第03讲 氮及其重要化合物（专项训练）（天津专用）2026年高考化学一轮复习讲练测

第03讲 氮及其重要化合物 目 录 01 课标达标练 题型01 氮气及其氧化物的性质和应用 题型02 硝酸的性质及应用 题型03 氨 铵盐的性质及应用 题型04 氨的制取及性质综合实验 题型05 含氮物质的相互转化 02 核心突破练 03 真题溯源练 01 氮气及其氧化物的性质和应用 1．【氮的固定+反应机理】自然界中时刻存在着氮气的转化。实现氮气按照一定方向转化一直是科学领域研究的重要课题，如图为N2分子在催化剂的作用下发生的一系列转化示意图。下列叙述正确的是( ) A．N2→NH3，NH3→NO均属于氮的固定 B．在催化剂a作用下，N2发生了氧化反应 C．催化剂a、b表面均发生了极性共价键的断裂 D．使用催化剂a、b均可以提高单位时间内生成物的产量 2．下列关于氮的氧化物的说法正确的是( ) A．NO和NO2在一定条件下可以相互转化 B．NO可以用向上排空气法收集 C．NO2与H2O反应生成HNO3，所以NO2是酸性氧化物 D．NO2可由N2和O2直接化合得到 3．【脱硫脱硝】煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx，是大气的重要污染源之一。用Ca(ClO)2溶液对烟气[n(SO2)∶n(NO)＝3∶2]同时脱硫脱硝(分别生成SO、NO)，测得NO、SO2脱除率如图，下列说法不正确的是( ) A．SO2和NOx都会形成酸雨，NOx还会形成光化学烟雾 B．随着脱除反应的进行，吸收溶液的pH逐渐减小 C．SO2脱除率高于NO的原因可能是SO2在水中的溶解度大于NO D．依据图中信息，在80 min时，吸收液中n(NO)∶n(Cl－)＝2∶3 02 硝酸的性质及应用 4．某同学设计实验探究金属与硝酸的反应如下： 步骤 现象 Fe表面产生大量无色气泡，液面上方变为红棕色 Fe表面产生少量红棕色气泡后，迅速停止 Fe、Cu接触后，其表面均产生红棕色气泡 下列说法不正确的是( ) A．Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式：2NO＋O2===2NO2 B．Ⅱ中的现象说明Fe表面形成致密的氧化层，阻止Fe进一步反应 C．对比Ⅰ、Ⅱ中现象，说明稀硝酸的氧化性强于浓硝酸 D．针对Ⅲ中现象，在Fe、Cu之间连接电流表，可判断Fe是否被氧化 5．某实验小组欲探究浓硝酸的性质。 Ⅰ.木炭与浓硝酸反应： (1)甲同学设计了图1装置(夹持装置省略)，认为若有红棕色气体产生就说明木炭与浓硝酸发生了反应。写出木炭与浓硝酸反应的化学方程式：______________________________________。 (2)乙同学认为红棕色气体不能作为木炭与浓硝酸反应的证据，其理由是____________________________。 (3)乙同学设计了图2装置实验(夹持装置省略)，木炭能燃烧，并产生红棕色气体。针对该实验现象，乙同学做出如下假设： 假设a：________________________________________； 假设b：红热木炭使HNO3分解产生NO2，NO2可能具有助燃性，木炭燃烧； 假设c：红热木炭使HNO3分解产生O2，木炭在O2中燃烧； 假设d：红热木炭使HNO3分解产生NO2和O2，共同作用使木炭燃烧； …… (4)设计实验证明假设b成立，请将实验方案补充完整。 A．实验方法：________________________________________。 实验现象：木炭在该气体中持续燃烧，火焰迅速变亮，集气瓶中气体颜色变浅直至无色，产生的气体能使澄清石灰水变浑浊，且遇空气不变色。 B．根据实验现象写出木炭与此气体反应的化学方程式：_____________________________。 Ⅱ.设计硝酸在不同条件下分解的实验，方案见下表： 装置 操作及现象 先点燃ⅰ处酒精灯，溶液沸腾后没有观察到红棕色气体产生。然后撤走ⅰ处酒精灯，点燃ⅱ处酒精灯并加热试管中部，很快看到大量红棕色气体产生 光照8小时，溶液不变黄 光照几分钟后看到液面上方出现红棕色，溶液变黄 (5)分析上述现象，得出使硝酸成功分解的关键是__________________________________。 03 氨、铵盐的性质及应用 6．下列关于氨的说法不正确的是( ) A．NH3易液化、易溶于水均与氢键的形成有关 B．当图中烧瓶中溶液红色不变时，NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－达平衡 C．将图中盛有NH3和HCl的集气瓶位置互换，更有利于二者的反应 D．加热NH4Cl固体，将产生气体通过碱石灰除去HCl，可获得纯净的NH3 7．某同学探究氨气和铵盐的性质，对相关实验操作及现象描述正确的是( ) A．室温下测定等浓度氨水和NaOH溶液的pH，比较NH3·H2O和NaOH碱性强弱 B．向试管中滴加稀NaOH溶液，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，若试纸不变蓝，则原溶液中无NH C．液氨作为清洁能源的反应原理是4NH3＋5O24NO＋6H2O D．加热可除去NH4Cl中的少量NaHCO3 8．某同学进行如下实验： 项目 实验步骤 实验现象 Ⅰ 将NH4Cl固体加入试管中，并将湿润的pH试纸置于试管口，试管口略向下倾斜，对试管底部进行加热 试纸颜色变化：黄色→蓝色(pH≈10)→黄色→红色(pH≈2)；试管中部有白色固体附着 Ⅱ 将饱和NH4Cl溶液滴在pH试纸上 试纸颜色变化：黄色→橙黄色(pH≈5) 下列说法不正确的是( ) A．根据Ⅰ中试纸变蓝，说明NH4Cl发生了分解反应 B．根据Ⅰ中试纸颜色变化，说明氨气比氯化氢气体扩散速率快 C．Ⅰ中试纸变成红色，是由于NH4Cl水解造成的 D．根据试管中部有白色固体附着，说明不宜用加热NH4Cl的方法制备NH3 04 氨的制取及性质综合实验 9．用下图装置(夹持装置已略去)进行NH3的制备及性质实验。下列说法不正确的是( ) A．甲中制备NH3利用了NH3·H2O的分解反应 B．乙中的集气瓶内a导管短、b导管长 C．若将丙中的CCl4换成苯，仍能防止倒吸 D．向收集好的NH3中通入少量Cl2，可能观察到白烟 10．【氨气的制取与含氮化合物的制备】氮化铬具有极高的硬度和力学强度、优异的抗腐蚀性能和高温稳定性，因而具有广泛的应用前景。实验室制备CrN的反应原理为CrCl3＋NH3CrN＋3HCl，装置如图所示： 下列说法错误的是( ) A．装置①还可以用于制取O2、Cl2、CO2等气体 B．装置②④中可分别盛装NaOH溶液、KOH固体 C．装置③中也可盛装维生素C，其作用是除去氧气 D．装置⑤中产生的尾气冷却后用水吸收得到纯盐酸 05 含氮物质的相互转化 11．依据下图中氮元素及其化合物的转化关系，判断下列说法不正确的是(　　) A．X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NH3→N2的转化 12．(2024·经典习题汇编)某化合物X由三种元素组成，某学习小组进行了如下实验： (1)化合物X的化学式为___________。 (2)混合气体N通入足量的NaOH溶液中，恰好完全反应生成一种盐，其离子反应方程式为_______________________________________________________。 (3)黑色固体Y与NH3反应的化学方程式为____________________________________________。 (4)若以X·3H2O进行实验，在170 ℃时可以生成一种中间产物W。0.1 mol化合物W能与0.6 mol HCl刚好完全反应，若0.1 mol化合物W再继续加热生成黑色固体Y的质量为32.0 g。则化合物W的化学式为_____________________。 (5)混合气体N有毒，为保护环境，可以用保险粉(Na2S2O4)吸收。请说明混合气体N能用保险粉吸收的理由_______________________________________________________。 1．（2025•天津市•和平区•二模）下列说法不正确的是（　　） A．晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，常用于制造光导纤维 B．Na2O2能与CO2反应产生O2可作供氧剂 C．维生素C具有还原性，可用作食品抗氧化剂 D．HNO3见光易分解，应保存在棕色试剂瓶中 2．下列关于自然界中氮循环的说法错误的是(　　) A．氮肥均含有NH B．