2024届高三新高考化学大一轮专题练习--氮族元素及其化合物

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2024届高三新高考化学大一轮专题练习--氮族元素及其化合物
一、单选题
1．（2023春·四川成都·高三成都外国语学校校考期中）将铜镁合金完全溶解于某浓度的硝酸中，得到和的混合气体(标准状况)，当向反应后的溶液中加入一定浓度溶液时，金属离子全部转化为沉淀，测得沉淀的质量为。和的混合气体中，的体积分数是
A． B． C． D．
2．（2023春·北京西城·高三北京四中校考期中）在标准状况下将3.20 g铜粉投入一定量浓HNO3中，随着铜粉的溶解，反应生成的气体颜色逐渐变浅，当铜粉完全溶解后，共收集到含NO2和NO的混合气体1.344 L(标准状况)，则混合气体中NO的体积为
A．224 mL B．336 mL C．448 mL D．896 mL
3．（2023春·四川内江·高三四川省内江市第六中学校考期中）根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
将一块用砂纸打磨过的铝条放入试管，再加入98%浓硫酸3mL，铝条表面无明显现象
铝与浓硫酸常温下不反应
B
向试管中加入3mL溴水，再通入气体，溶液橙黄色褪去
具有漂白性
C
用玻璃棒蘸取浓点到蓝色石蕊试纸上，试纸先变红色后褪色
浓具有酸性和强氧化性
D
将溶液X与盐酸反应产生的气体通入品红溶液中，品红溶液褪色
溶液X中一定含有

A．A B．B C．C D．D
4．（2023春·四川内江·高三四川省内江市第六中学校考期中）A是一种正盐，D的相对分子质量比C的大16，E是强酸，X无论是强酸还是强碱都有如图所示的转化关系。当X是强酸时，A、B、C、D、E均含有同一种元素；当X是强碱时，A、B、C、D、E均含有另一种元素。下列说法一定不正确的是
  
A．D和反应生成E不一定是氧化还原反应
B．当X是强碱时，E是；当X是强酸时，E是
C．当X是强酸时，C在常温下是单质
D．A为硫化铵
5．（2023春·广东广州·高三广东实验中学校考期中）某物质是一种高效消毒液，其结构如图所示，其中W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，且Y和Z位于不同周期。下列说法不正确的是

A．简单离子半径：
B．X和Z的氧化物对应的水化物均为强酸
C．简单氢化物的沸点：
D．可用X的简单氢化物检验输送Z单质的管道是否泄露
6．（2023春·湖北恩施·高三校联考期中）下列有关化学反应方程式或离子反应方程式书写正确的是
A．工业上用浓氨水检验泄露的氯气：2NH3+3Cl2=N2+6HCl
B．少量NaHCO3溶液与过量Ca(OH)2溶液反应：Ca2++HCO+OH-=H2O+CaCO3↓
C．用醋酸和淀粉-KI溶液检验加碘盐中含有的KIO3：IO+5I-+6H+=3I2+3H2O
D．过量的铁粉与稀硝酸反应：Fe+4H++NO=Fe3++NO↑+2H2O
7．（2023春·福建泉州·高三晋江市第一中学校考期中）根据下列实验操作和现象，所得出的结论或解释正确的是
选项
实验操作和现象
结论或解释
A
淀粉-KI溶液中通入，再通入，溶液先出现蓝色，后蓝色褪去
还原性：
B
向溶液中滴加盐酸，溶液变为浅黄色
盐酸具有强氧化性，将转为
C
用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近某有色气体X，出现白烟
该气体一定是HCl
D
用大理石和盐酸反应制取气体，立即通入一定浓度的溶液中，出现白色沉淀
酸性：

