第三章第二讲氮的循环

1、第二讲 氮的循环一、选择题1下列有关硝酸化学性质的叙述中，正确的是 ()。A浓、稀硝酸都能使蓝色石蕊试纸最终变为红色B硝酸能与Na2CO3反应，但不生成CO2C硝酸可与Na2S反应制得H2S气体D浓硝酸因分解放出的NO2又溶解于硝酸而呈黄色解析硝酸是一种具有强氧化性的强酸，并且浓度越大，氧化性越强。浓硝酸可使蓝色石蕊试纸先变红后退色，故选项A错；硝酸是一种氧化性酸，可氧化许多还原性物质，因此硝酸与Na2S反应不能生成H2S，与Na2CO3反应能生成CO2，所以选项B、C错；选项D正确。答案D2下列说法正确的是()。ACO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在B1 mol Cu和足

2、量稀HNO3反应产生NA个NO分子(NA为阿伏加德罗常数)CpH1的溶液中，Fe2、NO、SO、Na不能大量共存D铁溶于稀HNO3，溶液变黄，发生离子反应为3Fe8H2NO=3Fe22NO4H2O答案 C解析 A项，NO在空气中不能稳定存在，易被O2氧化为NO2；B项，n(NO)mol，N(NO)NA；C项，pH1时，NO氧化Fe2；D项，溶液变黄，Fe被HNO3氧化为Fe3。3铵盐是一类重要的氮的化合物，设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是 ()。A1 mol NH4含有的电子数为11NABNH4中N元素的化合价为3，在氧化还原反应中常作氧化剂C0.1 L 3 mol·L

3、1的NH4NO3溶液中氮原子数等于0.6NAD硫酸铵中既含有离子键，又含有共价键，而氯化铵中只含有离子键解析1个NH4中含有10个电子，A错；NH4中N元素的化合价为3价，化合价最低在氧化还原反应中常作还原剂；B错误；0.1 L 3 mol·L1的NH4NO3溶液中的氮原子数为0.6 NA；C正确；铵根离子中，氮与氢原子之间为共价键，D错。答案C4把3体积NO2气体依次通过饱和NaHCO3溶液；浓硫酸；Na2O2后(假设每一步的反应都是充分的)，再用排水法收集残留气体，则收集到的气体是 ()。A1体积NO B1体积NO2和体积O2C.体积O2 D.体积NO解析3体积的NO2通过饱和N

4、aHCO3溶液，发生的反应有3NO22NaHCO3=2NaNO3H2ONO2CO2，剩余气体通过浓硫酸后除去H2O，通过Na2O2时发生反应2Na2O22CO2=2Na2CO3O2，此时剩余气体为1体积O2和1体积NO，排水法收集气体时发生反应4NO3O22H2O=4HNO3，显然O2过量，剩余体积O2。答案C5氮的多样性主要体现在含氮化合物及其性质的多样性上，下列说法不正确的是()。A用浓硝酸与蛋白质的颜色反应鉴别部分蛋白质B实验室可采用如图所示装置制取NH3C实验室可用CCl4检验NO2和溴蒸气D在常温下，稀硝酸的氧化性强于浓硫酸的答案 B解析 蛋白质遇浓硝酸显黄色，此反应常用于检验蛋白质

5、，A正确。NH4Cl分解生成的HCl和NH3遇冷又生成NH4Cl(在试管中凝结)，B错。NO2不溶于CCl4，Br2易溶于CCl4，根据CCl4层的颜色区分红棕色气体是NO2或是Br2，C正确。在常温下，稀硝酸能氧化铜，而浓硫酸不能氧化铜，由此可推出稀硝酸的氧化性强于浓硫酸，D正确。6已知常温常压下在1 L水中可溶解40 L NO2，NO2能与NaOH溶液发生反应：2NaOH2NO2=NaNO3NaNO2H2O。以下各种尾气吸收装置中，不适合吸收NO2气体的是()解析 由于常温常压下在1 L水中NO2可溶解40 L，即易溶于水，所以在吸收装置中需要防止倒吸，只有B中不能防止倒吸。答案 B7一定

6、体积0.01 mol·L1的稀硝酸恰好能氧化一定质量的铁、铝混合物，已知两种金属均被氧化为最高价态，还原产物只有NO。若用0.01 mol·L NaOH溶液溶解相同质量的该混合物，当反应完全时所需氢氧化钠溶液的体积是稀硝酸的，则样品中铁、铝的物质的量之比为 ()。A23 B13 C14 D53解析设样品中铁和铝的物质的量分别为x和y，根据Fe4HNO3(稀)=Fe(NO3)3NO2H2O、Al4HNO3(稀)=Al(NO3)3NO2H2O，反应中消耗HNO3的物质的量为4x4y；而2Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H2中消耗NaOH的物质的量为y，即，解得xy

7、14。答案C二、非选择题8甲、乙、丙均为中学化学常见的气体单质，A、B、C为常见的化合物，已知：A和B都极易溶于水，用两根玻璃棒分别蘸取A和B的浓溶液后，相互靠近会看到白烟。各物质之间存在如图所示的转化关系CC溶液请回答下列问题：(1)C溶液显_性(填“酸”、“碱”或“中”)，理由是_(用离子方程式表示)。(2)乙和甲反应生成A的化学方程式为_。C和氢氧化钠溶液生成A的离子方程式为_。(3)丙气体通入1 L氢氧化钠溶液中恰好完全反应，此时电子转移为2 mol，则氢氧化钠溶液的物质的量浓度为_。(4)常温下，向含白色沉淀M的浊液中加入氯化钠固体，M的溶解度将_(填“增大”、“减小”或“不变”)，

