苏教版高考化学一轮复习专题练4非金属及其化合物第14讲生活中含氮的化合物含答案

第14讲 生活中含氮的化合物

1．下列关于自然界中氮循环(如图)的说法不正确的是(　　)

A．氮元素均被氧化

B．工业合成氨属于人工固氮

C．含氮无机物和含氮有机物可相互转化

D．碳、氢、氧三种元素也参加了氮循环

答案：A

2．下列叙述不正确的是(　　)

A．NH3的喷泉实验说明氨气极易溶于水

B．NH3遇到挥发性强酸就能产生白烟

C．硝酸应放在棕色的细口瓶中保存

D．NO和NH3均可用排空气法收集

解析：NO的密度和空气接近，且NO和O2反应生成NO2，所以NO应采用排水集气法收集，D项错误。

答案：D

3．某实验过程如图所示，则图③的试管中的现象是(　　)

A．无明显现象，因稀H2SO4不与铜反应

B．铜片溶解，产生无色气体，该气体遇到空气不变色

C．铜片溶解，放出红棕色有刺激性气味的气体

D.铜片溶解，产生无色气体，该气体在试管口变为红棕色

解析：生成的Cu(NO3)2在H2SO4的酸性条件下相当于又有了HNO3，铜片会继续溶解生成NO。

答案：D

4．“绿色化学”实验已走进课堂，下列做法符合“绿色化学”的是(　　)

①实验室中收集氨气采用图甲所示装置　②实验室中做氯气与钠反应实验时采用图乙所示装置　③实验室中用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水做氨气与酸反应生成铵盐的实验　④实验室中采用图丙所示装置进行铜与稀硝酸的反应

A．②③④　　　　　　　　B．①②③

C．①②④          D．①③④

解析：因为氨气的密度比空气小，实验室用向下排空气法收集氨气，氨气溶于水呈弱碱性，可以使滴有酚酞的水变红，①符合“绿色化学”；氯气有毒，与钠反应后，多余的氯气被碱液吸收，②符合“绿色化学”；铜与稀硝酸反应生成的一氧化氮有毒，一氧化氮可以用气球收集，④符合“绿色化学”；浓盐酸和浓氨水都易挥发，③不符合“绿色化学”。

答案：C

5．随着我国汽车年销量的大幅增加，空气环境受到了很大的污染。汽车尾气装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示，下列说法正确的是(　　)

A．反应中NO为氧化剂，N2为氧化产物

B．汽车尾气的主要污染成分包括CO、NO和N2

C．NO和O2必须在催化剂表面才能反应

D．催化转化总化学方程式为2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2

解析：反应过程中NO、O2为氧化剂，N2为还原产物；汽车尾气中的N2不是污染物；NO和O2的反应不需要催化剂；根据题中的图示，可将反应的过程分成如下两步写：2NO＋O2===2NO2，2NO2＋4CON2＋4CO2，将两步反应式合并可得总化学方程式为2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2。

答案：D

6．下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是    (　　)

解析：NH4Cl加热生成的NH3和HCl，冷却后又生成NH4Cl，不能得到NH3。

答案：A

7．(2021·湖南长沙调研)有X、Y、Z、M、N五种物质，进行的有关实验操作及现象如下：

X、Y、Z、M、N依次可能是(　　)

A．NO、O2、NH3、HNO3、SO2

B．O2、NO、NH3、HCl、SO2

C．O2、NO、HCl、NH3、CO2

D．NO、O2、NH3、HCl、CH4

解析：①该红棕色气体为NO2，故X、Y分别为NO、O2中的一种；②实验现象说明Y、M、N均具有氧化性；③实验现象说明Z、M的浓溶液均具有挥发性；④实验现象说明Z、N均具有还原性。综上所述，答案为A。

答案：A

8．(双选)甲、乙、丙、丁四种物质中，均含有相同的某种元素。在一定条件下它们之间存在如下转化关系：

下列说法错误的是(　　)

A．甲一定是N2或NH3

B．甲与丁反应可能生成盐

C．反应①②一定是氧化还原反应

D．反应③一定是化合反应

解析：由甲可以为N2、NH3、S、H2S可知A错误；如果甲是氨气，则乙为NO、丙为NO2、丁为HNO3，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，NH3＋HNO3===NH4NO3，可知B正确，D错误；有氧气参加的反应①②一定为氧化还原反应，C正确。

答案：AD

9．(双选)依据图中氮元素及其化合物的转化关系，判断下列说法不正确的是    (　　)

A．X是NO2

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，可由NH3与NO2反应实现

解析：由图中氮元素及其化合物的转化关系可知，X为＋5价对应的氮的氧化物，是N2O5，故A错误；一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮气体，不可用排空气法收集NO气体，故B不正确；工业上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，二氧化氮溶于水生成硝酸，故C正确；NH3可与NO2反应生成氮气，8NH3＋6NO27N2＋12H2O，故D正确。

