考點規范練13氮及其化合物一、選擇題1.噴泉實驗裝置如圖所示。應用下列各組氣體溶液,能出現噴泉現象的是()。選項氣體溶液AH2S稀鹽酸BHCl稀氨水CNO稀硫酸DCO2飽和NaHCO3溶液答案:B解析:本題考查了噴泉實驗的形成條件判斷。從原理上來說,只要是圓底燒瓶內的壓強小于外界壓強即可形成噴泉。H2S為酸性氣體,在稀鹽酸中的溶解度較小,A項不能形成噴泉;HCl氣體與稀氨水反應后,圓底燒瓶內壓強減小,B項極易形成噴泉;NO氣體難溶于稀硫酸,且與稀硫酸不反應,C項不能形成噴泉;CO2氣體在飽和碳酸氫鈉溶液中的溶解度很小,D項不能形成噴泉。2.如下圖,利用培養皿探究氨的性質。實驗時向NaOH固體上滴幾滴濃氨水,立即用另一表面皿扣在上面。下表中對實驗現象所作的解釋正確的是()。選項實驗現象解釋A濃鹽酸附近產生白煙NH3與濃鹽酸揮發出的HCl氣體反應產生了NH4Cl固體B濃硫酸附近無明顯現象NH3與濃硫酸不發生反應C氯化物溶液變渾濁該溶液一定是AlCl3溶液D干燥的紅色石蕊試紙不變色,濕潤的紅色石蕊試紙變藍NH3是一種可溶性堿答案:A解析:NH3能與HCl發生化合反應,生成NH4Cl白色固體,NH3也能與H2SO4發生化合反應,生成(NH4)2SO4;NH3與氯化物溶液反應生成氫氧化物沉淀,該氯化物可以是氯化鋁、氯化鎂等;NH3溶于水生成NH3·H2O,NH3·H2O屬于堿,NH3不屬于堿。3.如圖表示鐵與不同濃度硝酸反應時,各種還原產物的相對含量與硝酸濃度的關系,則下列說法不正確的是()。A.一般來說,硝酸與鐵反應的還原產物不是單一的B.用一定量的鐵粉與大量的9.75mol·L1HNO3溶液反應得到標準狀況下氣體2.24L,則參加反應的硝酸的物質的量為0.1molC.硝酸的濃度越大,其還原產物中價態越高的成分越多D.當硝酸濃度為9.75mol·L1時還原產物是NO、NO2、N2O,且其物質的量之比為5∶3∶1答案:B解析:根據圖像可知硝酸的還原產物有多種,因此一般來說,硝酸與鐵反應的還原產物不是單一的,A項正確;參加反應的硝酸包括被還原的,以及沒有被還原的(轉化為硝酸鹽),因此參加反應的硝酸的物質的量大于0.1mol,B項錯誤;根據圖像可知隨著硝酸濃度的升高,NO2的含量增大,這說明硝酸的濃度越大,其還原產物中價態越高的成分越多,C項正確;根據圖像可知當硝酸濃度為9.75mol·L1時還原產物是NO、NO2、N2O,且其物質的量之比為10∶6∶2=5∶3∶1,D項正確。4.用如圖裝置(夾持裝置已略去)進行NH3制備及性質實驗。下列說法不正確的是()。A.甲中制備NH3利用了NH3·H2O的分解反應B.乙中的集氣瓶內a導管短、b導管長C.若將丙中的CCl4換成苯,仍能防止倒吸D.向收集好的NH3中通入少量Cl2,可能觀察到白煙答案:C解析:甲為制備氨的發生裝置,利用NH3·H2O的分解反應,A項正確。氨的密度比空氣的小,利用向下排空氣法收集,故a導管短、b導管長,B項正確。因為苯的密度比水的小,苯在上層,故將四氯化碳換成苯后不能防止倒吸,C項錯誤。氨與氯氣反應可以生成氯化銨固體,產生白煙,D項正確。5.某工廠擬綜合處理含NH4+廢水和工業廢氣(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO,不考慮其他成分),下列說法不正確的是()。A.固體1中主要含有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3B.X可以是空氣,且需過量C.捕獲劑所捕獲的氣體主要是COD.處理含NH4+廢水時,發生反應的離子方程式為NH4++NO2-N答案:B解析:SO2、CO2與過量石灰乳反應生成CaSO3、CaCO3,故固體1中主要含有CaSO3、CaCO3、Ca(OH)2,A項正確;X可以是空氣,但不能過量,若空氣過量,通過NaOH溶液后得不到NaNO2溶液,而是得到NaNO3溶液,B項不正確;N2無污染,CO無法被NaOH溶液吸收,捕獲劑主要捕獲CO,C項正確;NH4+與NO2-在溶液中發生氧化還原反應生成N2和6.