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考点15 氮及其化合物
目录
................................................................................................................................................1
1.高考真题考点分布......................................................................................................................................1
2.命题规律及备考策略..................................................................................................................................1
................................................................................................................................................2
考法01 氮及其氧化物 硝酸......................................................................................................................2
考法02 氨 铵盐..........................................................................................................................................9
考法03 氮及其化合物的转化关系...........................................................................................................13
..............................................................................................................................................17
1.高考真题考点分布
考点内容
考点分布
氮及其氧化物
2023 湖北卷1 题,3 分;2022 天津卷4 题,3 分;2022 北京卷12 题,4 分;
氨气、铵盐
2023 新课标卷12 题,6 分;2023 辽宁卷3 题,3 分;2023 浙江1 月5 题,2 分;
2022 天津卷4 题,3 分;2021 全国甲卷9 题,6 分;2021 浙江1 月10 题,2 分
硝酸的性质
2024·湖北卷8 题,3 分;2023 山东卷2 题,2 分;2022 山东卷12 题,4 分;
不同价态氮的
物质相互转化
2023 湖南卷1 题,3 分;2022 江苏卷8 题,3 分;2022 北京卷12 题,3 分;
2022 湖南卷9 题,3 分;2021 河北卷10 题,3 分;2021 浙江6 月16 题,2 分
2.命题规律及备考策略
【命题规律】
高频考点从近几年全国高考试题来看,氮的固定、氮氧化物性质、硝酸、氨气、铵盐仍是高考命题的热
点。
【备考策略】
氮元素“价-类”二维图
1
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【命题预测】
预计2025 年高考会以新的情境载体考查氨气、铵盐的性质及用途、掌握氨气的实验室制法、含氮化合物的
转化、有关硝酸的实验和计算等知识,题目难度一般适中。
考法01 氮及其氧化物 硝酸
1.氮的固定
2.氮气
(1)物理性质:无色无味的气体,密度比空气略小,难溶于水。
(2)化学性质
①3Mg+N2=====Mg3N2。
②N2+3H22NH3。
③N2+O2=====2NO。
3.氮的氧化物
(1)氮有多种价态的氧化物,氮元素从+1→+5 价都有对应的氧化物,如N2O、NO、N2O3、NO2(或N2O4)、
N2O5,其中属于酸性氧化物的是N2O3、N2O5。
(2)NO 和NO2的比较
性质
NO
NO2
色、味、态
无色的气体
红棕色、有刺激性气味的气体
2
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水溶性
不溶于水
易溶于水
毒性
有毒,大气污染物之一
有毒,大气污染物之一
与水反应
不反应
3NO2+H2O===2HNO3+NO
与氧气反应
2NO+O2===2NO2
不反应
4.硝酸物理性质
硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体。
5.硝酸化学性质
(1)不稳定性
反应:4HNO3=====2H2O+4NO2↑+O2↑。
(2)强氧化性
硝酸无论浓、稀都具有强氧化性,而且浓度越大,氧化性越强。
①与金属反应
稀硝酸与铜反应的化学方程式:3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O;
浓硝酸与铜反应的化学方程式:Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。
②与非金属反应
浓硝酸与C 反应的化学方程式:C+4HNO3(浓)=====CO2↑+4NO2↑+2H2O。
③与还原性化合物反应
硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2+等还原性物质。
稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式:3Fe2++4H++NO===3Fe3++NO↑+2H2O。
(3)与有机物反应
①硝化反应(与
反应):
+HNO3――→
+H2O。
②显色反应:含有苯环的蛋白质遇到浓硝酸加热后变黄色。
请判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
1.固氮反应一定属于氧化还原反应( )
2.N2与O2在放电条件下直接化合成NO2( )
3.可用NO2与水反应制取硝酸,故NO2是酸性氧化物( )
4.NO2通入FeSO4溶液中始终无明显现象( )
3
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5.高温、高压、催化剂条件下氮气与氢气反应时,氮气作还原剂( )
6.NO2溶于水时,NO2是氧化剂,水是还原剂( )
7.NO 易溶于水,所以只能用排空气法收集( )
8.试管内壁上的银镜可用稀HNO3除去,也可用氨水除去( )
9.浓HNO3和氯水均用棕色试剂瓶保存,其原理相同( )
10.浓HNO3溅到皮肤上,皮肤会变黄( )
【答案】1.√ 2.× 3.× 4.× 5.× 6.× 7.× 8.× 9.√ 10.√
考向01 考查氮氧化物的性质
【例1】1.(2024·北京·三模)在一支
注射器里充入
,然后吸入
水,用乳胶管和弹簧
夹封住管口,振荡注射器,静置后观察现象①。打开弹簧夹,快速吸入
空气后夹上弹簧夹,观察现
象②。振荡注射器,静置后再观察现象③。
下列关于该过程的分析不正确的是
A.现象①②,主要体现了
难溶于水、还原性
B.现象②③,针筒示数:
C.过程中若将空气
改成
,③能观察到针筒内无气体剩余
D.此实验启示工业上制硝酸时充入适量
可以提高氮原子利用率
【答案】C
【分析】在一支
注射器里充入
,然后吸入
水,用乳胶管和弹簧夹封住管口,振荡注射
器,静置后观察现象①中注射器中气体无色,注射器活塞几乎不发生移动,
难溶于水;打开弹簧夹,
快速吸入
空气后夹上弹簧夹,观察现象②为注射器内气体变为红棕色,气体体积减小,注射器活塞
向里移动,
具有还原性,被氧化为NO2;振荡注射器,静置后再观察现象③气体由红棕色变为无色,
气体体积减小,注射器活塞向里移动,据此回答。
