1、1跟踪检测（十三） 氮及其化合物1近年来在中国汽车的销量大幅增长的同时也带来了严重的空气污染。汽车尾气处理装置中，气体在催化剂表面吸附与解吸的过程如图所示，下列说法正确的是( )A汽车尾气的主要污染成分包括 CO、NO 和 N2B反应中 NO 为氧化剂，N 2为氧化产物CNO 和 O2必须在催化剂表面才能反应D催化转化总反应为 2NOO 24CO 4CO2N 2= = = = =催 化 剂 解析：选 D N 2为大气的主要成分，不是污染物，故 A 错误；NO 与 CO 反应生成 N2和CO2，氮元素从2 价降为 0 价，化合价降低，所以 NO 作氧化剂，N 2为还原产物，故 B 错误；NO 和
2、 O2在常温下就会发生反应生成 NO2，无需催化剂，故 C 错误；尾气处理净化的目的是把有毒的污染气体在催化剂作用下转化为空气中的无毒成分，反应方程式：2NOO 24CO 4CO2N 2正好是过程图中的变化，故 D 正确。= = = = =催 化 剂 2 “绿色化学”实验已走进课堂，下列做法符合“绿色化学”的是( )实验室收集氨气采用图甲所示装置 实验室中做氯气与钠的反应实验时采用图乙所示装置 实验室中用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水做氨气与酸生成铵盐的实验 实验室中采用图丙所示装置进行铜与稀硝酸的反应A BC D解析：选 C 实验室收集氨气采用图甲所示装置，在制备的过程中用带有酚酞的水吸收溢出
3、的氨气，防止污染环境，符合绿色化学的要求；实验室中做氯气与钠的反应实验时采用图乙所示装置，用沾有碱液的棉球可以吸收多余的氯气，防止污染环境，符合绿色化学的要求；实验室中用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水做氨气与酸生成铵盐的实验，挥发的氯化氢和氨气会污染大气，因此不符合绿色化学的要求；实验室中采用图丙所示装置进行铜与稀硝酸的反应，生成的氮的氧化物及时收集在气球中，防止污染环境，符合绿色化学的要求。综上所述，符合要求。3下列有关氨和铵盐的叙述正确的是( )2ANH 3易液化，常用作制冷剂BNH 4Cl 中含有少量的 I2可通过加热的方法除去C将蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒相互靠近，有白烟产生D某气体通入
4、紫色石蕊溶液后溶液变红，据此可推断该气体为 NH3解析：选 A 液氨汽化时吸收热量导致其周围温度降低，所以液氨可以作制冷剂，故A 正确；加热氯化铵会分解，所以不能用加热的方法除去，故 B 错误；蘸有浓氨水和挥发性的酸(如盐酸和硝酸)的玻璃棒相互靠近，有白烟产生，而硫酸不是挥发性的酸，故 C 错误；气体如果是氨气通入紫色石蕊溶液后溶液应变蓝，而不是变红，故 D 错误。4.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 BaCO3B洗气瓶中产生的沉淀是 BaSO4C在 Z 导管口可
5、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 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，HNO 3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；CO 2未参与反应，D 正确。5用下列实验装置和方法进行相应实验，能达到实验目的是( )A用甲装置制干燥的氨气B用乙装置收集并测量 Cu 与浓硝酸反应产生的气体及体积C用丙装置除去 CO2中含有的少量 HClD
6、用丁装置吸收 NH3，并防止倒吸解析：选 A B 项，Cu 与浓 HNO3反应生成 NO2，NO 2会与 H2O 反应，错误；C 项，CO 2也可与 Na2CO3溶液反应，错误；D 项，应将苯换成 CCl4，将气体通入 CCl4中以防止倒吸，错误。6实验室用稀硝酸与铜反应制备硝酸铜晶体及 NO 气体，需经过铜与稀硝酸反应、收集 NO、尾气处理、制取硝酸铜晶体四个步骤，下列能达到实验目的的是( )3A用装置甲制取 Cu(NO3)2和 NOB用装置乙收集 NOC用装置丙吸收尾气D用装置丁蒸发结晶制 Cu(NO3)23H2O解析：选 C 用装置甲制取 Cu(NO3)2和 NO，生成的 NO 会从长颈
