跟踪检测（二十三）点点突破——氮及其重要化合物1．(2021·北京门头沟一模)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( )A．X是N2O5B．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的转化解析：选B 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。2．下列有关氮及其化合物的说法不正确的是( )A．浓硝酸因分解放出的NO2又溶解于硝酸而呈黄色B．铵态氮肥不宜与碱性肥料混合使用C．常温下铁、铝不与浓硝酸反应D．NO可用排水法收集，NO2可用向上排空气法收集解析：选C 浓硝酸不稳定，光照条件下易分解生成二氧化氮，所以浓硝酸因分解放出的NO2又溶解于硝酸而呈黄色，A项正确；铵态氮肥应避免与碱性肥料混合使用，防止铵根离子与氢氧根离子反应生成氨气，降低肥效，B项正确；常温下，铁、铝遇浓硝酸“钝化”，属于化学反应，C项错误；NO不溶于水，可以利用排水法收集，二氧化氮与水反应，密度比空气的大，可以利用向上排空气法收集，D项正确。3．同温同压下，两个等体积的干燥圆底烧瓶中分别充满：①NH3，②NO2，进行喷泉实验。经充分反应后，瓶内溶液的物质的量浓度为( )A．①>② B．①<②C．①＝②D．不能确定
解析：选C 在相同条件下，气体摩尔体积相同，烧瓶的容积相同，根据n＝知，氨气、NO2的物质的量之比为1∶1，因NO2能与水反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，所以各烧瓶中溶质的物质的量之比为3∶2；两烧瓶中溶液的体积分别为：1烧瓶、烧瓶，所以溶液的体积比为3∶2，所以各物质的量浓度之比为＝1∶1。4．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用下图表示。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．海洋中的氮循环属于固氮作用的是③C．海洋中的反硝化作用一定有氧气的参与D．向海洋中排放含NO的废水会影响海洋中NH的含量解析：选D A项，海洋中的氮循环起始于氮的还原，A错误；B项，海洋中的氮循环属于固氮作用的是②，B错误；C项，反硝化作用是氮元素化合价降低的过程，反硝化细菌在氧气不足的条件下还原N，不一定有氧气参与，C错误；D项，由氮的循环过程可知，NO增多，反硝化作用增强，会进一步影响海洋中NH的含量，D正确。5．N2O俗称“笑气”，医疗上曾用作可吸入性麻醉剂，反应3CO＋2NO2===3CO2＋N2O能产生N2O。下列关于N2O的说法一定正确的是( )A．上述反应中，每消耗2molNO2，就会生成22.4LN2O(标准状况下测定)B．N2O有氧化性，且为HNO2的酸酐C．当生成3molCO2时，转移的电子数为12NAD．N2O使用时必须少量，否则会与人体血红蛋白结合，使人中毒解析：选A 由方程式可知，反应中每消耗2molNO2，可生成1molN2O，标准状况下的体积为22.4L，A正确；N2O中氮元素的化合价为＋1价，HNO2中氮元素的化合价为＋3价，N2O不是亚硝酸的酸酐，B错误；反应中碳元素的化合价由＋2价升高到＋4价，当生成3molCO2时转移6mol电子，C错误；N2O能作麻醉剂，说明其不能和人体血红蛋白结合，D错误。
6.某学生用滤纸折成一只纸蝴蝶并在纸蝴蝶上喷洒某种试剂，挂在铁架台上。另取一只盛有某种溶液的烧杯，放在纸蝴蝶的下方(如图)。过一会儿，发现白色纸蝴蝶上的喷洒液转变为红色，喷洒在纸蝴蝶上的试剂与小烧杯中的溶液是( )选项ABCD纸蝴蝶上的喷洒液石蕊酚酞酚酞石蕊小烧杯中的溶液浓氨水浓氨水氢氧化钠溶液浓硫酸解析：选B 从白色的蝴蝶变成红色可推断滤纸上喷洒的物质不是石蕊，而是酚酞溶液；浓氨水有挥发性，挥发出的氨气遇到试剂中的水形成氨水，氨水呈碱性，无色的酚酞溶液遇碱性溶液变红色，氢氧化钠溶液没有挥发性，不能使蝴蝶变红。7．在通风橱中进行下列实验：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===2NO2B．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HNO3的氧化性强于浓HNO3D．针对Ⅲ中现象，在Fe、Cu之间连接电流计，可判断Fe是否被氧化解析：选C A．铁放入稀HNO3中发生反应Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，NO逸出，遇到O2生成NO2，气体由无色变为红棕色；B.铁放入浓HNO3中，在常温下会钝化，即在Fe表面形成致密的氧化膜，阻止Fe进一步反应；C.浓HNO3的氧化性强于稀HNO3；D.在铁、铜之间加一个电流计，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，则铁被氧化。8.如图所示，将相同条件下的m体积NO和n体积O2
