5.2 氮及其化合物【考试必过】化学人教版必修第二册

5.2 氮及其化合物 一、选择题（每题只有一个正确答案，每题3分，共42分） 1．（25-26高一上·山东菏泽·期末）众多元素的循环使地球上的生命生生不息，例如氮的循环、碳的循环等。下列有关说法错误的是 A．人工固氮均是将转化为 B．汽车尾气中排放的氮氧化物是由游离态氮转化来的 C．豆科植物通过根瘤菌吸收空气中氮气的过程是化学变化 D．植物秸秆燃烧时释放出氮氧化物，参与了氮的循环 2．（25-26高一上·安徽安庆·期末）现有氮及其化合物的转化关系如图所示，下列说法不正确的是 A．上述转化过程实现了氮的固定 B．可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝 C．反应①②③是工业生产硝酸的主要途径 D．能与NaOH溶液发生反应，故属于酸性氧化物 3．（25-26高一上·福建三明·期末）是一种重要的化工原料，分子被光催化材料捕获进而实现的转化过程如图所示。下列说法正确的是 A．此方法属于自然固氮 B．是该反应的还原剂 C．此方法实现化学能向光能的转化 D．理论上每消耗(标况)生成 4．（25-26高一上·北京·期中）下列反应中，体现还原性的是 A．加热分解有生成 B．和的混合溶液加热有生成 C．固体在溶液中溶解生成 D．溶液中滴加溶液出现白色沉淀 5．（25-26高一上·河北保定·月考）下列实验装置正确且能达到实验目的的是 A．验证与浓硝酸反应的热量变化 B．观察浓氨水与浓硫酸反应产生白烟 C．制取并收集氨气 D．分离和固体 6．（25-26高一上·浙江金华·期末）下列各组离子在给定条件下一定能大量共存的是 A．使紫色石蕊试液变红的溶液：Na+、Fe2+、、 B．加入铝生成氢气的溶液：、Fe3+、、 C．透明溶液：Na+、Cu2+、、 D．加酚酞显红色的溶液：K+、、、 7．（25-26高一上·北京·期中）某研究性学习小组在实验室模拟工业“侯氏制碱法”原理制取。下列是该学习小组进行模拟实验时所用到的主要装置，下列说法不正确的是 A．装置A是制备NH3的装置 B．仪器的连接顺序为尾气处理装置 C．应向饱和食盐水中先通入氨气至饱和，再通入气体 D．装置中的总反应式为 8．（24-25高一上·福建宁德·期末）某工厂拟综合处理含废水和工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO，不考虑其它成分)，设计了流程如下： 下列说法中正确的是 A．固体1中主要含有CaCO3、CaSO3 B．向气体1中通入的空气需要过量 C．捕获剂捕获的气体主要是CO，防止污染空气 D．通过处理含的废水，可生成标况下33.6 L无污染气体 9．（25-26高三上·宁夏银川·月考）含氮化合物及其单质的“类别-价态”二维图如图，下列相关分析或预测正确的是 A．A可使湿润的蓝色石蕊试纸变红 B．C和O2在高温高压催化剂的条件下生成NO2 C．实验室可用NaNO3固体和浓H2SO4在加热条件下制备D D．从物质类别角度分析，C和NO2都属于酸性氧化物 10．（24-25高一上·浙江宁波·期末）为了探究受热分解的固体产物，设计了如图实验。实验中观察到有红棕色气体产生，在装置D中收集到无色气体，当反应结束后，试管中残留固体为黑色，已知和新生的Ag粉都是黑色固体。假设每步反应均充分进行，下列说法不正确的是 A．B装置的作用是作安全瓶，防止倒吸 B．反应结束后，C装置溶液中一定有生成 C．D装置中发生反应 D．装置D收集到较多气体，可说明试管中有Ag生成 11．（25-26高一上·浙江衢州·期中）2025年诺贝尔化学奖得主们创造了一种拥有巨大空间的分子结构，气体及其他化学物质可以在其中穿梭往来，被命名为“金属-有机框架”(MOFs)的结构。某MOFs多孔材料大小和形状恰好将“固定”，能高选择性吸附废气中的，经处理能全部转化为，原理示意图如下： 已知： 下列说法不正确的是 A．选择吸附废气中的过程中发生了化学变化 B．经处理转化为的化学方程式可表示为： C．MOFs多孔材料大小除去实验原理与过滤相同 D．每获得时，转移电子的数目为 12．（25-26高一上·山东潍坊·期末）工业制硝酸原理如图所示。下列说法错误的是 A．上述转化过程中涉及氮的固定 B．“氧化炉”中发生反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶4 C．“吸收塔”中NO与按物质的量之比4∶3通入水中能完全转化为硝酸 D．可用铁罐运输浓硝酸的原因是铁与浓硝酸不反应 13．（25-26高一上·河南南阳·期末）某同学做“被氧化”的实验，发现溶液变为深棕色，猜想可能是生成的或NO与或反应，使溶液变为深棕色，设计如图实验探究(气密性良好)。