氮及其化合物 李仕才 基礎(chǔ)鞏固　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．Mruad等三位教授最早提出了NO分子在人體內(nèi)有獨特功能，此領(lǐng)域研究有很大進(jìn)展，因此這三位教授榮獲了1998年諾貝爾醫(yī)學(xué)及生理學(xué)獎。關(guān)于NO的下列敘述不正確的是(　　) A．NO可以是某些含低價N物質(zhì)氧化的產(chǎn)物 B．NO不是亞硝酸酐 C．NO可以是某些含高價N物質(zhì)還原的產(chǎn)物 D．NO是紅棕色氣體 解析：氮元素的化合價有－3、＋1、＋2、＋3、＋4、＋5等價態(tài)，而NO中氮元素的化合價為＋2價，所以NO既可由含低價氮元素的物質(zhì)氧化得到，也可由含高價氮元素的物質(zhì)還原得到，HNO2的酸酐為N2O3，NO氣體為無色。 答案：D 2．按如圖進(jìn)行實驗，試管內(nèi)裝有12 mL NO，然后間歇而緩慢地通入8 mL O2，下面有關(guān)實驗最終狀態(tài)的描述正確的是(　　) A．試管內(nèi)氣體呈紅棕色 B．試管內(nèi)氣體為無色的NO C．試管內(nèi)氣體為無色的O2 D．試管內(nèi)充滿了液體 解析：據(jù)題意在裝有NO的試管內(nèi)通入O2時依次發(fā)生反應(yīng)2NO＋O2===2NO2,3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，二者相加得總反應(yīng)為4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，由于＝＝>，即NO過量，試管內(nèi)剩余氣體為無色的NO，液體未充滿試管。 答案：B 3．在汽車尾氣處理裝置中加入適當(dāng)?shù)拇呋瘎?，能發(fā)生反應(yīng)：4CO＋2NO2===4CO2＋N2。下列對該反應(yīng)的說法中正確的是(　　) A．該反應(yīng)是化合反應(yīng) B．該反應(yīng)中氧化劑是NO2、還原劑是CO C．該反應(yīng)生成28 g N2時，轉(zhuǎn)移4 mol 電子 D．該反應(yīng)不能減少汽車尾氣對環(huán)境的污染 解析：該反應(yīng)不是化合反應(yīng)而屬于氧化還原反應(yīng)；在反應(yīng)中，二氧化氮中氮元素的化合價降低，作氧化劑，一氧化碳作還原劑；生成28 g氮氣時，轉(zhuǎn)移8 mol電子；該反應(yīng)生成的是CO2與N2，能減少汽車尾氣對環(huán)境的污染。 答案：B 4．(2018年北京通州摸底)氨氣溶于水得到氨水，氯氣溶于水得到氯水，下列關(guān)于新制的氨水、氯水的描述正確的是(　　) A．“兩水”都是混合物，溶液中含有的粒子種類、數(shù)目相同 B．“兩水”中都存在可逆反應(yīng)的化學(xué)平衡和弱電解質(zhì)的電離平衡 C．“兩水”都有刺激性氣味，都能漂白有機(jī)色素 D．“兩水”放置時間較久后，都會因為相同的原理而變質(zhì) 解析：A項，氨水中的微粒有NH3H2O、H2O、NH3三種分子和NH、OH－、H＋三種離子，氯水中有Cl2、HClO、H2O三種分子和ClO－、Cl－、H＋、OH－四種離子，所以微粒的種類、數(shù)目均不相同；C項，氨水沒有漂白性，不能漂白有機(jī)色素；D項，“兩水”的變質(zhì)原因不相同，氨水因揮發(fā)而“變質(zhì)”，而氯水主要因HClO分解而變質(zhì)。 答案：B 5．(2018年天津市和平區(qū)三模)對于下列事實的解釋不正確的是(　　) A．在蔗糖中加入濃硫酸后出現(xiàn)發(fā)黑現(xiàn)象，說明濃硫酸具有脫水性 B．濃硝酸在光照下顏色變黃，說明濃硝酸不穩(wěn)定 C．常溫下，濃硝酸可以用鋁罐貯存，說明鋁與濃硝酸不反應(yīng) D．氨氣可以完成噴泉實驗，說明氨氣極易溶于水 解析：本題考查元素及其化合物的性質(zhì)。A.在蔗糖中加入濃硫酸后出現(xiàn)發(fā)黑現(xiàn)象，說明濃硫酸具有脫水性，A正確；B.濃硝酸在光照下顏色變黃，說明濃硝酸不穩(wěn)定，光照易分解，B正確；C.常溫下，濃硝酸可以用鋁罐貯存，二者發(fā)生鈍化，但鈍化是化學(xué)變化，C錯誤；D.氨氣可以完成噴泉實驗，說明氨氣極易溶于水，D正確。 