专题7 氮与社会可持续发展 第三单元 阶段重点突破练(三) (含答案）

专题7 氮与社会可持续发展 阶段重点突破练(三)
一、氮及其氧化物的重要性质及相关计算
1．下列具有氮的固定作用的化学反应是(　　)
A．氮气与氢气在一定条件下反应生成氨气
B．一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮
C．氨气经催化氧化生成一氧化氮
D．由氨气制碳酸氢铵和硫酸铵
2．下列关于氮及其化合物的说法正确的是(　　)
A．N2化学性质稳定，可用作保护气
B．NO、NO2均为大气污染气体，在大气中可稳定存在
C．NO、NO2均易溶于水
D．NO、NO2均能与水发生反应
3．(2022·江苏金湖中学高一期中)下列关于NO2的制取、净化、收集及尾气处理的装置和原理不能达到实验目的的是(　　)
A B C D
制取NO2 净化NO2 收集NO2 尾气处理
4．反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO中，当有6 mol e－发生转移时，被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为(　　)
A．1∶1 B．1∶2 C．2∶1 D．3∶1
5．将a mL NO、b mL NO2和c mL O2混合于同一试管中，将试管倒置于水中，充分反应后，试管内气体全部消失，则a∶b∶c不可能是(　　)
A．1∶1∶1 B．2∶1∶1
C．3∶7∶4 D．1∶5∶2
二、氨及铵盐
6．(2021·全国乙卷，8)在实验室采用如图装置制备气体，合理的是(　　)
选项 化学试剂 制备气体
A Ca(OH)2＋NH4Cl NH3
B MnO2＋HCl(浓) Cl2
C MnO2＋KClO3 O2
D NaCl＋H2SO4(浓) HCl
7.如图所示为“双色双喷泉”实验装置，图中烧瓶内分别充满氨和氯化氢，烧杯内盛装滴有石蕊试液的蒸馏水。下列说法错误的是(　　)
A．在实验室中，可用浓氨水和生石灰制备氨，用浓盐酸和浓硫酸制备氯化氢
B．在实验室中制备干燥的氨和氯化氢时，可选用相同的干燥剂
C．实验中同时打开止水夹a、c、d，即可分别形成蓝色和红色喷泉
D．喷泉结束后，将烧瓶内溶液混合后呈紫色，蒸干可得氯化铵固体
8．厌氧氨化(Anammox)法是一种新型的氨氮去除技术，下列说法正确的是(　　)
A．1 mol NH所含的质子总数为10NA
B．1 mol NH经过过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，得到氮气的体积约为11.2 L(假设每步转化均完全)
C．该过程的总反应是NH＋NO===N2↑＋2H2O
D．该方法每处理1 mol NH需要的NO为0.5 mol
9．将NH4HCO3置于干燥的试管中加热，并使放出的气体依次通过盛有足量过氧化钠和碱石灰的干燥管，最后得到的气体有(　　)
A．NH3，O2 B．H2O，O2
C．CO2，O2 D．O2
10．NH3是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图所示)。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．图中所涉及的反应均为氧化还原反应
三、硝酸的性质和计算
11．实验室可以用如图所示装置制备、干燥、收集气体的是(　　)
A．以MnO2、浓盐酸为原料，制备Cl2
B．以Na2SO3固体、质量分数为70%的浓硫酸为原料，制备SO2
C．以浓氨水、生石灰为原料，制备NH3
D．以Cu、稀硝酸为原料，制备NO
12．(2022·上海曹杨二中高二期末)将铁屑溶于过量盐酸后，再加入下列物质，会有三价铁生成的是(　　)
A．硫酸 B．碘水
C．硝酸锌 D．氯化铜
13．现有稀硫酸和稀硝酸的混合溶液，已知其中稀硫酸和稀硝酸的浓度均为2 mol·L－1。取10 mL混合酸，向其中加入1.92 g铜粉，反应结束后，在标准状况下可收集到气体体积为(假设HNO3只被还原为NO)(　　)
A．0.224 L B．0.336 L
C．0.448 L D．0.672 L
四、氮及其化合物的综合实验
14．(2022·河南高一检测)某化学兴趣小组欲制备氨气并探究其相关性质。请回答下列问题：
(1)如图是制取少量氨气的实验装置：
①在制取氨气的实验装置中，使用湿润棉花(棉花团外侧滴有少量蒸馏水)的作用是______(填一条)。
②干燥管中的碱石灰________(填“能”或“不能”)用无水CaCl2、P2O5代替。
(2)如图为探究氨气的还原性实验装置：
①开始时试管中气体的颜色为________。
②打开K1，室温下将过量的氨气推入试管中，可能出现的现象为____________________，
反应的化学方程式为___________________________________________________________。
③检验试管中固体是否含有氮元素一定用不到的试纸或试剂是________(填字母)。
a．蒸馏水 b．NaOH溶液
c．红色石蕊试纸 d．蓝色石蕊试纸
e．稀硫酸
