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考點規(guī)范練13　氮及其化合物 (時間:45分鐘　滿分:100分) 一、選擇題(本題共10小題,每小題5分,共50分。每小題只有一個選項符合題目要求) 1.下列說法正確的是(　　) A.CO、NO、NO2都是大氣污染物,在空氣中都能穩(wěn)定存在 B.NO可用于某些疾病的治療 C.NO2通入FeSO4溶液中始終無明顯現(xiàn)象 D.汽車尾氣的主要污染成分包括NO、CO和N2 2.下列反應中硝酸既表現(xiàn)出酸性又表現(xiàn)出氧化性的是(　　) A.使石蕊溶液變紅 B.與銅反應放出NO氣體,生成Cu(NO3)2 C.與Na2CO3反應放出CO2氣體,生成NaNO3 D.與S單質混合共熱時生成H2SO4和NO2 3.下列有關實驗操作、現(xiàn)象和解釋或結論都正確的是(　　) 序號 實驗操作 現(xiàn)象 解釋或結論 ① 過量的Fe粉中加入稀硝酸,充分反應后,滴入KSCN溶液 溶液呈紅色 稀硝酸將Fe氧化為Fe3+ ② 濃硝酸久置或光照 變黃色 HNO3不穩(wěn)定易分解 ③ Al箔插入稀硝酸中 無現(xiàn)象 Al箔表面被HNO3氧化,形成致密的氧化膜 ④ 用玻璃棒蘸取濃硝酸點到藍色石蕊試紙上 試紙先變紅 色后褪色 濃硝酸具有酸性和強氧化性 A.①② B.③④ C.②③④ D.②④ 4.將O2和NH3的混合氣體448 mL通過加熱的三氧化二鉻,充分反應后,再通過足量的水,最終收集到44.8 mL氣體。原混合氣體中O2的體積可能是(假設氨全部被氧化;氣體體積均已換算成標準狀況)(　　) ①231.5 mL?、?68.8 mL?、?87.5 mL?、?13.6 mL A.①③ B.③④ C.①④ D.②③ 5.將5.6 g鐵投入濃硝酸中,產(chǎn)生紅棕色氣體A,把所得溶液減壓蒸干,得到20 g Fe(NO3)2和Fe(NO3)3的混合物,將該固體在高溫下加熱,得到紅褐色的Fe2O3和氣體B,A、B氣體混合通入足量水中,在標準狀況下剩余氣體的體積為(　　) A.1 120 mL B.2 240 mL C.336 mL D.4 480 mL 6.“綠色化學”實驗已走進課堂,下列做法符合“綠色化學”的是(　　) ①實驗室中收集氨氣采用圖甲所示裝置 ②實驗室中做氯氣與鈉反應的實驗時采用圖乙所示裝置 ③實驗室中用玻璃棒分別蘸取濃鹽酸和濃氨水做氨氣與酸反應生成銨鹽的實驗 ④實驗室中采用圖丙所示裝置進行銅與稀硝酸的反應 A.②③④ B.①②③ C.①②④ D.①③④ 7.不論以何種比例混合,將甲和乙兩種混合氣體同時通入過量的丙中,一定能產(chǎn)生沉淀的組合是(　　) 序號 甲 乙 丙 ① CO2 SO2 石灰水 ② HCl CO2 石灰水 ③ CO2 SO2 Ba(NO3)2溶液 ④ NO2 SO2 BaCl2溶液 ⑤ CO2 NH3 CaCl2溶液 A.②③④ B.②③④⑤ C.①③④ D.①②③④ 8.用下圖裝置制取、提純并收集下表中的四種氣體(a、b、c表示相應儀器中加入的試劑),其中可行的是(　　) 選項 氣體 a b c A NO2 濃硝酸 銅片 NaOH溶液 B CO2 稀硫酸 石灰石 飽和NaHCO3溶液 C O2 H2O2溶液 二氧化錳 濃硫酸 D NH3 濃氨水 生石灰 堿石灰 9.