鲁科版高一化学暑假作业 (7)氮及其化合物

化学作业（7）氮及其化合物
1．NH3是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图)。

下列有关表述正确的是()
A．NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥
B．NO2与水反应时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:1
C．NH3和NO2在一定条件下可发生氧化还原反应
D．利用上述关系制取NaHCO3的操作为向饱和NaCl溶液中依次通入过量的CO2、NH3，然后过滤得到NaHCO3
2．次磷酸(H3PO2)是一元中强酸，具有较强的还原性，有关次磷酸及其盐的说法正确的是()
A．次磷酸的电离方程式为H3PO2===H＋＋H2PO－2
B．NaH2PO2是次磷酸的正盐，其水溶液呈中性
C．白磷与氢氧化钠溶液反应可得次磷酸盐，反应的化学方程式为P4＋9NaOH===3Na3PO2＋PH3↑＋3H2O
D．利用H3PO2进行镀银反应时，1 mol H3PO2被氧化成H3PO4时还原4 mol Ag＋
3．三氟化氮(NF3)是微电子工业中优良的等离子刻蚀气体，它在潮湿的环境中能发生反应：3NF3＋5H2O===2NO＋HNO3＋9HF，下列有关该反应的说法正确的是()
A．NF3是氧化剂，H2O是还原剂
B．HF是还原产物
C．还原剂和氧化剂的物质的量之比是2:1
D．NF3在潮湿的空气中泄漏会产生红棕色气体
4．“绿色化学”实验已走进课堂。

下列做法符合“绿色化学”的是()
①实验室中收集氨气采用图甲所示装置
②做氯气与钠反应的实验时采用图乙所示装置
③用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水做氨气与酸反应生成铵盐的实验
④采用图丙所示装置进行铜与稀硝酸的反应
A．②③④B．①②③C．①②④D．①③④
5．关于C、N、S等非金属元素及其化合物的说法错误的是()
A．它们都能以游离态存在于自然界中
B．二氧化硫、氮氧化物的任意排放会形成酸雨
C．浓硫酸可干燥CO2、SO2、H2S等气体，但不能干燥NH3
D．加热条件下，碳、硫单质都能与浓硝酸、浓硫酸发生反应
6．“封管实验”具有简易、方便、节约、绿色等优点，观察下面四个“封管实验”(夹持装置未画出)，下列说法正确的是()
A．加热时，①封管上部汇集了固体NH4Cl，说明NH4Cl的热稳定性比较好
B．加热时，②、③溶液均变红，冷却后又都变为无色
C．④中，浸泡在热水中的容器内气体颜色变深，浸泡在冰水中的容器内气体颜色变浅
D．四个“封管实验”中所发生的化学反应都是可逆反应
7．亚硝酸钠(有毒性，市场上很容易与食盐混淆)是一种常见的工业用盐，广泛用于物质合成、金属表面处理等，其物理性质与NaCl极为相似，相关化学性质如图所示，下列说法不正确的是()
A．NaNO2的热稳定性强于NH4NO2
B．NaNO2与N2H4反应中，NaNO2是氧化剂
C．可用淀粉－KI试纸和食醋鉴别NaNO2和NaCl
D．分解NaN3，每产生1 mol N2转移6 mol e－
8．某无色气体甲，可能含NO、CO2、NO2、NH3、N2中的几种，将100 mL气体甲经过如图所示实验的处理，结果得到酸性溶液，而几乎无气体剩余，则气体甲的组成为()
A．NH3、NO、CO2B．NO、CO2、N2
C．NH3、NO2、CO2D．NO、CO2、NO2
9．资料显示：一定条件下NH3能还原CuO。

为了证明资料的真实性，利用下列装置(含药品)进行实验，其中错误的是()
10．生物脱氮工艺是目前广泛采用的污水处理工艺，可将废液中的NH＋4转化为N2和水，该工艺流程如图：
已知反应Ⅰ的离子方程式为NH＋4＋2O2===NO－3＋2H＋＋H2O。

