4-4氮及其化合物一、选择题1．氮元素在地球上含量丰富，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。下列叙述与氮元素的循环无关的是( )A．工业合成氨的过程是固氮的过程B．自然界中，氨是动物体特别是蛋白质腐败后的产物C．为防止粮食、罐头、水果等食品腐烂，常用氮气作保护气D．电闪雷鸣的雨天，N2与O2会发生反应并最终转化为硝酸盐被植物吸收解析：C项，由于N2很不活泼，故而作为保护气，N2不参与化学反应，也即无循环可言。答案：C2．下列有关氨的性质的叙述中正确的是( )①氨不能在空气中燃烧②氨水呈碱性③氨气和酸相遇都能产生白色烟④在反应：NH3＋H＋===NH中氨失去电子被氧化⑤氨水中含氮微粒中最多的是NH⑥常温下把NH3通入稀HNO3中，当溶液的pH等于7时，NH3和HNO3物质的量相等A．①② B．③⑤⑥C．①⑤⑥D．②⑤⑥解析：氨在空气中氧化需高温和催化剂；由于氨水中存在平衡：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－，故氨水呈弱碱性；氨气只有与挥发性酸相遇才能产生白色烟，与不挥发性酸如H2SO4、H3PO4相遇，不产生白色烟；NH3和H＋的反应为非氧化还原反应。故①、②正确，③、④不正确。在氨水中，NH3·H2O是一元弱碱，电离很微弱，含氮微粒最多的是NH3·H2O，⑤错。当NH3和HNO3等物质的量反应时生成NH4NO3，因NH水解而使溶液呈酸性，⑥错。答案：A3．(2012·云南省重点高中高三联考)亚硝酸钠是一种工业用盐，广泛用于物质合成、金属表面处理等，它的一些性质或用途如图，下列说法不正确的是( )11\nA．NaNO2的稳定性大于NH4NO2B．NaNO2与N2H4反应，NaNO2是氧化剂C．可用淀粉－碘化钾试纸和食醋鉴别NaCl与NaNO2D．NaN3分解，每产生1molN2转移6mole－解析：本题考查NaNO2的性质以及氧化还原反应知识。难度中等。NH4NO2微热就分解，NaNO2相对较稳定，A正确；NaNO2与N2H4反应，NaNO2中N的化合价降低，B正确；NaNO2与KI在酸性条件下可反应生成碘单质，而碘能使淀粉变蓝，C正确；2NaN33N2＋2Na，N2～2/3Na～2/3e－。所以，每产生1molN2转移2/3mole－，D不正确。易错点拨：本题受思维定势影响，错误地认为NaN3中的N的化合价为－3价导致误认为D项正确。答案：D4．(2012·福建理综)下列物质与水作用形成的溶液能与NH4Cl反应生成NH3的是( )A．二氧化氮 B．钠C．硫酸镁D．二氧化硅解析：A项，二氧化氮与H2O反应生成HNO3和NO，HNO3与NH4Cl不反应；B项，钠与水反应生成NaOH和H2，NaOH与NH4Cl反应产生NH3；C项，硫酸镁溶液与NH4Cl不反应；D项，二氧化硅不溶于水，也不与NH4Cl反应。答案：B5．(2012·重庆理综)下列叙述正确的是( )A．Fe与S混合加热生成FeS2B．NaHCO3的热稳定性大于Na2CO3C．过量的铜与浓硝酸反应有一氧化氮生成D．白磷在空气中加热到一定温度能转化为红磷11\n解析：A项，Fe与S混合加热生成FeS；B项，NaHCO3的热稳定性小于Na2CO3；C项，随着反应的进行，浓HNO3变成稀HNO3，生成NO；D项，白磷在空气中加热会生成P2O5。答案：C6．(2012·湖北武汉调研)一定质量的铁和足量的稀硝酸或浓硝酸完全反应，在相同条件下，用排水集气法收集产生的气体。下列叙述一定正确的是( )①硝酸浓度越大，消耗的硝酸越少 ②硝酸浓度不同，生成的Fe(NO3)3的物质的量相同 ③硝酸浓度越大，产生的气体越少 ④用排水集气法收集到的气体在相同状况下体积相同A．只有②B．②④C．③④D．①②③解析：依据Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O及Fe＋6HNO3(浓)===Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O可知，硝酸浓度越大，消耗的硝酸越多，①错；根据铁元素守恒，最后生成的Fe(NO3)3的物质的量相同，②正确；③硝酸浓度越大，产生的气体越多，③错；因3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，故用排水法收集到的气体均为NO，且在相同状况下体积相同，④正确。答案：B7．无色的混合气体甲，可能含NO、CO2、NO2、NH3、N2中的几种，将100mL甲气体经过下图实验的处理，结果得到酸性溶液，而几乎无气体剩余，则甲气体的组成为( )A．NH3、NO2、N2B．NH3、NO、CO2C．