7、漏斗中逸出，A 项不能达到实验目的；NO 易和 O2反应，不能用排空气法收集，B 项不能达到实验目的；NO、O 2与NaOH 溶液发生反应：4NO3O 24NaOH= =4NaNO32H 2O，C 项能达到实验目的；Cu(NO 3)2溶液受热，水解生成的 HNO3挥发，促进水解反应正向进行，Cu 2 水解程度增大，最终得不到Cu(NO3)23H2O，D 项不能达到实验目的。7(2019北京海淀区模拟)合成氨及其相关工业中，部分物质间的转化关系如图所示。下列说法不正确的是( )A甲、乙、丙三种物质中都含有氮元素B反应、和的氧化剂相同C的产物可在上述流程中被再次利用D中发生反应：NH 3CO 2H
8、 2ONaCl= =NaHCO3NH 4Cl解析：选 B 甲是 N2，与 H2化合生成 NH3。反应是侯氏制碱法原理，丁是 NaHCO3，受热分解生成 Na2CO3。NH 3发生催化氧化生成 NO，NO 与 O2反应生成 NO2，NO 2溶于水生成HNO3，HNO 3和 NH3反应生成 NH4NO3，即乙是 NO，丙是 NO2。甲、乙、丙三种物质中都含有氮元素，A 正确；反应中的氧化剂和还原剂均是 NO2，B 错误；NaHCO 3分解生成的 CO2可以循环利用，C 正确。8无色的混合气体甲，可能含 NO、CO 2、NO 2、NH 3、N 2中的几种，将 100 mL 甲气体经过如图所示实验的处
9、理，结果得到酸性溶液，而几乎无气体剩余，则甲气体的组成为( )ANH 3、NO 2、N 2 BNH 3、NO、CO 24CNH 3、NO 2、CO 2 DNO、CO 2、N 2解析：选 B 由无色气体知一定无 NO2，通过浓 H2SO4体积减小，一定有 NH3，无色气体变为红棕色，一定有 NO，还有能与 Na2O2产生 O2的气体，即为 CO2。9将 Mg、Cu 组成的 m g 混合物投入适量稀 HNO3中恰好完全反应，固体完全溶解时收集到的还原产物 NO 气体为 0.896 L(标准状况)，向反应后的溶液中加入 2 molL1 NaOH溶液 60 mL 时金属离子恰好沉淀完全，则形成沉淀质量
10、为( )A( m2.28)g B( m2.04)gC( m3.32)g D( m4.34)g解析：选 B 当金属离子恰好沉淀时， m(沉淀) m(金属) m(OH )，根据电子守恒可知， n(OH ) n(金属失电子) n(NO 得到的电子) mol0.12 mol， m(沉淀)30.89622.4 m(金属) m(OH ) m g(0.1217 )g( m2.04)g，B 正确。10.某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液 200 mL，平均分成两份。向其中一份中逐渐加入铜粉，最多能溶解 9.6 g。向另一份中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示(已知硝酸只被还原为 NO 气体)。下列
11、分析或结果错误的是( )A原混合酸中 NO 物质的量为 0.1 mol 3B OA 段产生的是 NO， AB 段的反应为 Fe2Fe 3 =3Fe2 ， BC 段产生氢气C第二份溶液中最终溶质为 FeSO4DH 2SO4浓度为 2.5 molL1解析：选 A 铁粉既能与硝酸反应也能与硫酸反应，从题图中看出 OA 段产生的气体是NO， AB 段的反应为 Fe2Fe 3 =3Fe2 ， BC 段产生氢气，反应为 Fe2H =Fe2 H 2，可知 NO 反应完全，加入铁粉的溶液中 NO 的物质的量应为 330.1 3 35.6 g56 gmol 1mol，溶液中最终溶质为 FeSO4，此时反应的铁的
