2021高三化学人教版一轮课后限时集训：14 氮及其化合物 Word版含解析

这是一份2021高三化学人教版一轮课后限时集训：14 氮及其化合物 Word版含解析，共9页。试卷主要包含了下列叙述与氮元素的循环无关的是等内容，欢迎下载使用。
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1．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
[答案] C
2．科学家预测，氨有望取代氢能，成为重要的新一代绿色能源。下列有关说法不正确的是 ( )
A．液氨作为清洁能源的反应原理是4NH3＋5O2eq \(=====,\s\up10(催化剂),\s\d10(△))4NO＋6H2O
B．液氨具有腐蚀性和毒性，在使用过程中要防止液氨泄漏
C．氨气比空气轻，标准状况下密度约为0.76 g·L－1
D．氨气与氢气相比，优点在于氨气不容易发生爆炸，使用时更安全
A [A项，生成NO是空气污染物，而应该在一定条件下生成N2，错误。]
3．(2019·潍坊期中)下列关于氮及其化合物的说法错误的是( )
A．所有的铵盐都能与烧碱共热生成氨气
B．浓硝酸不论与铜反应还是与碳反应，均体现其酸性和强氧化性
C．一氧化氮结合血红蛋白的能力比一氧化碳还强，更易造成人体缺氧
D．把带火星的木条伸入充满NO2和O2混合气体(NO2和O2的物质的量之比为4∶1)的集气瓶中，木条复燃，说明NO2支持燃烧
B [浓硝酸与C反应，只体现强氧化性，B错误。]
4．(2018·滁州模拟)中学实验中，通常利用如图所示的装置进行喷泉实验来验证气体的“溶解性”，下列有关说法不正确的是( )
A．用滴管加入液体后，由于气体的“溶解”，使瓶内压强减小，导致瓶内压强小于外界压强，从而形成喷泉
B．选用合适的溶液，CO2也能用于做喷泉实验
C．HCl、NH3和SO2均能用该装置做喷泉实验
D．用NO2和N2O4的混合气体做喷泉实验，烧瓶中将充满稀硝酸
D [NO2、N2O4和H2O反应生成不溶于水的NO，因此烧瓶中不可能充满稀硝酸。]
5．(2019·石家庄模拟)汽车尾气中的氮氧化合物(NOx)与大气中的NH3发生如下作用，形成一种雾霾。
NOxeq \(――→,\s\up10([O]),\s\d10(反应①))N2O5eq \(――→,\s\up10(H2O),\s\d10(反应②))HNO3eq \(――→,\s\up10(NH3),\s\d10(反应③))烟(一种雾霾)
有关该雾霾的叙述错误的是 ( )
A．该雾霾中含硝酸铵固体
B．反应②是非氧化还原反应
C．NH3是形成该雾霾的催化剂
D．NH3可能来自过度施用氮肥
C [HNO3遇NH3生成NH4NO3，因此该雾霾中含硝酸铵固体，A项正确；反应②为N2O5＋H2O===2HNO3，为非氧化还原反应，B项正确；氨气是形成该雾霾的反应物，而不是催化剂，C项错误；氮肥中的NHeq \\al(＋,4)可转化为氨气，故大气中的NH3可能来自过度施用氮肥，D项正确。]
6．硝酸铜是一种重要的工业产品，化学上有很多方法可以制取硝酸铜：
①将铜溶于硝酸中；
②先将铜与O2反应生成CuO，再溶于硝酸中；
③将铜溶于N2O4的乙酸乙酯(溶剂，不参加反应)溶液中生成硝酸铜和一氧化氮。
下列认识或判断错误的是( )
A．方法③是最经济和环保的
B．方法①中，若从经济和环保的角度考虑，用稀硝酸比用浓硝酸好
C．方法②需要消耗能源，对环境不产生污染
D．方法③中N2O4既是氧化剂又是还原剂
A [方法①和③均有NO污染气体，不环保；方法②需消耗能源，但无污染，环保。]
7．有a、b、c、d、e五种气体，现进行下列实验：
则a、b、c、d、e依次可能是( )
A．O2、NO、HCl、NH3、CO2
B．O2、NO、NH3、HCl、SO3
C．NO、O2、NH3、HCl、SO2
D．HCl、CO2、NH3、H2S、CH4
C [由a和b混合，气体变成红棕色，可知a和b分别为NO和O2中的一种；b通入氢硫酸中产生淡黄色浑浊，则b为O2，a为NO；c和d混合产生白烟，则c和d分别为NH3和HCl中的一种；c通入少量溴水中，溴水变成无色透明的液体，则c为NH3，d为HCl；e通入少量溴水中，溴水变成无色透明的液体，e通入氢硫酸中产生淡黄色浑浊，则e可能为SO2。]
8．科学家从化肥厂生产的(NH4)2SO4中检出化学式为N4H4(SO4)2的物质，该物质的晶体中含有SOeq \\al(2－,4)和N4Heq \\al(4＋,4)两种离子，当N4Heq \\al(4＋,4)遇到碱性溶液时，会生成N4分子。下列说法正确的是 ( )
A．14N、N4与N2互为同位素
B．N4H4(SO4)2的电离方程式为N4H4(SO4)2N4Heq \\al(4＋,4)＋2SOeq \\al(2－,4)
C．N4H4(SO4)2不能与草木灰、K3PO4等化肥混合施用
D．N4H4(SO4)2中只含共价键，不含离子键
C [同种元素的不同原子之间互为同位素，N4与N2为单质，A项错误；N4H4(SO4)2晶体中含有SOeq \\al(2－,4)和N4Heq \\al(4＋,4)两种离子，N4H4(SO4)2为离子化合物，电离方程式为N4H4(SO4)2===N4Heq \\al(4＋,4)＋2SOeq \\al(2－,4)，B项错误；草木灰的主要成分为K2CO3，与K3PO4都为强碱弱酸盐，其水溶液显碱性，当N4Heq \\al(4＋,4)遇到碱性溶液时，会生成N4，故不能混合施用，C项正确；N4H4(SO4)2中含有离子键，D项错误。]
