2025年高考复习化学课时检测二十七：喷泉实验与含氮物质间的相互转化（含解析）_05高考化学_2025年新高考资料_专项练习_2025年高考复习化学课时检测（含解析）（完结）

课时检测(二十七) 喷泉实验与含氮物质间的相互转化 1．(2024·浙江宁波模拟预测)氮及其化合物的转化具有重要应用，下列说法不正确的是( ) A．工业上模拟自然界“雷雨发庄稼”的过程生产HNO 3 B．自然固氮、人工固氮都是将N 转化为含氮化合物 2 C．氨气是重要的工业原料，可用于生产化肥和纯碱等大宗化学品 D．多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环” 2．自然界中氮的部分循环过程如图，下列有关说法正确的是( ) A．过程①和②均属于自然固氮 B．X→Y发生化合反应 C．NH →N发生氧化还原反应 3 D．若为硫循环，X在空气中点燃可得Y 3．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如 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还原 B．海洋中的氮循环中属于固氮作用的是③ C．海洋中的反硝化作用一定有氧气的参与 D．向海洋排放含NO的废水不会影响海洋中NH的含量 4．(2023·浙江1月选考)关于反应2NH OH＋4Fe3＋===N O↑＋4Fe2＋＋4H＋＋HO，下列说法正确 2 2 2 的是( ) A．生成1 mol NO，转移4 mol电子 2 B．NH OH是还原产物 2 C．NH OH既是氧化剂又是还原剂 2 D．若设计成原电池，Fe2＋为负极产物 5.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( ) 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，CO 也能用于做喷泉实验 2 C．HCl、NH 和SO 均能用该装置做喷泉实验 3 2 D．用NO 和NO 的混合气体做喷泉实验，烧瓶中将充满稀硝酸 2 2 4 6．(2024·大庆高三模拟)喷泉是一种常见的现象，其产生原因是存在压强差。下面是某同学设计的 四个不同的喷泉装置，则以下说法不正确的是( ) A．若向图1烧瓶中充满HI(与HCl水溶性相似)气体，烧杯和胶头滴管中加入AgNO 溶液，则可 3 以产生黄色喷泉 B．若向图2烧杯中加水，烧瓶中充满NH ，引发喷泉的操作是捂热上方的圆底烧瓶 3 C．若向图3装置的水槽中加入冰块或慢慢滴入浓硫酸都可以形成喷泉 D．图4所示的装置，若要在该装置中产生双喷现象，其操作方法可以是关闭活塞c，打开活塞a、 b，再挤压胶头滴管，当产生大量的白烟，再打开活塞c 7．水合肼(N H·HO)可用作还原剂。其制备原理为NaClO＋2NH ―→NH·HO＋NaCl。用如图 2 4 2 3 2 4 2 装置制取水合肼的相关说法不正确的是( ) A．装置的连接顺序：f→a→b→c→d→e B．装置M可快速制NH 3 C．可用 CCl 代替水 4 D．操作过程中不宜快速滴加NaClO溶液 8．(2024·福建省三校协作体联考)氮及其化合物的价类二维图如图所示： 下列说法正确的是( ) A．X可通过加热氯化铵固体制取B．从物质类别角度分析，P和Z都属于酸性氧化物 C．将X转化为Q的过程，属于氮的固定 D．浓的Y溶液保存在棕色试剂瓶中，并置于冷暗处 9．水体中过量氨氮(以NH 表示)或总氮(溶液中所有可溶性的含氮化合物中氮元素总量)含量过高 3 会导致水体富营养化。用次氯酸钠除去氨氮的一种原理如图所示，下列说法正确的是( ) A．NaClO除去氨氮的总反应化学方程式： 2NH ＋3NaClO===N ＋3NaCl＋3HO 3 2 2 B．整个过程中发生的反应都是氧化还原反应 C．在较高温度下，氨氮去除率会升高 D．NaClO投入过多，总氮去除率可能会升高 10.某学生积极思考产生喷泉的其他方法，并设计了如图所示的装置。 (1) 在如图所示的锥形瓶中，分别加入足量的下列物质，反应后可能产生喷泉的是________(填字母)。 