【解析】A.由分析知,现象①②,主要体现了
难溶于水、还原性,A 正确;
B.现象②中水进入针筒,NO 被氧化为二氧化氮,现象③中二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮,故针
筒示数:
<
③②,B 正确;
C.过程中若将空气10mL 改成15mL,则氧气有约3mL,
和3mL 氧气反应时,NO 过量,故③能
观察到针筒内有气体剩余,C 错误;
D.此实验启示工业上制硝酸时充入适量
,可以提高氮原子利用率,D 正确;
故选C。
【思维建模】氮氧化物溶于水的问题分析
无论是单一气体(NO2),还是NO、NO2、O2中的两者的混合气体,反应的实质是3NO2+H2O===2HNO3+
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NO,2NO+O2===2NO2,故若有气体剩余只能是NO 或O2,不可能是NO2。
(1)若NO 和O2通入水中,总关系式为4NO+3O2+2H2O===4HNO3(4 3)
∶
。
(2)若NO2和O2通入水中,总关系式为4NO2+O2+2H2O===4HNO3(4 1)
∶
。
(3)NO2、NO、O2三种混合气体通入水中:
①可先将NO 和O2转化为NO2,再按上述各种情况分别处理。
②也可先将NO2和H2O 反应转化为NO,再按4NO+3O2+2H2O===4HNO3情况处理。
考向02 考查硝酸的性质与用途
【例2】(2024·陕西铜川·模拟预测)实验室利用以下装置配制2
的稀硝酸并制取NO,其中装置及
操作均正确且能达到实验目的的是
A.用装置甲制备NO 气体
B.用装置乙收集NO 气体
C.用装置丙进行NO 的尾气吸收
D.用装置丁配制100mL2
溶液
【答案】B
【解析】A.装置甲使用了长颈漏斗,会造成NO 泄露,A 项错误;
B.NO 难溶于水,可用排水法收集NO 气体,B 项正确;
C.NO 不与NaOH 溶液反应,不能被吸收,C 项错误;
D.定容时应用胶头滴管滴加蒸馏水,D 项错误;
故选B。
考向03 金属与硝酸反应的计算
【例3】在100 mL 稀HNO3和稀H2SO4组成的混合溶液中,两种酸的物质的量浓度之和为0.4 mol·L-1。向
该溶液中加入足量的铜粉后加热,充分反应后,所得溶液中Cu2+的物质的量浓度最大值为(反应前后溶液
体积变化忽略不计)( )
A.0.15 mol·L-1
B.0.24 mol·L-1
C.0.30 mol·L-1
D.0.36 mol·L-1
【答案】B
【解析】反应的离子方程式为3Cu+2NO+8H+===3Cu2++2NO↑+4H2O,铜足量,由上述反应方程式可知,
NO 和H+的物质的量之比为1 4∶时,反应生成的铜离子物质的量最大,设HNO3、H2SO4各为x mol、y
mol,则n(NO)∶n(H+)=x (∶x+2y)=1 4∶,x+y=0.4 mol·L-1×0.1 L,解得x=0.016 mol、y=0.024 mol,由方
程式可知,生成铜离子的物质的量为0.016 mol×=0.024 mol,故铜离子的最大浓度为=0.24 mol·L-1。
【思维建模】
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(1)金属与硝酸反应计算的思维模型
(2)金属与硝酸反应的计算方法
①电子守恒法:金属失电子数=n(NO2)+3n(NO)。
②原子守恒法:n(HNO3)=xn[M(NO3)x]+n(NO2)+n(NO)(x 代表金属元素的化合价)。
若向反应后溶液中加入NaOH 溶液恰好使Mx+沉淀完全,此时溶质为NaNO3,则存在:
n(Na+)=n(NO)=n(HNO3)-n(NO)-n(NO2)。
③电荷守恒法:HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH-)有c(NO)=c(H+)+x×c(Mx+)。起酸性作用的HNO3
的物质的量是金属的物质的量和金属所带电荷数的乘积,可表示为n(HNO3)酸性=xn(Mx+)=n(e-)(Mn+代表
金属离子)。
④离子方程式计算法:金属与硫酸、硝酸的混合酸反应时,由于硝酸盐中NO 在硫酸提供H+的条件下能继
续与金属反应,故此类题目应用离子方程式来计算3Cu+8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O。先作过量判
断,然后根据完全反应的金属或H+或NO 进行相关计算,且要符合电荷守恒。
【对点1】(2024·广东·二模)NH3可用作脱硝剂。某科研小组探究NO2被NH3还原的反应,涉及的部分装
置如图所示。
下列说法正确的是
A.用甲装置制备NH3
B.乙装置中反应的n(还原剂)∶n(氧化剂)=2 1∶
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C.丙装置盛放无水CaCl2用于干燥NH3
D.在丁装置中为了更好混合反应气体,应先通入NO2
【答案】D
【解析】A.实验室仅加热NH4Cl 得不到NH3,应加热NH4Cl 和Ca(OH)2的混合物来制备NH3,A 不合题
意;
B.乙装置中反应方程式为:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,反应中Cu 为还原剂,HNO3为氧化
剂,故n(还原剂)∶n(氧化剂)=1 2∶,B 不合题意;
C.已知CaCl2能够吸收NH3形成络合物,故丙装置盛放碱石灰用于干燥NH3,而不能用无水CaCl2,C 不
合题意;
D.已知NH3密度小于空气,NO2的密度比空气的大,故在丁装置中为了更好混合反应气体,应先通入
NO2,D 正确;
故答案为:D。
【对点2】(2024·江西·二模)铜与足量浓硝酸反应的装置如下图所示,下列说法错误的是
A.具支试管A 中会出现红棕色气体,溶液呈绿色
B.装置B 的作用是缓冲气流并收集
C.该反应体现了浓硝酸的强氧化性和酸性
D.烧杯中反应的离子方程式为
【答案】B
【解析】A.具支试管A 中发生反应
,NO2为红棕色气体,NO2
溶于
溶液使溶液呈绿色,故A 正确;
B.
的密度比空气大,装置B 不能收集
,故B 错误;
C.生成
体现浓硝酸的酸性,生成NO2体现浓硝酸的强氧化性,故C 正确;
D.烧杯中NO2与氢氧化钠反应生成NaNO3和NaNO2,反应的离子方程式为
,故D 正确;
故选B。
【对点3】(2024·河北唐山·期末)向含x mol HNO3和y mol H2SO4的混合稀溶液中缓慢加入铁粉,其氧化产
物与所加铁粉的物质的量关系如图所示:
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下列有关说法正确的是( )
A.x=0.2,y=0.1
B.a 点之前的反应离子方程式为3Fe+8H++2NO===3Fe2++2NO↑+4H2O
C.向b 点所得溶液中加入Cu 粉,最多可溶解1.92 g
D.反应至c 点,可收集到气体4.48 L(标准状况)
【答案】C
【解析】A.由分析知,硝酸根在Oa 段完全反应转化为NO,由得失电子守恒,得3n(NO)=3n(Fe3+,Oa),
故n(NO)=0.1 mol,由N 元素守恒知,n(HNO3)=n(NO)=0.1 mol,由Fe3+反应生成的Fe2+物质的量n1==
0.15 mol,则由H+与Fe 反应生成的Fe2+物质的量n2=0.2 mol-0.15 mol=0.05 mol,对应H+物质的量=2n2
=0.1 mol,Oa 段反应为:Fe+NO+4H+===Fe3++NO↑+2H2O,知该段消耗的H+物质的量=4n(Fe3+,
Oa)=0.4 mol,故溶液中原来共有H+物质的量=0.4 mol+0.1 mol=0.5 mol,则n(H2SO4)== mol=0.2
mol,故x=0.1,y=0.2,A 错误;B.由分析知,a 点之前,Fe 被氧化为Fe3+,对应离子方程式为Fe+NO
+4H+===Fe3++NO↑+2H2O,B 错误;C.b 点对应溶液中Fe2+与Fe3+物质的量相等,设反应的Fe3+为x
mol,由反应比例2Fe3+~3Fe2+,知此时生成的Fe2+物质的量为1.5x mol,则1.5x=0.1-x,解得x=0.04
mol,故此处溶液中还剩Fe3+物质的量=0.1 mol-0.04 mol=0.06 mol,由反应Cu+2Fe3+===2Fe2++Cu2
