2018届高考化学大一轮复习作业：非金属及其化合物4.4 （附答案和解释）

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课 件 w w w.5y K J.Co m  课时提升作业 十三
氮及其重要化合物
(45分钟　100分)
一、选择题(本题包括8小题，每题6分，共48分)
1.(2017•益阳模拟)下列说法不正确的是(　　)
A.在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，再加入Cu(NO3)2固体，铜粉仍不溶解
B.某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，该气体的水溶液一定显碱性
C.铜与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu+8H++2N  3Cu2++2NO↑+4H2O
D.HNO3 NO NO2，以上各步变化均能通过一步反应完成
【解析】选A。A项中加入Cu(NO3)2固体后，Cu和H+、N 发生反应：
3Cu+8H++2N  3Cu2++2NO↑+4H2O，该项不正确。
2.(2017•洛阳模拟)下列有关硝酸化学性质的叙述中，正确的是(　　)
A.浓、稀硝酸都能使蓝色石蕊试纸最终变为红色
B.硝酸能与Na2CO3反应，但不生成CO2
C.硝酸可与Na2S反应制得H2S气体
D.浓硝酸因分解放出的NO2溶解于硝酸而呈黄色
【解析】选D。浓硝酸可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色，故选项A错；硝酸是一种氧化性酸，可氧化许多还原性物质，因此硝酸与Na2S反应不能生成H2S，与Na2CO3反应能生成CO2，所以选项B、C错。
3.(2017•宜昌模拟)常温常压下，注射器甲中装有NO2气体，注射器乙中装有相同体积的空气，注射器与U形管连通，固定活塞。如图所示，打开两个止水夹，足够时间后，将会看到U形管中液面(　　)
 
A.a端上升，b端下降　　   B.a端下降，b端上升
C.U形管中液面无变化    D.无法判断
【解析】选A。打开两个止水夹后，甲中NO2与水反应生成HNO3和NO，U形管中左侧气体压强减小，a端液面上升，b端下降。
4.(2017•茂名模拟)碳和浓硫酸共热产生的气体X和铜与稀硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中(如图所示装置)，下列有关说法错误的是(　　)
 
A.洗气瓶中产生的沉淀是BaCO3
B.洗气瓶中产生的沉淀是BaSO4
C.在Z导管口可能有红棕色的气体出现
D.在Z导管口出现的气体中含有CO2
【解析】选A。C与浓硫酸反应生成的气体X为CO2和SO2的混合气体，Cu与稀硝酸反应生成的气体Y为NO，因为碳酸的酸性比盐酸的酸性弱，所以在BaCl2溶液中通入CO2，不能生成BaCO3沉淀，A错误；NO和洗气瓶中O2反应生成的NO2溶于水生成HNO3，HNO3将H2SO3氧化成H2SO4，因此有BaSO4生成，B正确；若O2不足，NO有剩余，则Z导管口可能出现红棕色气体，C正确；CO2未参与反应，D正确。
5.(2017•沧州模拟)下列说法正确的是(　　)
A.向装有Fe(NO3)2溶液的试管中加入稀硫酸，在管口观察到红棕色气体，结论：HNO3分解成了NO2
B.实验室检验氨气的方法是将湿润的蓝色石蕊试纸靠近瓶口或管口，观察试纸是否呈红色
C.灼热的铂丝与NH3、O2混合气接触，铂丝继续保持红热，说明氨的氧化反应是放热反应
D.浓硝酸有强氧化性，常温下能与Fe发生剧烈反应
【解析】选C。A选项，HNO3与Fe2+反应生成NO，NO与空气接触生成NO2，错误；B选项，应该用湿润的红色石蕊试纸检验NH3，错误；D选项，常温下Fe遇浓硝酸发生钝化，错误。
6.(2017•滁州模拟)中学实验中，通常利用如图所示的装置进行喷泉实验，来验证气体的“溶解性”，下列有关说法不正确的是(　　)
世纪金榜导学号30682279
 
