凉
该反应的
B
取少量浓硝酸加热分解，将产物先通入浓硫酸，后用集气瓶收集气体，并将带火星的木条放置瓶内
木条复燃
支持燃烧
C
25℃，向浓度均为0.1 mol·L的和混合溶液中滴加几滴溶液
出现白色沉淀
在25℃下，
D
分别向盛有0.1 mol·L的甲酸和饱和硼酸溶液的试管中滴加等浓度溶液
前者产生无色气泡，后者无明显现象
酸性：甲酸>硼酸>碳酸
A．A B．B C．C D．D

二、非选择题
15．（2023·全国·高三假期作业）N元素的循环是人类社会中重要的物质循环之一
(1)人工合成，并以其为原料生产硝酸。
①合成反应中氧化剂的电子式是___________。
②写出催化氧化反应的化学方程式___________。
③若直接排放到空气中会形成硝酸型酸雨，反应的化学方程式为___________。
(2)燃煤电厂烟气中存在氮氧化物，我国科学家正着力研究SCR技术(选择性催化还原氮氧化物)对烟气进行脱硝处理。
铁基催化剂在范围内实现SCR技术的过䅣如下：

①下列有关上述铁基倠化剂实现SCR技术的说法正确的是___________。
a．反应ⅰ体现了的碱性
b．反应ⅳ中消耗的与NO的物质的量之比为。
c．是反应的催化剂之一
②上述铁基催化剂实现SCR技术的总反应是___________。
③相比于铁基催化剂，便用锰基催化剂(活性物质为)时，烟气中含有的会明显降低NO脱除率。推测与会发生反应使倠化剂失效，其化学方程式是___________。
16．（2023·全国·高三专题练习）硝酸铜晶体[Cu(NO3)2·6H2O]，是一种重要的化工原料，常用于农药、镀铜、搪瓷等工业。以辉铜矿(主要成分为Cu2S，含少量Fe2O3、SiO2等杂质)为原料制备硝酸铜晶体的某工艺如图所示。

滤渣2的主要成分是___________，滤渣2与稀硝酸反应时，需向装置内通入适量空气，这样做的目的是___________。
17．（2023春·陕西榆林·高三校考阶段练习）如图是氮元素的几种价态与物质类别的对应关系。回答下列问题：

(1)写出的一种用途：___________。
(2)B物质的电子式为：___________。
(3)与图中的物质C常用于检验的存在，则C的化学式为___________。
(4)实验室制取物质B的化学方程式为___________。
(5)浓硝酸与木炭在加热条件下反应的化学方程式为___________。
(6)将3.2g铜与60.0mL一定浓度的硝酸发生反应，铜完全溶解，产生和NO混合气体的体积为8.96L(标况)。待产生的气体全部释放后，向溶液加入的NaOH溶液，恰好使溶液中的全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为___________。
18．（2022秋·山东威海·高三统考期末）铁及其化合物在工业上用途广泛。部分含铁物质的分类与相应铁元素的化合价关系如图所示。回答下列问题：

(1)在高温条件下，Al粉可与a的粉末反应。写出该反应的一个用途______。
(2)电子工业中，人们常用b的溶液腐蚀覆在绝缘板上的铜箔制造印刷电路板。该反应的离子方程式为______，设计实验证明腐蚀后的废液中含有b的阳离子：______。
(3)工业上可以用c制造的容器盛放冷的浓硝酸，体现了浓硝酸的______性；在加热条件下二者可剧烈反应，c与足量浓硝酸在加热条件下反应的化学方程式为______。
(4)d为K2FeO4，是一种新型、高效的水处理剂。已知湿法制备它的体系中参加反应的六种微粒为：d的阴离子、e、H2O、、、。该反应的离子方程式为______。若要制备0.2mol，理论上需要______gNaClO。