12、质量是 14 g，即 0.25 mol，故原混合酸中 H2SO4的浓度为 2.5 molL 1 ，NO 的物质的量为 0.2 mol。0.25 mol0.1 L 311(2019衡水中学模拟)利用如图装置，进行 NH3与金属氧化物 MxOy反应生成M、N 2、H 2O，通过测量生成水的质量来测定 M 的相对原子质量。a 中试剂是浓氨水。(1)仪器 a 的名称为_，仪器 b 中装入的试剂可以是_。 5(2)按气流方向正确的装置连接顺序为_(填标号，装置可重复使用)。 (3)装置 C 的作用：_。(4)实验结束时，应首先_(填“”或“”); 这样做的原因是_。.熄灭 A 装置的酒精灯.停止从 a
13、中滴加液体(5)若金属氧化物为 CuO，反应的化学方程式为_。(6)若实验中准确称取金属氧化物的质量为 m g，完全反应后，测得生成水的质量为 n g，则 M 的相对原子质量为_(用含 x、 y、 m、 n 的式子表示)。(7)某同学仔细分析上述装置后认为仍存在缺陷，你认为该如何改进？_。解析：(1)仪器 a 为分液漏斗，用来盛放和滴加液体，a 中试剂是浓氨水，仪器 b 中加入的是 NaOH 固体或生石灰或碱石灰，滴入浓氨水固体溶解放热使 NH3H2O 分解生成NH3。(2)从发生装置中出来的 NH3带有水蒸气，必须干燥，故 B 接 D，D 接 A，吸收反应生成的水用装置 D，最后空气中的水不
14、能进入装置 D，所以需要装置 C，按气流方向正确的装置连接顺序为 BDADC。(6)若实验中准确称取金属氧化物的质量为 m g，完全反应后，测得生成水的质量为 n g，由 MxOy yH2O 关系列式： ， M ，则 MxM 16ym 18yn 18m 16n ynx的相对原子质量为 。 18m 16n ynx答案：(1)分液漏斗 NaOH(或生石灰，或碱石灰)(2)BDADC(3)尾气处理，吸收未反应的 NH3，同时防止空气中的水蒸气进入装置产生干扰(4) 使反应产生的水蒸气全部被碱石灰吸收(5)2NH33CuO 3CuN 23H 2O= = = = = (6) 18m 16n ynx(7)
15、在吸收尾气的浓硫酸前加安全瓶防倒吸12(2016全国卷)联氨(又称肼，N 2H4，无色液体)是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料。回答下列问题：(1)联氨分子的电子式为_，其中氮的化合价为_。(2)实验室中可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨，反应的化学方程式为_。6(3)2O 2(g)N 2(g)=N2O4(l) H1N 2(g)2H 2(g)=N2H4(l) H2O 2(g)2H 2(g)=2H2O(g) H32N 2H4(l)N 2O4(l)=3N2(g)4H 2O(g) H41 048.9 kJmol 1上述反应热效应之间的关系式为 H4_，联氨和 N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为
16、_。(4)联氨为二元弱碱，在水中的电离方式与氨相似。联氨第一步电离反应的平衡常数值为_(已知：N 2H4H N 2H 的 K8.710 7； Kw1.010 14 )。联氨与硫酸形 5成的酸式盐的化学式为_。(5)联氨是一种常用的还原剂。向装有少量 AgBr 的试管中加入联氨溶液，观察到的现象是_。联氨可用于处理高压锅炉水中的氧，防止锅炉被腐蚀。理论上 1 kg 的联氨可除去水中溶解的 O2_kg；与使用 Na2SO3处理水中溶解的 O2相比，联氨的优点是_。解析：(1)由 NH3的结构及电子式可推知 N2H4的电子式为 ，其中氮的化合价为2。(2)NH 3中氮元素的化合价升高，则 NaClO
17、 作氧化剂，其中氯元素化合价应降为1，由氧化还原反应规律及质量守恒定律可知，该反应的化学方程式为2NH3NaClO= =N2H4NaCl H2O。(3)由已知热化学方程式可得：N2O4(l)=2O2(g)N 2(g) H12N2H4(l)=2N2(g)4H 2(g) 2 H22O2(g)4H 2(g)=4H2O(g) 2 H3根据盖斯定律，将上述三个热化学方程式相加，可得 2N2H4(l)N 2O4(l)=3N2(g)4H 2O(g) H42 H32 H2 H1。由热化学方程式可知，N 2H4和 N2O4反应时放出大量的热，且产生大量气体。(4)将 H2OH OH Kw1.010 14 、N