(3)如图为探究NH3和HCl的有关性质的实验装置：
①得到蓝色喷泉的原因是_____________________________________________________。
②该装置中产生“红蓝双色喷泉”现象的操作方法是_____________________________。
15．甲同学利用如图所示装置进行硝酸、氮氧化物的相关实验：
实验Ⅰ：将铜片放入烧杯A后，立即用烧杯B盖住
(1)烧杯A液体上方出现大量红棕色气体，该反应的化学方程式为___________________。
(2)一段时间后，红棕色气体消失，烧杯C中的液体变成蓝色，甲同学分析出现蓝色的原因，认为其中涉及到两个反应：
①红棕色气体消失，该化学方程式为____________________________________________。
②配平溶液出现蓝色的离子方程式，并用单线桥法标出电子转移的方向和数目：_______I－＋_______NO＋________H＋===________I2＋________NO↑＋______H2O。
(3)打开烧杯B，A中液体上方又出现淡红棕色，该反应的化学方程式为______________。
实验Ⅱ：因为有其他同学对淀粉-KI溶液变蓝的原因提出异议，甲同学将铜片换成铁片放入烧杯A后，立即用烧杯B盖住。
(4)实验前甲同学认为换为铁片后不应出现红棕色气体，淀粉-KI溶液不会变为蓝色，其理由是________________________________________________________________________。
(5)实验开始后，发现确实无红棕色气体生成，但过一段时间后，淀粉-KI溶液仍然变为蓝色，请你帮忙分析其中的原因____________________________________________________。
16．某课外活动小组为了探究木炭与浓硝酸反应后的气态生成物，设计如下实验。
(1)甲同学设计实验如图甲。
红热木炭未进入试管前，浓硝酸上方并无明显变化。当按图甲装置进行实验后，浓硝酸液面上方有明显的红棕色气体产生，且沾有澄清石灰水的玻璃片出现浑浊，后浑浊消失。
①液面上方出现红棕色气体，说明浓硝酸具有________(填字母)。
a．酸性　　b．挥发性　　c．不稳定性
②沾有澄清石灰水的玻璃片出现浑浊，________(填“能”或“不能”)说明木炭与浓硝酸发生了反应，是因为_____________________________________________________________。
(2)乙同学设计实验如图乙。
按图乙装置进行实验后，浓硝酸液面上方有明显的红棕色气体产生，且沾有澄清石灰水的玻璃片无明显变化。沾有澄清石灰水的玻璃片无明显变化，________(填“能”或“不能”)说明木炭与浓硝酸未反应，是因为________________________________________________
____________________________________________________________________________。
(3)丙同学克服了甲、乙同学设计上的缺点，设计实验如图丙。已知酸性高锰酸钾溶液能将NO、NO2氧化成NO，MnO被还原为Mn2＋。
①如图连接装置后，需进行的实验操作为__________________；加热木炭与浓硝酸前需先通一段时间N2，目的是________________________________。
②装置A中木炭与浓硝酸反应的化学方程式为____________________________________
____________________________________________________________________________。
③能证明木炭被氧化的实验现象为______________________________________________
____________________________________________________________________________。
④D装置中发生反应的离子方程式为____________________________________________
____________________________________________________________________________。
阶段重点突破练(三)
1．A　2.A　3.B　4.C　5.B　6.C　7.D
8．C　[1 mol NH所含的质子总数为11NA，A错误；由图可知，该过程的总反应是NH＋NO===N2↑＋2H2O，每处理1 mol NH，需要的NO为1 mol，C正确、D错误。]
9．A　[NH4HCO3分解生成NH3、CO2和H2O，将混合气体通过足量Na2O2，CO2和H2O分别和Na2O2反应生成O2，再通过碱石灰干燥，最终剩余气体为NH3和O2，故选A。]