雷电作用固氮中氮元素被氧化 C．碳、氢、氧三种元素参与了自然界中氮循环 D．合成氨工业的产品可用于侯氏制碱法制备纯碱 3．下列关于氨水的说法中，不正确的是(　　) A．氨水和液氨不同，氨水是混合物，液氨是纯净物 B．氨水中物质的量浓度最大的粒子是NH3·H2O(水除外) C．氨水显弱碱性，是弱电解质 D．在1 mol·L－1氨水中，NH3·H2O、NH、NH3的物质的量浓度之和为1 mol·L－1 4．硝酸被称为“国防工业之母”是因为它是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸的性质不相对应的一组是(　　) A．浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红后褪色——酸性和强氧化性 B．不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性 C．要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性 D．能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液的红色褪去——强氧化性 5．下列是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是(　　) 6．【全氮类物质的结构和性质】全氮类物质具有高密度、超高能量及爆炸产物无污染等优点。中国科学家成功合成全氮阴离子N，N是制备全氮类物质NN的重要中间体，下列说法中不正确的是(　　) A．全氮类物质属于绿色能源 B．每个N中含有35个质子 C．每个N中含有35个电子 D．NN结构中含共价键 7．下图是某元素的价类二维图，其中X是一种强碱，A为正盐，通常条件下Z是无色液体，D的相对分子质量比E小16，各物质转化关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A．A是可与草木灰混合使用的肥料 B．C可用排空气法收集 C．F和B能发生复分解反应生成盐 D．B在一定条件下可直接与Y反应生成D 8．【实验装置改进+微型实验】“封管试验”具有简易、方便、节约、绿色等优点。观察下列四个“封管试验”(夹持装置已略去)，判断下列说法正确的是(　　) A．加热时，a上部聚集了固体NH4Cl，说明NH4Cl的热稳定性比较好 B．加热时，发现b中I2变为紫色蒸气，在上部又聚集为紫黑色的固体 C．加热时，c中溶液红色变深，冷却后又变浅 D．水浴时，d内气体颜色变浅，e内气体颜色加深 9．科学家从化肥厂生产的(NH4)2SO4中检出化学式为N4H4(SO4)2的物质，该物质的晶体中含有SO和N4H两种离子，当N4H遇到碱性溶液时，会生成N4分子。下列说法正确的是(　　) A．14N、N4与N2互为同位素 B．N4H4(SO4)2的电离方程式为N4H4(SO4)2N4H＋2SO C．N4H4(SO4)2不能与草木灰、K3PO4等化肥混合施用 D．N4H4(SO4)2中只含共价键，不含离子键 10．某兴趣小组设计用铁粉将NO还原为N2(同时生成FeO)。下列说法不正确的是(　　) 已知：①浓硝酸可氧化NO；②NaOH溶液能吸收NO2，不吸收NO。 A．装置的连接顺序为a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d B．装置E中发生反应的化学方程式为2NO＋2Fe2FeO＋N2 C．装置D的作用是吸收挥发出来的硝酸和产生的NO2 D．装置B的作用是干燥，防止水蒸气进入E中干扰反应 11．已知饱和氯化铵溶液与亚硝酸钠晶体混合加热可制备氮气。利用如图装置制取氮气，并用氮气制备Ca3N2，Ca3N2遇水发生水解反应。下列说法错误的是(　　) A．①中发生的化学反应为NaNO2＋NH4ClNaCl＋N2↑＋2H2O B．④、⑥中依次盛装的试剂可以是浓H2SO4、碱石灰 C．③中盛放的试剂是NaOH溶液 D．实验结束，取⑤中的少量产物于试管中，加适量蒸馏水，可以使试管口湿润的红色石蕊试纸变蓝 12．【实验探究含氮物质的转化】亚硝酸钠是一种工业盐，在生产、生活中应用广泛。现用下图所示装置(夹持装置已省略)及药品探究亚硝酸钠与硫酸的反应及气体产物的成分。 已知气体的沸点为NO2：21 ℃，NO：－152 ℃。 下列说法错误的是(　　) A．用装置b代替装置a的好处是便于控制反应的发生与停止 B．反应前应打开弹簧夹，先通入一段时间氮气，除去装置中的空气 C．装置中冰水浴的作用是冷凝，使NO2液化 D．装置中热水浴有利于促进NO2生成，便于检验是否有NO生成 13．【铁与硝酸反应+图像分析】如图表示铁与不同浓度硝酸反应时，各种还原产物的相对含量与硝酸溶液浓度的关系，则下列说法不正确的是(　　) A．一般来说，硝酸与铁反应的还原产物不是单一的 B．用一定量的铁粉与大量的9.75 mol·L－1 HNO3溶液反应得到标准状况下气体2.24 L，则参加反应的硝酸的物质的量为0.1 mol C．硝酸的浓度越大，其还原产物中价态越高的成分越多 D．当硝酸浓度为9.75 mol·L－1时还原产物是NO、NO2、N2O，且其物质的量之比为5∶3∶1 14．如图是氮元素的几种价态与物质类别的对应关系，回答下列问题： (1)写出N2的一种用途：________________________。 (2)从N元素化合价分析，N2具有氧化性和还原性。各举一例说明(用化学方程式表示) 氧化性：____________________________________。 还原性：_____________________________________。 (3)HNO3与图中的物质C常用于检验Cl－的存在，则C的化学式为_____________。 (4)实验室制取物质B的化学方程式为_____________________________________。 (5)NO2与水反应生成物质A的化学方程式为____________________________________。 (6)浓硝酸与木炭在加热条件下反应的化学方程式为__________________________________。 15．某化学研究性学习小组的同学根据理论分析推测出NO具有氧化性，他们设想利用如图所示装置验证NO的氧化性(已知NO2＋OH－―→NO＋NO＋H2O，夹持装置已省略)。 (1)判断NO有氧化性的理论依据是______________________________，本套装置气密性检查较简便的操作是____________________________________________________________，装置A中反应的离子方程式为____________________________。 (2)装置C中试剂X是________，装置B的作用是____________________________________。 (3)本套装置有一个明显的错误，下列分析中正确的是________(填字母)。 A．装置B中导管不应插入液面以下 B．装置E无法吸收NO C．实验开始后，应不断地向装置E中通入空气 (4)本实验结束时装置D中试管内得到黑色粉末，对黑色粉末的成分，小组的同学提出了不同的看法： a．是FeO　　　b．是Fe3O4　　　c．是FeO与Fe3O4 ①甲同学认为仅用磁铁就可以确定黑色粉末的成分到底是哪种情况，他判断的依据与结论是______________________________________________________________________________。 ②若用化学方法分析a组和c组中的黑色粉末，则需要使用三种试剂，这三种试剂是_______________________________。 16．甲、乙两同学用下图所示装置进行实验，探究硝酸与铁反应的产物(加热装置省略)。 文献记载：ⅰ.在浓硝酸和活泼金属反应过程中，随着硝酸浓度的降低，其生成的产物有＋4、＋2、－3价等氮的化合物。 ⅱ.FeSO4＋NOFe(NO)SO4(棕色)(ΔH<0)。 ⅲ.NO2和NO都能被KMnO4氧化吸收。 甲的实验操作和现象记录如下： 实验操作 实验现象 打开弹簧夹，通入一段时间CO2，关闭弹簧夹 － 打开分液漏斗活塞，将浓硝酸缓慢滴入烧瓶中，关闭活塞 无明显现象 加热三颈烧瓶，反应开始后停止加热 ①A中有红棕色气体产生，一段时间后，气体颜色逐渐变浅；B中溶液变棕色；C中溶液紫色变浅； ②反应停止后，A中无固体剩余 请回答下列问题： (1)滴入浓硝酸加热前没有明显现象的原因是______________________________________。 (2)检验是否生成－3价氮的化合物，应进行的实验操作是___________________________。 (3)甲取少量B中溶液，加热，实验现象是________________________________________。请用平衡移动原理解释原因：___________________________________________________。甲依据该现象得出的结论是A中有NO生成。 (4)乙认为甲得出A中有NO生成的证据不足。为获取充足的证据，乙仍采用该装置和操作进行对照实验，乙作出的改变是________________________________，证明有NO生成的实验现象是____________________________________________________。 1. （天津卷2023）实验室制备和收集相应气体可使用下图装置的是 A. Fe与稀硝酸反应制NO B. MnO2与浓盐酸共热制备Cl2 C. NaOH与浓氨水制备NH3 D. Na2SO3与浓硫酸制备SO2 2.（天津卷2022）燃油汽车行驶中会产生CO、NO等多种污染物。下图为汽车发动机及催化转化器中发生的部分化学反应。以下判断错误的是 A. 甲是空气中体积分数最大的成分 B. 乙是引起温室效应的气体之一 C. 反应(Ⅰ)在常温下容易发生 D. 反应(Ⅱ)中NO是氧化剂 3.(2024·湖北选择考)碱金属的液氨溶液含有的蓝色溶剂化电子[e(NH3)n]-是强还原剂。锂与液氨反应的装置如图(夹持装置略)。下列说法错误的是 (　　) A.碱石灰有利于NH3逸出 B.锂片必须打磨出新鲜表面 C.干燥管中均可选用P2O5 D.双口烧瓶中发生的变化是Li+nNH3===Li++[e(NH3)n]- 4.(2024·全国甲卷)四瓶无色溶液NH4NO3、Na2CO3、Ba(OH)2、AlCl3，它们之间的反应关系如图所示。其中a、b、c、d代表四种溶液，e和g为无色气体，f为白色沉淀。下列叙述正确的是 (　　) A.a呈弱碱性 B.f可溶于过量的b中 C.c中通入过量的e可得到无色溶液 D.b和d反应生成的沉淀不溶于稀硝酸 5.(2024·安徽选择考)地球上的生物氮循环涉及多种含氮物质，转化关系之一如下图所示(X、Y均为氮氧化物)，羟胺(NH2OH)以中间产物的形式参与循环。常温常压下，羟胺易潮解，水溶液呈碱性，与盐酸反应的产物盐酸羟胺([NH3OH]Cl)广泛用于药品、香料等的合成。 　　已知25 ℃时，Ka(HNO2)=7.2×10-4，Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5，Kb(NH2OH)=8.7×10-9。 NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　) A.标准状况下，2.24 L X和Y混合气体中氧原子数为0.1NA B.1 L 0.1 mol·L-1 NaNO2溶液中Na+和N数均为0.1NA C.3.3 g NH2OH完全转化为N时，转移的电子数为0.6NA D.2.8 g N2中含有的价电子总数为0.6NA 6.(2024·湖南选择考)某学生按图示方法进行实验，观察到以下实验现象： ①铜丝表面缓慢放出气泡，锥形瓶内气体呈红棕色； ②铜丝表面气泡释放速度逐渐加快，气体颜色逐渐变深； ③一段时间后气体颜色逐渐变浅，至几乎无色； ④锥形瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升，最终铜丝与液面脱离接触，反应停止。 下列说法正确的是(　　) A.开始阶段铜丝表面气泡释放速度缓慢，原因是铜丝在稀HNO3中表面钝化 B.锥形瓶内出现了红棕色气体，表明铜和稀HNO3反应生成了NO2 C.红棕色逐渐变浅的主要原因是3NO2+H2O===2HNO3+NO D.铜丝与液面脱离接触，反应停止，原因是硝酸消耗完全 7. (2024·北京等级考)HNO3是一种重要的工业原料。可采用不同的氮源制备HNO3。 (1)方法一：早期以硝石(含NaNO3)为氮源制备HNO3，反应的化学方程式为H2SO4(浓)+NaNO3=== NaHSO4+HNO3↑。该反应利用了浓硫酸的性质是酸性和　　 　　。  (2)方法二：以NH3为氮源催化氧化制备HNO3，反应原理分三步进行。 NH3NONO2HNO3 ①第Ⅰ步反应的化学方程式为 　 。  ②针对第Ⅱ步反应进行研究：在容积可变的密闭容器中，充入2n mol NO和n mol O2进行反应。在不同压强下(p1、p2)，反应达到平衡时，测得NO转化率随温度的变化如图所示。解释y点的容器容积小于x点的容器容积的原因  　。  (3)方法三：研究表明可以用电解法以N2为氮源直接制备HNO3，其原理示意图如下。 ①电极a表面生成N的电极反应式： 　 。  ②研究发现：N2转化可能的途径为N2NON。电极a表面还发生iii.H2OO2。iii的存在，有利于途径ii，原因是  　。  (4)人工固氮是高能耗的过程，结合N2分子结构解释原因　 。  方法三为N2的直接利用提供了一种新的思路。 1 / 24 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第03讲 氮及其重要化合物 目 录 01 课标达标练 题型01 氮气及其氧化物的性质和应用 题型02 硝酸的性质及应用 题型03 氨 铵盐的性质及应用 题型04 氨的制取及性质综合实验 题型05 含氮物质的相互转化 02 核心突破练 03 真题溯源练 01 氮气及其氧化物的性质和应用 1．【氮的固定+反应机理】自然界中时刻存在着氮气的转化。实现氮气按照一定方向转化一直是科学领域研究的重要课题，如图为N2分子在催化剂的作用下发生的一系列转化示意图。下列叙述正确的是( ) A．N2→NH3，NH3→NO均属于氮的固定 B．在催化剂a作用下，N2发生了氧化反应 C．催化剂a、b表面均发生了极性共价键的断裂 D．使用催化剂a、b均可以提高单位时间内生成物的产量 答案 D 解析　氮的固定是指氮由游离态转变为化合态，NH3→NO不属于氮的固定，故A错误；由示意图可知，在催化剂a的表面只发生了非极性共价键的断裂，没有发生极性共价键的断裂，故C错误。 2．下列关于氮的氧化物的说法正确的是( ) A．NO和NO2在一定条件下可以相互转化 B．NO可以用向上排空气法收集 C．NO2与H2O反应生成HNO3，所以NO2是酸性氧化物 D．NO2可由N2和O2直接化合得到 答案 A 解析　NO与氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸和NO，则NO和NO2在一定条件下可以相互转化，故A正确；NO与氧气反应，不能选排空气法收集，应选排水法收集，故B错误；NO2与H2O反应生成HNO3，还生成NO，且N元素的化合价发生变化，为氧化还原反应，可知NO2不属于酸性氧化物，因酸性氧化物与水反应生成对应的酸，且无元素的化合价变化，故C错误；由N2和O2直接化合生成NO，然后NO与氧气反应生成二氧化氮，则NO2不能由N2和O2直接化合得到，故D错误。 3．【脱硫脱硝】煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx，是大气的重要污染源之一。用Ca(ClO)2溶液对烟气[n(SO2)∶n(NO)＝3∶2]同时脱硫脱硝(分别生成SO、NO)，测得NO、SO2脱除率如图，下列说法不正确的是( ) A．SO2和NOx都会形成酸雨，NOx还会形成光化学烟雾 B．随着脱除反应的进行，吸收溶液的pH逐渐减小 C．SO2脱除率高于NO的原因可能是SO2在水中的溶解度大于NO D．依据图中信息，在80 min时，吸收液中n(NO)∶n(Cl－)＝2∶3 答案 D 解析　SO2和NOx，分别可以形成硫酸型酸雨和硝酸型酸雨，光化学烟雾是氮的氧化物在太阳紫外线的照射下产生的一种二次污染物，A正确；脱除反应的原理为2NO＋3ClO－＋H2O===2H＋＋2NO＋3Cl－、SO2＋ClO－＋H2O===2H＋＋SO＋Cl－，反应生成大量H＋，溶液pH减小，B正确；根据SO2和NO气体在水中的溶解度：SO2>NO，SO2比NO更易溶于水，SO2更容易发生反应，C正确；根据已知n(SO2)∶n(NO)＝3∶2，假设SO2为3 mol，则NO为2 mol，依据图中信息及离子方程式中的比例关系得：在80 min时，NO脱除率为40%，即反应的NO为2 mol×40%＝0.8 mol，0.8 mol NO生成0.8 mol NO和1.2 mol Cl－，SO2脱除率为100%，即3 mol SO2全部反应生成3 mol Cl－，则n(Cl－)＝(3＋1.2)mol＝4.2 mol，则吸收液中n(NO)∶n(Cl－)＝0.8∶4.2＝4∶21，D错误。 