下列说法错误的是 A．实验时分液漏斗活塞和a的打开顺序为先打开a再打开分液漏斗活塞 B．关闭a、c，打开b及分液漏斗活塞，反应后丙中溶液变为深棕色，丁中溶液无明显变化，证明NO与反应 C．甲中反应一段时间后，更新丙、丁中试剂，关闭a和b，打开c，反应后丙中溶液变为深棕色，丁中溶液无明显变化，证明也可与反应 D．装置乙的作用是将反应生成NO 14．（25-26高一下·全国·课后作业）向一定浓度的中加入铜片，一段时间后，铜片完全溶解，硝酸恰好完全反应，共收集到NO和NO2的混合气体(已折算成标准状况)，则该的物质的量浓度是 A． B． C． D． 二、非选择题（共4小题，共58分） 15．（25-26高一上·山东济南·期末）（14分）“价-类”二维图是研究元素化合物的重要工具，图中分别表示不同价态的氮元素所对应的物质。 回答下列问题： （1）实验室制取物质a的化学方程式为 ，写出物质b的一种用途： 。 （2）d与水生成c的反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。 （3）e的稀溶液与铜反应的化学方程式为 。 （4）某氮肥厂产生的氨氮废水中的氮元素多以和的形式存在。某研究团队设计的处理流程如下： ①过程Ⅰ：加溶液，调节至9后，升温至，通入空气将氨赶出并回收。用离子方程式表示加溶液时所发生的反应： 。 ②过程Ⅱ：在微生物的作用下实现转化，称为硝化。在碱性条件下，被氧气氧化成的总反应的离子方程式为 。 ③过程Ⅲ：在一定条件下向废水中加入甲醇()，实现转化，称为反硝化。完全转化成，转移的电子数是 。 16．（25-26高一上·山东烟台·期末）（15分）氮及其化合物在生产、生活中有着重要作用。 回答下列问题： （1）氮及其化合物间的转化关系如图，必须加入氧化剂且一步反应能完成的是 (填标号)，雷电固氮生成硝酸的主要途径依次为 (填标号)。 （2）向100 mL 1.2 稀中逐渐加入Fe粉至过量，溶液中金属阳离子与所加Fe粉物质的量的关系如图(稀的还原产物只有NO)。表示变化的是曲线 (填“a”或“b”)， mol，Q点溶液中加入Cu粉，最多可溶解Cu粉的质量为 g。 （3）亚硝酸钠()是一种白色固体，在生活中应用广泛。实验小组制备干燥(夹持及加热装置略)并测定其纯度。 已知：①，②NO能被酸性氧化。 ①装置按气流方向连接顺序为甲→丙→ (装置可重复使用)。 ②装置丙的作用之一是将转化为NO，其化学方程式为 ，另一作用是 。 ③反应结束后打开止水夹a，通入过量，其目的是 。 ④测定固体中纯度(杂质不参与反应)：称取装置丁中反应后的固体1.500 g于烧杯中，加蒸馏水溶解配成250 mL溶液。取25 mL溶液于锥形瓶中，滴入0.1 酸性溶液至恰好完全反应，共消耗8 mL酸性溶液。固体中的纯度为 %。 17．（25-26高一上·江苏常州·期末）（15分）氮是我们熟悉的典型非金属元素，研究氮及其化合物的性质对于生产、生活、科研具有重要意义，请回答以下问题： I.（1）图1为制取氨的装置和选用的试剂，其中合理的是 （填序号）。 （2）图2为铵盐的受热分解装置，被加热的铂丝处发生反应的化学方程式为 ，B中出现的现象为 。 （3）如图3，将上述烧杯中反应得到酸的足量浓溶液与反应，实验完毕后，试管中收集到气体的主要成分为 （写化学式）。 II.硝酸是一种重要的化工原料，某工厂制硝酸的流程如图所示。 （4）“合成塔”中反应i的化学方程式为 。 （5）关于和的相互转化，下列说法正确的是_____（填标号）。 A．由转化为，实现了氮的固定 B．工业上利用与反应制取 C．不加入还原剂，也可实现转化为 D．由硝酸转化成等物质的量的时，消耗碳单质和铜单质的物质的量相同 （6）“吸收塔”尾部会有含、等氮氧化物的尾气排出，必须设法除去以消除它们对环境的破坏作用。 ①工业上常常利用氨水可以将和吸收，原理如图所示： 被吸收的离子方程式为 。 ②氨转化法。已知氨恰好能将含和共的混合气体完全转化为，则混合气体中NO和的物质的量之比为 。 18．（25-26高一下·全国·课后作业）（14分）某研究性学习小组设计如图所示装置，用浓硝酸、铜片、水三种试剂进行实验，探究浓、稀硝酸的强氧化性并观察它们的还原产物。 [实验探究] （1）探究浓硝酸的强氧化性：将铜片置于具支试管的底部，在分液漏斗中加入约浓硝酸，往具支试管中滴加约浓硝酸，用排水法收集产生的气体。 ①实验中观察到的能证明浓硝酸具有强氧化性的现象是 。 ②具支试管中发生反应的化学方程式为 。 （2）探究稀硝酸的强氧化性： ①上述反应完成后，欲进一步证明稀硝酸也具有强氧化性，紧接的简便、合理的实验操作是 。 ②能证明稀硝酸与铜反应的还原产物为的实验现象是 (填字母序号)。 A．c中收集到的无色气体接触空气后变为红棕色 B．b中产生的无色气体接触空气后变为红棕色 [实验反思] （3）某同学提出，实验过程中若操作不慎，易出现倒吸现象。对该实验装置进行改进的方案：可在b与c之间连接 。 （4）利用该装置先进行铜与浓硝酸反应，再进行铜与稀硝酸反应的实验顺序的合理性是 。 [问题讨论] （5）在用等质量的铜片与等体积的浓硝酸、稀硝酸(硝酸均过量)反应时，发现反应后所得溶液前者呈绿色，后者呈蓝色。针对此现象，同学们提出两种意见： ①两溶液颜色不同是浓度的差异引起的；②前者溶液呈绿色，是因为生成的红棕色又溶于溶液中。 你认为意见 (填“①”或“②”)合理。(注：若填①，下题中只答Ⅰ，若选填②，下题中只答Ⅱ) Ⅰ、如果你认为①合理，理由是______。 Ⅱ、如果你认为②合理，请设计一个简单的实验进行验证：______。 学科网（北京）股份有限公司 $ 5.2 氮及其化合物 一、选择题（每题只有一个正确答案，每题3分，共42分） 1．（25-26高一上·山东菏泽·期末）众多元素的循环使地球上的生命生生不息，例如氮的循环、碳的循环等。下列有关说法错误的是 A．人工固氮均是将转化为 B．汽车尾气中排放的氮氧化物是由游离态氮转化来的 C．豆科植物通过根瘤菌吸收空气中氮气的过程是化学变化 D．植物秸秆燃烧时释放出氮氧化物，参与了氮的循环 【答案】A 【解析】A．人工固氮并不都是将N2转化为NH3，例如电弧法固氮可产生氮氧化物（如NO），因此“均”字表述不准确，A错误；B．汽车尾气中的氮氧化物（NOx）主要来源于发动机内高温下N2与O2的反应，即由游离态氮转化而来，B正确；C．豆科植物根瘤菌固氮是将N2转化为NH3，涉及分子结构改变，属于化学变化，C正确；D．植物秸秆中的有机氮化合物（如蛋白质）燃烧时被氧化，释放氮氧化物（如NOx），这些物质进入大气并参与氮循环（如形成硝酸盐），D正确；答案选A。 2．（25-26高一上·安徽安庆·期末）现有氮及其化合物的转化关系如图所示，下列说法不正确的是 A．上述转化过程实现了氮的固定 B．可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝 C．反应①②③是工业生产硝酸的主要途径 D．能与NaOH溶液发生反应，故属于酸性氧化物 【答案】D 【解析】A．氮的固定是指将游离态氮转化为化合态氮的过程，该转化链中氮气转化为氨气属于氮的固定，后续步骤为氮化合物间的转化，但整体过程实现了氮的固定，A正确；B．为碱性气体，能与水反应生成一水合氨并电离出氢氧根离子，使湿润的红色石蕊试纸变蓝，B正确；C．工业生产硝酸的主要途径为①NH3催化氧化生成NO，②NO氧化生成NO2，③NO2与水反应生成HNO3，与图示一致，C正确； D．能与NaOH溶液反应生成水、NaNO2和NaNO3，但酸性氧化物需满足与碱反应只生成盐和水，反应生成两种盐，故不是酸性氧化物，D错误；故选D。 3．（25-26高一上·福建三明·期末）是一种重要的化工原料，分子被光催化材料捕获进而实现的转化过程如图所示。下列说法正确的是 A．此方法属于自然固氮 B．是该反应的还原剂 C．此方法实现化学能向光能的转化 D．理论上每消耗(标况)生成 【答案】D 【解析】A．该方法为人工构建催化反应，属于人工固氮，A错误；B．由图得，该反应方程式为，N化合价降低，为氧化剂，B错误；C．此方法将光能转化为化学能，C错误；D．根据方程式，每消耗标况下11.2 L氮气即0.5 mol，生成0.75 mol 氧气，质量为0.75 mol×32 g/mol=24 g，D正确；故选D。 4．（25-26高一上·北京·期中）下列反应中，体现还原性的是 A．加热分解有生成 B．和的混合溶液加热有生成 C．固体在溶液中溶解生成 D．溶液中滴加溶液出现白色沉淀 【答案】B 【解析】A．NH4HCO3分解生成NH3，氮元素的化合价未变，未发生氧化还原反应，A不符合题意；B．中的N(-3价)与中的N(+3价)反应生成N2(0价)，被氧化，体现还原性，B符合题意；C．氯化铵溶液呈酸性，溶解Mg(OH)2生成氨气时，氮元素的化合价未变，未发生氧化还原反应，C不符合题意；D．(NH4)2SO4与BaCl2反应生成硫酸钡沉淀和氯化铵，该反应属于复分解反应，无元素化合价变化，D不符合题意；故选B。 5．（25-26高一上·河北保定·月考）下列实验装置正确且能达到实验目的的是 A．验证与浓硝酸反应的热量变化 B．观察浓氨水与浓硫酸反应产生白烟 C．制取并收集氨气 D．分离和固体 【答案】A 【解析】A．