A.用滴管加入液体后，由于气体的“溶解”，使瓶内压强减小，导致瓶内压强小于外界压强，从而形成喷泉
B.选用合适的溶液，CO2也能用于做喷泉实验
C.HCl、NH3和SO2均能用该装置做喷泉实验
D.用NO2和N2O4的混合气体做喷泉实验，烧瓶中将充满稀硝酸
【解析】选D。本题综合考查了喷泉实验的原理，即由于气体溶于水或某种溶液，导致烧瓶中的压强迅速减小，与外界产生足够的压强差，从而形成喷泉，A正确；CO2能与NaOH等强碱溶液反应，从而被吸收，也能与外界产生很大的压强差，故能形成喷泉，B正确；NH3和HCl属于极易溶于水的气体，SO2可以与NaOH溶液等反应，故均能形成喷泉，C正确；NO2和N2O4与水反应后有NO生成，故液体不能充满烧瓶，D错误。
【方法规律】喷泉实验的形成原理
(1)形成喷泉的原理。
形成喷泉最根本的原因是瓶内外存在压强差。当烧瓶内气体溶于液体或与之反应时，瓶内气体大量减少，压强降低，外界的大气压将液体压入烧瓶内，如此持续，最后液体将充满烧瓶。
(2)常见喷泉的形成主要有以下两类。
①极易溶于水的气体(NH3、HCl等)与水可形成喷泉。
②酸性气体(HCl、SO2、NO2、CO2、H2S等)与NaOH(aq)也能形成喷泉。
7.(2017•日照模拟)合成氨及其相关工业中，部分物质间的转化关系如下：
 
下列说法不正确的是(　　)
世纪金榜导学号30682280
A.反应Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ的氧化剂一定相同
B.甲、乙、丙三种物质中都含有氮元素
C.反应Ⅵ的部分产物可在上述流程中循环利用
D.反应Ⅴ的化学方程式为NH3+CO2+H2O+NaCl NaHCO3↓+NH4Cl
【解析】选A。由转化关系图可知甲、乙、丙、丁分别为N2、NO、NO2、NaHCO3，B正确；NH3与氧气反应生成NO，NO与氧气反应生成NO2，NO2与水反应生成HNO3(NO2既是氧化剂又是还原剂)，A错误；反应Ⅴ的化学方程式为NH3+CO2+H2O+NaCl
 NaHCO3↓+NH4Cl，D正确；NaHCO3分解生成纯碱和CO2，CO2可再用于反应Ⅴ，C正确。
【加固训练】
(2017•湘潭模拟)NH3是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图)。下列有关表述正确的是(　　)
 
A.NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥
B.NH4Cl、HNO3和Na2CO3受热时都易分解
C.NH3和NO2在一定条件下可发生氧化还原反应
D.图中所涉及的盐类物质均可以水解
【解析】选C。NaHCO3不是化肥，A错；Na2CO3受热不易分解，B错；图中所涉及的盐类中NaCl不能水解，D错。
8.(能力挑战题)(2017•合肥模拟)将9 g铜和铁的混合物投入100 mL稀硝酸中，充分反应后得到标准状况下1.12 L NO，剩余4.8 g金属；继续加入100 mL等浓度的稀硝酸，金属完全溶解，又得到标准状况下1.12 L NO。若向反应后的溶液中加入KSCN溶液，溶液不变红，则下列说法正确的是　
世纪金榜导学号30682281(　　)
A.原混合物中铜和铁各0.075 mol
B.稀硝酸的物质的量浓度为0.5 mol•L-1
C.第一次剩余4.8 g金属为铜和铁
D.再加入上述100 mL稀硝酸，又得到标准状况下1.12 L NO
【解析】选A。第一次加稀硝酸时有金属剩余，溶解的4.2 g金属均被氧化为+2价，溶解的金属的物质的量为 ×3× =0.075 mol，金属的摩尔质量为 =56 g•mol-1，是铁；第二次加稀硝酸后金属完全溶解，由题意可知Fe2+未被氧化，溶解的4.8 g金属也一定被氧化为+2价，金属的摩尔质量为 =
64 g•mol-1，是铜，故A正确，C错误；c(HNO3)= =2 mol•L-1，B
错误；再加100 mL稀硝酸，反应为3Fe2++4H++N  3Fe3++NO↑+2H2O，HNO3足量，0.075 mol Fe2+生成0.025 mol NO，标准状况下体积为0.56 L，故D错误。
【加固训练】
(2017•衡阳模拟)一定量Fe和Fe2O3的混合物投入250 mL 2 mol•L-1的硝酸中，反应共生成1.12 L NO(标准状况下)，再向反应后的溶液中加入1 mol•L-1的NaOH溶液，当沉淀完全时所加NaOH溶液的体积最少是(　　)
A.450 mL　　　　　　　  B.500 mL
C.400 mL       D.不能确定
【解析】选A。生成NO的物质的量为0.05 mol，则此时N 的物质的量为
0.5 mol-0.05 mol=0.45 mol。当沉淀量最大时，溶液中的溶质是硝酸钠，硝酸钠的物质的量是0.45 mol，根据钠原子守恒可知，氢氧化钠的物质的量是
0.45 mol，则氢氧化钠的体积是450 mL。
二、非选择题(本题包括3小题，共52分)
9.(16分)(2017•淄博模拟)如图所示分别是某课外活动小组设计的制取氨气并用氨气进行喷泉实验的三组装置，回答下列问题：
 
