第4講氮及其化合物A組基礎(chǔ)題組1.下列關(guān)于自然界中氮循環(huán)(如圖)的說法不正確的是()A.雷電作用是氮元素被氧化B.豆科植物的根瘤固氮屬于人工固氮C.含氮無機(jī)物和含氮有機(jī)物可相互轉(zhuǎn)化D.碳、氫、氧三種元素也參與了氮循環(huán)答案B豆科植物的根瘤固氮屬于自然固氮,故B錯誤。2.本草綱目拾遺中在藥物名“鼻沖水”條目下有:“貯以玻璃瓶,緊塞其口,勿使漏氣,則藥力不減。氣甚辛烈,觸人腦,非有病不可嗅”。這里所說的“鼻沖水”指的是()A.稀硝酸B.食醋C.氨水D.氫氟酸答案CA項,稀硝酸揮發(fā)性較小,不符合;B項,食醋濃度較小,與“氣甚辛烈”不符;D項,氫氟酸劇毒,不符合。3.(2018陜西西安高三期末)下圖所示裝置在中學(xué)實驗中有很多用途,可根據(jù)實驗?zāi)康脑趶V口瓶中盛放適量某試劑。下面有關(guān)其使用有誤的是()A.瓶內(nèi)裝飽和食鹽水,可用于除去氯氣中的HCl氣體,氣體應(yīng)a進(jìn)b出B.瓶內(nèi)裝水,可用于除去NO氣體中的NO2氣體,氣體應(yīng)a進(jìn)b出C.瓶口朝上,可用于收集NH3,氣體應(yīng)b進(jìn)a出D.瓶口朝下,可用于收集CH4氣體,氣體應(yīng)b進(jìn)a出答案D甲烷的密度小于空氣,瓶口朝下,可用于收集CH4氣體,氣體應(yīng)a進(jìn)b出,故D錯誤。4.(2018山東濟(jì)南高三期末)工業(yè)上常利用反應(yīng)3Cl2+2NH3 N2+6HCl檢查氯氣管道是否漏氣。下列有關(guān)說法中錯誤的是()A.該反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)B.該反應(yīng)中NH3表現(xiàn)了強(qiáng)氧化性C.生成1 mol N2有6 mol電子轉(zhuǎn)移D.若管道漏氣遇氨就會產(chǎn)生白煙答案BA項,反應(yīng)中Cl和N化合價發(fā)生變化,屬于氧化還原反應(yīng),正確;B項,NH3中N化合價升高,被氧化,NH3為還原劑表現(xiàn)了還原性,錯誤;C項,N化合價由-3價升高到0價,則生成1 mol N2時有6 mol電子轉(zhuǎn)移,正確;D項,反應(yīng)生成HCl,NH3可與HCl反應(yīng)生成氯化銨,有白煙生成,正確。5.下列各組反應(yīng)中,硝酸既體現(xiàn)了氧化性,又體現(xiàn)了酸性的是()A.C+HNO3B.NH3+HNO3C.Fe(OH)3+HNO3D.Cu+HNO3答案DA項,碳和硝酸反應(yīng)中硝酸中的氮元素化合價降低,硝酸表現(xiàn)氧化性,沒有表現(xiàn)酸性;B項,氨氣和硝酸反應(yīng)生成硝酸銨,硝酸表現(xiàn)酸性,沒有表現(xiàn)氧化性;C項,氫氧化鐵和硝酸反應(yīng)生成硝酸鐵和水,沒有化合價變化,硝酸只表現(xiàn)酸性;D項,銅和硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、氮的氧化物和水,硝酸表現(xiàn)酸性和氧化性。6.碳與濃硫酸共熱產(chǎn)生的氣體X和銅與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體Y同時通入盛有足量氯化鋇溶液的洗氣瓶中(如圖所示),下列有關(guān)說法錯誤的是()A.洗氣瓶中產(chǎn)生的沉淀是BaCO3B.洗氣瓶中產(chǎn)生的沉淀是BaSO4C.在Z導(dǎo)管口可能有紅棕色的氣體出現(xiàn)D.從Z導(dǎo)管口排出的氣體中含有CO2答案A在BaCl2溶液中通入CO2,不能生成BaCO3沉淀,A錯誤;NO和洗氣瓶中O2反應(yīng)生成的NO2溶于水生成HNO3,HNO3將H2SO3氧化成H2SO4,因此有BaSO4沉淀生成,B正確;若O2不足,NO有剩余,則Z導(dǎo)管口可能出現(xiàn)紅棕色氣體,C正確;CO2未參與反應(yīng),D正確。7.如圖所示,相同條件下,兩個容積相同的試管分別裝滿NO2和NO氣體,分別倒置于水槽中,然后通過導(dǎo)管緩慢通入氧氣,邊通邊慢慢搖動試管,直到兩個試管內(nèi)充滿液體。