2020高考化学一轮复习第四章非金属及其化合物课时作业14氮及其化合物（含解析） 练习

课时作业14　氮及其化合物时间：45分钟1．(2019·福建泉州质量检查)明崇祯年间《徐光启手迹》记载：“绿矾五斤，硝(硝酸钾)五斤，将矾炒去，约折五分之一，将二味同研细，次用铁作锅……锅下起火，取气冷定，开坛则药化为强水。五金入强水皆化，惟黄金不化强水中，加盐则化。”以下说法不正确的是(　D　)A．“强水”主要成分是硝酸B．“将矾炒去，约折五分之一”是指绿矾脱水C．“锅下起火，取气冷定”描述了蒸馏的过程D．“五金入强水皆化”过程产生的气体都是H2解析：根据“五金入强水皆化，惟黄金不化强水中”判断“强水”的主要成分是硝酸，故A正确；“将矾炒去，约折五分之一”是指绿矾脱水，故B正确；“锅下起火，取气冷定”描述了蒸馏的过程，故C正确；“五金入强水皆化”是指金属溶于硝酸，涉及反应产生的气体主要是氮的氧化物，故D不正确。2．(2019·晋中模拟)SCR法(选择性催化还原技术)是一种以NH3作为还原剂，将烟气中NOx分解成无害的N2和H2O的干法脱硝技术，反应原理为下列说法正确的是(　D　)A．NO2为酸性氧化物B．氮气性质不活泼，其原因是氮元素的非金属性很强C．反应③中每生成22.4 L N2，转移电子数为1.5 NAD．HNO3→NO→NO2，以上各步变化均能通过一步完成解析：NO2不是酸性氧化物，A错误；氮气分子中存在N≡N键，破坏时需要吸收很高的能量，所以氮气性质不活泼，B错误；反应③每生成标准状况下22.4 L N2，转移电子数为3NA，C错误；HNO3→NO→NO2，均能通过一步完成，D正确。3．(2019·安徽合肥模拟)将9 g铜和铁的混合物投入100 mL稀硝酸中，充分反应后得到标准状况下1.12 L NO，剩余4.8 g金属；继续加入100 mL等浓度的稀硝酸，金属完全溶解，又得到标准状况下1.12 L NO。若向反应后的溶液中加入KSCN溶液，溶液不变红，则下列说法正确的是(　A　)A．原混合物中铜和铁各0.075 molB．稀硝酸的物质的量浓度为0.5 mol·L－1C．第一次剩余4.8 g金属为铜和铁D．再加入上述100 mL稀硝酸，又得到标准状况下1.12 L NO解析：第一次加稀硝酸时有金属剩余，溶解的4.2 g金属均被氧化为＋2价，溶解的金属的物质的量为×＝0.075 mol，金属的摩尔质量为＝56 g·mol－1，是铁；第二次加稀硝酸后金属完全溶解，由题意可知Fe2＋未被氧化，溶解的4.8 g金属也一定被氧化为＋2价，金属的摩尔质量为＝64 g·mol－1，是铜，A项正确，C项错误；c(HNO3)＝＝2 mol·L－1，B项错误；再加100 mL稀硝酸，反应为3Fe2＋＋4H＋＋NO,3Fe3＋＋NO↑＋2H2O，HNO3足量，0.075 mol Fe2＋生成0.025 mol NO，标准状况下体积为0.56 L，D项错误。4．(2019·湖南长沙明德中学模拟)用内置螺旋状铜丝的胶头滴管小心吸取一滴管浓硝酸后迅速插入细口瓶中(如图所示)，滴管与瓶口接触处垫一小块滤纸使滴管与瓶口留少量空隙，依次观察到如下现象：①滴管内产生红棕色气体，液面下降；②随后滴管内液面上升，气体变成无色；③滴管内的液面再次下降。下列说法中不正确的是(　D　)A．现象①中产生的红棕色气体为NO2B．产生现象②的原因是NO2与水反应C．产生现象③的原因是铜与稀硝酸反应D．最终瓶内溶液中的溶质一定只有Cu(NO3)2解析：铜和浓硝酸发生反应：Cu＋4HNO3(浓) ===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，生成的二氧化氮为红棕色气体，A项正确；现象①中产生的二氧化氮能和水发生反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO,3 mol红棕色的二氧化氮与水反应，生成1 mol无色一氧化氮气体，气体的体积减小，滴管内的压强减小，所以滴管内的液面上升，气体变成无色，B项正确；现象②中生成的稀硝酸与内置的螺旋状铜丝发生反应：3Cu＋8HNO3===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，因滴管内有气体生成，压强增大，所以滴管内的液面再次下降，C项正确；最终瓶内溶液中的溶质有Cu(NO3)2，也可能有硝酸，D项错误。