(1)用A图所示的装置可制备干燥的NH3。
①装置中收集NH3的试管口放置棉花团的作用是____________________。
②干燥管中干燥剂能否改用无水CaCl2？________。(填“能”或“不能”)。
(2)用B图所示的装置可快速制取较大量NH3。
①用化学方程式表示浓氨水滴入CaO中有大量NH3逸出的过程：_______________
________________________。
②检验NH3是否收集满的实验方法是_____________________________________
___________________________________________________________________。
(3)用C图所示的装置进行喷泉实验，上部烧瓶已充满干燥氨气，引发喷泉的操作是_______________________________________________________________，
该实验的原理是_____________________________________________________。
【解析】(1)①A图所示的装置为了防止氨气与空气对流，确保收集满纯净的氨气，故用棉花团堵住试管口；②CaCl2虽然是中性干燥剂，但是CaCl2能与NH3发生反应，不能用无水CaCl2来干燥氨气。
(2)①生石灰与水反应剧烈且放热，使大量氨气逸出：NH3•H2O NH3↑+H2O。②用蘸取少许浓盐酸的玻璃棒靠近收集NH3的容器口，若产生白烟，说明已收集满NH3，反之，则没有收集满；或用湿润的红色石蕊试纸靠近收集NH3的容器口，若湿润的红色石蕊试纸变蓝，则说明NH3已收集满，反之，则没有收集满。(3)先打开止水夹，然后将胶头滴管中的水快速挤出即可，这是因为NH3极易溶于水，胶头滴管中挤出的水溶解了大量的氨气致使烧瓶内压强迅速减小而形成喷泉。
答案：(1)①减小空气对流，使NH3充满试管
②不能
(2)①CaO+H2O Ca(OH)2，反应放热，NH3•H2O NH3↑+H2O　②用蘸取少许浓盐酸的玻璃棒靠近收集NH3的容器口，若产生白烟，说明容器已收集满NH3，反之，则没有收集满(或用湿润的红色石蕊试纸靠近收集NH3的容器口，若湿润的红色石蕊试纸变蓝，则说明NH3已收集满，反之，则没有收集满)
(3)打开止水夹，挤出胶头滴管中的水　NH3极易溶于水，致使烧瓶内压强迅速减小
10.(18分)(2017•滁州模拟)某化学学习小组采用下列装置，对浓硝酸与木炭的反应进行探究(已知：4HNO3 4NO2↑+O2↑+2H2O)。
 
请回答下列问题：　世纪金榜导学号30682282
(1)检查装置气密性后，将燃烧匙中的木炭在酒精灯上加热至红热状态，立即伸入三颈瓶中，并塞紧瓶塞，滴加浓硝酸，可观察到三颈瓶中气体的颜色为_______
________，产生该气体的化学反应方程式是______________________________。
(2)装置C中盛有足量Ba(OH) 2溶液，反应一段时间后可观察到C中出现白色沉淀，该白色沉淀为________(写化学式)。其中的Ba(OH)2溶液________(填“能”或“不能”)用Ca(OH)2溶液代替，理由是______________________________。
(3)装置B的作用是______________________________。
(4)装置D中收集到了无色气体，部分同学认为是NO，还有部分同学认为是O2。
①下列对该气体的检验方法合适的是____________________________________
(填序号)。
A.敞口观察集气瓶内气体的颜色变化
B.将润湿的蓝色石蕊试纸伸入集气瓶内，观察试纸是否变红
C.将带火星的木条伸入集气瓶中，观察木条是否复燃
②如果集气瓶中收集到的无色气体是氧气，则氧气的来源是________。
【解析】(1)装置A中发生的是浓硝酸与木炭的反应，生成NO2、CO2、H2O，由于NO2为红棕色气体，故三颈瓶中的气体为红棕色。(2)将NO2、CO2通入Ba(OH)2溶液中分别生成Ba(NO3)2和BaCO3，由于Ba(OH)2溶液足量，故溶液为碱性环境，BaCO3不溶解以沉淀形式析出。Ba(OH)2溶液不能用Ca(OH)2溶液代替，因为Ca(OH)2微溶于水，溶液中Ca(OH)2含量太少，浓度太低，不足以完全吸收生成的酸性气体，导致溶液呈酸性，从而不能生成CaCO3沉淀。(3)装置B可以防止装置C中酸性气体因溶解速率太快而出现倒吸。(4)①NO与足量O2反应生成红棕色的NO2，A正确；NO和O2均不具有酸性，B错误；O2能使带火星的木条复燃，而NO不能，C正确。②装置A中除发生木炭与浓硝酸的反应外，还发生浓硝酸的分解反应。
答案：(1)红棕色
C+4HNO3(浓) 4NO2↑+CO2↑+2H2O
(2)BaCO3　不能　Ca(OH)2溶液中Ca(OH)2浓度较低，不能形成CaCO3沉淀
(3)防倒吸　(4)①A、C　②浓硝酸的分解
11.(18分)(能力挑战题)(2017•阳泉模拟)某研究性学习小组学生根据氧化还原反应规律，探究NO2、NO与Na2O2反应的情况，提出假设并进行相关实验。
Ⅰ.从理论上分析Na2O2和NO2都既有氧化性又有还原性，于是提出如下假设：
假设1：Na2O2氧化NO2；假设2：NO2氧化Na2O2。
 
