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1、- 1 -4.44.4 氮及其重要化合物氮及其重要化合物高效演练高效演练直击高考直击高考1.下列装置适用于实验室制氨气并验证氨气的某化学性质,其中能达到实验目的的是( )A.用装置甲制取氨气B.用装置乙除去氨气中的水蒸气C.用装置丙验证氨气具有还原性D.用装置丁吸收尾气【解析】选 C。用装置甲制取氨气需要加热,A 错误。氨气与浓硫酸反应生成硫酸铵,B 错误;氨气与氧化铜在加热条件下反应生成 NO、水和铜,可以验证氨气具有还原性,C 正确;用装置丁吸收尾气容易引起倒吸,D错误。2.将 51.2 g 铜片与浓硝酸反应生成 0.9 mol 氮的氧化物(NO、NO2、N2O4),这些氧化物恰好溶解在
2、0.5 L 2 molL-1的 NaOH 溶液中得到 NaNO3和 NaNO2的混合溶液,下列有关判断正确的是( )A.生成 0.2 mol NaNO3B.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 LD.反应过程中生成的 Cu(NO3)2既是氧化产物,也是还原产物【解析】选 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 CuCu2+,HNO3NaNO2,51.2 g Cu 为 0.8 mol,共失电子 0.8 mol2=1.6 mol,由得失电子守恒可知 HNO3NaNO2得 1.6 mol 电子,故产物中 NaNO2的物质的量为
3、 0.8 mol,由 Na 守恒可知另一种产物 NaNO3为 0.2 mol,A 正确;常温下,Cu 能与浓硝酸反应,B 错误;部分 NO2会转化为 N2O4,而 N2O4在标准状况下不是气体,C 错误;反应过程中生成的 Cu(NO3)2是氧化产物,D 错误。3.硝酸铜是一种重要的工业产品,化学上有很多方法可以制取硝酸铜:将铜溶于硝酸中;先将铜与 O2反应生成 CuO,再溶于硝酸中;- 2 -将铜溶于 N2O4的乙酸乙酯(溶剂,不参加反应)溶液中生成硝酸铜和一氧化氮。下列认识或判断错误的是( )A.方法是最经济和环保的B.方法中,若从经济和环保的角度考虑,用稀硝酸比用浓硝酸好C.方法需要消耗能
4、源,对环境不产生污染D.方法中 N2O4既是氧化剂又是还原剂【解析】选 A。、都生成污染性气体,A 错误;方法中,制取同样的硝酸铜,用稀硝酸比用浓硝酸耗酸量少,B 正确;不生成污染性气体且 HNO3全部转化为 Cu(NO3)2,C 正确;方法中 N2O4既是氧化剂又是还原剂,D 正确。4.(新题预测)下列有关氮元素的单质及其化合物的说法不正确的是( )A.草木灰(有效成分为 K2CO3)不能与 NH4Cl 混合使用,是因为 K2CO3与 NH4Cl 反应生成氨气会降低肥效B.NOx在紫外线作用下,与碳氢化合物发生一系列光化学反应,产生的一种有毒的光化学烟雾C.液氨汽化吸热,可用作制冷剂D.NO
5、 是亚硝酸对应的酸性氧化物【解析】选 D。K2CO3水解显碱性,NH4Cl 水解显酸性,K2CO3与 NH4Cl 混用,氮元素就会以氨气的形式逸出从而使肥效降低,A 正确;NOx能引起光化学烟雾,B 正确;因 NH3易液化,汽化时吸热而快速致冷,液氨常用作制冷剂,C 正确;HNO2对应的酸性氧化物是 N2O3,D 错误。5.(新题预测)氮及其化合物的变化关系如下图所示。则下列说法不正确的是( )A.路线是工业生产硝酸的主要途径B.路线、是雷电固氮生成硝酸的主要途径C.反应中,NO2作氧化剂,H2O 作还原剂D.液氨可用作制冷剂,硝酸可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等【解析】选 C。氨经一系