5．(2019·山东实验中学第二次诊断)将11.2 g的Mg－Cu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，气体X的成分可能是(　C　)A．0.3 mol NO2和0.3 mol NOB．0.2 mol NO2和0.1 mol N2O4C．0.1 mol NO、0.2 mol NO2和0.05 mol N2O4D．0.6 mol NO解析：反应中Mg→Mg2＋→Mg(OH)2，Cu―→Cu2＋―→Cu(OH)2，由此可知固体增加的质量为OH－的质量，则OH－的物质的量n(OH－)＝＝0.6 mol，则转移电子的总物质的量也是0.6 mol。1 mol HNO3→1 mol NO转移3 mol电子，1 mol HNO3→1 mol NO2(或1 mol N2O4)转移1 mol(或2 mol)电子。生成0.3 mol NO2和0.3 mol NO转移 1.2 mol电子，A项错误；生成0.2 mol NO2和0.1 mol N2O4转移0.4 mol 电子，B项错误；生成0.1 mol NO、0.2 mol NO2和0.05 mol N2O4 转移0.6 mol 电子，C项正确；生成0.6 mol NO 转移1.8 mol电子，D项错误。6．(2019·河南一轮复习诊断调研联考)某学习小组的同学按下列实验流程制备Na2CO3，设计的部分装置如图所示。下列叙述正确的是(　C　)A．若X为浓氨水，Y为生石灰，则可用装置甲制取NH3B．反应①可在装置乙中发生，反应②可在装置丁中发生C．可用装置丙进行过滤操作D．将母液蒸干灼烧后可得到NH4Cl固体解析：生石灰遇水会变为粉末状的熟石灰，所以浓氨水与生石灰制取NH3不适合用图甲装置，故A错误；反应①制取NaHCO3可在装置乙中发生，反应②是NaHCO3加热分解制Na2CO3，同时有CO2和水生成，丁中试管口应略向下倾斜，故反应②不可以在装置丁中发生，故B错误；装置丙为过滤装置，过滤是将固液混合物进行分离，可以用装置丙进行过滤操作，故C正确；NH4Cl受热易分解，生成NH3和HCl，所以将母液蒸干灼烧后得不到NH4Cl固体，故D错误。7．(2019·山西孝义一模)已知饱和氯化铵溶液与亚硝酸钠晶体混合加热可制备氮气。利用如图装置制取氮气，并用氮气制备Ca3N2，Ca3N2遇水发生水解反应。下列说法错误的是(　C　)A．①中发生的化学反应为NaNO2＋NH4ClNaCl＋N2↑＋2H2OB．④、⑥中依次盛装的试剂可以是浓H2SO4、碱石灰C．③中盛放的试剂是NaOH溶液D．实验结束，取⑤中的少量产物于试管中，加适量蒸馏水，可以使试管口湿润的红色石蕊试纸变蓝解析：由题干可知，装置①为制备氮气的装置，饱和氯化铵溶液与亚硝酸钠晶体混合加热生成氮气、氯化钠和水，所以反应方程式为NaNO2＋NH4ClNaCl＋N2↑＋2H2O，故A正确。Ca3N2遇水发生水解，所以产生的氮气需要干燥才能进入玻璃管中反应，装置④应为干燥装置，可选用浓硫酸作干燥剂；装置⑥中也应装有干燥剂，防止空气中的水蒸气进入，装置⑥中可盛放碱石灰，故B正确。装置中含有氧气，可利用装置③除去装置中的氧气，NaOH溶液不能除去氧气，可改成酸性氯化亚铁溶液，故C错误。实验结束后，装置⑤中有生成的Ca3N2，Ca3N2遇水发生水解反应生成NH3和Ca(OH)2，NH3可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝，故D正确。8．(2019·门头沟区综合检测)室温下，某兴趣小组用下图装置在通风橱中进行如下实验：下列说法正确的是(　D　)A．试管Ⅰ中浅红棕色气体为NO2，由硝酸还原生成B．等质量的Cu完全溶解时，Ⅰ中消耗的HNO3更多C．换成Fe之后重复实验，依然是试管Ⅱ中反应更剧烈D．