18、2H4H N 2H 5K8.710 7相加，可得：N 2H4H 2ON 2H OH 5Ka1 KwK1.010 14 8.71078.710 7 。类比 NH3与 H2SO4形成酸式盐的化学式NH4HSO4可知，N 2H4与 H2SO4形成的酸式盐的化学式应为 N2H6(HSO4)2。(5)由题意可知，N 2H4是一种还原剂，其氧化产物应为 N2，而 AgBr 作氧化剂，其还原产物应为 Ag，因此向装有少量 AgBr 的试管中加入 N2H4溶液，可观察到的现象是固体逐渐变黑，同时有气泡产生。N2H4吸收 O2时的化学方程式为 N2H4O 2=N22H 2O，由化学方程式可知参加反应的 N2H4
19、和O2的质量相等，故 1 kg N2H4理论上可除去水中溶解的 O2 1 kg。Na 2SO3吸收 O2生成7Na2SO4：2Na 2SO3O 2=2Na2SO4，两者相比较，N 2H4的用量少，且不产生其他杂质。答案：(1) 2(2)2NH3NaClO= =N2H4NaClH 2O(3)2 H32 H2 H1 反应放热量大、产生大量气体(4)8.7107 N 2H6(HSO4)2(5)固体逐渐变黑，并有气泡产生 1 N 2H4的用量少，不产生其他杂质(还原产物为N2和 H2O，而 Na2SO3产生 Na2SO4)13(2019莱州一中模拟)亚硝酸钠是重要的防腐剂。某化学兴趣小组以碳和浓硝酸为
20、起始原料，设计如图装置利用一氧化氮与过氧化钠反应制备亚硝酸钠(夹持装置和 A 中加热装置已略，气密性已检验)。查阅资料：HNO 2为弱酸，室温下存在反应 3HNO2=HNO32NOH 2O；在酸性溶液中，NO 可将 MnO 还原为 Mn2 ； 2 4NO 不与碱反应，可被酸性 KMnO4溶液氧化为硝酸。实验操作：关闭弹簧夹，打开 A 中分液漏斗活塞，滴加一定量浓硝酸，加热；一段时间后停止加热；从 C 中取少量固体，检验是否含有亚硝酸钠。(1)装置中仪器 a 的名称为_，D 装置的作用是_。(2)A 中反应的化学方程式是_，C 中反应生成 NaNO2的化学方程式是_。(3)检验 C 中产物有亚硝
21、酸钠的操作是_。(填标号)a取少量生成物溶于水充分振荡，滴加酚酞溶液，若溶液变红，则含有 NaNO2b取少量生成物溶于稀硫酸，若产生无色气体并在液体上方变为红棕色，则含有NaNO2(4)经检验 C 产物中亚硝酸钠含量较少。甲同学认为 C 中产物不仅有亚硝酸钠，还有碳酸钠和氢氧化钠。生成碳酸钠的化学方程式是_。为排除干扰，甲同学在 B、C 装置间增加装置 E，E 中盛放的试剂应是_(写名称)。乙同学认为除上述干扰因素外，还会有空气参与反应导致产品不纯，所以在实验操8作前应增加一步操作，该操作是_。(5)NaNO2有毒，国家规定肉制品中 NaNO2含量不能超过 30 mgkg1 。从 1 000
22、g 隔夜熟肉中提取 NaNO3和 NaNO2后，配成溶液，再用 0.005 00 molL1 的高锰酸钾(酸性)溶液滴定，消耗高锰酸钾溶液 16.00 mL，由此计算隔夜熟肉中 NaNO2的含量是_mgkg1 。解析：(3)检验亚硝酸钠的实验操作为将生成物置于试管中，加入稀硫酸，若产生无色气体并在液面上方变为红棕色，则 C 中产物有亚硝酸钠，或将生成物置于试管中，加入酸性 KMnO4溶液，若溶液紫色褪去，则 C 中产物有亚硝酸钠，故选 b。(4)E 中盛放的试剂应为碱石灰，用来吸收 CO2。为避免装置中的空气导致产品不纯，需要打开弹簧夹，通入 N2排尽装置中的空气。(5)依据得失电子守恒可知，亚硝酸钠与高锰酸钾(酸性)溶液发生氧化还原反应的关系式为 5NaNO22KMnO 4，可计算出 1000 g 隔夜熟肉中 NaNO2的质量为2.50.005 00 molL1 16.00103 L69 gmol1 103 mgg1 13.8 mg，所以隔夜熟肉中 NaNO2的含量为 13.8 mgkg1 。答案：(1)分液漏斗 除去未反应的 NO，防止污染空气(2)C4HNO 3(浓) CO24NO 22H 2O= = = = = 2NONa 2O2=2NaNO2(3)b(4)2CO 22Na 2O2=2Na2CO3O 2 碱石灰打开弹簧夹，通入一段时间 N2(5)13.89