在1 L溶液中含有Fe(NO3)3和H2SO4兩種溶質,其濃度分別為0.2 molL-1和1.5 molL-1,現(xiàn)向該溶液中加入39.2 g鐵粉使其充分反應,下列有關說法正確的是(　　) A.反應后溶液中Fe3+物質的量為0.8 mol B.反應后產(chǎn)生13.44 L H2(標準狀況) C.反應后溶液中Fe2+和Fe3+物質的量之和為0.9 mol D.由于氧化性Fe3+>H+,故反應中先沒有氣體產(chǎn)生后產(chǎn)生氣體 10.某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL,平均分成兩份,向其中一份中逐漸加入銅粉,最多能溶解19.2 g(已知硝酸只被還原為NO氣體),向另一份中逐漸加入鐵粉,產(chǎn)生氣體的量隨鐵粉質量增加的變化如圖所示。下列分析錯誤的是(　　) A.AB段的反應為Fe+2Fe3+3Fe2+ B.第二份溶液中最終溶質為FeSO4 C.混合酸中NO3-的物質的量為0.4 mol D.混合酸中H2SO4的濃度為5 molL-1 二、非選擇題(本題共3個小題,共50分) 11.(2018河南一輪復習診斷調研聯(lián)考)(16分)一定條件下,含氮元素的物質可發(fā)生如圖所示的循環(huán)轉化。 回答下列問題: (1)氮的原子結構示意圖為　　　　　。 (2)圖中屬于“氮的固定”的是　　　　(填字母,下同);轉化過程中發(fā)生非氧化還原反應的是　　　　。 (3)若“反應h”是在NO2與H2O的作用下實現(xiàn),則該反應中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質的量之比為　。 (4)若“反應i”是在酸性條件下由NO3-與Zn的作用實現(xiàn),則該反應的離子方程式為　。 12.(16分)噴泉是一種常見的自然現(xiàn)象,其產(chǎn)生原因通常是裝置內外存在壓強差。 (1)圖a所示為化學教學中所用的噴泉實驗裝置,在燒瓶中充滿干燥氣體,膠頭滴管及燒杯中分別盛有液體。下列組合中不可能形成噴泉的是　　　　。 A.HCl和H2O B.O2和H2O C.NH3和H2O D.CO2和NaOH溶液 (2)某學生積極思考產(chǎn)生噴泉的其他辦法,并設計了如圖b所示裝置。 ①在圖b錐形瓶中分別加入足量下列物質,反應后可能產(chǎn)生噴泉的是　　　　。 A.Cu與稀鹽酸 B.NaHCO3與NaOH溶液 C.CaCO3與稀硫酸 D.NH4HCO3與稀鹽酸 ②在錐形瓶外放一水槽,瓶中加入酒精,水槽中加入冷水后,再加入足量的下列物質,結果也產(chǎn)生了噴泉,水槽中加入的物質可以是　　　　。 A.濃硫酸 B.食鹽 C.硝酸鉀 D.硫酸銅 這種方法產(chǎn)生噴泉的原理是　　　　　　　　　　　　　　。 ③比較圖a和圖b兩套裝置,從產(chǎn)生噴泉的原理來分析,圖a是　　　　(填“增大”或“減小”,下同)上部燒瓶內的氣體壓強;圖b是　　　　下部錐形瓶內的氣體壓強。 13.(18分)甲、乙兩同學用下圖所示裝置進行實驗,探究硝酸與鐵反應的產(chǎn)物。 文獻記載:ⅰ.在濃硝酸和活潑金屬反應過程中,隨著硝酸濃度的降低,其生成的產(chǎn)物有+4、+2、-3價等氮的化合物。 ⅱ.FeSO4+NOFe(NO)SO4(棕色)(ΔH<0)。 ⅲ.NO2和NO都能被KMnO4氧化吸收。 