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第三节 氮及其化合物
题号 1 2 3 4 5 5－1 6 6－1 6－2 7 8
答案
一、单项选择题
1．(2011•上海高考)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
2．下列实验过程中，始终无明显现象的是( )
A．NO2通入FeSO4溶液中
B．CO2通入CaCl2溶液中
C．NH3通入AlCl3溶液中
D．SO2通入已酸化的Ba(NO3)2溶液中
3．(2012•上海高考)实验室制取少量干燥的氨气涉及下列装置，其中正确的是( )
A．①是氨气发生装置
B．③是氨气发生装置
C．②是氨气吸收装置
D．④是氨气收集、检验装置
4．(2012•江苏启东中学月考)NH3是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如下图所示)。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．图中所涉及的盐类物质均可以水解
5．(2013•珠海模拟)下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是( )
选项 实验操作 现象 解释或结论
A 过量的Fe粉中加入稀HNO3，充分反应后，滴入KSCN溶液 溶液呈
红色 稀HNO3将Fe氧化为Fe3＋
B AgI沉淀中滴入稀KCl溶液 有白色沉淀出现 AgCl比AgI更难溶
C 铝箔插入稀HNO3中 无现象 铝箔表面被HNO3氧化，形成致密的氧化膜
D 用玻璃棒蘸取浓氨水点到红色石蕊试纸上 试纸变
蓝色 浓氨水呈碱性
5.实验室利用以下反应制取少量氮气：NaNO2＋NH4Cl===NaCl＋N2↑ ＋ 2H2O，关于该反应的下列说法正确的是( )
A．NaNO2是氧化剂
B．每生成1 mol N2转移的电子的物质的量为6 mol
C．NH4Cl中的氮元素被还原
D．N2既是氧化剂，又是还原剂
5题变式
5－1.鉴别NO2和Br2(g)，不能采用的实验方法是( )
A．分别溶于水中，观察水溶液颜色
B．分别加入CCl4，振荡，观察CCl4液体颜色
C．用湿润的淀粉KI试纸检验，观察试纸颜色变化
D．分别加入少量AgNO3溶液，振荡后观察有无沉淀
6．(2011•广州佛山一模)锌与很稀的硝酸反应生成硝酸锌、硝酸铵和水。当生成1 mol硝酸锌时，被还原的硝酸的物质的量为( )
A．2 mol B．1 mol C．0.5 mol D．0.25 mol
6题变式
6－1.物质的量之比为2 5的锌与稀硝酸反应，若硝酸被还原的产物为N2O，反应结束后锌没有剩余，则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是( )
A．1 4 B．1 5 C．2 3 D．2 5
6－2.(2012•山西大学附中月考)a mol Cu与含b mol HNO3的溶液恰好完全反应，则被还原的HNO3的物质的量一定是( )
A．(b－2a) mol B.b2 mol C.2a3 mol D．2a mol
二、双项选择题
7．(2012•广东肇庆二模)下列实验装置用途正确的是( )
A．装置(Ⅰ)用于I2与NH4Cl混合物的分离
B．装置(Ⅱ)用于去除Fe(OH)3胶体中含有的可溶性物质
C．装置(Ⅲ)橡皮管起到平衡气压、使液体顺利流下的作用
D．装置(Ⅳ)用于HCl或NH3吸收，以防倒吸
8．(2011•福建三明三校联考)“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)，判断下列说法正确的是( )
A．加热时，①上部汇集了固体NH4Cl，说明NH4Cl的热稳定性比较好
B．加热时，②③溶液均褪色或红色变浅，冷却后又都变为红色
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不都是可逆反应
三、非选择题
9．(2011•温州模拟)已知A、B、C、D为气体，E、F为固体，G为氯化钙，它们之间的转换关系如下图所示：
(1)D的化学式(分子式)是________，E的化学式(分子式)是________。
(2)A和B反应生成C的化学方程式是___________________________________。
(3)E和F反应生成D、H和G的化学方程式是________________________________________。
10．(2011•福建模拟改编)实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如下：
已知实验室可用饱和亚硝酸钠(NaNO2)溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气。
(1)从下图中选择制取气体的合适装置。
氮气______________、氢气______________。
(2)氮气和氢气通过甲装置，甲装置的作用除了将气体混合外，还有______________、__________________。
(3)氨合成器出来经冷却的气体连续通入乙装置的水中吸收氨，________(填“会”或“不会”)发生倒吸，原因是________________________________________________。
