5.2 氮及其化合物（能力训练）【五大能力点】- 2023-2024学年高一化学同步知识点解读与能力训练（人教版2019必修第二册）

5.2氮及其化合物（能力训练）【五大能力点】【能力点归纳】一．喷泉实验（共4小题）二．氨水的成分与性质（共4小题）三．氮氧化物溶于水的计算（共4小题）四．硝酸与金属反应的计算（共4小题）五．氮及其化合物的性质探究（共4小题）【能力点训练】一．喷泉实验（共4小题）1．通过喷泉实验可以验证气体是否极易溶于水。下列有关喷泉实验的说法错误的是A．标准状况下甲装置中收集满HCl或NH3，进行喷泉实验后烧瓶中所得溶液浓度都为mol•L-1B．标准状况下甲装置中收集满体积比为4∶1的NO2和O2，进行喷泉实验后烧瓶中所得溶液浓度为mol•L-1C．甲装置中引发喷泉的操作：利用胶头滴管向烧瓶中挤入少量水，再打开止水夹引发喷泉D．乙装置中引发喷泉的操作：打开止水夹，用热毛巾或冷毛巾敷烧瓶都可以引发喷泉【答案】B【解析】A．标准状况下甲装置中收集满HCl或NH3，两者均极易溶于水，且设其体积为VL，则进行喷泉实验后烧瓶中所得溶液浓度都为mol•L-1，A正确；B．，用体积比为4∶1的和进行喷泉实验时，实验后两者恰好反应生成硝酸，溶液充满烧瓶，设其总体积为VL，所得硝酸的浓度为mol•L-1，B错误；C．甲装置中胶头滴管挤入的水将气体溶解形成压强差而引发喷泉，C正确；D．乙装置中用热毛巾敷烧瓶可以使氨气逸出与水接触而引发喷泉，同样如果用冷毛巾敷烧瓶可以使烧瓶中气体压强降低，则水进入烧瓶而引发喷泉，D正确；故选B。2．如图所示，下列气体a和液体b的组合中不可以进行喷泉实验的是

A．氯化氢、水 B．氨气、硫酸铜溶液C．二氧化碳、氢氧化钠溶液 D．氮气、氢氧化钠溶液【答案】D【解析】A．氯化氢易溶于水，挤压胶头滴管，烧瓶内可以形成压强差，可以进行喷泉实验，A不合题意；B．氨气易溶于水，挤压胶头滴管，氨气、硫酸铜溶液反应，可以形成压强差，可以进行喷泉实验，B不合题意；C．挤压胶头滴管，二氧化碳与NaOH溶液反应，使瓶内压强减小，外压大于内压，形成喷泉，C不合题意；D．氮气、氢氧化钠溶液不反应，氮气也不溶于水，不可以形成压强差，不能进行喷泉实验，D符合题意；故答案为：D。3．在体积为1L的干燥烧瓶中，用排空气法充入HCl气体后，测得烧瓶中的气体对氧气的相对密度为1.082，以此气体进行喷泉实验，当喷泉停止后，进入烧瓶中的液体体积是

A．L B．L C．L D．全满【答案】C【解析】由题意可知，烧瓶中气体的相对分子质量为32×1.082=34.624，则烧瓶中的气体为氯化氢和空气的混合气体，设混合气体的总物质的量为1mol，氯化氢的物质的量为amol、空气的物质的量为bmol，由物质的量和相对分子质量可得：a+b=1和36.5a+29b=34.624，解联立方程可得a=0.25、b=0.75，当喷泉停止后，进入烧瓶中的液体体积为氯化氢气体的体积，则进入烧瓶中的液体体积为×1L=L，故选C。4．如图是实验室进行氨气溶于水的喷泉实验装置，下列叙述错误的是A．该实验说明氨气是一种极易溶于水的气体B．该实验形成了蓝色喷泉C．形成喷泉的原因是氨气溶于水后，烧瓶内的气压小于大气压D．烧杯中换成其他液体无法形成喷泉【答案】D【解析】A．氨气在瓶中因为大量溶解于水，使得瓶内外压强差加大，所以产生喷泉，A正确；B．氨气是一种碱性气体，溶于水形成一水合氨，是一种弱碱，与石蕊形成蓝色溶液，B正确；C．因为水被压回瓶内，说明烧瓶内的气压小于大气压，C正确；D．形成喷泉的原因是形成压强差，烧杯中换成盐酸也可以形成喷泉，D错误；故答案为：D。二．氨水的成分与性质（共4小题）1．有关氨水的说法正确的是A．氨水的主要成分是NH3·H2O，无NH3B．氨水呈碱性的原因是NH3·H2ONH+OH-C．氨气能发生喷泉实验的原因是NH3与水发生了反应D．将氨水加热，氨水的浓度变大【答案】B【解析】A．