02 硝酸的性质及应用 4．某同学设计实验探究金属与硝酸的反应如下： 步骤 现象 Fe表面产生大量无色气泡，液面上方变为红棕色 Fe表面产生少量红棕色气泡后，迅速停止 Fe、Cu接触后，其表面均产生红棕色气泡 下列说法不正确的是( ) A．Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式：2NO＋O2===2NO2 B．Ⅱ中的现象说明Fe表面形成致密的氧化层，阻止Fe进一步反应 C．对比Ⅰ、Ⅱ中现象，说明稀硝酸的氧化性强于浓硝酸 D．针对Ⅲ中现象，在Fe、Cu之间连接电流表，可判断Fe是否被氧化 答案 C 解析　铁放入稀硝酸中首先发生反应Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，NO逸出，NO遇到O2生成NO2，气体由无色变为红棕色，A正确；铁放入浓硝酸中，在常温下会发生钝化，即在Fe表面形成致密的氧化膜，阻止Fe进一步反应，B正确；浓硝酸的氧化性强于稀硝酸，C错误；在铁、铜之间加一个电流表，根据电子的流向，可判断铁是否被氧化，若电子由铁移动到铜，则说明铁被氧化，D正确。 5．某实验小组欲探究浓硝酸的性质。 Ⅰ.木炭与浓硝酸反应： (1)甲同学设计了图1装置(夹持装置省略)，认为若有红棕色气体产生就说明木炭与浓硝酸发生了反应。写出木炭与浓硝酸反应的化学方程式：______________________________________。 (2)乙同学认为红棕色气体不能作为木炭与浓硝酸反应的证据，其理由是____________________________。 (3)乙同学设计了图2装置实验(夹持装置省略)，木炭能燃烧，并产生红棕色气体。针对该实验现象，乙同学做出如下假设： 假设a：________________________________________； 假设b：红热木炭使HNO3分解产生NO2，NO2可能具有助燃性，木炭燃烧； 假设c：红热木炭使HNO3分解产生O2，木炭在O2中燃烧； 假设d：红热木炭使HNO3分解产生NO2和O2，共同作用使木炭燃烧； …… (4)设计实验证明假设b成立，请将实验方案补充完整。 A．实验方法：________________________________________。 实验现象：木炭在该气体中持续燃烧，火焰迅速变亮，集气瓶中气体颜色变浅直至无色，产生的气体能使澄清石灰水变浑浊，且遇空气不变色。 B．根据实验现象写出木炭与此气体反应的化学方程式：_____________________________。 Ⅱ.设计硝酸在不同条件下分解的实验，方案见下表： 装置 操作及现象 先点燃ⅰ处酒精灯，溶液沸腾后没有观察到红棕色气体产生。然后撤走ⅰ处酒精灯，点燃ⅱ处酒精灯并加热试管中部，很快看到大量红棕色气体产生 光照8小时，溶液不变黄 光照几分钟后看到液面上方出现红棕色，溶液变黄 (5)分析上述现象，得出使硝酸成功分解的关键是__________________________________。 答案 (1) C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O (2)硝酸分解也能产生红棕色NO2气体 (3)红热木炭直接和硝酸蒸气反应 (4)将红热的木炭伸入盛有NO2气体的集气瓶中 2NO2＋2CN2＋2CO2 (5)光照或加热使硝酸蒸气(或硝酸分子)分解 解析　Ⅰ.(1)碳与浓硝酸反应生成二氧化碳、二氧化氮和水，该反应的化学方程式为C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。 (2)浓硝酸不稳定，加热易分解生成二氧化氮，该反应的化学方程式为4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O，所以要想检验浓硝酸和碳反应不能根据是否生成二氧化氮判断，要根据生成CO2判断。 (3)乙同学设计了图2装置实验，木炭能燃烧，并产生红棕色气体。图示中在燃烧匙中红热的木炭可能直接与硝酸反应产生二氧化氮气体，也可能是红热木炭使HNO3分解产生红棕色NO2气体。 (4)A.设计实验证明红热木炭使HNO3分解产生NO2，NO2可能具有助燃性，从而使木炭燃烧。可将红热的木炭伸入盛有NO2气体的集气瓶中，观察木炭在NO2气体中持续燃烧，火焰迅速变亮，集气瓶中气体颜色变浅直至无色，产生的气体能使澄清石灰水变浑浊，且遇空气不变色，可说明假设b成立；B.木炭在NO2气体中燃烧，结合元素守恒分析，产生的气体能使澄清石灰水变浑浊则为二氧化碳，另一种无色气体且遇空气不变色，则为氮气，据此可写出该反应的化学方程式为2NO2＋2CN2＋2CO2。 Ⅱ.(5)对充满浓硝酸的试管光照8小时，溶液不变黄，浓硝酸几乎不分解；对充有少量浓硝酸的试管光照几分钟后看到液面上方出现红棕色，溶液变黄，说明硝酸已经分解；先点燃ⅰ处酒精灯，溶液沸腾后没有观察到红棕色气体产生，其目的是使硝酸形成蒸气，点燃ⅱ处酒精灯并加热试管中部，很快看到大量红棕色气体产生，说明硝酸分子分解。由此可判断使硝酸成功分解的关键是光照或加热使硝酸蒸气(或硝酸分子)分解。 03 氨、铵盐的性质及应用 6．下列关于氨的说法不正确的是( ) A．NH3易液化、易溶于水均与氢键的形成有关 B．当图中烧瓶中溶液红色不变时，NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－达平衡 C．将图中盛有NH3和HCl的集气瓶位置互换，更有利于二者的反应 D．加热NH4Cl固体，将产生气体通过碱石灰除去HCl，可获得纯净的NH3 答案 D 解析　氨分子能形成分子间氢键，沸点较高易液化，氨分子和水分子间能形成氢键，氨极易溶于水，A正确；氨极易溶于水，部分与水反应生成NH3·H2O，当烧瓶中溶液红色不变时说明NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－达平衡，B正确；HCl的密度大于NH3的密度，将题中盛有NH3和HCl的集气瓶位置互换，更有利于二者充分反应，C正确；加热NH4Cl固体，产生的NH3和HCl遇冷又会化合生成NH4Cl固体，不能用于制取NH3，D错误。 7．某同学探究氨气和铵盐的性质，对相关实验操作及现象描述正确的是( ) A．室温下测定等浓度氨水和NaOH溶液的pH，比较NH3·H2O和NaOH碱性强弱 B．向试管中滴加稀NaOH溶液，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，若试纸不变蓝，则原溶液中无NH C．液氨作为清洁能源的反应原理是4NH3＋5O24NO＋6H2O D．加热可除去NH4Cl中的少量NaHCO3 答案 A 解析　NH3·H2O是弱电解质，NaOH是强电解质，前者部分电离，后者完全电离，故通过室温下测定等浓度氨水和NaOH溶液的pH，可比较NH3·H2O和NaOH碱性强弱，A正确；NH3极易溶于水，稀溶液中不加热，NH3不能逸出，无法确定原溶液中是否含NH，B错误；NH3不易燃烧，产生的NO是大气污染物，不能作清洁能源，C错误；NH4Cl受热也会分解，故不可采用加热法除杂，D错误。 8．某同学进行如下实验： 项目 实验步骤 实验现象 Ⅰ 将NH4Cl固体加入试管中，并将湿润的pH试纸置于试管口，试管口略向下倾斜，对试管底部进行加热 试纸颜色变化：黄色→蓝色(pH≈10)→黄色→红色(pH≈2)；试管中部有白色固体附着 Ⅱ 将饱和NH4Cl溶液滴在pH试纸上 试纸颜色变化：黄色→橙黄色(pH≈5) 下列说法不正确的是( ) A．根据Ⅰ中试纸变蓝，说明NH4Cl发生了分解反应 B．根据Ⅰ中试纸颜色变化，说明氨气比氯化氢气体扩散速率快 C．Ⅰ中试纸变成红色，是由于NH4Cl水解造成的 D．根据试管中部有白色固体附着，说明不宜用加热NH4Cl的方法制备NH3 答案 C 解析　试纸变蓝说明有碱性气体生成，只能是氯化铵分解产生NH3，A说法正确；实验Ⅰ中，可发现试纸先由黄色变为蓝色，再变成黄色，最终变为红色，说明氨气的扩散速率快于氯化氢，B说法正确；对比实验Ⅰ、Ⅱ可知，NH4Cl水解显酸性只能使pH试纸显橙黄色(pH≈5)，而实验Ⅰ中pH试纸显红色(pH≈2)，C说法错误；白色固体是冷却后的氯化氢与氨气反应生成的，故不宜用加热NH4Cl的方法制备NH3，D说法正确。 04 氨的制取及性质综合实验 9．用下图装置(夹持装置已略去)进行NH3的制备及性质实验。下列说法不正确的是( ) A．甲中制备NH3利用了NH3·H2O的分解反应 B．