(4)用乙装置吸收一段时间氨后，再通入空气，同时将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内，能使铂丝保持红热的原因是________________________________，锥形瓶中还可观察到的现象是________________________________________________________________________。
(5)写出乙装置中氨被氧化的化学方程式：________________________________________。
(6)反应结束后锥形瓶内的溶液中含有H＋、OH－、________、__________________。
11．某校化学兴趣小组的同学拟用以下流程研究工业合成氨以及氨氧化法制硝酸，氨氧化法制硝酸最关键的一步是让氨气与氧气在有催化剂存在的高温条件下反应生成NO，请据此回答：
(1)流程第④步用于制取氨气，该步的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)将产生的氨气与过量的氧气混合后在第⑦步反应，用酒精喷灯加热，则氨催化氧化的化学方程式是______________________________________________________________________________________；经第⑧步净化后收集到的气体为红棕色，试解释其原因____________________________________。
(3)若用一大试管收集产生的气体48 mL，然后将此大试管倒置于盛满水的水槽中，保持温度和压强不变，待液面稳定后，容器中剩余24 mL气体，则原混合气体的组成为__________________________；若在剩余24 mL气体中通入24 mL O2，待液面稳定后气体体积为________，在原混合气体中通入________mL O2，水将充满整个试管。
12．(2012•河南淇县高级中学模拟)随着人类社会的发展，氮氧化物(NOx)已成为大气中的主要气态污染物之一。
(1)超音速飞机排放的尾气是平流层中NOx的主要来源。它们破坏臭氧层的机理为：
①O3――→光O＋O2 ②NO＋O3―→NO2＋O2
③NO2＋O―→NO＋O2
上述反应的总反应式为________________________________，
其中________是催化剂。
(2)汽车尾气中含有NOx、CO和碳氢化合物等。
①汽车尾气净化装置里装有催化剂，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的机理如图所示：
尾气净化装置中发生的总反应的化学方程式为________________________________________。
②NOx和碳氢化合物在阳光照射下发生光化学反应产生二次污染物的现象，称为“光化学烟雾”。有学者对某城市一天中光化学烟雾的变化情况进行测定，实验结果如下图所示。由图象可知，二次污染物有________等，醛和O3的峰值出现在14：00左右的主要原因是______________________________________________________________________________________________________。
③测定汽车尾气中NOx的方法之一是用3%的H2O2溶液吸收尾气中的NOx生成HNO3，再用NaOH标准溶液滴定HNO3。若要测定标准状况下尾气中NOx的体积分数，所需的数据有________(选填序号)。
A．所测尾气的总体积
B．两种氮氧化物的体积比
C．NaOH标准溶液的物质的量浓度
D．所消耗NaOH标准溶液的体积
E．从滴定开始到指示剂变色所需的时间
(3)硝酸工业尾气中的NOx可用纯碱溶液吸收，有关的化学反应为：
2NO2＋Na2CO3===NaNO2＋NaNO3＋CO2
NO＋NO2＋Na2CO3===2NaNO2＋CO2
现用0.5 L 2 mol/L的纯碱溶液恰好吸收一定量硝酸工业尾气中的NOx，吸收液质量增加44 g(设CO2全部排出)，则NO2和NO的体积比为________。
参考答案
一、单项选择题
1．解析：氯化铵分解时吸收热量，使环境周围温度降低，达不到幕布的着火点，且分解产生的气体可隔绝空气使幕布不易着火。
答案：B
2．解析：NO2通入FeSO4溶液中，NO2与水反应生成的HNO3能将Fe2＋氧化为Fe3＋，溶液由浅绿色变为黄色，A项错误；CaCl2溶液显中性，向其中通入CO2，无明显现象，B项正确；NH3通入AlCl3溶液中：Al3＋＋3NH3•H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4，产生Al(OH)3沉淀，C项错误；SO2通入已酸化的Ba(NO3)2溶液中，HNO3能将SO2氧化为SO2－4，最终得到BaSO4沉淀，D项错误。
答案：B
3．解析：NH4Cl受热分解成HCl和NH3，这两种气体在温度低的环境中又化合成NH4Cl，A不正确；B中可采用浓氨水滴入生石灰的方法制取氨气，B正确；NH3极易溶于水，只能漏斗边缘没入水面，不能完全浸没，C不正确；氨气收集在试管口加棉花团防对流，D错误。
答案：B
4．解析：NaHCO3不是化肥，A错；Na2CO3受热不易分解，B错；NH3具有还原性，NO2具有氧化性，在一定条件下可发生氧化还原反应，C正确；NaCl是强酸强碱盐，不发生水解，D错误。
答案：C
5．A
5题变式