A．A B．B C．C D．D
8．（2023春·广东湛江·高三统考阶段练习）下列实验操作、现象和结论均正确的是
选项
操作
现象
结论
A
向酸性KMnO4溶液中通入SO2
酸性KMnO4溶液褪色
SO2有漂白性
B
向溶液中加入浓NaOH溶液并加热，将干燥的红色石蕊试纸放到试管口
试纸不变蓝
溶液中没有NH
C
向淀粉中加入稀硫酸加热一段时间，加入新制的Cu(OH)2并加热
没有砖红色沉淀生成
淀粉还没有水解
D
将装有NO2的注射器细管端封闭，颜色稳定后将活塞往外拉
往外拉时混合气体颜色变浅，随后逐渐变深
平衡体系中，仅减小压强，平衡向体积增大的方向移动
A．A B．B C．C D．D
9．（2023春·湖北十堰·高三郧西县第一中学校联考阶段练习）归纳与推理是化学学习常用的方法。下列推理正确的是
A．稀硫酸与铁反应产生，酸均可与活泼金属反应产生，故稀硝酸与铁反应也一定能产生
B．HCl、HBr、HI的水溶液均为强酸，均可使溶解，生成铁盐和水
C．、均为酸性氧化物，都不能用碱石灰干燥，故都可用浓硫酸干燥
D．同主族元素及化合物一些性质具有递变性，如第ⅥA族元素氢化物沸点依次升高
10．（2023春·湖北十堰·高三郧西县第一中学校联考阶段练习）根据下列实验操作和现象及实验结论都正确的是
选项
实验操作和现象
实验结论
A
加热盛有NaCl、固体的试管至不再有变化时，试管底部有残余固体，试管口有晶体凝结
固体可以升华，故使混合物分离
B
向两支盛有2mL 0.1mol/L 溶液的试管中分别加入2mL 0.1mol/L和2mL 0.2mol/L 溶液，前者比后者褪色慢
其他条件不变，反应物浓度增加反应速率增大
C
向5mL 1mol/L的溶液中滴加过量氨水，待沉淀完全，再滤去上层清液，将沉淀分装成两支试管，分别加盐酸、烧碱溶液，均溶解为无色澄清溶液
氢氧化铝具有两性
D
向溶液X中先滴加稀盐酸酸化，再滴加溶液，出现白色沉淀
溶液X中一定含有
A．A B．B C．C D．D
11．（2023春·山东济宁·高三统考期中）下列各实验的现象及结论都正确的个数是
序号
实验操作
实验现象
实验结论
①
把和气体X一起通入到溶液中
有白色沉淀产生
X气体具有强氧化性
②
向溶液Y中加入浓氢氧化钠溶液并加热
有气体产生，该气体使湿润的红色石蕊试纸变蓝
溶液Y一定是铵盐溶液
③
将通入溶液中
产生淡黄色沉淀
得电子能力：Cl>S
④
充分加热铁粉和硫粉的混合物，冷却后取少量固体于试管中，加入足量稀硫酸，再滴入溶液
紫红色褪去
铁被硫氧化至 Fe(Ⅱ)
A．0 B．1 C．2 D．3
12．（2023春·江西·高三统考期中）氮、硫元素的“价—类”二维图如图所示。下列有关叙述错误的是

A．a和c′共同通入水中，可生成两种盐
B．工业上制备H2SO4的途径为b′→c′→d′→f′
C．d或d′均可与水发生反应，生成强酸
D．a′和f′的浓溶液反应，产物一定有b′和c′
13．（2023春·广东广州·高三广州市真光中学校考阶段练习）某同学设计实验验证NH3能还原CuO，装置(部分夹持仪器已省略)如图所示：
  
下列说法正确的是
A．试剂X可能是NH4Cl和Ca(OH)2的固体混合物
B．戊盛放的试剂可能是碱石灰，目的是防止空气进入装置
C．装置按合理顺序连接为e→h→i→a→b→f→g→c
D．证明NH3能还原CuO的实验现象是甲中黑色粉末变为红色，丁中白色固体变为蓝色
14．（2023·北京朝阳·统考二模）小组同学探究和物质A的反应，实验如下。
装置
序号
物质A
实验现象

①
溶液（调）
铜粉溶解，溶液变为深棕色［经检验含]
②
溶液
铜粉溶解，溶液变为蓝绿色
③
溶液（调）
无明显变化
下列分析不正确的是
A．②中铜粉溶解的原因：
B．①中产生的原因：时直接将还原为
C．若向③中加入固体，推测铜粉会溶解
D．①②③现象的差异不仅与物质氧化性(或还原性)强弱有关，也与反应速率有关

