课时作业1：氮及其化合物

第4讲氮及其化合物
练出高分
1．N、O、Si、S是重要的非金属元素，下列说法正确的是()
A．N、O、S、Si的原子半径逐渐增大，非金属性逐渐减弱
B．氮的氧化物和硫的氧化物既是形成光化学烟雾，又是形成酸雨的主要物质
C．汽车尾气中排放的氮氧化合物主要是由游离态氮转化来的
D．N、Si、S的单质均能和氧气反应，生成的产物分别是NO2、SiO2和SO2
答案 C
解析同周期元素自左向右原子半径逐渐减小，非金属性逐渐增强。

同主族元素自上而下原子半径逐渐增大，则O、N、S、Si的原子半径逐渐增大，非金属性逐渐减弱，A错误；硫的氧化物不能形成光化学烟雾，B错误；汽车尾气中的NO x主要是空气中的N2、O2在气缸内化合生成，C正确；氮气和氧气反应生成NO，得不到NO2，D错误。

2．氨气溶于水得到氨水，氯气溶于水得到氯水，下列关于新制的氨水、氯水的描述正确的是()
A．“两水”都是混合物，溶液中含有的粒子种类、数目相同
B．“两水”中都存在可逆反应的化学平衡和弱电解质的电离平衡
C．“两水”都有刺激性气味，都能漂白有机色素
D．“两水”放置时间较久后，都会因为相同的原理而变质
答案 B
解析A项，氨水中的微粒有NH3·H2O、H2O、NH3三种分子和NH＋4、OH－、H＋三种离子，氯水中有Cl2、HClO、H2O三种分子和Cl－、ClO－、H＋、OH－四种离子，所以微粒的种类、数目均不相同；C项，氨水没有漂白性，不能漂白有机色素；D项，“两水”的变质原因不相同，氨水因挥发而“变质”，而氯水主要因HClO分解而变质。

3．下列推断正确的是()
A．N2、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在
B．向AlCl3溶液中滴加过量的氨水能看到先产生白色沉淀，后沉淀溶解
C．可用浓硫酸或者浓硝酸除去镀在铝表面的铜镀层
D．在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解；再加入Cu(NO3)2固体，铜粉就会溶解
答案 D
解析A项中N2不是污染气体，NO在空气中不能稳定存在，错误；Al(OH)3不能溶于氨水，浓硫酸只有在加热时才能与铜反应，热的浓硫酸不能使铝钝化，因而B、C项均不正确；在稀硫酸中加入Cu(NO3)2，NO－3在H＋作用下能溶解铜，D项正确。

4．用浓氯化铵溶液处理过的舞台幕布不易着火。

其原因是( )
①幕布的着火点升高 ②幕布的质量增加 ③氯化铵分解吸收热量，降低了温度 ④氯化铵分解产生的气体隔绝了空气
A ．①②
B ．③④
C ．①③
D ．②④
答案 B
解析 氯化铵分解吸收热量，能降低温度，并且分解产生的氯化氢和氨气能隔绝空气，破坏了可燃物的燃烧条件，故能使幕布不易着火。

5．如图所示，向一定量的铁粉中加入一定体积12 mol·L
－1的硝酸，加热充分反应后，下列
微粒在体系中一定大量存在的是( )
①NO －3 ②Fe 3＋ ③H ＋ ④NO ⑤NO 2
A ．①
B ．①⑤
C ．②④⑤
D ．①②③⑤ 答案 B
解析 本题对Fe 与浓HNO 3由于相对量不同而得到不同产物的知识进行了考查。

Fe 与浓HNO 3反应可能生成Fe(NO 3)2(Fe 过量)或Fe(NO 3)3(Fe 不足)和NO 2。

故一定存在NO －
3和NO 2。

6．N 2O 俗称“笑气”，曾用作可吸入性麻醉剂。

以下反应能产生N 2O ：3CO ＋2NO 2=====催化剂3CO 2＋N 2O 。

下列关于N 2O 的说法正确的是( )
A ．上述反应中每生成1 mol N 2O ，消耗1.5 mol CO
B ．等物质的量的N 2O 和CO 2含有相等的电子数
C ．N 2O 只具有氧化性，无还原性
D ．N 2O 会迅速与人体血红蛋白结合，使人中毒
答案 B
解析 由方程式知，生成1 mol N 2O 时消耗3 mol CO ，A 错误；1 mol N 2O 与1 mol CO 2都含有22 mol 电子，B 正确；N 2O 中氮元素的化合价为＋1价，是氮元素的中间价态，既具有氧化性又具有还原性，C 错误。

