浙江省2021高考化学一轮复习专题三第四单元生产生活中的含氮化合物同步练习

浙江省2021高考化学一轮复习专题三第四单元生产生活中的含氮化合物同步练习

第四单元　生产生活中的含氮化合物 考点 考试内容 考试要求 生产生活中的含氮化合物 ‎(1)氮氧化物的产生、转化及其性质 a ‎(2)氮及其化合物的相互转化关系 c ‎(3)氨的性质与用途 b ‎(4)工业合成氨 b ‎(5)铵盐的性质与用途 b ‎(6)硝酸的性质与用途 b ‎(7)工业制取硝酸的设备和流程 b ‎(8)氮肥的性质与科学使用 a 考点一　氮气及氮的氧化物 ‎1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“✕”。‎ ‎(1)豆科植物通过根瘤菌吸收空气中的氮属于氮的固定,是化学变化(　　)‎ ‎(2)汽车尾气中的氮氧化合物主要是由游离态氮转化而来(　　)‎ ‎(3)氮元素有负化合价、正化合价和零价,因此常温下,N2既能与氧气反应,又能与H2反应(　　)‎ ‎(4)在实验室中,NO和NO2均用排水法收集(　　)‎ ‎(5)可用NO2与水反应制取硝酸,故NO2是酸性氧化物(　　)‎ ‎(6)通过灼热的镁粉,可除去N2中的少量氧气(　　)‎ ‎(7)NO2溶于水时,NO2是氧化剂,水是还原剂(　　)‎ ‎(8)溴蒸气和NO2都是红棕色气体,不能用湿润淀粉-KI试纸和NaOH溶液鉴别,可用AgNO3溶液、蒸馏水或CCl4鉴别　(　　)‎ ‎1.答案　(1)√　(2)√　(3)✕　(4)✕　(5)✕　(6)✕　(7)✕　(8)√‎ ‎2.实验室欲制取适量NO气体。‎ 27‎ ‎(1)下图中最适合完成该实验的简易装置是　　　　(填序号)。 ‎ ‎(2)根据所选的装置完成下表(不需要的可不填):‎ 应加入的物质 所起的作用 A B C D ‎2.答案　(1)Ⅰ ‎(2)‎ 应加入的物质 所起的作用 A 铜屑和稀硝酸 制取NO气体 B 水 排水法收集NO气体 C 接收B中排出的水 D ‎1.氮元素在自然界中的存在及氮的固定 27‎ ‎2.氮气 ‎(1)分子式:①　N2　,电子式:②　∶N⋮⋮N∶　,结构式:③ 　。 ‎ ‎(2)物理性质:无色无味的气体,密度比空气略小,④　难　溶于水,熔、沸点很低。 ‎ ‎(3)化学性质 a.与氧气反应:⑤　N2+O2 2NO　(导致汽车尾气中产生氮的氧化物和雷电固氮); ‎ b.与氢气反应:⑥　N2+3H2 2NH3　(工业合成氨的反应原理); ‎ c.与Mg反应:⑦　3Mg+N2 Mg3N2　。 ‎ ‎3.氮的氧化物 ‎(1)氮的氧化物 氮有多种价态的氧化物,如⑧　N2O　、⑨　NO　、⑩　NO2　、　N2O4　、N2O3、N2O5等,其中属于酸性氧化物的是　N2O3、N2O5　。 ‎ ‎(2)NO和NO2性质的比较 性质 NO NO2‎ 颜色、状态、气味 无色无味气体 ‎　红棕　色有刺激性气味的气体 ‎ 溶解性 难溶于水 能与水反应 毒性 有毒(跟血红蛋白结合)‎ 有毒 与水反应 不反应 ‎　3NO2+H2O 2HNO3+NO　 ‎ 与氧气反应 ‎　2NO+O2 2NO2　 ‎ 不反应 对环境的影响 导致光化学烟雾和酸雨,破坏臭氧层 题组一　氮气及其氧化物的性质 27‎ ‎1.下列反应中,属于氮的固定的是(　　)‎ A.N2和H2在一定条件下合成氨 B.由氨制备碳酸氢铵或硫酸铵 C.NO和O2反应生成NO2‎ D.NO2与H2O反应生成HNO3‎ ‎1.答案　A　将氮气转化为氮的化合物,属于氮的固定,A项正确,B、C、D项错误。‎ ‎2.某集气瓶内充满了红棕色的气体,加入水后盖上盖子,充分振荡后瓶内呈无色,打开盖子后发现瓶口附近又变为红棕色,则原来瓶内装有的气体是(　　)‎ A.氮气　 B.一氧化氮 C.二氧化氮　 D.溴蒸气 ‎2.答案　C　红棕色的二氧化氮与水反应生成无色的一氧化氮,一氧化氮再与氧气反应生成红棕色的二氧化氮。‎ 题组二　氮的氧化物对环境的污染及治理 ‎3.汽车排放的尾气中含有NO2,NO2是城市大气污染的主要污染物之一。在日光照射下,NO2发生一系列光化学烟雾的循环反应,从而不断产生O3,加重空气污染。反应过程为①NO2 NO+O,②2NO+O2 2NO2,③O+O2 O3。下列对该反应过程及生成物叙述正确的是(　　)‎ A.NO2起催化剂作用　 B.NO起催化剂作用 C.NO2只起氧化剂作用　 D.O3与O2为同分异构体 ‎3.答案　A　反应过程①+②得O2 2O,再结合③O+O2 O3可知,NO2起催化剂作用,反应过程中NO2作氧化剂,A项正确,B、C项错误;O3与O2不是同分异构体,属于同素异形体,D项错误。‎ ‎4.NO2可以用氢氧化钠溶液吸收,或在一定条件下与氨气反应使之转化为无污染的物质,发生反应的化学方程式分别是2NO2+2NaOHM+NaNO3+H2O、8NH3+6NO27X+12H2O。则M、X代表的物质的化学式分别是(　　) ‎ A.NaNO2、N2 B.HNO2、N2‎ C.NO、HNO3 D.N2、N2‎ ‎4.答案　A　根据题目所提供的化学方程式,利用原子守恒可得M为NaNO2,X为N2。‎ 27‎ 归纳总结 ‎　　1.常见的NOx尾气处理方法 ‎(1)碱液吸收法 ‎2NO2+2NaOH NaNO3+NaNO2+H2O NO2+NO+2NaOH 2NaNO2+H2O NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)≥n(NO)。