1、训练(二十一)氮及其重要化合物 1(2021山西太原调研)依据下图中氮元素及其化合物的转化关系，判断下列说法中不 正确的是() AX 是 N2O5 B可用排空气法收集 NO 气体 C工业上以 NH3、空气、水为原料生产硝酸 D从原理上看，NH3可与 NO2反应实现 NH3N2的转化 BNO 遇空气中的氧气被氧化为 NO2，不可用排空气法收集 NO 气体，故 B 错误。 2(2020北京师大附中检测)下图是喷泉实验装置图，下列说法正确的是() A烧瓶中的溶液呈红色，则原气体一定是 SO2 B形成喷泉的原因是烧瓶内压强大于外界大气压 C烧瓶中的溶液呈蓝色，则原气体可能是氨气 D若将石蕊溶液改成氢氧
2、化钠溶液，则 CO、CO2均能形成喷泉 C烧瓶中溶液呈红色， 说明气体为酸性气体，可能是 HCl 等，A 项错误；形成喷泉 的原因是气体溶于水或与水反应，导致烧瓶内气体压强小于外界大气压，B 项错误；烧瓶中 的溶液呈蓝色，说明溶液呈碱性，则原气体可能是氨气，C 项正确；CO 不溶于 NaOH 溶液， 也不发生反应，不能形成喷泉，D 项错误。 3(2020山东临沂模拟)下列制取 NH3、验证其还原性、收集并进行尾气处理的装置和 原理不能达到实验目的的是() D浓氨水滴到碱石灰中，放出大量的热，促使 NH3H2O 分解放出 NH3，A 项正确； NH3中 N 元素显3 价，可被 CuO 氧化生成
3、N2，CuO 被还原为 Cu 而由黑色变为红色，B 项正确；NH3的密度小于空气的密度，可采用向下排空气法收集 NH3，C 项正确；导管末端 插入水中，NH3易溶于水，易引起倒吸，不能起到防止倒吸的作用，D 项错误。 4(2021重庆第一中学检测)如图，试管中充满 NO2，现向其中缓慢通入 O2，用水吸收 NO2(假设每次通入的 O2能完全反应)。下列说法正确的是() A当试管内溶液的 pH 不再变化时，说明 NO2全部转化为 HNO3(假设试管内的溶质不 向水槽中扩散) B当试管内气体不是红棕色时，说明 NO2全部转化为 HNO3 C水槽内的水改为稀盐酸，有利于吸收 NO2 D水槽内的水改为
4、稀 NaOH 溶液，有利于吸收 NO2 D试管中发生反应：4NO2O22H2O=4HNO3，根据 NO2HNO3，c(HNO3) V（NO2） Vm V（溶液） ， 消耗的NO2的体积等于试管中溶液的体积， 即V(NO2)V(溶液)， 则c(HNO3) 1 Vm ，故试管内溶液的 pH 始终不变，A 项错误；根据 3NO2H2O=2HNO3NO，当试 管中气体不是红棕色时， 不能说明 NO2全部转化为 HNO3， B 项错误； NO2与稀盐酸不反应， C 项错误；NO2与 NaOH 溶液能够发生反应：2NO22NaOH=NaNO2NaNO3H2O，水 槽内的水改为稀 NaOH 溶液，有利于吸收
5、 NO2,D 项正确。 5(2021山东青岛检测)为了探究浓硝酸的性质，进行以下五组实验，均观察到红棕色 气体。下列分析错误的是() A将带火星的木条靠近的试管口，木条复燃，说明 NO2能支持燃烧 B中的铁片钝化，红棕色气体由浓硝酸分解产生，中溶液变为绿色 C实验对比，中的红棕色气体可能是由挥发的浓硝酸受热分解产生的 D五支试管中的红棕色气体均为还原产物 B灼热的玻璃棒插入浓硝酸中，HNO3分解生成 NO2、O2和 H2O，带火星的木条靠近 的试管口，木条复燃，说明 NO2和 O2均能支持燃烧，A 项正确；灼热的铁片在浓硝酸中 发生反应，且生成红棕色的 NO2，不能钝化，B 项错误；浓硝酸具有