9．(2019·南宁模拟)某研究小组通过以下实验探究氨气的性质。
(1)如图1所示，A中气体入口通空气，分液漏斗内加浓氨水，圆底烧瓶内加NaOH固体，C内放置铂铑合金网，按A→B→C→D装置顺序制取干燥的氨气，并验证氨的某些性质。
①装置A中能产生氨气的原因有多个，如氢氧化钠电离出的OH－增大了氨水中OH－浓度，促使氨水电离平衡左移，导致氨气放出，你认为还有___________
____________________________________________________________________。
②该实验证明氨气具有的性质是________。

图1
(2)如图2所示，将甲、乙两个装有不同物质的针筒用导管连接起来，将乙针筒内的物质压到甲针筒内，进行下列实验(气体在同温同压下测定)。
图2
甲针筒内有15 mL Cl2，乙针筒内有40 mL NH3，发生反应：3Cl2＋2NH3=== N2＋6HCl。甲针筒除活塞有移动、针筒内有白烟产生外，气体的颜色变化为__________，最后针筒内剩余气体的体积约为________mL。
[解析] (1)①除了题述原因外，还有的原因是氢氧化钠溶于水放出大量的热，温度升高，使氨的溶解度减小而放出；氢氧化钠吸水，也会促使氨气放出。②氨的催化氧化实验证明氨气具有还原性。(2)根据所给的数据和化学方程式可判断，NH3过量，Cl2完全反应，所以甲针筒中气体颜色由黄绿色变为无色。依据化学方程式可知，15 mL Cl2消耗10 mL NH3，剩余30 mL NH3未反应，产生5 mL N2和30 mL HCl，未反应的30 mL NH3与生成的30 mL HCl恰好完全反应生成NH4Cl(白烟)，最后剩余气体为5 mL N2。
[答案] (1)①氢氧化钠溶于水放出大量的热，温度升高，使氨的溶解度减小而放出；氢氧化钠吸水，促使氨气放出 ②还原性 (2)黄绿色变为无色 5
10．某化学兴趣小组利用图1装置制取氨气并探究氨气的有关性质。
图1 图2
(1)装置A中烧瓶内试剂可选用________(填字母代号，下同)，装置B中试剂可选用________。
a．碱石灰 b．浓硫酸 c．生石灰 d．五氧化二磷
e．烧碱
(2)在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，在K2处导管连接制取纯净、干燥氯气的装置。
①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。
②D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_________________________________________________________
____________________________________________________________________。
③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)，反应的离子方程式为_____________________
___________________________________________________________________。
[解析] (1)在浓氨水中存在平衡：NH3＋H2ONH3·H2ONHeq \\al(＋,4)＋OH－，向其中加入生石灰[发生反应CaO＋H2O===Ca(OH)2生成Ca(OH)2]或烧碱，都会使平衡左移，同时放出大量的热促进氨水的挥发。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。装置B为干燥装置，NH3为碱性气体，不能用酸性干燥剂(浓硫酸，P2O5)。
(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Ⅱ或Ⅲ。根据喷泉实验的原理，要使装置D发生喷泉现象。用热毛巾将烧瓶捂热，可使D中氨气受热膨胀通过导管与水接触，即产生“喷泉”。
(3)①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。
②探究氨气具有还原性，氯气与氨气反应产生“白烟”的成分为氯化铵，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。
③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 ace
(2)Ⅱ(或Ⅲ) 用热毛巾将烧瓶捂热(其他合理答案均可)
(3)①饱和食盐水 浓硫酸 ②3Cl2＋8NH3===6NH4Cl＋N2 ③NaOH Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O
11．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FeSO4＋NO[Fe(NO)]SO4(棕色)，该反应可用于检验NO。
下列说法中不正确的是 ( )
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，先熄灭酒精灯，再关闭分液漏斗的活塞
D．装置J收集的气体中一定不含NO
D [FeSO4＋NO[Fe(NO)]SO4为可逆反应，NO没有完全反应，排水法收集的气体中有NO，D错误。]