一般适合工业尾气中NOx的处理。‎ ‎(2)催化转化法 在催化剂、加热条件下,氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2),或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2)。一般适用于汽车尾气的处理。‎ ‎2.NOx与NaOH溶液反应问题分析 ‎(1)NO2能被NaOH溶液吸收生成2种盐。‎ ‎(2)NO不能被NaOH溶液吸收。‎ ‎(3)n(NO2)∶n(NO)≥1时能完全被NaOH溶液吸收。‎ 题组三　氮的氧化物溶于水的定量计算 ‎5.如图所示,相同条件下,两个容积相同的试管分别装满NO2和NO气体,分别倒置于水槽中,然后通过导管缓慢通入氧气,边通边慢慢摇动试管,直到两个试管内充满液体。假设试管内的溶质不向水槽中扩散,则两个试管内溶液中溶质的物质的量浓度之比为(　　)‎ A.1∶1 B.5∶7 ‎ C.7∶5 D.4∶3‎ ‎5.答案　A　4NO2+O2+2H2O 4HNO3、4NO+3O2+2H2O 4HNO3,V(NO2)=V(NO),n(NO2)=n(NO),则生成的HNO3物质的量相等,溶液的体积也相同,故两个试管内溶液中溶质的物质的量浓度相等。‎ 27‎ ‎6.同温同压下,在3支相同体积的试管中分别充有等体积混合的2种气体,它们是①NO和NO2,②NO2和O2,③NH3和N2。将3支试管均倒置于盛水的水槽中,充分反应后,试管中剩余气体的体积分别为V1、V2、V3,则下列关系正确的是(　　)‎ A.V1>V2>V3　 B.V1>V3>V2‎ C.V2>V3>V1 D.V3>V1>V2‎ ‎6.答案　B　设各种气体的体积都为1体积。①根据3NO2+H2O 2HNO3+NO,即剩余NO的体积V1=(1+‎1‎‎3‎)体积;②根据4NO2+O2+2H2O 4HNO3,即剩余O2的体积V2=(1-‎1‎‎4‎)体积;③剩余N2的体积V3=1体积。‎ 名师点拨 ‎　　氮氧化物溶于水的问题分析 无论是单一气体(NO2),还是NO、NO2、O2中的两者的混合气体,反应的实质是3NO2+H2O 2HNO3+NO,2NO+O2 2NO2,故若有气体剩余只能是NO或O2,不可能是NO2。‎ ‎(1)若NO和O2通入水中,反应的总化学方程式为4NO+3O2+2H2O 4HNO3(NO和O2的物质的量之比为4∶3)。‎ ‎(2)若NO2和O2通入水中,反应的总化学方程式为4NO2+O2+2H2O 4HNO3(NO2和O2的物质的量之比为4∶1)。‎ 考点二　氨和铵盐 ‎1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“✕”。‎ ‎(1)液氨汽化时吸收大量的热,因此可用来作制冷剂(　　)‎ ‎(2)氨气遇到浓盐酸、硫酸都会发生反应,产生白烟(　　)‎ ‎(3)加热盛有NH4Cl固体的试管,试管底部固体消失,试管口有晶体凝结,说明NH4Cl固体可以升华(　　)‎ ‎(4)氨水中的含氮微粒中数目最多的微粒是NH‎4‎‎+‎(　　)‎ ‎(5)铵盐都易溶于水,其水溶液均呈酸性(　　)‎ ‎(6)现有1 mol·L-1的氨水,则该溶液中NH3·H2O的物质的量浓度是1 mol·L-1(　　)‎ 27‎ ‎1.答案　(1)√　(2)✕　(3)✕　(4)✕　(5)✕　(6)✕‎ ‎2.写出NH3催化氧化生成HNO3的有关化学方程式。‎ ‎2.答案　4NH3+5O2 4NO+6H2O,2NO+O2 2NO2,3NO2+H2O 2HNO3+NO。‎ ‎1.氨的物理性质 无色有①　刺激性　气味的气体,密度比空气②　小　,易③　液化　。极易溶于水(1∶700),可由④　喷泉　实验证明。 ‎ ‎2.氨的化学性质 ‎(1)还原性 与氧气反应:⑤　4NH3+5O2 4NO+6H2O　。 ‎ 与Cl2反应:⑥　8NH3+3Cl2 N2+6NH4Cl　。 ‎ ‎(2)与酸反应 与氯化氢反应:⑦　NH3+HCl NH4Cl　,产生白烟。 ‎ ‎(3)与水反应:⑧　NH3+H2O NH3·H2O NH‎4‎‎+‎+OH-　,氨的水溶液叫氨水,呈弱碱性。 ‎ A.氨水的组成成分有三种分子:⑨　NH3、NH3·H2O、H2O　;三种离子:⑩　NH‎4‎‎+‎、OH-、H+　。 ‎ B.氨水的性质:容易挥发;氨水中溶质的质量分数越大,其密度越　小　;氨水是良好的沉淀剂,能使Mg2+、Al3+、Fe2+、Fe3+、Cu2+、Zn2+转变为氢氧化物沉淀,其中AgOH、Cu(OH)2、Zn(OH)2等沉淀能溶于过量氨水,形成配离子。 ‎ C.涉及氨水的离子方程式的书写 a.氨水与其他物质反应时,用分子式NH3·H2O表示,如:3NH3·H2O+Al3+ Al(OH)3↓+3NH‎4‎‎+‎;‎ b.生成氨水时,若反应物(强碱溶液)为浓溶液或在加热条件下:NH‎4‎‎+‎+OH- NH3↑+H2O;‎ c.生成氨水时,若反应物(强碱溶液)为稀溶液且不加热条件下:NH‎4‎‎+‎+OH- NH3·H2O。‎ ‎(4)与盐溶液反应 现象 离子方程式 27‎ FeCl3‎ 溶液 生成　红褐　色沉淀 ‎ Fe3++3NH3·H2O Fe(OH)3↓+3NH‎4‎‎+‎ AlCl3‎ 溶液 生成　白　色沉淀 ‎ Al3++3NH3·H2O Al(OH)3↓+3NH‎4‎‎+‎ ‎　　3.