(新课改省份专用)2020版高考化学一轮复习跟踪检测(十三)氮及其化合物(含解析)

跟踪检测（十三） 氮及其化合物

1．近年来在中国汽车的销量大幅增长的同时也带来了严重的空气污染。汽车尾气处理装置中，气体在催化剂表面吸附与解吸的过程如图所示，下列说法正确的是( )

A．汽车尾气的主要污染成分包括CO、NO和N2 B．反应中NO为氧化剂，N2为氧化产物 C．NO和O2必须在催化剂表面才能反应

催化剂

D．催化转化总反应为2NO＋O2＋4CO=====4CO2＋N2

解析：选D N2为大气的主要成分，不是污染物，故A错误；NO与CO反应生成N2和CO2，氮元素从＋2价降为0价，化合价降低，所以NO作氧化剂，N2为还原产物，故B错误；NO和O2在常温下就会发生反应生成NO2，无需催化剂，故C错误；尾气处理净化的目的是把有催化剂毒的污染气体在催化剂作用下转化为空气中的无毒成分，反应方程式：2NO＋O2＋4CO=====4CO2＋N2正好是过程图中的变化，故D正确。

2．“绿色化学”实验已走进课堂，下列做法符合“绿色化学”的是( )

①实验室收集氨气采用图甲所示装置 ②实验室中做氯气与钠的反应实验时采用图乙所示装置 ③实验室中用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水做氨气与酸生成铵盐的实验 ④实验室中采用图丙所示装置进行铜与稀硝酸的反应

A．②③④ C．①②④

B．①②③ D．①③④

解析：选C ①实验室收集氨气采用图甲所示装置，在制备的过程中用带有酚酞的水吸收溢出的氨气，防止污染环境，符合绿色化学的要求；②实验室中做氯气与钠的反应实验时采用图乙所示装置，用沾有碱液的棉球可以吸收多余的氯气，防止污染环境，符合绿色化学的要求；③实验室中用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水做氨气与酸生成铵盐的实验，挥发的氯化氢和氨气会污染大气，因此不符合绿色化学的要求；④实验室中采用图丙所示装置进行铜与稀硝酸的反应，生成的氮的氧化物及时收集在气球中，防止污染环境，符合绿色化学的要求。综上所述，①②④符合要求。

3．下列有关氨和铵盐的叙述正确的是( )

1

A．NH3易液化，常用作制冷剂

B．NH4Cl中含有少量的I2可通过加热的方法除去

C．将蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒相互靠近，有白烟产生 D．某气体通入紫色石蕊溶液后溶液变红，据此可推断该气体为NH3

解析：选A 液氨汽化时吸收热量导致其周围温度降低，所以液氨可以作制冷剂，故A正确；加热氯化铵会分解，所以不能用加热的方法除去，故B错误；蘸有浓氨水和挥发性的酸(如盐酸和硝酸)的玻璃棒相互靠近，有白烟产生，而硫酸不是挥发性的酸，故C错误；气体如果是氨气通入紫色石蕊溶液后溶液应变蓝，而不是变红，故D错误。

4.碳和浓硫酸共热产生的气体X和铜与稀硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中(如图所示装置)，下列有关说法错误的是( )

A．洗气瓶中产生的沉淀是BaCO3 B．洗气瓶中产生的沉淀是BaSO4 C．在Z导管口可能有红棕色的气体出现 D．在Z导管口出现的气体中含有CO2

解析：选A 因为碳酸的酸性比盐酸的酸性弱，所以在BaCl2溶液中通入CO2，不能生成BaCO3沉淀，A错误；NO和洗气瓶中O2反应生成的NO2溶于水生成HNO3，HNO3将H2SO3氧化成H2SO4，因此有BaSO4生成，B正确；若O2不足，NO有剩余，则Z导管口可能出现红棕色气体，C正确；CO2未参与反应，D正确。

5．用下列实验装置和方法进行相应实验，能达到实验目的是( )

A．用甲装置制干燥的氨气

B．用乙装置收集并测量Cu与浓硝酸反应产生的气体及体积 C．用丙装置除去CO2中含有的少量HCl D．用丁装置吸收NH3，并防止倒吸

解析：选A B项，Cu与浓HNO3反应生成NO2，NO2会与H2O反应，错误；C项，CO2也可与Na2CO3溶液反应，错误；D项，应将苯换成CCl4，将气体通入CCl4中以防止倒吸，错误。