A．Cu与稀盐酸 B．NaHCO 与NaOH溶液 3 C．CaCO 与稀硫酸 3 D．NH HCO 与稀盐酸 4 3 这种方法产生喷泉的原理是____________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)在图示锥形瓶外放一水槽，瓶中加入酒精；水槽中加入水后，再加入足量的下列物质，结果也可 产生喷泉。水槽中加入的物质可以是__________(填字母)。 A．浓硫酸 B．食盐 C．硝酸钾 D．硫酸铜 这种方法产生喷泉的原理是__________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3) 如图为化学教学中所用的喷泉实验装置。某同学用烧瓶中盛不同成分的气体进行喷泉实验，请帮助分析实验后烧瓶中所得溶液的浓度(假设是在标准状况下完成实验，且溶质不扩散)。 ①若用HCl气体，则c(HCl)＝__________________________________________。 ②若用NO 气体，则c(HNO )＝____________。 2 3 ③若用n(NO)∶n(O )＝2∶1的混合气体，则c(HNO )＝________________。 2 2 3 11．较活泼金属与硝酸反应，产物复杂。如一定浓度的硝酸与镁反应，可同时得到NO、NO 、N 三 2 2 种气体。某同学欲用如图所示仪器组装装置来直接验证有NO、NO 生成并制取氮化镁。(假设实验中 2 每步转化均是完全的) 已知：①NO 沸点是21.1 ℃，熔点是－11 ℃；NO的沸点是－151 ℃、熔点是－164 ℃；②氮化镁遇 2 水会发生水解。回答下列问题： (1)为达到上述实验目的，所选用的仪器的正确连接方式是________(填序号)。 a．A→D→C→F→B→F→E b．A→C→D→F→B→F→E c．A→F→C→D→F→B→E d．A→F→D→C→F→B→E (2)确定还原产物中有NO 的现象是______________________________________ 2 ________________ ， 实 验 中 两 次 使 用 装 置 F ， 第 二 次 使 用 装 置 F 的 作 用 是 ________________________________________________________________________。 (3)实验前需先打开开关K，向装置内通CO 气体，其目的是______________________， 2 当________________________时停止通入CO 。 2 (4)实验过程中，发现在D中产生预期现象的同时，C中溶液颜色慢慢褪去，试写出C中反应的离 子方程式：____________________________________________________。 (5)在A中反应开始时，某同学马上点燃B处的酒精灯，实验结束后通过测定发现B处的产品纯度 不高，原因是____________________________________________ (用化学方程式回答)。 (6)验证B处有氮化镁生成的方法是___________________________________________。 课时检测(二十七) 1．A 自然界 “雷雨发庄稼”的第一步是将空气中的氮气转化为NO，工业生产硝酸的第一步是 将氮气和氢气反应生成氨气，氨气催化氧化得到NO，NO被氧化为NO ，NO 和水反应最后得到硝酸， 2 2 A项错误；氮的固定是将N 转化为含氮化合物的过程，其中氮的固定包括自然固氮、人工固氮，B项正 2确；氨气作为重要的工业原料可用于生产化肥和纯碱等大宗化学品，C项正确；氮元素在自然界中既 有游离态又有化合态，多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”，D项正确。 2．B 依据自然界中氮的部分循环过程图可知，X为NO，Y为NO ，Z为HNO ，M为硝酸盐，N 2 3 为铵盐。