12．(2019·济南一中质检)将11.2 g的Mg­Cu混合物完全溶解于足量的硝酸中，收集反应产生的气体x(假定产生的气体全部逸出)。再向所得溶液中加入足量的NaOH溶液，产生21.4 g沉淀。根据题意推断气体x的成分可能是( )
A．0.3 ml NO2和0.3 ml NO
B．0.2 ml NO2和0.1 ml N2O4
C．0.6 ml NO
D．0.1 ml NO、0.2 ml NO2和0.05 ml N2O4
D [向Mg­Cu混合物与足量的硝酸反应所得溶液中加入足量的NaOH溶液，产生21.4 g沉淀为氢氧化镁、氢氧化铜，所以沉淀中氢氧根的质量为21.4 g－11.2 g＝10.2 g，物质的量为eq \f(10.2 g,17 g·ml－1)＝0.6 ml，根据电子守恒可知反应过程中共转移0.6 ml e－，分析各选项确定D项符合。]
13．(2019·日照模拟)亚硝酸钠(NaNO2)是工业盐的主要成分，在漂白、电镀等方面应用广泛。已知：室温下，2NO＋Na2O2===2NaNO2，以木炭、浓硝酸、Na2O2为主要原料制备亚硝酸钠的装置如图所示。(加热装置及部分夹持装置已略去)
A B C D
回答下列问题：
(1)A装置中反应的化学方程式为___________________________________。
(2)B装置的作用是_______________________________________________。
(3)充分反应后，C中生成的固体除NaNO2外，还可能生成______________(填化学式)，为避免杂质的生成，应在B、C之间加一个装置，该装置和所盛放试剂的名称分别是______________。
(4)D装置用于尾气处理，写出D中反应的离子方程式：
______________________________________________________________。
[解析] (1)A装置中浓硝酸与木炭发生反应，化学方程式为C＋4HNO3(浓)eq \(=====,\s\up10(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。(2)将A装置中产生的NO2通入水中，发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，所以B装置的作用是将NO2转化为NO。(3)B中出来的NO气体中可能会混有CO2、水蒸气，分别与Na2O2反应生成Na2CO3、NaOH，所以C中生成的固体除NaNO2外，还可能生成Na2CO3、NaOH；为避免杂质的生成，可以在B、C之间加一个干燥管(或U形管)，所盛放的试剂应该为碱石灰，用于吸收混合气体中的CO2和水蒸气。(4)D装置中盛放的是酸性KMnO4溶液，用于尾气处理，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒可得D装置中反应的离子方程式为5NO＋3MnOeq \\al(－,4)＋4H＋===5NOeq \\al(－,3)＋3Mn2＋＋2H2O。
[答案] (1)C＋4HNO3(浓)eq \(=====,\s\up10(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O
(2)将NO2转化为NO
(3)Na2CO3、NaOH 干燥管、碱石灰
(4)5NO＋3MnOeq \\al(－,4)＋4H＋===5NOeq \\al(－,3)＋3Mn2＋＋2H2O
[教师用书独具]
(2019·湖北七市联考)氮化铝(AlN)是一种新型非金属材料，室温下能缓慢水解。可由铝粉在氮气氛围中1 700 ℃合成，产物为白色到灰蓝色粉末。某小组探究在实验室制备AlN并测定产品纯度，设计实验如下。请回答：
(一)制备AlN
(1)按气流由左向右的方向，上述装置的正确连接顺序为j→ ____________________→i(填仪器接口字母编号)。
(2)实验时，以空气为原料制备AlN。装置A中还原铁粉的作用为______________，装置B中试剂X为________________。
(二)测定产品纯度
取m g的产品，用以下装置测定产品中AlN的纯度(夹持装置已略去)。
已知：AlN＋NaOH＋H2O===NaAlO2＋NH3↑
(3)完成以下实验步骤：组装好实验装置，首先_______________________，加入实验药品。接下来的实验操作是关闭__________________并打开________，再打开分液漏斗活塞加入足量NaOH浓溶液后关闭，至不再产生气体。再______ ______________，通入氮气一段时间，测定装置Ⅲ反应前后的质量变化为n g。
(4)实验结束后，计算产品中AlN的纯度为________%(用含m、n的代数式表示)。
[解析] (4)根据方程式，结合氮元素守恒可知：
AlN ～ NH3
41 17
m(AlN) n
故m(AlN)＝eq \f(41n,17)，w＝eq \f(\f(41n,17), m )×100%＝eq \f(4 100n,17m)%。
[答案] (1)fedcab(或ba)gh(或hg) (2)吸收O2 浓硫酸 (3)检查装置的气密性 K1 K2 打开K1 (4)eq \f(4 100n,17m)
(1)a和b混合
气体变红棕色
(2)c和d混合
产生白烟
(3)c和e分别通入少量溴水中
溴水都变成无色透明的液体
(4)b和e分别通入氢硫酸中
都产生淡黄色浑浊