同时通入倒立于水槽中且盛满水的试管内，充分反应后，试管内残留体积的气体，该气体与空气接触后立即变为红棕色。则m与n的比值为( )A．3∶2B．2∶3C．8∶3D．3∶8解析：选C 该过程中涉及的反应有2NO＋O2===2NO2、3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，可将两个方程式“合并”为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3。剩余气体与空气接触立即变为红棕色，说明剩余气体为NO。则可知体积的NO气体与n体积的O2恰好完全反应。4NO＋3O2＋2H2O===4HNO34 3 n4∶＝3∶n，解得m∶n＝8∶3。9．某化学兴趣小组进行了有关Cu、硝酸、硫酸化学性质的实验，实验过程如图所示。下列有关说法正确的是( )A．①中溶液呈蓝色，试管口有红棕色气体产生，稀硝酸被还原为NO2B．③中反应的化学方程式为3Cu＋Cu(NO3)2＋4H2SO4===4CuSO4＋2NO↑＋4H2OC．③中滴加稀硫酸，铜片继续溶解，说明稀硫酸的氧化性比稀硝酸的强D．由上述实验可知，Cu在常温下既可与稀硝酸反应，又可与稀硫酸反应解析：选B Cu与稀硝酸发生反应3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，稀硝酸被还原为NO，NO遇空气中的O2生成NO2，故试管口有红棕色气体产生，A错误；③中溶液含有NO，滴加稀硫酸后，Cu、NO、H＋继续反应生成NO，B正确；③中铜片继续溶解，是因为稀硫酸提供H＋，与NO形成HNO3，HNO3继续与Cu反应，C错误；Cu是不活泼金属，在常温下，可与稀硝酸反应，但不能与稀硫酸反应，D错误。10．为落实“五水共治”，某工厂拟综合处理含NH废水和工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO，不考虑其他成分)，设计了如下流程：
下列说法不正确的是( )A．固体1中主要含有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3B．X可以是空气，且需过量C．捕获剂所捕获的气体主要是COD．处理含NH废水时，发生反应的离子方程式为NH＋NO===N2↑＋2H2O解析：选B 工业废气中的CO2、SO2与石灰乳反应生成难溶的CaCO3和CaSO3，石灰乳微溶于水，A项正确；气体1中含有NO、CO和N2，若用过量空气，则NO被全部氧化为NO2，NO2与NaOH反应生成NaNO3和NaNO2，与流程图中NaNO2不符，故通入的空气不能过量，NO2与NO气体按照1∶1混合与NaOH完全反应生成NaNO2，B项错误；气体2中含有N2和CO，N2无毒，故捕获剂捕获的气体主要为CO，C项正确；NaNO2具有氧化性，NH具有还原性，二者发生氧化还原反应生成无污染的N2，D项正确。11．科学家预测，氨有望取代氢能，成为重要的新一代绿色能源。下列有关说法不正确的是( )A．液氨作为清洁能源的反应原理是4NH3＋5O24NO＋6H2OB．液氨可以作为溶剂使用，而氢的沸点极低，不易液化C．氨气比空气轻，标准状况下密度约为0.76g·L－1D．氨气与氢气相比，优点在于氨气不容易发生爆炸，使用时更安全解析：选A 该反应中有污染性气体NO产生，故不符合清洁能源的要求，A错误；液氨易挥发属于极性分子，可作为溶剂使用，而氢的沸点极低(－250℃)，不易液化，B正确；氨气在标准状况下的密度ρ标＝＝≈0.76g·L－1，氨气比空气轻，C正确；氨气与氢气相比，可在纯氧中燃烧，优点在于氨气不容易发生爆炸，使用时更安全，D正确。12．称取(NH4)2SO4和NH4HSO4混合物样品7.24g，加入含0.1molNaOH的溶液，完全反应，生成NH31792mL(标准状况)，则(NH4)2SO4和NH4HSO4的物质的量比为( )A．1∶1B．1∶2C．1.87∶1D．3.65∶1解析：选C 若NaOH完全与NH反应，则生成NH30.1mol，其在标准状况下的体积为2240mL，题给条件是生成NH31792mL，可知0.1molNaOH不足，故NaOH先与NH4HSO4反应完全，再与(NH4)2SO4反应，因共生成NH30.08mol，故与H＋反应的NaOH
为0.02mol，则可知道NH4HSO4为0.02mol，则(NH4)2SO4的质量为7.24g－115g·mol－1×0.02mol＝4.94g，物质的量为4.94g÷132g·mol－1＝0.0374mol。两者物质的量之比为1.87∶1。13.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HNO3C．水槽内的水改为稀盐酸，有利于吸收NO2D．水槽内的水改为稀NaOH溶液，有利于吸收NO2解析：选D 试管中发生反应：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，根据NO2→HNO3，c(HNO3)＝，消耗的NO2的体积等于试管中溶液的体积，即ΔV(NO2)＝V(溶液)，则c(HNO3)＝，故试管内溶液的pH始终不变，故A错误；根据3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，当试管中气体不是红棕色时，不能说明NO2全部转化为HNO3，故B错误；NO2与稀盐酸不反应，故C错误；NO2与NaOH溶液能够发生反应：2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O，水槽内的水改为稀NaOH溶液，有利于吸收NO2，故D正确。