下列说法正确的是()
A．反应Ⅱ中NH＋4转化为N2和水的离子方程式为5NH＋4＋3NO－3===4N2↑＋9H2O＋2H＋
B．两池中投放的废液体积相等时，NH＋4能完全转化为N2
C．常温常压下，反应Ⅱ中生成22.4 L N2转移的电子为3.75 mol
D．两池发生的反应中，氮元素只被氧化
11．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19.2 g(已知硝酸只被还原为NO气体，下同)。

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。

下列说法正确的是()
A．c点时，溶液中的溶质为Fe2(SO4)3
B．ab段发生反应的离子方程式为Fe＋Fe3＋===2Fe2＋
C．原混合酸中硝酸的物质的量浓度为0.4 mol·L－1
D．原混合酸中硫酸的物质的量浓度为4 mol·L－1
12．某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是NO而设计了下列实验，装置如图所示(加热装置和固定装置均已略去)。

图中K为止水夹(处于关闭状态)，F是一半空的注射器。

请回答有关问题：
(1)设计装置A的目的是__________________________。

(2)在完成(1)中的“操作”后，将装置B中铜丝插入稀硝酸，并微热之，观察到装置B中的现象是________________________________；B中反应的离子方程式为________________________________。

(3)装置E和F的作用是________________；为实现此作用，其操作是________________。

(4)装置D的作用是________________。

13．[2019·广东中山一中统测]氮元素形成的化合物种类十分丰富。

请根据以下工业制硝酸的原理示意图回答含氮化合物的相关问题。

(1)下列有关NH3的说法中，不正确的是________(填序号，双选)。

A．工业合成NH3需要在高温高压下进行
B．NH3可用来生产碳铵和尿素等化肥
C．NH3可用浓硫酸或无水氯化钙干燥
D．NH3受热易分解，须置于冷暗处保存
(2)NH3易溶于水，标准状况下，用充满NH3的烧瓶做喷泉实验，水充满整个烧瓶后所形成溶液的物质的量浓度为________mol·L－1。

(3)氨气在氧化炉中发生反应的化学方程式为________________________________。

(4)“吸收塔”尾部会有含NO、NO2等氮氧化物的尾气排出，为消除它们对环境的破坏作用，通常用以下两种方法处理：
①纯碱溶液吸收法。

纯碱溶液与NO2的反应原理为Na2CO3＋2NO2===NaNO3＋________＋CO2(请完成化学方程式)。

②氨转化法。

已知7 mol氨恰好能将含NO和NO2共6 mol的混合气体完全转化为N2，则混合气体中NO和NO2的物质的量之比为________。

14．亚硝酸钠(NaNO2)被称为工业盐，在漂白、电镀等方面应用广泛。

以木炭、浓硝酸、水和铜为原料制备亚硝酸钠的装置如图所示(A中加热装置、部分夹持装置已省略)。

已知：室温下，①2NO＋Na2O2===2NaNO2；
②3NaNO2＋3HCl===3NaCl＋HNO3＋2NO↑＋H2O；
③酸性条件下，NO或NO－2都能与MnO－4反应生成NO－3和Mn2＋。

请按要求回答下列问题：
(1)A装置中反应的化学方程式为__________________________________。

(2)B装置中主要的现象是____________________________________________。

(3)检验C装置产物中有亚硝酸钠的方法是________________________________。

(4)预测C装置中反应开始阶段，固体产物除NaNO2外，还含有副产物Na2CO3和________。

为避免产生这些副产物，应在B、C装置间增加E装置，则E装置中盛放的试剂名称为________。

(5)检查装置气密性并装入药品后，以下实验操作步骤正确的顺序为________________(填序号)。

a．打开弹簧夹，向装置中通入N2
b．点燃酒精灯
c．向三颈烧瓶中滴加浓硝酸
d．熄灭酒精灯
e．关闭分液漏斗旋塞
f．停止通入N2
(6)利用改进后的装置，将7.8 g Na2O2完全转化为亚硝酸钠，理论上需要木炭________g。