7．一定质量的铁和足量的稀硝酸或浓硝酸完全反应，在相同条件下，用排水集气法收集产生的气体。

下列叙述一定正确的是( )
①硝酸浓度越大，消耗的硝酸越少
②硝酸浓度不同，生成的Fe(NO 3)3的物质的量相同
③硝酸浓度越大，产生的气体越少
④用排水集气法收集到的气体在相同状况下体积相同
A．只有②B．②④C．③④D．①②③
答案 B
解析依据Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O及Fe＋6HNO3(浓)===Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O可知，硝酸浓度越大，消耗的硝酸越多，①错；根据铁原子守恒，最后生成的Fe(NO3)3的物质的量相同，②正确；③硝酸浓度越大，产生的气体越多，③错；因3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，故用排水法收集到的气体均为NO，且在相同状况下体积相同，④正确。

8．下列说法正确的是()
A．向装有Fe(NO3)2溶液的试管中加入稀H2SO4，在管口观察到红棕色气体，结论：HNO3分解成了NO2
B．实验室检验氨气的方法是将湿润的蓝色石蕊试纸靠近瓶口或管口，观察试纸是否呈红色C．灼热的铂丝与NH3、O2混合气接触，铂丝继续保持红热，说明氨的氧化反应是放热反应D．浓硝酸有强氧化性，常温下能与Fe发生剧烈反应
答案 C
解析A选项，HNO3与Fe2＋反应生成NO，NO与空气接触生成NO2，错误；B选项，应该用湿润的红色石蕊试纸检验NH3，错误；D选项，常温下Fe遇浓硝酸发生钝化。

9．硝酸铜是制备Cu—Zn—Al系催化剂的重要原料，制取硝酸铜现有三种设计方案可供选用：
①Cu与稀硝酸反应制取：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
②Cu与浓硝酸反应制取：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
③通氧气于铜屑与稀硝酸的体系中制取：2Cu＋4HNO3＋O2===2Cu(NO3)2＋2H2O
下列说法正确的是()
A．制取相同量的硝酸铜需硝酸的量③最多
B．制取相同量的硝酸铜①产生的有毒气体比②多
C．三种方案中硝酸的利用率③>①>②
D．三种方案的反应都可以在铁制容器中进行
答案 C
解析制取相同量的硝酸铜需硝酸的量：②>①>③，所以A错误，C正确。

10．某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL，平均分成两份。

向其中一份中逐渐加入铜粉，最多能溶解9.6 g。

向另一份中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示(已知硝酸只被还原为NO气体)。

下列分析或结果错误的是()
A ．原混合酸中NO －
3物质的量为0.1 mol
B ．OA 段产生的是NO ，AB 段的反应为Fe ＋2Fe 3＋===3Fe 2＋，B
C 段产生氢气
C ．第二份溶液中最终溶质为FeSO 4
D ．H 2SO 4浓度为2.5 mol·L －1
答案 A
解析 关键看图，铁粉既能与硝酸反应也能与硫酸反应，从题干图中看出(注意只是第二份100 mL)OA 段产生的是NO ，AB 段的反应为Fe ＋2Fe 3＋===3Fe 2＋，BC 段产生氢气，反应为
Fe ＋2H ＋===Fe 2＋＋H 2↑，可知NO －3反应完了，第二份中NO －3应为 5.6 g 56 g·mol －1
×3÷3＝0.1 mol ，溶液中最终溶质为FeSO 4，此时反应的铁的质量是14 g ，即0.25 mol ，故原混合酸中H 2SO 4
浓度为0.25 mol 0.1 L
＝2.5 mol·L －1，NO －3物质的量为0.2 mol 。

所以选A 。

11．[2012·江苏，16(2)(3)(4)]利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO 、NO 2)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO 2)2，其部分工艺流程如下：
(2)上述工艺中采用气-液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底进入，石灰乳从吸收塔顶喷淋)，其目的是__________；滤渣可循环使用，滤渣的主要成分是________(填化学式)。

(3)该工艺需控制NO 和NO 2物质的量之比接近1∶1。

若n (NO)∶n (NO 2)＞1∶1，则会导致__________________；若n (NO)∶n (NO 2)＜1∶1，则会导致________________________________________________________________________。

(4)生产中溶液需保持弱碱性，在酸性溶液中Ca(NO 2)2会发生分解，产物之一是NO ，其反应的离子方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

答案 (2)使尾气中的NO 、NO 2被充分吸收 Ca(OH)2
(3)排放气体中NO 含量升高 产品Ca(NO 2)2中Ca(NO 3)2含量升高
(4)3NO －2＋2H ＋===NO －
3＋2NO ↑＋H 2O
12．A 、B 、C 、D 是短周期元素形成的四种气体单质。

E 、F 均为气体，且F 为红棕色。

有关的转化关系如下图所示(反应条件均已略去)：
请回答下列问题：
(1)D的化学式为________。

(2)反应③的离子方程式为________________________________________________________________________。

(3)Y和E在一定条件下可反应生成B和Z，利用该反应可消除E对环境的污染，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。

(4)0.1 mol·L－1的X溶液和0.1 mol·L－1的Y溶液等体积混合，溶液呈________性(填“酸”、“碱”或“中”)，原因是________________(用离子方程式说明)。