二、非选择题
15．（2023春·高三课时练习）人类可以主动参与氮循环，合成氨工业就是参与的手段之一。以天然气为原料合成氨是新的生产氮肥的方法，它具有污染小、成本低等诸多优点，其过程大体如图所示：

(1)写出用天然气制备氢气的化学方程式：____。
(2)写出合成尿素反应的化学方程式：_____。
(3)写出O2与NH3反应生成NH4NO3和H2O的化学方程式：____。
(4)每生产1molNH4NO3最少需要NH3_____mol，而要生产这些NH3又最少需要CH4____mol。
16．（2023春·高三课时练习）如图所示的氮循环是生态系统物质循环的重要组成部分。

(1)下列说法不正确的是_____。
A．图中①和②的转化过程属于氮的固定
B．氮循环过程中含氮有机物和含氮无机物可以相互转化
C．③和④的转化一定属于氧化还原反应
D．⑥是在反硝化细菌作用下的反硝化过程，该过程有助于弥补人工固氮对氮循环造成的影响
(2)⑤是在硝化细菌作用下的硝化过程，NH在有氧时发生硝化生成NO的离子方程式为_____。
17．（2022秋·天津河东·高三统考期中）I.食醋是烹饪美食的调味品，有效成分主要为醋酸。
(1)配制250mL0.1mol/L的醋酸溶液，需5mol/L醋酸溶液的体积为_______mL(保留到小数点后一位)
(2)下列关于某容积的容量瓶的操作，正确的是_______。

II.人工固氮合成氨，并通过氨氧化法制取硝酸的流程如图所示。

(3)“合成塔”内发生的化学反应中作氧化剂的是_______(填化学式)，金属镁在该氧化剂中燃烧的化学方程式为_______，其产物遇水生成的有刺激性气味气体的电子式为_______，分子构型为_______；“氧化炉”中氨气发生反应的化学方程式为_______。
(4)常温下，工业上选择铁或铝作盛装浓硝酸的罐体材料的主要原因是_______
(5)为了避免生成硝酸的过程中氮的氧化物污染环境，可用氨气处理尾气，将其转化为大气中含有的无害气体，以处理为例，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______。
18．（2022秋·山西太原·高三统考期中）侯德榜是中国重化学工业的开拓者，是近代化学工业的奠基人之一，他发明的“侯氏制碱法”工艺流程如下图所示，请据图回答下列问题。

(1)从图中可以看出，“侯氏制碱法”的主要原料是和_______。
(2)经“碳化”后得到晶体，利用溶解度曲线图分析，容易从溶液中析出的原因是_______。
(3)过滤出后，将其煅烧，反应的化学方程式是_______。
(4)“冷析”的原理是_______结晶，析出的晶体主要是_______，“冷析”的温度范围大约是_______。
(5)副产物氯化铵可用于_______(填一种)。