8、Ksp(M)将_(填“增大”、“减小”或“不变”)。答案(1)酸NH4H2ONH3·H2OH(2)N23H22NH3NH4OHNH3H2O(3)4 mol·L1(4)减小不变9某兴趣小组用如图装置探究氨的催化氧化。(1)氨催化氧化的化学方程式为_。(2)加热玻璃管2一段时间后，挤压1中打气球鼓入空气，观察到2中物质呈红热状态；停止加热后仍能保持红热，该反应是_反应(填“吸热”或“放热”)。(3)为保证在装置4中观察到红棕色气体，装置3应装入_；若取消3，在4中仅观察到大量白烟，原因是_。(4)为实现氨的催化氧化，也可用装置5替换装置_(填装置代号)；化合物X为_(只写一种)

9、，Na2O2的作用是_。答案 (1)4NH35O24NO6H2O(2)放热(3)浓硫酸生成的NO与O2反应生成NO2，NO2与水反应生成HNO3，NH3与HNO3反应生成了NH4NO3(4)1NH4Cl与HCl反应生成氧气(合理答案即可)解析 氨的催化氧化，首先要制备NH3和O2，可得出装置1的作用：制备NH3和O2。在装置2中NH3和O2在催化剂、加热条件下，反应生成NO和H2O。(3)利用装置3除去H2O及未反应的NH3，在装置4中NO被氧化为NO2。若取消装置3，在装置4中生成的NO与O2反应生成NO2，NO2与水反应生成HNO3，NH3与HNO3反应生成了NH4NO3。(5)装置5是制

10、备NH3和O2。10硝酸是极其重要的化工原料，工业上将产生的NO2在密闭容器中用水多次反复循环吸收制备硝酸。(1)工业上用水吸收NO2生产HNO3，生成的气体经多次氧化、吸收的循环操作充分转化为硝酸(假定上述过程无其他损失)。试写出上述反应的化学方程式：_。(2)为了证明NO也可以与氧气和水共同反应生成HNO3，某学生设计了如图所示装置(有关夹持装置已略去)。检查装置气密性良好后，为观察到NO气体生成，打开K1，关闭K2，应从U形管的长管口注入稀硝酸至_后，迅速关闭K1，观察到U形管内的现象是_。装置中发生反应的化学方程式为_。蘸NaOH溶液的棉花团的作用是_。打开K2，至装置中长玻璃管中的气

11、体呈无色后，打开K3，反应一段时间后，长玻璃管中并未充满液体。设计简单方法检验长玻璃管中的气体是否含NO_。解析 解答本题要注意以下两点：(1)根据实验目的和所放置的试剂确定各装置的作用。(2)三个开关K1、K2、K3的开与关都对实验起着重要作用。答案 (1)4NO2O22H2O=4HNO3(或分成两个方程式写)(2)U形管右侧胶塞下沿U形管左端液面高于右端，铜丝慢慢溶解，产生无色气体，溶液逐渐变蓝(至少答三点)2H2O22H2OO2吸收氮的氧化物防止污染环境再打开K3，若观察到长玻璃管中气体迅速变为红棕色，则证明余气含NO，若无颜色变化，则证明不含NO(其他合理答案也可)11.某化学活动小组

12、想通过如图所示装置(夹持装置已略去)进行实验，探究Na2O2与NO反应的产物。实验前，他们查阅有关资料得到如下信息：2NaNO32NaNO2O2；NaNO2为白色粉末状固体，既有氧化性又有还原性；NaNO2溶液显弱碱性(原因：强碱弱酸盐的水解)。实验开始时，先在A装置中加入适量的碳酸钙和足量稀硝酸，待不再有气体产生时，将铜丝插入稀硝酸中。请回答下列问题：(1)A装置中放入碳酸钙的目的是_。(2)装置B、C中的试剂分别是：B_、C_，E的作用是_。(3)如何检验反应中是否有氧气生成？ _。(4)假如Na2O2已反应完全，为确定D中固体产物的成分，甲同学将固体溶于水后，经测定发现溶液显强碱性，再向

13、溶液中加入酸性高锰酸钾溶液，紫色退去。由此现象推断固体产物中可能含有的物质是_(填化学式)。(5)乙同学取适量固体于试管中密闭加热，发现白色固体部分变为淡黄色。此现象说明固体中还可能含有的成分是_(填化学式)。根据以上推测，请写出Na2O2与NO反应的化学方程式_。解析本题探究NO与过氧化钠的反应，实验设计必须考虑如下因素：产生NO时，要除尽装置中的空气；装置必须干燥，防止水与过氧化钠反应；排尽装置中的二氧化碳，防止二氧化碳与过氧化钠反应；采取措施，防止空气进入装置。新信息挖掘：反应暗示如果产物中有硝酸钠，受热会产生氧气；信息暗示若D中固体呈黄色，一定有硝酸钠、亚硝酸钠以外的物质生成；亚硝酸钠具有还原性，加入强氧化剂如酸性高锰酸钾溶液，会发生反应，高锰酸钾溶液由红色变成无色。信息暗示亚硝酸钠溶液呈弱碱性，若产物溶于水呈强碱性，说明有强碱生成。若显中性，说明没有亚硝酸钠生成。由以上分析，若Na2O2已反应完全，D中固体产物溶于水，溶液显强碱性说明含有Na2O，向溶液中加入酸性KMnO4溶液，紫色退去，说明存在还原性物质，即可能有NaNO2，D中白色固体产物密闭加热部分变为淡黄色，说明其中还有NaNO3，2NaNO32NaNO2O2、生成的O2再次把Na2O氧化为Na2O2而显淡黄色，由此可知Na2O2与NO反应的产物有Na