+,知此时最多可溶解的Cu 物质的量===0.03 mol,对应质量=0.03 mol×64 g/mol=1.92 g,C 正确;
D.Oa 段生成气体NO 物质的量n(NO)=0.1 mol,由A 选项分析知,由H+与Fe 反应生成的Fe2+物质的量n2
=0.2 mol-0.15 mol=0.05 mol,生成H2的物质的量n(H2)=n(Fe2+)=0.05 mol,故整个过程共产生气体0.15
mol,标准状况下对应体积=0.15 mol×22.4 L/mol=3.36 L,D 错误。
考法02 氨 铵盐
1.氨的结构特征
2.氨的物理性质
无色、有刺激性气味的气体,密度比空气的小,易液化,液氨可作制冷剂,极易溶于水(1 700)
∶
,可由喷泉
实验证明。
3.氨的化学性质
(1)较稳定:N 的非金属性强,N—H 的键能大,因而NH3比较稳定。
(2)
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(3)较强的配位能力
Cu(OH)2溶于氨水:Cu(OH)2+4NH3===[Cu(NH3)4]2++2OH-。
(4)还原性
催化氧化:4NH3+5O2=====4NO+6H2O。
4.铵盐
(1)物理性质
铵盐大多数是白色固体,绝大多数易溶于水。
(2)化学性质
5.NH 的检验步骤
未知液―――→产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体,则证明含NH。
6.氨的实验室制法
(1) 加热
NH4Cl 和Ca(OH)2的固体混合物制取氨气
简易装置示意图如图。
(2)用浓氨水制备氨气
方法
化学方程式(或原理)
发生装置
加热浓氨水
NH3·H2O=====H2O+NH3↑
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浓氨水+固
体NaOH
NaOH 溶于水放热,促使氨水分解,且OH-浓度的增大有利于NH3的放
出
浓氨水+固
体CaO
CaO 与水反应,使溶剂(水)减少;反应放热,促使氨水分解。化学方程式
为NH3·H2O+CaO===NH3↑+Ca(OH)2
请判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
1.向AlCl3溶液中逐滴加入过量的氨水,先产生白色沉淀,最后白色沉淀溶解( )
2.氨溶于水显弱碱性是因为氨气分子能电离出OH-( )
3.氨极易溶于水,因此氨水比较稳定(不容易分解)( )
4.氨水和液氨不同,氨水是混合物,液氨是纯净物( )
5.氨水中物质的量浓度最大的粒子是NH3·H2O(水除外)( )
6.加热盛有NH4Cl 固体的试管,试管底部固体消失,试管口有晶体凝结,说明NH4Cl 固体可以升华( )
7.用浓氯化铵溶液处理过的舞台幕布不易着火,其原因是氯化铵分解吸收热量,降低了温度;氯化铵分
解产生的气体隔绝了空气( )
8.草木灰(含K2CO3)与铵盐混用降低肥效( )
9.铵盐加热均易分解产生NH3( )
10.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( )
【答案】1.× 2.× 3.× 4.√ 5.√ 6.× 7.√ 8.√ 9.× 10.√
考向01 氨和铵盐
【例1】(2024·广东广州·模拟预测)利用氨的催化氧化原理制备硝酸并进行喷泉实验,装置如图所示(省
略夹持装置),下列说法正确的是
A.也可以通过加热
固体制备氨气
B.一段时间后,可以在圆底烧瓶观察到无色喷泉
C.实验过程中,硬质玻璃管中可以观察到红棕色气体
D.氨的催化氧化反应中,氧化剂与还原剂物质的量之比为
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【答案】C
【分析】NH3与O2催化氧化转化为NO,NO、氧气反应生成二氧化氮,二氧化氮与水反应生成硝酸,据此
回答。
【解析】A.氯化铵加热分解产生氨气和氯化氢,氨气和氯化氢又会在试管口生成氯化铵,不能加热氯化
铵制备氨气,A 错误;
B.NO、氧气反应生成二氧化氮,二氧化氮与水反应生成硝酸,(或:NO、O2与水反应生成硝酸),溶液为
酸性,可以在圆底烧瓶观察到红色喷泉,B 错误;
C.NH3与O2催化氧化转化为NO,NO、氧气反应生成红棕色气体二氧化氮,故实验过程中,硬质玻璃管
中可以观察到红棕色气体,C 正确;
D.氨气与O2催化氧化转化为NO,化学方程式为:
,氨气为还原剂,氧气
为氧化剂,则氧化剂与还原剂物质的量之比为5:4,D 错误;
故选C。
考向02 氨气的实验室制法
【例2】(2024·南京金陵·调研)实验室采用如图装置制取氨气,正确的是( )
A
B
C
D
生成NH3
干燥NH3
收集NH3并验满
吸收多余NH3
【答案】D
【解析】A.氯化铵受热分解生成HCl 和氨气,HCl 和氨气在试管口遇冷又会化合生成氯化铵,不能用加热
氯化铵来制取氨气,A 错误;B.浓硫酸能与氨气反应,不能用浓硫酸来干燥氨气,B 错误;C.氨气密度比
空气小,应该用向下排空气法收集氨气,导管应该伸到试管底部,C 错误;D.氨气极易溶于水,尾气吸收
应采取防倒吸的措施,D 正确。
【对点1】(2024·江苏泰州·模拟预测)
可用于生产铵盐、硝酸等。
与
都可用作火
箭的燃料,下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是
A.
极易溶于水,液氨可用作制冷剂
B.
具有还原性,可用作火箭的燃料
C.
易分解,可用作化肥
D.
共价键数目大于
,
的热稳定性比
的高
【答案】B
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【解析】A.液氨可用作制冷剂,表明氨分子由液态转化为气态时,需要从周围环境吸收热量,也即液氨
分子间存在较大的作用力,与氨极易溶于水无关,A 不符合题意;
B.
具有还原性,可被氧化剂氧化,释放出大量的能量,因此可用作火箭的燃料,物质性质
与用途具有对应关系,B 符合题意;
C.
可用作化肥,是因为含有氮元素,与
易分解无关,C 不符合题意;
D.N2H4分子内含有化学键:N-N,导致
的热稳定性比
的高,与共价键数目无关,D 不符
合题意;
答案选B。
【对点2】 (2024·广东茂名·模拟)某实验小组利用如图装置制备NH3并探究其性质。下列说法正确的是(
)
A.①中固体可换为NH4Cl
B.②中药品为P2O5
C.反应一段时间后,③中黑色固体变为红色
D.反应一段时间后,④中锥形瓶收集到液氨
【答案】C
【解析】①中氯化铵和氢氧化钙在加热条件下反应生成氨气,②为干燥装置,可为碱石灰等,③中在加热
条件下,氨气与CuO 发生氧化还原反应可生成氮气、水和铜,④可收集氨水,以此解答该题。A.NH4Cl 受
热分解生成NH3和HCl 气体,遇冷重新反应生成NH4Cl,无法制取NH3,故A 错误;B.P2O5会与H2O、
NH3反应生成(NH4)3PO4,不能用P2O5干燥氨气,故B 错误;C.NH3具有还原性,可将黑色氧化铜还原成红
色的铜单质,则反应一段时间后,③中黑色固体变为红色,故C 正确;D.液氨的沸点为-33.5 ℃,无法在
冰中液化,氨气与氧化铜反应后生成水,过量的氨气可溶于水,故收集到的是氨水,故D 错误。
考法03 氮及其化合物的转化关系
1.氮在自然界中的循环
2.氮元素的“价-类”二维图
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氮元素有多种可变化合价,物质的种类较多,在复习时要从物质类别和价态变化理解这些物质之间的转化
关系。
3.含氮元素物质之间的转化关系
(1)歧化——同一物质中某元素的化合价在同一反应中既升高又降低。
如:3NO2+H2O===2HNO3+NO
2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O
(2)归中——不同物质中同一元素的不同化合价在同一反应中只靠拢。
如:6NO+4NH3=====5N2+6H2O
NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O
考向01 考查氮元素的“价-类”二维图
【例1】(2024·重庆·模拟预测)氮及其化合物的价类二维图如图所示,下列有关说法正确的是
A.