答案与解析
1．C NaHCO3不是化肥，A项错误；氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2，B项错误；制NaHCO3时是向饱和NaCl溶液中依次通入NH3和CO2，D项错误。

2．D次磷酸是一元中强酸，电离方程式中应该用可逆号，A项错误；因为次磷酸(H3PO2)是一元中强酸，所以NaH2PO2是次磷酸的正盐，NaH2PO2溶液由于H2PO－2水解而呈碱性，B项错误；白磷(P4)与NaOH 溶液反应生成的次磷酸盐应为NaH2PO2，故反应的化学方程式为P4＋3NaOH＋3H2O===3NaH2PO2＋PH3↑，C项错误；利用H3PO2进行镀银反应时，1 mol H3PO2被氧化成H3PO4时失去4 mol 电子，根据得失电子守恒知，可还原4 mol Ag＋，D项正确。

3．D由可知，该反应中3 mol NF3参加反应时，2 mol NF3被还原成NO,1 mol NF3被氧化成HNO3，即NF3既是氧化剂又是还原剂，还原剂和氧化剂物质的量之比为12，NO为还原产物，HNO3为氧化产物，HF既不是氧化产物也不是还原产物，A、B、C 项错误；NF3在潮湿的空气中泄漏生成NO，NO能被空气中的O2氧化为红棕色的NO2，D项正确。

4．C“绿色化学”的要求是无污染，③挥发出的NH3和HCl易造成污染。

5．C本题考查C、N、S等非金属元素及其化合物的性质。

它们都能以游离态存在于自然界中，如木炭、氮气、硫黄，A正确；二氧化硫、氮氧化物的任意排放会形成酸雨，B正确；浓硫酸能将H2S氧化，不能用于干燥H2S，浓硫酸能与碱性气体反应，而不能用于干燥NH3，C错误；加热条件下，碳、硫单质都能与浓硝酸、浓硫酸发生反应，被氧化生成二氧化碳、二氧化硫，D正确。

6．C本题考查氯化铵的性质、化学实验方案的评价等。

NH4Cl固体受热分解生成NH3和HCl，说明NH4Cl的热稳定性不好，NH3和HCl在温度降低时，相遇又生成固体NH4Cl，所以在封管上部汇集了固体NH4Cl，A项错误；加热含NH3的酚酞溶液，NH3逸出，酚酞溶液变为无色，B项错误；2NO2N2O4ΔH<0，升温时平衡逆向移动，c(NO2)增大，颜色加深，降温时平衡正向移动，c(NO2)减小，颜色变浅，C项正确；四个“封管实验”中②、④发生可逆反应，D项错误。

7．D 本题考查亚硝酸盐和铵盐的性质。

NH 4NO 2加热易分解，而NaNO 2加热较难分解，所以NaNO 2的热稳定性强于NH 4NO 2，A 正确；NaNO 2与N 2H 4反应生成NaN 3，NaNO 2中氮元素的化合
价由＋3价降低为－13
价，NaNO 2是氧化剂，B 正确；NaNO 2具有氧化性，在酸性条件下可以将KI 氧化为碘单质，淀粉溶液遇碘单质变蓝，NaCl 在酸性条件下不能氧化碘化钾，所以可用淀粉－KI
试纸和食醋鉴别NaCl 与NaNO 2，C 正确；NaN 3中氮元素的化合价可看作是－13
价，分解NaN 3生成1 mol N 2转移23
mol e －，故D 错误。

8．A 本题主要考查实验过程分析，涉及氮的单质及其化合物的性质。

气体甲无色，则一定不含有色气体NO 2，经过足量的浓硫酸后剩余气体80 mL ，说明含有NH 3，通过足量的过氧化钠后气体显红棕色，说明含有NO 且经过足量Na 2O 2时产生了O 2，说明含有CO 2，最终几乎无气体剩余，说明不含N 2，故选A 。

