第4節(jié)氮及其重要化合物課時跟蹤練一、選擇題1．隨著我國汽車年銷量的大幅增加，空氣環(huán)境受到了很大的污染。汽車尾氣裝置里，氣體在催化劑表面吸附與解吸作用的過程如圖所示，下列說法正確的是()A．反應中NO為氧化劑，N2為氧化產(chǎn)物B．汽車尾氣的主要污染成分包括CO、NO和N2C．NO和O2必須在催化劑表面才能反應D．催化轉(zhuǎn)化總化學方程式為2NO＋O2＋4COeq\o(=,\s\up14(催化劑))4CO2＋N2解析：反應過程中NO、O2為氧化劑，N2為還原產(chǎn)物；汽車尾氣中的N2不是污染物；NO和O2的反應不需要催化劑；根據(jù)題中的圖示，可將反應的過程分成如下兩步寫：2NO＋O2=2NO2，2NO2＋4CO=N2＋4CO2，將兩步反應式合并可得總化學方程式為2NO＋O2＋4COeq\o(=,\s\up14(催化劑))4CO2＋N2。答案：D2．下列關于自然界中氮循環(huán)的說法不正確的是()A．氮元素均被氧化B．工業(yè)合成氨屬于人工固氮C．含氮無機物和含氮有機物可相互轉(zhuǎn)化D．碳、氫、氧三種元素也參與了氮循環(huán)解析：N2→NH3過程中氮元素由0價變?yōu)椋?價，被還原，A錯誤；工業(yè)合成氨的過程屬于人工固氮，B正確；1828年，德國化學家維勒首次利用無機物氰酸銨合成了尿素，而含氮的有機物也可以直接分解為無機物，C正確；豆科植物可以將N2合成氮肥，生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)中含有C元素，所以碳、氫、氧三種元素都參加了氮循環(huán)，D正確。答案：A3．氮及其化合物的變化關系如下圖所示。則下列說法不正確的是()A．路線①②③是工業(yè)生產(chǎn)硝酸的主要途徑B．路線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷電固氮生成硝酸的主要途徑C．上述所有反應都是氧化還原反應D．氮氣可在足量的氧氣中通過一步反應生成NO2解析：氮氣和氧氣在放電條件下反應生成NO，NO與O2轉(zhuǎn)化為NO2，即氮氣與氧氣不能一步轉(zhuǎn)化為NO2。答案：D4．氨氣溶于水得到氨水，氯氣溶于水得到氯水，下列關于新制的氨水、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”中都存在可逆反應的化學平衡和弱電解質(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NH3·H2O、H2O、NH3三種分子和NHeq\o\al(＋,4)、OH－、H＋三種離子，氯水中有Cl2、HClO、H2O三種分子和Cl－、ClO－、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：B5．同溫同壓下，在3支相同體積的試管中分別充有等體積混合的2種氣體，它們是①NO和NO2，②NO2和O2，③NH3和N2。將3支試管均倒置于盛水的水槽中，充分反應后，試管中剩余氣體的體積分別為V1、V2、V3，則下列的關系正確的是()A．V1＞V2＞V3 B．V1＞V3＞V2C．V2＞V3＞V1 D．V3＞V1＞V2解析：設各種氣體的體積都為1體積。①根據(jù)3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，即剩余NO的體積V1＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋\f(1,3)))體積。②根據(jù)4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3，即剩余O2的體積V2＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1－\f(1,4)))體積。③剩余N2的體積V3＝1體積。即B項符合題意。答案：B6．木炭屑與濃HNO3共熱，產(chǎn)生的氣體X等分為①和②兩份，將兩份氣體分別按下圖實驗：則石灰水的變化可能是()A．①不變渾濁②變?nèi)榘咨獴．①變?yōu)槿榘咨珳啙幄诓蛔儨啙酑．①、②均變?yōu)槿榘咨珳啙酓．①、②都不變渾濁解析：木炭與濃硝酸共熱可以得到二氧化碳和二氧化氮兩種氣體，氣體先導入適量蒸餾水中，二氧化氮溶于水，得到硝酸和一氧化氮，二氧化碳幾乎不溶于水，再導入澄清石灰水中，二氧化碳可以使石灰水變渾濁，即①變渾濁；氣體直接導入澄清石灰水中，二氧化氮將氫氧化鈣轉(zhuǎn)化為硝酸鈣，二氧化碳不與硝酸鈣溶液反應，即②不變渾濁。答案：B7．下列裝置用于實驗室中制取干燥氨氣的實驗，能達到實驗目的的是()A．用裝置甲制備氨氣B．用裝置乙除去氨氣中少量水蒸氣C．用裝置丙收集氨氣D．