可由
固体分解制取
B.
生成
的过程属于氮的固定
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C.“雷雨发庄稼”的原理为
盐
D.向浓
中投入红热的木炭,产生红棕色气体,证明木炭可与浓
反应生成
【答案】C
【解析】A.
固体分解会得到多种气体,不用
固体分解制取,故A 错误;
B.氮的固定是将游离态的氮转化为化合态的氮的过程,
生成
的过程不属于氮的固定,故B 错误;
C.“雷雨发庄稼”的原理为
、
、
、
HNO3生成盐,故C 正确;
D.向浓
中投入红热的木炭,产生红棕色气体,可能是木炭可与浓
反应生成
,也可能是浓
硝酸受热分解产出了NO2,故D 错误;
故选C。
考向02 考查含氮物质的转化
【例2】(2024·山东日照·二模)下列关于含氮化合物之间转化反应的离子方程式书写错误的是
A.氧化物转化为酸:
B.氧化物转化为两种盐:
C.氢化物转化为络合物:
D.酸转化为氧化物:
【答案】C
【解析】A.
和水反应生成NO 和HNO3,离子方程式为:
,A 正确;
B.
和NaOH 溶液反应生成生成硝酸钠和亚硝酸钠,离子方程式为:
,B 正确;
C.氢氧化铜和氨水反应生成[Cu(NH3)4]2+,离子方程式为:Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-,C 错误;
D.Fe 和稀硝酸反应生成NO 硝酸亚铁,离子方程式为:
,D 正确;
故选C。
【对点1】(2024·安徽阜阳·模拟预测)物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要维度。
如图为氮元素及其部分化合物的价态—类别图。下列说法正确的是
14
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A.图中各物质均参与自然界循环
B.c、d 均为酸性氧化物
C.f 不能检验氯气管道是否漏气
D.实验室可用g 的固体与NaOH 固体加热制备f
【答案】A
【分析】图为氮元素及其部分化合物的价态—类别图。由图可知,a 为硝酸盐、b 为硝酸、c 为一氧化氮、
d 为二氧化氮或四氧化二氮、e 为氮气、f 为氨气、g 为铵盐。
【解析】A.氮气和氧气通过雷电生成NO,NO 和氧气生成二氧化氮,二氧化氮和水生成硝酸,硝酸进入
土壤中转化为硝酸盐,硝酸盐可被植物转化为有机物,然后排泄后转化为氨气等,各物质均参与自然界循
环,A 正确;
B.NO 为不成盐氧化物,B 错误;
C.氨气和氯气能发生反应生成白烟,能检验氯气管道是否漏气,C 错误;
D.实验室制取氨气时是将氯化铵与氢氧化钙混合加热,D 错误;
故选A。
【对点2】(2024·湖北黄石·一模)工业制取硝酸的过程如下图:
下列说法正确的是
A.工业上的转化①使用的催化剂为V2O5
B.转化②中,每生成1molNO,转移电子数目为10NA
C.NO、NO2的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO)≤n(NO2)
D.转化④中,相同条件下V(NO2):V(O2)=4:3 时,理论上NO2全部转化为HNO3
【答案】C
【解析】A.工业上的转化①使用的催化剂为铁触媒而不是V2O5,A 错误;
B.转化②中,即反应为:4NH3+5O2
4NO+6H2O,由反应可知,每生成1molNO,转移电子数目为
5NA,B 错误;
C.由反应NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O、2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O 可知,NO、NO2的混合气
体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO)≤n(NO2),C 正确;
D.转化④中,由反应4NO2+O2+2H2O=4HNO3可知,相同条件下V(NO2):V(O2)=4:1 时,理论上NO2全
15
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部转化为HNO3,D 错误;
故答案为:C。
1.下列有关硝酸的说法正确的是( )
A.工业硝酸的质量分数约为69%,常因溶有少量NO 而略显黄色
B.硝酸是一种氧化性很强的酸,可以与金、铂等金属反应
C.将木炭放入浓硝酸中,可立即观察到有气泡生成
D.工业制备硝酸第三步为用水吸收二氧化氮生成硝酸
【答案】D
【解析】A 项,工业硝酸的质量分数约为69%,常因溶有少量NO2而略显黄色,而不是NO,故A 错误;B
项,硝酸是一种氧化性很强的酸,和很多金属(除金、铂)反应,故B 错误;C 项,将木炭放入浓硝酸中,
由于木炭的活泼性较弱,反应速率很慢,不能立即观察到有气泡生成,中学阶段一般理解为要加热才反
应,故C 错误;D 项,工业制备硝酸第三步为用水吸收二氧化氮生成硝酸,发生3NO2+H2O===2HNO3+
NO 反应,故D 正确。
2.(2023·湖南邵阳·二模)实验室制取少量
,下列方法不能达到目的的是
A.加热分解氯化铵固体
B.加热分解浓氨水
C.将浓氨水滴入到碱石灰上
D.加热氯化铵和氢氧化钙的固体混合物
【答案】A
【解析】A.加热分解氯化铵固体,反应生成氨气和氯化氢,由于氨气和氯化氢在冷处反应生成氯化铵,
因此不能用分解氯化铵得到氨气,故A 符合题意;
B.一水合氨不稳定,受热分解生成氨气和水,因此加热分解浓氨水可制得氨气,故B 不符合题意;
C.将浓氨水滴入到碱石灰上,浓氨水中水与氧化钙反应,放出大量热,固体氢氧化钠溶解在浓氨水中放
出大量的热,一水合氨不稳定,因此能制得氨气,故C 不符合题意;
D.氯化铵和氢氧化钙固体加热反应生成氨气、氯化钙和水,因此加热氯化铵和氢氧化钙的固体混合物能
制得氨气,故D 不符合题意。
综上所述,答案为A。
3.(2024·河北·一模)利用下列实验装置能达到相应实验目的的是
选项
A
B
16
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实验装
置
实验目
的
除去乙酸乙酯中的乙酸
制备氨气
选项
C
D
实验装
置
实验目
的
除去
中的
通过观察气泡验证
能否催化
分解
【答案】B
【解析】A.除去乙酸乙酯中的乙酸,应选择饱和碳酸钠溶液,分层后再分液,A 项错误;
B.浓氨水挥发到装有CaO 的试管中,CaO 会迅速和水反应放出大量的热,可以促进
的分解,继
而产生
,B 项正确;
C.
和NaOH 溶液反应,不能除去
中的NO,C 项错误;
D.