6、强挥发性，挥发出的 HNO3(g)受灼热木炭作用，发生分解生成红棕色 NO2，C 项正确；红棕色气体均为 NO2，都 是 HNO3被还原生成，均为还原产物，D 项正确。 6 (2021山东日照模拟)室温下， 某兴趣小组用下图所示装置在通风橱中进行如下实验： 实验现象 试管中开始无明显现象，逐渐有微小气泡生成，越来越 剧烈，液面上方出现浅红棕色气体，溶液呈蓝色 试管中剧烈反应，迅速生成大量红棕色气体，溶液呈绿 色；之后向绿色溶液中持续通入 N2，溶液变为蓝色 下列说法不正确的是() A试管中红棕色气体为 NO2，由硝酸还原生成 B等质量的 Cu 完全溶解时，试管中消耗的 HNO3多 C将 Cu
7、换成 Fe 之后重复实验，依然是试管中反应更剧烈 D试管中反应后溶液颜色与试管 I 中的不同，是由于溶有 NO2 CCu 与浓硝酸反应生成 Cu(NO3)2、NO2和 H2O，则试管中红棕色气体为 NO2，A 项正确； 等质量的Cu分别与稀硝酸、 浓硝酸完全反应时， 消耗HNO3的物质的量之比为23， 则试管中消耗的 HNO3多，B 项正确；常温下 Fe 在浓硝酸中发生钝化，试管 I 中反应更 剧烈，C 项错误；试管中反应生成 NO2，绿色溶液持续通入 N2，将溶于溶液中的 NO2排 出，溶液变为蓝色，D 项正确。 7(2021辽宁丹东检测)某学习小组设计实验探究 NO 与铜粉的反应并检验 N
8、O，实验 装置如图所示(夹持装置略)。 实验开始前， 向装置中通入一段时间的 N2， 排尽装置内的空气。 已知：在溶液中 FeSO4NOFe(NO)SO4(棕色)，该反应可用于检验 NO。下列说法中 不正确的是() A装置 F、I 中的试剂依次为水、硫酸亚铁溶液 B若观察到装置 H 中红色粉末变黑色，则 NO 与 Cu 发生了反应 C实验结束后，先熄灭酒精灯，再关闭分液漏斗的活塞 D装置 J 收集的气体中一定不含 NO D装置 F 盛有水，用于吸收挥发出的 HNO3；装置 I 中盛有 FeSO4溶液，用于检验 NO，A 项正确。装置 H 中红色粉末变黑色，说明 Cu 生成了 CuO，则 NO
9、与 Cu 发生了反 应，B 项正确。实验结束时，为防止倒吸，要先熄灭酒精灯，待冷却后关闭分液漏斗的活塞， C 项正确。由于 FeSO4与 NO 的反应是可逆反应，NO 不能被装置 I 中 FeSO4溶液完全吸收， 且 NO 与水不反应，故装置 J 收集的气体中一定含有 NO，D 项错误。 8(2021北京大兴区检测)某学习小组为研究铜与浓、稀 HNO3反应的差异，设计了如 图所示的实验装置。 下列说法不正确的是() A反应开始前通入过量的 CO2气体，目的是排除装置内的空气 BA 中的离子方程式为：Cu2NO 3 4H =Cu22NO22H2O C当 B 中 0.03 mol 铜粉被氧化时，B
10、 中产生的 NO 气体大于 0.02 mol DC 装置中装入一定量的水进行尾气处理 D研究铜与浓、稀 HNO3反应的差异，先利用二氧化碳将装置中的空气排出，防止 Cu 与稀硝酸反应生成的 NO 被氧化，滴加浓硝酸时 Cu 与浓硝酸反应生成二氧化氮，在 B 中发生 3NO2H2O=2HNO3NO、3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O，C 中 收集到 NO 气体，最后尾气处理。反应开始前通入过量的 CO2气体，目的是排除装置内的 空气，A 项正确；A 中铜与浓硝酸反应的离子方程式为 Cu2NO 3 4H =Cu22NO2 2H2O， B 项正确； B 中发生 3NO2H2O=