用裝置丁吸收多余的氨氣解析：用氯化銨和氫氧化鈣固體共熱制氨氣，試管口應略向下傾斜，A項錯誤；氨氣和濃硫酸反應生成硫酸銨；不能用濃硫酸干燥氨氣，B項錯誤；收集氨氣的燒瓶不應密閉，C項錯誤；氨氣極易溶于水，用水吸收氨氣時要注意防倒吸，可用丁裝置，D項正確。答案：D8．(2017·珠海模擬)NH3是一種重要的化工原料，可以制備一系列物質(zhì)(如圖)。下列有關表述正確的是()A．NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥B．NH4Cl、HNO3和Na2CO3受熱時都易分解C．NH3和NO2在一定條件下可發(fā)生氧化還原反應D．圖中所涉及的鹽類物質(zhì)均可以水解解析：A項，NaHCO3不是化肥；B項，Na2CO3受熱不易分解；D項，NaCl不水解。答案：C9．某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL，平均分成兩份。向其中一份中逐漸加入銅粉，最多能溶解9.6g。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NOeq\o\al(－,3)物質(zhì)的量為0.1molB．OA段產(chǎn)生的是NO，AB段的反應為Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，BC段產(chǎn)生氫氣C．第二份溶液中最終溶質(zhì)為FeSO4D．H2SO4濃度為2.5mol·L－1解析：鐵粉既能與硝酸反應也能與硫酸反應，從題干圖中看出(注意只是第二份100mL)OA段產(chǎn)生的是NO，AB段的反應為Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，BC段產(chǎn)生氫氣，反應為Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，可知NOeq\o\al(－,3)反應完全，第二份中NOeq\o\al(－,3)應為eq\f(5.6g,56g·mol－1)×3÷3＝0.1mol，溶液中最終溶質(zhì)為FeSO4，此時反應的鐵的質(zhì)量是14g，即0.25mol，故原混合酸中H2SO4濃度為eq\f(0.25mol,0.1L)＝2.5mol·L－1，NOeq\o\al(－,3)物質(zhì)的量為0.2mol。所以選A。答案：A二、非選擇題10．氨氣在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有重要應用。(1)①氮氣用于工業(yè)合成氨，寫出氮氣的電子式：_____________；②NH3的穩(wěn)定性比PH3的穩(wěn)定性________(填“強”或“弱”)。(2)如下圖所示，向NaOH固體上滴幾滴濃氨水，迅速蓋上蓋，觀察現(xiàn)象。①濃鹽酸液滴附近會出現(xiàn)白煙，發(fā)生反應的化學方程式為_____________________________________________________。②濃硫酸液滴上方?jīng)]有明顯現(xiàn)象，一段時間后濃硫酸的液滴中有白色固體，該固體可能是________(寫化學式，一種即可)。③FeSO4液滴中先出現(xiàn)灰綠色沉淀，過一段時間后變成紅褐色，發(fā)生的反應包括Fe2＋＋2NH3·H2O=Fe(OH)2↓＋2NHeq\o\al(＋,4)和_____________________________________________________________。(3)空氣吹脫法是目前消除NH3對水體污染的重要方法。在一定條件下，向水體中加入適量NaOH可使NH3的脫除率增大，用平衡移動原理解釋其原因：______________________________________________________________________________________。(4)在微生物作用下，蛋白質(zhì)在水中分解產(chǎn)生的氨能夠被氧氣氧化生成亞硝酸(HNO2)，反應的化學方程式為____________________，若反應中有0.3mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，生成亞硝酸的質(zhì)量為________g(小數(shù)點后保留兩位有效數(shù)字)。解析：(1)①氮氣電子式中存在三鍵；②根據(jù)非金屬性的判斷依據(jù)“非金屬性越強，氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定”，很容易判斷出NH3的穩(wěn)定性強于PH3。(2)①根據(jù)現(xiàn)象寫方程式；②氨氣溶于濃硫酸，能生成(NH4)2SO4或NH4HSO4；③根據(jù)現(xiàn)象寫方程式，氫氧化亞鐵被氧氣氧化為氫氧化鐵：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3。