甲的實驗操作和現(xiàn)象記錄如下: 實驗操作 實驗現(xiàn)象 打開彈簧夾,通入一段時間CO2,關閉彈簧夾 — 打開分液漏斗活塞,將濃硝酸緩慢滴入燒瓶中,關閉活塞 無明顯現(xiàn)象 加熱燒瓶,反應開始后停止加熱 ①A中有紅棕色氣體產(chǎn)生,一段時間后,氣體顏色逐漸變淺;B中溶液變棕色;C中溶液紫色變淺 ②反應停止后,A中無固體剩余 請回答下列問題: (1)滴入濃硝酸,加熱前沒有明顯現(xiàn)象的原因是　。 (2)檢驗是否生成-3價氮的化合物,應進行的實驗操作是　。 (3)甲取少量B中溶液,加熱,實驗現(xiàn)象是　。 請用平衡移動原理解釋原因:　　　　　　　　　　　　　　　　。甲依據(jù)該現(xiàn)象得出的結論是A中有NO生成。 (4)乙認為甲得出A中有NO生成的證據(jù)不足。為獲取充足的證據(jù),乙仍采用該裝置和操作進行對照實驗,乙做出的改變是　　　　　　　,證明有NO生成的實驗現(xiàn)象是　　　　　　　　。 (5)證明A中溶液是否含有Fe2+和Fe3+,選擇的藥品是　　　　(填序號)。 a.鐵粉 b.溴水 c.鐵氰化鉀溶液 d.硫氰化鉀溶液  考點規(guī)范練13　氮及其化合物 1.B　NO易被氧化為NO2;NO2通入溶液中生成HNO3,HNO3能把Fe2+氧化成Fe3+,溶液由淺綠色變成棕黃色;N2不是污染物。 2.B　使石蕊變紅,只能說明硝酸具有酸性,不能說明硝酸具有氧化性,A錯誤;與銅反應生成Cu(NO3)2和NO氣體,生成硝酸銅表現(xiàn)酸性,生成NO表現(xiàn)硝酸的氧化性,B正確;與Na2CO3反應放出CO2氣體生成NaNO3,說明硝酸的酸性比碳酸的酸性強,不發(fā)生氧化還原反應,不能說明硝酸具有氧化性,C錯誤;與S單質混合共熱時生成H2SO4和NO2,只表現(xiàn)硝酸的氧化性,不表現(xiàn)酸性,D錯誤。 3.D　①中稀硝酸與鐵粉反應,鐵首先被氧化成Fe3+,過量鐵粉將Fe3+還原,最終得到Fe2+,滴入KSCN溶液不顯紅色;②中濃硝酸變黃色的原因是硝酸分解生成的二氧化氮溶于硝酸所致;③中Al箔能與稀硝酸反應放出氣體;④中變紅表現(xiàn)酸性,而褪色表現(xiàn)的是強氧化性。綜上所述,D項正確。 4.B　O2和NH3發(fā)生反應的化學方程式為4NH3+5O24NO+6H2O,充分反應后,再通入足量的水,發(fā)生反應4NO+3O2+2H2O4HNO3。若最后剩余的44.8mL氣體是NO,設原混合氣中V(NH3)=xmL,則V(O2)=(448-x)mL,第1個反應中消耗的V(O2)=54xmL,生成的V(NO)=V(NH3)=xmL,第2個反應中消耗的V(O2)=34(x-44.8)mL,故54xmL+34(x-44.8)mL=(448-x)mL,解得:x=160.5,則原混合氣體中V(O2)=(448-x)mL=(448-160.5)mL=287.5mL。 若最后剩余的44.8mL氣體是O2,設原混合氣體中V(NH3)=ymL,則V(O2)=(448-y)mL,兩個反應共消耗的V(O2)=54ymL+34ymL=2ymL,則448-y-2y=44.8,解得:y=134.4,原混合氣體中V(O2)=(448-134.4)mL=313.6mL。 5.B　因最后氣體為NO,設其物質的量為xmol,根據(jù)守恒思想,計算時抓住反應的始末態(tài)即可。反應物可看作Fe、HNO3和水,最終生成物是Fe2O3和NO,根據(jù)得失電子守恒可得:5.6g56gmol-1(3-0)=xmol(5-2),解得x=0.1,故剩余氣體在標準狀況下的體積為0.1mol22.4Lmol-1=2.24L=2240mL。 