6、列反应得硝酸,A 正确;雷电固氮是 N2NONO2HNO3,B 正确;在反应 3NO2+H2O2HNO3+NO 中,NO2既作氧化剂又作还原剂,C 错误;D 正确。6.取一定质量含 Cu、Cu2O、CuO 的固体混合物,将其分成两等份并进行下列转化:- 3 -则转化过程中所加稀硝酸的物质的量浓度为( )世纪金榜导学号 79100064A.4.4 molL-1 B.3.6 molL-1C.4.0 molL-1D.3.2 molL-1【解析】选 D。设其中一份中n(Cu)=x,n(Cu2O)=y,n(CuO)=z,依得失电子守恒和氧元素守恒,有2x+2y=(4.48 L22.4 Lmol-1)3y
7、+z=6.4 g16 gmol-1即x+2y+z=0.7 mol,即反应后生成的硝酸铜的物质的量为 0.7 mol,则 500 mL 稀硝酸中,n(HNO3)=0.7 mol2+0.2 mol=1.6 mol,故有c(HNO3)=1.6 mol0.5 L=3.2 molL-1。7.(2018上饶模拟)亚硝酸钠(NaNO2)被称为工业盐,在漂白、电镀等方面应用广泛。以木炭、浓硝酸、水和铜为原料制备亚硝酸钠的装置如图所示。已知:室温下,2NO+Na2O22NaNO2;3NaNO2+3HCl3NaCl+HNO3+2NO+H2O;酸性条件下,NO 或 N都能与 Mn反应生成 N和 Mn2+。请按要求回
8、答下列问题:(1)检查完该装置的气密性,装入药品后,实验开始前通入一段时间气体 Ar,然后关闭弹簧夹,再滴加浓硝酸,加热,控制 B 中导管均匀地产生气泡,上述操作的作用是_。 - 4 -(2)B 中观察到的主要现象为_, 发生反应的离子方程式是_。 (3)装置 D 的作用是_, 发生反应的离子方程式是_。 (4)预测 C 中反应开始阶段,固体产物除 NaNO2外,还含有的副产物有 Na2CO3和_。为避免产生这些副产物,应在 B、C 装置间增加装置 E,则 E 中盛放的试剂名称为_。 (5)利用改进后的装置,将 3.12 g Na2O2完全转化为 NaNO2,理论上至少需要木炭_g。 【解析】
9、(1)反应在装置 C 中进行时要有 NO 参与,实验前通入一段时间气体 Ar,是为了排出装置内的空气,防止装置 B 中生成的 NO 被空气中的氧气氧化而干扰实验。(2)装置 A 中生成的二氧化氮在装置 B 中和水发生反应:3NO2+H2O2HNO3+NO,产物硝酸再和铜反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,所以反应现象为红棕色气体消失,铜片溶解,溶液变蓝,导管口有无色气体冒出。(3)D 中酸性高锰酸钾溶液除去未反应的 NO,根据信息NO 和 Mn的氧化还原反应原理,由得失电子守恒和原子守恒配平反应:5NO+3Mn+4H+5N+3Mn2+2H2O。(4)Na2CO3是由 CO2和 Na2O2反应生成的,
10、而 NO 携带的水蒸气和 Na2O2反应会生成 NaOH,要避免生成 Na2CO3和 NaOH,需除去 CO2和水蒸气,应在 B、C 装置间增加盛有碱石灰的装置。(5)3.12 g 过氧化钠的物质的量为 0.04 mol,根据 2NO+Na2O22NaNO2,生成0.08 mol NaNO2,需要 0.08 mol NO。由反应 C+4HNO3(浓)CO2+4NO2+2H2O、3NO2+H2O2HNO3+NO、3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2O 得出关系:即 C2NO,得碳的物质的量为 0.04 mol,理论上至少需要木炭 0.48 g。答案:(1)排尽装置内的空气,防止生成的 NO 被 O2氧化(2)红棕色气体消失,铜片溶解,溶液变蓝,导管口有无色气泡冒出3NO2+H2O2H+2N+NO、3Cu+8H+2N3Cu2+2NO+4H2O(3)吸收未反应的 NO3Mn+5NO+4H+3Mn2+5N+2H2O- 5 -(4)NaOH 碱石灰(5)0.48