氨的用途 ‎(1)液氨汽化时吸收大量的热,故用作　制冷剂　。 ‎ ‎(2)制氮肥、硝酸、铵盐、纯碱等。‎ ‎4.铵盐及NH‎4‎‎+‎的检验 ‎(1)铵盐的物理性质 大多数的铵盐是　白　色固体,均　易　溶于水。 ‎ ‎(2)铵盐的化学性质 ‎(3)NH‎4‎‎+‎的检验 NH‎4‎‎+‎ 无色气体 试纸　变蓝　  ‎ 喷泉实验 ‎1.喷泉实验的原理 由于容器内外产生压强差而形成喷泉。气体迅速溶于水或某种溶液中,容器内压强小于容器外压强,从而产生喷泉,依据这一原理,只要使容器内气体大量溶于液体,就可以形成喷泉。‎ ‎2.形成喷泉的类型 27‎ ‎(1)只要气体易溶于吸收剂,均可做喷泉实验,吸收剂可以是水,也可以是酸性溶液、碱性溶液等。‎ 下面是几种常见的能形成喷泉的气体和液体。‎ 气体 HCl NH3‎ CO2、Cl2、‎ SO2、H2S NO2‎ NO、O2‎ ‎(4∶3)‎ 吸收剂 水、NaOH 溶液 水 NaOH溶液 水 水 ‎(2)容器内的液体由于受热挥发(如浓盐酸、浓氨水、酒精等)或由于发生化学反应产生气体,容器内产生大量气体,压强迅速增大,促使容器内液体迅速向外流动,也能形成喷泉。如喷雾器、人造喷泉、火山喷发等均是利用此原理。‎ ‎3.引发喷泉的几种方法 ‎(1)使烧瓶内的气体迅速溶于水或某种液体中。‎ ‎(2)使烧瓶内气体温度降低,从而使气压减小。‎ ‎(3)使烧瓶外待喷液液面上的气压增大。‎ ‎4.喷泉实验的几种装置 装置②中最好采用顶部有孔的烧瓶。装置③引发喷泉的方法是打开止水夹,用热毛巾或双手捂热烧瓶,松开后片刻即形成喷泉现象。‎ 题组一　氨气、铵盐的性质实验 ‎1.探究氨气及铵盐性质的过程中,下列根据实验现象得出的结论不正确的是(　　)‎ 27‎ A.将集有氨气的试管倒扣于水槽中,液体迅速充满试管,说明氨气极易溶于水 B.向氨水中加入浓氢氧化钠溶液,加热产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,说明氨水中含有NH‎4‎‎+‎ C.加热NH4HCO3固体,观察到固体逐渐减少,试管口有液滴产生,说明NH4HCO3具有不稳定性 D.将红热的Pt丝伸入上图所示的锥形瓶中,瓶口出现少量的红棕色气体,说明氨气催化氧化的产物中可能有NO ‎1.答案　B　氨气极易溶于水,使试管内压强迅速降低,液体迅速充满试管,A正确;氨水中存在氨分子,加热氨气逸出,也能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,不能证明是铵根离子与氢氧化钠反应产生氨气,B错误;试管口有液滴生成,说明NH4HCO3受热易分解,具有不稳定性,C正确;4NH3+5O2 4NO+6H2O,2NO+O2 2NO2,NH3的氧化产物为NO,D正确。‎ ‎2.如图所示,利用培养皿探究氨气的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水,立即用另一表面皿扣在上面。下表中对实验现象解释正确的是(　　)‎ 选项 实验现象 解释 A 浓盐酸附近产生白烟 NH3与HCl反应产生了NH4Cl固体 B 浓硫酸附近无明显现象 NH3与浓硫酸不发生反应 C 氯化物溶液变浑浊 该溶液一定是AlCl3溶液 D 干燥的红色石蕊试纸不变色,湿润的红色石蕊试纸变蓝 NH3是一种可溶性碱 27‎ ‎2.答案　A　NH3能与HCl发生化合反应,生成NH4Cl白色固体,NH3也能与H2SO4发生化合反应,生成(NH4)2SO4,A正确,B错误;NH3与氯化物溶液反应生成氢氧化物沉淀,该氯化物可以是氯化铝、氯化镁等,C错误;NH3溶于水生成NH3·H2O,NH3·H2O属于碱,NH3不属于碱,D错误。‎ 题组二　氨气制备与性质综合的实验 ‎3.实验室制取、收集氨气,验证其还原性并进行尾气处理的装置如图,其中能达到实验目的的是(　　)‎ A.用装置甲制取氨气 B.用装置乙收集氨气时气体从a口进,从b口出 C.装置丙中黑色固体变成红色时还原产物一定为铜 D.可以用装置丁吸收氨气,进行尾气处理 ‎3.答案　B　A项,实验室用NH4Cl和Ca(OH)2共热来制NH3,错误;B项,NH3密度比空气小,收集时应短进长出,正确;C项,CuO也可能被还原成红色的Cu2O,错误;D项,NH3在饱和食盐水中的溶解度很大,用装置丁来吸收,易引起倒吸,错误。‎ ‎4.氨氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径,某同学用该原理在实验室探究硝酸的制备和性质,设计了如图所示装置。‎ 27‎ ‎(1)甲装置不需要加热即能同时产生氨气和氧气,锥形瓶内固体X为　　　　。 ‎ ‎(2)乙装置的作用是　　　　　　　　　　　　　　;写出受热时丙装置中发生反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)当戊中观察到　　　　　　　　　　现象,则说明已制得硝酸。某同学按上图组装仪器并检验气密性后进行实验,没有观察到此现象,请分析实验失败的可能原因是　　　　　　　　　　　　　　,如何改进装置:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)改进后待反应结束,将丁装置倒立在盛水的水槽中,会观察到的现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎4.