参考答案：
1．A
【详解】金属阳离子沉淀后生成氢氧化物，因此，， 根据得失电子数目守恒，3n(NO)+n(NO2)=1mol，n(NO)+n(NO2)=，联立解得n(NO)=0.3mol，n(NO2)=0.1mol，相同条件下，体积分数等于物质的量分数，因此二氧化氮的体积分数为=25%，故选A。
2．C
【详解】3.20 g铜完全溶解转移电子的物质的量为 ；1.344 L NO2和NO的混合气体的物质的量为，设NO的物质的量为xmol，则NO2的物质的量为(0.06-x)mol，根据得失电子守恒3x+(0.06-x)=0.1，x=0.02mol，混合气体中NO的体积为，故选C。
3．C
【详解】A．常温下铝与浓硫酸发生钝化，在铝表面形成了一层致密的氧化膜，铝与浓硫酸常温下能反应，A错误；
B．溴水中通入SO2，Br2与SO2反应生成溴离子和硫酸根离子从而使溶液橙黄色褪去，SO2表现还原性，B错误；
C．玻璃棒蘸取浓HNO3点在蓝色石蕊试纸上，试纸先变红体现浓硝酸的酸性，后红色褪去因为浓硝酸具有强氧化性，C正确；
D．溶液X与盐酸反应生成的气体通入品红溶液，品红溶液褪色，此时有二氧化硫生成，溶液X中可能为亚硫酸氢根离子，不一定含有亚硫酸根离子，D错误；
故答案选C。
4．C
【分析】D的相对分子质量比C的大16，则D比C多一个O原子，符合这种转化关系的有SO2→SO3，NO→NO2，则Y为O2，若D为SO3，E为H2SO4，C为SO2，B为H2S，X为一种强酸，A为硫化物，若D为NO2，则E为HNO3，C为NO，B为NH3，X为强碱，A为(NH4)2S。
【详解】A．D为SO3时，SO3与水反应生成H2SO4不是氧化还原反应，A正确；
B．根据分析可知，X为强碱时，E为HNO3，X为强酸时，E为H2SO4，B正确；
C．X为强酸时，C为SO2，C错误；
D．根据分析可知，A为硫化铵，D正确；
故答案选C。
5．B
【分析】X在形成共价型化合物时有3个共价键，故X为N，同理Y可以为S或O，Z为H、F、Cl，W为C或Si，W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，且Y和Z位于不同周期，故W为C、X为N、Y为O、Z为Cl。
【详解】A．电子层越多，粒子半径越大，核电荷数越大，粒子半径越小，可知，，A正确；
B．Cl的氧化物对应的水化物有HClO，HClO为弱酸，B错误；
C．NH3分子间含有氢键，NH3分子沸点高于CH4，C正确；
D．氨气与氯气反应产生大量白烟，D正确；
故答案为B。
6．B
【详解】A．用氨水检验氯气管道泄露的原理为8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2，A错误；
B．少量NaHCO3溶液和过量澄清石灰水混合，则二者之间以计量数之比为1∶1进行反应，故反应的离子方程式为：，B正确；
C．醋酸难电离，用醋酸和淀粉-KI溶液检验加碘盐中含有的：，C错误；
D．过量的铁粉加入稀硝酸溶液中生成硝酸亚铁：，D错误；
答案选B。
7．A
【详解】A．由现象可知氯气氧化碘离子生成碘单质，后碘与SO2发生氧化还原反应生成硫酸、HI，则还原性为SO2>I->Cl-，故A正确；
B．向溶液中滴加盐酸，相当于溶液中存在硝酸，硝酸可以氧化亚铁离子为铁离子，溶液变为浅黄色，并不是盐酸氧化了亚铁离子，故B错误；
C．用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近某有色气体X，出现白烟，该气体为Cl2，HCl没有颜色，故C错误；
D．盐酸为挥发性酸，盐酸能与硅酸钠溶液反应，则该实验不能比较碳酸、硅酸的酸性，故D错误；
故选A。
8．D
【详解】A．酸性溶液褪色是因为有还原性，A项错误；
B．应用湿润的红色石蕊试纸，B项错误；
C．应先加入NaOH至溶液呈碱性后再加入新制的，C项错误；
D．存在平衡：，颜色加深是平衡逆向移动生成了更多的，说明仅减小压强，平衡向体积增大的方向移动，D项正确；
故选D。
9．C
【详解】A．硝酸是氧化性酸，金属和硝酸反应不产生氢气，稀硝酸与铁反应不能产生，A错误；