参考答案：
1．A
【解析】略
2．B
【详解】A．氮的固定是指游离态的氮变为化合态的氮，因此分离液态空气制氮气不属于氮的固定，合成氨、闪电时氮气转化为NO属于氮的固定，故A错误；
B．稀土元素加入钢中有多种作用，例如改变合金的结构增加钢的韧性、抗氧化性，故B正确；
C．Ni、Co、Fe都是第Ⅷ族元素，In是第IIIA族元素，故C错误；
D．用于制造山东舰上舰载机降落拦阻索的特种钢，属于金属材料，故D错误；
答案选B。
3．C
【详解】A．闪电过程中空气中氮气和氧气化合生成NO，属于自然固氮，A不符合；
B．根瘤菌固氮，属于自然固氮，B不符合；
C．合成氨车间过程中氮气和氢气化合生成氨气，属于人工固氮，C符合；
D．电解饱和食盐水生成的是氢氧化钠、氢气和氯气，与固氮没有关系，D不符合；
答案选C。
4．B
【详解】A．硝酸具有强氧化性，能将H2S氧化为S，故向盛有Na2S固体的试管中滴加浓硝酸，产生不了产生有臭鸡蛋气味的气体H2S，A不合题意；
B．将装有NO2气体的烧瓶存在2NO2(g)N2O4(g)浸泡在热水中，观察到烧瓶内气体颜色加深，说明NO2浓度增大，上述平衡逆向移动，故能说明2NO2(g)N2O4(g)是放热反应，B符合题意；
C．将铜片放入稀硫酸中，静置，再向其中加入硝酸铜固体，硝酸铜电离出的硝酸根和稀硫酸电离出H+形成了具有强氧化性的HNO3，能与Cu反应，原理为：3Cu+2+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O，Cu(NO3)2不是催化剂而是反应物之一，C不合题意；
D．亚硫酸钡可被硝酸氧化生成硫酸钡，由操作和现象不能证明久置的Na2SO3溶液已全部变质，D不合题意；
故答案为：B。
5．A
【详解】A．HNO3具有氧化性，能将单质银溶解转化成AgNO3，A项符合题意；
B．N2用于合成NH3是因为N2与H2在催化剂、高温和高压下能化合成NH3，该反应中N2表现氧化性，与N2性质稳定无关，B项不符合题意；
C．NH3∙H2O除去烟气中的SO2发生反应2NH3∙H2O+SO2=(NH4)2SO3+H2O，该反应中体现NH3∙H2O的碱性，与NH3∙H2O易分解无关，C项不符合题意；
D．NH4HCO3用作氮肥是因为含氮元素，与NH4HCO3受热易分解无关，D项不符合题意；
答案选A。
6．D
【详解】A．火柴头中含氯酸根离子，不能电离出氯离子，不能加AgNO3溶液和稀HNO3检验氯元素的存在，由实验操作和现象，不能证明火柴头是否含氯元素，A错误；
B．酸性溶液中硝酸根离子可氧化亚硫酸钠，生成的硫酸根离子与钡离子结合生成硫酸钡沉淀，由实验操作和现象可知，不能证明Na2SO3样品溶液已经变质，B错误；
C．由于实验中AgNO3过量，故AgNO3溶液与KCl、KI反应生成沉淀，不存在AgCl转化为AgI的过程，由实验操作和现象可知，不能比较Ksp(AgCl)、Ksp(AgI)的大小，C错误；
D．氯化铁不足，充分反应后，用四氯化碳充分萃取后取上层溶液滴加KSCN(aq)，四氯化碳层显紫色，上层溶液试样变红，可知铁离子不能完全转化，则I-和Fe3+的反应存在限度，D正确；
故答案为：D。
7．B
【详解】A．根据图中氮元素及其化合物的转化关系可知，氮的氧化物X中的氮元素的化合价为+5价，对应的物质是N2O5，A项正确；
B．NO和空气中氧气生成二氧化氮，故不可用排空气法收集NO气体，B项错误；
C．氨气催化氧化生成一氧化氮和水，一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸，故工业上以NH3、空气、水为原料生产硝酸，C项正确；
D．根据氧化还原反应原理分析，NH3可与NO2反应生成氮气，化学方程式为：8NH3+6NO2=7N2+12H2O，D项正确；
答案选B。
8．D
【详解】A．SiO2与焦炭在高温条件下生成Si和CO，为非自发进行的氧化还原反应，不能比较C、Si的非金属性，A错误；
B．由于NH3极易溶于水，故溶液中滴加少量NaOH稀溶液，没有产生使红色石蕊试纸变蓝的气体，溶液中可能含有，B错误；
C．次氯酸钠溶液具有漂白性，不能用pH试纸测定其溶液的pH，C错误；
D．加入过量的KI溶液，由操作和现象可知反应后含铁离子，则KI与FeCl3的反应为可逆反应，D正确；
故答案为：D。
9．D
【详解】A．向FeBr2溶液中通入少量的氯气，还原性：Fe2+＞Br -，少量Cl2 先氧化亚铁离子而不是Br -，故A正确；
B．溶液中滴加少量盐酸，生成碳酸氢钠，反应的离子方程式： ，故B错误；
C．溶液中通入过量生成硅酸和碳酸氢钠，反应的离子方程式为SiO+2H2O+2CO2=H2SiO3↓+ 2HCO，故C错误；
D．溶液中加入过量溶液，生成硫酸钡沉淀、一水合氨，反应的离子方程式为，故D正确；
故选D。
10．D
【详解】①液氮气化时吸收大量的热，使周围温度降低，因此医学上常用液氮作冷冻剂，故①错误；②铵盐都不稳定，受热分解不一定都生成氨气，比如硝酸铵受热分解没有氨气生成，故②错误；③向溶液中滴加稀盐酸，会发生氧化还原反应，有无色气泡产生，无色气体变为红棕色，故③错误；④加热氯化铵固体生成氨气和氯化氢，氯化氢和氨气在试管口变为氯化铵，因此不能用加热氯化铵的方法制备氨气，故④错误；因此①②③④错误；故D错误。
综上所述，答案为D。
11．B
【详解】A．硫酸氢钠与氢氧化钡为2: 1时溶液显中性，此时钡离子、氢氧根离子完全反应生成硫酸钡沉淀、水，离子方程式为：2H++SO+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O，A正确；
B．向1mol/L溶液中滴加盐酸，酸性条件下硝酸根离子氧化亚铁离子生成铁离子和一氧化氮气体，，B错误；
C．醋酸为弱酸，不能拆，用食醋清洗水垢(CaCO3)的离子方程式为：2CH3COOH+CaCO3=CO2↑+Ca2++2CH3COO-+H2O，C正确；
D．用磨砂玻璃塞盖在了盛放NaOH溶液的试剂瓶上，氢氧化钠和二氧化硅生成硅酸钠和水：SiO2+2OH-=SiO+H2O，D正确；
故选B。
12．B
【分析】铁元素的价类二维图分析可知，①为Fe，②为FeO，③为Fe3O4，④为Fe2O3，⑤为Fe(OH)2，⑥为Fe(OH)3，⑦为Fe3+的盐，⑧为Fe2+的盐。
【详解】A．氧化铁为红色固体，可用作红色涂料，故A正确；
B．Fe3+的溶液和铜反应，2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，不可用于清洗青铜文物表面的锈迹，故B错误；
C．氢氧化亚铁被溶液中的氧气氧化，白色沉淀迅速转化为灰绿色，最后变为红褐色，生成氢氧化铁，反应的化学方程式为：4Fe(OH)2+O2+2H2O═4Fe(OH)3，故C正确；
D．Fe3O4溶于过量稀硝酸反应生成硝酸铁、一氧化氮和水，电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平写出，反应的离子方程式为：，故D正确；
故选：B。
13．B
【详解】A．由方程式可知，硝酸铵在高温下爆炸时有红棕色的二氧化氮生成，所以可以看到红棕色的烟雾，故A正确；
B．由方程式可知，硝酸铵在高温下爆炸时铵根离子中氮元素化合价升高被氧化，硝酸根离子中氮元素的化合价降低被还原，所以硝酸铵既是氧化剂又是还原剂，由得失电子数目守恒可知，氮气既是氧化产物也是还原产物，二氧化氮是还原产物，故B错误；
C．由硝酸铵受热易爆炸可知，实验室不能用硝酸铵固体与氢氧化钙固体混合加热制备氨气，故C正确；
D．由硝酸铵受热易爆炸可知，乘坐火车时不能携带硝酸铵固体，否则会发生意外事故，故D正确；
故选B。
14．B
【详解】A．烧杯壁变凉，说明该反应常温下能自发进行，且为吸热反应，当时反应能自发进行，该反应，若满足此条件，则，即为熵增反应，A错误；
B．浓硝酸分解的反应为(浓)，生成的和的体积比为4∶1，而空气中和的体积比为4∶1，故带火星的木条复燃，能说明支持燃烧，B正确；
C．和都是白色沉淀，由沉淀颜色不能确定沉淀是哪种物质，无法比较两者的溶度积，C错误；
D．强酸能和弱酸盐反应生成弱酸，前者生成气体而后者不能，说明酸性：甲酸>碳酸>硼酸，D错误；
故答案选B。
15．(1) 4NH3+5O24NO+6H2O 4NO2+2H2O+O2=4HNO3
(2) abc 4NH3+4NO+O24N2+6H2O MnO2+SO2═MnSO4