Cu与浓硝酸反应放热，U形管左侧气压变大，实验过程会看到左侧红墨水液面下降，右侧液面升高，A正确；B．浓硫酸难挥发，无法与挥发出的氨气在空气中相遇形成白烟，B错误；C．制备出的氨气不能用无水CaCl2干燥，无水CaCl2会吸收氨气，且收集氨气的导气管的管口应伸入接近试管的底部，C错误；D．碘单质受热升华，遇冷凝结在圆底烧瓶底部，NH4Cl固体受热分解，遇冷又生成NH4Cl，也附着在圆底烧瓶底部，不能用此法分离二者，D错误；故答案选A。 6．（25-26高一上·浙江金华·期末）下列各组离子在给定条件下一定能大量共存的是 A．使紫色石蕊试液变红的溶液：Na+、Fe2+、、 B．加入铝生成氢气的溶液：、Fe3+、、 C．透明溶液：Na+、Cu2+、、 D．加酚酞显红色的溶液：K+、、、 【答案】C 【解析】A．使紫色石蕊变红的溶液为酸性溶液，具有还原性，在酸性条件下具有强氧化性，两者发生氧化还原反应生成和NO等，不能大量共存，A错误；B．加入铝生成氢气的溶液可能为酸性或碱性溶液，在碱性条件下与反应生成，与反应生成沉淀，不能大量共存，B错误；C．透明溶液要求无沉淀或浑浊，、、、离子间不发生反应，均能稳定存在且形成可溶物，溶液透明，能大量共存，C正确；D．加酚酞显红色的溶液为碱性溶液（pH>8.3），在碱性条件下与反应生成和，不能大量共存，D错误；故答案选C。 7．（25-26高一上·北京·期中）某研究性学习小组在实验室模拟工业“侯氏制碱法”原理制取。下列是该学习小组进行模拟实验时所用到的主要装置，下列说法不正确的是 A．装置A是制备NH3的装置 B．仪器的连接顺序为尾气处理装置 C．应向饱和食盐水中先通入氨气至饱和，再通入气体 D．装置中的总反应式为 【答案】B 【解析】工业“侯氏制碱法”原理是先将氨气通入饱和食盐水中，再通入CO2，发生，由于NaHCO3的溶解度小，形成沉淀，A装置是制取NH3，B是制取CO2气体，D是除去中CO2的HCl，C是反应装置，据此分析。A．生石灰与氨水反应生成Ca(OH)2和氨气，，可以用A装置制备NH3，A正确；B．由分析知，由于氨气的溶解度大，为了防止倒吸，a与x相连接，b与k连接，l与y连接， B错误；C．由于氨气的溶解度大，CO2的溶解度小，向饱和食盐水中通入气体的顺序为：先通入氨气至饱和，再通入CO2气体，能够使更多的CO2参与反应生成NaHCO3，C正确；D．由分析知，C是反应装置，发生的总反应式为， D正确；故答案选B。 8．（24-25高一上·福建宁德·期末）某工厂拟综合处理含废水和工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO，不考虑其它成分)，设计了流程如下： 下列说法中正确的是 A．固体1中主要含有CaCO3、CaSO3 B．向气体1中通入的空气需要过量 C．捕获剂捕获的气体主要是CO，防止污染空气 D．通过处理含的废水，可生成标况下33.6 L无污染气体 【答案】C 【解析】工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO不考虑其他成分)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，气体1为一氧化氮、一氧化碳、氮气混合气，气体1中NO与空气中氧气、氢氧化钠溶液反应生成亚硝酸钠，氧气不能过量，否则生成硝酸钠，亚硝酸钠和含有铵根离子的溶液反应生成无污染的气体，应为氮气，气体2为氮气和一氧化碳混合气，捕获剂所捕获的气体主要是一氧化碳，据此解答。A．固体1含有碳酸钙、亚硫酸钙、过量的石灰乳，A错误；B．若空气过量反应生成硝酸钠，硝酸钠不与含铵根离子的溶液反应，B错误；C．由以上分析可以知道，捕获剂所捕获的气体主要是一氧化碳，可防止污染空气，C正确；D．亚硝酸钠和铵根离子的溶液反应生成的无污染的气体氮气，发生反应的离子方程式为，反应生成3mol N2，标准状况下氮气体积为67.2L，D错误；故选C。 9．（25-26高三上·宁夏银川·月考）含氮化合物及其单质的“类别-价态”二维图如图，下列相关分析或预测正确的是 A．A可使湿润的蓝色石蕊试纸变红 B．C和O2在高温高压催化剂的条件下生成NO2 C．实验室可用NaNO3固体和浓H2SO4在加热条件下制备D D．从物质类别角度分析，C和NO2都属于酸性氧化物 【答案】C 【解析】由“类别-价态”二维图可知，A为NH3，B为N2H4，C为NO，D为HNO3；A．NH3是碱性气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，故A错误；B．NO与氧气常温下反应生成NO2，不需要高温高压催化剂的条件，故B错误；C．