2024届高考一轮复习化学课时练　第26练　氮及其化合物的转化关系（含答案）

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A．工业合成氨属于人工固氮过程
B．硝化过程中氮元素被还原
C．含氮无机物与含氮有机化合物可相互转化
D．反硝化过程有助于稳定N2在大气中的含量
2．(2022·上海金山区模拟)自然界中氮的部分循环过程如图，下列有关说法正确的是( )
A．过程①和②均属于自然固氮
B．X→Y发生化合反应
C．NH3→N发生氧化还原反应
D．若为硫循环，X在空气中点燃可得Y
3．NH3是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图所示)，下列说法正确的是( )
A．NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥
B．NH4Cl、HNO3和Na2CO3受热时都易分解
C．NH3和NO2在一定条件下可发生氧化还原反应
D．图中所涉及的O2都要用纯氧
4．(2023·无锡模拟)工业上常采用生物硝化法将NHeq \\al(＋,4)转化为NOeq \\al(－,3)来处理氨氮废水，工艺流程如图，下列说法错误的是( )
A．生物硝化法处理废水，会导致水体pH逐渐下降：NHeq \\al(＋,4)＋2O2===NOeq \\al(－,3)＋2H＋＋H2O
B．长期过量施用NH4Cl等铵态化肥，易导致土壤酸化，水体富营养化
C．检验NHeq \\al(＋,4)所需的试剂是浓NaOH溶液、湿润的蓝色石蕊试纸
D．微生物保持活性的pH范围为7～9，可以加入石灰石来调节水体的pH
5．(2023·南通模拟)以天然气为原料合成氨是新的生产氮肥的方法，其工艺流程如下。下列说法正确的是( )
A．反应①使用催化剂可提高反应速率和甲烷的平衡转化率
B．反应②的原子利用率为100%
C．生成1.0 ml NH4NO3至少需要0.75 ml CH4
D．反应③理论上当n(NH3)∶n(O2)＝4∶3时，恰好完全反应
6．某化学兴趣小组用如图所示装置检验Pb(NO3)2受热分解的产物(图中夹持和加热设备略去)。在试管中放入研碎的Pb(NO3)2晶体后，加热；实验结束后，试管中得到黄色粉末(PbO)，U形管下部有少量液体X，集气瓶中收集到无色气体Y。下列说法不正确的是( )
A．液体X可能是液化的NO2或N2O4
B．在装置中用锡纸将胶塞与产生的气体隔开，主要是为了防止其被生成的气体腐蚀
C．气体Y可能是O2，也可能是NO2与水反应后生成的NO
D．停止反应，应注意先把导气管移出水面，然后再熄灭酒精灯
7．氮及其化合物的“价—类”二维图如下所示。
下列说法正确的是( )
A．X可通过加热氯化铵固体制取
B．从物质类别角度分析，P和Z都属于酸性氧化物
C．将X转化为 Q的过程，属于氮的固定
D．3.2 g Cu与10 ml·L－1的Y溶液恰好反应，生成NO、NO2混合气体1.12 L(标准状况)，则 Y 溶液的体积为 15 mL
8．某学习小组设计实验制备Ca(NO2)2，实验装置如图所示(夹持装置已略去)。已知：2NO＋CaO2===Ca(NO2)2；2NO2＋CaO2===Ca(NO3)2。下列说法不正确的是( )
A．通入N2是为了排尽装置中的空气
B．装置B、D中的试剂可分别为水和浓硫酸
C．将铜片换成木炭也可以制备纯净的亚硝酸钙
D．借助装置A及氢氧化钠溶液和稀硫酸可以分离CO2和CO
9．某兴趣小组设计用铁粉将NO还原为N2(同时生成FeO)。下列说法不正确的是( )
已知：①浓硝酸可氧化NO；②NaOH溶液能吸收NO2，不吸收NO。
A．装置的连接顺序为a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d
B．装置E中发生反应的化学方程式为2NO＋2Feeq \(=====,\s\up7(△))2FeO＋N2