答案：AB

10．(双选)某学习小组设计实验探究NO与铜粉的反应并检验NO，实验装置如图所示(夹持装置略)。实验开始前，向装置中通入一段时间的N2，排尽装置内的空气。

已知：在溶液中FeSO4＋NO⇌[Fe(NO)]SO4(棕色)，该反应可用于检验NO。

下列说法中不正确的是    (　　)

A．装置F、I中的试剂依次为水、硫酸亚铁溶液

B．若观察到装置H中红色粉末变黑色，则NO与Cu发生了反应

C．实验结束后，先关闭分液漏斗的活塞，再熄灭酒精灯

D．装置J收集的气体中一定不含NO

解析：稀硝酸与铜反应生成一氧化氮，一氧化氮能够被氧气氧化，因此实验前需要通入氮气，排尽装置中的空气，硝酸具有挥发性，生成的一氧化氮中混有少量硝酸蒸气，可以通过水吸收后再干燥，干燥的一氧化氮在装置H中与铜反应，未反应的NO可以利用硫酸亚铁溶液检验。装置F、I中的试剂依次为水、硫酸亚铁溶液，A项正确；若观察到装置H中红色粉末变为黑色，则NO与Cu发生了反应，B项正确；实验结束后，为了防止倒吸，需要先熄灭酒精灯，再关闭分液漏斗的活塞，C项错误；由于FeSO4＋NO⇌[Fe(NO)]SO4(棕色)为可逆反应，装置J收集的气体中可能含有NO，D项错误。

答案：CD

11．(2021·福建省泉州检测)工业上用氨气来制造硝酸，有关NH3的转化关系如图所示。

(1)NH3的电子式为________________________。

(2)图中，乙转化为丙的离子方程式为___________________________________

___________________________________________________________________。

(3)检验化合物丁中阳离子的方法：取少量待测液于试管中，________________，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝。

(4)工业上常使用NH3处理甲，生成无污染的N2，则NH3与甲完全反应的物质的量之比为_________________________________________________________。

解析：氨气被氧化生成NO，NO与氧气反应生成NO2，NO2与水反应生成硝酸，硝酸与氨反应生成硝酸铵，则甲为NO；乙为NO2；丙为硝酸，丁为硝酸铵。(4)氨气与NO反应生成氮气和水，方程式为6NO＋4NH3===5N2＋6H2O，NH3与NO完全反应的物质的量之比4∶6，即2∶3。

答案：(1) 　(2)3NO2＋H2O===2H＋＋2NO＋NO　(3)加入适量NaOH溶液并加热

(4)2∶3

12．氨广泛用于生产化肥、制冷剂等方面。

(1)实验室可用下图所示装置合成氨。

①亚硝酸钠与氯化铵反应的离子方程式为________________________________

____________________________________________________________________。

②锥形瓶中盛有一定量水并滴有几滴酚酞试剂。反应一段时间后，锥形瓶中溶液变红，则气体X的成分为N2、水蒸气、________和________(填化学式)。

(2)液氨可用作制冷剂，液氨汽化时________(填“释放”或“吸收”)能量

解析：(1)①亚硝酸钠具有强氧化性，与氯化铵发生氧化还原反应，生成氮气，反应的离子方程式为NO＋NHN2↑＋2H2O。②锌与稀硫酸反应生成的氢气与亚硝酸钠和氯化铵反应生成的氮气在催化剂作用下反应生成了氨气，因此锥形瓶中含酚酞的水变红，则气体X的成分为N2、水蒸气、H2、NH3。

答案：(1)①NO＋NHN2↑＋2H2O　②H2　NH3

(2)吸收

13．利用如图所示的装置，可以验证NH3和HCl的有关性质。实验前a、b、c活塞均关闭。

(1)若要在烧瓶Ⅱ中产生“喷泉”现象，烧瓶Ⅰ中不产生“喷泉”现象，其操作方法是______________________________________________________________

____________________________________________________________________。

(2)若先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管，在烧瓶中可观察到的现象是_____________________________________________________________________

____________________________________________________________________。

(3)通过挤压胶头滴管和控制活塞的开关，在烧瓶Ⅰ中产生“喷泉”现象，烧瓶Ⅱ中不产生“喷泉”现象，其操作方法是___________________________________