11、2HNO3NO、 3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2 2NO4H2O，因此当 B 中 0.03 mol 铜粉被氧化时，B 中产生的 NO 气体大于 0.02 mol， C 项正确；NO 不溶于水，C 装置中装入一定量的水不能进行尾气处理，D 项错误。 9 (2021安徽滁州检测)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
12、 20.16 L D反应过程中生成的 Cu(NO3)2既是氧化产物，又是还原产物 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 CuCu2 ，HNO3 NaNO2，51.2 g Cu 的物质的量为 0.8 mol，共失去电子 0.8 mol21.6 mol，由得失电子守 恒可知 HNO3NaNO2得到 1.6 mol 电子，故产物中 NaNO2的物质的量为 0.8 mol，由 Na 原 子守恒可得另一种产物 NaNO3的物质的量为 0.2 mol，A 项正确；常温下，Cu 能与浓硝酸反 应，B 项错误；部分 NO2会转化为 N2O4，而 NO2、N2O4在标准状况下都不是气体，C 项
13、错 误；反应过程中生成的 Cu(NO3)2是氧化产物，不是还原产物，D 项错误。 10(2021黑龙江大庆检测)Zn 与硝酸反应时，硝酸溶液的浓度不同，产物也不同。与 不同浓度硝酸反应时，反应的 Zn 与被还原硝酸的物质的量关系如图。还原产物为 NH4NO3 的曲线是() A生成 1 mol NH4NO3时，HNO3得到 8 mol 电子，据得失电子守恒可知，反应要消耗 4 mol Zn，必然生成 4 mol Zn(NO3)2，故生成 NH4NO3时，消耗 Zn 和被还原的 HNO3的物质 的量之比为 4 mol1 mol41。 11(2019江苏卷，节选)N2O、NO 和 NO2等氮氧化物是
14、空气污染物，含有氮氧化物的 尾气需处理后才能排放。 (1)NO 和 NO2的处理。已除去 N2O 的硝酸尾气可用 NaOH 溶液吸收，主要反应为： NONO22OH =2NO 2 H2O 2NO22OH =NO 2 NO 3 H2O 下列措施能提高尾气中 NO 和 NO2去除率的有_(填字母)。 A加快通入尾气的速率 B采用气、液逆流的方式吸收尾气 C吸收尾气过程中定期补加适量 NaOH 溶液 吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤，得到 NaNO2晶体，该晶体中的主要杂质是 _(填化学式)；吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是_(填化学式)。 (2)NO 的氧化吸收。用 NaClO 溶液吸收硝酸尾
15、气，可提高尾气中 NO 的去除率。其他 条件相同，NO 转化为 NO 3 的转化率随 NaClO 溶液初始 pH(用稀盐酸调节)的变化如图所 示。 在酸性 NaClO 溶液中，HClO 氧化 NO 生成 Cl 和 NO 3 ，其离子方程式为 _。 NaClO溶 液 的 初 始pH越 小 ， NO转 化 率 越 高 。 其 原 因 是 _。 解析(1)根据化学平衡的影响因素，为提高尾气中 NO 和 NO2的去除率，采用气、 液逆流的方式吸收尾气可保证尾气更充分地吸收，吸收尾气过程中定期补加适量 NaOH 溶 液，可提高尾气的转化率。 由尾气吸收的主要反应 NONO22OH =2NO 2 H2O、
