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1、氮 的 循 环一、选择题(本题共18小题)1(双选)(2021日照高一检测)豆科植物的根上长着很多的根瘤，每一个根瘤都是一个氮肥厂，能实现氮的固定。下列化学反应属于氮的固定的是()AN2和H2在一定条件下合成NH3BNO2和H2O反应生成HNO3和NOCMg在N2中燃烧生成Mg3N2DNO被空气氧化为NO22(2021石家庄高一检测)氮氧化物可刺激肺部，使人较难抵抗感冒之类的呼吸系统疾病，对儿童来说，氮氧化物可能会造成肺部发育受损。氮氧化物污染严重，导致下列现象的主要原因与排放氮氧化物无关的是()A酸雨B光化学烟雾C雾霾 D温室效应3(2021东营高一检测)把少量NO2气体通入过量小苏打溶液中
2、，再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管，最后收集到的气体是()A氧气 B二氧化氮C二氧化氮和氧气 D二氧化氮和一氧化氮4(双选)现有NO2、O2的混合气体12 mL，通入足量水中，充分反应后剩余气体2 mL(同温同压下)，则原混合气体中氧气的体积可能是()A1.2 mLB2.4 mLC3 mL D4 mL5同温同压下，在3支相同体积的试管中分别充有等体积混合的两种气体，它们是NO和NO2，NO2和O2，NO和N2。现将3支试管均倒置于水槽中，充分反应后，试管中剩余气体体积分别为V1、V2、V3，则下列关系正确的是()AV1V2V3BV1V3V2CV2V3V1 DV3V1V26(20
3、21潍坊高一检测)化学探究小组的同学仿照喷泉实验原理在实验室里做了一个“喷泉实验”。如图所示，在甲、乙两个烧瓶中分别装入X、Y两种无色气体，胶头滴管中盛有酚酞溶液，实验时将酚酞溶液挤入甲烧瓶中，可观察到酞酚溶液变红；然后打开弹簧夹，便可看到甲烧瓶中的导管喷出白色的烟，同时甲烧瓶中的溶液颜色逐渐变浅。则X、Y分别为()ANH3和HCl BHCl和NH3CSO2和HCl DNO和HCl7(2021深圳高一检测)为检验一种氮肥的成分，某学习小组的同学进行了以下实验：加热氮肥样品生成两种气体，其中一种气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，另一种气体能使澄清石灰水变浑浊。取少量该氮肥样品溶于水，并加入少量Ba
4、Cl2溶液，没有明显变化。由此可知该氮肥的主要成分是()ANH4HCO3 BNH4ClC(NH4)2CO3 DNH4NO38(双选)下列有关氨气的制取、收集并验证其部分性质的装置和原理不能达到实验目的的是()A用甲装置制取少量氨气B用乙装置收集氨气C用丙装置验证氨气溶于水呈碱性D用丁装置验证氨气极易溶于水9(2021合肥高一检测)同温同压下，两个等体积的干燥圆底烧瓶中分别充满NH3，NO2，进行喷泉实验，如图所示，经充分反应后，瓶内溶液的物质的量浓度为()ABBC D不能确定【解析】选C。假设两个容器的状况为标准状况，中物质的量浓度计算公式为c molL1；中物质的量浓度计算公式为c molL
5、1，因此C选项正确。10(2021洛阳高一检测)铵态氮肥都属于铵盐。下列检验铵盐的方法中，正确的是()A加入氢氧化钠溶液，加热试管，再滴入酚酞试液B加入氢氧化钠溶液，加热试管，并用湿润的红色石蕊试纸接近试管口上方C加热试管，并用湿润的红色石蕊试纸接近试管口上方D加水溶解，再用红色石蕊试纸检验其溶液【解析】选B。A.氢氧化钠溶液是强碱，也可以使酚酞变红色，A项错误；B.加入氢氧化钠溶液加热，检验生成的氨气，可以证明是否含有铵盐，B项正确；C.铵盐中如氯化铵受热分解生成的氨气和氯化氢，在试管中会重新生成氯化铵，C项错误；D.氯化铵溶于水，溶液中铵根离子水解显酸性，但显酸性的不一定是铵盐，D项错误。
6、11铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体与5.6 L O2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。则消耗铜的质量为()A16 gB32 gC64 gD无法计算【解析】选B。该题氮元素变化为硝酸与金属铜反应生成氮的氧化物，氮的氧化物再与氧气和水反应又生成硝酸，因此总的硝酸的物质的量不变，可将题目中的反应抽象看作是铜与氧气的反应，其中硝酸为“催化剂”，所以铜的物质的量为20.5 mol，即32 g，B项正确。12(双选)用浓氯化铵溶液处理过的舞台幕布不易着火。其原因可能是()A幕布的着火点升高B幕布的质量增加C氯化铵分解吸收热量，降低了