B． HI的水溶液为强酸，使溶解的反应为氧化还原反应，生成亚铁盐、碘单质和水，B错误；
C． 、均为酸性氧化物，都不能用碱石灰干燥，且均不与浓硫酸反应，故都可用浓硫酸干燥，C正确；
D． 第ⅥA族元素氢化物中，水分子间存在氢键故水的沸点最高，D错误；
答案选C。
10．C
【详解】A．受热先分解为氨气和氯化氢，氯化氢和氨气再接触反应重新生成氯化铵，是化学变化，不是升华，A错误；
B．高锰酸钾与草酸反应生成硫酸锰、硫酸钾、二氧化碳和水：，要通过探究实验得到结论：其他条件不变，反应物浓度增加反应速率增大，则实验中混合溶液中高锰酸钾的浓度应相等、应少量且等量，B错误；
C．向5mL 1mol/L的溶液中滴加过量氨水，待沉淀完全，将过滤所得的氢氧化铝沉淀分装成两支试管，分别加盐酸、烧碱溶液，均溶解为无色澄清溶液，则氢氧化铝沉淀能分别与盐酸、烧碱溶液发生复分解反应，说明氢氧化铝是两性氢氧化物，C正确；
D．若X中含亚硫酸根，向溶液X中先滴加稀盐酸酸化得到的溶液中含亚硫酸，再滴加溶液，酸性条件下硝酸根有强氧化性，能把亚硫酸氧化得到硫酸钡沉淀，故不能说明溶液X中一定含有，D错误；
选C。
11．B
【详解】①二氧化硫不与BaCl2溶液反应，要想产生白色沉淀，X可以具有强氧化性，如Cl2、O3、NO2等，也可以表现碱性，如NH3，故①错误；
②向Y溶液中加入浓氢氧化钠溶液并加热，产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，该气体为氨气，原溶液可能为氨水，也可能铵盐溶液，故②错误；
③将氯气通入Na2S溶液中，有淡黄色沉淀生成，即发生Cl2+Na2S=2NaCl+S↓，利用氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，推出得电子能力Cl＞S，故③正确；
④如果铁过量，过量铁与稀硫酸反应生成亚铁离子，本实验不能证明铁被硫氧化至Fe(Ⅱ)，故④错误；
综上所述，符合题意的是③；选项B符合题意；
答案为B。
12．D
【详解】A．a为，为，将二者同时通入水中，可以生成或两种盐，A正确；
B．工业制取硫酸可以S为原料，先生成，再氧化成，最后制得硫酸，B正确；
C．d为、为，二者与反应可得到和，二者均属于强酸，C正确；
D．为，的浓溶液为浓硫酸，二者的反应可以为、、，产物不一定同时生成S和，D错误；
故选D。
13．B
【分析】实验目的是验证NH3还原CuO，实验原理是3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O，验证发生反应，需要观察固体颜色变化，同时还要验证水的生成，丙装置制备氨气，然后连接戊装置，除去氨气中的水蒸气，再通入甲装置，发生反应，连接丁装置，验证水蒸气的生成，氨气有毒，为防止污染空气，需要尾气处理，即最后连接乙装置，据此分析；
【详解】A．实验室制备一般用和的固体混合物，故A说法正确；
B．戊盛放的试剂可能是碱石灰，目的是干燥生成的，故B说法错误；
C．验证能还原CuO，应先制备，除去水分，与CuO反应，生成物进入丁中，最后吸收未反应的，合理顺序连接为e→h→i→a→b→f→g→c，故C说法正确；
D．证明能还原CuO的实验现象是甲中黑色CuO粉末变为红色，丁中无水白色固体变为蓝色，故D说法正确；
答案为B。
14．B
【详解】A．实验②中，铜与铁离子反应生成蓝色铜离子和绿色亚铁离子，A正确；
B．经检验含，说明加入铜粉后铜与铁离子反应生成蓝色铜离子和绿色亚铁离子，酸性条件下亚铁离子与硝酸根离子反应产生NO，选项B不正确；
C．若向③中加入固体，因酸性条件下亚铁离子与硝酸根离子发生氧化还原反应生成铁离子，产生了硝酸铁，根据实验①的条件，推测铜粉会溶解，选项C正确；
D．①②③现象的差异不仅与物质氧化性(或还原性)强弱有关，如铁离子、硝酸根离子等氧化性强弱，亚铁离子还原性等；也与反应速率有关，也氯离子、硝酸根离子，氢离子浓度等对反应速率的影响有关，选项D正确；
答案选B。
15．(1)
(2)
(3)
(4) 2 0.75