NH3、NO2、CO2D．NO、CO2、N2解析：开始时混合气体为无色，故混合气体中无NO2，通过浓硫酸后气体体积减小，说明含有NH3，通过足量过氧化钠后气体显红棕色，说明混合气体中含有CO2和NO，而最后将剩余气体通入水中得到酸性溶液且几乎无气体剩余，说明原混合气体中无N2。答案：B8．如下图，利用培养皿探究氨气的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水，立即用另一表面皿扣在上面。下表中对实验现象所做的解释正确的是( )11\n选项实验现象解释A浓盐酸附近产生白烟NH3与浓盐酸挥发的HCl气体反应产生了NH4Cl固体B浓硫酸附近无明显现象NH3与浓硫酸不发生反应C氯化物溶液变浑浊该溶液一定是AlCl3溶液D干燥的红石蕊试纸不变色，湿润的红石蕊试纸变蓝NH3是一种可溶性碱解析：B项，浓H2SO4易与NH3发生反应；C项，该溶液也可能是MgCl2溶液等；D项NH3·H2O是碱，而NH3不属于碱。答案：A9．硝酸被称为“国防工业之母”是因为它是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸性质不相对应的一组是( )A．浓硝酸使紫色石蕊试液先变红后褪色——酸性和强氧化性B．不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性C．要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性D．能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去——强氧化性解析：D项中“滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去”，其褪色的原因可能是因为硝酸的强氧化性将酚酞氧化而褪色，但也有可能是硝酸与氢氧化钠发生中和反应，究竟是个哪个因素，还需要实验认证，D项不准确。答案：D10．(2012·四川理综)向27.2gCu和Cu2O的混合物中加入某浓度的稀硝酸0.5L，固体物质完全反应，生成NO和Cu(NO3)2。在所得溶液中加入1.0mol/L的NaOH溶液1.0L，此时溶液呈中性，金属离子已完全沉淀，沉淀质量为39.2g。下列有关说法不正确的是( )A．Cu与Cu2O的物质的量之比为2：1B．硝酸的物质的量浓度为2.6mol/LC．产生的NO在标准状况下的体积为4.48LD．Cu、Cu2O与硝酸反应后剩余HNO3为0.2mol11\n解析：依据题意列出如下方程式：n(Cu)＝0.2mol n(Cu2O)＝0.1mol利用氧化还原反应中电子得失守恒可以求出：n(NO)＝＝0.2molNO在标况下的体积V(NO)＝4.48L(注：氮元素得电子总数等于铜元素失电子总数)c(HNO3)＝＝＝2.4mol/L[注：n(NaNO3)＝n(NaOH)，钠元素守恒]剩余HNO3的物质的量可以用以下两种方法计算：方法一 N元素守恒法。n(HNO3)剩＝n(HNO3)总－2n[Cu(NO3)2]－n(NO)＝1.2mol－2×0.4mol－0.2mol＝0.2mol方法二 根据溶液中NaOH的反应建立守恒式：Cu(NO3)2～2NaOH HNO3～NaOHn(HNO3)剩＝n(NaOH)－2n[Cu(NO3)2]＝1.0mol－2×0.4mol＝0.2mol。答案：B11．为了避免NO、NO2、N2O4对大气的污染，常采用氢氧化钠溶液进行吸收处理(反应方程式：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O；NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O)。现有由amolNO、bmolNO2、cmolN2O4组成的混合气体恰好被VL氢氧化钠溶液吸收(无气体剩余)，则此氢氧化钠溶液的物质的量浓度最小为( )A.mol·L－1B.mol·L－1C.mol·L－1D.mol·L－1解析：无论生成NaNO2还是NaNO3，都有n(Na)n(N)＝11，则n(Na)＝n(N)＝(a＋b＋2c)mol。答案：C12．能正确表示下列反应的离子方程式的是( )A．向Fe(NO3)2稀溶液中加入盐酸：3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2OB．铜片与浓HNO3：Cu＋NO＋4H＋===Cu2＋＋NO↑＋2H2O11\nC．氯化铵浓溶液跟浓NaOH溶液混合后加热：NH＋OH－NH3·H2OD．