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1、-1-氮及其化合物 (建议用时 40 分钟)1(2021长春模拟)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 少量的Fe粉中加入足量稀硝酸，充分反应后，滴入KSCN 溶液 溶液呈红色 稀硝酸将 Fe 氧化为 Fe3 B 取某溶液于试管中，滴入稀氢氧化钠溶液 试管口处湿润的红色石蕊试纸未变蓝 盐中一定不含 NH4 C 用玻璃棒蘸取浓氨水点到红色石蕊试纸上 试纸先变蓝后变白 浓氨水呈碱性且有漂白性 D 浓硝酸加热 有红棕色气体产生 硝酸有强氧化性【解析】选 A。少量的 Fe 粉中加入足量稀硝酸，生成硝酸铁，则滴入 KSCN 溶液，溶液为红色，故 A 正确；
2、未加热，不能生成氨气，不能证明 NH4 的存在，故 B 错误；浓氨水点到红色石蕊试纸上变蓝，不具有漂白性，故 C 错误；加热分解生成二氧化氮，由现象不能说明硝酸具有强氧化性，故 D 错误。2(2021聊城模拟)一定温度下，探究铜与稀 HNO3反应过程如下：下列说法不正确的是()A过程中生成无色气体的离子方程式是 3Cu2NO3 8H=3Cu22NO4H2O B步骤反应速率比快的原因是 NO2溶于水，使c(HNO3)增大 C由实验可知，NO2对该反应具有催化作用 D当活塞不再移动时，再抽入空气，铜可以继续溶解【解析】选 B。A 项，过程中铜与稀硝酸反应的离子方程式为 3Cu2NO3 8H=3Cu
3、22NO4H2O，正确；B 项，步骤中硝酸的浓度没有中大，因为部分硝酸转-2-化成了一氧化氮，因此反应速率比快的原因不可能是c(HNO3)增大，错误；C 项，由实验可知，步骤反应速率比快，说明 NO2对该反应具有催化作用，正确；D 项，当活塞不再移动时，再抽入空气，一氧化氮、氧气与 H2O 反应生成硝酸，能够与铜继续反应，正确。3.(双选)利用固体表面催化工艺进行 NO 分解的过程如图所示。下列说法不正确的是()A.该分解过程是 2NON2+O2 B.实验室制取 NO 可以用铜与稀硝酸反应 C.过程释放能量,过程吸收能量 D.标准状况下,NO 分解生成 5.6 L N2转移电子数约为 0.25
4、NA【解析】选 C、D。A.由图可知，NO 分解生成 N2和 O2，化学方程式为 2NON2O2，故 A正确；B.实验室常用铜与稀硝酸反应制取 NO，硝酸具有强氧化性，能和较不活泼的金属 Cu 反应生成硝酸铜、NO 和水，离子方程式为 3Cu8H2NO3=3Cu22NO4H2O，故 B 正确；C.过程是断裂化学键的过程，吸收能量；过程是形成化学键的过程，释放能量，故 C 错误；D.依据方程式：2NON2O2，生成 1 mol 氮气转移 4 mol 电子，则生成 5.6 L N2转移电子数为5.6 L22.4 Lmol1 46.021023 mol16.021023，故 D 错误。4某化学兴趣小
5、组进行了有关 Cu、硝酸、硫酸化学性质的实验，实验过程如图所示。下列有关说法正确的是()A.实验中溶液呈蓝色，试管口有红棕色气体产生，说明稀硝酸被 Cu 还原为 NO2 B实验中滴加稀硫酸，铜片继续溶解，说明稀硫酸的氧化性比稀硝酸强 C实验发生反应的化学方程式为 3CuCu(NO3)24H2SO4=4CuSO42NO4H2O D由上述实验可得出结论：Cu 在常温下既可以与稀硝酸反应，也可以与稀硫酸反应【解析】选 C。中发生 3Cu8HNO3=3Cu(NO3)22NO4H2O，生成硝酸铜溶液为蓝色，试管口 NO 被氧化生成红棕色的二氧化氮，但硝酸被还原生成 NO，A 错误；中加稀硫酸，Cu 与稀
6、硫酸不反应，但硝酸铜在酸性条件下具有硝酸的强氧化性，继续与 Cu 反应，而硝酸的氧化-3-性强，B 错误；实验发生反应的化学方程式为 3CuCu(NO3)24H2SO4=4CuSO42NO4H2O，C 正确；Cu 在常温下与稀硝酸反应，生成 Cu(NO3)2，再滴加稀硫酸，则稀硫酸提供的氢离子与溶液中的 NO3 相当于加入了硝酸，无法证明常温下铜可以与稀硫酸反应，D 错误。5某化学兴趣小组利用如图装置制取氨气并探究氨气的有关性质。备选装置(其中水中含酚酞溶液)图 2 (1)装置 A 中烧瓶内试剂可选用_(填字母)。a碱石灰 b浓硫酸 c生石灰 d五氧化二磷 e烧碱(2)若探究氨气的溶解性，需在