中加入
发生反应:
,产生
,不能确定
是否具有催化
作用,D 项错误;
答案选B。
4.(2024·北京·一模)用充有NH3的烧瓶进行“喷泉实验”,装置及现象如下图。下列关于该实验的分析
正确的是
17
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A.产生“喷泉”证明NH3与H2O 发生了反应
B.无色溶液变红证明NH3极易溶于水
C.红色溶液中存在含有离子键的含氮微粒
D.加热红色溶液可观察到红色变浅或褪去
【答案】D
【分析】氨气极易溶于水生成碱性溶液从而产生压强差,产生喷泉现象;
【解析】A.氨气能形成喷泉,说明氨气极易溶于水从而产生压强差,不能说明两者反应了,A 错误;
B.无色酚酞试液遇碱变红色,氨水溶于水后溶液由无色变为红色,说明氨水呈碱性,B 错误;
C.红色溶液中存在含氮微粒为铵根离子、一水合氨,两者均含有共价键、不含有离子键,C 错误;
D.氨水受热不稳定,受热分解放出氨气,从而使碱性减弱,故滴有酚酞呈红色的氨水受热后红色变浅或
褪色,D 正确;
故选D。
5.(2024·浙江绍兴·三模)室温下,下列溶液中一定能大量共存的离子组是
A.强碱性溶液:
、
、
、
B.加入铝粉有氢气产生的溶液:
、
、
、
C.中性溶液:
、
、
、
D.强酸性溶液:
、
、
、
【答案】A
【解析】A.强碱性溶液含有大量OH-,OH-、
、
、
、
互相之间不反应,可以大量
共存,故A 正确;
B.加入铝粉有氢气产生的溶液可能为酸性,也可能为碱性,若为酸性,H+与
不共存,故B 错误;
C.中性溶液中Fe3+水解为Fe(OH)3,故C 错误;
D.强酸性溶液中含有大量H+,
在酸性环境下具有强氧化性,可氧化
、
,不能大量共存,故
D 错误;
故选A。
6.(2024·广东深圳·模拟预测)下列离子方程式书写正确的是
A.浓硝酸和铁在常温下反应:Fe+6H++3
=Fe3++3NO2↑+3H2O
B.实验室制氨气:
+OH-=NH3↑
C.向含有1.5molFeI2的溶液中通入2molCl2:2Fe2++6I-+4Cl2=2Fe3++3I2+8Cl-
D.向NaClO 溶液中通入少量SO2:ClO-+SO2+H2O=
+Cl-+2H+
【答案】C
【解析】A.常温下,铁在浓硝酸中钝化,致密的钝化膜阻碍反应的继续进行,不可能生成铁离子,故A
错误;
18
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B.实验室制氨气的反应为氯化铵与氢氧化钙共热反应生成氯化钙、氨气和水,该反应不是在水溶液中进
行的反应,不能改写为离子方程式,故B 错误;
C.含有1.5mol 碘化亚铁的溶液与2mol 氯气反应生成氯化铁、氯化亚铁和碘,反应的离子方程式为2Fe2+
+6I-+4Cl2=2Fe3++3I2+8Cl-,故C 正确;
D.次氯酸钠溶液与少量二氧化硫反应生成氯化钠、硫酸钠和次氯酸,反应的离子方程式为3ClO-
+SO2+H2O=
+Cl-+2HClO,故D 错误;
故选C。
7.(2024·海南·三模)如图装置可用于收集气体并验证其某些化学性质,能达到目的的是
选
项
气体
试剂
现象
结论
A
酚酞试液
溶液变红色
氨水显碱性
B
紫色石蕊试液
溶液先变红后褪色
有酸性和漂白性
C
溴水
溶液褪色
分子中含碳碳双键
D
淀粉-KI 溶液
溶液变蓝
有氧化性
【答案】D
【解析】A.氨气的密度比空气密度小,选向下排空气法收集,故A 不选;
B.氯气与水反应生成盐酸和HClO,溶液先变红后褪色,但Cl2不具有酸性和漂白性,故B 不选;
C.C2H4的密度与空气密度接近,不能选排空气法收集,故C 不选;
D.二氧化氮将KI 淀粉溶液中的碘离子氧化成碘单质,碘单质和淀粉作用显示蓝色,所以说NO2有氧化性
正确,故D 正确。
答案选D。
8.(2024·海南·三模)部分含N 的纯净物的“价-类”二维图如图所示。下列叙述正确的是
19
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A.a 只有还原性,没有氧化性
B.一定条件下,a 和c 反应可生成b
C.a 的催化氧化可直接生成c
D.c 和水反应生成b 和d
【答案】B
【分析】a、b、c、d 分别是
、
、
、
。
【解析】A.
与活泼金属如钠等反应,
表现氧化性,A 错误;
B.
和
在一定条件下发生归中反应可生成
,B 正确;
C.
催化氧化得到NO,不能直接制备
,C 错误;
D.
和
反应生成
和NO,不能生成
,D 错误;
故选B。
9.(2024·河北·一模)大气中NO 达到一定浓度时,会对人体造成伤害。NO 在大气中转化过程如下图所
示,下列说法正确的是
A.
在转化过程中表现出强氧化性,与
互为同位素
B.
是大气污染物,在大气中有可能形成硝酸型酸雨或光化学烟雾
C.
是一种酸性氧化物,酸性氧化物都可以和水反应生成相应的酸
D.
是一种直线形分子,电子式为
【答案】B
【解析】A.
与
是同种元素组成的不同单质,二者互为同素异形体,A 错误;
B.
是大气污染物,在大气中有可能形成硝酸型酸雨或光化学烟雾,B 正确;
C.
是一种酸性氧化物,但不是所有酸性氧化物都可以和水反应生成相应的酸,例如
不和水反
应,C 错误;
D.