6.C　因為氨氣的密度比空氣的小,實驗室用向下排空氣法收集氨氣,氨氣溶于水呈弱堿性,可以使滴有酚酞的水變紅,①符合“綠色化學”;氯氣有毒,與鈉反應后,多余的氯氣被堿液吸收,②符合“綠色化學”;銅與稀硝酸反應生成的一氧化氮有毒,一氧化氮可以用氣球收集,④符合“綠色化學”;濃鹽酸和濃氨水都易揮發(fā),③不符合“綠色化學”。 7.D?、佗谥惺宜^量,一定有沉淀生成。③CO2與Ba(NO3)2不反應,SO2與Ba(NO3)2溶液反應有BaSO4沉淀生成。④NO2和SO2混合,通入BaCl2溶液中生成BaSO4沉淀。⑤NH3和CO2混合,當NH3過量時有沉淀生成,2NH3+CO2+CaCl2+H2OCaCO3↓+2NH4Cl;但NH3不足時,無沉淀生成,發(fā)生反應2NH3+2CO2+CaCl2+2H2OCa(HCO3)2+2NH4Cl。 8.C　NO2與NaOH反應,達不到提純的目的,收集不到NO2,A項錯誤;稀硫酸與碳酸鈣反應生成的硫酸鈣微溶于水,會覆蓋在石灰石表面阻止硫酸與碳酸鈣進一步反應,B項錯誤;二氧化錳作催化劑分解過氧化氫,生成的氧氣可以用濃硫酸干燥,氧氣的密度比空氣的大,可以用該裝置收集,C項正確;氨氣的密度比空氣小,收集裝置中應該短管進氣長管出氣,D項錯誤。 9.C　Fe(NO3)3和H2SO4的物質的量分別為0.2mol、1.5mol,n(Fe)=39.2g56gmol-1=0.7mol,氧化性為HNO3>Fe3+>H+,則Fe先與HNO3反應:Fe+4H++NO3-Fe3++NO↑+2H2O,再發(fā)生反應:Fe+2Fe3+3Fe2+。反應開始便有氣體生成,D項錯誤。結合有關量,依據(jù)離子方程式知:Fe完全反應,沒有剩余,溶液中存在0.6molFe3+、0.3molFe2+,A項錯誤,C項正確;因硝酸具有強氧化性,溶液中不發(fā)生反應:Fe+2H+Fe2++H2↑,故沒有氫氣生成,B項錯誤。 10.D　由題圖可知,OA段發(fā)生的反應為Fe+NO3-+4H+Fe3++NO↑+2H2O,AB段發(fā)生的反應為Fe+2Fe3+3Fe2+,BC段發(fā)生的反應為Fe+2H+Fe2++H2↑,故A項正確;根據(jù)題圖可知NO3-全部被還原,因為溶液中有硫酸根離子,并且鐵單質全部轉化為亞鐵離子,所以溶液中最終溶質為FeSO4,故B項正確;OA段發(fā)生的反應為Fe+NO3-+4H+Fe3++NO↑+2H2O,硝酸全部反應,故一份混合液中n(NO3-)=n(Fe)=11.2g56gmol-1=0.2mol,則原混合酸中NO3-物質的量為20.2mol=0.4mol,故C項正確;第二份混合液反應消耗22.4g鐵,物質的量為0.4mol,所有的鐵都在硫酸亞鐵中,根據(jù)硫酸根離子守恒,所以每份含硫酸0.4mol,則原混合酸中H2SO4物質的量為0.4mol2=0.8mol,原混合溶液中硫酸濃度為0.8mol0.2L=4molL-1,故D項錯誤。 11.答案(1)○+7?2??5?　(2)k和c　a和l　(3)2∶1 (4)4Zn+2NO3-+10H+4Zn2++N2O↑+5H2O 解析(1)N位于第二周期第ⅤA族,其原子結構示意圖為 ○+7?2??5?。 (2)氮的固定是游離態(tài)的氮轉化成為化合態(tài)的氮,根據(jù)循環(huán)圖可知,屬于氮的固定的是k和c;發(fā)生非氧化還原反應,說明反應前后各元素化合價沒有發(fā)生變化,則屬于非氧化還原反應的是a和l。 (3)反應h的化學方程式為3NO2+H2O2HNO3+NO,氧化產(chǎn)物是HNO3,還原產(chǎn)物是NO,因此氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質的量之比為2∶1。 (4)根據(jù)信息,Zn+H++NO3-Zn2++N2O↑+H2O,根據(jù)電荷守恒、得失電子守恒以及原子守恒得離子方程式為4Zn+2NO3-+10H+4Zn2++N2O↑+5H2O。 12.答案(1)B　(2)①D?、贏　濃硫酸溶于水放熱,溫度升高,酒精加快揮發(fā),錐形瓶內氣壓增大　③減小　增大 解析(1)圖a裝置中形成噴泉的條件是燒瓶中的氣壓變小。HCl易溶于H2O,所以能使燒瓶中的氣體迅速減少,能形成噴泉;O2不易溶于H2O,所以不能使燒瓶中的氣體減少,不能形成噴泉;NH3易溶于H2O,所以能使燒瓶中的氣體迅速減少,能形成噴泉;CO2和NaOH溶液能迅速反應,能導致燒瓶中的氣體減少,所以能形成噴泉。 (2)①圖b是在錐形瓶中加入的物質能導致錐形瓶中氣壓變大而形成噴泉。Cu與稀鹽酸不反應,所以不能導致錐形瓶中的氣壓變大,A項錯誤;NaHCO3與NaOH溶液反應不生成氣體,不能導致錐形瓶中的氣壓變大,B項錯誤;CaCO3與稀硫酸生成的硫酸鈣微溶于水,阻止反應進一步發(fā)生,生成二氧化碳比較少,導致錐形瓶中的氣壓變化不大,不能形成噴泉,C項錯誤;NH4HCO3與稀鹽酸反應生成大量氣體,導致錐形瓶中的氣壓變大,所以能形成噴泉,D項正確。②在圖b錐形瓶外放一水槽,瓶中加入酒精,水槽中加入冷水后,再加入足量的物質,結果也產(chǎn)生了噴泉,根據(jù)產(chǎn)生噴泉的原理必須要求水槽中加入的物質能使錐形瓶中的溫度明顯升高;濃硫酸溶于水放出大量的熱使酒精揮發(fā)產(chǎn)生大量酒精蒸氣,使錐形瓶內壓強大大增加;食鹽、硝酸鉀、硫酸銅溶于水不會使水溫明顯升高,所以不能形成噴泉。③圖a和圖b兩套裝置,均產(chǎn)生壓強差形成噴泉,圖a是減小上部燒瓶內氣體壓強,而圖b是增大下部錐形瓶內氣體壓強。 13.答案(1)常溫時,鐵遇濃硝酸形成致密氧化膜,阻止反應進一步發(fā)生(答“鈍化”也可) (2)取少量反應后A中溶液于試管中,向其中加入足量濃NaOH溶液,加熱,用濕潤的紅色石蕊試紙靠近試管口,若試紙變藍,則A中生成NH4+ (3)棕色溶液顏色變淺(或綠),有無色氣體逸出,且在空氣中變?yōu)榧t棕色　FeSO4+NOFe(NO)SO4(棕色)的正反應為放熱反應,加熱后,平衡向逆反應方向移動 (4)濃硝酸換成稀硝酸　A中沒有紅棕色氣體生成,B中溶液變?yōu)樽厣? (5)cd 解析(1)常溫下,鐵遇濃硝酸發(fā)生“鈍化”。(2)-3價氮的化合物是NH3或銨鹽,而此反應的環(huán)境呈酸性,故-3價氮的化合物是硝酸銨,可利用NH4+與OH-共熱產(chǎn)生NH3的性質檢驗。(3)B中發(fā)生反應FeSO4+NOFe(NO)SO4(棕色),加熱后,上述平衡逆向移動,無色氣體NO逸出,在空氣中變?yōu)榧t棕色,而溶液顏色變淺或變成淺綠色。(4)NO2與水反應生成NO,故可把濃硝酸換成稀硝酸,若A中無紅棕色氣體生成,但B中溶液變?yōu)樽厣?可證明A中有NO生成。(5)用鐵氰化鉀溶液檢驗Fe2+,生成藍色沉淀;用硫氰化鉀溶液檢驗Fe3+,溶液變成紅色,故選c、d。