6．实验室用稀硝酸与铜反应制备硝酸铜晶体及NO气体，需经过铜与稀硝酸反应、收集NO、尾气处理、制取硝酸铜晶体四个步骤，下列能达到实验目的的是( )

2

A．用装置甲制取Cu(NO3)2和NO B．用装置乙收集NO C．用装置丙吸收尾气

D．用装置丁蒸发结晶制Cu(NO3)2·3H2O

解析：选C 用装置甲制取Cu(NO3)2和NO，生成的NO会从长颈漏斗中逸出，A项不能达到实验目的；NO易和O2反应，不能用排空气法收集，B项不能达到实验目的；NO、O2与NaOH溶液发生反应：4NO＋3O2＋4NaOH===4NaNO3＋2H2O，C项能达到实验目的；Cu(NO3)2溶液受热，水解生成的HNO3挥发，促进水解反应正向进行，Cu水解程度增大，最终得不到Cu(NO3)2·3H2O，D项不能达到实验目的。

7．(2019·北京海淀区模拟)合成氨及其相关工业中，部分物质间的转化关系如图所示。下列说法不正确的是( )

2＋

A．甲、乙、丙三种物质中都含有氮元素 B．反应Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ的氧化剂相同 C．Ⅵ的产物可在上述流程中被再次利用

D．Ⅴ中发生反应：NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl

解析：选B 甲是N2，与H2化合生成NH3。反应Ⅴ是侯氏制碱法原理，丁是NaHCO3，受热分解生成Na2CO3。NH3发生催化氧化生成NO，NO与O2反应生成NO2，NO2溶于水生成HNO3，HNO3和NH3反应生成NH4NO3，即乙是NO，丙是NO2。甲、乙、丙三种物质中都含有氮元素，A正确；反应Ⅳ中的氧化剂和还原剂均是NO2，B错误；NaHCO3分解生成的CO2可以循环利用，C正确。

8．无色的混合气体甲，可能含NO、CO2、NO2、NH3、N2中的几种，将100 mL甲气体经过如图所示实验的处理，结果得到酸性溶液，而几乎无气体剩余，则甲气体的组成为( )

A．NH3、NO2、N2

B．NH3、NO、CO2

3

C．NH3、NO2、CO2 D．NO、CO2、N2

解析：选B 由无色气体知一定无NO2，通过浓H2SO4体积减小，一定有NH3，无色气体变为红棕色，一定有NO，还有能与Na2O2产生O2的气体，即为CO2。

9．(2019·沈阳模拟)莫尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2·8H2O]溶液经常用于定量滴定实验。下列有关说法正确的是( )

A．配制0.1 mol·L莫尔盐溶液500 mL，需莫尔盐21.4 g B．可与含HClO、H、Cl微粒的溶液大量共存

C．加入过量Ba(OH)2溶液发生反应：2Ba＋2SO4＋Fe＋2OH===2BaSO4↓＋Fe(OH)2

↓

D．取样，加入浓NaOH溶液并加热，生成能使蓝色石蕊试纸变红的气体，证明含NH4 解析：选A A项，n＝cV＝0.1 mol·L×0.5 L＝0.05 mol，m＝M·n＝428 g·mol ×0.05 mol＝21.4 g，正确；B项，HClO有强氧化性，可以氧化摩尔盐中的Fe，所以在溶液中不能大量共存，错误；C项，加入过量Ba(OH)2溶液，漏写了与NH4的反应，离子方程式应为2Ba＋2SO4＋Fe＋2NH4＋4OH===2BaSO4↓＋Fe(OH)2↓＋2NH3·H2O，错误；D项，氨气的检验，应该用红色的石蕊试纸，由红色变为蓝色，错误。

10．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0.896 L(标准状况)，向反应后的溶液中加入2 mol·LNaOH溶液60 mL时金属离子恰好沉淀完全，则形成沉淀质量为( )