答案(1)H2(2)3NO2＋H2O===2H＋＋2NO－3＋NO
(3)4NH3＋6NO===5N2＋6H2O(4)酸NH＋4＋H2O NH3·H2O＋H＋
解析本框图题的突破口之一是“白烟”，是挥发性酸和氨气相遇后的产物，由此可推知D是H2，突破口之二是“红棕色气体”，F应为NO2，反推可知E为NO，C为O2，Z为H2O，Y为NH3，X为HCl，G为HNO3。

(4)两者恰好完全反应时生成NH4Cl，铵根离子水解而使溶液显酸性。

13．某化学课外活动小组在实验室设计了如图所示的实验装置，进行“氨的催化氧化”实验。

(1)A处是气体发生装置，A中所用的试剂只能从下列物质中选取：
①硝酸铵；②碳酸铵；③碳酸氢铵；④氯化铵；⑤熟石灰；⑥氢氧化钠。

若A中制取气体时只用了一种药品，则该药品可以是__________(填选项编号)，在只用一种药品制取氨气时，图中空白处所需仪器应为____________(选填下列仪器编号，固定装置省略)。

(2)该装置补充完整后，仍然存在一定的缺陷，试从安全与环保的角度来考虑，对该装置进行改进：
①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________。

(3)按照改进后的装置进行实验，请完成以下问题：
①装置B 的作用是________________________________________________________________________；
②写出C 中发生反应的化学方程式：________________________________________________________________________；
③若A 、B 处试剂足量，则装置D 中可以观察到的实验现象有________________________________________________________________________。

答案 (1)②或③ efgh
(2)①在装置C 与D 之间增加一个防倒吸装置
②在D 后增加一个尾气吸收装置
(3)①吸收CO 2和水蒸气，并生成O 2
②4NH 3＋5O 2=====催化剂
△
4NO ＋6H 2O ③铜片逐渐减少直至溶解，溶液变蓝色，生成无色气体并在广口瓶上方变成红棕色
解析 解答本题要注意以下两点：(1)题目对制取氨气的药品有限制条件。

(2)根据实验的药品特点选择仪器和分析装置的作用及实验现象。

14．亚硝酸钠(NaNO 2)在纤维纺织品的染色和漂白、照相、生产橡胶、制药等领域有广泛应用，也常用于鱼类、肉类等食品的染色和防腐。

但因其有毒，所以在食品行业用量有严格限制。

现用下图所示仪器(夹持装置已省略)及药品，探究亚硝酸钠与硫酸反应及气体产物的成分。

已知：①NO ＋NO 2＋2OH －===2NO －2＋H 2O
②气体液化的温度：NO 2为21 ℃，NO 为－152 ℃
(1)为了检验装置A 中生成的气体产物，仪器的连接顺序(按左→右连接)为A 、C 、________、______、______。

(2)反应前应打开弹簧夹，先通入一段时间氮气，排除装置中的空气，目的是________________________________________________________________________。

(3)在关闭弹簧夹、打开分液漏斗活塞、滴入70%硫酸后，A中产生红棕色气体。

①确认A中产生的气体含有NO，依据的现象是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

②装置E的作用是________________________________________________________________________。

(4)如果向D中通入过量O2，则装置B中发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________。

如果没有装置C，对实验结论造成的影响是________________________________________________________________________。

(5)通过上述实验探究过程，可得出装置A中反应的化学方程式是________________________________________________________________________。

答案(1)E D B
(2)防止可能产生的NO被氧化成NO2，造成对A中反应产物检验的干扰
(3)①装置D中通入氧气后出现红棕色气体②冷凝，使NO2完全液化
(4)4NO2＋O2＋4NaOH===4NaNO3＋2H2O水蒸气会与NO2反应产生NO，造成对NO的来源认识不清
(5)2NaNO2＋H2SO4===Na2SO4＋NO2↑＋NO↑＋H2O
解析(1)根据NO、NO2的液化温度和性质可知装置D用于检验NO，装置E用于检验NO2，装置B为尾气处理装置，NO2会干扰NO的检验，所以为了检验装置A中的气体产物，仪器的连接顺序是A、C、E、D、B。

(2)由于NO极易被空气中的氧气氧化为NO2，所以先通入一段时间氮气，排除装置中的空气，防止可能产生的NO被氧化成NO2，造成对A中反应产物检验的干扰。

(3)①利用装置D检验NO。

开始时装置D中无色，通入氧气后出现红棕色气体即可证明NO的存在。

②装置E的作用是降温冷凝，使NO2完全液化，避免干扰NO的检验。

(4)因为NO2、O2和水共同作用可以产生HNO3，所以装置B中发生反应的化学方程式为4NO2＋O2＋4NaOH===4NaNO3＋2H2O。

如果没有装置C，A中挥发出的水蒸气能与NO2反应产生NO，造成对NO的来源认识不清。

(5)装置A中发生反应的化学方程式是2NaNO2＋H2SO4===Na2SO4＋NO2↑＋NO↑＋H2O。