____________________________________________________________________。

若要在该装置中产生双喷泉现象，其操作方法是___________________________

___________________________________________________________________。

解析：(1)打开a、b活塞，再将胶头滴管中的水挤入烧瓶Ⅱ中，由于NH3极易溶于水，使烧瓶内气体压强迅速减小，烧杯中的水迅速进入烧瓶Ⅱ中，形成喷泉。(2)先打开a、c活塞，再将胶头滴管中的水挤入烧瓶Ⅱ中，烧瓶Ⅱ中的气压迅速减小，烧瓶Ⅰ中的HCl气体会流向烧瓶Ⅱ中，且与NH3化合生成NH4Cl而产生白烟。(3)在(2)基础上，若关闭a活塞，打开b活塞，烧杯中的水会迅速进入烧瓶Ⅰ中，形成喷泉；若打开b活塞，不关闭a活塞，烧瓶中的水便会同时进入烧瓶Ⅰ和Ⅱ中，形成双喷泉。

答案：(1)先打开a、b活塞，再挤压胶头滴管(或先挤压胶头滴管，再打开a、b活塞)

(2)烧瓶Ⅱ中导管口处产生白烟

(3)先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管(或先打开a活塞，挤压胶头滴管，再打开c活塞)，片刻后，关闭a活塞，然后打开b活塞　先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管(或先打开a活塞，挤压胶头滴管，再打开c活塞)，片刻后，打开b活塞

14．在如图所示的实验装置中，盛有足量水的水槽里放两个烧杯，小烧杯里放有适量铜片和过量浓硝酸，小烧杯外面倒扣一大烧杯，请回答下列问题：

(1)实验过程中，观察到的主要现象是

①________________________________________________________________；

②_________________________________________________________________；

③________________________________________________________________；

④__________________________________________________________________。

(2)用该装置做铜与浓硝酸反应的实验，最突出的优点是____________________________________________________________________。

(3)若要验证最终得到的气体生成物，最简便的操作及现象是___________________________________________________________________。

答案：(1)①铜片表面产生气泡，铜片慢慢溶解并逐渐消失

②小烧杯中溶液的颜色逐渐变成蓝色

③大烧杯中有红棕色气体生成，后来慢慢变成无色

④大烧杯内液面上升，水槽中液面下降

(2)反应体系封闭，无氮氧化合物逸出，不污染环境

(3)轻轻掀起倒扣的大烧杯，通入适量的空气，若有红棕色气体生成，则证明最终气体生成物为NO气体

15．N2O、NO和NO2等氮氧化物是空气污染物，含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。

(1)N2O的处理。N2O是硝酸生产中氨催化氧化的副产物，用特种催化剂能使N2O分解。NH3与O2在加热和催化剂作用下生成N2O的化学方程式为________________

___________________________________________________________________。

(2)NO和NO2的处理。已除去N2O的硝酸尾气可用NaOH溶液吸收，主要反应为：

NO＋NO2＋2OH－===2NO＋H2O

2NO2＋2OH－===NO＋NO＋H2O

①下列措施能提高尾气中NO和NO2去除率的有________(填字母)。

A．加快通入尾气的速率

B．采用气、液逆流的方式吸收尾气

C．吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液

②吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤，得到NaNO2晶体，该晶体中的主要杂质是________(填化学式)；吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是________(填化学式)。

(3)NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾气，可提高尾气中NO的去除率。其他条件相同，NO转化为NO的转化率随NaClO溶液初始pH(用稀盐酸调节)的变化如图所示。

①在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl－和 NO，其离子方程式为_____________________________________________________________________

____________________________________________________________________。

②NaClO溶液的初始pH越小，NO转化率越高。其原因是___________________________________________________________________。

解析：(1)根据信息知，NH3和O2在加热和催化剂作用下生成N2O和H2O，利用电子守恒法配平化学方程式可得2NH3＋2O2N2O＋3H2O。

(2)①根据化学平衡的影响因素，为提高尾气中NO和NO2的去除率，采用气、液逆流的方式吸收尾气可保证尾气更充分地吸收，吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液，可提高尾气的转化率。

②由尾气吸收的主要反应NO＋NO2＋2OH－===2NO＋H2O、2NO2＋2OH－===NO＋NO＋H2O可知，吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤，得到NaNO2晶体，该晶体中含有的杂质为NaNO3；NO不溶于水也不与水反应，吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是NO。

(3)①根据题目信息在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl－和NO，利用电子守恒法可配平反应的离子方程式：3HClO＋2NO＋H2O===3Cl－＋2NO＋5H＋。

②在酸性条件下，ClO－转化成HClO，溶液的pH越小，生成的HClO浓度越大，HClO的氧化性越强，则NO转化率越高。

答案：(1)2NH3＋2O2N2O＋3H2O

(2)①BC　②NaNO3　NO

(3)①3HClO＋2NO＋H2O===3Cl－＋2NO＋5H＋

②溶液pH越小，溶液中HClO的浓度越大，氧化NO的能力越强