是一种V 形分子,D 错误;
因此,本题选B。
20
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10.(2024·湖南娄底·模拟) 某学习小组设计了如图的实验装置(夹持装置已省略)模拟常压下工业合成氨,并
检验氨的生成。Y 形管左侧支管中盛有NH4Cl 与NaNO2的混合溶液,加热后生成N2及少量NH3。下列有
关描述不正确的是( )
A.实验时,点燃a 处酒精灯一段时间后,再点燃c 处酒精喷灯
B.b 处装置可用盛有碱石灰的U 形管代替
C.硬质玻璃管中的石棉可以增大混合气体与铁粉的接触面积
D.若d 处锥形瓶中溶液变红,则说明硬质玻璃管中有NH3生成
【答案】B
【解析】A.实验时,为防止氢气和氧气混合后加热爆炸,用氮气排出装置内的空气后再加热铁粉,所以点
燃a 处酒精灯一段时间后,再点燃c 处酒精喷灯,A 项正确;B.b 装置的作用是吸收氨气并干燥气体,碱石
灰不能吸收氨气,b 处装置不能用盛有碱石灰的U 形管代替,B 项错误;C.硬质玻璃管中的石棉可增大混
合气体与铁粉的接触面积,加快反应速率,C 项正确;D.氨气溶于水,溶液呈碱性,若d 处锥形瓶中溶液
变红,则说明硬质玻璃管中有NH3生成,D 项正确。
11.足量铜溶于一定量浓硝酸,产生NO2、N2O4、NO 的混合气体,这些气体若与1.12 L O2(标准状况)混合
后通入水中,气体被水完全吸收。若向原所得溶液中加入5 mol·L-1 H2SO4溶液100 mL,则继续溶解的Cu
的质量为( )
A.6.4 g
B.9.6 g
C.19.2 g
D.24 g
【答案】C
【解析】设原来溶解的Cu 的物质的量为x,Cu 失去的电子被N 元素得到生成氮的氧化物,这些氮的氧化
物再与O2、H2O 反应生成HNO3,可看成Cu 失电子,O2得电子,则根据得失电子守恒可知,设Cu 的物质
的量为x mol,2x=×4,解得x=0.1 mol,所以原所得溶液中NO 的物质的量为0.2 mol;
3Cu+8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O
1 mol 0.2 mol
H+过量,所以继续溶解的Cu 的质量为×3×64 g·mol-1=19.2 g。
12.(2024·山东日照·二模)部分含氮物质的分类与相应化合物关系如图所示。下列说法错误的是
21
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A.b 具有碱性和还原性
B.反应Ⅰ中氧化产物和还原产物的物质的量之比为1 1∶
C.反应Ⅱ过程中生成0.1mol
时,转移1mol 电子
D.反应Ⅲ能有效降低水体中的氮元素含量
【答案】D
【分析】部分含氮物质的分类与相应化合物关系图,则a 为NH3、b 为N2H4、c 为铵盐、d 为+3 价氮的盐、
e 为硝酸盐;
【解析】A.b 为肼,结构简式为H2N-NH2,氨基具有碱性,N 呈-2 价化合价可升高具有还原性,A 正确;
B.反应Ⅰ中-3 价氮化合价变为0 价,得到氧化产物氮气,+3 价氮化合价变为0 价,得到还原产物氮气,
结合电子守恒可知,氧化产物和还原产物的物质的量之比为1 1∶,B 正确;
C.反应Ⅱ为硝酸根离子被亚铁离子还原为氮气,氮化合价由+5 变为0,则生成0.1mol
时,转移
0.1mol×2×5=1mol 电子,C 正确;
D.反应Ⅲ为d 转化为c,+3 价氮转化为-3 价,亚硝酸盐转变未铵盐,不能有效降低水体中的氮元素含
量,D 错误;
故选D。
13.(2024·河北·二模)下列离子的检验方案、现象及结论不正确的是
选
项
检验方案
现象
结论
A
向某溶液中滴加
溶液
出现蓝色沉淀
原溶液中含有
B
向某溶液中加入淀粉溶液后再滴入适量过氧化
氢溶液
溶液始终不变蓝
原溶液中不含
C
向硫酸酸化的
溶液中滴加
溶液,再
滴加
溶液
出现白色沉淀
被氧化成
D
向某盐溶液中加足量
后加热
产生能使湿润的红色石蕊试
纸变蓝的气体
原溶液中含有
【答案】C
22
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【解析】A.用
溶液检验亚铁离子时出现蓝色沉淀,A 项正确;
B.加入淀粉溶液后再滴入适量过氧化氢溶液,溶液不变蓝,明原溶液中没有I-,B 项正确;
C.硫酸酸化引入硫酸根离子,出现白色沉淀不能说明S2-被氧化成
,C 项错误;
D.向某溶液中加足量NaOH 后加热产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,该气体为NH3,说明原溶
液中含有
,D 项正确;
答案选C。
14.(2024·北京门头沟·一模)为吸收工业尾气中的
和
,设计如图流程,同时还能获得连二亚硫酸
钠(
,其结晶水合物又称保险粉)和
产品。(
为铈元素)
下列说法不正确的是
A.工业尾气中的
和
排放到大气中会形成酸雨
B.装置Ⅱ的作用是吸收
C.
从阴极口流出回到装置Ⅱ循环使用
D.装置Ⅳ中氧化
,至少需要标准状况下
【答案】C
【分析】装置Ⅰ中加入NaOH 溶液吸收SO2,装置Ⅱ中加入Ce4+,酸性条件下,NO 和Ce4+发生氧化还原反
应,生成
、
,装置Ⅲ(电解槽)中阳极发生反应
,从阳极口流出回到装置Ⅱ循环使
用,阴极得到
,装置Ⅳ中
被氧气氧化为
,
与氨气生成硝酸铵。
【解析】A.工业尾气中的
可与氧气生成NO2,NO2与水反应得硝酸,形成硝酸型酸雨,
与水反应
得H2SO3,H2SO3被氧气氧化为硫酸,会形成硫酸型酸雨,故A 正确;
B.装置Ⅱ中加入Ce4+,酸性条件下,NO 和Ce4+发生氧化还原反应,生成
、
,故B 正确;
C.装置Ⅲ(电解槽)中阳极发生反应
,从阳极口流出回到装置Ⅱ循环使用,故C 错误;
D.装置Ⅳ中
被氧气氧化为
的离子方程式为:
,
物质的量为
1L×2mol/L=2mol,即消耗1molO2,标况下体积为22.4L,故D 正确;
故选C。
15.(2024·河南周口·模拟预测)某兴趣小组设计实验验证铜与浓硝酸、稀硝酸的反应,装置如图所示(夹
持装置未画出):
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实验一:验证铜与浓硝酸的反应
按图示连接好装置,_______后,装入药品,关闭
、
,打开
,一段时间后,再关闭
,打开
,
加入足量的浓
。
实验二:验证铜与稀硝酸的反应
待装置B 中反应完全后……
回答下列有关问题:
(1)实验一中的横线上应填入的内容是 ;装置B 中装浓硝酸的仪器名称是 。
(2)实验一中“关闭
、
,打开
”的目的是
(3)装置B 中发生反应的离子方程式为
(4)实验二的后续操作顺序为 (填标号),打开止水夹后装置C 的具支试管中的现象为 。
a.打开止水夹 b.打开
c.打开
,加入蒸馏水 d.关闭
e.插入铜丝。
(5)实验结束后,有同学观察到装置B 中溶液呈绿色,装置C 中溶液呈蓝色。小组同学认为颜色不同的原因
可能如下:
猜想1:硝酸铜溶液的物质的量浓度不同,溶液颜色不同,浓度小时呈蓝色,浓度大时呈绿色。
猜想2:
溶解在硝酸铜溶液中,导致溶液颜色不同。
继续实验,打开
,一段时间后,装置B 中溶液变为蓝色,说明 可能成立,请设计实验验证另一
猜想的可能性: 。
【答案】(1)检验装置的气密性 分液漏斗
(2)排尽装置内的空气,防止Cu 与稀硝酸反应生成的NO 被氧化
(3)Cu+2
+4H+=Cu2++2NO2↑+2H2O
(4) bceda 液面上方出现红棕色气体
(5) 猜想2 取装置C 中的溶液适量于试管中,加入Cu(NO3)2固体,若溶液变为绿色,说明猜想1 成立