乙中的集气瓶内a导管短、b导管长 C．若将丙中的CCl4换成苯，仍能防止倒吸 D．向收集好的NH3中通入少量Cl2，可能观察到白烟 答案 C 解析　将浓氨水滴入碱石灰中，CaO与水反应生成Ca(OH)2的同时放出热量，促使NH3·H2O分解释放出NH3，A正确；集气瓶乙用于收集NH3，由于NH3的密度小于空气，采用向下排空气法收集，故集气瓶内a导管短、b导管长，B正确；苯的密度小于水，将CCl4换成苯，苯在水的上层，导管直接插入水中，不能防止倒吸，C错误；向收集好的NH3中通入少量Cl2，发生反应3Cl2＋8NH3===N2＋6NH4Cl，生成NH4Cl，因此观察到有白烟生成，D正确。 10．【氨气的制取与含氮化合物的制备】氮化铬具有极高的硬度和力学强度、优异的抗腐蚀性能和高温稳定性，因而具有广泛的应用前景。实验室制备CrN的反应原理为CrCl3＋NH3CrN＋3HCl，装置如图所示： 下列说法错误的是( ) A．装置①还可以用于制取O2、Cl2、CO2等气体 B．装置②④中可分别盛装NaOH溶液、KOH固体 C．装置③中也可盛装维生素C，其作用是除去氧气 D．装置⑤中产生的尾气冷却后用水吸收得到纯盐酸 答案 D 解析　装置①可以用H2O2溶液(MnO2作催化剂)制取氧气，用浓盐酸与高锰酸钾制取氯气，用盐酸与碳酸钙制取二氧化碳气体，A正确；装置②中盛放NaOH溶液可以吸收NH3中混有的二氧化碳气体，④中盛放KOH固体可以吸收水分，B正确；装置③中的亚硫酸钠可以除去NH3中混有的氧气，也可盛装维生素C除去氧气，C正确；装置⑤中产生的尾气含有反应生成的HCl，以及未完全反应的NH3，所以冷却后用水吸收得不到纯盐酸，D错误。 05 含氮物质的相互转化 11．依据下图中氮元素及其化合物的转化关系，判断下列说法不正确的是(　　) A．X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NH3→N2的转化 答案　B 解析　NO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。 12．(2024·经典习题汇编)某化合物X由三种元素组成，某学习小组进行了如下实验： (1)化合物X的化学式为___________。 (2)混合气体N通入足量的NaOH溶液中，恰好完全反应生成一种盐，其离子反应方程式为_______________________________________________________。 (3)黑色固体Y与NH3反应的化学方程式为____________________________________________。 (4)若以X·3H2O进行实验，在170 ℃时可以生成一种中间产物W。0.1 mol化合物W能与0.6 mol HCl刚好完全反应，若0.1 mol化合物W再继续加热生成黑色固体Y的质量为32.0 g。则化合物W的化学式为_____________________。 (5)混合气体N有毒，为保护环境，可以用保险粉(Na2S2O4)吸收。请说明混合气体N能用保险粉吸收的理由_______________________________________________________。 答案 (1) Cu(NO3)2　(2) 4NO2＋O2＋4OH－===4NO＋2H2O (3)3CuO＋2NH33Cu＋N2＋3H2O (4)Cu4(OH)6(NO3)2或Cu(NO3)2·3Cu(OH)2或Cu(NO3)2·CuO·2Cu(OH)2或Cu(NO3)2·2CuO·Cu(OH)2 (5)NO2有氧化性，Na2S2O4中＋3价的硫元素具有还原性，能发生氧化还原反应 解析　对X进行加热后，产生了红棕色的混合气体，混合气体中一定有NO2，与水反应生成无色溶液，NO不与水反应，则由化学方程式：4NO2＋O2＋4NaOH===4NaNO3＋2H2O可知，混合气体为NO2、O2的混合物，可消耗0.04 mol KOH，可知混合气体N中含0.04 mol NO2、0.01 mol O2；X分解产生的黑色固体Y与NH3反应后，可以获得紫红色固体Z，即铜单质，所以X中一定有Cu，n(Cu)＝＝0.02 mol，n(N)∶n(Cu)＝2∶1，所以X为Cu(NO3)2。 (1)通过分析可知，X的化学式为Cu(NO3)2。 (2)通过分析可知Cu(NO3)2分解的化学方程式：2Cu(NO3)22CuO＋4NO2↑＋O2↑，混合气体与足量NaOH溶液反应的离子方程式：4NO2＋O2＋4OH－===4NO＋2H2O。 (3)通过分析可知黑色固体Y为CuO，其与NH3反应的化学方程式：3CuO＋2NH33Cu＋3H2O＋N2。 (4)由于Cu2＋易水解成Cu(OH)2，故Cu(NO3)2·3H2O加热分解的中间产物可能是碱式硝酸铜，0.1 mol W能消耗0.6 mol HCl，则W的化学式中可能含有6个OH－。又因为0.1 mol W分解得到Y(CuO)的质量32.0 g即0.4 mol，所以W的化学式中含有4个Cu2＋，根据化学式中元素化合价代数和为0及前述假设可知，W的化学式可能为Cu4(OH)6(NO3)2或Cu(NO3)2·3Cu(OH)2；其中氢氧化铜受热可以转化为CuO，因此W的化学式还可能为Cu(NO3)2·CuO·2Cu(OH)2或Cu(NO3)2·2CuO·Cu(OH)2。 (5)混合气体中含有NO2，具有氧化性，其可以与具有还原性的Na2S2O4发生氧化还原反应，从而转化成无毒的N2。 1．（2025•天津市•和平区•二模）下列说法不正确的是（　　） A．晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，常用于制造光导纤维 B．Na2O2能与CO2反应产生O2可作供氧剂 C．维生素C具有还原性，可用作食品抗氧化剂 D．HNO3见光易分解，应保存在棕色试剂瓶中 答案 A 解析A．晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料，可用于制造芯片，二氧化硅常用于制造光导纤维，故A错误；B．过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，所以过氧化钠可作供氧剂，故B正确；C．维生素C具有还原性，可用作食品抗氧化剂，故C正确；D．硝酸见光易分解，应保存在棕色试剂瓶中，故D正确；故选：A。 2．下列关于自然界中氮循环的说法错误的是(　　) A．氮肥均含有NH B．雷电作用固氮中氮元素被氧化 C．碳、氢、氧三种元素参与了自然界中氮循环 D．合成氨工业的产品可用于侯氏制碱法制备纯碱 答案　A 解析　氮肥是含氮元素的肥料，尿素[CO(NH2)2]和KNO3中不含NH，A项错误；雷电作用固氮发生反应：N2＋O22NO，氮元素被氧化，B项正确；由硝酸盐制造蛋白质、动物摄食蛋白质、由动物排泄物及遗体得到氨或铵盐，这些过程中碳、氢、氧三种元素参与了自然界中氮循环，C项正确；侯氏制碱法的反应原理：NaCl＋H2O＋CO2＋NH3===NaHCO3↓＋NH4Cl，2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，氨气作为原料气，D项正确。 3．下列关于氨水的说法中，不正确的是(　　) A．氨水和液氨不同，氨水是混合物，液氨是纯净物 B．氨水中物质的量浓度最大的粒子是NH3·H2O(水除外) C．氨水显弱碱性，是弱电解质 D．在1 mol·L－1氨水中，NH3·H2O、NH、NH3的物质的量浓度之和为1 mol·L－1 答案　C 解析　氨极易溶于水，发生如下反应：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－；生成的氨水是混合物，其中的NH3·H2O是弱电解质，电离程度小，且NH3分子极易与H2O结合，故其中浓度最大的粒子是NH3·H2O(H2O除外)。 4．硝酸被称为“国防工业之母”是因为它是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸的性质不相对应的一组是(　　) A．浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红后褪色——酸性和强氧化性 B．不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性 C．要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性 D．能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液的红色褪去——强氧化性 答案　D 5．