A．(m＋2.28)g C．(m＋3.32)g

B．(m＋2.04)g D．(m＋4.34)g

－

－1

2＋

2－

2＋

＋

－

＋

2＋

－1

－1＋

2＋

2－

2＋

－

＋

－

－1

解析：选B 当金属离子恰好沉淀时，m(沉淀)＝m(金属)＋m(OH)，根据电子守恒可知，

n(OH－)＝n(金属失电子)＝n(NO得到的电子)＝

－

3×0.896

mol＝0.12 mol，m(沉淀)＝m(金属)22.4

＋m(OH)＝m g＋(0.12×17 )g＝(m＋2.04)g，B正确。

11.某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL，平均分成两份。向其中一份中逐渐加入铜粉，最多能溶解9.6 g。向另一份中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示(已知硝酸只被还原为NO气体)。下列分析或结果错误的是( )

A．原混合酸中NO3物质的量为0.1 mol

B．OA段产生的是NO，AB段的反应为Fe＋2Fe===3Fe，BC段产生氢气 C．第二份溶液中最终溶质为FeSO4 D．H2SO4浓度为2.5 mol·L

解析：选A 铁粉既能与硝酸反应也能与硫酸反应，从题图中看出OA段产生的气体是NO，AB段的反应为Fe＋2Fe===3Fe，BC段产生氢气，反应为Fe＋2H===Fe＋H2↑，可

3＋

2＋

＋

2＋

－1

3＋

2＋

－

4

知NO3反应完全，加入铁粉的溶液中NO3的物质的量应为

－－

5.6 g

－1×3÷3＝0.1 mol，溶

56 g·mol

液中最终溶质为FeSO4，此时反应的铁的质量是14 g，即0.25 mol，故原混合酸中H2SO4的0.25 mol－1－

浓度为＝2.5 mol·L，NO3的物质的量为0.2 mol。

0.1 L

12．(2019·四川四市一诊)当前，汽车尾气已成为许多城市空气的主要污染源。研究表明，含TiO2的混凝土或沥青可以部分消除汽车尾气中的氮氧化物，其原理如图所示：

下列关于该“消除”过程的叙述不正确的是( ) A．部分光能转变为化学能

B．消除总变化为NOx＋O2＋H2O―→HNO3 C．消除反应能全天候发生 D．使用纳米TiO2的消除效率更高

解析：选C 题中示意图表明：在TiO2催化作用下，紫外线提供能量，发生反应4NOx＋(5－2x)O2＋2H2O===4HNO3，故A、B正确；没有紫外线时上述反应不能发生，故C错误；纳米TiO2与紫外线接触面积更大，将产生更多的光生电子和光生空穴，从而消除更多的NOx，故D正确。

13．(2019·衡水中学模拟)利用如图装置，进行NH3与金属氧化物MxOy反应生成M、N2、H2O，通过测量生成水的质量来测定M的相对原子质量。a中试剂是浓氨水。

(1)仪器a的名称为__________，仪器b中装入的试剂可以是__________。 (2)按气流方向正确的装置连接顺序为________(填标号，装置可重复使用)。 (3)装置C的作用：__________________________________________________。 (4)实验结束时，应首先________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”); 这样做的原因是

________________________________________________________________________。 Ⅰ.熄灭A装置的酒精灯 Ⅱ.停止从a中滴加液体

(5)若金属氧化物为CuO，反应的化学方程式为_________________________________。

5

(6)若实验中准确称取金属氧化物的质量为m g，完全反应后，测得生成水的质量为n g，则M的相对原子质量为____________(用含x、y、m、n的式子表示)。

(7)某同学仔细分析上述装置后认为仍存在缺陷，你认为该如何改进？

________________________________________________________________________。 解析：(1)仪器a为分液漏斗，用来盛放和滴加液体，a中试剂是浓氨水，仪器b中加入的是NaOH固体或生石灰或碱石灰，滴入浓氨水固体溶解放热使NH3·H2O分解生成NH3。(2)从发生装置中出来的NH3带有水蒸气，必须干燥，故B接D，D接A，吸收反应生成的水用装置D，最后空气中的水不能进入装置D，所以需要装置C，按气流方向正确的装置连接顺序为BDADC。(6)若实验中准确称取金属氧化物的质量为m g，完全反应后，测得生成水的质量为n g，由MxOy～yH2O关系列式：为