C．装置D的作用是吸收挥发出来的硝酸和产生的NO2
D．装置B的作用是干燥，防止水蒸气进入装置E中干扰反应
10．(2022·石家庄二中模拟)氮化钙(Ca3N2)是一种重要的试剂，常温下为棕色固体，在空气中会被氧化，遇水强烈水解，产生刺激性气味气体。实验室设计如下装置用Ca与N2反应制备Ca3N2，并对Ca3N2纯度进行测定。回答下列问题：
Ⅰ.Ca3N2的制备
(1)仪器a的名称为________，E装置的主要作用是________。
(2)实验开始时应首先点燃________(填“A”或“C”)处酒精灯，当观察到________________________________________________________________________________
时点燃另一处酒精灯。
Ⅱ.Ca3N2纯度的测定(已知所含的杂质不与水反应产生气体)
(3)方案一：①按图1所示连接装置，检查装置气密性后加入试剂。②测定虚线框内装置及试剂的质量m1；③关闭________(填“K1”或“K2”，下同)，打开________，用分液漏斗加入足量水，至不再产生气体；④________________________________________________；
⑤再次测定虚线框内装置及试剂的质量m2。则产品中Ca3N2的质量分数表达式为________________________________________________________________________。
(4)方案二：按图2所示连接装置，检查装置气密性后加入试剂。打开分液漏斗活塞向三颈烧瓶中加入蒸馏水，打开K持续通入水蒸气，将产生的氨全部蒸出，并用100 mL 1.00 ml·L－1的稀硫酸标准溶液完全吸收(液体体积变化忽略不计)，从烧杯中量取10.00 mL的吸收液注入锥形瓶中，用1.00 ml·L－1 NaOH标准溶液滴定过量的稀硫酸，到终点时消耗12.60 mL NaOH溶液。则产品中Ca3N2的质量分数为________%(结果保留一位小数)。
11．某处工厂排出的烟道气中含氮氧化物(主要为NO、NO2)、粉尘和少量水蒸气。课外兴趣活动小组对该工厂排出的烟道气进行处理，并检测其氮氧化物含量，实验装置如图所示：
(1)装置A中放置无碱玻璃棉，其目的是除去__________。为保证检测的准确性，装置C中盛放的化学试剂可以是______(填字母，下同)。
a．碱石灰 b．浓硫酸
c．五水合硫酸铜(CuSO4·5H2O)
(2)装置D中主要发生：2NaOH＋2NO2===NaNO2＋NaNO3＋H2O；2NaOH＋NO＋NO2===2NaNO2＋H2O
①若反应后尾气无残留，则参加反应的NO2、NO物质的量的比值________。
a．≥1 b．≤1 c．任意值
②可使用适量酸性H2O2溶液，将溶液中的NOeq \\al(－,2)全部氧化为NOeq \\al(－,3)，发生反应的离子方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)溶液中NOeq \\al(－,3)直接排放在水体中也会造成污染，现用活泼金属将溶液中的NOeq \\al(－,3)转化为N2，实现氮元素的脱除，具体步骤如下：
步骤一 取适量(2)中H2O2处理后的溶液，调节pH至中性，蒸发浓缩，得到c(NOeq \\al(－,3))为
0.100 ml·L－1的溶液甲。
步骤二 取三份50 mL溶液甲，分别用金属铝、金属铁和铝铁合金在45 ℃、惰性气体氛围中对溶液甲进行氮脱除。
步骤三 重复实验2～3次，溶液中NOeq \\al(－,3)的残留情况与反应时间的关系如图所示。