答案　(1)过氧化钠 ‎(2)干燥氧气和氨气的混合气体　4NH3+5O2 4NO+6H2O ‎(3)紫色石蕊溶液变红　过量的氨气致使戊中溶液不一定呈酸性　在丙和丁之间连接盛有无水氯化钙的干燥管或盛有浓硫酸的洗气瓶 ‎(4)试管丁内水面慢慢上升,上升到一定高度不再变化,试管内气体颜色由红棕色逐渐变淡至无色 解析　(1)甲中不需要加热即能同时产生NH3和O2,说明固体X溶于氨水既产生O2又放出大量热,则该固体为Na2O2。(2)乙装置可干燥NH3和O2;NH3和O2在加热和Cr2O3的催化作用下,发生催化氧化反应。‎ ‎(3)HNO3能使紫色石蕊溶液变红,由于NH3过量,可能会与HNO3反应,致使观察不到石蕊溶液变红的现象,可在丙和丁之间连接一个能除去NH3的装置。‎ ‎(4)丁装置中有NO2,NO2会与H2O反应生成无色的NO,且使气体体积减小。‎ 27‎ 考点三　硝酸　氮及其重要化合物间的转化关系 ‎1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“✕”。‎ ‎(1)常温下,铁、铝在浓硝酸中的钝化为化学变化(　　)‎ ‎(2)可用稀硝酸与FeS固体反应制取H2S(　　)‎ ‎(3)过量的铜与浓硝酸反应,产物中一定有NO(　　)‎ ‎(4)浓硝酸在光照下久置,会变黄(　　)‎ ‎(5)浓硝酸中滴加紫色石蕊溶液,最终变为红色(　　)‎ ‎(6)稀硝酸可除去试管内壁的银镜(　　)‎ ‎(7)常温下,将浓硝酸滴加到用砂纸打磨过的铝条上,会产生红棕色气体(　　)‎ ‎1.答案　(1)√　(2)✕　(3)√　(4)√　(5)✕　(6)√　(7)✕‎ ‎2.用动态观点理解Cu与浓硝酸的反应。在浓硝酸中放入Cu片,回答下列问题。‎ ‎(1)反应开始时的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　,实验现象为　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)若Cu片有剩余,则反应将要结束时的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)待反应停止后,若Cu片有剩余,再加入少量的稀硫酸,这时Cu片上又有气泡产生,原因是　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎2.答案　(1)Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O　溶液逐渐变蓝色,有红棕色气体逸出 ‎(2)3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O ‎(3)加入稀硫酸后,氢离子与原溶液中的硝酸根离子构成强氧化性酸,又能与过量的铜反应 ‎1.物理性质 ‎(1)常温下,纯硝酸为无色、有①　刺激性　气味的②　液　体。 ‎ ‎(2)硝酸沸点较低,易挥发,在空气中遇水蒸气形成白雾。‎ ‎2.化学性质 27‎ ‎(1)强酸性 稀硝酸使紫色石蕊试液变红。‎ ‎(2)不稳定性 a.反应:③　4HNO3(浓) 2H2O+4NO2↑+O2↑　。 ‎ b.市售浓硝酸呈黄色的原因是④　硝酸分解生成的NO2溶解在浓硝酸里　。 ‎ c.硝酸保存在⑤　棕色　试剂瓶中,置于冷暗处,不能用橡胶塞。 ‎ ‎(3)强氧化性 a.与金属反应 常温下,铁、铝遇冷的浓硝酸能发生⑥　钝化　。 ‎ 稀硝酸与铜反应:⑦　3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O　。 ‎ 浓硝酸与铜反应:⑧　Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O　。 ‎ b.与非金属反应 如浓硝酸与C的反应:⑨　C+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O　。 ‎ c.与还原性化合物反应 硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2+等还原性物质。如稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式为⑩　3Fe2++4H++NO‎3‎‎-‎ 3Fe3++NO↑+2H2O　。 ‎ d.王水 浓硝酸和浓盐酸按体积比　1∶3　混合即得王水,它的氧化性更强,能溶解Pt、Au等金属。 ‎ ‎(4)与有机物反应 27‎ a.硝化反应(与苯反应): +HNO3 +H2O　。 ‎ b.颜色反应:蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。‎ ‎3.用途 化工原料,用于制化肥、染料、炸药等。‎ ‎4.氮及其化合物的转化关系 题组一　硝酸的性质 ‎1.一定质量的铜分别与足量的稀硝酸或浓硝酸完全反应,在相同条件下,用排水法收集产生的气体(假设产物中气体只可能是NO或NO2)。下列叙述中一定正确的是(　　)‎ ‎①硝酸溶液的浓度越大,消耗的HNO3越少 ‎②硝酸溶液的浓度不同,生成的Cu(NO3)2的物质的量相同 ‎③硝酸溶液的浓度越大,产生的气体越少 ‎④用排水法收集到的气体在相同状况下体积相同 A.只有② B.