9．A 本题考查氨气还原氧化铜的实验装置，涉及氨气的制备、干燥、尾气吸收等。

A 项，氯化铵固体受热分解生成氨气和氯化氢，在试管口附近氨气和氯化氢遇冷又生成了白色固体氯化铵，故不能用于制备氨气，错误；B 项，可以在硬质玻璃管中进行氨气还原氧化铜的反应，正确；C 项，碱石灰可以干燥氨气，正确；D 项，氨气极易溶于稀硫酸，利用该装置吸收尾气中的氨气，可以防止倒吸，正确。

10．A 反应Ⅱ的离子方程式为5NH ＋4＋3NO －3===4N 2↑＋9H 2O ＋2H ＋，故A 正确；反应Ⅰ中1 mol
NH ＋4转化为1 mol NO －3，反应Ⅱ中1 mol NO －3完全反应转化为N 2消耗53
mol NH ＋4，两个反应中消耗的废液体积不同，故B 错误；标准状况下，反应Ⅱ中生成22.4 L N 2转移的电子数为3.75 N A ，故C 错误；反应Ⅱ中N 元素既被氧化又被还原，故D 错误。

11．D 本题以图像为载体，考查有关铁和混酸的反应原理及相关计算。

由题图可知，Oa 段发生反应：Fe ＋NO －3＋4H ＋===Fe 3＋＋NO ↑＋2H 2O ，ab 段发生反应：Fe ＋2Fe 3＋===3Fe 2＋，bc 段发生反应：Fe ＋2H ＋===Fe 2＋＋H 2↑。

根据上述分析可知：c 点溶质为硫酸亚铁，A 错误；ab 段发生反应：Fe ＋2Fe 3＋===3Fe 2＋，B 错误；根据图像可知，Oa 段中，NO －3全部被还原为NO ，根据得失电子守恒可知n (NO －3)＝n (Fe)＝11.2 g 56 g·mol
－1＝0.2 mol ，混合酸中HNO 3的物质的量浓度为0.2 mol 0.1 L ＝2 mol·L －1，C 错误；22.4 g 铁的物质的量为0.4 mol ，根据Fe 元素守恒可知n (FeSO 4)＝0.4 mol ，再根据S 元素守恒，每份含硫酸的物质的量是0.4 mol ，所以c (H 2SO 4)＝0.4 mol 0.1 L
＝4 mol·L －1，D 正确。

12．答案：(1)产生CO 2，赶走装置中的空气，防止因NO 与O 2反应生成NO 2而产生干扰
(2)Cu 丝表面产生气泡，稀硝酸液面上方仍为无色，溶液变蓝 3Cu ＋8H ＋＋2NO －
3===3Cu ＋
2NO ↑＋4H 2O
(3)验证NO 的生成 将注射器中的空气推入E 中
(4)吸收多余的氮氧化物，防止污染空气，防止倒吸
解析：(1)因烧瓶中有空气，则生成的NO 能与氧气反应生成二氧化氮，利用装置A 中生成的二氧化碳气体赶走装置中的空气，避免对一氧化氮气体的检验产生干扰。

(2)因铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO 和水，现象是Cu 丝表面产生气泡，稀硝酸液面上方仍为无色，溶液变蓝，其离子反应为3Cu ＋8H ＋＋2NO －3===3Cu 2＋
＋2NO ↑＋4H 2O 。

(3)NO 与氧气能迅速反应生成二氧化氮，故用空气验证NO 的生成，将注射器中的空气推入E 中，若气体变为红棕色，则说明生成了NO 。

(4)NO 、NO 2都有毒，能污染环境，氮的氧化物能用NaOH 溶液吸收。

13．答案：(1)CD (2)122.4
(3)4NH 3＋5O 2=====催化剂△4NO ＋6H 2O (4)①NaNO 2 ②13 解析：本题考查氨气的性质及相关计算、化学方程式的书写。

(1)工业合成氨气在高温高压条件下进行，故A 正确；氨气可以制取碳铵和尿素等化肥，故B 正确；氨气为碱性气体，能被浓硫酸吸收，无水氯化钙可与氨气形成CaCl 2·8NH 3，不能用浓硫酸或无水氯化钙干燥氨气，故C 错误；氨气受热不容易分解，故D 错误。