下列是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是(　　) 答案　A 解析　NH4Cl加热生成的NH3和HCl，冷却后又生成NH4Cl，不能得到NH3。 6．【全氮类物质的结构和性质】全氮类物质具有高密度、超高能量及爆炸产物无污染等优点。中国科学家成功合成全氮阴离子N，N是制备全氮类物质NN的重要中间体，下列说法中不正确的是(　　) A．全氮类物质属于绿色能源 B．每个N中含有35个质子 C．每个N中含有35个电子 D．NN结构中含共价键 答案　C 解析　根据全氮类物质具有高密度、超高能量及爆炸产物无污染等优点可知A正确；N的质子数为7×5＝35，B正确；N含有的电子数为5×7＋1＝36，C错误；N、N中均含有5个氮原子，氮原子间以共价键结合，D正确。 7．下图是某元素的价类二维图，其中X是一种强碱，A为正盐，通常条件下Z是无色液体，D的相对分子质量比E小16，各物质转化关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A．A是可与草木灰混合使用的肥料 B．C可用排空气法收集 C．F和B能发生复分解反应生成盐 D．B在一定条件下可直接与Y反应生成D 答案　D 解析　A为正盐，X是一种强碱，二者反应生成氢化物B，则A为铵盐、B为NH3，B连续与Y反应得到氧化物D与氧化物E，且E的相对分子质量比D大16，则Y为O2、C为N2、D为NO、E为NO2，通常条件下Z是无色液体，E与Z反应得到含氧酸F，则Z为H2O、F为HNO3，F与强碱X发生酸碱中和反应得到G为硝酸盐。物质A为铵盐，草木灰的主要成分是K2CO3，水溶液呈碱性，二者混合会发生反应放出氨气，使肥效降低，A错误；C是N2，氮气的密度与空气接近，不宜采取排空气法收集，B错误；B是NH3，F是HNO3，二者发生化合反应生成NH4NO3，C错误；B是NH3，Y为O2，NH3在催化剂存在并加热的条件下，与O2反应生成NO和H2O，D正确。 8．【实验装置改进+微型实验】“封管试验”具有简易、方便、节约、绿色等优点。观察下列四个“封管试验”(夹持装置已略去)，判断下列说法正确的是(　　) A．加热时，a上部聚集了固体NH4Cl，说明NH4Cl的热稳定性比较好 B．加热时，发现b中I2变为紫色蒸气，在上部又聚集为紫黑色的固体 C．加热时，c中溶液红色变深，冷却后又变浅 D．水浴时，d内气体颜色变浅，e内气体颜色加深 答案　B 解析　A项，NH4Cl受热易分解，遇冷又生成NH4Cl；B项，I2易升华；C项，加热含NH3的酚酞溶液，NH3逸出，红色变浅；D项，NO2存在：2NO2(红棕色)N2O4(无色)　ΔH<0，加热，上述平衡左移，d内颜色加深。 9．科学家从化肥厂生产的(NH4)2SO4中检出化学式为N4H4(SO4)2的物质，该物质的晶体中含有SO和N4H两种离子，当N4H遇到碱性溶液时，会生成N4分子。下列说法正确的是(　　) A．14N、N4与N2互为同位素 B．N4H4(SO4)2的电离方程式为N4H4(SO4)2N4H＋2SO C．N4H4(SO4)2不能与草木灰、K3PO4等化肥混合施用 D．N4H4(SO4)2中只含共价键，不含离子键 答案　C 解析　同位素是指同种元素的不同原子的互称，N4与N2为两种单质，故A错误；N4H4(SO4)2的晶体中含有SO和N4H，可知该物质为离子化合物，完全电离，电离方程式为N4H4(SO4)2===N4H＋2SO，故B错误；草木灰、K3PO4等化肥显碱性，根据题给信息N4H遇到碱性溶液时，会生成N4分子判断会使肥效降低，不能混用，故C正确；根据晶体中含有SO和N4H两种离子可知该晶体中还含离子键，故D错误。 10．某兴趣小组设计用铁粉将NO还原为N2(同时生成FeO)。下列说法不正确的是(　　) 已知：①浓硝酸可氧化NO；②NaOH溶液能吸收NO2，不吸收NO。 A．装置的连接顺序为a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d B．装置E中发生反应的化学方程式为2NO＋2Fe2FeO＋N2 C．装置D的作用是吸收挥发出来的硝酸和产生的NO2 D．装置B的作用是干燥，防止水蒸气进入E中干扰反应 答案　D 解析　根据实验原理“NO被灼热的铁粉还原为N2，同时生成FeO”，所以首先应制备纯净干燥的NO。利用铜与稀硝酸反应生成NO，由于硝酸具有挥发性，所以制得的NO中会混有硝酸蒸气和产生的NO2，故先通过装置D除去挥发出的HNO3和产生的NO2，再通过F干燥，得到纯净干燥的NO，然后进入E中与铁粉反应，最后处理多余的NO，由于NaOH溶液不与NO反应，而浓硝酸可氧化NO生成NO2，所以先通过B氧化NO，再通过C吸收，故上述装置的连接顺序为a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d，A项正确；装置E中NO被灼热的铁粉还原为N2，同时生成FeO，反应的化学方程式为2NO＋2Fe2FeO＋N2，B项正确；装置D盛放的是水，其作用是除去挥发出的HNO3和产生的NO2，C项正确；装置B盛放的是浓硝酸，可以将NO氧化为NO2，便于氢氧化钠溶液充分吸收，D项错误。 11．已知饱和氯化铵溶液与亚硝酸钠晶体混合加热可制备氮气。利用如图装置制取氮气，并用氮气制备Ca3N2，Ca3N2遇水发生水解反应。下列说法错误的是(　　) A．①中发生的化学反应为NaNO2＋NH4ClNaCl＋N2↑＋2H2O B．④、⑥中依次盛装的试剂可以是浓H2SO4、碱石灰 C．③中盛放的试剂是NaOH溶液 D．实验结束，取⑤中的少量产物于试管中，加适量蒸馏水，可以使试管口湿润的红色石蕊试纸变蓝 答案　C 解析　由题干可知，装置①为制备氮气的装置，饱和氯化铵溶液与亚硝酸钠晶体混合加热生成氮气、氯化钠和水，反应的化学方程式为NaNO2＋NH4ClNaCl＋N2↑＋2H2O，故A正确；Ca3N2遇水发生水解，所以产生的氮气需要干燥才能进入玻璃管中反应，装置④应为干燥装置，可选用浓硫酸作干燥剂；装置⑥中也应装有干燥剂，防止空气中的水蒸气进入，装置⑥中可盛放碱石灰，故B正确；装置中含有氧气，可利用装置③除去装置中的氧气，NaOH溶液不能除去氧气，可改成酸性氯化亚铁溶液，故C错误；实验结束后，装置⑤中有生成的Ca3N2，Ca3N2遇水发生水解反应生成NH3和Ca(OH)2，NH3可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝，故D正确。 12．【实验探究含氮物质的转化】亚硝酸钠是一种工业盐，在生产、生活中应用广泛。现用下图所示装置(夹持装置已省略)及药品探究亚硝酸钠与硫酸的反应及气体产物的成分。 已知气体的沸点为NO2：21 ℃，NO：－152 ℃。 下列说法错误的是(　　) A．用装置b代替装置a的好处是便于控制反应的发生与停止 B．反应前应打开弹簧夹，先通入一段时间氮气，除去装置中的空气 C．装置中冰水浴的作用是冷凝，使NO2液化 D．装置中热水浴有利于促进NO2生成，便于检验是否有NO生成 答案　A 解析　b代替a利于液体流下，不能控制反应的发生与停止。 13．【铁与硝酸反应+图像分析】如图表示铁与不同浓度硝酸反应时，各种还原产物的相对含量与硝酸溶液浓度的关系，则下列说法不正确的是(　　) A．一般来说，硝酸与铁反应的还原产物不是单一的 B．用一定量的铁粉与大量的9.75 mol·L－1 HNO3溶液反应得到标准状况下气体2.24 L，则参加反应的硝酸的物质的量为0.1 mol C．硝酸的浓度越大，其还原产物中价态越高的成分越多 D．当硝酸浓度为9.75 mol·L－1时还原产物是NO、NO2、N2O，且其物质的量之比为5∶3∶1 答案　B 解析　根据图像可知硝酸的还原产物有多种，因此一般来说，硝酸与铁反应的还原产物不是单一的，A正确；参加反应的硝酸包括被还原的，以及没有被还原的(转化为硝酸铁)，因此参加反应的硝酸的物质的量大于0.1 mol，B错误；根据图像可知随着硝酸浓度的升高，NO2的含量增大，这说明硝酸的浓度越大，其还原产物中价态越高的成分越多，C正确；根据图像可知当硝酸浓度为9.75 mol·L－1时还原产物是NO、NO2、N2O，且其物质的量之比为10∶6∶2＝5∶3∶1，D正确。 14．如图是氮元素的几种价态与物质类别的对应关系，回答下列问题： (1)写出N2的一种用途：________________________。 (2)从N元素化合价分析，N2具有氧化性和还原性。各举一例说明(用化学方程式表示) 氧化性：____________________________________。 