【详解】（1）①氮气和氢气反应合成，反应中氧化剂为氮气，氮气电子式是；
②催化氧化反应的化学方程式4NH3+5O24NO+6H2O。
③若直接排放到空气中会形成硝酸型酸雨，反应的化学方程式为4NO2+2H2O+O2=4HNO3。
（2）①a．反应ⅰ可以认为发生了酸碱中和反应，体现了的碱性，a正确；
b．结合得失电子守恒，反应ⅳ中消耗的与NO的物质的量之比为，b正确；
c．在反应开始参与反应，最终又生成氢离子，可以认为氢离子为反应的催化剂之一，c正确；
故选abc；
②上述铁基催化剂实现SCR技术的总反应是4NH3+4NO+O24N2+6H2O。
③SO2与MnO2会发生反应生成硫酸锰，反应的化学方程式：MnO2+SO2═MnSO4。
16． Cu 将生成的NO、NO2氧化为硝酸，提高硝酸利用率，可以减少污染气体NO、NO2的产生
【详解】由于前面加入了适当过量的铁粉，铁置换出铜，因此滤渣2的主要成分是Cu，还有少量的Fe。滤渣2与稀硝酸反应时，金属与硝酸反应生成NO、NO2，向装置内通入适量空气，可以将NO氧化成NO2，最终转化为硝酸，提高硝酸利用率，并且可以减少污染气体NO、NO2的产生。
17．(1)作保护气(或用于合成氨等)
(2)
(3)
(4)
(5)(浓)
(6)10