假設(shè)試管內(nèi)的溶質(zhì)不向水槽中擴(kuò)散,則兩個試管內(nèi)溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度之比為()A.11B.57C.75D.43答案A4NO2+O2+2H2O 4HNO3、4NO+3O2+2H2O 4HNO3,V(NO2)=V(NO),n(NO2)=n(NO),則生成的HNO3物質(zhì)的量相等,溶液的體積也相同,故兩個試管內(nèi)溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度相等。8.某化學(xué)興趣小組欲在實驗室模擬工業(yè)制硝酸的過程,設(shè)計了如下裝置(夾持裝置略去):(1)裝置B中氫氧化鈉固體的作用是。(2)請在裝置圖方框處畫出必要儀器,并指出所加試劑。(3)裝置D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為;開始反應(yīng)一段時間后,撤離熱源反應(yīng)也可以持續(xù)進(jìn)行,原因為。(4)取反應(yīng)后裝置G中得到的溶液20.00 mL,加23滴酚酞溶液,用0.002 mol/L的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,用去10.00 mL時,達(dá)到滴定終點,則裝置G中得到的溶液的pH=。答案(1)氫氧化鈉固體溶于水放熱,使氨氣溶解度減小,且電離出OH-,使NH4+OH- NH3H2O NH3+H2O正向移動,從而使氨氣逸出(答案合理即可)(2)(答案合理即可)(3)4NH3+5O2 4NO+6H2O此反應(yīng)為放熱反應(yīng),反應(yīng)放出的熱量可維持反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行(4)3 解析(2)從裝置B中出來的氣體有NH3、O2和H2O(g),進(jìn)入D裝置前應(yīng)將H2O(g)除去,以防止玻璃管炸裂,所以方框處缺少的是干燥裝置,干燥氨氣通常使用堿石灰。(4)G中發(fā)生的反應(yīng)是3NO2+H2O 2HNO3+NO,得到的溶液是HNO3溶液。n(HNO3)=n(NaOH)=0.002 mol/L0.010 00 L=0.000 02 mol,c(HNO3)=0.00002mol0.02000L=110-3mol/L,所以c(H+)=110-3mol/L,pH=3。9.某化學(xué)學(xué)習(xí)小組采用下圖所示裝置,對濃硝酸與木炭的反應(yīng)進(jìn)行探究(已知:4HNO3 4NO2+O2+2H2O)。請回答下列問題:(1)檢查裝置氣密性后,將燃燒匙中的木炭在酒精燈上加熱至紅熱狀態(tài),伸入三頸燒瓶中,并塞緊瓶塞,滴加濃硝酸,可觀察到三頸燒瓶中氣體的顏色為,產(chǎn)生該氣體的化學(xué)方程式是。(2)裝置C中盛有足量Ba(OH)2溶液,熾熱的木炭與濃硝酸反應(yīng)后可觀察到C中出現(xiàn)白色沉淀,該白色沉淀為(填化學(xué)式)。(3)裝置B的作用是。(4)裝置D中收集到了無色氣體,部分同學(xué)認(rèn)為是NO,還有部分同學(xué)認(rèn)為是O2。下列對該氣體的檢驗方法不合適的是。A.向裝置D中通入O2,觀察集氣瓶內(nèi)氣體的顏色變化B.將濕潤的藍(lán)色石蕊試紙伸入集氣瓶內(nèi),觀察藍(lán)色石蕊試紙是否變紅C.將帶火星的木條伸入集氣瓶中,觀察木條是否復(fù)燃如果D中集氣瓶中收集的無色氣體是氧氣,則氧氣的來源是。答案(1)紅棕色C+4HNO3(濃) 4NO2+CO2+2H2O(2)BaCO3(3)安全瓶,防倒吸(4)B濃硝酸的分解解析(1)碳與濃硝酸在加熱的條件下反應(yīng)生成二氧化碳和紅棕色的二氧化氮,所以可觀察到三頸燒瓶中氣體的顏色為紅棕色,反應(yīng)的化學(xué)方程式為C+4HNO3(濃) CO2+4NO2+2H2O。(2)裝置C中盛有足量Ba(OH)2溶液,二氧化碳通入其中,產(chǎn)生白色BaCO3沉淀。