还原性：_____________________________________。 (3)HNO3与图中的物质C常用于检验Cl－的存在，则C的化学式为_____________。 (4)实验室制取物质B的化学方程式为_____________________________________。 (5)NO2与水反应生成物质A的化学方程式为____________________________________。 (6)浓硝酸与木炭在加热条件下反应的化学方程式为__________________________________。 答案　(1)作保护气、保存粮食(或合成氨、制硝酸等) (2)N2＋3H22NH3(或N2＋3MgMg3N2)　N2＋O22NO　(3)AgNO3 (4)Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2NH3↑＋2H2O (5)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO (6)4HNO3(浓)＋CCO2↑＋4NO2↑＋2H2O 15．某化学研究性学习小组的同学根据理论分析推测出NO具有氧化性，他们设想利用如图所示装置验证NO的氧化性(已知NO2＋OH－―→NO＋NO＋H2O，夹持装置已省略)。 (1)判断NO有氧化性的理论依据是______________________________，本套装置气密性检查较简便的操作是____________________________________________________________，装置A中反应的离子方程式为____________________________。 (2)装置C中试剂X是________，装置B的作用是____________________________________。 (3)本套装置有一个明显的错误，下列分析中正确的是________(填字母)。 A．装置B中导管不应插入液面以下 B．装置E无法吸收NO C．实验开始后，应不断地向装置E中通入空气 (4)本实验结束时装置D中试管内得到黑色粉末，对黑色粉末的成分，小组的同学提出了不同的看法： a．是FeO　　　b．是Fe3O4　　　c．是FeO与Fe3O4 ①甲同学认为仅用磁铁就可以确定黑色粉末的成分到底是哪种情况，他判断的依据与结论是______________________________________________________________________________。 ②若用化学方法分析a组和c组中的黑色粉末，则需要使用三种试剂，这三种试剂是_______________________________。 答案　(1)NO中氮为＋2价，不是氮元素的最低价　关闭分液漏斗活塞，在E中加水没过导管微热烧瓶，如果E中出现气泡且停止加热后导管中形成一段液柱，则说明气密性良好　3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O (2)无水CaCl2(或其他合理试剂)　吸收装置A中挥发出的HNO3(或其他合理答案) (3)BC (4)①若粉末能全部被磁铁吸引，则b对；若完全不能被吸引，则a对；若部分能被吸引，则c对　②HCl、KSCN、K3[Fe(CN)6](或稀硫酸、酸性KMnO4溶液、KSCN) 解析　(2)装置C是干燥装置，可用无水CaCl2、P2O5等试剂干燥NO。硝酸是挥发性酸，对后续反应会产生干扰，故装置B的作用是用于吸收装置A中挥发出的HNO3。(3)因要吸收HNO3(g)，故装置B中导管应插入液面下，A项错误；NO是不成盐氧化物，不能与碱反应，B项正确；通入空气后NO被O2氧化为NO2，NO2可被NaOH溶液吸收(或者在O2存在的条件下，NO、O2、OH－反应生成盐)，C项正确。(4)①可根据Fe3O4能被磁铁吸引，FeO不能被磁铁吸引的性质判断。②用化学方法分析时，先用非氧化性酸将固体溶解，然后用KSCN检验有无Fe3＋，用K3[Fe(CN)6](或酸性KMnO4溶液)检验有无Fe2＋，但由于酸性KMnO4溶液能氧化Cl－，故当用盐酸溶解固体时，不能使用KMnO4溶液。 16．甲、乙两同学用下图所示装置进行实验，探究硝酸与铁反应的产物(加热装置省略)。 文献记载：ⅰ.在浓硝酸和活泼金属反应过程中，随着硝酸浓度的降低，其生成的产物有＋4、＋2、－3价等氮的化合物。 ⅱ.FeSO4＋NOFe(NO)SO4(棕色)(ΔH<0)。 ⅲ.NO2和NO都能被KMnO4氧化吸收。 甲的实验操作和现象记录如下： 实验操作 实验现象 打开弹簧夹，通入一段时间CO2，关闭弹簧夹 － 打开分液漏斗活塞，将浓硝酸缓慢滴入烧瓶中，关闭活塞 无明显现象 加热三颈烧瓶，反应开始后停止加热 ①A中有红棕色气体产生，一段时间后，气体颜色逐渐变浅；B中溶液变棕色；C中溶液紫色变浅； ②反应停止后，A中无固体剩余 请回答下列问题： (1)滴入浓硝酸加热前没有明显现象的原因是______________________________________。 (2)检验是否生成－3价氮的化合物，应进行的实验操作是___________________________。 (3)甲取少量B中溶液，加热，实验现象是________________________________________。请用平衡移动原理解释原因：___________________________________________________。甲依据该现象得出的结论是A中有NO生成。 (4)乙认为甲得出A中有NO生成的证据不足。为获取充足的证据，乙仍采用该装置和操作进行对照实验，乙作出的改变是________________________________，证明有NO生成的实验现象是____________________________________________________。 答案　(1)常温时，铁遇浓硝酸形成致密氧化膜，阻止反应进一步发生(答“钝化”也可) (2)取少量反应后A中溶液于试管中，向其中加入足量浓NaOH溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸接近试管口，若试纸变蓝，则A中生成NH (3)棕色溶液颜色变浅(或浅绿色)，有无色气体逸出，且在空气中变为红棕色　FeSO4＋NOFe(NO)SO4(棕色)的正反应为放热反应，加热后，平衡向逆反应方向移动 (4)浓硝酸换成稀硝酸　A中没有红棕色气体生成，B中溶液变为棕色 解析　(1)常温下，铁遇浓硝酸发生“钝化”。(2)－3价氮的化合物是NH3或铵盐，而此反应的环境呈酸性，故－3价氮的化合物应是硝酸铵，可利用NH与OH－共热产生NH3的性质检验。(3)B中发生反应FeSO4＋NOFe(NO)SO4(棕色)，加热后，上述平衡逆向移动，无色气体NO逸出，在空气中变为红棕色，而溶液颜色变浅或变成浅绿色。(4)NO2与水反应生成NO，故可把浓硝酸换成稀硝酸，若A中无红棕色气体生成，但B中溶液变为棕色，可证明A中有NO生成。 1. （天津卷2023）实验室制备和收集相应气体可使用下图装置的是 A. Fe与稀硝酸反应制NO B. MnO2与浓盐酸共热制备Cl2 C. NaOH与浓氨水制备NH3 D. Na2SO3与浓硫酸制备SO2 【答案】D 【解析】A．NO与O2反应生成NO2，不能用排空气法收集NO，故不选A；B．二氧化锰与浓盐酸共热制备Cl2，反应需要吸热，缺少加热装置，故不选B；C．氨气的密度比空气小，需要用向下排空气法收集NH3，故不选C；D．Na2SO3与浓硫酸反应生成SO2，SO2密度比空气大，用向上排空气法收集SO2，故选D；选D。 2.（天津卷2022）燃油汽车行驶中会产生CO、NO等多种污染物。下图为汽车发动机及催化转化器中发生的部分化学反应。以下判断错误的是 A. 甲是空气中体积分数最大的成分 B. 乙是引起温室效应的气体之一 C. 反应(Ⅰ)在常温下容易发生 D. 反应(Ⅱ)中NO是氧化剂 【答案】C 【分析】甲和氧气反应生成一氧化氮，一氧化氮和一氧化碳反应生成甲和二氧化碳，再根据元素守恒，则甲为氮气。 【解析】A．甲是氮气，氮气空气中体积分数最大的成分，故A正确；B．乙是二氧化碳，则乙是引起温室效应的气体之一，故B正确；C．由于氮气含有氮氮三键，因此反应(Ⅰ)在常温下不容易发生，在高温或放电条件下发生，故C错误；D．一氧化碳和一氧化氮反应生成氮气和二氧化碳，一氧化氮中氮化合价降低，因此反应(Ⅱ)中NO是氧化剂，故D正确。综上所述，答案为C。 3.(2024·湖北选择考)碱金属的液氨溶液含有的蓝色溶剂化电子[e(NH3)n]-是强还原剂。锂与液氨反应的装置如图(夹持装置略)。下列说法错误的是 (　　) A.