可用NaNO3固体和浓H2SO4在加热条件下制备HNO3，这利用了难挥发性酸制易挥发性酸的原理，故C正确；D．能与碱反应只生成一种盐和水的氧化物为酸性氧化物，NO和NO2都不是酸性氧化物，它们是不成盐氧化物，故D错误；答案选C。 10．（24-25高一上·浙江宁波·期末）为了探究受热分解的固体产物，设计了如图实验。实验中观察到有红棕色气体产生，在装置D中收集到无色气体，当反应结束后，试管中残留固体为黑色，已知和新生的Ag粉都是黑色固体。假设每步反应均充分进行，下列说法不正确的是 A．B装置的作用是作安全瓶，防止倒吸 B．反应结束后，C装置溶液中一定有生成 C．D装置中发生反应 D．装置D收集到较多气体，可说明试管中有Ag生成 【答案】C 【解析】探究硝酸银受热分解的产物，装置中观察到红棕色气体，则分解产物中有NO2，试管中残留黑色固体，可能是Ag2O或Ag，Ag、N元素的化合价均降低，由得失电子守恒可知O元素化合价升高，则D中收集到无色气体为O2，以此作答；A．C装置中NaOH溶液可吸收NO2，则B装置起到安全瓶的作用，防止NaOH溶液倒吸进入A中，A正确；B．根据分析可知，C装置溶液中发生反应，则一定有NaNO3生成，B正确；C．由题干信息知，假设每步反应均充分进行，则从C装置出来的气体不可能是NO、O2的混合气体，C错误；D．若AgNO3分解生成Ag2O，根据得失电子守恒，生成的NO2和O2物质的量之比为4：1，则混合气体恰好被NaOH溶液吸收；若AgNO3分解生成Ag，根据得失电子守恒，生成的NO2和O2物质的量之比为2：1，则混合气体被NaOH溶液吸收后有O2剩余，即D中能收集到更多气体，D正确；故答案选C。 11．（25-26高一上·浙江衢州·期中）2025年诺贝尔化学奖得主们创造了一种拥有巨大空间的分子结构，气体及其他化学物质可以在其中穿梭往来，被命名为“金属-有机框架”(MOFs)的结构。某MOFs多孔材料大小和形状恰好将“固定”，能高选择性吸附废气中的，经处理能全部转化为，原理示意图如下： 已知： 下列说法不正确的是 A．选择吸附废气中的过程中发生了化学变化 B．经处理转化为的化学方程式可表示为： C．MOFs多孔材料大小除去实验原理与过滤相同 D．每获得时，转移电子的数目为 【答案】C 【解析】废气经过MOFs材料之后，NO2转化成N2O4被吸附，进而与氧气和水反应生成硝酸，据此分析；A．选择吸附废气中的过程中转化成N2O4，有新物质生成，发生了化学变化，A正确；B．N2O4与氧气和水反应生成硝酸，化学方程式是可表示为：，B正确；C．MOFs多孔材料大小除去时发生化学变化，过滤为物理变化，原理不相同，C错误；D．在方程式中，生成4 mol HNO3时转移4 mol电子，则每获得0.1 mol HNO3，转移的电子数为0.1 mol，即个数为，D正确；故选C。 12．（25-26高一上·山东潍坊·期末）工业制硝酸原理如图所示。下列说法错误的是 A．上述转化过程中涉及氮的固定 B．“氧化炉”中发生反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶4 C．“吸收塔”中NO与按物质的量之比4∶3通入水中能完全转化为硝酸 D．可用铁罐运输浓硝酸的原因是铁与浓硝酸不反应 【答案】D 【解析】本流程为工业制硝酸：①在氨合成塔中，氮气与氢气在高温高压、催化剂条件下合成氨气，将游离态氮转化为化合态氮，属于氮的固定；②在氧化炉中，氨气在催化剂、加热条件下被氧气氧化为一氧化氮，反应为；③在吸收塔中，一氧化氮、氧气与水反应生成硝酸，当NO与O2按物质的量之比4:3通入时，可发生总反应，完全转化为硝酸；据此作答。A．氨合成塔中发生反应，该过程将游离态的氮转化为化合态的氮（NH3），属于氮的固定，A正确；B．氧化炉中发生反应，NH3中N元素从-3价升高到+2价，作还原剂，O2中O元素从0价降低到-2价，作氧化剂；则氧化剂与还原剂的物质的量之比为5:4，B正确；C．吸收塔中，当NO与O2按物质的量之比4:3通入水中时，发生总反应，反应物可完全转化为硝酸，C正确；D．可用铁罐运输浓硝酸的原因是：铁在冷的浓硝酸中发生钝化，在表面生成一层致密的氧化膜，阻止内部金属继续反应，并非铁与浓硝酸不反应，D错误；故答案选D。 13．（25-26高一上·河南南阳·期末）某同学做“被氧化”的实验，发现溶液变为深棕色，猜想可能是生成的或NO与或反应，使溶液变为深棕色，设计如图实验探究(气密性良好)。下列说法错误的是 A．实验时分液漏斗活塞和a的打开顺序为先打开a再打开分液漏斗活塞 B．关闭a、c，打开b及分液漏斗活塞，反应后丙中溶液变为深棕色，丁中溶液无明显变化，证明NO与反应 C．