7、 K2的导管末端连接图 2 装置中的_装置(填序号)，当装 置D中 集 满 氨 气 后，关 闭K1、K2，打 开K3，引 发 喷 泉 的 实 验 操 作 是_。(3)若探究氨气的还原性，需打开 K1、K3，K2处导管连接制取纯净、干燥氯气装置。用二氧化锰与浓盐酸制取氯气，生成气体必须通过分别盛有_、_试剂的洗气瓶；D 中氨气与氯气反应产生白烟，同时生成一种无色无味的气体，该反应的化学方程式为_ _；从 K3处导管逸出的气体中含有少量 Cl2，则 C 装置中应盛放_溶液(填化学式)，-4-反应的离子方程式为_ _。【解析】(1)在浓氨水中存在平衡：NH3H2ONH3H2ONH4 OH，向其中加入
8、生石灰发生反应 CaOH2O=Ca(OH)2或烧碱，都会使平衡左移，同时放出大量的热促进氨的挥发。碱石灰的成分是烧碱和生石灰，原理同上述，都可快速制备氨气。(2)氨气极易溶于水，不溶于 CCl4，需选择防倒吸装置进行实验探究，因此需选择图 2 中的或。根据喷泉实验的原理，要使装置 D 发生喷泉现象，可用热毛巾将烧瓶焐热，D 中氨气受热膨胀通过导管与水接触，即产生“喷泉”。(3)用二氧化锰与浓盐酸制取的氯气中，混有氯化氢气体和水蒸气，要得到纯净、干燥的氯气需通过饱和食盐水除去氯化氢，通过浓硫酸除去水蒸气。探究氨气具有还原性，氯气与氨气反应产生白烟，由 NH3HCl=NH4Cl 可知，“白烟”的成
9、分为氯化铵，氯元素化合价降低，则生成的“无色无味的气体”必为氨气的氧化产物，可推知为氮气。氯气是有毒气体，可与强碱溶液反应，因此可用氢氧化钠溶液进行尾气吸收。答案：(1)ace(2)或 用热毛巾将烧瓶焐热(其他合理答案均可)(3)饱和食盐水 浓硫酸 3Cl28NH3=6NH4ClN2 NaOHCl22OH=ClClOH2O 6.(双选)合成氨及其相关工业中部分物质间的转化关系如图:下列相关说法正确的是()A.反应、均属于氧化还原反应 B.反应和中的部分产物可在上述流程中循环使用 C.甲、乙、丙和丁四种物质中都含有氮元素 D.制取物质丁时,先向饱和氯化钠溶液中通 CO2至饱和再通 NH3【解析】
10、选 A、B。反应是工业合成氨,是氨气的催化氧化,是一氧化氮转化为二氧化氮,是二氧化氮自身氧化还原反应生成硝酸和一氧化氮,均属于氧化还原反应,为-5-NH3+CO2+H2O+NaClNaHCO3+NH4Cl,为非氧化还原反应,故 A 正确;NO 可进一步反应生成二氧化氮、二氧化氮和水反应生成一氧化氮,可以循环使用,碳酸氢钠受热分解生成纯碱、水和二氧化碳,二氧化碳在上述流程中能被再次利用,故 B 正确;分析可知甲、乙、丙三种物质中都含有氮元素,丁为 NaHCO3,不含氮元素,故 C 错误;二氧化碳溶解度较小,应先通入氨气,否则浓度偏低,故 D 错误。【加固训练拔高】厌氧氨化法(Anammox)是一
11、种新型的氨氮去除技术，原理如图所示。下列说法正确的是()A1 mol NH4 所含的电子总数与 1 molOH 所含的电子总数相同 B1 mol 联氨(N2H4)中含有 5 mol 共价键 C过程、均为还原反应 D用该方法每处理 1 mol NH4，需要的 NO2 为 0.5 mol【解析】选 B。1 mol NH4 和 1 mol OH 中分别含有 10 mol、9 mol 电子，A 错误。联氨的结构式为 HNHNHH，1 mol 联氨中含有 4 mol NH 键和 1 mol NN 键，B 正确。过程，N2H4转化为 N2H2，氮元素的化合价由2 变为1，因此过程属于氧化反应；过程，N2H