氨水的主要成分是NH3·H2O，氨水中存在H2O、NH3、NH3•H2O三种分子，存在H+、OH-、NH三种离子，故A错误；B．氨水呈碱性的原因是氨水中的一水合铵为弱碱，电离产生氢氧根离子，显碱性，NH3·H2ONH+OH-，故B正确；C．氨气能发生喷泉实验的原因是NH3溶于水使体系内压强急剧减小，故C错误；D．将氨水加热，氨气的溶解度减小，氨气逸出，氨水的浓度变小，故D错误；故选B。2．关于氨气和氨水的叙述正确的是A．氨水的主要成分是NH3B．氨水中滴入酚酞变红色，是因为氨气能电离出OH-C．在1L1mol/L的氨水中含NH3•H2O为1molD．NH3中氮元素为-3价，具有一定的还原性，在一定条件下可被O2氧化【答案】D【解析】A．氨水的主要成分是，A错误；B．氨水显碱性的原因是与水反应生成的电离出，氨气是非电解质，不能电离，B错误；C．氨水中的溶质不只是，1L1的氨水中含、和共1mol，C错误；D．氨的催化氧化中，氨气可以被氧气氧化成氮气或一氧化氮，化合价升高，失电子，-3价氮元素表现还原性，D正确；答案选D。3．对于氨水的组成的叙述正确的是A．只含有氨分子和水分子B．只含有一水合氨分子和水分子C．只含有氨分子、水分子和一水合氨分子D．含有氨分子、水分子、一水合氨分子、铵根离子、氢离子和氢氧根离子【答案】D【解析】氨溶于水形成的水溶液称为氨水。溶于水的氨大部分与水结合生成NH3·H2O，NH3·H2O中一小部分电离为铵根离子和OH-。水能微弱电离出H+和OH-，所以在氨水中含有氨分子、水分子、一水合氨分子、铵根离子、氢离子和氢氧根离子，故选D。4．下列关于氨气、液氨、氨水的叙述正确的是A．氨气、液氨、氨水的成分相同，均为纯净物B．蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒相互靠近，有白烟生成C．氨水的密度比水小，且浓度越大，密度越大D．氨水的溶质为NH3·H2O，是氨水中含量最多的微粒【答案】B【解析】A．氨水是混合物，A错误；B．氨水和盐酸反应生成氯化铵固体，有白烟生成，B正确；C．氨水的密度随浓度的增大而减小，C错误；D．氨水中水的含量最多，D错误；故选：B。三．氮氧化物溶于水的计算（共4小题）1．在标准状况下，将O2与NO按3∶4的体积比充满一个干燥烧瓶倒置于水中，瓶内液面逐渐上升后，最后烧瓶内溶液的物质的量浓度最接近于A．0.045mol/L B．0.036mol/L C．0.026mol/L D．0.02mol/L【答案】C【解析】设O2为3V，NO为4V，根据2NO+O2=2NO2，烧瓶内实际存在的是4VNO2和1VO2与水作用，反应为：4NO2+O2+2H2O=4HNO3，恰好完全反应，无气体剩余，由N元素守恒可知，n(HNO3)=，c(HNO3)=；故选C。2．一定条件下，将等体积的NO和的混合气体置于试管中，并将试管倒立于水槽中，充分反应后剩余气体的体积为原总体积的A． B． C． D．【答案】C【解析】充满一氧化氮与氧气的试管倒立于水槽中，若一氧化氮与氧气、水完全反应生成硝酸，试管会全充满，反应的化学方程式为4NO+3O2+2H2O=4HNO3，设试管的体积为V，由方程式可知，同温同压下将等体积的一氧化氮与氧气的混合气体的试管倒立于水槽中充分反应后，过量氧气的体积为—×=，则剩余气体的体积约为原总体积的，故选C。3．将盛有和的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余无色气体，则原混合气体中的体积可能是A．0.6mL B．2mL C．2.4mL D．4mL【答案】D【解析】根据化学方程式：；，设的体积为x，剩余的气体有两种可能：①若剩1mL，则另外5mL气体发生，则二氧化氮占5mL气体的五分之四，即体积为；②若剩1mL，根据，得到生成1mLNO气体消耗的二氧化氮气体体积为3mL，说明另外还有3mL气体发生，则这3mL气体中二氧化氮占五分之四，则总的二氧化氮气体体积为；故D符合题意。