14．某学习小组设计实验探究NO与铜粉的反应并检验NO，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，FeSO4＋NO[Fe(NO)]SO4(棕色)，该反应可用于检验NO。下列说法不正确的是( )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解析：选D 稀硝酸与铜反应生成NO，能够被O2氧化，因此实验前需要通入N2，排除装置中的空气，硝酸具有挥发性，生成的NO中混有少量硝酸蒸气，可以通过水吸收后再干燥，在探究干燥的NO在加热时与铜的反应，未反应的NO可以利用FeSO4溶液检验。根据上述分析，装置F、I中的试剂依次为水、FeSO4溶液，A正确；若观察到装置H
中红色粉末变黑色，说明NO与Cu发生了反应，B正确；实验结束后，为了防止倒吸，需要先熄灭酒精灯，再关闭分液漏斗的活塞，停止通入NO，C正确；由于FeSO4＋NO[Fe(NO)]SO4(棕色)为可逆反应，装置J收集的气体中可能含有NO，D错误。15．NO分子因污染空气而臭名昭著。近年来，发现少量NO在生物体内许多组织中存在，它有扩张血管、增强免疫及记忆的功能，因而成为生命科学的研究热点，NO亦被称为“明星分子”。(1)NO来源于________。A．汽车、飞机尾气B．工业制硝酸尾气C．电闪雷鸣(2)写出实验室制取NO的化学方程式：______________________________________________________________________________________________________________。(3)工业上可采用碱液吸收和氨还原处理含NOx尾气，其中用碱液吸收的化学方程式为NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O,2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O。根据上述原理，下列气体中被过量NaOH溶液吸收后有气体剩余的是________。A．1molO2和4molNO2 B．1molNO和4molNO2C．1molO2和7molNOD．4molNO和4molNO2解析：(1)现代城市空气污染物之一NO主要来源于汽车尾气，A正确；工业制硝酸，尾气中含有NO，B正确；电闪雷鸣的条件下，氮气会和氧气化合为NO，C正确。(2)实验室用金属铜和稀硝酸之间的反应来制取NO，方程式为3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。(3)1molO2和4molNO2会恰好完全转化为硝酸，能被氢氧化钠吸收，A错误；根据反应：NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O，NO被吸收完毕，二氧化氮剩余，但是二氧化氮能直接被NaOH溶液吸收，B错误；1molO2和7molNO混合后反应生成二氧化氮，同时会有NO剩余，剩余的NO没法被NaOH完全吸收，C正确；4molNO和4molNO2的体积比是1∶1，根据反应NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O知道，能被完全吸收，D错误。答案：(1)ABC(2)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(3)C16．氮气是制备含氮化合物的一种重要物质，而氮的化合物用途广泛。(1)下面是利用氮气的一种途径：①步骤Ⅰ中主要利用液氮与液态空气中其他成分的____(填性质)不同而进行分离。②最新研究发现在碱性溶液中通过电解反应2N2＋6H2O4NH3＋3O2
可实现氮的固定，阴极的电极反应式为_____________________________________________________。(2)氨气可以用于侯氏制碱法，其流程如图所示：①循环Ⅰ、Ⅱ中循环利用的物质X是________(填化学式，下同)，Y是________。②向沉淀池中通入气体时，需要先通入NH3，再通入CO2，其原因是______________。解析：(1)①液氮与液态空气中其他成分的沸点不同，沸点低的先挥发。②阴极上N2得到电子，N元素化合价降低，发生还原反应，阳极区OH－失去电子，发生氧化反应，所以阴极的电极反应式为N2＋6e－＋6H2O===2NH3＋6OH－。(2)①碳酸氢钠煅烧生成碳酸钠、水和二氧化碳，所以X是二氧化碳；过滤除去析出的碳酸氢钠，滤液是碳酸氢钠的饱和溶液，其中含有NaCl、NH4Cl、NH4HCO3，其中NaCl可循环使用，所以Y是NaCl。②氨气在水中的溶解度较大，氨水显碱性，可增大CO2的溶解度，所以需要先通入NH3，再通入CO2。答案：(1)①沸点 ②N2＋6e－＋6H2O===2NH3＋6OH－(2)①CO2 NaCl ②先通入溶解度较大的NH3，使溶液呈碱性，可增大CO2的溶解度