12、2转化为N2，氮元素的化合价由1 变为 0，因此过程属于氧化反应；过程，NO2 转化为 NH2OH，氮元素的化合价由3 变为1，因此过程属于还原反应，综上可知 C 错误。NH4 中氮元素为3 价，NH2OH 中氮元素的化合价为1，N2H4中氮元素的化合价为2，根据得失电子守恒，参与反应的 NH4 与 NH2OH 的物质的量之比为 11，即每处理 1 mol NH4，需要的 NH2OH 为 1 mol，根据氮原子守恒可知所需n(NO2)n(NH2OH)1 mol，D 错误。7(2021茂名模拟)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()-6-A.中固体可换为 NH4Cl
13、 B中药品为 P2O5 C反应一段时间后，中黑色固体变为红色 D反应一段时间后，中锥形瓶收集到液氨【解析】选 C。中氯化铵和氢氧化钙在加热条件下反应生成氨气，为干燥装置，可为碱石灰等，中在加热条件下，氨气与 CuO 发生氧化还原反应可生成氮气、水和铜，可收集氨水，以此解答该题。A.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，故 A 错误；B.P2O5会与 H2O、NH3反应生成(NH4)3PO4，不能用 P2O5干燥氨气，故 B 错误；C.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，中黑色固体变为红色，故 C 正确
14、；D.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，故 D 错误。8(2021北京朝阳区模拟)用如图所示装置进行实验，探究硝酸与铁反应的产物。下列说法正确的是()已知：FeSO4NOFe(NO)SO4(棕色)H0。主要实验操作 实验现象 打开弹簧夹，通入一段时间 CO2后，滴入浓硝酸后无明显现象，加热烧瓶，反应开始后停止加热 A 中有红棕色气体产生，一段时间后，气体颜色逐渐变浅；反应停止后，A 中无固体剩余。B 中溶液变棕色 取少量 A 中溶液，加几滴氯水，再滴入 KSCN溶液 溶液变为红色 取少量 B 中溶液，加热 B 中棕色溶液变浅，
15、有无色气体逸出，且在-7-空气中变为红棕色 A.滴入浓硝酸加热前没有明显现象的原因是温度低，反应速率太慢 B实验现象说明反应后 A 中溶液含有 Fe2 C实验现象说明 A 中有 NO 生成 D可用浓 NaOH 溶液和湿润的红色石蕊试纸检验硝酸的还原产物中是否有 NH4 【解析】选 D。实验目的：探究硝酸与铁反应的产物；实验原理：Fe6HNO3(浓)=Fe(NO3)33NO23H2O；实验现象及分析：A 中有红棕色气体产生，生成 NO2，一段时间后，气体颜色逐渐变浅，说明硝酸变稀；反应停止后，A 中无固体剩余，铁完全反应。B 中溶液变棕色，说明生成 Fe(NO)SO4；取少量 A 中溶液，加几滴
16、氯水，再滴入 KSCN 溶液，溶液变为红色，说明这时溶液中有三价铁离子；取少量 B 中溶液加热，B 中棕色溶液变浅，有无色气体逸出，且在空气中变为红棕色，说明 Fe(NO)SO4分解生成 NO，据此答题。A.常温时，铁遇浓硝酸形成致密氧化膜，阻止反应进一步发生，不是温度低，反应速率太慢，故 A 错误；B.溶液变为红色，说明这时溶液中有三价铁离子，无法说明原溶液中是二价铁还是三价铁，故 B 错误；C.铜和浓硝酸反应生成红棕色气体二氧化氮，二氧化氮和水反应生成一氧化氮，一氧化氮能使硫酸亚铁溶液变成棕色，所以不能证明铁和浓硝酸反应过程中有 NO 生成，故 C 错误；D.检验A溶液中是否有NH4 的方
17、法是用浓NaOH溶液和湿润的红色石蕊试纸检验硝酸的还原产物中是否有 NH4，若产生使红色石蕊试纸变蓝的气体，证明硝酸的还原产物中有 NH4，故 D 正确。【加固训练拔高】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，FeSO4NOFe(NO)SO4(棕色)，该反应可用于检验 NO。下列说法不正确的是()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 -8-D装