试管Ⅱ中反应后溶液颜色与试管Ⅰ中的不同，是由于溶有NO2解析：铜与稀硝酸反应生成NO，试管Ⅰ中浅红棕色气体为NO2、NO的混合气体，NO2由NO与氧气反应生成，故A错误；根据方程式，铜与稀硝酸反应时，3 mol铜消耗硝酸8 mol，铜与浓硝酸反应时，3 mol铜消耗硝酸12 mol，所以等质量的Cu完全溶解时，Ⅱ中消耗的HNO3更多，故B错误；铁在浓硝酸中钝化，故C错误；向试管Ⅱ中持续通入N2，溶液变为蓝色，所以试管Ⅱ中反应后溶液颜色与试管Ⅰ中的不同是由于溶有NO2，故D正确。9．(2019·福建厦门双十中学三模)某研究性学习小组学生根据氧化还原反应规律，探究NO2、NO与Na2O2反应的情况，提出假设并进行相关实验。　　　　　　　　　　　甲　　　　　　　　　　　乙Ⅰ.从理论上分析Na2O2和NO2都既有氧化性又有还原性，于是提出以下假设：假设1：Na2O2氧化NO2；假设2：NO2氧化Na2O2。(1)甲同学设计如图甲装置进行实验：①试管A中发生反应的离子方程式是________。②待试管B中充满红棕色气体，关闭旋塞a和b；取下试管B；向其中加入适量Na2O2粉末，塞上塞子，轻轻振荡试管内粉末，观察到红棕色气体迅速消失；再将带火星的木条迅速伸进试管内，木条复燃。③仪器C兼有防倒吸的作用，仪器C的名称为________。结论：甲同学认为假设2正确。(2)乙同学认为甲同学设计的实验存在缺陷，为达到实验目的，在A、B之间应增加一个装置，该装置的作用是________________________________________________________________________。乙同学用改进后的装置，重复了甲同学的实验操作，观察到红棕色气体迅速消失；带火星的木条未复燃，得出结论：假设1正确，则NO2和Na2O2发生反应的化学方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。Ⅱ.该研究性学习小组同学还认为NO易与O2发生反应，应该更易被Na2O2氧化。查阅资料：2NO＋Na2O2=====2NaNO2；2NaNO2＋2HCl=====2NaCl＋NO2↑＋NO↑＋H2O；酸性条件下，NO能与MnO反应生成NO和Mn2＋。(3)丙同学用图乙所示装置(部分夹持装置略)探究NO与Na2O2的反应。①在反应前，打开弹簧夹，通入一段时间N2，目的是________________________________________________________________________。②B中观察到的主要现象是________(填序号)。a．铜片逐渐溶解，溶液变为蓝色b．有红棕色气泡产生c．有无色气泡产生③C、E所盛装的试剂不能是________(填序号)。a．无水硫酸铜  b．无水氯化钙c．碱石灰  d．生石灰④F中发生反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。⑤充分反应后，检验D装置中产物的方法是____________________，则产物是NaNO2。解析：(1)①试管A中铜和浓硝酸反应，其离子方程式是Cu＋4H＋＋2NO=====Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O。③仪器C兼有防倒吸的作用，仪器C为球形干燥管。(2)甲同学设计的实验中，直接将混有水蒸气的NO2通入Na2O2中进行反应，产生的O2很可能来自于Na2O2与水的反应，而不是由NO2氧化Na2O2得到，为了排除水对实验的干扰，需要在A、B间增加一个干燥装置以除去水蒸气。乙同学用改进后的装置重复了甲同学的实验操作，观察到带火星的木条未复燃，说明NO2与Na2O2反应未产生O2，则应是Na2O2氧化NO2，假设1正确。(3)①由于该实验装置要探究Na2O2与NO的反应，反应装置中不能出现O2干扰实验，应先通过一段时间N2，排出实验装置中的O2。②A装置中产生的NO2通入B装置中，NO2与水反应生成HNO3和NO，生成的HNO3与Cu反应生成Cu(NO3)2、NO、H2O，可观察到铜片逐渐溶解，溶液变为蓝色，产生无色气泡。