过程①可能是自然固氮，但过程②不属于氮的固定，A错误；X→Y发生的反应为2NO＋ O===2NO，是化合反应，B正确；NH →N的过程元素化合价没有改变，所以不是氧化还原反应，C错 2 2 3 误；若为硫循环，X为SO ，Y为SO ，X→Y的反应为2SO ＋O2SO ，X在空气中点燃不能得到 2 3 2 2 3 Y，D错误。 3．A 海洋中的氮循环起始于N→NH，即起始于氮的还原，A正确；海洋中的氮循环中属于固氮 2 作用的是②，B错误；反硝化作用中N元素化合价降低，被还原，而氧气是常见氧化剂，C错误；转化关 系图中若NO增多，反硝化作用增强，向海洋排放含NO的废水会影响海洋中NH的含量，D错误。 4．A 由方程式可知，反应生成1 mol一氧化二氮，转移4 mol电子，故A正确；由方程式可知，反 应中氮元素的化合价升高被氧化，NH OH是反应的还原剂，铁元素的化合价降低被还原，铁离子是反 2 应的氧化剂，故B、C错误；若设计成原电池，铁离子在正极得到电子发生还原反应生成亚铁离子，亚 铁离子为正极产物，故D错误。 5．D 由于气体溶于水或某种溶液(或与水、某种溶液反应)，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；CO 能与NaOH等强碱溶液反应，从而被吸收，能与外界 2 产生压强差，故能形成喷泉，B正确；NH 和HCl属于极易溶于水的气体，SO 可以与NaOH溶液等反 3 2 应，故均能形成喷泉，C正确；NO 和NO 与水反应后有NO生成，故液体不能充满烧瓶，D错误。 2 2 4 6．C 若向题图1烧瓶中充满HI(与HCl水溶性相似)气体，烧杯和胶头滴管中加入AgNO 溶液， 3 硝酸银和HI反应生成黄色AgI沉淀，所以可以产生黄色喷泉，故A正确；若向题图2烧杯中加水，烧 瓶中充满NH ，捂热上方的圆底烧瓶，气体膨胀，氨气与水接触，氨气迅速溶解，烧瓶内压强减小，形成 3 喷泉，故B正确；若向题图3装置的水槽中加入冰块温度降低，氨水不能溢出氨气，压强不增大，不能 形成喷泉，故C错误；题图4所示的装置，关闭活塞c，打开活塞a、b，再挤压胶头滴管，氨气溶于水，右 侧烧瓶内压强减小，HCl进入右侧烧瓶，产生大量的白烟氯化铵，此时两烧瓶内压强都减小，再打开活 塞c，产生双喷现象，故D正确。 7．C M中制备氨气，氨气通过安全瓶防倒吸，为使氨气充分反应，氨气由长导管通入次氯酸钠 溶液中反应生成水合肼，最后尾气处理，装置的连接顺序为f→a→b→c→d→e，故A正确； 氧化钙和 水反应生成氢氧化钙，该反应放热，温度升高，氢氧化钙使氨水中氢氧根离子浓度增大，所以装置M 可快速制 NH ，故B正确；水的作用是吸收尾气，氨气难溶于四氯化碳，不能用CCl 代替水，故C错 3 4 误；次氯酸钠具有氧化性，若操作过程中快速滴加NaClO溶液，可能使NH·HO被NaClO氧化，故 2 4 2 D正确。 8．D 根据化合价以及所属物质类别可知，X为NH ，Q为NO，Z为NO ，P为NO，Y为HNO ， 3 2 2 5 3 W为NH ·HO。直接加热氯化铵固体分解生成的HCl又会和氨气反应生成氯化铵，需加热氯化铵和 3 2 氢氧化钙的混合物，A错误；Z为NO ，NO 与碱发生氧化还原反应，生成两种盐，不是酸性氧化物，B 2 2 错误；氮的固定是指将游离态的氮转化为化合态，X转化为Q的过程是一种化合态转化为另一种化合 态，不属于氮的固定，C错误；浓硝酸见光易分解，需保存在棕色试剂瓶中，并置于冷暗处，D正确。 9．A 根据箭头方向可知，只进去的为反应物，只出来的为生成物，NH 、NaClO是反应物，氯化 3 钠、氮气和水是生成物，根据元素守恒和得失电子守恒写出化学方程式为2NH ＋ 3NaClO===N ＋ 3 2 3NaCl＋3HO，A正确；其中NaClO与水反应、氢氧化钠与盐酸的反应中，元素的化合价没有发生变 2化，不是氧化还原反应，B错误；NH 易挥发，温度较高时溶解度减小，氨氮去除率会降低，C错误；具 3 有强氧化性的NaClO投入过多，会氧化部分NH 生成NO，总氮去除率可能会下降，D错误。 3 10．