综上所述，答案为D。4．在容积为672mL的烧瓶中充满NO和NO2的混合气体，将其倒立在水槽里，去塞后再通入280mL氧气，恰好完全反应，且液体充满烧瓶(气体体积都已折合为标准状况下的体积)，下列有关叙述正确的是()A．总反应为NO＋NO2＋O2＋H2O===2HNO3B．总反应为4NO＋8NO2＋5O2＋6H2O===12HNO3C．生成硝酸的物质的量浓度约为0.030mol·L－1D．生成硝酸的物质的量浓度约为0.060mol·L－1【答案】B【分析】利用得失电子守恒，列方程组，求出氧气、一氧化氮、二氧化氮的物质的量之比，可写出总反应方程式。【解析】标准状况下672mL的混合气体：n（NO）+n（NO2）==0.03mol，（O2）==0.0125mol，由得失电子守恒可知3n（NO）+n（NO2）=4n（O2），解之得n（NO）=0.01mol，n（NO2）=0.02mol，所以总的方程式为：4NO+8NO2+5O2+6H2O═12HNO3，由氮原子守恒可知，反应生成的HNO3物质的量为0.03mol。水全部充满烧瓶，形成硝酸溶液体积为0.672L，硝酸的浓度为：0.03mol÷0.672L=0.045mol/L。ACD项错误，B项正确；答案选B。四．硝酸与金属反应的计算（共4小题）1．28g铜、银合金与一定量某浓度的硝酸溶液反应，金属完全溶解，放出的气体与2.24L（标准状况下）氧气混合通入水中，恰好全部被水吸收，则合金中铜的质量是A．3.2g B．6.4g C．12.8g D．21.6g【答案】B【解析】铜、银与硝酸反应生成硝酸铜、硝酸银与氮的氧化物，氮的氧化物与氧气、水反应生成硝酸，纵观整个过程，金属提供的电子等于氧气获得的电子，n（O2）==0.1mol，设Cu、Ag的物质的量分别为x、y，则：根据质量列方程：x×64g/mol+y×108g/mol=28g，，根据电子守恒列方程：2x+1×y="0.1mol×4"解得：x=0.1mol；y="0.2mol"，m（Cu）=0.1mol×64g/mol=6.4g，故选B。2．在一定温度下，某浓度的硝酸与金属锌反应，生成NO2和NO的物质的量之比为1︰3。则要使1mol金属锌完全反应，需要HNO3的物质的量为A．0.8mol B．2.4mol C．2.6mol D．2.8mol【答案】D【解析】设反应生成NO2和NO的物质的量分别为xmol、3xmol，1mol金属锌失去2mol电子，由电子守恒得x+3x×3＝2，解得x＝0.2。反应生成硝酸锌是1mol，由氮原子守恒可知需要硝酸根是2mol，因此根据原子守恒可知总共需要硝酸是0.2mol+0.6mol+2mol＝2.8mol。答案选D。3．硝酸与金属反应后所得还原产物与硝酸的浓度和金属的活泼性有关。10mL0.5mol·L-1HNO3与0.048gMg恰好完全反应。若氮元素只被还原到一种价态，下列说法不正确的是A．HNO3作还原剂B．HNO3浓度越低，N元素还原价态越低C．反应中转移电子数为0.004molD．还原产物可能为NH4NO3【答案】A【解析】A．HNO3与金属反应时，表现酸性和强氧化性，故A错误；B．HNO3浓度越高，氧化性越强，氧化同种金属时，N元素被还原的价态就越高，故B正确；C．HNO3与Mg反应，还原剂只有Mg，Mg的化合价由0→＋2，0.048gMg的物质的量为0.002mol，根据得失电子守恒，反应中转移电子为0.004mol，故C正确；D．硝酸的物质的量为0.01L×0.5mol·L－1＝0.005mol，生成0.002molMg(NO3)2，根据N原子守恒，可能生成0.0005molNH4NO3，若生成0.0005molNH4NO3转移电子为0.004mol，符合电子守恒，故D正确；故答案为A。4．查资料知：一般情况下，不同浓度的硝酸与金属反应，硝酸的浓度越小，还原产物中低价态的成分所占比例越多。如图表示铁与不同浓度硝酸反应时的主要还原产物及含量，下列说法错误的是

