1、课时分层训练(十) 氮的循环(建议用时：45 分钟)A 级 基础达标1发射卫星的运载火箭，其推进剂引燃后发生剧烈反应，产生大量高温气体从火箭尾部喷出。引燃后产生的高温气体主要是 CO2、H 2O、N 2、NO，这些气体均为无色，但在卫星发射现场看到火箭喷出大量“红烟” ，产生“红烟”的原因是( )A高温下 N2遇空气生成 NO2BNO 遇空气生成 NO2CCO 2与 NO 反应生成 CO 和 NO2DNO 和 H2O 反应生成 H2和 NO2B 引燃后产生的高温气体主要是 CO2、H 2O、N 2、NO 等无色气体，一氧化氮容易被氧气氧化为二氧化氮，二氧化氮是红棕色气体。2通过一步反应不能直接
2、完成的是( )N 2NO 2 NO 2NO NH 3NO NH 3N 2 CuCu(NO 3)2 HNO 3NO 2A BC DD N 2与氧气反应生成 NO 再与氧气反应生成 NO2需两步完成；NO 2与水反应生成NO，一步完成；NH 3与氧气反应生成 NO，一步完成；NH 3与氯气反应生成 N2，一步完成；Cu 与硝酸反应生成 Cu(NO3)2，一步完成；浓 HNO3与铜反应生成 NO2，一步完成。3下列有关氮元素的单质及其化合物的说法错误的是( )氮气与氧气在放电条件下可直接生成 NO2铵盐都不稳定，受热分解都生成氨气向 Fe(NO3)2溶液中滴加稀盐酸，无明显变化实验室采用加热氯化铵固
3、体，用碱石灰除去氯化氢的方法制备氨气A BC DD 在放电条件下，氮气与氧气反应生成的是一氧化氮而不是二氧化氮，一氧化氮不稳定，易被氧气氧化生成二氧化氮，错误；硝酸铵加强热时剧烈分解发生爆炸生成氮气、二氧化氮和水，错误；向硝酸亚铁溶液中加入稀盐酸，酸性条件下，硝酸根离子具有强氧化性，能把亚铁离子氧化成铁离子，同时自身被还原成一氧化氮，错误；氯化铵受热易分解，冷却时又生成氯化铵，所以得不到氨气，错误。4用内置有螺旋状铜丝的胶头滴管小心吸取一滴管浓硝酸后迅速插入细口瓶中(如图所示)，滴管与瓶口接触处垫一小块滤纸使滴管与瓶口留少量空隙，依次观察到如下现象：滴管内产生红棕色气体，液面下降；随后滴管内的
4、液面上升，气体变成无色；滴管内的液面再次下降。下列说法中不正确的是( )A现象中产生的红棕色气体为 NO2B产生现象的原因是 NO2与水反应C产生现象的原因是铜与稀硝酸反应D最终瓶内溶液中的溶质一定只有 Cu(NO3)2D 铜和浓硝酸发生反应：Cu4HNO 3(浓)= =Cu(NO3)22NO 22H 2O，生成的二氧化氮为红棕色气体，A 项正确；现象中产生的二氧化氮能和水发生反应3NO2H 2O=2HNO3NO，从方程式可知，3 mol 红棕色的二氧化氮与水反应，生成 1 mol无色一氧化氮气体，气体的体积减小，滴管内的压强减小，所以滴管内的液面上升，气体变成无色，B 项正确；现象中生成的稀
5、硝酸与内置的螺旋状铜丝发生反应：3Cu8HNO 3=3Cu(NO3)22NO 4H 2O，因滴管内有气体生成，压强增大，所以滴管内的液面再次下降，C 项正确；滴管与瓶口接触处垫一小块滤纸使滴管与瓶口留少量空隙，生成的一氧化氮气体与氧气、水反应生成硝酸，硝酸继续与铜反应，最终可能有硝酸剩余，所以最终瓶内溶液中的溶质有 Cu(NO3)2，也可能有硝酸，D 项错误。5在通风橱中进行下列实验：步骤现象Fe 表面产生大量无色气泡，液面上方变为红棕色Fe 表面产生少量红棕色气泡后，迅速停止Fe、Cu 接触后，其表面均产生红棕色气泡下列说法不正确的是( )A中气体由无色变红棕色的化学方程式：2NOO 2=2
6、NO2B中的现象说明 Fe 表面形成致密的氧化层，阻止 Fe 进一步反应C对比、中现象，说明稀 HNO3的氧化性强于浓 HNO3D针对中现象，在 Fe、Cu 之间连接电流计，可判断 Fe 是否被氧化C A.铁放入稀 HNO3中发生反应：Fe4HNO 3=Fe(NO3)3NO2H 2O，NO 逸出，遇到 O2生成 NO2，气体由无色变为红棕色。B.铁放入浓 HNO3中，在常温下会钝化，即在 Fe表面形成致密的氧化膜，阻止 Fe 进一步反应。C.浓 HNO3的氧化性强于稀 HNO3。D.在铁、铜之间加一个电流计，根据电子的流向，可判断铁是否被氧化。若电子由铁移动到铜，则铁被氧化。6 “封管试验”具