解析：(1)Cu与稀盐酸不反应，NaHCO 与NaOH溶液反应不产生气体，不能形成压强差，故 3 不能形成喷泉；CaCO 与稀硫酸反应产生CO ，但生成的CaSO 微溶于水，覆盖在CaCO 的表面，会 3 2 4 3 使反应很快停止，不能形成较大的压强差，故不能形成喷泉；NH HCO 与稀盐酸反应能产生较多的 4 3 CO 气体，使锥形瓶内压强远大于烧瓶内压强，从而形成喷泉。(2)浓硫酸(或生石灰、烧碱等)溶于水均 2 能放出大量的热，使酒精大量挥发，形成较大的压强差，从而形成喷泉；氯化钠、硝酸钾、硫酸铜溶于水 温度变化不大，不能使酒精大量挥发，不能形成较大的压强差，故不能形成喷泉。(3)设烧瓶的容积为V L，则气体(混合气体)的物质的量均为 mol。①若用HCl气体，喷泉后，溶液充满烧瓶，则溶液的体积为 V L，c(HCl)＝＝ mol·L－1。②若用NO ，喷泉后，溶质为HNO ， 2 3 3NO ＋HO===2HNO ＋NO 2 2 3 mol × mol 则喷泉后溶液的体积为V L，c(HNO )＝＝ mol·L－1。③若为n(NO)∶n(O )＝2∶1的混合气体， 3 2 2 喷泉后，反应剩余的O，溶液充至烧瓶的，溶质为HNO ， 2 3 4NO ＋ O ＋2HO===4HNO 2 2 2 3 × ×× × 则喷泉后溶液的体积为V L，c(HNO )＝＝ mol·L－1。 3 答案：(1)D NH HCO 与稀盐酸反应产生二氧化碳气体，锥形瓶中气体压强增大，把液体压入烧 4 3 瓶中，形成喷泉 (2)A 浓硫酸溶于水放出大量的热，使锥形瓶中的酒精挥发，锥形瓶中气体压强增大，把酒精压 入烧瓶中形成喷泉 (3)① mol·L－1 ② mol·L－1 ③ mol·L－1 11．解析：(1)根据题意“一定浓度的硝酸与镁反应，可同时得到NO、NO 、N”，若有NO 生成则 2 2 2 气体呈红棕色，根据已知①中NO 、NO的熔沸点，在装置D中可将NO 冷凝为液态，可观察到装置D 2 2 中有红棕色液体生成；利用NO具有还原性，用装置C中酸性KMnO 溶液验证NO；根据已知②中 4 MgN 遇水会发生水解，与Mg反应的N 必须是干燥的，气体在进入装置B之前必须用浓硫酸干燥， 3 2 2 且要防止HO(g)进入制备MgN 的装置；装置的连接顺序为A→D→C→F→B→F→E。(2)确定还原产 2 3 2 物中有NO 的现象是装置D中有红棕色液体生成；MgN 遇水会发生水解，实验中两次使用装置F，第 2 3 2 一次使用装置F的作用是干燥N，第二次使用装置F的作用是防止E中HO(g)进入B中，使MgN 2 2 3 2 不纯。(3)由于NO能与O 反应生成NO ，会影响NO 、NO的验证，实验开始前要排出装置中的空气， 2 2 2 所以实验前先打开开关K，向装置内通CO 气体。当观察到装置E中产生白色沉淀时，表明装置中空 2 气已经排尽，停止通入CO 。(4)装置D中观察到有红棕色液体出现，装置C中溶液颜色慢慢褪去，说 2 明酸性KMnO 溶液将NO氧化成NO，同时MnO被还原成 4 Mn2＋，结合得失电子守恒、元素守恒、电荷守恒，写出离子方程式为5NO＋3MnO＋4H＋===5NO＋ 3Mn2＋＋2HO。(5)在A中反应开始时，马上点燃B处的酒精灯，Mg与CO 发生置换反应生成MgO 2 2 和C，导致实验结束后B处制得的MgN 纯度不高，化学方程式为2Mg＋CO =====2MgO＋C。 3 2 2 (6)Mg N 遇水发生水解生成Mg(OH) 和NH ，检验有MgN 生成只要检验B处固体中加水产生NH 3 2 2 3 3 2 3 即可。 答案：(1)a (2)D中有红棕色液体生成 防止E中水蒸气进入B中，造成产物不纯(3)排出装置内空气，防止干扰实验 E中产生白色沉淀 (4)5NO＋3MnO＋4H＋===3Mn2＋＋5NO＋2HO 2 (5)CO＋2Mg=====2MgO＋C 2 (6)取B中固体少量于试管中，向其中加入少量水，若产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体， 则B中有氮化镁生成