(2)假设整个烧瓶的容积为V L ，则氨气的体积为V L ，则标准状况下氨气的物质的量为V L 22.4 L·mol
－1＝V 22.4 mol ，由于氨气极易溶于水，所以最后得到溶液的体积为V L ，则溶液的物质的量浓度为V 22.4 mol V L ＝122.4
mol·L －1。

(3)从流程分析可知，氨气和氧气在氧化炉中反应生成一氧化氮和水，反应的化学方程式为4NH 3＋5O 2=====催化剂△
4NO ＋6H 2O 。

(4)①根据质量守恒，可知还缺少一个钠原子、一个氮原子和两个氧原子，所以产物为NaNO 2。

②设NO 的物质的量为x mol ，NO 2的物质的量为y mol ，根据得失电子守恒可知，有2x mol ＋4y mol ＝7 mol ×3，x mol ＋y mol ＝6 mol ，解得x ＝1.5，y ＝4.5，则NO 和NO 2的物质的量之比为1.5 mol:4.5 mol ＝1:3。

14．答案：(1)C ＋4HNO 3(浓)=====△CO 2↑＋4NO 2↑＋2H 2O
(2)红棕色气体消失，铜片溶解，溶液变蓝，有无色气泡冒出
(3)取C 中固体少量于试管中，加入盐酸，产生无色气体，遇空气变为红棕色
(4)NaOH 碱石灰 (5)a →c →e →b →d →f (6)1.2
解析：本题考查物质的制备，涉及方程式的书写、产物的检验、除杂、仪器连接和计算。

(1)A 装置中C 与浓HNO 3在加热时反应生成二氧化碳、二氧化氮和水，反应的化学方程式为C ＋4HNO 3(浓)=====△CO 2↑＋4NO 2↑＋2H 2O 。

(2)装置A 中产生的气体进入装置B ，NO 2在B 中与水反应生成硝酸和NO ，硝酸具有强氧化性，与Cu 反应生成Cu(NO 3)2、NO 和水，所以观察到B 中的实验现象为红棕色气体消失，铜片溶解，溶液变蓝，有无色气泡冒出。

(3)装置B 反应产生的NO 在装置C 中与Na 2O 2反应生成NaNO 2；根据已知②3NaNO 2＋3HCl===3NaCl ＋HNO 3＋2NO ↑＋H 2O ，所以检验C 中有NaNO 2的方法是取C 中固体少量于试管中，加入盐酸，产生无色气体，遇空气变为红棕色。

(4)由上述分析可知，从B 中逸出的气体有NO 、CO 2、水蒸气，NO 、CO 2、水蒸气与Na 2O 2反应产生NaNO 2、Na 2CO 3、NaOH ，所以预测C 中反应开始阶段，固体产物除NaNO 2外，还含有副产物Na 2CO 3和NaOH ；为避免产生这些副产物，应在B 、C 装置间增加装置E ，则E 中盛放的试剂为碱石灰，可以吸收CO 2和水蒸气。

(5)检查装置气密性并装入药品后，先打开弹簧夹，向装置中通入N 2，排出装置中的空气，再向三颈烧瓶中滴加浓硝酸，关闭分液漏斗旋塞，然后点燃酒精灯，待反应结束后熄灭酒精灯，继续通入N 2，使装置中的气体全部进入D 装置，防止污染大气，待D 中硬质玻璃管冷却至室温后停止通入N 2，故操作顺序为a →c →e →b →d →f 。

(6)根据方程式：C ＋4HNO 3(浓)=====△CO 2↑＋4NO 2↑＋2H 2O,3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO,3Cu ＋
8HNO 3(稀)===3Cu(NO 3)2＋2NO ↑＋4H 2O,2NO ＋Na 2O 2===2NaNO 2；可得关系式：3C ～12NO 2～6NO ～3Na 2O 2,7.8 g Na 2O 2的物质的量为0.1 mol ，利用改进后的装置，若将其完全转化为亚硝酸钠，理论上需要木炭的质量为0.1 mol ×12 g·mol －1＝1.2 g 。