甲中反应一段时间后，更新丙、丁中试剂，关闭a和b，打开c，反应后丙中溶液变为深棕色，丁中溶液无明显变化，证明也可与反应 D．装置乙的作用是将反应生成NO 【答案】C 【解析】由实验装置可知，先通入氮气可将装置内空气排出，甲中Cu与浓硝酸反应生成二氧化氮，打开c、关闭b时丙中变为深棕色不能证明NO2是否与Fe2+反应；若关闭c、打开b，丙中含亚铁离子的溶液变为深棕色，而丁中无明显变化，说明NO与Fe2+反应，据此解答；A．为排除装置内空气的干扰，实验时先打开a和b，通入一段时间氮气，将装置内的空气排尽，再打开分液漏斗活塞，A正确；B．关闭a、c，打开b及分液漏斗活塞，浓硝酸与Cu反应生成，通入水中与水反应生成NO，NO进入丙和丁后，丙中含亚铁离子的溶液变为深棕色，而丁中无明显变化，说明NO与反应，B正确；C．甲中反应一段时间后浓硝酸变稀，生成的气体中有NO，所以该操作无法证明是否与反应，C错误；D．装置乙是将与水反应生成NO，验证NO与或反应，D正确；故答案选C。 14．（25-26高一下·全国·课后作业）向一定浓度的中加入铜片，一段时间后，铜片完全溶解，硝酸恰好完全反应，共收集到NO和NO2的混合气体(已折算成标准状况)，则该的物质的量浓度是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】硝酸完全反应，一部分作为氧化剂生成气体（NO和NO2），另一部分表现酸性生成。铜的物质的量，体现酸性的硝酸为2 × 0.7 mol = 1.4 mol；气体22.4 L（标准状况）的物质的量为，作为氧化剂的硝酸为1 mol；总硝酸物质的量 = 1.4 mol + 1 mol = 2.4 mol，浓度c = ，故选B。 二、非选择题（共4小题，共58分） 15．（25-26高一上·山东济南·期末）（14分）“价-类”二维图是研究元素化合物的重要工具，图中分别表示不同价态的氮元素所对应的物质。 回答下列问题： （1）实验室制取物质a的化学方程式为 ，写出物质b的一种用途： 。 （2）d与水生成c的反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。 （3）e的稀溶液与铜反应的化学方程式为 。 （4）某氮肥厂产生的氨氮废水中的氮元素多以和的形式存在。某研究团队设计的处理流程如下： ①过程Ⅰ：加溶液，调节至9后，升温至，通入空气将氨赶出并回收。用离子方程式表示加溶液时所发生的反应： 。 ②过程Ⅱ：在微生物的作用下实现转化，称为硝化。在碱性条件下，被氧气氧化成的总反应的离子方程式为 。 ③过程Ⅲ：在一定条件下向废水中加入甲醇()，实现转化，称为反硝化。完全转化成，转移的电子数是 。 【答案】（1） （2分） 作保护气；用于合成氨、制硝酸等化工原料（2分） （2）1:2（2分） （3）（2分） （4） （2分） （2分） （2分） 【解析】根据氮元素的“价-类二维图”可判断各物质：a：，b：，c：NO，d：，e：，f：，g：铵盐。由此解题。 （1）实验室制取的化学方程式为；氮气的化学性质很稳定，所以可作保护气；可用于合成氨、制硝酸等化工原料；医疗上用于冷冻麻醉等。 （2）与水反应会生成硝酸和NO，其反应的化学方程式为，3 mol中，2 mol被氧化为，1 mol被还原为NO，所以氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2。 （3）的稀溶液与铜反应会生成硝酸铜、NO和水，其反应的化学方程式为。 （4）加入NaOH溶液时，氨氮废水中的和反应生成，受热分解生成氨气和水：； 在碱性条件下，被氧气氧化为，根据得失电子守恒和原子守恒配平：； 中N为+5价，中N为0价，1 mol含有1 molN：转移电子数为1 mol×5=5 mol，即转移个电子。 16．（25-26高一上·山东烟台·期末）（15分）氮及其化合物在生产、生活中有着重要作用。 回答下列问题： （1）氮及其化合物间的转化关系如图，必须加入氧化剂且一步反应能完成的是 (填标号)，雷电固氮生成硝酸的主要途径依次为 (填标号)。 （2）向100 mL 1.2 稀中逐渐加入Fe粉至过量，溶液中金属阳离子与所加Fe粉物质的量的关系如图(稀的还原产物只有NO)。表示变化的是曲线 (填“a”或“b”)， mol，Q点溶液中加入Cu粉，最多可溶解Cu粉的质量为 g。 （3）亚硝酸钠()是一种白色固体，在生活中应用广泛。实验小组制备干燥(夹持及加热装置略)并测定其纯度。 已知：①，②NO能被酸性氧化。 ①装置按气流方向连接顺序为甲→丙→ (装置可重复使用)。 ②装置丙的作用之一是将转化为NO，其化学方程式为 ，另一作用是 。 ③反应结束后打开止水夹a，通入过量，其目的是 。 ④测定固体中纯度(杂质不参与反应)：称取装置丁中反应后的固体1.500 g于烧杯中，加蒸馏水溶解配成250 mL溶液。取25 mL溶液于锥形瓶中，滴入0.1 酸性溶液至恰好完全反应，共消耗8 mL酸性溶液。固体中的纯度为 %。 【答案】（1） ②③⑤ （1分） ⑤③④（1分） （2） a （1分） 0.036mol （2分） 0.576g（2分） （3） ① 乙→丁→乙→戊 （2分） ② （2分） 除去挥发出的硝酸 （1分） ③将装置中残留的氮氧化物(NO)全部排入后续装置中吸收，防止污染空气 （1分） ④ 92（2分） 【解析】（3）根据制备原理可知，反应开始前通入氮气排除装置内的空气，然后浓硝酸与Cu反应制取NO2，用盛水的洗气瓶将二氧化氮转化为NO，为防止水蒸气与过氧化钠反应产生氧气进而影响产品纯度，丁两端的导管应该连接盛有浓硫酸的洗气瓶干燥，最后用酸性高锰酸钾溶液除去过量的NO防止污染环境。 （1）过程①是N2的还原，需要加入还原剂，过程②是NH3的催化氧化，需要加入氧化剂，过程③是NO被氧气氧化成NO2，需要氧化剂，过程④是NO2与水反应生成HNO3和NO，不需额外加入氧化剂，过程⑤雷电固氮将N2氧化成NO，需要加入氧化剂；雷电固氮生成硝酸的过程为，N2→NO→NO2→HNO3，主要途径为⑤③④； （2）依题意，反应过程分成两部分进行，第一步Fe与硝酸反应（），第二步过量的Fe与Fe3+反应生成Fe2+，反应为，故溶液中Fe3+的物质的量先增后减，故曲线a表示Fe3+的物质的量的变化；第一步生成的物质的量为，Q点时，溶液中的Fe2+与Fe3+物质的量相等，设第二步参与反应的Fe粉物质的量为xmol，则有，x=0.006mol，根据Fe元素守恒，n2=0.03-2x+3x=0.03+x=0.036mol；加入Cu与Fe3+反应方程式为，则最多可溶解Cu的质量为； （3）①由上述分析可知，连接顺序应该为甲→丙→乙→丁→乙→戊； ②装置丙是为了将NO2转化为NO，反应的化学方程式为；同时吸收挥发出来的硝酸； ③反应结束后打开止水夹a，继续通入过量氮气，则是将整个装置中残留的NO全部排入酸性高锰酸钾溶液中吸收，防止氮氧化合物污染空气； ④依题反应的离子方程式为，故存在如下计量关系：，则样品中NaNO2的质量为，故样品中NaNO2的纯度为。 17．（25-26高一上·江苏常州·期末）（15分）氮是我们熟悉的典型非金属元素，研究氮及其化合物的性质对于生产、生活、科研具有重要意义，请回答以下问题： I.（1）图1为制取氨的装置和选用的试剂，其中合理的是 （填序号）。 （2）图2为铵盐的受热分解装置，被加热的铂丝处发生反应的化学方程式为 ，B中出现的现象为 。 （3）如图3，将上述烧杯中反应得到酸的足量浓溶液与反应，实验完毕后，试管中收集到气体的主要成分为 （写化学式）。 II.硝酸是一种重要的化工原料，某工厂制硝酸的流程如图所示。 （4）“合成塔”中反应i的化学方程式为 。 （5）关于和的相互转化，下列说法正确的是_____（填标号）。 A．由转化为，实现了氮的固定 B．工业上利用与反应制取 C．不加入还原剂，也可实现转化为 D．由硝酸转化成等物质的量的时，消耗碳单质和铜单质的物质的量相同 （6）“吸收塔”尾部会有含、等氮氧化物的尾气排出，必须设法除去以消除它们对环境的破坏作用。 ①工业上常常利用氨水可以将和吸收，原理如图所示： 被吸收的离子方程式为 。 ②氨转化法。已知氨恰好能将含和共的混合气体完全转化为，则混合气体中NO和的物质的量之比为 。 【答案】（1）②④（2分） （2） （2分） 气体变为红棕色（2分） （3）（1分） （4）（2分） （5）BC（2分） （6） （2分） （2分） 【解析】（1）实验室制备氨气是利用氯化铵和氢氧化钙固体加热制取，化学方程式为 ①固体受热分解生成和HCl，而当温度降低时，和HCl又重新化合生成固体，气体进入干燥管的机会不多，故①错误； ②向CaO中滴加浓氨水，CaO遇水生成，同时放出大量热量，使浓氨水中的氨气逸出，故②正确； ③固体加热制气体时，试管口应略向下倾斜，使产生的水能够流出，以免损坏试管，所以利用氯化铵和氢氧化钙固体加热制取氨气，试管口应略向下倾斜，故③错误； ④浓氨水易挥发，用浓氨水加热制取的方法是正确的，氨气是碱性气体，可用碱石灰干燥，故④正确； （2）在铂丝作催化剂、加热条件下，氨气和氧气发生氧化还原反应生成一氧化氮和水，反应方程式为； 一氧化氮和氧气是无色气体，一氧化氮和氧气反应生成红棕色的二氧化氮，反应方程式为：，所以看到的现象是：无色气体变成红棕色； （3）是强电解质，具有强氧化性，可与铜反应，反应的离子方程式为，浓硝酸与铜反应生成，但由于采用排水法收集气体，NO₂会与水反应生成NO（），且随着反应进行，硝酸浓度降低，稀硝酸与铜反应也生成NO，故最终收集到的主要气体为NO； （4）合成塔中是氮气和氢气在一定条件下反应生成氨气，化学方程式为： （5）A．