②④ C.③④ D.①②③‎ ‎1.答案　B　3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O、Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,由化学方程式可知等量的铜与硝酸反应,硝酸浓度越大,消耗的HNO3越多,生成气体的量越多,但生成Cu(NO3)2的量相同,故①、③不正确,②正确。3NO2+H2O 2HNO3+NO,用排水法收集NO2时,最终收集到的为NO,由关系式3Cu~6NO2~2NO可知④正确。‎ ‎2.为证明稀硝酸与铜反应产物中的气体为NO,设计下图实验(实验过程中分液漏斗上面的塞子为打开状态),下列说法中不正确的是(　　)‎ 27‎ A.关闭活塞1,加入稀硝酸至液面a处 B.在装置左侧稍加热可以加快稀硝酸与铜的反应速率 C.通过关闭或开启活塞1可以控制反应的进行 D.反应开始后,胶塞下方有无色气体生成,但不能证明该气体为NO ‎2.答案　A　关闭活塞1,将无法加液体到液面a,A项错误;关闭活塞1,生成的NO把稀硝酸压向右边,使铜丝与稀硝酸分离,C项正确;若要证明该气体为NO,须使NO与O2接触,生成红棕色的NO2,D项正确。‎ 名师点拨 ‎　　(1)浓、稀硝酸均具有强氧化性,浓度越大,氧化性越强。其还原产物的价态越高,一般情况下,HNO3(浓) NO2,HNO3(稀) NO。‎ ‎(2)浓硝酸能使紫色石蕊试液先变红,后褪色,该反应过程中浓硝酸表现出强酸性和强氧化性。‎ ‎(3)常温下,铁、铝遇冷的浓硝酸能发生“钝化”,故浓硝酸可用铁桶盛放。‎ 题组二　有关硝酸的定量计算 ‎3.有一稀硫酸和稀硝酸的混合液,其中H2SO4和HNO3的物质的量浓度分别是4 mol/L和2 mol/L,取10 mL此混合液,向其中加入过量的铁粉,待反应结束后,可产生标准状况下的气体的体积为(设反应中HNO3被还原成NO)(　　)‎ A.0.448 L B.0.896 L ‎ C.0.672 L D.0.224 L ‎3.答案　C　10 mL混合液中,n(H2SO4)=0.04 mol,n(HNO3)=0.02 mol,所以n(H+)=0.1 mol,n(NO‎3‎‎-‎)=0.02 mol,加入过量的铁粉后,先发生反应:3Fe+8H++2NO‎3‎‎-‎ 3Fe2++2NO↑+4H2O,H+过量0.02 mol,产生NO气体0.02 mol。过量的H+再与Fe发生反应:2H++Fe Fe2++H2↑,产生0.01 mol H2,故反应结束后共产生气体0.02 mol+0.01 mol=0.03 mol,标准状况下的体积为0.672 L。‎ 27‎ ‎4.取铜镁合金完全溶于浓硝酸中,反应过程中硝酸被还原只产生0.896 L NO2气体和0.672 L N2O4气体(气体体积都已折算为标准状况),在反应后的溶液中加足量的氢氧化钠溶液,生成沉淀质量为3.7 g。则合金中铜与镁的物质的量之比等于(　　)‎ A.1∶1　 B.2∶1‎ C.3∶2　 D.2∶3‎ ‎4.答案　D　假设铜的物质的量为n1 mol,镁的物质的量为n2 mol,由题意可知NO2的物质的量为0.04 mol,N2O4的物质的量为0.03 mol。结合得失电子守恒可知:2n1+2n2=0.04×1+0.03×2,根据最终所得沉淀质量为3.7 g可知:98n1+58n2=3.7,解得:n1=0.02,n2=0.03。‎ 方法技巧 ‎　　硝酸与金属反应的思维模型 题组三　硝酸的工业制法 ‎5.工业上制取硝酸铵的流程图如图,请回答下列问题:‎ 27‎ ‎(1)在上述工业制硝酸的生产中,B设备的名称是　　　　,其中发生反应的化学方程式为　。 ‎ ‎(2)在合成硝酸的吸收塔中通入空气的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)生产硝酸的过程中常会产生一些氮的氧化物,可用如下两种方法处理:‎ 碱液吸收法:NO+NO2+2NaOH 2NaNO2+H2O NH3还原法:　　NH3+　　NO2 　　N2+　　H2O ‎ ‎①配平上述反应的化学方程式。‎ ‎②以上两种方法中,符合绿色化学的是　　　　　　。 ‎ ‎(4)某化肥厂用NH3制备NH4NO3。已知:由NH3制NO的产率是96%,NO制HNO3的产率是92%,则制HNO3所用去的NH3的质量占消耗NH3总质量(不考虑其他损耗)的　　　　%。(结果保留一位小数) ‎ ‎5.答案　(1)转化器　4NH3+5O2 4NO+6H2O ‎(2)可使NO循环利用,全部转化成HNO3‎ ‎(3)①8　6　7　12　②NH3还原法 ‎(4)53.1‎ 解析　(4)设制HNO3消耗NH3的质量为x,‎ NH3　　~　　HNO3‎ x　　 x×96%×92%‎ HNO3　　+　　NH3 NH4NO3‎ x×96%×92%　x×96%×92%‎ xx+x×96%×92%‎‎×100%≈53.1%。‎ ‎ ‎ A组　基础题组 ‎1.(2020浙江海宁高级中学检测)下列由相关实验现象推出的结论正确的是(　　)‎ A.NH4Cl和NH4HCO3受热都能分解,说明可以用加热NH4Cl或NH4HCO3固体的方法制氨气 B.向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀,说明该溶液中一定有SO‎4‎‎2-‎ C.Fe与稀硝酸、稀硫酸反应均有气泡产生,说明Fe与两种酸均发生置换反应 27‎ D.