7、有简易、方便、节约、绿色等优点。观察下列四个“封管试验”(夹持装置已略去)，判断下列说法正确的是( )A加热时，a 上部聚集了固体 NH4Cl，说明 NH4Cl 的热稳定性比较好B加热时，发现 b 中 I2变为紫色蒸气，在上部又聚集为紫黑色的固体C加热时，c 中溶液红色变深，冷却后又变浅D水浴时，d 内气体颜色变浅，e 内气体颜色加深B A 项，NH 4Cl 受热易分解，遇冷又生成 NH4Cl；B 项，I 2易升华；C 项，加热含 NH3的酚酞溶液，NH 3逸出，红色变浅；D 项，NO 2存在：2NO 2(红棕色)N 2O4(无色) H0，加热上述平衡左移，d 内颜色加深。7(2018湘潭模拟
8、)NH 3是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图)。下列有关表述正确的是( )ANH 4Cl 和 NaHCO3都是常用的化肥BNO 2与水反应时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为 11CNH 3和 NO2在一定条件下可发生氧化还原反应D利用上述关系制取 NaHCO3的操作为向饱和 NaCl 溶液中依次通入过量的 CO2、NH 3，然后过滤得到 NaHCO3C A 项，NaHCO 3不是化肥；B 项，氧化剂与还原剂的物质的量之比为 12；D 项，制NaHCO3时向饱和 NaCl 溶液中依次通入 NH3和 CO2。8按下图装置进行 NH3性质实验探究。 0058】(1)先打开旋塞，B 瓶中的
9、现象是_，原因是_，稳定后，关闭旋塞 1。(2)再打开旋塞 2，B 瓶中的现象是_。【解析】 A 瓶的压强大于 B 瓶的，因此 A 瓶中的氯化氢进入 B 瓶中，与氨气反应生成氯化铵，可以看到 B 瓶中有白烟生成。由于氯化氢和氨气反应导致 B 瓶中的压强降低，且 B 瓶中的氯化氢相对过量，因此当打开旋塞 2 时，石蕊水溶液会被倒吸入 B 瓶中，遇氯化氢溶液变红色。【答案】 (1)有白烟生成 A 瓶中的氯化氢移动到 B 瓶中，与 B 瓶中的氨气反应生成氯化铵，能看到白烟 (2)液体进入 B 瓶中，溶液的颜色变红9(2018泰安模拟)某化学兴趣小组利用图 1 装置制取氨气并探究氨气的有关性质。图 1
10、 图 2(1)装置 A 中烧瓶内试剂可选用_(填字母代号)。a碱石灰 b浓硫酸c生石灰 d五氧化二磷e烧碱(2)若探究氨气的溶解性，需在 K2的导管末端连接图 2 装置中的_装置(填序号)，当装置 D 中集满氨气后，关闭 K1、K 2，打开 K3，引发喷泉的实验操作是_。(3)若探究氨气的还原性，需打开 K1、K 3，K 2处导管连接制取纯净、干燥氯气的装置。用二氧化锰与浓盐酸制取氯气，生成气体必须通过分别盛有_、_的洗气瓶；D 中氨气与氯气反应产生白烟，同时生成一种无色无味的气体，该反应的化学方程式为_；从 K3处导管逸出的气体中含有少量 Cl2，则 C 装置中应盛放_溶液(填化学式)，反应
11、的离子方程式为_。【解析】 (1)在浓氨水中存在平衡：NH 3H 2ONH 3H2ONH OH ，向其中加 4入生石灰发生反应 CaOH 2O=Ca(OH)2生成 Ca(OH)2或烧碱，都会使平衡左移，同时放出大量的热促进氨水的挥发。碱石灰的成分是烧碱和生石灰，原理同上述，都可快速制备氨气。(2)氨气极易溶于水，不溶于 CCl4，需选择防倒吸装置进行实验探究，因此需选择图2 中的或。根据喷泉实验的原理，要使装置 D 发生喷泉现象。用热毛巾将烧瓶焐热，可使 D 中氨气受热膨胀通过导管与水接触，即产生“喷泉” 。(3)用二氧化锰与浓盐酸制取的氯气中，混有氯化氢气体和水蒸气，要得到纯净、干燥的氯气需