答案：C 6．(2018年四川省資陽中學(xué)高三三模)某?；瘜W(xué)興趣小組用如下裝置圖驗證NO2的氧化性和NO的還原性。請回答下列問題： (1)寫出甲中反應(yīng)的離子方程式： __________________________________________________； (2)說明NO2具有氧化性的現(xiàn)象是_________________________； (3)說明NO具有還原性的操作和現(xiàn)象是___________________； (4)小組一成員對實驗設(shè)計提出了質(zhì)疑，他認(rèn)為乙中的現(xiàn)象不足以證明NO2的氧化性，他的理由除了硝酸具有揮發(fā)性外，還有可能是__________；經(jīng)小組討論，他們設(shè)計了以下方案，其中合理的是__________。 A．NO2與HCl氣體混合 B．NO2與H2S氣體混合 C．NO2通入Na2S溶液中 解析： 本題考查Cu與濃HNO3的反應(yīng)、二氧化氮和一氧化氮的性質(zhì)及實驗。 (1)銅和濃硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、二氧化氮和水，離子反應(yīng)方程式為Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O；(2)NO2具有氧化性，能將碘離子氧化為單質(zhì)碘，碘單質(zhì)遇到淀粉變藍(lán)色，所以乙試管中溶液變藍(lán)色可以證明NO2具有氧化性；(3)二氧化氮和水反應(yīng)生成的一氧化氮和氧氣反應(yīng)生成紅棕色氣體二氧化氮，說明NO具有還原性，所以看到的現(xiàn)象是：有紅棕色氣體生成；(4)二氧化氮和水反應(yīng)生成硝酸，硝酸具有強(qiáng)氧化性，所以硝酸也能把碘離子氧化成碘單質(zhì)，對二氧化氮性質(zhì)的檢驗造成干擾；為防止硝酸的干擾，故應(yīng)在無水的環(huán)境中檢驗NO2的氧化性，將干燥的NO2與干燥的H2S氣體混合，若有淡黃色固體生成，即可證明NO2的氧化性，故選B。 答案：(1)Cu＋4H＋＋2NO＝Cu2＋＋NO2↑ ＋2H2O (2)淀粉KI溶液變藍(lán) (3)打開開關(guān)，擠壓氣囊；丙中氣體由無色變?yōu)榧t棕色 (4)NO2和水反應(yīng)生成的HNO3是一種氧化性酸，也可將I－氧化成I2，使溶液變藍(lán)　 B 綜合提升 7．(2018年山西省山大附中高三下二模)將38.4 g Cu完全溶于適量濃硝酸中，收集到氮的氧化物(含NO、N2O4、NO2)的混合物共0.8 mol，這些氣體恰好能被500 mL 2mol/L NaOH溶液完全吸收，生成的鹽溶液中NaNO3的物質(zhì)的量為(　　) (已知：2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O，NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O) A．0.8 mol B．0.6 mol C．0.4 mol D．0.2mol 解析：本題考查氧化還原反應(yīng)的計算。整個過程中只有兩種元素的價態(tài)有變化，其一是Cu→Cu(NO3)2，Cu元素化合價由0價升高為＋2價，每個Cu原子失2個電子；另一個是HNO3→NaNO2，N元素由＋5價降低為＋3價，每個N原子得2個電子，38.4 g Cu共失電子為2＝1.2 mol，HNO3到NaNO2共得到電子1.2 mol，故產(chǎn)物中NaNO2的物質(zhì)的量為0.6 mol，由Na守恒可知n(NaOH)＝n(NaNO2)＋n(NaNO3)，所以n(NaNO3)＝n(NaOH)－n(NaNO2)＝0.5 L2 mol/L－0.6 mol＝0.4 mol，故選C。 答案：C 8．(2018年張家口高三模擬)某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL，平均分成兩份。向其中一份中逐漸加入銅粉，最多能溶解9.6 g。向另一份中逐漸加入鐵粉，產(chǎn)生氣體的量隨鐵粉質(zhì)量增加的變化如圖所示(已知硝酸只被還原為NO氣體)。下列分析或結(jié)果錯誤的是(　　) A．原混合酸中NO的物質(zhì)的量為0.1 mol B．