5－1.解析：鉴别NO2和Br2(g)，主要有以下三种方法：(1)加有机溶剂(如汽油、苯、四氯化碳等)：有机层变橙红色的是溴蒸气，无变化的是二氧化氮。(2)加水：能使水变黄的是溴蒸气，溶液变为无色的是二氧化氮(二氧化氮溶解于水由红棕色变为无色)。(3)加硝酸银溶液：产生淡黄色沉淀的是溴蒸气，无明显现象的是NO2。值得注意的是NO2气体也具有很强的氧化性，也能使淀粉KI试纸变蓝。由于I－具有还原性，NO2和Br2在湿润环境中均有氧化性，均能将I－氧化成I2。
答案：C
6．解析：1 mol锌在反应时失去2 mol e－，而1 mol HNO3转化为NH＋4时得到8 mol e－，故被还原的硝酸是0.25 mol。解答该题时要注意参加反应的硝酸与被还原的硝酸二者间的区别。
答案：D
6题变式
6－1.解析：设2 mol Zn参与反应，因Zn无剩余，则最终生成了2 mol Zn(NO3)2，显然含有4 mol NO－3，这部分是没有参与氧化还原反应的HNO3，根据得失电子守恒有：2×n(Zn)＝n(HNO3)×4，则n(HNO3)＝1 mol，即有1 mol HNO3被还原。
答案：A
6－2.解析：没有被还原的HNO3的NO－3都进入了Cu(NO3)2中，因此由Cu(NO3)2的量可确定未被还原的HNO3的量，根据物质的量守恒，求得被还原的HNO3的物质的量一定是(b－2a) mol。
答案：A
二、双项选择题
7．解析：I2易升华，NH4Cl受热分解成HCl和NH3，这两种气体在温度低的环境中又化合成NH4Cl，因此加热达不到分离的目的，A错；Fe(OH)3胶体粒子能透过滤纸，因此不能用过滤的方法提纯胶体，应采用渗析，B错。
答案：CD
8．解析：NH4Cl=====△NH3↑＋HCl↑，HCl、NH3遇冷又化合成NH4Cl，A项错误；NH3•H2O显碱性，遇酚酞变红色，加热后红色变浅或褪色，冷却后红色又恢复；SO2的品红溶液无色，加热挥发SO2，溶液变红，冷却后又变无色，B项错误；2NO2??N2O4 ΔH＜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；①中反应不可逆，D项正确。
答案：CD
三、非选择题
9．解析：仔细观察分析E、G为此题突破口。A、B、C、D均为气体，生成E却为固体，E与F反应的产物中又出现D；C为CaCl2，可知CaCl2中的Cl元素来自反应物E中，根据中学化学元素及化合物知识可确定E为盐类，由非金属元素原子组成的盐即为NH4Cl，则D为NH3，根据氨的实验室制法可知F为Ca(OH)2，H为H2O，C为HCl。
答案：(1)NH3 NH4Cl
(2)H2＋Cl2=====点燃2HCl
(3)2NH4Cl＋Ca(OH)2=====△2NH3↑＋2H2O＋CaCl2
10．解析：(1)由题给反应物的状态，NaNO2和NH4Cl都是饱和溶液，可推知N2用a装置，而H2是由锌粒和稀酸来制取，用b装置。(2)干燥气体和调节(或控制)H2和N2的流速。(3)因合成氨的反应是一个可逆反应，生成的混合气体中除NH3外还含有大量的N2和H2，所以不会发生倒吸。(4)从能使铂丝保持红热可推知，氨的氧化反应是放热反应，氨氧化的产物有NO，NO易被氧化为NO2，所以锥形瓶中会看到有红棕色气体。(5)乙装置中氨氧化的化学反应方程式为4NH3＋5O2=====催化剂△4NO＋6H2O。(6)因氨氧化生成的NO与O2、H2O反应生成HNO3，未被氧化的氨与HNO3反应生成NH4NO3，因此，反应结束之后，锥形瓶内的溶液中除有H＋、OH－外，还应有NH＋4和NO－3。
答案：(1)a b (2)干燥气体 控制氢气和氮气的流速
(3)不会 因为反应混合气体中含有大量的N2、H2，N2、H2难溶于水
(4)说明氨的氧化反应是一个放热反应 有红棕色气体生成
(5)4NH3＋5O2=====催化剂△4NO＋6H2O
(6)NH＋4 NO－3
11．解析：(1)N2＋3H2 2NH3。(2)见答案。(3)易知收集到的气体应该是NO2和NO的混合气体，可以设48 mL混合气体中NO的体积为x mL，则NO2的体积为(48－x) mL，NO不与水反应，根据化学方程式知NO2和水反应后剩余气体体积为原气体体积的13，列方程：x＋13(48－x)＝24，解得x＝12，所以原混合气体的组成为36 mL NO2和12 mL NO；再根据4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3进行计算，剩余24 mL NO完全反应需消耗氧气18 mL，若要水充满整个试管，则只需氧气18 mL，现通入氧气24 mL，应剩余氧气6 mL，因此试管中的气体体积应为剩余氧气的体积即6 mL。
答案：(1)N2＋3H2 2NH3
(2)4NH3＋5O2 4NO＋6H2O
NO与O2结合生成棕红色NO2(其他合理答案也可以)
(3)36 mL NO2和12 mL NO 6 mL 18
12．解析：(2)③因NOx转化为HNO3后再用NaOH标准溶液滴定，由N原子守恒知n(NOx)＝n(HNO3)，所以要测尾气中NOx的体积分数，需要所测尾气的总体积、滴定消耗NaOH标准溶液的体积及其物质的量浓度。
(3)结合化学方程式知吸收NOx的物质的量为2 mol(形成的钠盐中相关的比例为Na～N)，同时产生1 mol CO2，由质量变化可推知2 mol NOx的质量为88 g，故可求出尾气中NO2与NO的体积比为8 1。
答案：(1)2O3===3O2 NO
(2)①2NO＋O2＋4CO=====催化剂N2＋4CO2 ②醛与O3 此时日光照射较强，光化学反应速率较快 ③ACD (3)8 1