分别将充满HCl、NH3的烧瓶倒置于水中,液面均迅速上升,说明二者均易溶于水 ‎1.答案　D　不能用加热NH4Cl固体的方法制氨气,因为NH3和HCl会在试管里重新化合成NH4Cl;硝酸能将SO‎3‎‎2-‎氧化成SO‎4‎‎2-‎,B项实验不能说明原溶液中一定有SO‎4‎‎2-‎;铁和稀硝酸反应生成的气体是NO不是H2。‎ ‎2.(2020浙江宁波万里国际学校检测)下列说法不正确的是(　　)‎ A.向稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解,再加入Cu(NO3)2固体,铜粉仍不溶解 B.某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,该气体的水溶液显碱性 C.铜与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu+8H++2NO‎3‎‎-‎ 3Cu2++2NO↑+4H2O D.HNO3→NO→NO2,以上各步变化均能通过一步实现 ‎2.答案　A　稀硫酸与铜不反应,向溶液中再加入Cu(NO3)2固体,相当于存在稀硝酸,则铜粉与稀硝酸反应而溶解。‎ ‎3.(2020浙江宁波中学检测)NH3是一种重要的化工原料,可以制备一系列物质(见下图)。下列说法中正确的是(　　)‎ 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发生水解 ‎3.答案　C　A项,NaHCO3不能作化肥;B项,Na2CO3受热时不易分解;C项,NH3和NO2在一定条件下可发生反应:8NH3+6NO2 7N2+12H2O,属于氧化还原反应;D项,NaCl不能水解。‎ 27‎ ‎4.(2019浙江平阳第一中学质量检测)某同学利用如图所示装置进行实验,一段时间后,水沿导管缓慢上升。下列说法错误的是　(　　)‎ A.实验过程中气球体积会发生变化 B.广口瓶中液体的pH减小 C.广口瓶中有化合反应发生 D.试管中不可能发生分解反应 ‎4.答案　D　铜与浓硝酸反应生成的NO2气体进入广口瓶中,与水反应生成NO,NO可能再与水上方的O2化合生成NO2,气体进入气球使其体积变大;广口瓶中有硝酸生成,液体的pH减小;试管中有浓硝酸,有可能发生浓硝酸的分解反应。‎ ‎5.(2019浙江宁波效实中学月考)一定体积0.01 mol·L-1的稀硝酸恰好能氧化一定质量的铁、铝混合物,已知两种金属均被氧化为最高价态,还原产物只有NO。若用0.01 mol·L-1NaOH溶液溶解相同质量的该混合物,当反应完全时所需氢氧化钠溶液的体积是稀硝酸的‎1‎‎5‎,则样品中铁、铝的物质的量之比为(　　)‎ A.2∶3　 B.1∶3 C.1∶4　 D.5∶3‎ ‎5.答案　C　设样品中铁和铝的物质的量分别为x和y,根据Fe+4HNO3(稀) Fe(NO3)3+NO↑+2H2O、Al+4HNO3(稀) Al(NO3)3+NO↑+2H2O,反应中消耗HNO3的物质的量为4x+4y;2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2↑中消耗NaOH的物质的量为y,即y‎4x+4y=‎1‎‎5‎,解得x∶y=1∶4。‎ ‎6.(2020浙江温州第二高级中学月考)FeS与一定浓度的HNO3溶液反应,生成Fe(NO3)3、Fe2(SO4)3、NO2、N2O4、NO和H2O,当NO2、N2O4、NO的物质的量之比为1∶1∶1时,实际参加反应的FeS与HNO3的物质的量之比为(　　)‎ A.1∶6　　　 B.16∶25‎ 27‎ C.2∶11　　　　 D.1∶7‎ ‎6.答案　D　当生成的NO2、N2O4、NO的物质的量之比为1∶1∶1时,若4 mol HNO3被还原得到6 mol电子,当1 mol FeS生成硝酸铁、硫酸铁时化合价的变化为:铁元素升高1价,硫元素升高8价,即共失去9 mol电子,所以参加氧化还原反应的FeS与被还原的HNO3的物质的量之比为1∶6。但是生成物中还有硝酸铁,有一部分硝酸起了酸性介质作用,通过元素守恒可得FeS与HNO3的比例为1∶7。‎ ‎7.(2019江苏盐城四模)研究表明,雾霾中的无机物颗粒主要是硫酸铵和硝酸铵,大气中的氨是雾霾的促进剂。减少氨排放的下列解决方案不可行的是(　　)‎ A.改变自然界氮循环途径,使其不产生氨 B.加强对含氨废水的处理,降低氨气排放 C.采用氨法对烟气脱硝时,设置除氨设备 D.使用生物有机肥料,减少使用化肥 ‎7.答案　A　人类无法改变自然界氮循环途径,使其不产生氨。‎ ‎8.(2019河南名校联考)为了探究氨气的还原性,设计如下实验:‎ 已知:Cu2O呈红色,在酸性条件下不稳定,生成铜和二价铜盐。下列说法错误的是(　　)‎ A.固体X可能是生石灰或氢氧化钠,干燥管中的试剂可能是碱石灰 B.先启动装置①中的反应,当装置④漏斗中产生较多白雾时,再点燃酒精灯 C.在实验室,可以用装置①来制备氧气、二氧化碳或氢气 D.实验结束取少量硬质玻璃管中的红色固体加稀硝酸,若溶液变蓝,则一定含有Cu2O ‎8.