7、温度D氯化铵分解产生的气体隔绝了空气【解析】选C、D。NH4Cl分解时吸收热量，使周围温度降低，达不到幕布的着火点，且分解产生的气体可隔绝空气使幕布不易着火。13从经济效益和环境保护的角度考虑，大量制取硝酸铜最宜采用的方法是()ACu HNO3(浓) Cu(NO3)2BCu HNO3(稀) Cu(NO3)2CCuCuOCu(NO3)2DCuCuSO4Cu(NO3)2【解析】选C。Cu HNO3(浓) Cu(NO3)2有污染性气体NO2生成，故A错误；Cu HNO3(稀) Cu(NO3)2有污染性气体NO生成，故B错误；CuCuO Cu(NO3)2没有污染性气体生成，故C正确；Cu 和浓H2SO
8、4反应会生成SO2气体，不符合环保要求，还要消耗Ba(NO3)2，不符合经济效益，故D错误。14(2021合肥高一检测)向500 mL稀硝酸中加入一定量的铁粉，铁粉完全溶解后，放出NO 6.272 L(标准状况下)，同时溶液质量增加11.2 g。下列判断不正确的是()A原HNO3溶液的物质的量浓度为2.24 molL1B原溶液中投入铁粉的物质的量是0.2 molC反应后溶液中c(Fe3)c(Fe2)23D反应后的溶液还可以溶解铜粉4.48 g【解析】选B。NO的物质的量为0.28 mol，m(NO)0.28 mol30 gmol18.4 g，根据题意可知参加反应的铁粉的质量为11.2 g8.4
9、 g19.6 g，铁粉的物质的量为0.35 mol，生成0.28 mol NO转移电子的物质的量为0.84 mol，0.35 mol Fe完全转化为Fe2转移电子的物质的量为0.70 mol，完全转化为Fe3转移电子的物质的量为1.05 mol，所以溶液中Fe2、Fe3都有，故HNO3完全反应；设Fe2的物质的量为n，则Fe3的物质的量为0.35 moln，根据得失电子守恒可得2n3(0.35 moln)0.84 mol，n0.21 mol。反应共消耗HNO3的物质的量为0.21 mol23(0.35 mol0.21 mol)0.28 mol1.12 mol，c(HNO3)2.24 molL1
10、，故A正确；投入的铁粉为0.35 mol，故B不正确；溶液中c(Fe3)c(Fe2)n(Fe3)n(Fe2)0.14 mol0.21 mol23，故C正确；根据2Fe3Cu=2Fe2Cu2可知，溶液中还能溶解铜的物质的量为0.07 mol，质量为0.07 mol64 gmol14.48 g，故D正确。15(2021福州高一检测)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()Aa可能等于b Ba一定大于bCa可能大于b Da可能小于b【解析】选B。Fe、Cu与一定量的稀HNO3反应后生成硝酸盐，
11、含有NO，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。16取3张蓝色石蕊试纸放在玻璃上，然后按顺序分别滴加浓硝酸、浓硫酸、新制的氯水，3张试纸最后呈现的颜色是()A白、红、白 B红、黑、红C红、红、白 D白、黑、白【解析】选D。因浓硝酸具有强氧化性，能使试纸褪色，则滴加浓硝酸，先变红后褪色，最后为白色；因浓硫酸具有脱水性，则能使蓝色石蕊试纸最后变为黑色；因氯水中含有盐酸和次氯酸，新制氯水具有漂白性，则在试纸上滴加氯水，先变红后褪色，最后为白色。17实验室中的亚铁盐一般为浅绿色。Fe(NO3)2溶液中逐滴加入稀盐酸时，溶液的颜色变化是()A绿色变深 B变为棕黄色C绿
12、色变浅 D无明显变化【解析】选B。向Fe(NO3)2溶液中逐滴加入稀盐酸，NO在酸性条件下具有较强的氧化性，将Fe2氧化为Fe3，B项正确。18在某100 mL的混合液中，硝酸和硫酸的物质的量浓度分别是0.4 molL1、0.1 molL1，向该混合液中加入1.92 g铜粉，加热，待充分反应后，溶液体积变化忽略不计，所得溶液中铜离子物质的量浓度(molL1)是()A0.15B0.225C0.35 D0.45【解析】选B。设Cu2的物质的量为x，根据3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O 3 8 2 30.03 0.06 0.04 xH不足，由H来计算Cu2的浓度，解得x30.022 5 mo
13、l，因此铜离子浓度为0.225 molL1。二、非选择题(本题共4小题)19(10分)某实验小组的同学在实验室利用下列装置进行实验。请回答下列问题：(1)甲同学用A装置制备NO2气体，上述装置中可用于收集NO2气体的是_(填字母)，A中发生反应的离子方程式为_。(2)乙同学用图中的装置A进行铜与浓硫酸反应制取SO2气体，装置A中还缺少的仪器名称是_，该反应的化学方程式为_；实验所产生的SO2尾气选用装置_(填字母)来吸收。(3)丙同学用装置B制取氨气，发生反应的化学方程式是_；为了检验集气瓶中氨气是否集满，可将湿润的红色石蕊试纸置于导管口，若_，则证明已收集满；若将一端蘸有浓盐酸的玻璃棒接近导