12、通过饱和食盐水除去氯化氢，通过浓硫酸除去水蒸气。探究氨气具有还原性，氯气与氨气反应产生白烟，联系 NH3HCl= =NH4Cl 可知， “白烟”的成分为氯化铵，氯元素化合价降低，则生成的“无色无味的气体”必为氨气的氧化产物，可推知为氮气。氯气是有毒气体，可与强碱溶液反应，因此可用氢氧化钠溶液进行尾气吸收。【答案】 (1)ace (2)(或) 用热毛巾将烧瓶捂热(其他合理答案均可)(3)饱和食盐水 浓硫酸3Cl 28NH 3=6NH4ClN 2NaOH Cl 22OH =Cl ClO H 2OB 级 专项突破10(2018重庆一模)某课外活动小组欲利用 CuO 与 NH3的反应研究 NH3的性质
13、与分子组成，设计了如下实验装置(夹持装置未画出)进行实验。请回答下列问题： 0059】(1)仪器 a 的名称为_；仪器 b 中的试剂不能为下列中的_(填字母)。A氧化钙 B碱石灰C石灰石 D熟石灰(2)装置 B 的作用是_。(3)实验中观察到装置 C 中黑色 CuO 粉末变为红色固体，量气管收集到无色无味的气体，写出装置 C 中发生反应的化学方程式_。(4)实验完毕，若测得干燥管 D 增重 m g，装置 F 测得气体的体积为 n L(已折算成标准状况)，则氨分子中氮原子个数与氢原子个数的比值为_。(用含 m、 n 的代数式表示)【解析】 (1)仪器 a 为分液漏斗，仪器 b 中反应的原理是浓氨
14、水使仪器 b 中的试剂溶解放热促进一水合氨分解生成氨气，该试剂不可能是石灰石和熟石灰。(2)装置 A 制得的氨气中含有水蒸气，装置 B 的作用是干燥氨气。(3)装置 C 中发生 CuO 与 NH3的反应，黑色CuO 粉末变为红色固体 Cu，CuO 中 Cu 的化合价降低，则 NH3中 N 的化合价升高，量气管收集到无色无味的气体为 N2，根据得失电子守恒、原子守恒配平化学方程式：3CuO2NH 33CuN 23H 2O。(4)干燥管 D 增加的质量 m g 为生成的 H2O 的质量，根据= = = = = 氢元素守恒，知 n(H) mol2 mol，F 中的气体为 N2，根据氮元素守恒，知 n
15、(N)m18 m9mol2 mol，则氨分子中氮原子个数与氢原子个数的比值为 。n22.4 n11.2 n11.2 m9 9n11.2m【答案】 (1)分液漏斗 CD(2)干燥氨气(3)3CuO2NH 3 3CuN 23H 2O= = = = = (4)9n11.2m11(2018烟台模拟)某课题组同学查阅文献知，3(NH 4)2SO4(s)4NH33SO 2N 26H 2O。他们拟选择下列装置检验硫酸铵分解的产= = = = = 物(各装置中药品足量)：回答下列问题：(1)仪器 A 的名称是_。(2)甲组同学设计方案：CGBDE。能证明有水生成的实验现象是_；B 装置的作用是_。实验中，观察
16、到 D 装置产生白色沉淀。实验完毕后，过滤 D 装置中混合物得白色沉淀。欲验证白色沉淀是 BaSO4还是 BaSO3，请你设计简单的实验方案：_。D 装置中发生的反应与硝酸钡的量有关，若硝酸钡足量，则 D 中反应的离子方程式为_。该实验方案能证明硫酸铵的分解产物中有_(填化学式)。(3)乙组同学选择上述装置证明产物中是否有 NH3。气体从左至右，装置的连接顺序为 C_F。F 装置的作用是_。【解析】 硫酸铵分解的产物有 NH3和 SO2，NH 3和 SO2在水溶液中会发生反应。检验NH3之前必须除去 SO2，检验 SO2之前必须除去 NH3。(1)仪器 A 为球形干燥管。(2)白色的无水硫酸铜
17、遇水变为蓝色；浓硫酸只吸收 NH3，不吸收 SO2。亚硫酸钡能溶于盐酸，而硫酸钡不溶于盐酸，故取少量白色沉淀于洁净的试管中，向其中滴加足量盐酸，若白色沉淀溶解，则是 BaSO3，否则是 BaSO4。若硝酸钡过量，SO 2完全转化成 BaSO4沉淀，化学方程式为 3Ba(NO3)23SO 22H 2O=3BaSO42NO4HNO 3；若 SO2过量，则硝酸钡完全反应，化学方程式为 Ba(NO3)23SO 22H 2O=BaSO42NO2H 2SO4。G 装置可检验 H2O，D 装置可检验 SO2(同时生成 NO)，E 装置可收集 N2或 NO 或 NO 和 N2。故该方案只能证明硫酸铵分解的产物