③C、E中试剂均作干燥剂，不能选用无水硫酸铜，无水硫酸铜一般用于检验产物中是否有水。④F中发生反应的离子方程式为4H＋＋5NO＋3MnO===5NO＋3Mn2＋＋2H2O，氧化剂为MnO，还原剂为NO，物质的量之比为3∶5。⑤由题中信息可知，D中发生的反应为2NO＋Na2O2=====2NaNO2，则D中产物为NaNO2，再由题中信息可知，2NaNO2＋2HCl=====2NaCl＋NO2↑＋NO↑＋H2O，要检验NaNO2，可取D装置中产物少许，加入适量稀盐酸，产生红棕色气体，则产物为NaNO2。答案：(1)①Cu＋4H＋＋2NO=====Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O③球形干燥管(2)除去生成的NO2气体中混有的水蒸气　Na2O2＋2NO2=====2NaNO3(3)①将装置中的空气排出　②ac　③a　④3∶5　⑤取D装置中产物少许，加入稀盐酸，产生红棕色气体10．(2019·河南安阳一模)某课外活动小组设计了以下实验测定Cu－Ag合金与浓硝酸的反应。实验装置如下图所示：请回答下列问题：(1)F仪器的名称是________，作用是________________。(2)实验室用NH4Cl固体和饱和NaNO2溶液在加热条件下制备N2，该反应的化学方程式为________________；装置A中盛放的是酸性高锰酸钾溶液，作用是________________。(3)进行实验。检查装置气密性后，在装置中添加相应的试剂，然后________________(填操作步骤)，再将B装置分液漏斗中的浓硝酸缓慢滴加到三颈烧瓶中。(4)测定硝酸的物质的量。反应结束后，从装置D中所得500 mL溶液中每次取出25.00 mL溶液，加入2滴指示剂，用0.05 mol·L－1的NaOH溶液滴定，三次滴定所读数据如下表： 滴定前体积/mL滴定后体积/mL第一次0.3320.32第二次1.2523.26第三次1.4721.48装置D中生成的硝酸为__________mol，则Cu－Ag合金与浓硝酸反应过程中生成的NO2在标准状况下的体积为________mL。(5)测定NO的体积。在测定NO的体积时，若E中量气管中水的液面比干燥管的液面高，直接读数会使测定的气体体积________(填“偏大”或“偏小”)，此时应将量气管的位置________(填“上移”或“下移”)，以保证量气管中液面与干燥管中的液面持平。解析：(1)F仪器的名称是直形冷凝管，作用是冷却回流，防止硝酸挥发出来。(2)实验室用NH4Cl固体和饱和NaNO2溶液在加热条件下制备N2，同时生成氯化钠和水，该反应的化学方程式为NH4Cl＋NaNO2NaCl＋N2↑＋2H2O；装置A中盛放的是酸性高锰酸钾溶液，作用是除去N2中含有的还原性物质。(3)检查装置气密性后，在装置中添加相应的试剂，然后打开K1和K2，关闭K3，向装置中通入N2，排尽装置中的空气，再将B装置分液漏斗中的浓硝酸缓慢滴加到三颈烧瓶中。(4)三次滴定消耗氢氧化钠溶液的体积分别为19.99 mL、22.01 mL、20.01 mL，第二次误差较大舍去，则平均消耗氢氧化钠溶液的体积为20.00 mL。则装置D中生成的硝酸的物质的量浓度为＝0.04 mol·L－1，物质的量为0.04 mol·L－1×0.5 L＝0.02 mol；根据反应3NO2＋H2O=====2HNO3＋NO，n(NO2)＝n(HNO3)＝×0.02 mol＝0.03 mol，V(NO2)＝0.03 mol×22.4 L·mol－1＝0.672 L＝672 mL。(5)在测定NO的体积时，若E中量气管中水的液面比干燥管的液面高，直接读数会使测定的气体体积偏小，此时应将量气管的位置下移，以保证量气管中的液面与干燥管中的液面持平。答案：(1)(直形)冷凝管　冷却回流，防止硝酸挥发出来(2)NH4Cl＋NaNO2NaCl＋N2↑＋2H2O　除去N2中含有的还原性物质(3)打开K1和K2，关闭K3，向装置中通入N2，排尽装置中的空气(4)0.02　672　(5)偏小　下移