碱石灰有利于NH3逸出 B.锂片必须打磨出新鲜表面 C.干燥管中均可选用P2O5 D.双口烧瓶中发生的变化是Li+nNH3===Li++[e(NH3)n]- 【答案】C 【解析】本题利用Li和液氨反应：Li+n NH3===Li++[e(NH3)n]-制备[e(NH3)n]-；碱石灰可以吸收浓氨水中的水分，同时吸水过程大量放热，使浓氨水受热分解产生氨气，生成的氨气进入干燥装置后进入反应装置进行反应；最后的球形干燥管中可装P2O5，除掉过量的氨气，同时防止空气的水进入双口烧瓶中引起副反应。 碱石灰为生石灰和氢氧化钠的混合物，可以吸收浓氨水中的水分，同时吸水过程大量放热，有利于NH3逸出，A正确；金属锂活性较大，容易与空气中的氧气反应在表面形成一层氧化物薄膜，从而会阻碍Li和液氨的接触，所以必须打磨出新鲜表面，B正确；采用浓氨水制取的氨气中含有水蒸气，而H2O能与Li反应，因此第一个干燥管目的是干燥氨气，盛放的是碱石灰等碱性干燥剂，P2O5为酸性干燥剂，能与氨气反应，不能用P2O5干燥，而装置末端的干燥管的作用是防止外界的水分进入双口烧瓶中，且要吸收过量的氨气防止污染空气，可以盛放P2O5，C错误；进入双口烧瓶中的NH3冷却为液氨与金属锂发生反应生成[e(NH3)n]-，反应为Li+nNH3Li++[e(NH3)n]-，D正确。 4.(2024·全国甲卷)四瓶无色溶液NH4NO3、Na2CO3、Ba(OH)2、AlCl3，它们之间的反应关系如图所示。其中a、b、c、d代表四种溶液，e和g为无色气体，f为白色沉淀。下列叙述正确的是 (　　) A.a呈弱碱性 B.f可溶于过量的b中 C.c中通入过量的e可得到无色溶液 D.b和d反应生成的沉淀不溶于稀硝酸 【答案】B 【解析】由题意及关系图可知，a与b反应需要加热，且产生的e为无色气体，则a和b分别为NH4NO3和Ba(OH)2中的一种，产生的气体e为NH3；又由于b和c反应生成白色沉淀f，NH4NO3不会与其他三种溶液产生沉淀，故b为Ba(OH)2，a为NH4NO3；又由于c既能与b产生沉淀f，又能与d反应产生沉淀f，故c为AlCl3，d为Na2CO3，生成的白色沉淀为Al(OH)3，无色气体g为CO2。综上所述，a为NH4NO3溶液，b为Ba(OH)2溶液，c为AlCl3溶液，d为Na2CO3溶液，e为NH3，f为Al(OH)3，g为CO2。A.由分析可知，a为NH4NO3溶液，为强酸弱碱盐的溶液，N水解显酸性，故a显弱酸性，A项错误；B.由分析可知，f为Al(OH)3，b为Ba(OH)2溶液，Al(OH)3为两性氢氧化物，可溶于强碱，故f可溶于过量的b中，B项正确；C.由分析可知，c为AlCl3溶液，e为NH3，AlCl3溶液中通入NH3会生成Al(OH)3沉淀，Al(OH)3不溶于弱碱，继续通入NH3不能得到无色溶液，C项错误；D.由分析可知，b为Ba(OH)2，d为Na2CO3，二者反应生成BaCO3沉淀，可溶于稀硝酸，D项错误。故选B。 5.(2024·安徽选择考)地球上的生物氮循环涉及多种含氮物质，转化关系之一如下图所示(X、Y均为氮氧化物)，羟胺(NH2OH)以中间产物的形式参与循环。常温常压下，羟胺易潮解，水溶液呈碱性，与盐酸反应的产物盐酸羟胺([NH3OH]Cl)广泛用于药品、香料等的合成。 　　已知25 ℃时，Ka(HNO2)=7.2×10-4，Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5，Kb(NH2OH)=8.7×10-9。 NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　) A.标准状况下，2.24 L X和Y混合气体中氧原子数为0.1NA B.1 L 0.1 mol·L-1 NaNO2溶液中Na+和N数均为0.1NA C.3.3 g NH2OH完全转化为N时，转移的电子数为0.6NA D.2.8 g N2中含有的价电子总数为0.6NA 【答案】A 【解析】N在亚硝酸盐还原酶的作用下转化为X，X在X还原酶的作用下转化为Y，X、Y均为氮氧化物，即X为NO，Y为N2O。标准状况下，2.24 L NO和N2O混合气体物质的量为0.1 mol，氧原子数为0.1NA，故A正确；HNO2为弱酸，因此N能够水解为HNO2，1 L 0.1 mol·L-1 NaNO2溶液中N数目小于0.1NA，故B错误；NH2OH完全转化为N时，N的化合价由-1上升到+3，3.3 g NH2OH物质的量为0.1 mol，转移的电子数为0.4NA，故C错误；2.8 g N2物质的量为0.1 mol，N的价电子数等于最外层电子数等于5，2.8 g N2含有的价电子总数为NA，故D错误。 6.(2024·湖南选择考)某学生按图示方法进行实验，观察到以下实验现象： ①铜丝表面缓慢放出气泡，锥形瓶内气体呈红棕色； ②铜丝表面气泡释放速度逐渐加快，气体颜色逐渐变深； ③一段时间后气体颜色逐渐变浅，至几乎无色； ④锥形瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升，最终铜丝与液面脱离接触，反应停止。 下列说法正确的是(　　) A.开始阶段铜丝表面气泡释放速度缓慢，原因是铜丝在稀HNO3中表面钝化 B.锥形瓶内出现了红棕色气体，表明铜和稀HNO3反应生成了NO2 C.红棕色逐渐变浅的主要原因是3NO2+H2O===2HNO3+NO D.铜丝与液面脱离接触，反应停止，原因是硝酸消耗完全 【答案】C 【解析】金属铜与稀硝酸不会发生钝化。开始时气泡释放速度缓慢，可能的原因是铜表面有氧化铜，A错误；由于装置内有空气，铜和稀HNO3反应生成的NO迅速被氧气氧化为红棕色的NO2，产生的NO2浓度逐渐增加，气体颜色逐渐变深，B错误；装置内氧气逐渐被消耗，生成的NO2量逐渐达到最大值，同时装置内的NO2能与溶液中的H2O反应3NO2+H2O===2HNO3+NO，气体颜色变浅，C正确；由于该装置为密闭体系，生成的NO无法排出，逐渐将锥形瓶内液体压入长颈漏斗，铜丝与液面脱离接触，反应停止，D错误。 7.(2024·北京等级考)HNO3是一种重要的工业原料。可采用不同的氮源制备HNO3。 (1)方法一：早期以硝石(含NaNO3)为氮源制备HNO3，反应的化学方程式为H2SO4(浓)+NaNO3=== NaHSO4+HNO3↑。该反应利用了浓硫酸的性质是酸性和　　 　　。  (2)方法二：以NH3为氮源催化氧化制备HNO3，反应原理分三步进行。 NH3NONO2HNO3 ①第Ⅰ步反应的化学方程式为 　 。  ②针对第Ⅱ步反应进行研究：在容积可变的密闭容器中，充入2n mol NO和n mol O2进行反应。在不同压强下(p1、p2)，反应达到平衡时，测得NO转化率随温度的变化如图所示。解释y点的容器容积小于x点的容器容积的原因  　。  (3)方法三：研究表明可以用电解法以N2为氮源直接制备HNO3，其原理示意图如下。 ①电极a表面生成N的电极反应式： 　 。  ②研究发现：N2转化可能的途径为N2NON。电极a表面还发生iii.H2OO2。iii的存在，有利于途径ii，原因是  　。  (4)人工固氮是高能耗的过程，结合N2分子结构解释原因　 。  方法三为N2的直接利用提供了一种新的思路。 答案：(1)难挥发性 (2)①4NH3+5O24NO+6H2O　②2NO+O22NO2，该反应正向气体分子总数减小，同温时，p1条件下NO转化率高于p2，故p1>p2，x、y点转化率相同，此时压强对容积的影响大于温度对容积的影响 (3)①N2-10e-+6H2O===2N+12H+ ②反应iii生成O2，O2将NO氧化成NO2，NO2更易转化成N (4)N2中存在氮氮三键，键能高，断键时需要较大的能量，故人工固氮是高能耗的过程 【解析】(1)浓硫酸难挥发，产物HNO3为气体，有利于复分解反应进行，体现了浓硫酸的难挥发性和酸性。(2)①第Ⅰ步反应为氨气的催化氧化，化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O；②2NO+O22NO2，该反应正向气体分子总数减小，同温时，p1条件下NO转化率高于p2，故p1>p2，根据V=nR，x、y点转化率相同，则n相同，此时压强对容积的影响大于温度对容积的影响，故y点的容器容积小于x点的容器容积。(3)①由电极a上的物质转化可知，氮元素化合价升高，发生氧化反应，电极a为阳极，电极反应式为N2-10e-+6H2O===2N+12H+；②反应iii生成O2，O2将NO氧化成NO2，NO2更易转化成N。(4)N2中存在氮氮三键，键能高，断键时需要较大的能量，故人工固氮是高能耗的过程。 1 / 24 学科网（北京）股份有限公司 $$