18、中是否有 H2O 和 SO2，不能证明是否有 NH3和 N2。(3)选择 A 装置吸收 SO2和 H2O，用 F 装置来检验 NH3，F 中球形干燥管的作用是防倒吸。【答案】 (1)球形干燥管(2)G 中白色粉末变蓝色 吸收氨气 取少量白色沉淀于洁净的试管中，向其中滴加足量盐酸，若白色沉淀溶解，则是 BaSO3，否则是 BaSO4 3Ba 2 2NO 3SO 22H 2O=3BaSO42NO4H 3H 2O、SO 2(3)A 检验 NH312某小组的同学欲探究 NH3经一系列反应得到 HNO3和 NH4NO3的过程。NH 3的转化过程如图所示。甲、乙两同学分别按下图所示装置进行实验。用于 A、
19、B 装置中的可选药品：浓氨水、30%H 2O2溶液、蒸馏水、NaOH 固体、MnO 2。(1)装置 A 的圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为_。装置 E 有多种作用，下列关于装置 E 的作用或其中所盛液体的说法中，不正确的是_(填字母)。a使氨气和氧气充分混合b控制通入氨气和氧气的体积比c平衡装置内的压强d锥形瓶内液体是饱和食盐水(2)甲同学先点燃酒精灯，再打开 K1、K 2、K 3、K 4，反应一段时间后，成功模拟了反应过程，并将实验中产生的气体持续通入装置 H 一段时间后，H 中的溶液变成蓝色，则其中铜片所参与反应的离子方程式为_，若制得的氨气仅按的顺序完全转化为硝酸，欲使装置 H 中所得溶
20、液为纯净的 CuSO4溶液(忽略 Cu2 的水解)，理论上所需氨气在标准状况下的体积为_L(假设硝酸与铜反应产生的还原产物全部排出反应装置)。(3)乙同学为模拟过程的反应，在甲同学操作的基础上对该装置进行了下列各项中的一项操作，使 G 处圆底烧瓶中产生大量白烟，你认为这项操作是_(填字母)。a关闭 K3并熄灭酒精灯b关闭 K4并熄灭酒精灯c关闭 K3、K 4并熄灭酒精灯(4)丙同学认为该系列实验装置存在一处明显的设计缺陷，你认为该设计缺陷是_。【解析】 (1)由题给条件和实验装置图可知，装置 A 是制备氧气的装置，装置 B 是制备氨气的装置，装置 A 的圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为2H2O
21、2 2H2OO 2；装置 E 可以使氨气和氧气充分混合，观察装置 E 中气泡= = = = =MnO2 的速率可以控制通入氨气和氧气的体积比，装置 E 还可以平衡装置内的压强。因为氨气极易溶于水，所以锥形瓶中液体不能用饱和食盐水，选 d。(2)铜与稀硫酸不反应，溶液呈蓝色，说明铜与硝酸发生了反应：3Cu8H 2NO =3Cu2 2NO4H 2O。 n(H2SO4)0.15 3L1 molL 10.15 mol， n(H )0.15 mol20.3 mol， n(SO )0.15 mol，根据24上述反应和题目要求，可知 SO Cu 2 HNO3，故需要 HNO3的物质的量为 0.1 mol，根
22、2423据 NH3NONO 2HNO 3，可知需要 NH3的物质的量为 0.1 mol，在标准状况下的体积为 2.24 L。(3)过程的反应是 NH3与 HNO3的反应，则应停止供 O2，关闭 K3，熄灭酒精灯，使氨气进入 G 发生反应，选 a。(4)整套装置没有尾气处理装置。【答案】 (1)2H 2O2 2H2OO 2 d= = = = =MnO2 (2)3Cu8H 2NO =3Cu2 2NO4H 2O 2.24 (3)a (4)缺少尾气处理装置 3C 级 能力提升13将 Mg、Cu 组成的 m g 混合物投入适量稀 HNO3中恰好完全反应，固体完全溶解时收集到的还原产物 NO 气体为 0.