碳酸氢铵溶液与足量的NaOH溶液混合后加热：NH＋OH－NH3↑＋H2O解析：B项Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O；C项NH＋OH－NH3↑＋H2O；D项HCO＋NH＋2OH－CO＋2H2O＋NH3↑。答案：A13．在铁与铜的混合物中，加入一定量的稀硝酸，充分反应后剩余金属m1g，再向其中加入一定量的稀硫酸，充分振荡后，剩余金属m2g，则m1与m2之间的关系是( )A．m1一定大于m2B．m1可能小于m2C．m1一定等于m2D．m1可能大于m2答案：A14．氨气溶于水得到氨水，氯气溶于水得到氯水，下列关于新制的氨水、氯水的描述正确的是( )A．“两水”都是混合物，溶液中含有的粒子种类、数目相同B．“两水”都有刺激性气味，都能漂白有机色素C．“两水”中都存在可逆反应的化学平衡和弱电解质的电离平衡D．“两水”放置时间较久后都会因为相同的原理而变质解析：氯水中存在的微粒有：Cl2、H2O和HClO、Cl－、ClO－、H＋、OH－，氨水中存在的微粒有：NH3、H2O和NH3·H2O、NH、H＋、OH－，A错；氨水无漂白性，B错；氯水变质是因为HClO见光分解，氨水变质是由于氨气的挥发，D错。答案：C15．下列关系图中，A是一种正盐，B是气态氢化物，C是单质，F是强酸。当X无论是强酸还是强碱时都有如下转化关系(其他反应产物及反应所需条件均已略去)，当X是强碱时，过量的B跟Cl2反应除生成C外，另一产物是盐酸盐。下列说法中不正确的是( )A．当X是强酸时，A、B、C、D、E、F中均含同一种元素，F可能是H2SO4B．当X是强碱时，A、B、C、D、E、F中均含同一种元素，F是HNO3C．B和Cl2的反应是氧化还原反应D．当X是强酸时，C在常温下是气态单质11\n解析：当X是强酸如盐酸时，若A是硫化钠，则B是硫化氢，C是硫，D是二氧化硫，E是三氧化硫，F是H2SO4；当X是强碱时，若A是铵盐，B是氨气，C是氮气，D是一氧化氮，E是二氧化氮，F是HNO3；B和Cl2的反应可能是：H2S＋Cl2===S＋2HCl或8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl。当X是强酸时，C在常温下只能是固态单质S。答案：D二、非选择题16．(2012·云南省重点高中高三联考)在如图所示的物质转化关系中，A是常见的气态氢化物，B是能使带火星的木条复燃的无色无味气体，E的相对分子质量比D大17，G是一种紫红色金属单质。(部分反应中生成物没有全部列出，反应条件未列出)请回答下列问题：(1)B的化学式为________________________________________。(2)A的电子式为________________________________________。(3)反应①的化学方程式为_______________________________。(4)反应②的离子方程式为_______________________________。解析：本题通过框图题考查氮及其化合物的转化关系。难度中等。由题干信息可知B为O2，G为Cu。A为常见气态氢化物，与氧气反应一定有水生成，由转化关系，F应为H2O生成的另一产物C还能被氧气氧化，生成D，D与水(F)反应生成能与Cu反应的溶液E，E应为浓硫酸或硝酸，由E的相对分子质量比D大17可知，E为硝酸，A为NH3。答案：(1)O2(2)(3)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO(4)3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O17．下图为自然界中氮循环的示意图。请回答：11\n(1)上述转化中属于“氮的固定”的是________(填序号)。(2)铵盐是农业上常用的化肥。实验室常用加热氯化铵和氢氧化钙固体混合物的方法制取氨气，反应的化学方程式为________________________，实验室可以用____________________试纸检验氨气。(3)人类的某些活动也参与了自然界中氮的循环。上图③是工业制取硝酸的重要反应，其化学方程式为______________________，该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为________。若要尽可能多地使反应中的NO2被水吸收，可采取的措施为______________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：本题以自然界中氮元素的循环为主线，综合考查了化学、生物、物理三个学科的知识。(1)将氮元素由游离态转变为化合态的过程叫做氮的固定，显然只有过程①⑥符合。