(4)NO和足量的O2反應(yīng)生成紅棕色的二氧化氮,故A正確;NO和O2均不具有酸性,不能用濕潤的藍(lán)色石蕊試紙進(jìn)行檢驗,故B錯誤;O2能使帶火星的木條復(fù)燃,而NO不能,故C項正確。硝酸在加熱的條件下分解產(chǎn)生二氧化氮、水和氧氣,所以氧氣是濃硝酸在受熱時分解所產(chǎn)生或二氧化氮溶于水之后生成的HNO3分解所產(chǎn)生。10.較活潑金屬與硝酸反應(yīng),產(chǎn)物復(fù)雜。如一定濃度的硝酸與鎂反應(yīng),可同時得到NO、NO2、N2三種氣體。某同學(xué)欲用下列儀器組裝裝置來直接驗證有NO、NO2生成并制取氮化鎂。(假設(shè)實驗中每步轉(zhuǎn)化均是完全的)已知:NO2沸點是21.1 、熔點是-11 ;NO的沸點是-151 、熔點是-164 ;氮化鎂遇水會發(fā)生水解:Mg3N2+6H2O 3Mg(OH)2+2NH3?；卮鹣铝袉栴}:(1)為達(dá)到上述實驗?zāi)康?所選用的儀器的正確連接順序是(填序號)。a.ADCFBFEb.ACDFBFEc.AFCDFBEd.AFDCFBE(2)確定還原產(chǎn)物中有NO2的現(xiàn)象是,實驗中兩次使用裝置F,第二次使用裝置F的作用是。(3)實驗前需先打開開關(guān)K,向裝置內(nèi)通CO2氣體,其目的是,當(dāng)時停止通入CO2。(4)實驗過程中,發(fā)現(xiàn)在D中產(chǎn)生預(yù)期現(xiàn)象的同時,C中溶液顏色慢慢褪去,試寫出C中反應(yīng)的離子方程式:。(5)在A中反應(yīng)開始時,某同學(xué)馬上點燃B處的酒精燈,實驗結(jié)束后通過測定發(fā)現(xiàn)B處的產(chǎn)品純度不高,原因是(用化學(xué)方程式回答)。(6)驗證B處有氮化鎂生成的方法是。答案(1)a(2)D中有紅棕色液體生成防止E中水蒸氣進(jìn)入B中,造成產(chǎn)物不純(3)排出裝置內(nèi)空氣,防止干擾實驗E中產(chǎn)生白色沉淀(4)5NO+3MnO4-+4H+ 3Mn2+5NO3-+2H2O(5)CO2+2Mg 2MgO+C(6)取B中固體少量于試管中,向其中加入少量水,若產(chǎn)生能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體,則B中有氮化鎂生成解析(1)若有NO2生成,則氣體呈紅棕色,根據(jù)NO2、NO的熔、沸點可知,在裝置D中可將NO2冷凝為液態(tài),可觀察到裝置D中有紅棕色液體生成;利用NO具有還原性,用裝置C中KMnO4酸性溶液檢驗NO;已知Mg3N2遇水會發(fā)生水解,則與Mg反應(yīng)的N2必須是干燥的,氣體在進(jìn)入裝置B之前必須用濃硫酸干燥,且要防止水蒸氣進(jìn)入裝置B,所以裝置的連接順序為ADCFBFE。(2)確定還原產(chǎn)物中有NO2的現(xiàn)象是裝置D中有紅棕色液體生成。Mg3N2遇水會發(fā)生水解,實驗中兩次使用裝置F,第一次使用裝置F的作用是干燥N2,第二次使用裝置F的作用是防止E中水蒸氣進(jìn)入B中,使Mg3N2不純。(3)由于NO能與O2反應(yīng)生成NO2,會影響對NO2、NO的驗證,所以實驗前先打開開關(guān)K,向裝置內(nèi)通CO2氣體,以排出裝置內(nèi)空氣,防止干擾實驗;當(dāng)觀察到裝置E中Ba(OH)2溶液中產(chǎn)生白色沉淀時,表明裝置中空氣已經(jīng)排盡,停止通入CO2。(4)實驗過程中,裝置D中產(chǎn)生預(yù)期現(xiàn)象的同時,裝置C中溶液顏色慢慢褪去,說明KMnO4酸性溶液將NO氧化成NO3-,同時MnO4-被還原成Mn2+,根據(jù)得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒,可知反應(yīng)的離子方程式為5NO+3MnO4-+4H+ 5NO3-+3Mn2+2H2O。(5)在A中反應(yīng)開始時,馬上點燃B處的酒精燈,Mg會與CO2發(fā)生置換反應(yīng)生成MgO和C,導(dǎo)致實驗結(jié)束后B處制得的Mg3N2純度不高,Mg與CO2反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Mg+CO2 2MgO+C。