氮的固定是将游离态的氮（如）转化为化合态的氮，而转化为是化合态氮之间的转化，不属于氮的固定，A错误； B．工业上利用与反应制取，反应方程式，B正确； C．转化为，只需光照使其分解，反应方程式不需要加入还原剂，C正确。 D．由硝酸转化为等物质的量的时，若用碳单质（），每生成4mol消耗1molC；若用铜单质（），每生成2mol消耗1molCu，生成等物质的量的时，消耗碳和铜的物质的量不同，D错误； 故答案选BC； （6）①根据图示，与溶液反应生成和，离子方程式为： ②设NO的物质的量为x，的物质的量为y，则：，反应的化学方程式为：，。 消耗的物质的量为：，即，化简得2x + 4y = 21。两方程联立，解得：。 18．（25-26高一下·全国·课后作业）（14分）某研究性学习小组设计如图所示装置，用浓硝酸、铜片、水三种试剂进行实验，探究浓、稀硝酸的强氧化性并观察它们的还原产物。 [实验探究] （1）探究浓硝酸的强氧化性：将铜片置于具支试管的底部，在分液漏斗中加入约浓硝酸，往具支试管中滴加约浓硝酸，用排水法收集产生的气体。 ①实验中观察到的能证明浓硝酸具有强氧化性的现象是 。 ②具支试管中发生反应的化学方程式为 。 （2）探究稀硝酸的强氧化性： ①上述反应完成后，欲进一步证明稀硝酸也具有强氧化性，紧接的简便、合理的实验操作是 。 ②能证明稀硝酸与铜反应的还原产物为的实验现象是 (填字母序号)。 A．c中收集到的无色气体接触空气后变为红棕色 B．b中产生的无色气体接触空气后变为红棕色 [实验反思] （3）某同学提出，实验过程中若操作不慎，易出现倒吸现象。对该实验装置进行改进的方案：可在b与c之间连接 。 （4）利用该装置先进行铜与浓硝酸反应，再进行铜与稀硝酸反应的实验顺序的合理性是 。 [问题讨论] （5）在用等质量的铜片与等体积的浓硝酸、稀硝酸(硝酸均过量)反应时，发现反应后所得溶液前者呈绿色，后者呈蓝色。针对此现象，同学们提出两种意见： ①两溶液颜色不同是浓度的差异引起的；②前者溶液呈绿色，是因为生成的红棕色又溶于溶液中。 你认为意见 (填“①”或“②”)合理。(注：若填①，下题中只答Ⅰ，若选填②，下题中只答Ⅱ) Ⅰ、如果你认为①合理，理由是______。 Ⅱ、如果你认为②合理，请设计一个简单的实验进行验证：______。 【答案】（1） b中溶液变蓝，有红棕色气体生成（2分） （2分） （2） 向分液漏斗中加水稀释浓硝酸，打开活塞，向具支试管中滴加稀硝酸 （2分） B（2分） （3）防倒吸装置(其他答案合理均可)（1分） （4）利用与浓硝酸反应生成的排出具支试管中的空气，有利于观察与稀硝酸反应的还原产物（2分） （5）②（1分）；向显蓝色的溶液中通入，观察溶液是否变绿或加热显绿色的溶液，观察是否有红棕色气体产生（2分） 【解析】由装置图可知，具支试管为铜与硝酸的反应容器，分液漏斗用来盛装浓硝酸或稀硝酸，集气瓶通过排水法收集生成的NO；先在分液漏斗中加入浓硝酸，探究浓硝酸与铜的反应，利用生成的NO2排出具支试管中的空气，再向分液漏斗中加水稀释浓硝酸，探究稀硝酸与铜的反应，流程简单且现象更好区别； 【解析】（1）①浓硝酸具有强氧化性，可以和铜片反应，实验中可以看到铜片逐渐溶解，具支试管中溶液变蓝，且有红棕色气体产生，说明浓硝酸具有强氧化性； ②铜与浓硝酸反应的化学方程式为：； （2）①由实验装置可知，往分液漏斗中加水可稀释浓硝酸，打开活塞，放入稀硝酸，可以继续进行铜与稀硝酸反应的实验； ②c中收集到的NO可能是NO2与水反应生成的，不能说明还原产物为NO；b中产生的NO是反应直接生成的，b中产生的NO与空气中的氧气反应，生成红棕色的二氧化氮，即可证明稀硝酸与铜反应的还原产物为NO，故选B； （3）该装置若操作不慎，易出现倒吸现象，可在b与c之间连接防倒吸装置； （4）由于装置中含有空气，若先进行稀硝酸与Cu的反应，生成的一氧化氮会很快和装置中的氧气反应生成二氧化氮，观察不到一氧化氮产生的现象，若先利用Cu与浓硝酸反应生成的NO2排出具支试管中的空气，有利于观察Cu与稀硝酸的反应产物； （5）由于硝酸均过量，铜的质量相等，溶液的初始体积相同，所以铜无论和稀硝酸反应还是与浓硝酸反应，生成的铜离子的浓度几乎是相同的，可见看法①不合理，看法②合理；前者溶液呈绿色是由红棕色NO2溶于溶液中引起的，故可通过向蓝色溶液中通入二氧化氮看溶液是否变绿色，或加热绿色溶液看是否有红棕色气体产生来证明。 学科网（北京）股份有限公司 $