氮及其化合物测试试题及答案

氮及其化合物

A组　基础题组

1.下列有关氮气用途的说法不正确的是(　　)

A.作焊接金属的保护气

B.制硝酸和化肥的原料

C.食品袋中充氮气来防腐

D.与氧气反应制NO从而制硝酸

2.(2016山东聊城模拟)下列反应中,氨既表现还原性,又表现碱性的是(　　)

A.2NH3+3CuO 3Cu+N2+3H2O

B.4NH3+5O2 4NO+6H2O

C.8NH3+3Cl2 N2+6NH4Cl

D.NH3·H2O Nword/media/image5.gif+OH-

3.下列装置用于进行指定实验时,能达到实验目的的是(　　)

A.用装置甲制备氨气

B.用装置乙除去氨气中少量水

C.用装置丙收集氨气

D.用装置丁吸收多余的氨气

4.在容积为672 mL的烧瓶里充满NO、NO2的混合气体,将其倒立在水槽里,去塞后再通入280 mL氧气,恰好完全反应,且水充满烧瓶(气体体积都折合成标准状况下)。下列有关叙述中,正确的是(　　)

A.总反应可能为NO+NO2+O2+H2O 2HNO3

B.总反应可能为4NO+8NO2+5O2+6H2O 12HNO3

C.生成HNO3的物质的量浓度接近0.03 mol·L-1

D.生成HNO3的物质的量浓度约为0.45 mol·L-1

5.(2016福建福州八中质检)对下列事实的解释正确的是(　　)

A.浓硝酸通常保存在棕色的试剂瓶中,说明浓硝酸不稳定

B.不用浓硝酸与铜屑反应来制取硝酸铜,说明浓硝酸具有挥发性

C.足量铁与稀硝酸反应后溶液呈浅绿色,说明稀硝酸不能氧化Fe2+

D.锌与稀硝酸反应得不到氢气,说明稀硝酸能使锌钝化

6.(2016湖南湘潭模拟)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.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.图中所涉及的盐类物质均可以水解

7.38.4 g铜跟适量的浓硝酸反应,铜全部反应后,共收集到气体22.4 L(标准状况),反应消耗的硝酸可能是(　　)　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　

A.1.0 mol B.1.6 mol

C.2.2 mol D.2.4 mol

8.下列有关实验原理或操作正确的是(　　)

A.用干燥的pH试纸鉴别SO2和Cl2两种气体

B.盐酸滴定氨水时,用甲基橙作指示剂

C.实验室用图①装置制备并收集少量的NO2

D.实验室用图②装置除去H2中混有的少量NH3

9.Cu与浓硝酸反应生成氮的氧化物,这些氧化物恰好溶解在NaOH溶液中得到NaNO3和NaNO2的混合溶液,反应过程及有关数据如下图所示:

下列有关判断正确的是(　　)

A.若铜片为51.2 g,则生成0.2 mol NaNO3

B.常温下,Cu遇浓硝酸发生钝化,不可能发生上述反应

C.标准状况下收集的氮氧化物为20.16 L

D.反应过程中生成的Cu(NO3)2既是氧化产物,也是还原产物

10.某同学用下列装置(固定装置、加热仪器和橡胶管略)进行有关氨气制取的实验探究。

回答下列问题:

(1)若用装置①制取NH3,其反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　;若要测定生成的NH3的体积,则必须选择的装置是　　　　(填装置序号),该装置中所盛试剂应具有的性质是　 　。 

(2)若用装置②制取并收集干燥的NH3,烧瓶内装的试剂是　　　　,分液漏斗中装的试剂是　　　　,收集装置应选择　　　　(填装置序号)。 

B组　提升题组

11.(2016河北邯郸模拟)某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL,平均分成两等份。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)。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下图所示。下列分析或结果错误的是(　　)

A.OA段产生的是NO,AB段的反应为Fe+2Fe3+ 3Fe2+,BC段产生氢气

B.原混合酸中Nword/media/image12.gif物质的量为0.4 mol

C.第二份溶液中最终溶质为FeSO4

D.取20 mL原混合酸加水稀释至1 L后溶液的pH=1

12.(2016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.原混合物中铜和铁各0.075 mol

B.稀硝酸的物质的量浓度为0.5 mol·L-1

C.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

13.(2016安徽滁州模拟)某化学学习小组采用下列装置,对浓硝酸与木炭的反应进行探究(已知:4HNO3 4NO2↑+O2↑+2H2O)。

请回答下列问题:

(1)检查装置气密性后,将燃烧匙中的木炭在酒精灯上加热至红热状态,立即伸入三颈瓶中,并塞紧瓶塞,滴加浓硝酸,可观察到三颈瓶中气体的颜色为　　　　,产生该气体的化学反应方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)装置C中盛有足量Ba(OH)2溶液,反应一段时间后可观察到C中出现白色沉淀,该白色沉淀为　　　(写化学式)。其中的Ba(OH)2溶液　　　　(填“能”或“不能”)用Ca(OH)2溶液代替,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)装置B的作用是　。 

(4)装置D中收集到了无色气体,部分同学认为是NO,还有部分同学认为是O2。

①下列对该气体的检验方法合适的是　　　　(填序号)。 

A.敞口观察集气瓶内气体的颜色变化

B.将润湿的蓝色石蕊试纸伸入集气瓶内,观察试纸是否变红

C.将带火星的木条伸入集气瓶中,观察木条是否复燃

②如果集气瓶中收集到的无色气体是氧气,则氧气的来源是　　　　　。 

14. (2016四川成都模拟)硝酸是极其重要的化工原料,工业上将产生的NO2在密闭容器中用水多次反复循环吸收制备硝酸。

(1)工业上用水吸收NO2生产HNO3,生成的气体经多次氧化、用水吸收的循环操作充分转化为硝酸(假定上述过程无其他损失)。试写出上述反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)为了证明NO也可以与氧气和水共同反应生成HNO3,某学生设计了如图所示装置(有关夹持装置已略去)。

①检查装置气密性良好后,为观察到NO气体生成,打开K1,关闭K2,应从U形管的长管口注入稀硝酸至　　　　　　　后,迅速关闭K1,观察到U形管内的现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

②装置Ⅲ中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

③蘸NaOH溶液的棉花团的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案全解全析

A组　基础题组

1.D　氮气的化学性质不活泼,能防止金属在高温下被空气中的氧气氧化,A正确;氮气可用于合成氨,氨可作制硝酸和化肥的原料,B正确;食品袋中充氮气可防止食品缓慢氧化而变质,C正确;氮气与氧气的反应很难进行,不能用氮气与氧气反应制NO,D错误。

2.C　A、B项,氮元素的化合价升高,氨表现还原性;C项,氨既表现还原性,又表现碱性;D项,氨只表现碱性。

3.D　装置甲中试管口应稍向下倾斜,A错误;氨气能与浓硫酸反应,B错误;装置丙中只有气体的流入口,没有气体的流出口,C错误;氨气在水中的溶解度非常大,被水吸收时容易产生倒吸的现象,装置丁可以防止倒吸,D正确。

4.B　V(NO2+NO)∶V(O2)=12∶5,因烧瓶中的气体最终均生成了HNO3,故所得溶液的体积与溶解的NO2、NO体积相等,故c(HNO3)=[V(NO2+NO)÷22.4 L·mol-1]÷V(NO2+NO)=0.045 mol·L-1。

5.A　1 mol铜反应需要消耗4 mol HNO3,同时生成二氧化氮,污染环境,通常利用硝酸与氧化铜反应制取硝酸铜,与浓硝酸挥发性无关,故B项错误;铁与硝酸反应首先生成硝酸铁,溶液呈浅绿色是过量的铁与铁离子反应生成亚铁离子所致,故C项错误;硝酸为氧化性酸,与锌反应不能生成氢气,生成氮的氧化物等,与钝化无关,故D项错误。

6.C　NaHCO3不是化肥,A错;Na2CO3受热不易分解,B错;题图中所涉及的盐类物质中NaCl不能水解,D错。

7.C　由关系式Cu+2HNO3(酸)~Cu(NO3)2,HNO3(氧化剂)~NO2(或NO),可知反应消耗的HNO3的物质的量为word/media/image15.gif×2+word/media/image16.gif=1.2 mol+1 mol=2.2 mol。

8.B　检验气体性质时试纸需润湿,A项错;不能用排水法收集NO2气体,C项错;若U形管中盛装大量液态干燥剂,将导致气体无法通过,D项错。

9.A　分析整个反应过程可知仅有两种元素的化合价发生变化,即Cu→Cu2+,HNO3→NaNO2,51.2 g Cu为0.8 mol,共失电子0.8 mol×2=1.6 mol,由得失电子守恒可知HNO3→NaNO2得1.6 mol电子,故产物中NaNO2的物质的量为0.8 mol,由Na原子守恒可知另一种产物NaNO3为0.2 mol,A正确;常温下,Cu能与浓硝酸反应,B错误;部分NO2会转化为N2O4,而N2O4在标准状况下不是气体,C错误;反应过程中生成的Cu(NO3)2是氧化产物,D错误。