18、置 J 收集的气体中可能含有 NO【解析】选 C。稀硝酸与铜反应生成的 NO 能够被 O2氧化，因此实验前需要通入 N2，排除装置中的空气，硝酸具有挥发性，生成的 NO 中混有少量硝酸蒸气，可以通过水吸收后再干燥，探究干燥的 NO 在加热时与铜的反应，未反应的 NO 可以利用 FeSO4溶液检验。根据上述分析，装置 F、I 中的试剂依次为水、FeSO4溶液，A 正确；若观察到装置 H 中红色粉末变黑色，说明 NO与 Cu 发生了反应，B 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，停止通入 NO，C 错误；由于 FeSO4NOFe(NO)SO4(棕色)为可逆反应，装
19、置 J 收集的气体中可能含有 NO，D 正确。9(2021兰州模拟)亚硝酸钠(NaNO2)被称为工业盐，在漂白、电镀等方面应用广泛。以木炭、浓硝酸、水和铜为原料制备亚硝酸钠的装置如图所示(A 中加热装置、部分夹持装置已省略)。已知：室温下，2NONa2O2=2NaNO2；3NaNO23HCl=3NaClHNO32NOH2O；酸性条件下，NO 或 NO2 都能与 MnO4 反应生成 NO3 和 Mn2。请按要求回答下列问题：(1)A 装置中反应的化学方程式为_ _。(2)B 装置中主要的现象是_ _。(3)检验 C 装置产物中有亚硝酸钠的方法是_ _。(4)预测 C 装置中反应开始阶段，固体产物
20、除 NaNO2外，还含有副产物 Na2CO3和_。为避免产生这些副产物，应在 B、C 装置间增加 E 装置，则 E 装置中盛放的试剂名称为_。(5)检查装置气密性并装入药品后，以下实验操作步骤正确的顺序为_(填序号)。-9-a打开弹簧夹，向装置中通入 N2 b点燃酒精灯 c向三颈烧瓶中滴加浓硝酸 d熄灭酒精灯 e关闭分液漏斗旋塞 f停止通入 N2(6)利用改进后的装置，将 7.8 g Na2O2完全转化为亚硝酸钠，理论上需要木炭_g。【解析】(1)A 装置中 C 与浓 HNO3在加热时反应生成二氧化碳、二氧化氮和水，反应的化学方程式为 C4HNO3(浓)=CO24NO22H2O。(2)装置 A
21、 中产生的气体进入装置 B，NO2在 B 中与水反应生成硝酸和 NO，硝酸具有强氧化性，与 Cu 反应生成 Cu(NO3)2、NO 和水，所以观察到 B 中的实验现象为红棕色气体消失，铜片溶解，溶液变蓝，有无色气泡冒出。(3)装置B反应产生的NO在装置C中与Na2O2反应生成NaNO2；根据已知3NaNO23HCl=3NaClHNO32NOH2O，所以检验 C 中有 NaNO2的方法是取 C 中固体少量于试管中，加入盐酸，产生无色气体，遇空气变为红棕色。(4)由上述分析可知，从 B 中逸出的气体有 NO、CO2、水蒸气，NO、CO2、水蒸气与 Na2O2反应产生 NaNO2、Na2CO3、Na
22、OH，所以预测 C 中反应开始阶段，固体产物除 NaNO2外，还含有副产物 Na2CO3和 NaOH；为避免产生这些副产物，应在 B、C 装置间增加装置 E，则 E 中盛放的试剂为碱石灰，可以吸收 CO2和水蒸气。(5)检查装置气密性并装入药品后，先打开弹簧夹，向装置中通入 N2，排出装置中的空气，再向三颈烧瓶中滴加浓硝酸，关闭分液漏斗旋塞，然后点燃酒精灯，待反应结束后熄灭酒精灯，继续通入 N2，使装置中的气体全部进入 D 装置，防止污染大气，待 C 中硬质玻璃管冷却至室温后停止通入 N2，故操作顺序为 acebdf。(6)根据方程式：C4HNO3(浓)=CO24NO22H2O，3NO2H2O
23、=2HNO3NO，3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O，2NONa2O2=2NaNO2；可得关系式：3C12NO26NO3Na2O2，7.8 g Na2O2的物质的量为 0.1 mol，利用改进后的装置，若将其完全转化为亚硝酸钠，理论上需要木炭的质量为 0.1 mol12 gmol11.2 g。答案：(1)C4HNO3(浓)=CO24NO22H2O(2)红棕色气体消失，铜片溶解，溶液变蓝，有无色气泡冒出 -10-(3)取 C 中固体少量于试管中，加入盐酸，产生无色气体，遇空气变为红棕色(4)NaOH 碱石灰(5)acebdf(6)1.2【加固训练拔高】较活泼金属与硝酸反应，