10．C　[NH4Cl是氮肥，NaHCO3不是化肥，A项错误；NH4Cl、HNO3受热易分解，而Na2CO3受热不易分解，B项错误；NO2与NH3可以发生反应：6NO2＋8NH37N2＋12H2O，该反应是氧化还原反应，C项正确；碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、CO2和H2O，该反应是非氧化还原反应，D项错误。]
11．B　[A项，MnO2和浓盐酸反应，需要加热，此装置图中缺少加热装置，错误；B项，Na2SO3与70%的浓硫酸反应产生SO2，通过浓硫酸进行干燥，因为SO2的密度大于空气，因此用向上排空气法收集，SO2有毒，必须进行尾气处理，正确；C项，NH3能与浓硫酸反应，不能用浓硫酸进行干燥，因为NH3的密度小于空气，因此用向下排空气法收集，错误；D项，NO能与空气中的氧气反应，因此用排水法收集，错误。]
12．C　[铁和过量的盐酸反应生成氯化亚铁，氯化亚铁具有还原性，溶液中氢离子过量，酸性条件下的硝酸根离子具有强氧化性，可将Fe2＋氧化为Fe3＋，故选C。]
13．B　[10 mL混合酸中：n(H＋)＝0.01 L×2×2 mol·L－1＋0.01 L×2 mol·L－1＝0.06 mol，n(NO)＝0.01 L×2 mol·L－1＝0.02 mol。1.92 g Cu的物质的量为＝0.03 mol，
3Cu　＋　2NO　＋　8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
3　　　　 2　　　　8
0.03 mol 　 0.02 mol 0.08 mol
0.03 mol Cu完全反应消耗0.02 mol NO、0.08 mol H＋，消耗H＋物质的量大于0.06 mol，故
H＋不足，由离子方程式可知生成NO为0.06 mol×＝0.015 mol，标况下生成NO的体积为0.015 mol×22.4 L·mol－1＝0.336 L。]
14．(1)①吸收多余的NH3(或防止空气对流，使NH3充满试管)　②不能　(2)①黄绿色　②生成大量白烟，试管内黄绿色气体颜色逐渐变浅至褪去　3Cl2＋2NH3===6HCl＋N2、HCl＋NH3===NH4Cl(或3Cl2＋8NH3===6NH4Cl＋N2)　③de
(3)①氨气极易溶于水，且氨水呈碱性　②先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管，片刻后，再打开b活塞
15．(1)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
(2)①3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
②＋8H＋===3I2＋2NO↑＋4H2O
(3)2NO＋O2===2NO2
(4)常温时铁在浓硝酸中发生钝化(或生成氧化膜，合理即可)
(5)硝酸挥发到淀粉-KI溶液中，将KI氧化为I2
解析　(1)烧杯A液体上方出现大量红棕色气体，是由于浓硝酸被铜还原生成二氧化氮：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。(2)①二氧化氮溶于水生成硝酸和NO，因此红棕色气体消失，该化学方程式为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。②反应中碘元素化合价从－1价升高到0价，失去1个电子，氮元素化合价从＋5价降低到＋2价，得到3个电子，根据得失电子守恒、原子守恒以及电荷守恒可知配平后的离子方程式为6I－＋2NO＋8H＋===3I2＋2NO↑＋4H2O。(3)打开烧杯B，NO与空气中的氧气反应生成二氧化氮，故A中液体上方又出现淡红棕色。(4)由于常温时铁在浓硝酸中发生钝化，不会产生二氧化氮，因此换为铁片后不应出现红棕色气体，淀粉-KI溶液不会变为蓝色。(5)由于浓硝酸易挥发，硝酸挥发到淀粉-KI溶液中，将KI氧化为I2，因此溶液仍然变为蓝色。
16．(1)①bc　②不能　木炭与空气中的氧气反应也能生成CO2，使澄清石灰水变浑浊
(2)不能　挥发出的硝酸和生成的NO2消耗了石灰水
(3)①检查装置气密性　排尽装置中的空气
②C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O
③C中澄清石灰水变浑浊
④5NO＋3MnO＋4H＋===5NO＋3Mn2＋＋2H2O
解析　(1)①木炭未伸入浓硝酸中，液面上方出现红棕色气体，说明试管内含有硝酸蒸气，证明浓硝酸具有挥发性；气体可能是由硝酸分解产生的，因此可以证明浓硝酸化学性质不稳定性，故选b、c。
②木炭和空气中的O2反应也能生成CO2，因此沾有澄清石灰水的玻璃片出现浑浊，并不能证明木炭与浓硝酸发生了反应。
(2)挥发出的硝酸和反应生成的NO2都能与石灰水反应，因此沾有澄清石灰水的玻璃片无明显变化，并不能证明木炭与浓硝酸没有反应。
(3)①装置中涉及气体制备的实验，因此实验开始前要检查装置气密性；为防止空气对实验的干扰，反应前需先通一段时间N2，排尽装置中的空气。
③若澄清石灰水变浑浊，则可以证明木炭被氧化为CO2，因此能证明木炭被氧化的实验现象为C中澄清石灰水变浑浊。
④D装置中NO被氧化为NO，MnO被还原为Mn2＋，发生反应的离子方程式为5NO＋3MnO＋4H＋===5NO＋3Mn2＋＋2H2O。