利用石灰乳與硝酸工業的尾氣(含NO、NO2)反應,既能凈化尾氣,又能獲得應用廣泛的Ca(NO2)2,其部分工藝流程如圖:下列說法不正確的是()。A.上述工藝中吸收過程:尾氣從吸收塔底部進入,石灰乳從吸收塔頂部噴淋,其目的是提高對尾氣中NO、NO2吸收的效率B.濾渣的主要成分為Ca(NO2)2C.為提高Ca(NO2)2的產率及純度,則n(NO)∶n(NO2)應控制為1∶1D.生產中溶液需保持弱堿性答案:B解析:由流程可知,石灰乳和硝酸工業的尾氣(含NO、NO2)反應,生成Ca(NO2)2,過量的石灰乳以濾渣存在,經過蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥得到無水Ca(NO2)2。在題述工藝的吸收過程中,尾氣從吸收塔底部進入,石灰乳從吸收塔頂部噴淋,其目的是使尾氣中NO、NO2與石灰乳充分接觸,NO、NO2就可以被充分吸收,A項正確。石灰乳和硝酸工業的尾氣(含NO、NO2)反應,生成Ca(NO2)2,Ca(NO2)2易溶于水,Ca(OH)2微溶于水,因此濾渣的主要成分是Ca(OH)2,B項錯誤。NO、NO2在溶液中與Ca(OH)2發生反應:NO+NO2+Ca(OH)2Ca(NO2)2+H2O,n(NO)∶n(NO2)=1∶1,恰好反應產生Ca(NO2)2;若NO2過量,反應產物中含有雜質Ca(NO3)2,若n(NO)∶n(NO2)>1∶1,NO不能完全被吸收,故為提高Ca(NO2)2的產率及純度,則n(NO)∶n(NO2)應控制為1∶1,C項正確。生產中溶液需保持弱堿性,在酸性溶液中Ca(NO2)2不穩定,會發生反應生成NO和NO2,不利于硝酸工業尾氣的吸收,D項正確。7.下述實驗中均有紅棕色氣體產生,對比分析所得結論不正確的是()。①②③A.由①中的紅棕色氣體,推斷產生的氣體一定是混合氣體B.紅棕色氣體不能表明②中木炭與濃硝酸發生了反應C.由③說明濃硝酸具有揮發性,生成的紅棕色氣體為還原產物D.③的氣體產物中檢測出CO2,由此說明木炭一定與濃硝酸發生了反應答案:D解析:圖①中產生的紅棕色氣體應為NO2和O2的混合氣體,原因是灼熱的碎玻璃促進了硝酸的分解,A項正確;圖②中的氣體可能是紅熱的木炭促進了硝酸分解生成的,也可能是木炭與濃硝酸反應生成的,B項正確;圖③中,由于紅熱的木炭沒有插入濃硝酸中,但仍有紅棕色氣體產生,說明濃硝酸具有揮發性,生成的紅棕色氣體NO2為還原產物,C項正確;圖③中氣體產物中的二氧化碳也可能是硝酸分解產生的O2與紅熱的木炭反應生成的,D項錯誤。8.向100mL稀硫酸與稀硝酸的混合溶液中逐漸加入鐵粉,假設加入鐵粉的質量與產生氣體的體積(標準狀況)之間的關系如圖所示,且每一段只對應一個反應。下列說法正確的是()。A.開始時產生的氣體為H2B.AB段發生的反應為置換反應C.所用混合溶液中c(HNO3)=0.5mol·L1D.參加反應的鐵粉的總質量m2=8.4g答案:C解析:已知氧化性NO3->Fe3+>H+,OA段發生反應Fe+NO3-+4H+Fe3++NO↑+2H2O,AB段發生反應Fe+2Fe3+3Fe2+,BC段發生反應Fe+2H+Fe2++H2↑。開始時產生的氣體為NO,A項錯誤。AB段發生的是化合反應,B項錯誤。根據反應Fe+NO3-+4H+Fe3++NO↑+2H2O可得關系式:HNO3~NO,生成NO的物質的量為1.12L22.4L·mol-1=0.05mol,則所用混合溶液中c(HNO3)=0.5mol·L1,C項正確。根據得失電子守恒,最終產物中鐵元素全部以Fe2+形式存在,所以3×n(NO)+2×n(H2)=2n(Fe),代入數值進行計算:3×0.05mol+2×1.68二、非選擇題9.亞硝酸鈉(NaNO2)是一種重要的工業鹽,易溶于水,微溶于乙醇。某化學興趣小組對亞硝酸鈉進行多角度探究:Ⅰ.亞硝酸鈉的制備。(1)裝置B的作用是。