答案　D　向生石灰或氢氧化钠固体中滴加浓氨水时,会产生氨气,可用碱石灰干燥氨气,故A正确;先通氨气排尽装置中的空气,当漏斗中氨气遇水产生较多白雾时,表明装置内的空气已经排尽,再点燃装置③处的酒精灯,故B正确;装置①‎ 27‎ 适合“固液不加热制气”,而氧气、二氧化碳和氢气均可在常温下由“固+液”制得,故C正确;铜和氧化亚铜都可以与稀硝酸反应生成硝酸铜,因此不能用稀硝酸检验红色固体是否含有氧化亚铜,应该用稀盐酸或稀硫酸,故D错误。‎ ‎9.(2019湖南岳阳第一中学二检)已知很多气体都能用来做喷泉实验,若在标准状况下两个等体积烧瓶,一个收集满HCl和N2的混合气体,另一个收集满NO2,如图所示,喷泉实验停止后,两个烧瓶内溶液中溶质的物质的量浓度(c)和溶质的质量分数(ω)的关系是(两烧瓶所得溶液密度几乎相等)(　　)‎ A.c和ω都不同　　 B.c和ω都相同 C.c相同,ω不同　　 D.ω相同,c不同 ‎9.答案　C　设标准状况下,两个烧瓶内分别盛有x L HCl、y L NO2,第一个烧瓶中只有HCl溶于水,n(HCl)=xL‎22.4 L/mol=x‎22.4mol,溶液的体积为x L,所以c(HCl)=x/22.4‎x=‎1‎‎22.4‎ mol/L;第二个烧瓶中发生反应:3NO2+H2O 2HNO3+NO,n(HNO3)=‎2‎‎3‎n(NO2)=‎2‎‎3‎×(y‎22.4‎) mol,溶液的体积为‎2‎‎3‎y L,所以c(HNO3)=‎2‎‎3‎‎×(y‎22.4‎)‎‎2‎‎3‎y mol·L-1=‎1‎‎22.4‎ mol/L;由此可以看出两溶液中溶质的物质的量浓度相等。关系式c=1 000ρω/M,可知两溶液的c、ρ(密度)相同,但M(溶质的摩尔质量)不同,所以ω(质量分数)不同。‎ ‎10.(2019辽宁师范大学附属中学一模)取x g铜镁合金完全溶于浓硝酸中,反应过程中硝酸被还原只产生8 960 mL的NO2气体和672 mL的N2O4气体(都已折算为标准状况下的体积),在反应后的溶液中加入足量的氢氧化钠溶液,生成沉淀的质量为17.02 g。则x等于(　　)‎ A.8.64 B.9.20 C.9.00 D.9.44‎ ‎10.答案　B　反应流程为:‎ MgCuMg‎2+‎、Cu‎2+‎NO‎2‎、‎N‎2‎O‎4‎Mg(OH‎)‎‎2‎Cu(OH‎)‎‎2‎ x g=17.02 g-m(OH-),而OH-的物质的量等于镁、铜失去电子的物质的量,等于HNO3得电子的物质的量,即n(OH-)=‎8.96 L‎22.4 L·mol‎-1‎×1+‎0.672 L‎22.4 L·mol‎-1‎×2×1=0.46 mol,所以x g=17.02 g-0.46 mol×17 g·mol-1=9.20 g。‎ B组　提升题组 27‎ ‎11.(2019安徽皖江名校摸底联考)某工厂拟综合处理含NH‎4‎‎+‎的废水和工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO,不考虑其他成分),设计了如图所示流程:‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A.固体1中主要含有CaCO3、CaSO3‎ B.X可以是空气,且需过量 C.捕获剂所捕获的气体主要是CO D.处理含NH‎4‎‎+‎的废水时,发生的反应为NH‎4‎‎+‎+5NO‎2‎‎-‎+4H+ 6NO↑+4H2O ‎11.答案　C　N2、CO2、SO2、NO、CO通过过量的石灰乳,二氧化碳和二氧化硫被吸收,生成碳酸钙和亚硫酸钙,固体1中还含有Ca(OH)2;剩余气体1含有氮气、一氧化氮和一氧化碳,从后面产物有亚硝酸钠分析,通入的X可能是空气,将一氧化氮氧化为二氧化氮,但不能过量,否则不能生成亚硝酸钠;气体2为一氧化碳和氮气,氮气无污染,所以捕获的气体为一氧化碳;铵根离子和亚硝酸根离子发生氧化还原反应生成氮气。‎ ‎12.(2019河北衡水中学联考)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(　　)‎ 27‎ ‎12.答案　A　氯化铵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,A项错误;可以在硬质玻璃管中进行氨还原氧化铜的反应,B项正确;碱石灰可以干燥氨气,C项正确;氨气与稀硫酸反应,用该装置吸收尾气中的氨气可以防止倒吸,D项正确。‎ ‎13.(2020浙江宁波华茂外国语学校检测)亚硝酸钠是一种工业用盐,广泛用于物质合成、金属表面处理等,它的一些性质或用途如图所示,下列说法不正确的是(　　)‎ A.NaNO2的稳定性大于NH4NO2‎ B.NaNO2与N2H4反应,NaNO2是氧化剂 C.可用淀粉碘化钾试纸和食醋鉴别NaCl与NaNO2‎ D.NaN3分解,每产生1 mol N2转移6 mol e-‎ ‎13.答案　D　NH4NO2微热易分解,而NaNO2加热难分解,所以NaNO2的稳定性大于NH4NO2,故A正确;NaNO2与N2H4反应生成NaN3,NaNO2中氮元素的化合价由+3价降低为-‎1‎‎3‎价,是氧化剂,故B正确;NaNO2具有氧化性,在酸性条件下氧化碘化钾,得到单质碘,单质碘使淀粉溶液变蓝,NaCl无氧化性,在酸性条件下不能氧化碘化钾,所以可用淀粉碘化钾试纸和食醋鉴别NaCl与NaNO2,故C正确;NaN3中氮元素的化合价为-‎1‎‎3‎价,生成1个N2转移‎2‎‎3‎个电子,则每产生1 mol N2转移‎2‎‎3‎ mol e-,故D错误。‎ ‎14.