OA段產(chǎn)生的是NO，AB段的反應(yīng)為Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，BC段產(chǎn)生氫氣 C．第二份溶液中最終溶質(zhì)為FeSO4 D．H2SO4的濃度為2.5 molL－1 解析：鐵粉既能與硝酸反應(yīng)也能與硫酸反應(yīng)，從題干圖中看出(注意只是第二份100 mL)OA段產(chǎn)生的是NO，AB段的反應(yīng)為Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，BC段產(chǎn)生氫氣，反應(yīng)為Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，可知NO反應(yīng)完全，第二份中NO應(yīng)為33＝0.1 mol，溶液中最終溶質(zhì)為FeSO4，此時反應(yīng)的鐵的質(zhì)量是14 g，即0.25 mol，故原混合酸中H2SO4濃度為＝2.5 molL－1，NO物質(zhì)的量為0.2 mol，所以選A。 答案：A 9．如下圖所示，錐形瓶內(nèi)盛有氣體X，滴管內(nèi)盛有液體Y。若擠壓膠頭滴管，使液體Y滴入錐形瓶中，振蕩，過一會兒，可見小氣球a鼓脹起來。氣體X和液體Y不可能是(　　) X Y A NH3 H2O B SO2 NaOH溶液 C CO2 6 molL－1 H2SO4溶液 D HCl 6 molL－1 Na2SO4溶液 　　解析：氣球鼓脹，說明錐形瓶內(nèi)壓強(qiáng)變小，即擠入的液體Y能溶解X或能與X發(fā)生反應(yīng)。A中NH3溶于水，B中SO2與NaOH溶液反應(yīng)，D中Na2SO4溶液中含水，HCl也可以在其中完全溶解，A、B、D均都滿足要求；只有C中CO2不與H2SO4溶液反應(yīng)，也很少溶解，C符合題意。 答案：C 10．下圖所示是某同學(xué)鑒別NH4HCO3、NH4Cl、KCl三種化肥的過程，其中試劑甲和乙分別可能是(　　) A．甲：Ca(OH)2；乙：稀鹽酸 B．甲：水；乙：NaOH溶液 C．甲：NaOH溶液；乙：水 D．甲：稀鹽酸；乙：NaCl溶液 解析：NH4HCO3和NH4Cl能與堿反應(yīng)產(chǎn)生NH3，所以試劑甲不可能是H2O或稀鹽酸，排除B、D；NH4HCO3、NH4Cl中只有NH4HCO3能與稀鹽酸反應(yīng)生成氣泡(CO2)，故A正確。 答案：A 11．如圖所示是NH3的兩個性質(zhì)實驗，下列有關(guān)說法中正確的是(　　) A．兩個實驗均表現(xiàn)了NH3易溶于水 B．兩個實驗均表現(xiàn)了NH3易揮發(fā) C．兩個實驗均表現(xiàn)了NH3是堿性氣體 D．兩個實驗均表現(xiàn)了NH3是還原性氣體 解析：實驗一是氨氣的噴泉實驗，噴泉實驗證明氨氣極易溶于水，溶于水形成一水合氨弱堿溶液，滴加酚酞的溶液變紅色，證明氨氣是堿性氣體；實驗二中濃氨水揮發(fā)出的氨氣分子和濃鹽酸揮發(fā)出的氯化氫分子結(jié)合生成白色煙氯化銨固體小顆粒，證明濃氨水易揮發(fā)，氨氣遇到氯化氫發(fā)生反應(yīng)生成氯化銨，證明氨氣是堿性氣體。 答案：C 12．(2017年遼寧省實驗中學(xué)高三上10月月考)如圖①～⑩分別代表有關(guān)反應(yīng)中的一種物質(zhì)，請?zhí)顚懸韵驴瞻住? (1)已知①中陰陽離子個數(shù)比為1∶1，則①的化學(xué)式是__________，②的電子式為__________。 (2)圖中涉及的氧化還原反應(yīng)共有__________個。 (3)③與④反應(yīng)的化學(xué)方程式為：__________________________。 (4)⑧與⑨反應(yīng)的化學(xué)方程式為：__________________________。 (5)一定條件下，將2a mL④和⑦的混合氣體用排水法收集，得a mL氣體，則原混合氣體中④和⑦的體積比為__________。 解析： 本題考查無機(jī)物的推斷。 (1)由以上分析可知①為NH4HCO3，②為CO2， 其電子式為∶∶∶C∶∶∶ (2)題中涉及的氧化還原反應(yīng)有③與④、④與⑤、②與⑩、⑥與④、⑦與?