23、896 L(标准状况)，向反应后的溶液中加入 2 molL1 NaOH溶液 60 mL 时金属离子恰好沉淀完全，则形成沉淀质量为( )A( m2.28) g B( m2.04) gC( m3.32) g D( m4.34) gB 利用守恒法解答当金属离子恰好沉淀时， m(沉淀) m(金属) m(OH )，守恒的巧妙之处在于， n(OH ) n(金属失去的电子) n(NO 得到的电子)30.896/22.4 mol0.12 mol， m(沉淀) m(金属) m(OH ) m g0.1217 g( m2.04)g，B 正确。14某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是 NO 而设计了
24、下列实验，装置如图所示(加热装置和固定装置均已略去)。图中 K 为止水夹(处于关闭状态)，F是一半空的注射器。请回答有关问题：(1)设计装置 A 的目的是_。(2)在完成(1)中的“操作”后，将装置 B 中的铜丝插入稀硝酸，并微热之，观察到装置 B 中的现象是_；B 中反应的离子方程式为_。(3)装置 E 和 F 的作用是_；为实现此作用，其操作方法是_。(4)装置 D 的作用是_。【解析】 (1)因烧瓶中有空气，则生成的 NO 能与氧气反应生成二氧化氮，利用 A 装置反应生成的二氧化碳气体赶走装置中的空气避免对一氧化氮气体检验产生干扰。(2)因铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO 和水，现象是 C
25、u 丝表面产生气泡，稀硝酸液面上方仍为无色，溶液变蓝，其离子反应为 3Cu2NO 8H =3Cu2 2NO4H 2O。 3(3)NO 与氧气能迅速反应生成二氧化氮，故用空气验证 NO 的生成，将注射器中的空气推入 E 中，若气体变为红棕色则说明生成了 NO。(4)NO、NO 2都有毒，能污染环境，氮的氧化物可用 NaOH 溶液吸收。【答案】 (1)产生 CO2赶走装置中的空气，防止因 NO 与 O2反应生成 NO2而产生干扰(2)Cu 丝表面产生气泡，稀硝酸液面上方仍为无色，溶液变蓝 3Cu8H 2NO =3Cu2+2NO4H 2O 3(3)验证 NO 的生成 将注射器中的空气推入 E 中，若
26、气体变为红棕色则说明生成了 NO(4)吸收多余的氮氧化物，防止污染空气；防止倒吸1(2018松江模拟)某同学探究氨和铵盐的性质，对相关实验操作及现象描述正确的是( )A室温下测定等浓度氨水和 NaOH 溶液的 pH，比较氨水和 NaOH 碱性强弱B将氨水缓慢滴入 AlCl3溶液中，研究 Al(OH)3的两性C将蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒靠近，观察到白烟D加热除去 NH4Cl 中的少量 NaHCO3A 氨水的主要成分 NH3H2O 是弱电解质，氢氧化钠是强电解质，前者部分电离，后者完全电离，故通过室温下测定等浓度氨水和 NaOH 溶液的 pH，可比较氨水和 NaOH 碱性强弱，A 正确。 由于
27、NH3H2O 是弱碱，Al(OH) 3不能溶于氨水中，故无法验证 Al(OH)3的酸性，B 错误。浓硫酸无挥发性，无法观察到白烟，C 错误。NH 4Cl 受热也会分解，故不可采用加热法除杂，D 错误。2某无色透明的混合气体中可能含有 Cl2、O 2、SO 2、NO、NO 2中的两种或多种气体。现将此混合气体通过品红溶液后，品红溶液退色，向剩余气体中通入空气，很快变为红棕色。下列对于原混合气体成分的判断中正确的是 ( )A肯定有 SO2、O 2和 NOB肯定没有 Cl2、O 2和 NO2C可能有 Cl2和 O2D肯定只有 NOB 无色气体，说明无 Cl2、NO 2；使品红退色，说明有 SO2；通入空气变红棕色，说明有 NO，无 O2。3(2018淄博模拟)下列图像表示铁跟一定量硝酸反应时，铁和硝酸铁之间物质的量(mol)的关系，其中正确的是( )B 硝酸与铁反应时，随着铁的物质的量的增加，先后发生下列反应：4HNO 3(稀)Fe= =Fe(NO3)3NO2H 2O或 6HNO3(浓)Fe Fe(NO3)33NO 23H 2O，= = = = = 2Fe(NO3)3Fe= =3Fe(NO3)2，可见生成 Fe(NO3)3消耗的 Fe 与 Fe(NO3)3变为 Fe(NO3)2消耗的Fe 的物质的量之比为 21，故图像 B 正确。