(2020浙江温岭新河中学检测)某氮肥NH4HCO3中混有少量(NH4)2CO3,现采用下列方案测定该氮肥中(NH4)2CO3的质量分数:称取5.7 g样品与2.0 mol·L-1 NaOH溶液混合,完全溶解后,低温加热使其充分反应(该温度下铵盐不分解),并使生成的氨气全部被稀硫酸吸收,测得氨气的质量与所用NaOH溶液体积的关系如图所示。请回答下列问题:‎ 27‎ ‎(1)A点前样品与NaOH溶液反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)为使生成的氨气被稀硫酸吸收时不发生倒吸,可以选用下列装置中的　　　　(填字母序号)。 ‎ ‎(3)样品中(NH4)2CO3的质量分数是　　　　%(保留一位小数)。 ‎ ‎(4)当V(NaOH)=50 mL时,生成NH3的质量为　　　　。 ‎ ‎14.答案　(1)HCO‎3‎‎-‎+OH- CO‎3‎‎2-‎+H2O ‎(2)ABD　(3)16.8　(4)0.68 g 解析　(1)样品中的HCO‎3‎‎-‎和NH‎4‎‎+‎都能与OH-反应,只有HCO‎3‎‎-‎反应完之后,NH‎4‎‎+‎才会与OH-反应生成NH3。(2)A、B中的漏斗和球形干燥管能蓄积较多液体,可防止倒吸;NH3不溶于CCl4,D装置也能防止倒吸。(3)设样品中NH4HCO3、(NH4)2CO3的物质的量分别为x mol、y mol,则79x+96y=5.7,2x+2y=0.14。解得:x=0.06,y=0.01。m[(NH4)2CO3]=0.96 g,ω[(NH4)2CO3]=‎0.96 g‎5.7 g×100%≈16.8%。(4)当V(NaOH)=50 mL时,n(NaOH)=0.1 mol。与HCO‎3‎‎-‎反应的NaOH为0.06 mol,与NH‎4‎‎+‎反应的NaOH为0.04 mol,所以生成的NH3为0.04 mol,质量为0.68 g。‎ ‎15.(2019广西桂林中学5月模拟)氨气和氯气是重要的工业原料,室温下某兴趣小组设计了相关实验探究它们的某些性质。实验一:用氨气认识喷泉实验的原理,并测定电离平衡常数K(NH3·H2O)。‎ 图1　喷泉实验装置 27‎ 图2　盐酸滴定氨水的pH曲线 ‎(1)检查图1中装置Ⅰ的气密性的方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)喷泉实验结束后,发现三颈烧瓶未充满水(假如装置的气密性良好),原因是　　　　　　　　　　。用　　　　(填仪器名称)量取25.00 mL喷泉实验后的氨水至锥形瓶中,用0.050 0 mol·L-1盐酸滴定,滴定曲线如图2所示。下列关于该滴定实验的说法中正确的是　　　　(选填字母)。 ‎ A.当pH=7.0时,氨水与盐酸恰好中和 B.选择酚酞作为指示剂,测定结果偏低 C.酸式滴定管未用盐酸润洗会导致测定结果偏低 D.当pH=11.0时,K(NH3·H2O)约为2.27×10-5‎ 实验二:拟用如下装置设计实验来探究纯净、干燥的氯气与氨气的反应。‎ ‎(3)A中所发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)上图中的装置连接顺序为A→　　　　→　　　　→　　　　→　　　　→　　　　(用大写字母表示)。若按照正确顺序连接实验装置后,整套实验装置存在的主要缺点是　　　　　　　　　。 ‎ ‎(5)写出F装置中的反应的一种工业用途:　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 27‎ ‎(6)反应完成后,F装置中底部有固体物质生成。请利用该固体物质设计一个实验方案证明NH3·H2O为弱碱(其余实验用品自选):　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎15.答案　(1)关闭止水夹K,打开分液漏斗的旋塞和盖子,从分液漏斗往烧瓶中加水,若分液漏斗中形成一段水柱且一段时间不变化,说明气密性良好　‎ ‎(2)氨气中混有空气　碱式滴定管(或移液管)　BD　‎ ‎(3)2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2H2O+2NH3↑　‎ ‎(4)D　F　C　E　B　无尾气处理装置　‎ ‎(5)用氨气检验氯气管道是否泄漏　‎ ‎(6)取F装置中的固体物质溶于水配成溶液,测定溶液的pH,若pH<7,可证明NH3·H2O为弱碱 解析　(2)NH4Cl溶液呈酸性,当pH=7.0时,氨水与盐酸没有完全中和,盐酸不足,故A错误;选择酚酞作为指示剂,加入的盐酸不足,测定结果偏低,故B正确;酸式滴定管未用盐酸润洗会导致所加盐酸体积偏大,测定结果偏高,故C错误;由题图可知,恰好完全反应时,盐酸的体积为22.50 mL,c(NH3·H2O)=‎0.050 0×22.5‎‎25.00‎ mol·L-1=0.045 mol·L-1,当pH=11.0时,盐酸的体积为0,K(NH3·H2O)=c(OH‎-‎)·c(NH‎4‎‎+‎)‎c(NH‎3‎·H‎2‎O)‎≈‎1‎0‎‎-3‎×1‎‎0‎‎-3‎‎0.045-1‎‎0‎‎-3‎≈2.27×10-5,故D正确。(4)A制NH3,D干燥NH3,F混合反应气体,C干燥Cl2,E除去Cl2中的HCl,B制取Cl2,装置连接顺序为A→D→F→C→E→B;若按照正确顺序连接实验装置后,整套实验装置存在的主要缺点是无尾气处理装置。‎ 27‎