(2)检验氨气可用湿润的红色石蕊试纸，如果试纸变蓝，说明有氨气生成。(3)图中③是工业制硝酸的反应，该反应中氧化剂和还原剂都是NO2，物质的量之比为1：2；要尽可能多地将N元素转化为HNO3，可增加O2的用量，O2将NO氧化为NO2，NO2又转化为HNO3，如此反复进行。答案：(1)①⑥(2)Ca(OH)2＋2NH4Cl===CaCl2＋2NH3↑＋2H2O 湿润的红色石蕊(3)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 1：2 在反应过程中不断通入O218．硫酸铵是一种常用的铵态氮肥。下表是硫酸铵化肥品质的主要指标。某化学研究性学习小组为本地农业生产服务，对某农用品商店出售的一等品硫酸铵化肥的品质进行探究。11\n[观察外观]该硫酸铵化肥可见杂质。[实验探究]按右图所示装置进行实验。(1)烧瓶内发生反应的离子方程式为：__________________，烧杯中盛放的试剂最好是________(填“浓硫酸”、“稀硫酸”或“水”)。(2)实验过程中，需往烧瓶中加入足量浓氢氧化钠溶液并充分加热的原因是________________________________________________。[交流讨论](3)甲同学：根据此实验测得的数据，计算硫酸铵化肥的含氮量可能偏高，因为实验装置中存在一个明显缺陷：__________________。乙同学认为实验装置中还存在另一个明显缺陷是：缺少赶尽反应装置中残留氨气的装置。经过大家充分讨论一致认为：针对甲、乙两位同学指出的实验装置中存在明显缺陷，需改进实验装置，重新进行实验。[探究结论](4)称取13.5g硫酸铵化肥样品，用改进后的实验装置重新进行实验，测得实验后B装置增重3.4g。则该化肥________(填“是”或“不是”)一等品。解析：这样的实验题目，要从实验的结果要求出发，力求测得结果的准确性，所以要考虑到各种可能的误差分析，第一要求氨气不能有损失，第二要求不能引入其他增加硫酸溶液质量的物质。答案：(1)NH＋OH－===NH3↑＋H2O 稀硫酸(2)使硫酸铵充分反应完全转化为NH3(3)A、B装置间缺一个干燥装置(4)不是11\n19．(2013·兰州一中高三12月月考)某校化学研究性学习小组为了证明铜与稀硝酸反应产生一氧化氮，用下图所示装置进行实验，(加热装置和夹持装置均已略去，气密性已检验，F是用于鼓入空气的双连打气球)实验操作及现象：操作现象Ⅰ.将B装置下移，使碳酸钙与稀硝酸接触产生气体Ⅱ.当C处产生白色沉淀时，立刻将B装置上提Ⅲ.将A中铜丝放入稀硝酸中，给装置A微微加热装置A中产生无色气体装置E中开始时出现浅红棕色气体Ⅳ.用F向E中鼓入空气烧瓶E内气体颜色逐渐加深Ⅴ.一段时间后C中白色沉淀溶解试回答：(1)操作Ⅰ的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)C中白色沉淀的化学式是________，操作Ⅱ中当C产生白色沉淀时立刻将B上提的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)操作Ⅲ中装置A产生无色气体的化学方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)烧瓶E内气体颜色逐渐加深的原因是_______________11\n_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)操作Ⅴ现象产生的原因是(结合化学方程式说明)________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(6)D装置的作用是______________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)用碳酸钙与稀硝酸反应产生的二氧化碳气赶走装置内的空气(2)CaCO3 防止消耗硝酸过多影响铜与硝酸的反应(3)3Cu＋8HNO33Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(4)CO2比空气重，从长管进入E，并没有把E中空气赶尽，致使部分NO先与未赶尽的空气生成少量红棕色NO2，当再从F鼓入空气时，E中有更多NO2生成，所以红棕色加深(5)氮氧化物转化为HNO3，即：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO(或4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3)(6)平衡压强，吸收NO、NO2、CO2尾气，防止污染大气11