【详解】（1）氮气性质不活泼，可以作保护气，氮气可以与氢气反应生成氨气，氮气可用于合成氨；故答案为作保护气或用于合成氨；
（2）B为气态氮的氢化物，N显-3价，即B为NH3，其电子式为 ；故答案为 ；
（3）C为硝酸盐，硝酸与C用于检验Cl-，检验Cl-常用AgNO3，因此C为AgNO3；故答案为AgNO3；
（4）实验室制备氨气，常采用加热NH4Cl和Ca(OH)2，其反应方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O，故答案为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O；
（5）浓硝酸具有强氧化性，能与木炭反应，其方程式为C+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O，故答案为C+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O；
（6）溶液中加入NaOH溶液，恰好使Cu2+全部转化成沉淀，此时溶质为NaNO3，根据N原子守恒，n(HNO3)=n(NaNO3)+n(NO2、NO)=n(NaOH)+ n(NO2、NO)=100mL×10-3L/mL×2.0mol/L+=0.6mol，c(HNO3)= =10mol/L；故答案为10。
18．(1)焊接钢轨、制备金属纳米复合材料
(2) 取腐蚀后的废液少许于试管中，滴加滴KSCN溶液，溶液变红，证明含有
(3) 氧化
(4) 22.35

【分析】a为氧化铁，b为铁盐，c为铁，d为高铁酸盐，e为氢氧化铁。
【详解】（1）在高温条件下，Al和某些金属氧化物发生置换反应，例如：2Al+Fe2O 32Fe+Al2O3，可用于焊接钢轨、制备金属纳米复合材料等。
（2）用浓氯化铁溶液腐蚀铜得到氯化亚铁和氯化铜，可用于制作印刷电路板。该反应的离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，以下实验可证明腐蚀后的废液中含有b的阳离子即铁离子：取腐蚀后的废液少许于试管中，滴加滴KSCN溶液，溶液变红，证明含有Fe3+。
（3）常温下，浓硝酸可用铁槽贮存，是因为铁与浓硝酸发生钝化反应，因为硝酸是氧化性酸，具有强氧化性；在加热条件下二者可剧烈反应，c即铁与足量浓硝酸在加热条件下反应的化学方程式为。
（4）湿法制备d即K2FeO4的体系中参加反应的六种微粒为：d的阴离子、e即氢氧化铁、H2O、、、，则该反应中铁元素化合价从+3升高到+6，发生氧化反应，同时中Cl从+1价降低到-1价被还原为，则该离子方程式为。若要制备0.2mol，理论上需要0.3molNaClO，即0.3mol×74.5g/mol =22.35gNaClO。