10.答案　(1)2NH4Cl+Ca(OH)2 2NH3↑+CaCl2+2H2O　③⑦　氨气难溶于该试剂,该试剂不易挥发,不与氨气反应

(2)碱石灰(或CaO等合理答案)　浓氨水(或浓NH4Cl溶液等合理答案)　⑥

解析　(1)装置①适用于“固固加热”制取气体,制取NH3时可选用NH4Cl和Ca(OH)2。若要测定NH3的体积,根据题给装置知必须用排液法,而NH3极易溶于水,故不能用排水法,所用的试剂必须不与NH3反应,也不易挥发,并且NH3应难溶于该试剂。(2)装置②是“固液反应”制取气体的装置,制取NH3时,可用浓氨水和碱石灰(或CaO等)反应。

B组　提升题组

11.D　向其中一份中逐渐加入铜粉,最多能溶解19.2 g,消耗0.3 mol铜,据得失电子守恒计算可得生成0.2 mol NO;向另一份中逐渐加入铁粉,铁粉先跟氧化性强的硝酸反应生成NO,由图可知该反应消耗铁的物质的量是0.2 mol,根据得失电子守恒,生成的NO也是0.2 mol,此时硝酸根离子已经反应完,据氮原子守恒可知原HNO3的物质的量为0.4 mol,B项正确;AB段的反应为Fe+2Fe3+ 3Fe2+,BC段产生氢气,OA段产生NO,A项正确;第二份溶液中最终溶质为FeSO4,C项正确;OA段和BC段共消耗H+ 1.0 mol,则原溶液中H+为2.0 mol,取20 mL原混合酸加水稀释至1 L后溶液中c(H+)=0.2 mol/L,即pH=0.7,D项错误。

12.A　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word/media/image20.gif×3×word/media/image21.gif=0.075 mol,金属的摩尔质量为word/media/image22.gif=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word/media/image23.gif=

64 g·mol-1,是铜,故A正确、C错误;c(HNO3)= word/media/image24.gif =2 mol·L-1,B错误;再加100 mL稀硝酸,反应为3Fe2++4H++Nword/media/image12.gif 3Fe3++NO↑+2H2O,HNO3足量,0.075 mol Fe2+参与反应生成0.025 mol NO,标准状况下体积为0.56 L,故D错误。

13.答案　(1)红棕色　C+4HNO3(浓) 4NO2↑+CO2↑+2H2O

(2)BaCO3　不能　Ca(OH)2溶液中Ca(OH)2浓度较低,不能形成CaCO3沉淀

(3)防倒吸

(4)①A、C　②浓硝酸的分解

解析　(1)装置A中发生的是浓硝酸与木炭的反应,生成NO2、CO2、H2O,由于NO2为红棕色气体,故三颈瓶中的气体为红棕色。(2)将NO2、CO2通入Ba(OH)2溶液中分别生成Ba(NO3)2和BaCO3,由于Ba(OH)2溶液足量,故溶液为碱性环境,BaCO3不溶解以沉淀形式析出。Ba(OH)2溶液不能用Ca(OH)2溶液代替,因为Ca(OH)2微溶于水,溶液中Ca(OH)2浓度太低,不能生成CaCO3沉淀。(3)装置B可以防止倒吸。(4)①NO与足量O2反应生成红棕色的NO2,A正确;NO和O2均不能使湿润的蓝色石蕊试纸变色,B错误;O2能使带火星的木条复燃,而NO不能,C正确。②装置A中除发生木炭与浓硝酸的反应外,还可能发生浓硝酸的分解反应。

14.答案　(1)4NO2+O2+2H2O 4HNO3

(2)①U形管右侧胶塞下沿　U形管左端液面高于右端,铜丝慢慢溶解,产生无色气体,溶液逐渐变蓝(至少答三点)

②2H2O2 2H2O+O2↑

③吸收氮的氧化物,防止污染环境

解析　(1)NO2经多次氧化、用水吸收的循环操作,充分转化为硝酸的化学方程式为4NO2+O2+2H2O 4HNO3。(2)根据实验目的和所放置的试剂可以推断,装置Ⅰ的作用是制备NO,装置Ⅲ的作用是制备O2,装置Ⅱ的作用是证明NO也可以与氧气和水共同作用生成HNO3。①注入稀硝酸应至U形管右侧胶塞下沿,迅速关闭K1后,U形管左端液面高于右端,铜丝慢慢溶解,产生无色气体,溶液逐渐变蓝。②装置Ⅲ中发生反应的化学方程式为2H2O2 2H2O+O2↑。③蘸NaOH溶液的棉花团的作用是吸收氮的氧化物,防止污染环境。

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