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训练(二十一) 氮及其重要化合物
1．(2021·山西太原调研)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NO
2 5
B．可用排空气法收集NO气体
C．工业上以NH 、空气、水为原料生产硝酸
3
D．从原理上看，NH 可与NO 反应实现NH →N 的转化
3 2 3 2
B [NO遇空气中的氧气被氧化为NO ，不可用排空气法收集NO气体，故B错误。]
2
2．(2020·北京师大附中检测)下图是喷泉实验装置图，下列说法正确的是( )
A．烧瓶中的溶液呈红色，则原气体一定是SO
2
B．形成喷泉的原因是烧瓶内压强大于外界大气压
C．烧瓶中的溶液呈蓝色，则原气体可能是氨气
D．若将石蕊溶液改成氢氧化钠溶液，则CO、CO 均能形成喷泉
2
C [烧瓶中溶液呈红色， 说明气体为酸性气体，可能是HCl等，A项错误；形成喷泉的
原因是气体溶于水或与水反应，导致烧瓶内气体压强小于外界大气压，B项错误；烧瓶中的
溶液呈蓝色，说明溶液呈碱性，则原气体可能是氨气，C项正确；CO不溶于NaOH溶液，也不
发生反应，不能形成喷泉，D项错误。]
3．(2020·山东临沂模拟)下列制取NH 、验证其还原性、收集并进行尾气处理的装置和原
3
理不能达到实验目的的是( )D [浓氨水滴到碱石灰中，放出大量的热，促使NH ·HO分解放出NH ，A项正确；
3 2 3
NH 中N元素显－3价，可被CuO氧化生成N，CuO被还原为Cu而由黑色变为红色，B项正
3 2
确；NH 的密度小于空气的密度，可采用向下排空气法收集NH ，C项正确；导管末端插入水
3 3
中，NH 易溶于水，易引起倒吸，不能起到防止倒吸的作用，D项错误。]
3
4．(2021·重庆第一中学检测)如图，试管中充满NO ，现向其中缓慢通入O，用水吸收
2 2
NO (假设每次通入的O 能完全反应)。下列说法正确的是( )
2 2
A．当试管内溶液的pH不再变化时，说明NO 全部转化为HNO(假设试管内的溶质不向
2 3
水槽中扩散)
B．当试管内气体不是红棕色时，说明NO 全部转化为HNO
2 3
C．水槽内的水改为稀盐酸，有利于吸收NO
2
D．水槽内的水改为稀NaOH溶液，有利于吸收NO
2
D [试管中发生反应：4NO ＋O＋2HO===4HNO ，根据NO →HNO，c(HNO)＝，消耗
2 2 2 3 2 3 3
的NO 的体积等于试管中溶液的体积，即ΔV(NO )＝V(溶液)，则c(HNO)＝，故试管内溶液
2 2 3
的pH始终不变，A项错误；根据3NO ＋HO===2HNO ＋NO，当试管中气体不是红棕色时，
2 2 3
不能说明NO 全部转化为HNO，B项错误；NO 与稀盐酸不反应， C项错误；NO 与NaOH
2 3 2 2
溶液能够发生反应：2NO ＋2NaOH===NaNO ＋NaNO ＋HO，水槽内的水改为稀NaOH溶
2 2 3 2
液，有利于吸收NO D项正确。]
2,
5．(2021·山东青岛检测)为了探究浓硝酸的性质，进行以下五组实验，均观察到红棕色气
体。下列分析错误的是( )
A．将带火星的木条靠近①的试管口，木条复燃，说明NO 能支持燃烧
2
B．②中的铁片钝化，红棕色气体由浓硝酸分解产生，③中溶液变为绿色
C．①④⑤实验对比，④中的红棕色气体可能是由挥发的浓硝酸受热分解产生的
D．五支试管中的红棕色气体均为还原产物
B [灼热的玻璃棒插入浓硝酸中，HNO 分解生成NO 、O 和HO，带火星的木条靠近①
3 2 2 2
的试管口，木条复燃，说明NO 和O 均能支持燃烧，A项正确；灼热的铁片在浓硝酸中发生
2 2
反应，且生成红棕色的NO ，不能钝化，B项错误；浓硝酸具有强挥发性，挥发出的HNO(g)受
2 3
灼热木炭作用，发生分解生成红棕色NO ，C项正确；红棕色气体均为NO ，都是HNO 被还
2 2 3