【详解】（1）甲烷和水蒸气在催化剂作用下生成二氧化碳和氢气，反应的化学方程式为；
（2）根据流程图，二氧化碳和氨气在一定条件下生成尿素和水，反应的化学方程式为。
（3）O2与NH3反应生成NH4NO3和H2O，氧元素化合价由0降低为-2、N元素化合价由-3升高为+5，根据得失电子守恒，反应的化学方程式；
（4）根据反应方程式，每生产1molNH4NO3最少需要2molNH3；根据氢元素守恒，要生产2molNH3，需要3mol氢气，根据，生产3mol氢气，最少需要0.75molCH4。
16．(1)C
(2)NH+2O2= NO+2H++H2O

【详解】（1）A．图中①和②的转化过程表示大气中的N2，转化为化合态，属于氮的固定，故A正确；
B．含氮无机物可以转化为动植物蛋白中的含氮有机物，动植物蛋白中的含氮有机物，也可以转化为含氮无机物，故B正确；
C．动植物蛋白中的含氮化合物中N元素的化合价有-3价，③中的N为-3价，④中N为+3价和+5价，③和④的转化不一定属于氧化还原反应，故C错误；
D．固氮的过程中，氮气可转化为氨气和硝酸根离子，反硝化过程中又将硝酸根离子转化为氮气，有助于弥补人工固氮对氮循环造成的影响，故D正确；
故选C；
（2）⑤是在硝化细菌作用下的硝化过程，NH在有氧时发生硝化生成NO，N元素化合价由-3价上升到+5价，O元素由0价下降到-2价，根据得失电子守恒和电荷守恒配平方程式为：NH+2O2= NO+2H++H2O。
17．(1)5.0mL
(2)C
(3) N2 N2+3Mg Mg3N2 三角锥形
(4)常温下铁、铝遇到浓硝酸会钝化
(5)3∶4

【详解】（1）由稀释定律可知：，故，V2=5.0mL；
（2）A．容量瓶使用过程中，不能用手等触碰瓶口，以免污染试剂，故A错误；
B．定容时，视线应与溶液凹液面和刻度线“三线相切"，不能仰视或俯视，故B错误；
C．向容量瓶中转移液体，需用玻璃棒引流，玻璃棒下端位于刻度线以下，同时玻璃棒不能接触容量瓶口，故C正确；
D．定容完成后，盖上瓶塞，将容量瓶来回颠倒，将溶液摇匀，颠倒过程中，左手食指抵住瓶塞，防止瓶塞脱落，右手扶住容量瓶底部，防止容量瓶从左手掉落，故D错误；
故选C。
（3）“合成塔’内N2、H2在合成塔中反应产生NH3，发生反应化学反应为: ，在该反应中，N2作氧化剂，H2作还原剂；金属Mg与N2在点燃时反应产生Mg3N2，该反应的化学方程式为: N2+3Mg Mg3N2；Mg3N2与H2O发生反应: Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑，在制取得到的NH3中，N原子最外层有5个电子，其中3个成单电子与3个H形成3个共价键，电子式为；N原子与H形成3个共价键，1对孤电子对，价层电子对为4，分子构型为三角锥形；在氧化炉中NH3与O2在催化剂存在时，在加热条件下反应产生NO、H2O， 根据电子守恒、原子守恒，可得该反应的化学方程式为；
（4）浓硝酸具有强氧化性，在常温下铁、铝遇到浓硝酸会在金属表面氧化产生一层致密的氧化物保护膜，阻止金属进一步氧化，即使金属会发生钝化现象而不能进一步反应，因此可以选择使用选择铁或铝作盛装浓硝酸的罐体材料；
（5）为了避免生成硝酸的过程中氮的氧化物污染环境，可用氨气处理尾气，将其转化为大气中含有的无害气体，以处理NO2为例，NH3与NO2发生氧化还原反应产生N2、H2O， 反应方程式为8NH3+6NO2=7N2+12H2O，该反应中氧化剂是NO2还原剂是NH3，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶4。
18．(1)NaCl
(2)在相同温度下的溶解度比NaCl、NH4Cl的均小
(3)
(4) 冷却
(5)制氮肥

【详解】（1）从图中可以看出，“侯氏制碱法”的主要原料是和NaCl。
（2）经“碳化”后得到晶体，利用溶解度曲线图分析，容易从溶液中析出的原因是在相同温度下的溶解度比NaCl、NH4Cl的均小。
（3）煅烧生成碳酸钠、二氧化碳和水，反应的化学方程式是。
（4）“冷析”的原理是冷却结晶，析出的晶体主要是，“冷析”的温度范围大约是，因为该温度范围内溶解度较其它差距大。
（5）副产物氯化铵可用于制氮肥。