(2)D中澄清石灰水變渾濁,則C中制備NaNO2的離子方程式為。Ⅱ.探究亞硝酸鈉與硫酸反應的氣體產物成分。已知:①NO+NO2+2OH2NO2-+H2②氣體液化的溫度:NO2為21℃,NO為152℃。(3)反應前應打開彈簧夾,先通入一段時間氮氣,目的是

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(4)儀器的連接順序(按左→右連接):A→C→。

(5)在關閉彈簧夾,打開分液漏斗活塞,滴入70%硫酸后,裝置A中產生紅棕色氣體。若D中通入過量O2,裝置B中的化學方程式是

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Ⅲ.設計實驗證明酸性條件下NaNO2具有氧化性。(6)供選用的試劑:NaNO2溶液、KMnO4溶液、Fe2(SO4)3溶液、KI溶液、稀硫酸、淀粉溶液、KSCN溶液。請寫出你設計的實驗方案:

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答案:(1)除去硝酸(2)4NO+O2+2CO32-4NO(3)排盡空氣,防止可能生成的NO被完全氧化成NO2,造成對A中反應產物檢驗的干擾(4)E→D→B(5)4NO2+O2+4NaOH4NaNO3+2H2O(6)取碘化鉀溶液并滴加稀硫酸酸化,滴加淀粉溶液,無明顯現象,滴加少許NaNO2溶液,溶液變藍,證明NaNO2具有氧化性解析:Ⅰ.(1)硝酸易揮發,裝置B的作用是除去硝酸。(2)N元素化合價升高,必有O2參與,同時澄清石灰水變渾濁,應有CO2生成,則C中制備NaNO2的離子方程式為4NO+O2+2CO32-4NO2Ⅱ.(3)空氣中的氧氣能氧化NO,所以必須先排盡空氣,防止可能生成的NO被完全氧化成NO2,造成對A中反應產物檢驗的干擾。(4)由于NO2的液化溫度高,所以首先檢驗NO2,即先通過E,再通過D,最后需要進行尾氣處理,即連接順序是E→D→B。(5)若氧氣過量,則進入B裝置的氣體全部是NO2,所以反應的化學方程式為4NO2+O2+4NaOH4NaNO3+2H2O。10.某興趣小組研究金屬與硝酸的反應,進行如下實驗:實驗(20℃)實驗現象Ⅰ.過量銅粉與2mL0.5mol·L1HNO3溶液反應產生無色氣體(遇空氣變紅棕色),溶液變為藍色Ⅱ.過量鐵粉與2mL0.5mol·L1HNO3溶液反應產生6mL(已換算為標準狀況)無色氣體(經檢測為H2),溶液幾乎為無色請回答下列問題。(1)Ⅰ中的無色氣體是。

(2)寫出Ⅱ中生成H2的離子方程式:。

(3)研究Ⅱ中的氧化劑:①甲同學認為該濃度的硝酸中H+的氧化性大于NO3-,所以NO3-沒有發生反應。乙同學依據Ⅰ和Ⅱ證明了甲的說法不正確,其實驗證據是②乙同學通過分析,推測出NO3-也被還原,依據是

進而他通過實驗證實該溶液中含有NH4+,其實驗操作是③根據實驗,金屬與硝酸反應時,影響硝酸還原產物不同的因素有;試推測還可能有哪些因素影響:(列舉1條)。

答案:(1)NO(2)Fe+2H+Fe2++H2↑(3)①硝酸濃度相同,銅的還原性比鐵的還原性弱,但Ⅰ中溶液變藍且無氫氣放出②鐵粉過量,但是溶液中0.001molH+僅被還原了約5.4×104mol,據此可以推測+5價的N也被還原取Ⅱ中反應后的溶液,加入足量NaOH溶液并加熱,產生有刺激性氣味并能使濕潤紅色石蕊試紙變藍的氣體③金屬的種類(或還原劑的還原性,金屬的還原性等)溫度(或者硝酸的濃度)解析:(1)NO遇空氣變為紅棕色,Ⅰ中的無色氣體遇空氣變紅棕色,所以Ⅰ中的無色