第4节　氮及其重要化合物

板块三限时规范特训

　时间：45分钟　　　满分：100分　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　

一、选择题(每题6分，共72分)

1．氮元素在海洋中的循环是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程可如图表示。下列关于海洋氮循环的说法正确的是(　　)

A．海洋中的氮循环起始于氮的氧化

B．海洋中的氮循环中属于固氮作用的是③

C．海洋中的反硝化作用一定有氧气的参与

D．向海洋排放含NO的废水会影响海洋中NH的含量

答案　D

解析　海洋中的氮循环起始于N2→NH，即起始于氮的还原，A错误；海洋中的氮循环中属于固氮作用的是②，B错误；反硝化作用中N元素化合价降低，被还原，而O2是常见氧化剂，不需要有O2参与，C错误；转化关系图中若硝酸根离子增多，反硝化作用增强，向海洋排放含NO的废水会影响海洋中NH的含量，D正确。

2．下列关于氮及其化合物的说法错误的是(　　)

A．所有的铵盐都能与烧碱共热生成氨气

B．浓硝酸不论与铜反应还是与碳反应，均体现其酸性和强氧化性

C．一氧化氮结合血红蛋白的能力比一氧化碳还强，更容易造成人体缺氧

D．把带火星的木条伸入充满NO2和O2的混合气体(NO2和O2的物质的量之比为4∶1)的集气瓶中，木条复燃，说明NO2支持燃烧

答案　B

解析　铵盐与烧碱共热发生反应：NH＋OH－NH3↑＋H2O，生成氨气，A正确；浓硝酸与碳共热发生反应：4HNO3(浓)＋CCO2↑＋4NO2↑＋2H2O，浓硝酸只表现强氧化性，B错误；一氧化氮结合血红蛋白的能力比一氧化碳强，C正确；带火星的木条在空气中不复燃，而伸入充满NO2和O2的混合气体(NO2和O2的物质的量之比为4∶1)的集气瓶中，木条复燃，说明NO2支持燃烧，D正确。

3．下列关于浓硝酸和浓硫酸的叙述正确的是(　　)

A．常温下都能用铝制容器贮存

B．露置在空气中，容器内酸液的质量都减轻

C．常温下都能与铜较快地反应

D．露置在空气中，容器内溶质的浓度都升高

答案　A

解析　常温下，浓硝酸和浓硫酸都能使铝发生钝化，所以都能用铝制容器贮存，A正确。浓硝酸具有挥发性，露置在空气中，质量会减小；浓硫酸具有吸水性，露置在空气中，溶液质量会增加，B错误。常温下，浓硝酸与铜可以较快地反应，但是浓硫酸与铜需要加热才能反应，C错误。浓硝酸具有挥发性，露置在空气中，容器内酸液的浓度会降低；浓硫酸具有吸水性，露置在空气中，容器内酸液的浓度也会降低，D错误。

4．[2018·赣州模拟]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，用排水集气法收集产生的气体(假设产物气体只可能是NO或NO2)。下列叙述一定正确的是(　　)

①硝酸浓度越大，消耗的硝酸越少　②硝酸浓度不同，生成的Cu(NO3)2的物质的量相同　③硝酸浓度越大，产生的气体越少　④用排水集气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

答案　B

解析　一定质量的铜分别与足量的稀硝酸和浓硝酸完全反应，发生3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O、Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，①等量的Cu与酸反应，浓硝酸消耗得多，错误；②等量的Cu与酸反应，由铜原子守恒可知生成Cu(NO3)2的物质的量相同，正确；③等量的Cu与酸反应，浓硝酸反应生成气体多，错误；④因3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，最终收集到的气体均为NO，由电子守恒可知，收集到NO的体积相等，正确。

5．实验室采用下列装置制取氨气，正确的是(　　)

答案　D

解析　加热氯化铵固体分解生成的氨气和氯化氢在试管口遇冷后又化合生成氯化铵，不能制取氨气，故A错误；氨气为碱性气体，不能用浓硫酸干燥，故B错误；收集氨气的导管应该插入试管底部，故C错误；氨气极易溶于水，采用倒扣的漏斗可以防止倒吸，故D正确。

6. 为证明稀硝酸与铜反应产物中气体为NO，设计右图实验(实验过程中活塞2为打开状态)，下列说法中不正确的是(　　)

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

答案　A

解析　关闭活塞1，将无法加液体到液面a，A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正确；想证明该气体为NO，必须使NO与O2接触，生成红棕色NO2，D正确。

7．[2017·淮北模拟]无色的混合气体甲，可能含NO、CO2、NO2、NH3、N2中的几种，将100 mL甲气体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，则甲气体的组成为(　　 )