原生成，均为还原产物，D项正确。]6．(2021·山东日照模拟)室温下，某兴趣小组用下图所示装置在通风橱中进行如下实验：
实验 现象
试管Ⅰ中开始无明显现象，逐渐有微小气泡生成，越来越
剧烈，液面上方出现浅红棕色气体，溶液呈蓝色
试管Ⅱ中剧烈反应，迅速生成大量红棕色气体，溶液呈绿
色；之后向绿色溶液中持续通入N，溶液变为蓝色
2
下列说法不正确的是( )
A．试管Ⅱ中红棕色气体为NO ，由硝酸还原生成
2
B．等质量的Cu完全溶解时，Ⅱ试管中消耗的HNO 多
3
C．将Cu换成Fe之后重复实验，依然是试管Ⅱ中反应更剧烈
D．试管Ⅱ中反应后溶液颜色与试管I中的不同，是由于溶有NO
2
C [Cu与浓硝酸反应生成Cu(NO )、NO 和HO，则试管Ⅱ中红棕色气体为NO ，A项
3 2 2 2 2
正确；等质量的Cu分别与稀硝酸、浓硝酸完全反应时，消耗HNO 的物质的量之比为2∶3，
3
则Ⅱ试管中消耗的HNO 多，B项正确；常温下Fe在浓硝酸中发生钝化，试管I中反应更剧烈，
3
C项错误；试管Ⅱ中反应生成NO ，绿色溶液持续通入N，将溶于溶液中的NO 排出，溶液变
2 2 2
为蓝色，D项正确。]
7．(2021·辽宁丹东检测)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N，排尽装置内的空气。
2
已知：在溶液中FeSO
4
＋NO⇌[Fe(NO)]SO
4
(棕色)，该反应可用于检验NO。下列说法中不
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
D [装置F盛有水，用于吸收挥发出的HNO；装置I中盛有FeSO 溶液，用于检验NO，
3 4
A项正确。装置H中红色粉末变黑色，说明Cu生成了CuO，则NO与Cu发生了反应，B项正
确。实验结束时，为防止倒吸，要先熄灭酒精灯，待冷却后关闭分液漏斗的活塞，C项正确。由
于FeSO 与NO的反应是可逆反应，NO不能被装置I中FeSO 溶液完全吸收，且NO与水不
4 4
反应，故装置J收集的气体中一定含有NO，D项错误。]
8．(2021·北京大兴区检测)某学习小组为研究铜与浓、稀HNO 反应的差异，设计了如图
3所示的实验装置。
下列说法不正确的是( )
A．反应开始前通入过量的CO 气体，目的是排除装置内的空气
2
B．A中的离子方程式为：Cu＋2NO＋4H＋===Cu2＋＋2NO ↑＋2HO
2 2
C．当B中0.03 mol铜粉被氧化时，B中产生的NO气体大于0.02 mol
D．C装置中装入一定量的水进行尾气处理
D [研究铜与浓、稀HNO 反应的差异，先利用二氧化碳将装置中的空气排出，防止Cu
3
与稀硝酸反应生成的NO被氧化，滴加浓硝酸时Cu与浓硝酸反应生成二氧化氮，在B中发
生3NO ＋HO===2HNO ＋NO、3Cu＋8HNO(稀)===3Cu(NO) ＋2NO↑＋4HO，C中收集
2 2 3 3 3 2 2
到NO气体，最后尾气处理。反应开始前通入过量的CO 气体，目的是排除装置内的空气，A
2
项正确；A中铜与浓硝酸反应的离子方程式为Cu＋2NO＋4H＋===Cu2＋＋2NO ↑＋2HO，B
2 2
项正确；B中发生3NO ＋HO===2HNO ＋NO、3Cu＋8HNO(稀)===3Cu(NO) ＋2NO↑＋
2 2 3 3 3 2
4HO，因此当B中0.03 mol铜粉被氧化时，B中产生的NO气体大于0.02 mol，C项正确；NO
2
不溶于水，C装置中装入一定量的水不能进行尾气处理，D项错误。]
9．(2021·安徽滁州检测)Cu与浓硝酸反应生成氮的氧化物，这些氧化物恰好溶解在
NaOH溶液中得到NaNO 和NaNO 的混合溶液，反应过程及有关数据如图所示。
3 2
下列有关判断正确的是( )
A．若铜片为51.2 g，则生成0.2 mol NaNO
3
B．常温下，Cu遇浓硝酸发生钝化，不可能发生上述反应
C．标准状况下收集的氮氧化物为20.16 L
D．反应过程中生成的Cu(NO ) 既是氧化产物，又是还原产物