 
世纪金榜导学号30682283
(1)甲同学设计如图1装置进行实验：
①试管A中反应的离子方程式是______________________________。
②待试管B中充满红棕色气体，关闭旋塞a和b；取下试管B，向其中加入适量Na2O2粉末，塞上塞子，轻轻振荡试管内粉末，观察到红棕色气体迅速消失；再将带火星的木条迅速伸进试管内，木条复燃。
③仪器C兼有防倒吸的作用，仪器C的名称为______________。
结论：甲同学认为假设2正确。
(2)乙同学认为甲同学设计的实验存在缺陷，为达到实验目的，在A、B之间应增加一个装置，该装置的作用是______________________。乙同学用改进后的装置，重复了甲同学的实验操作，观察到红棕色气体迅速消失；带火星的木条未复燃，得出结论：假设1正确。则NO2和Na2O2反应的化学方程式是_____________
__________________。
Ⅱ.该研究性学习小组同学还认为NO易与O2发生反应，应该更易被Na2O2氧化。查阅资料：2NO+Na2O2 2NaNO2；2NaNO2+2HCl 2NaCl+NO2↑+NO↑+H2O；酸性条件下，NO能与Mn 反应生成N 和Mn2+。
(3)丙同学用图2所示装置(部分夹持装置略)探究NO与Na2O2的反应。
①在反应前，打开弹簧夹，通入一段时间N2，目的是__________________。
②B中观察到的主要现象是________(填字母编号)。
a.铜片逐渐溶解，溶液变为蓝色
b.有红棕色气泡产生
c.有无色气泡产生
③C、E中所盛装的试剂不能是________(填字母编号)。
a.无水硫酸铜　　　  b.无水氯化钙
c.碱石灰      d.生石灰
④F中发生反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
⑤充分反应后，检验D装置中产物的方法是________，则产物是NaNO2。
【解析】(1)①Cu与浓硝酸反应生成二氧化氮、硝酸铜和水，其反应的离子方程式为Cu+4H++2N  Cu2++2NO2↑+2H2O；③仪器C为球形干燥管；(2)Cu与浓硝酸反应生成的二氧化氮中含有水蒸气，水蒸气能与过氧化钠反应生成氧气，所以要在A、B之间增加一个干燥装置，除去NO2气体中混有的水蒸气；若过氧化钠氧化二氧化氮，则生成硝酸钠，其反应的化学方程式为Na2O2+2NO2 2NaNO3；(3)①空气中的氧气能氧化NO，实验时要排尽装置中的空气，所以在反应前，打开弹簧夹，通入一段时间N2，目的是将装置中的空气排出；②在B装置中二氧化氮与水反应生成稀硝酸，稀硝酸与Cu反应生成NO，所以B中观察到的主要现象是铜片逐渐溶解，溶液变为蓝色，有无色气泡产生；③无水硫酸铜只能检验水不能吸收水，选a；④F中为吸收一氧化氮的反应，其氧化剂为高锰酸根，被还原生成二价锰离子降低5价，还原剂为NO，被氧化成硝酸根升高3价，则根据得失电子守恒，氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶5；
⑤亚硝酸钠中加盐酸会生成NO，NO遇到空气中的氧气会变为红棕色，则检验D装置中物质的方法为取D装置中产物少许，加入稀盐酸，若产生无色气体，遇到空气变为红棕色，则产物是亚硝酸钠。
答案：(1)①Cu+4H++2N  Cu2++2NO2↑+2H2O
③球形干燥管　(2)除去NO2气体中混有的水蒸气　Na2O2+2NO2 2NaNO3
(3)①将装置中的空气排出　②ac　③a　④3∶5
⑤取D装置中产物少许，加入稀盐酸，产生无色气体，遇到空气变为红棕色气体 文章
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