A．NH3、NO2、N2B．NH3、NO、CO2

C．NH3、NO2、CO2D．NO、CO2、N2

答案　B

解析　因是无色混合气体，证明没有NO2的存在，故A、C错误；100 mL气体甲经过浓H2SO4后剩余80 mL说明含有NH3被吸收，又经过一系列实验的处理得酸性溶液且通过足量Na2O2后显红棕色，应存在NH3、NO、CO2气体，故B正确。

8．[2017·河北定州中学期末]铜粉放入稀硫酸中，加热后无明显变化，但加入某盐一段时间后，发现铜粉质量减少，溶液呈蓝色，同时有气体逸出，该盐可能是(　　)

A．FeCl3 B．Na2CO3 C．KNO3 D．FeSO4

答案　C

解析　Cu、稀硫酸、FeCl3混合时，铜和FeCl3发生氧化还原反应，生成氯化亚铁和氯化铜，造成铜粉的质量减少，但没有气体生成，故A错误；Cu与稀硫酸不反应，Na2CO3与稀硫酸反应生成二氧化碳气体，但Cu不溶解，故B错误；Cu、稀硫酸、KNO3混合时发生3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，则铜粉质量减少，同时溶液逐渐变为蓝色，有气体逸出，故C正确；Cu、稀硫酸、FeSO4混合时不反应，故D错误。

9．下列说法正确的是(　　)

A．向盛有Fe(NO3)2溶液的试管中加入稀硫酸，在管口观察到红棕色气体，是HNO3分解生成了NO2

B．可用浓硝酸除去铁表面的镀层银或铜

C．1.0 mol·L－1的KNO3溶液中可大量存在H＋、Fe2＋、I－、Cl－、SO

D．硫化铜溶于硝酸的离子方程式为CuS＋2H＋===H2S↑＋Cu2＋

答案　B

解析　Fe2＋与NO、H＋反应生成NO，NO与空气中的O2反应生成NO2，A错误；常温下，银、铜可与浓硝酸反应，铁遇浓硝酸钝化，B正确；Fe2＋、I－具有还原性，与NO、H＋不能大量共存，C错误；CuS与HNO3发生氧化还原反应不会生成H2S，D错误。

10．下列由相关实验现象所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SO

C．Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应

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

答案　D

解析　A项，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，错误；B项，硝酸能将SO氧化成SO，B项实验不能说明原溶液中一定有SO；C项，铁和稀硝酸反应生成的气体是NO，不是发生置换反应，错误；D项正确。

11．有一稀硫酸和稀硝酸的混合酸，其中H2SO4和HNO3的物质的量浓度分别是4 mol·L－1和2 mol·L－1，取10 mL此混合酸，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．0.672 L C．0.896 L D．0.224 L

答案　B

解析　金属和混酸反应通过离子方程式计算比较简便，3Fe＋8H＋＋2NO===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O(铁过量，产物为Fe2＋)，反应中Fe和H＋过量，生成的NO的量以NO为准来计算，共得NO 0.448 L，若只考虑到这一步反应，得答案A是错误的，因为过量的铁还可以和溶液中过量的H＋反应产生H2，即有Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，生成的H2为0.224 L，所以气体体积共计0.672 L，应选B。

12．[2017·江西师大附中期末]1.52 g铜镁合金完全溶解于50 mL密度为1.40 g·cm－3、质量分数为63%的浓硝酸中，得到NO2和N2O4的混合气体物质的量为0.05 mol，向反应后的溶液中加入1.0 mol·L－1 NaOH溶液，当金属离子全部沉淀时，得到2.54 g沉淀。下列说法不正确的是(　　)

A．该合金中铜与镁的物质的量之比是1∶2

B．该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14.0 mol·L－1

C．NO2和N2O4的混合气体中，NO2的体积分数是80%

D．得到2.54 g沉淀时，加入NaOH溶液的体积是640 mL

答案　A

解析　2.54 g沉淀为氢氧化铜、氢氧化镁，故沉淀中氢氧根的质量为2.54 g－1.52 g＝1.02 g，即0.06 mol。根据电荷守恒，金属提供电子的物质的量等于氢氧根的物质的量，设铜、镁合金中 Cu、Mg的物质的量分别为x mol、y mol，则：

，解得x＝0.02，y＝0.01。所以合金中铜与镁的物质的量之比是0.02 mol∶0.01 mol＝2∶1，A错误；该浓硝酸密度为1.40 g·cm－3、质量分数为63%，故该浓硝酸的物质的量浓度为mol·L－1＝14.0 mol·L－1，B正确；NO2和N2O4混合气体物质的量为0.05 mol，设NO2为a mol，N2O4为(0.05－a) mol，则a×1＋(0.05－a)×2×1＝0.06，解得a＝0.04，NO2和N2O4的物质的量之比为4∶1，NO2的体积分数是×100%＝80%，C正确；反应后溶质为硝酸钠，根据氮元素守恒可知，硝酸钠的物质的量为0.05 L×14 mol·L－1－0.04 mol－0.01 mol×2＝0.64 mol，根据钠离子守恒，n(NaOH)＝n(NaNO3)＝0.64 mol，故需要NaOH溶液的体积为＝0.64 L，D正确。