【分析】研究铜与浓、稀HNO3反应的差异,先利用二氧化碳将装置中的空气排出,防止Cu 与稀硝酸反应
生成的NO 被氧化,装置B 中滴加浓硝酸时Cu 与浓硝酸反应生成二氧化氮,在C 中验证铜和稀硝酸的反
应,最后尾气处理,以此来解答。
【解析】(1)装置连接后以后首先需要做的是检验装置的气密性;装置B 中装浓硝酸的仪器名称是分液
漏斗。
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(2)由于装置中含有空气,会干扰NO 检验,所以实验一中“关闭
、
,打开
”的目的是排尽装置
内的空气,防止Cu 与稀硝酸反应生成的NO 被氧化。
(3)装置B 中浓硝酸和铜反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,发生反应的离子方程式为Cu+2
+4H+=
Cu2++2NO2↑+2H2O。
(4)实验二是验证铜与稀硝酸的反应,因此首先把生成的二氧化氮转化为硝酸,所以后续操作顺序为待
装置B 中反应完全后打开
、打开
,加入蒸馏水、插入铜丝、关闭
、打开止水夹,即bceda,打开
止水夹后氧气把NO 氧化为二氧化氮,则装置C 的具支试管中的现象为液面上方出现红棕色气体。
(5)继续实验,打开
,一段时间后,装置B 中溶液变为蓝色,由于A 装置中二氧化碳把二氧化氮带
出,因此说明猜想2 可能成立,要验证猜想1 的可能性,实验方案为取装置C 中的溶液适量于试管中,加
入Cu(NO3)2固体,若溶液变为绿色,说明猜想1 成立。
1.(2024·湖北卷,8,3 分)结构决定性质,性质决定用途。下列事实解释错误的是( )
事实
解释
A
甘油是黏稠液体
甘油分子间的氢键较强
B
王水溶解铂
浓盐酸增强了浓硝酸的氧化性
C
冰的密度小于干冰
冰晶体中水分子的空间利用率相对较低
D
石墨能导电
未杂化的p 轨道重叠使电子可在整个碳原子平面内运动
【答案】B
【解析】A 项,甘油分子中有3 个羟基,分子间可以形成更多的氢键,且O 元素的电负性较大,故其分子
间形成的氢键较强,因此甘油是黏稠液体,A 正确;B 项,王水溶解铂,是因为浓盐酸提供的Cl-能与被硝
酸氧化产生的高价态的铂离子形成稳定的配合物从而促进铂的溶解,在这个过程中浓盐酸没有表现氧化
性,B 不正确;C.冰晶体中水分子间形成较多的氢键,由于氢键具有方向性,因此,水分子间形成氢键
后空隙变大,冰晶体中水分子的空间利用率相对较低,冰的密度小于干冰,C 正确;D 项,石墨属于混合
型晶体,在石墨的二维结构平面内,第个碳原子以C—C 键与相邻的3 个碳原子结合,形成六元环层。碳
原子有4 个价电子,而每个碳原子仅用3 个价电子通过sp2杂化轨道与相邻的碳原子形成共价键,还有1 个
电子处于碳原子的未杂化的2p 轨道上,层内碳原子的这些p 轨道相互平行,相邻碳原子p 轨道相互重叠形
成大π 键,这些p 轨道的电子可以在整个层内运动,因此石墨能导电,D 正确;故选B。
2.(2023•湖北省选择性考试,1)2023 年5 月10 日,天舟六号货运飞船成功发射,标志着我国航天事业进
入到高质量发展新阶段。下列不能作为火箭推进剂的是( )
A.液氮-液氢
B.液氧-液氢C.液态NO2-肼
D.液氧-煤油
【答案】A
【解析】A 项,虽然氮气在一定的条件下可以与氢气反应,而且是放热反应,但是,由于N≡N 键能很
大,该反应的速率很慢,氢气不能在氮气中燃烧,在短时间内不能产生大量的热量和大量的气体,因此,
25
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液氮-液氢不能作为火箭推进剂,A 符合题意;B 项,氢气可以在氧气中燃烧,反应速率很快且放出大量的
热、生成大量气体,因此,液氧-液氢能作为火箭推进剂,B 不符合题意;C 项,肼和NO2在一定的条件下
可以发生剧烈反应,该反应放出大量的热,且生成大量气体,因此,液态NO2-肼能作为火箭推进剂,C 不
符合题意;D 项,煤油可以在氧气中燃烧,反应速率很快且放出大量的热、生成大量气体,因此,液氧-煤
油能作为火箭推进剂,D 不符合题意;故选A。
3.(2023·山东,2)实验室中使用盐酸、硫酸和硝酸时,对应关系错误的是( )
A.稀盐酸:配制AlCl3溶液
B.稀硫酸:蔗糖和淀粉的水解
C.稀硝酸:清洗附有银镜的试管
D.浓硫酸和浓硝酸的混合溶液:苯的磺化
【答案】D
【解析】实验室配制AlCl3溶液时向其中加入少量的稀盐酸以抑制Al3+水解,A 不符合题意;蔗糖和淀粉
水解时常采用稀硫酸作催化剂,B 不符合题意;清洗附有银镜的试管用稀硝酸,反应原理为3Ag+
4HNO3(稀)===3AgNO3+NO↑+2H2O,C 不符合题意;苯的磺化是苯和浓硫酸共热生成苯磺酸的反应,故
不需要用到浓硫酸和浓硝酸的混合溶液,D 符合题意。
4.(2023·广东,4)1827 年,英国科学家法拉第进行了NH3喷泉实验。在此启发下,兴趣小组利用以下装置,
进行如下实验。其中,难以达到预期目的的是( )
A.图1:喷泉实验
B.图2:干燥NH3
C.图3:收集NH3
D.图4:制备NH3
【答案】B
【解析】P2O5为酸性氧化物,NH3具有碱性,两者可以发生反应,故不可以用P2O5干燥NH3,故B 难以达
到预期目的。
5.(2022·江苏,8)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.自然固氮、人工固氮都是将N2转化为NH3
B.侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl 为原料制备NaHCO3和NH4Cl
C.工业上通过NH3催化氧化等反应过程生产HNO3
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”
【答案】A
【解析】自然固氮是将N2转化为含氮化合物,不一定是转化为NH3,比如大气固氮是将N2转化为NO,A
错误;侯氏制碱法发生反应的化学方程式为H2O+NH3+CO2+NaCl===NaHCO3↓+NH4Cl,B 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
正确。
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6.(2022•北京卷,12)某
的多孔材料刚好可将N2O4 “固定”,实现了NO2与N2O4分离并制备
HNO3,如图所示:
己知:2NO2(g)
N2O4(g) ΔH<0
下列说法不正确的是( )
A.气体温度升高后,不利于N2O4的固定
B.N2O4被固定后,平衡正移,有利于NO2的去除
C.制备HNO3的原理为:2N2O4+O2+2H2O=4HNO3
D.每制备0.4mol 硝酸,转移电子数约为6.02×1022
【答案】D
【解析】A 项,二氧化氮转化为四氧化二氮的反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,四氧
化二氮的浓度减小,所以气体温度升高后,不利于四氧化二氮的固定,故A 正确;B 项,四氧化二氮被固
定后,四氧化二氮的浓度减小,二氧化氮转化为四氧化二氮的平衡向正反应方向移动,二氧化氮的浓度减
小,所以四氧化二氮被固定后,有利于二氧化氮的去除,故B 正确;C 项,由题意可知,被固定后的四氧
化二氮与氧气和水反应生成硝酸,反应的化学方程式为2N2O4+O2+2H2O=4HNO3,故C 正确;D 项,四氧
化二氮转化为硝酸时,生成1mol 硝酸,反应转移1mol 电子,则每制备0.4mol 硝酸,转移电子数约为
0.4mol×6.02×1023=2.408×1023,故D 错误;故选D。