16、 2NO22OH =NO 2 NO 3 H2O 可知，吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤，得到 NaNO2晶体，该晶体中含有的 杂质为 NaNO3；NO 不溶于水也不与水反应，吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是 NO。 (2)根据题目信息在酸性 NaClO 溶液中，HClO 氧化 NO 生成 Cl 和 NO 3 ，利用电子 守恒法可配平反应的离子方程式：3HClO2NOH2O=3Cl 2NO 3 5H 。 在酸性条件下，ClO 转化成 HClO，溶液的 pH 越小，生成的 HClO 浓度越大，HClO 的氧化性越强，则 NO 转化率越高。 答案(1)BCNaNO3NO (2)3HClO2NOH
17、2O=3Cl 2NO 3 5H 溶液 pH 越小，溶液中 HClO 的浓度越大，氧化 NO 的能力越强 12(2021云南昆明调研)某校化学研究性学习小组设计实验验证 NH3能还原 CuO，并 对还原产物进行探究。 请回答下列问题： .验证 NH3能还原 CuO (1)试剂 X 为_。 (2)请将提供的装置按合理顺序连接：g_。 (3)装置 B 的作用是_。 (4)证明 NH3能还原 CuO 的实验现象是_。 .探究还原产物的成分 查阅资料Cu2O 粉末呈红色， 在酸性溶液中不稳定： Cu2OH2SO4(稀)=CuCuSO4 H2O。 实验探究 实验操作实验现象实验结论 取 10.4 g 红色
18、固体于烧杯中， 加入足量稀硫酸，充分搅拌， 静置 若无现象 (5)证明红色固体为_(填 名称，下同) 若溶液 变蓝 (6)证明红色固体肯定含有 _，可能含有 _ 取上述反应后的混合物过滤、 洗涤、干燥、称重，得固体 6.4 g (7)经计算，红色固体的成分 及其物质的量为 _ _ 解析(1)氯化铵和氢氧化钙反应生成氯化钙、氨气和水，试剂 X 用于干燥氨气且不与 氨气反应，则为碱石灰。 (2)装置 C 生成氨气后，首先经过 E 干燥，再通入 A 中反应，生成的气体通过 D 进行检 测，最后用 B 装置吸收尾气。所以连接顺序为 gfhabdec。 (3)氨气极易溶于水， 吸收氨气时一定要考虑防止倒
19、吸， B 装置中， 氨气通入后先与 CCl4 接触，并不溶于 CCl4，会溶于上层的水，可以防止倒吸；B 装置前连接 D 装置，其用于检 验 A 装置中是否产生水，则不能让空气中的水蒸气进入 D 装置，所以 B 装置还可以隔绝空 气，防止空气中的水蒸气进入 D 装置中。 (4)A 中黑色粉末变为红色能证明 CuO 与 NH3反应生成了 Cu 或 Cu2O， D 中白色固体变 为蓝色能证明 CuO 与 NH3反应生成了 H2O。 (5)向红色固体中加入稀硫酸无现象，说明红色固体为 Cu，其不与稀 H2SO4反应。 (6)有 CuSO4生成，溶液变蓝，则红色固体中肯定含有 Cu2O，不能确定是否含
20、有 Cu。 (7)所得固体为 Cu，物质的量为 0.1 mol；由反应前红色固体质量为 10.4 g，反应后得固 体质量为 6.4 g，可知红色固体中一定有 Cu2O，Cu2O 的物质的量可根据发生反应的化学方 程式列式进行计算： Cu2O2H =Cu2CuH2O m 1 mol1 mol80 g 0.05 mol0.05 mol4 g 则原固体中还含有 0.05 mol Cu。红色固体的成分及其物质的量：铜和氧化亚铜各 0.05 mol。 答案(1)碱石灰(2)fhabdec (3)吸收尾气，防止倒吸，隔绝空气，防止空气中的水蒸气进入 D 中 (4)A 中黑色粉末变为红色，D 中白色固体变为蓝色 (5)铜(6)氧化亚铜铜(7)铜和氧化亚铜各 0.05 mol