xM＋16y18y＝，M＝mnm－16ny，则M的相对原子质量

nxm－16ny。

nx答案：(1)分液漏斗 NaOH(或生石灰，或碱石灰) (2)BDADC

(3)尾气处理，吸收未反应的NH3，同时防止空气中的水蒸气进入装置产生干扰 (4)Ⅰ 使反应产生的水蒸气全部被碱石灰吸收 △

(5)2NH3＋3CuO=====3Cu＋N2＋3H2O (6)m－16ny

nx(7)在吸收尾气的浓硫酸前加安全瓶防倒吸

14．(2019·莱州一中模拟)亚硝酸钠是重要的防腐剂。某化学兴趣小组以碳和浓硝酸为起始原料，设计如图装置利用一氧化氮与过氧化钠反应制备亚硝酸钠(夹持装置和A中加热装置已略，气密性已检验)。

查阅资料：①HNO2为弱酸，室温下存在反应3HNO2===HNO3＋2NO↑＋H2O； ②在酸性溶液中，NO2可将MnO4还原为Mn； ③NO不与碱反应，可被酸性KMnO4溶液氧化为硝酸。

－

－

2＋

实验操作：①关闭弹簧夹，打开A中分液漏斗活塞，滴加一定量浓硝酸，加热；②一段时间后停止加热；③从C中取少量固体，检验是否含有亚硝酸钠。

(1)装置中仪器a的名称为____________，D装置的作用是

6

________________________________________________________________________。 (2)A中反应的化学方程式是________________________________________________， C中反应生成NaNO2的化学方程式是_____________________________________。

(3)检验C中产物有亚硝酸钠的操作是_______。(填标号)

a．取少量生成物溶于水充分振荡，滴加酚酞溶液，若溶液变红，则含有NaNO2 b．取少量生成物溶于稀硫酸，若产生无色气体并在液体上方变为红棕色，则含有NaNO2 (4)经检验C产物中亚硝酸钠含量较少。

①甲同学认为C中产物不仅有亚硝酸钠，还有碳酸钠和氢氧化钠。生成碳酸钠的化学方程式是____________________________________。为排除干扰，甲同学在B、C装置间增加装置E，E中盛放的试剂应是__________(写名称)。

②乙同学认为除上述干扰因素外，还会有空气参与反应导致产品不纯，所以在实验操作①前应增加一步操作，该操作是_______________________________________________。

(5)NaNO2有毒，国家规定肉制品中NaNO2含量不能超过30 mg·kg。从1 000 g隔夜熟肉中提取NaNO3和NaNO2后，配成溶液，再用0.005 00 mol·L的高锰酸钾(酸性)溶液滴定，消耗高锰酸钾溶液16.00 mL，由此计算隔夜熟肉中NaNO2的含量是__________mg·kg。

解析：(3)检验亚硝酸钠的实验操作为将生成物置于试管中，加入稀硫酸，若产生无色气体并在液面上方变为红棕色，则C中产物有亚硝酸钠，或将生成物置于试管中，加入酸性KMnO4溶液，若溶液紫色褪去，则C中产物有亚硝酸钠，故选b。(4)①E中盛放的试剂应为碱石灰，用来吸收CO2。②为避免装置中的空气导致产品不纯，需要打开弹簧夹，通入N2排尽装置中的空气。(5)依据得失电子守恒可知，亚硝酸钠与高锰酸钾(酸性)溶液发生氧化还原反应的关系式为5NaNO2～2KMnO4，可计算出1000 g隔夜熟肉中NaNO2的质量为2.5×0.005 00 mol·L×16.00×10 L×69 g·mol×10 mg·g＝13.8 mg，所以隔夜熟肉中NaNO2的含量为13.8 mg·kg。

答案：(1)分液漏斗 除去未反应的NO，防止污染空气 △

(2)C＋4HNO3(浓)=====CO2↑＋4NO2↑＋2H2O 2NO＋Na2O2===2NaNO2 (3)b

(4)①2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2 碱石灰 ②打开弹簧夹，通入一段时间N2 (5)13.8

－1

－1

－3

－1

3

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－1

7

8