24、产物复杂。如一定浓度的硝酸与镁反应，可同时得到 NO、NO2、N2三种气体。某同学欲用如图所示仪器组装装置来直接验证有 NO、NO2生成并制取氮化镁。(假设实验中每步转化均是完全的)已知：NO2沸点是 21.1，熔点是11；NO 的沸点是151、熔点是164；氮化镁遇水会发生水解。回答下列问题：(1)为达到上述实验目的，所选用的仪器的正确连接方式是_(填序号)。aADCFBFE bACDFBFE cAFCDFBE dAFDCFBE(2)确定还原产物中有 NO2的现象是_，实验中两次使用装置 F，第二次使用装置 F 的作用是_。(3)实验前需先打开开关 K，向装置内通 CO2气体，其目的是_，当
25、_时停止通入 CO2。(4)实验过程中，发现在 D 中产生预期现象的同时，C 中溶液颜色慢慢褪去，试写出 C 中反应的离子方程式：_。(5)在 A 中反应开始时，某同学马上点燃 B 处的酒精灯，实验结束后通过测定发现 B 处的产品纯度不高，原因是_ _(用化学方程式回答)。(6)验证 B 处有氮化镁生成的方法是_ -11-_。【解析】(1)根据题意“一定浓度的硝酸与镁反应，可同时得到 NO、NO2、N2”，若有 NO2生成则气体呈红棕色，根据已知中 NO2、NO 的熔沸点，在装置 D 中可将 NO2冷凝为液态，可观察到装置 D 中有红棕色液体生成；利用 NO 具有还原性，用装置 C 中酸性 K
26、MnO4溶液验证 NO；根据已知中 Mg3N2遇水会发生水解，与 Mg 反应的 N2必须是干燥的，气体在进入装置 B 之前必须用浓硫酸干燥，且要防止 H2O(g)进入制备 Mg3N2的装置；装置的连接顺序为 ADCFBFE。(2)根据上述分析，确定还原产物中有 NO2的现象是装置 D 中有红棕色液体生成。Mg3N2遇水会发生水解，实验中两次使用装置 F，第一次使用装置 F 的作用是干燥 N2；第二次使用装置 F 的作用是防止 E 中 H2O(g)进入 B 中，使 Mg3N2不纯。(3)由于 NO 能与 O2反应生成 NO2，会影响 NO2、NO 的验证，实验开始前要排出装置中的空气，所以实验前
27、先打开开关 K，向装置内通 CO2气体，其目的是排出装置内空气，防止干扰实验。当观察到装置 E 的 Ba(OH)2溶液中产生白色沉淀时，表明装置中空气已经排尽，停止通入 CO2。(4)装置 D 中观察到有红棕色液体出现，装置 C 中溶液颜色慢慢褪去，说明酸性 KMnO4溶液将 NO 氧化成 NO3，同时 MnO4 被还原成 Mn2，反应可写成 NOMnO4 NO3 Mn2，氮元素的化合价由2 价升至5 价，锰元素的化合价由7 价降至2 价，根据得失电子守恒可写出 5NO3MnO4 5NO3 3Mn2，结合原子守恒、电荷守恒，写出离子方程式为 5NO3MnO4 4H=5NO3 3Mn22H2O。
28、(5)在A 中反应开始时，马上点燃 B 处的酒精灯，Mg 与 CO2发生置换反应生成 MgO 和 C，导致实验结束后B处制得的Mg3N2纯度不高，Mg与CO2反应的化学方程式为2MgCO2=2MgOC。(6)Mg3N2遇水发生水解生成 Mg(OH)2和 NH3，检验有 Mg3N2生成只要检验 B 处固体中加水产生 NH3即可。答案：(1)a(2)D 中有红棕色液体生成 防止 E 中水蒸气进入 B 中，造成产物不纯(3)排出装置内空气，防止干扰实验 E 中产生白色沉淀(4)5NO3MnO4 4H=3Mn25NO3 2H2O(5)CO22Mg=2MgOC(6)取 B 中固体少量于试管中，向其中加入少量水，若产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则 B 中有氮化镁生成