A．曲线代表的还原产物分别为和B．浓硝酸与足量的铁粉完全反应，生成和的物质的量之比为C．铁粉与足量稀硝酸完全反应，此反应过程中表现酸性的的总质量为D．P点时，生成与物质转移电子的物质的量之比为【答案】C【分析】已知，一般情况下，不同浓度的硝酸与金属反应，硝酸的浓度越小，还原产物中低价态的成分所占比例越多，结合图像可知，初始a含量较大为铵根离子、后期b含量较大为二氧化氮；【解析】A．由分析可知，曲线代表的还原产物分别为和，A正确；B．由图可知，浓硝酸与足量的铁粉完全反应生成等量的NO、，故生成和的物质的量之比为，B正确；C．铁为1mol，与足量稀硝酸完全反应生成三价铁，则与铁离子结合的硝酸根离子为3mol，则此反应过程中与铁反应表现酸性的的质量为3mol×63g/mol=，但是反应中还生成硝酸铵，故此反应过程中表现酸性的的总质量大于，C错误；D．P点时，生成等量的NO和，氮元素化合价由+5变为+2生成NO、由+5变为-3得到，则生成与物质转移电子的物质的量之比为，D正确；故选C。五．氮及其化合物的性质探究（共4小题）1．如图所示利用点滴板探究氨气的性质，实验时向固体上滴几滴浓氨水后，立即用烧杯盖住点滴板。下列对实验现象和解释都正确的是选项实验现象解释A固体表面有气泡吸收氨，放出水蒸气B湿润红色石蕊试纸变蓝极易溶于水C烧杯内有白烟D溶液变白色浑浊氨水与氯化铁反应生成白色氢氧化铁A．A B．B C．C D．D【答案】C【解析】A．遇氨水放出氨气，故不选A；B．氨气溶于水呈碱性，所以湿润红色石蕊试纸变蓝，故不选B；C．氨气和浓盐酸挥发出的HCl反应生成氯化铵，发生反应，所以烧杯内有白烟，故选C；D．氨水与氯化铁反应生成红褐色氢氧化铁沉淀，故不选D；选C。2．室温下，通过下列实验探究氨气、氨水的性质。实验1：将集满氨气的试管倒立于水槽中，水面迅速上升，几乎充满试管实验2：向实验1中试管滴入几滴酚酞试液，溶液变红实验3：向2mL1mol·L-1AlCl3溶液中滴加氨水，产生白色絮状沉淀，继续滴加，沉淀不减少实验4：迅速将实验3中白色沉淀过滤、洗涤，滴入浓氨水，沉淀逐渐溶解。下列说法正确的是A．由实验1可知氨分子间容易形成氢键B．实验2中溶液只含有H2O、NH、OH-C．实验3中发生反应的离子方程式为Al3++3OH-=Al(OH)3↓D．实验4说明Al(OH)3的溶解性与其结构以及溶液中的OH-浓度有关【答案】D【解析】A．由实验1可知氨分子极易溶于水，并不能得出“氨分子间容易形成氢键”的结论，A错误；B．实验2中溶液还含有NH3、NH3·H2O、H＋，B错误；C．NH3·H2O难电离，实验3中发生反应的离子方程式应为，C错误；D．实验4中OH-浓度之所以比实验3中的大，是因为向AlCl3溶液中滴加氨水后已产生的抑制了氨水的电离，OH-的浓度小，不足以溶解氢氧化铝，因此可说明Al(OH)3的溶解性与其结构以及溶液中的OH-浓度有关，D正确；答案选D。3．用图所示装置进行实验，探究硝酸与铁反应的产物。主要实验操作实验现象打开弹簧夹，通入一段时间CO2后，滴入浓硝酸后无明显现象，加热烧瓶，反应开始后停止加热。①A中有红棕色气体产生，一段时间后，气体颜色逐渐变浅；反应停止后，A中无固体剩余。②B中溶液变棕色。取少量A中溶液，加几滴氯水，再滴入硫氰化钾溶液③溶液变为红色取少量B中溶液，加热④B中棕色溶液变浅，有无色气体逸出，且在空气中变为红棕色已知：FeSO4+NO=Fe(NO)SO4(棕色)∆H<0。下列说法正确的是A．滴入浓硝酸加热前没有明显现象的原因是：温度低，反应速率太慢B．实验现象③说明反应后A中溶液含有Fe2+C．实验现象④说明A中有NO生成D．可用浓NaOH溶液和湿润的红色石蕊试纸检验硝酸的还原产物中是否有NH【答案】D【解析】A．常温时，铁遇浓硝酸形成致密氧化膜，阻止反应进一步发生，不是因为温度低，反应速率太慢的缘故，故A错误；B．取少量A中溶液，加几滴氯水，再滴入KSCN溶液，溶液变