3 2
A [分析整个反应过程可知仅有两种元素的化合价发生变化，即 Cu→Cu2＋，
HNO→NaNO ，51.2 g Cu的物质的量为0.8 mol，共失去电子0.8 mol×2＝1.6 mol，由得失
3 2
电子守恒可知HNO→NaNO 得到1.6 mol电子，故产物中NaNO 的物质的量为0.8 mol，由
3 2 2
Na原子守恒可得另一种产物NaNO 的物质的量为0.2 mol，A项正确；常温下，Cu能与浓硝
3
酸反应，B项错误；部分NO 会转化为NO，而NO 、NO 在标准状况下都不是气体，C项错
2 2 4 2 2 4误；反应过程中生成的Cu(NO ) 是氧化产物，不是还原产物，D项错误。]
3 2
10．(2021·黑龙江大庆检测)Zn与硝酸反应时，硝酸溶液的浓度不同，产物也不同。与不
同浓度硝酸反应时，反应的Zn与被还原硝酸的物质的量关系如图。还原产物为NH NO 的曲
4 3
线是( )
A [生成1 mol NH NO 时，HNO 得到8 mol电子，据得失电子守恒可知，反应要消耗4
4 3 3
mol Zn，必然生成4 mol Zn(NO )，故生成NH NO 时，消耗Zn和被还原的HNO 的物质的量
3 2 4 3 3
之比为4 mol∶1 mol＝4∶1。]
11．(2019·江苏卷，节选)NO、NO和NO 等氮氧化物是空气污染物，含有氮氧化物的尾
2 2
气需处理后才能排放。
(1)NO和NO 的处理。已除去NO的硝酸尾气可用NaOH溶液吸收，主要反应为：
2 2
NO＋NO ＋2OH－===2NO＋HO
2 2
2NO ＋2OH－===NO＋NO＋HO
2 2
①下列措施能提高尾气中NO和NO 去除率的有________(填字母)。
2
A．加快通入尾气的速率
B．采用气、液逆流的方式吸收尾气
C．吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液
②吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤，得到NaNO 晶体，该晶体中的主要杂质是
2
________(填化学式)；吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是________(填化学式)。
(2)NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾气，可提高尾气中NO的去除率。其他条
件相同，NO转化为NO的转化率随NaClO溶液初始pH(用稀盐酸调节)的变化如图所示。
①在酸性 NaClO 溶液中，HClO 氧化 NO 生成 Cl－和 NO，其离子方程式为
________________________________________________________________________。
② NaClO 溶 液 的 初 始 pH 越 小 ， NO 转 化 率 越 高 。 其 原 因 是
________________________________________________________________________。解析 (1)①根据化学平衡的影响因素，为提高尾气中NO和NO 的去除率，采用气、液
2
逆流的方式吸收尾气可保证尾气更充分地吸收，吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液，
可提高尾气的转化率。
②由尾气吸收的主要反应NO＋NO ＋2OH－===2NO＋HO、2NO ＋2OH－===NO＋NO
2 2 2
＋HO可知，吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤，得到NaNO 晶体，该晶体中含有的杂质为
2 2
NaNO ；NO不溶于水也不与水反应，吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是NO。