7.(2022•江苏卷,8)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.自然固氮、人工固氮都是将N2转化为NH3
B.侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl 为原料制备NaHCO3和NH4Cl
C.工业上通过NH3催化氧化等反应过程生产HNO3
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”
【答案】A
【解析】A 项,自然固氮是将N2转化为含氮化合物,不一定是转化为NH3,比如大气固氮是将N2会转化
为NO,A 错误;B 项,侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl 为原料制备NaHCO3和NH4Cl,反应的化学
方程式为H2O+NH3+CO2+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl,B 正确;C 项,工业上通过NH3催化氧化等反应过程生
产HNO3,相关的化学反应方程式为4NH3+5O2
4NO+6H2O、2NO+O2=2NO2、
3NO2+H2O=2HNO3+NO、4NO2+O2+2H2O=4HNO3,C 正确;D 项,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 正确;故选A。
8.(2021•浙江1 月选考,10)关于反应8NH3+6NO2=7N2+12H2O,下列说法正确的是
A.NH3中H 元素被氧化( )
B.NO2在反应过程中失去电子
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C.还原剂与氧化剂的物质的量之比为3:4
D.氧化产物与还原产物的质量之比为4:3
【答案】D
【解析】由反应8NH3+6NO2==7N2+12H2O 可知,其中NH3的N 元素的化合价由-3 升高到0、NO2中的N 元
素的化合价由-+4 降低到0,因此,NH3是还原剂, NO2是氧化剂。A 项,NH3中H 元素的化合价没有发生
变化,故其未被氧化,被氧化的是N 元素,A 不正确;B 项,NO2在反应过程中得到电子,B 不正确;C
项,该反应中,NH3是还原剂,NO2是氧化剂。由化学方程式可知,还原剂与氧化剂的物质的量之比为4:
3,C 说法不正确;D 项,该反应中氧化产物和还原产物均为N2。还原剂被氧化后得到氧化产物,氧化剂
被还原后得到还原产物,还原剂与氧化剂的物质的量之比为4:3,因此,氧化产物与还原产物的质量之比
为4:3 ,D 说法正确。故选D。
9.(2021•河北选择性考试,4)硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大,但硫氧化物和氮氧化物
造成的环境问题也日益受到关注,下列说法正确的是( )
A.NO2和SO2均为红棕色且有刺激性气味的气体,是酸雨的主要成因
B.汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO2和PM2.5
C.植物直接吸收利用空气中的NO 和NO2作为肥料,实现氮的固定
D.工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除
【答案】D
【解析】A 项,NO2是红棕色且有刺激性气味的气体,而SO2是无色有刺激性气味的气体,A 错误;B 项,
汽车尾气的主要大气污染物为C 与N 的氧化物,如NOx和CO 等,B 错误;C 项,氮的固定是指将游离态
的氮元素转化为化合态,且植物可吸收土壤中的铵根离子或硝酸根离子作为肥料,不能直接吸收空气中的
氮氧化物,C 错误;D 项,工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除,如加入石灰石或石灰乳均可进行脱
硫处理,D 正确;故选D。
10.(2021·江苏卷,7)N2是合成氨工业的重要原料,NH3不仅可制造化肥,还能通过催化氧化生产HNO3;
HNO3能溶解Cu、Ag 等金属,也能与许多有机化合物发生反应;在高温或放电条件下,N2与O2反应生成
NO,NO 进一步氧化生成NO2。2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH=-116.4 kJ·mol-1。大气中过量的NOx和水体中
过量的NH 4
+、NO3
-均是污染物。通过催化还原的方法,可将烟气和机动车尾气中的NO 转化为N2,也可将
水体中的NO3
-转化为N2。在指定条件下,下列选项所示的物质间转化能实现的是( )
A.NO(g)
HNO3(aq) B.稀HNO3(aq)
NO2(g)
C.NO(g)
N2(g) D.NO3
-
(aq)
N2(g)
【答案】C
【解析】NO 不溶于水也不与水反应,A 项错误;稀HNO3与Cu 反应得到硝酸铜、水和NO,得不到
NO2,B 项错误;NO 有氧化性,CO 有还原性,在高温、催化剂条件下二者可发生氧化还原反应转化为无
毒的N2和CO2,C 项正确;O3有强氧化性,不能将硝酸根离子还原,D 项错误。
11.(2022·海南卷,17)磷酸氢二铵[(NH4)2HPO4]常用于干粉灭火剂。某研究小组用磷酸吸收氨气制备
(NH4)2HPO4,装置如图所示(夹持和搅拌装置已省略)。
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回答问题:
(1)实验室用NH4Cl(s)和Ca(OH)2(s)制备氨气的化学方程式为 。
(2)现有浓H3PO4质量分数为85%,密度为1.7 g·mL-1。若实验需100 mL 1.7 mol·L-1的H3PO4溶液,则需浓
H3PO4 mL(保留一位小数)。
(3)装置中活塞K2的作用为 。实验过程中,当出现 现象时,应及时关闭K1,打开
K2。
(4)当溶液pH 为8.0~9.0 时,停止通NH3,即可制得(NH4)2HPO4溶液。若继续通入NH3,当pH>10.0 时,溶
液中OH-、 和 (填离子符号)浓度明显增加。
(5)若本实验不选用pH 传感器,还可选用 作指示剂,当溶液颜色由 变为 时,停
止通NH3。
【答案】 (1)2NH4Cl+Ca(OH)2
CaCl2+2H2O+2NH3↑
(2)11.5
(3)平衡气压防倒吸 倒吸
(4)NH 4
+ PO4
3−
(5)酚酞 无色 浅红色
【解析】(1)实验室用NH4Cl(s)和Ca(OH)2(s)在加热的条件下制备氨气,反应的化学方程式为
2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑。(2)浓H3PO4 的浓度c==≈14.7 mol·L-1,溶液稀释前后溶质的物质的量
不变,因此配制100 mL 1.7 mol·L-1 的H3PO4 溶液,需要浓H3PO4 的体积V=≈0.0115 L=11.5 mL。(3)NH3 极
易溶于水,因此可选择打开活塞K2 以平衡气压,防止发生倒吸,所以实验过程中,当出现倒吸现象时,应
及时关闭K1,打开K2。(4)继续通入NH3,(NH4)2HPO4 继续反应生成(NH4)3PO4,当pH>10.0 时,溶液中
OH-、N、P 的浓度明显增加。(5)当pH 为8.0~9.0 时,可制得(NH4)2HPO4,说明(NH4)2HPO4 溶液显碱性,
因此若不选用pH 传感器,还可以选用酚酞作指示剂,当溶液颜色由无色变为浅红色时,停止通入NH3,
即可制得(NH4)2HPO4 溶液。
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