(3)氨在水中存在平衡：NH3＋H2ONH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－，加入NaOH后OH－濃度增大，平衡逆向移動，故有利于氨的逸出。(4)由方程式可看出，每當生成1molHNO2，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6mol，當有0.3mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移時，生成亞硝酸0.05mol，即2.35g。答案：(1)①∶N??N∶②強(2)①NH3＋HCl=NH4Cl②NH4HSO4或(NH4)2SO4③4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3(3)氨在水中存在平衡：NH3＋H2ONH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－，加入NaOH后OH－濃度增大平衡逆向移動，故有利于氨的脫除(4)2NH3＋3O2eq\o(=,\s\up14(微生物))2HNO2＋2H2O2.3511．(1)在100mL0.8mol·L－1硝酸溶液中加入足量銅粉，則被溶解的銅的質(zhì)量為________g。(2)在上述溶液中再加入足量稀硫酸，又有________g銅溶解。此過程中生成的氣體在標準狀況下的體積為________L。(3)若向100mL0.8mol·L－1硝酸溶液中加入鐵粉，測得反應后的溶液中Fe2＋與Fe3＋的濃度之比為1∶1，則加入鐵的質(zhì)量為________g。(4)向100mL0.8mol·L－1硝酸溶液中加入一定量Fe、FeO、Fe2O3的混合物，充分反應后，放出氣體224mL(標準狀況下)，且測得溶液中鐵元素只以Fe2＋形式存在，為使Fe2＋完全沉淀，可向反應后的溶液中加入0.1mol·L－1的NaOH溶液________mL。解析：(1)在100mL0.8mol·L－1硝酸溶液含有硝酸的物質(zhì)的量為0.08mol，根據(jù)3Cu＋8HNO3=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，反應的銅的物質(zhì)的量為0.03mol，質(zhì)量為0.03mol×64g/mol＝1.92g；(2)根據(jù)3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，反應的銅的物質(zhì)的量為eq\f(3,2)×0.08mol＝0.12mol，因此在上述溶液中再加入足量稀硫酸，又有(0.12mol－0.03mol)×64g/mol＝5.76g銅溶解。此過程中生成的氣體在標準狀況下的體積為0.09mol×eq\f(2,3)×22.4L/mol＝1.334L，故答案為：5.76；1.344；(3)設加入鐵的物質(zhì)的質(zhì)量為x，100mL0.8mol·L－1硝酸溶液含有的硝酸的物質(zhì)的量為0.08mol，被還原的硝酸的物質(zhì)的量為0.08mol－eq\f(x,2)×2－eq\f(x,2)×3，根據(jù)得失電子守恒，有eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0.08mol－\f(x,2)×2－\f(x,2)×3))×(5－2)＝eq\f(x,2)×2＋eq\f(x,2)×3，解得x＝0.024mol，鐵的質(zhì)量為0.024mol×56g/mol＝1.344g。(4)HNO3的物質(zhì)的量為0.1L×0.8mol·L－1＝0.8mol，生成NO的物質(zhì)的量為eq\f(0.224L,22.4L/mol)＝0.01mol，所以與一定量Fe、FeO和Fe2O3的混合物反應后溶液中含有的NOeq\o\al(－,3)的物質(zhì)的量為0.08mol－0.01mol＝0.07mol，再向反應后的溶液中加入1mol·L－1的NaOH溶液，要使鐵元素全部沉淀下來，所得溶液的溶質(zhì)為NaNO3，所以需要NaOH的物質(zhì)的量為n(NaOH)＝n(NOeq\o\al(－,3))＝0.07mol，則所加NaOH溶液的體積最少是eq\f(0.7mol,0.1mol·L－1)＝0.7L，即700mL。答案：(1)1.92(2)5.761.344(3)1.344(4)70012．某同學用下列裝置(固定、加熱儀器和橡膠管略)進行有關氨氣制取的實驗探究。回答下列問題：(1)若用裝置①制取NH3，其反應的化學方程式為_________________________________________________________________；若要測定生成的NH3的體積，則