二、非选择题(共28分)

13．(13分)制备氮化镁的装置示意图如下：

回答下列问题：

(1)检查装置气密性的方法是__________________________，

a的名称是________，b的名称是________。

(2)写出NaNO2和(NH4)2SO4反应制备氮气的化学方程式_____________________________________________________。

(3)C的作用是______________，D的作用是__________________，是否可以把C与D的位置对调并说明理由________________。

(4)写出E中发生反应的化学方程式____________________________________________________________

________________________________________________________。

答案　(1)微热b，若G中有气泡冒出，停止加热冷却后，G中插在溶液里的玻璃管内形成一段水柱，则气密性良好 分液漏斗 圆底烧瓶

(2)(NH4)2SO4＋2NaNO22N2↑＋Na2SO4＋4H2O

(3)除去氧气(及氮氧化物) 除去水蒸气 不能，对调后无法除去水蒸气

(4)N2＋3MgMg3N2

解析　(1)检查装置气密性时要先形成一个密闭体系再进行操作，要特别注意回答时必须答出“G中插在溶液里的玻璃管内形成一段水柱”。

(2)(NH4)2SO4与NaNO2反应产生N2应属于氧化还原反应中的归中反应，据此不难写出该反应的化学方程式。

(3)反应体系中有空气和制备N2过程中产生的一些氮氧化物，用FeSO4饱和溶液的目的是除去这些物质，以免与Mg发生反应；水蒸气会影响N2与Mg的反应，故D的作用是除去水蒸气。

14．(15分)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。

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

请按要求回答下列问题：

(1)检查完该装置的气密性，装入药品后，实验开始前通入一段时间气体Ar，然后关闭弹簧夹，再滴加浓硝酸，加热控制B中导管均匀地产生气泡，上述操作的作用是________________________。

(2)B中观察到的主要现象为_______________________，发生反应的离子方程式是_____________________________________。

(3)装置D的作用是______________________，发生反应的离子方程式是____________________________________________。

(4)预测C中反应开始阶段，固体产物除NaNO2外，还含有的副产物有Na2CO3和____________。为避免产生这些副产物，应在B、C装置间增加装置E，则E中盛放的试剂名称为________。

(5)利用改进后的装置，将3.12 g Na2O2完全转化为NaNO2，理论上至少需要木炭________g。

答案　(1)排尽装置内的空气，防止生成的NO被O2氧化

(2)导管口有气泡冒出，红棕色气体消失，铜片溶解，表面有气泡生成，溶液变蓝

3NO2＋H2O===2H＋＋2NO＋NO↑、3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O

(3)吸收未反应的NO

3MnO＋5NO＋4H＋===3Mn2＋＋5NO＋2H2O

(4)NaOH　碱石灰　

(5)0.48

解析　(1)根据题干中所给信息，本题涉及的反应①在装置C中进行时要有NO参与，实验前通入一段时间气体Ar，是为了排出装置内的空气，防止装置B中生成的NO被空气中的氧气氧化而干扰实验。

(2)装置A中生成的二氧化氮在装置B中和水发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，产物硝酸再和铜反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，所以反应现象为导管口有气泡冒出，红棕色气体消失，铜片溶解，表面有气泡生成，溶液变蓝。

(3)通过装置D中酸性高锰酸钾溶液除去未反应的NO，根据信息③NO和MnO的氧化还原反应原理，由得失电子守恒和原子守恒配平反应：5NO＋3MnO＋4H＋===5NO＋3Mn2＋＋2H2O。

(4)由题意推断碳酸钠是由二氧化碳和过氧化钠发生反应生成的，由此推断一氧化氮携带的水蒸气和过氧化钠反应会生成氢氧化钠，所以要避免生成碳酸钠和氢氧化钠，需除去二氧化碳和水蒸气，因此为避免产生这些副产物应在B、C装置间增加盛有碱石灰的装置。

(5)3.12 g过氧化钠的物质的量为0.04 mol，与NO反应完全转化成为亚硝酸钠，根据①2NO＋Na2O2===2NaNO2，生成NaNO2的物质的量为0.08 mol，需要NO的物质的量为0.08 mol。由反应C＋4HNO3(浓) CO2↑＋4NO2↑＋2H2O、3NO2＋H2O===2HNO3＋NO、3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O得出关系

即C～2NO，可求得碳的物质的量为0.04 mol，故理论上至少需要木炭0.48 g。

2019版高考化学一轮复习第4章非金属及其化合物第4节氮及其重要化合物限时规范特训