①金属铝和金属铁在0～3 h内，NOeq \\al(－,3)的脱除效率均很低，几乎没被脱除，其可能的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②0～3 h内铝铁合金的氮脱除效率比金属铝、金属铁大得多，其可能的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)气囊用来储存处理后的气体，其中可能含少量NO气体，可用酸性NaClO溶液来处理。HClO氧化NO生成NOeq \\al(－,3)和Cl－，发生反应的离子方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
第26练 氮及其化合物的转化关系
1．B 2.B 3.C 4.C 5.C 6.C 7.D 8.C 9.D
10．(1)蒸馏烧瓶 液封(或隔绝空气中的氧气) (2)A E装置中有均匀的气泡产生 (3)K1 K2 打开K1，通一段时间的N2 eq \f(37m2－m1,51)×100% (4)91.3
解析 (2)由于Ca、Ca3N2都能与空气中的O2、H2O(g)等反应，故实验开始时应首先点燃A处的酒精灯，利用N2排尽装置中的空气，当观察到E装置中有均匀的气泡产生时点燃另一处酒精灯。(3)根据图1装置知，方案一的原理是Ca3N2与H2O反应产生NH3，U形管中碱石灰除去NH3中的H2O(g)，浓硫酸增加的质量为反应生成NH3的质量，由NH3的质量结合N元素守恒测定Ca3N2的纯度。反应生成NH3的质量为(m2－m1) g，根据N元素守恒，Ca3N2的质量为eq \f(m2－m1 g,17 g·ml－1)×eq \f(1,2)×148 g·ml－1＝eq \f(74m2－m1,17) g，产品中Ca3N2的质量分数为eq \f(\f(74m2－m1,17) g,6.0 g)×100%＝eq \f(37m2－m1,51)×100%。(4)方案二的原理是Ca3N2与H2O反应产生NH3，打开K持续通入水蒸气，将产生的氨全部蒸出，NH3完全被稀硫酸标准溶液吸收，然后用NaOH标准溶液滴定过量的稀硫酸，则10.00 mL溶液中过量硫酸的物质的量n过量(H2SO4)＝eq \f(1,2)n(NaOH)＝eq \f(1,2)×1.00 ml·L－1×0.012 60 L＝0.006 3 ml，与NH3反应的硫酸的物质的量为1.00 ml·L－1×0.1 L－0.006 3 ml×eq \f(100 mL,10 mL)＝0.037 ml，根据反应2NH3＋H2SO4===(NH4)2SO4以及N元素守恒可知，Ca3N2的物质的量为0.037 ml，产品中Ca3N2的质量分数为eq \f(0.037 ml×148 g·ml－1,6.0 g)×100%≈91.3%。
11．(1)粉尘 b (2)①a ②H2O2＋NOeq \\al(－,2)===NOeq \\al(－,3)＋H2O (3)①金属铁和金属铝表面都有一层氧化膜 ②铝铁合金在溶液中形成原电池，加快化学反应速率 (4)3HClO＋2NO＋H2O===2NOeq \\al(－,3)＋3Cl－＋5H＋
解析 (1)烟道气中含有粉尘，装置A中放置无碱玻璃棉，可以除去粉尘；装置C用于除去少量的水蒸气，应该选择浓硫酸，NO2会与碱石灰反应，而五水合硫酸铜不能起到干燥的作用。(2)①根据化学方程式可知，NO2可以单独被NaOH吸收，而NO需与NO2按照1∶1混合才能被NaOH吸收，现无尾气残留，说明NO无残留，因此NO2至少和NO一样多，则参加反应的NO2、NO物质的量的比值≥1，a符合题意。(3)①根据题意，活泼金属能够将溶液中的NOeq \\al(－,3)转化为N2，但是金属铝和金属铁在0～3 h内，NOeq \\al(－,3)的脱除效率很低，几乎没有脱除，可认为金属与NOeq \\al(－,3)可能没有反应，可能是金属表面有氧化膜，阻碍了NOeq \\al(－,3)的脱除反应。②铝铁合金中，铁和铝的活动性不同，可以构成原电池，加快化学反应速率。(4)HClO中Cl元素的化合价从＋1降低到－1，NO中N元素的化合价从＋2升高到＋5，根据化合价升降守恒、元素守恒和电荷守恒，离子方程式为3HClO＋2NO＋H2O===2NOeq \\al(－,3)＋3Cl－＋5H＋。