3
(2)①根据题目信息在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl－和NO，利用电子守恒
法可配平反应的离子方程式：3HClO＋2NO＋HO===3Cl－＋2NO＋5H＋。
2
②在酸性条件下，ClO－转化成HClO，溶液的pH越小，生成的HClO浓度越大，HClO的
氧化性越强，则NO转化率越高。
答案 (1)①BC ②NaNO NO
3
(2)①3HClO＋2NO＋HO===3Cl－＋2NO＋5H＋
2
②溶液pH越小，溶液中HClO的浓度越大，氧化NO的能力越强
12．(2021·云南昆明调研)某校化学研究性学习小组设计实验验证NH 能还原CuO，并对
3
还原产物进行探究。
请回答下列问题：
Ⅰ.验证NH 能还原CuO
3
(1)试剂X为________________。
(2)请将提供的装置按合理顺序连接：g→_________________________________。
(3)装置B的作用是__________________________________________。
(4)证明NH 能还原CuO的实验现象是_______________________________。
3
Ⅱ.探究还原产物的成分
[查阅资料] Cu O粉末呈红色，在酸性溶液中不稳定：Cu O＋HSO (稀)===Cu＋CuSO
2 2 2 4 4
＋HO。
2
[实验探究]
实验操作 实验现象 实验结论
(5)证明红色固体为______(填
若无现象
取10.4 g红色固体于烧杯中， 名称，下同)
加入足量稀硫酸，充分搅拌， (6)证明红色固体肯定含有
若溶液
静置 __________，可能含有
变蓝
____________(7)经计算，红色固体的成分
取上述反应后的混合物过滤、
及其物质的量为
洗涤、干燥、称重，得固体6.4
_________________________
g
_________________________
解析 (1)氯化铵和氢氧化钙反应生成氯化钙、氨气和水，试剂X用于干燥氨气且不与氨
气反应，则为碱石灰。
(2)装置C生成氨气后，首先经过E干燥，再通入A中反应，生成的气体通过D进行检测，
最后用B装置吸收尾气。所以连接顺序为g→f→h→a→b→d→e→c。
(3)氨气极易溶于水，吸收氨气时一定要考虑防止倒吸，B装置中，氨气通入后先与CCl
4
接触，并不溶于CCl ，会溶于上层的水，可以防止倒吸；B装置前连接D装置，其用于检验A
4
装置中是否产生水，则不能让空气中的水蒸气进入D装置，所以B装置还可以隔绝空气，防
止空气中的水蒸气进入D装置中。
(4)A中黑色粉末变为红色能证明CuO与NH 反应生成了Cu或Cu O，D中白色固体变
3 2
为蓝色能证明CuO与NH 反应生成了HO。
3 2
(5)向红色固体中加入稀硫酸无现象，说明红色固体为Cu，其不与稀HSO 反应。
2 4
(6)有CuSO 生成，溶液变蓝，则红色固体中肯定含有Cu O，不能确定是否含有Cu。
4 2
(7)所得固体为Cu，物质的量为0.1 mol；由反应前红色固体质量为10.4 g，反应后得固体
质量为6.4 g，可知红色固体中一定有Cu O，Cu O的物质的量可根据发生反应的化学方程式
2 2
列式进行计算：
Cu O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋HO Δm
2 2
1 mol 1 mol 80 g
0.05 mol 0.05 mol 4 g
则原固体中还含有0.05 mol Cu。红色固体的成分及其物质的量：铜和氧化亚铜各 0.05
mol。
答案 (1)碱石灰 (2)f→h→a→b→d→e→c
(3)吸收尾气，防止倒吸，隔绝空气，防止空气中的水蒸气进入D中
(4)A中黑色粉末变为红色，D中白色固体变为蓝色
(5)铜 (6)氧化亚铜 铜 (7)铜和氧化亚铜各0.05 mol