14、管口，观察到的现象是_，该反应的化学方程式为_。(4)丙同学在实验室中模拟氨的催化氧化反应，该反应中，当生成标准状况下11.2 L NO时，被氧化的物质的质量是_g。【解析】(1)NO2能与水反应，不能用排水法收集，其密度比空气大，可以利用向上排空气法收集，可以用装置D收集；利用Cu与浓硝酸反应制备二氧化氮，A中发生反应的离子方程式为Cu4H2NO=Cu22H2O2NO2。(2)Cu与浓硫酸需要在加热条件下发生反应，装置A中还缺少的仪器是酒精灯，反应生成硫酸铜、二氧化硫与水，反应方程式为Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O；二氧化硫与碱反应，可以利用碱液吸收SO2尾气，选择装置F进行
15、尾气处理。(3)采取固体加热制备氨气，可以是氯化铵与氢氧化钙在加热条件下生成氨气、氯化钙与水，反应方程式为2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O；氨气是碱性气体，将湿润的红色石蕊试纸置于导管口，若红色石蕊试纸变蓝，则证明已收集满；氨气与HCl反应生成氯化铵固体，产生白烟，反应方程式为NH3HCl=NH4Cl。(4)被氧化的氨气生成NO，根据N原子守恒，被氧化的n(NH3)n(NO)0.5 mol，故被氧化的氨气的质量为0.5 mol17 gmol18.5 g。答案：(1)DCu4H2NO=Cu22H2O2NO2(2)酒精灯Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2OF(3)2N
16、H4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O红色石蕊试纸变蓝产生白烟NH3HCl=NH4Cl(4)8.520(10分)(2021德州高一检测)某课外小组在实验室制备氨气，并进行有关氨气的性质探究。(1)实验室可用浓氨水和_(填序号)来制取氨气。烧碱生石灰氯化铵(2)某实验小组设计了下列装置进行氨的催化氧化实验：盛放氨水的实验仪器的名称为_；在加热条件下，硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为_。实验时发现：如果缺少乙处的干燥管，将反应后的气体直接通入烧瓶，则烧瓶中先产生白雾，随即产生白烟，其原因是_。烧杯中盛有氢氧化钠溶液的作用是_。【解析】 (1)烧碱溶于水放出大量的热，溶液温度升高使氨气溶
17、解度降低逸出；生石灰与水反应生成氢氧化钙放热，可促使氨气挥发，可用于制备氨气。(2)盛放氨水的实验仪器为锥形瓶，氨气催化氧化反应为4NH35O24NO6H2O；一氧化氮、氧气和水反应生成硝酸：4NO3O22H2O=4HNO3，硝酸吸收氨气生成硝酸铵：NH3 HNO3=NH4NO3，所以如果缺少乙处的干燥管，将反应后的气体直接通入烧瓶，烧瓶中先产生白雾，随即产生白烟；尾气中含有氮的氧化物、氨气等气体，直接排放会污染空气，通入氢氧化钠溶液中，可以吸收尾气，防止空气污染。答案：(1)(2)锥形瓶4NH35O24NO6H2O一氧化氮、氧气和水反应生成硝酸，硝酸吸收氨气生成硝酸铵吸收NH3等尾气，防止空
18、气污染21(12分)依据图中氮元素及其化合物的转化关系，回答问题：(1)实验室常用NH4Cl与Ca(OH)2制取氨气，该反应的化学方程式为_。(2)若要收集一瓶氨气，请将下列装置补充完整，在图中虚线框内画出连接图。(3)下列试剂可用于干燥NH3的是_。A浓硫酸B碱石灰CCuSO4固体 DP2O5(4)工业上以NH3、空气、水为原料生产硝酸：NH3NO化学方程式为_；NONO2实验现象是_；将32.64 g铜与一定浓度的HNO3反应，铜完全溶解产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2 L。则其中NO、NO2的物质的量比为_。(5)图中X转化为HNO3的化学方程式为_。(6)若要实现
19、NH3N2，从原理上看，下列试剂可行的是_。AO2BNaCNH4ClDNO2【解析】(1)实验室常用NH4Cl与Ca(OH)2制取氨气，生成氯化钙、氨气和水；(2)根据氨气的物理性质作答；(3)氨气为碱性气体，据此选择干燥剂；(4)NH3NO为氨气的催化氧化过程；NO为无色气体，而NO2为红棕色气体，根据气体颜色不同说明实验现象；依据电子转移守恒列出方程求解；(5)图1分析可知X化合价与硝酸相同为5价，物质类型为氧化物，据此分析；(6)若要将NH3N2，根据氧化还原反应规律作答；由以上分析可得出：(1)实验室常用NH4Cl与Ca(OH)2制取氨气，生成氯化钙、氨气和水，化学方程式为2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O；(2)氨气极易溶于水，比空气轻，收集方法只能用向下排空气法收集，导气管位置短进长出；(3)因氨气为碱性气体，需要用碱性干燥剂来干燥，浓硫酸与五氧化二磷为酸性干燥剂，会与氨气发生反应，不能起到干燥的目的，A、D项错误；而硫酸铜只能检验水的存在，不能作为干燥剂