(6)Mg3N2遇水發(fā)生水解生成Mg(OH)2和NH3,檢驗B處有Mg3N2生成的方法是:取B中固體少量于試管中,向其中加入少量水,若產(chǎn)生能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體,則B中有氮化鎂生成。B組提升題組11.某無色透明的混合氣體中可能含有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的兩種或多種氣體?，F(xiàn)將此混合氣體通過品紅溶液后,品紅溶液褪色,向剩余氣體中通入空氣,很快變?yōu)榧t棕色。下列對于原混合氣體成分的判斷中正確的是()A.肯定沒有SO2和NOB.肯定沒有Cl2、O2和NO2C.可能有Cl2和O2D.肯定只有NO答案B此無色混合氣體通過品紅溶液后,品紅溶液褪色,說明一定含有SO2,把剩余氣體排入空氣中,很快變?yōu)榧t棕色,說明原混合氣體中一定含有氣體NO,NO和氧氣反應(yīng)生成紅棕色的二氧化氮,說明原混合氣體中無氧氣,故A錯誤;Cl2為黃綠色,NO2氣體為紅棕色,題給混合氣體為無色,所以一定不含Cl2、NO2,據(jù)上述分析原混合氣體中無氧氣,故B正確、C項錯誤;把剩余氣體排入空氣中,很快變?yōu)榧t棕色,說明含有氣體NO,NO和氧氣反應(yīng)生成紅棕色的二氧化氮,說明原混合氣體中無氧氣,此無色混合氣體通過品紅溶液后,品紅溶液褪色,說明一定含有SO2,故D錯誤。12.將一定量硫酸、硝酸和KNO3溶液混合成100 mL溶液,其中H2SO4、HNO3和KNO3的物質(zhì)的量濃度分別是6 mol/L、2 mol/L和1 mol/L,向其中加入過量的鐵粉,可產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下的混合氣體體積為()A.11.2 LB.6.72 LC.8.96 LD.4.48 L答案C100 mL溶液中含有氫離子的物質(zhì)的量為0.1 L6 mol/L2+0.1 L2 mol/L=1.4 mol;含有硝酸根離子的物質(zhì)的量為0.1 L2 mol/L+0.1 L1 mol/L=0.3 mol,加入過量的鐵粉,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為3Fe+2NO3-+8H+ 3Fe2+2NO+4H2O和Fe+2H+ Fe2+H2,則:3Fe+2NO3-+8H+ 3Fe2+2NO+4H2O2820.3 mol1.2 mol0.3 mol剩余的氫離子的物質(zhì)的量為1.4 mol-1.2 mol=0.2 mol,Fe+2H+ Fe2+H2210.2 mol0.1 mol產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量為0.3 mol+0.1 mol=0.4 mol,標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為0.4 mol22.4 L/mol=8.96 L。13.(2018天津理綜,9,18分)煙道氣中的NOx是主要的大氣污染物之一,為了監(jiān)測其含量,選用如下采樣和檢測方法。回答下列問題:.采樣采樣系統(tǒng)簡圖采樣步驟:檢驗系統(tǒng)氣密性;加熱器將煙道氣加熱至140 ;打開抽氣泵置換系統(tǒng)內(nèi)空氣;采集無塵、干燥的氣樣;關(guān)閉系統(tǒng),停止采樣。(1)A中裝有無堿玻璃棉,其作用為。(2)C中填充的干燥劑是(填序號)。a.堿石灰b.無水CuSO4c.P2O5(3)用實驗室常用儀器組裝一套裝置,其作用與D(裝有堿液)相同,在虛線框中畫出該裝置的示意圖,標(biāo)明氣體的流向及試劑。(4)采樣步驟加熱煙道氣的目的是。答案(1)除塵(2)c(3)(4)防止NOx溶于冷凝水解析本題考查氮的氧化物、NO3-的性質(zhì)等。(1)無堿玻璃棉可吸附除去煙道氣中的粉塵。(2)干燥NOx應(yīng)選擇酸性干燥劑。注意無水CuSO4可用于檢驗水,一般不用作干燥劑。(3)D相當(dāng)于尾氣處理裝置,吸收NOx可用NaOH溶液。