、⑧與⑨等反應(yīng)，共6個； (3)③與④的反應(yīng)為氨氣的催化氧化，化學(xué)方程式為4NH3＋5O24NO＋6H2O； (4)⑧與⑨反應(yīng)的化學(xué)方程式是C＋4HNO3(濃)2H2O＋4NO2↑＋CO2↑； (5)④和⑦的混合氣體用排水法收集，涉及反應(yīng)的方程式為4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3,3NO2＋H2O===2HNO3＋NO， 若氧氣過量，設(shè)氧氣為x mL，則NO2為(2a－x)mL， 根據(jù)反應(yīng)方程式可得2a－(2a－x)＝a， 解得x＝a，則NO2為a， 即二者體積比為3∶2， 若NO2過量，設(shè)NO2為x mL，氧氣為y mL， 解得不符合題意，故二者體積之比為3∶2。 答案：(1)NH4HCO3　∶∶∶C∶∶∶ (2)6 (3)4NH3＋5O24NO＋6H2O (4)C＋4HNO3(濃)2H2O＋4NO2↑＋CO2↑ (5)3∶2 創(chuàng)新設(shè)計 13．亞硝酸鈉(NaNO2)在纖維紡織品的染色和漂白、照相、生產(chǎn)橡膠、制藥等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，也常用于魚類、肉類等食品的染色和防腐。但因其有毒，所以在食品行業(yè)中的用量有嚴(yán)格限制。現(xiàn)用下圖所示儀器(夾持裝置已省略)及藥品，探究亞硝酸鈉與硫酸反應(yīng)及氣體產(chǎn)物的成分。 已知：①NO＋NO2＋2OH－===2NO＋2H2O； ②氣體液化的溫度：NO2為21℃，NO為－152 ℃。 (1)為了檢驗裝置A中生成的氣體產(chǎn)物，儀器的連接順序(按左→右連接)為A、C、__________、__________、__________。 (2)反應(yīng)前應(yīng)打開彈簧夾，先通入一段時間氮氣，排除裝置中的空氣，目的是___________________________________________。 (3)在關(guān)閉彈簧夾、打開分液漏斗活塞、滴入70%硫酸后，A中產(chǎn)生紅棕色氣體。 ①確認(rèn)A中產(chǎn)生的氣體含有NO，依據(jù)的現(xiàn)象是___________________________________________________。 ②裝置E的作用是_________________________________。 (4)如果向D中通入過量O2，則裝置B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________________________。 (5)通過上述實驗探究過程，可得出裝置A中反應(yīng)的化學(xué)方程式是_________________________________________________。 解析：(1)根據(jù)NO、NO2的液化溫度和性質(zhì)可知裝置D用于檢驗NO，裝置E用于檢驗并分離NO2，裝置B為尾氣處理裝置，NO2會干擾NO的檢驗，所以為了檢驗裝置A中的氣體產(chǎn)物，儀器的連接順序是A、C、E、D、B。(2)由于NO極易被空氣中的氧氣氧化為NO2，所以先通入一段時間氮氣，排除裝置中的空氣，防止可能產(chǎn)生的NO被氧化成NO2，造成對A中反應(yīng)產(chǎn)物檢驗的干擾。(3)①利用裝置D檢驗NO，開始時裝置D中無色，通入氧氣后出現(xiàn)紅棕色氣體即可證明NO的存在。②裝置E的作用是降溫冷凝，使NO2完全液化，避免干擾NO的檢驗。(4)因為NO2、O2和水共同作用可以產(chǎn)生HNO3，所以裝置B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為4NO2＋O2＋4NaOH===4NaNO3＋2H2O。(5)裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是2NaNO2＋H2SO4===Na2SO4＋NO2↑＋NO↑＋H2O。 答案：(1)E　D　B (2)防止可能產(chǎn)生的NO被氧化成NO2，造成對A中反應(yīng)產(chǎn)物檢驗的干擾 (3)①裝置D中通入氧氣后出現(xiàn)紅棕色氣體 ②冷凝，使NO2完全液化 (4)4NO2＋O2＋4NaOH===4NaNO3＋2H2O (5)2NaNO2＋H2SO4===Na2SO4＋NO2↑＋NO↑＋H2O