氮的性质与应用习题及答案

氮的性质与应用习题

一、选择题（本题包括10小题，每题6分，共60分）

1.中国汽车销量增长幅度很大，同步也带来r空气污染。汽车尾气装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸

作用的过程如图所示，下列说法对的的是（）

A.反应中NO为氧化剂，Nz为氧化产物

B.汽车尾气的重要污染成分包括CO、NO和N2

C.NO和02必须在催化剂表面才能反应

D.催化转化总反应为2NO+Q+4CO佛化剂4cO?+N?

2.已知氨气极易溶于水，而难溶于有机溶剂CCl4o下列装置中不合适做氨气的尾气吸取的是（）

3.下列说法对的的是（）

A.（•天津高考）滴加稀NaOH溶液，将湿涧红色石蕊试纸置于试管口，试纸不变蓝，原溶液中•定无NH』

B.（.四川高考）向装有Fe（NCh）2溶液的试管中加入稀H2sO$,可在管口观测到红棕色气体

C.（•安徽高考）过量的Fe粉中加入稀HNOa，充足反应后，滴入KSCN溶液，溶液呈红色

AA

D.（•大纲版全国卷）46gNO2和N2O4混合气体中具有原子总数为3N，具有的分子总数为N

4.相似质量的铜片分别与过量的体积相似的浓硝酸、稀硝酸反应。两者比较，相等的是（）

①铜片消耗完所需时间：②反应生成的气体体积（原则状况）：

③反应中氧化剂得到的电子总数:④反应后溶液中铜离子的浓度

A.①③B.②④C.③④D.只有①

5.下列推断对的的是（）

A.N?、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在

B.向AlCh溶液中滴加过量的氨水能看到先产生白色沉淀，后沉淀溶解

C.可用浓硫酸或者浓硝酸除去彼在铝表面的铜镀层

D.在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解：再加入Cu（NO»2固体，铜粉就会溶解

6.卜列有关说法或方程式对的的是（）

A.（•北京高考）用催化法处理汽车尾气中的CO和NO：CO+NO保化剂C+NO：

B.（•江苏高考）NO?与水的反应：3NO2+H2O=2NO?+NOf+2H'

C.（•新课标全国卷）NH’HCCh溶于过量的NaOH溶液中：HCO.i+OH-=COr4-H2O

D.（•江苏高考）在1.01口0卜171的长?403溶液中：H\Fe2\Cl\SOM一定能大量共存

7.（•泉州模拟）如图所示，试管中盛装的是红棕色气体（也许是混合物），当倒扣在盛有水的

水槽中时，试管内水面上升，但不能充斥试管，当向试管内鼓入氧气后，可以观测到试管广

中水柱继续上升，通过多次反复后，试管内完全被溶液充斥，有关本来试管中盛装的气体不对的的猜测是

（）

A.也许是Ni与N02的混合气体B.也许是01与NO2的混合气体

C.也许是NO与NO2的混合气体D.也许是NOz一种气体

8.（•兰州模拟）有某硫酸和硝酸的混合溶液20mL,其中具有硫酸的浓度为2mo卜LI含硝酸的浓度为1inol-L

「，现向其中加入0.96g铜粉，充足反应后（假设只生成NO气体），最多可搜集到原则状况下的气体的体

积为（）

A.89.6mLB.122mLC.I68mLD.224mL

9.amolFeS与bmolFeO投入到VL、cmo1/L的硝酸溶液中充足反应，产生NO气体，所得澄清溶液成分

可看作是Fe（NO3）3、H2sCh的泡合液，则反应中未被还原的硝酸乜许为（）

①(a+b)x63g②(a+b)xl89g③(a+b)niol④[Vc—(9a+b)/3]mol

A.①④B.豳C.(D(3)D.四

10.（易错题）某同学设计如卜试脸测定mg铜银合金样品中铜的质量分数:

介金足丑硝酸

样品

|固体wg|一快可-I操作III

下列说法中不对的的是（）

A.搜集到的VL气体全为NOB.过滤用到的玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒

1435V—2）4W

C.操作H应是洗涤D.样品中铜的质量分数为i]0（）.4；X100%

二、非选择题（本题包括3小题，共40分）

11.（12分）（•长沙模拟）某试剂厂用银（含杂质铜）和硝酸（含杂质Fe3+）反应制取硝酸银。环节如下

吸收装置

通入过量

根据上述环节，完毕下列填空：

(1)溶解银的硝酸应当用硝酸(填“浓”或“稀原因是O

a.减少过程中产生NOx的量b.减少原料银的消耗量c.节省硝酸的物质的量

(2)环节B加热保温的作用是。

a.有助于加紧反应速率b.有助于未反应的硝酸挥发c.有助于硝酸充足反应，减少溶液中c(H')

(3)环节C中是为了除去R?-、C1一等杂质，冲稀静置时发生的化学反应是.

a.置换反应b.水解反应c.氧化还原反应

产生的沉淀物化学式o

12.(14分)硝酸是极其重要的化工原料，工业上将产生的NCh在密闭容器中用水多次反复循环吸取制备硝酸。

(1)工业上用水吸取NO?生产HNCh,牛.成的气体经多次氧化、吸取的循环操作充足转化为硝酸(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)。

H2O2

溶液

①检查装置气密性良好后，为观测到NO气体牛.成，打开Ki,关闭K2,应从U形管的长管口注入稀硝酸

至后，迅速关闭Ki,观测到U形管内的现象是o

②装置III中发生反应的化学方程式为0

③蘸NaOH溶液的棉花团的作用是。

④打开K2,至装置U中长玻璃管中的气体呈无色后，打开K3,反应一段时间后，长玻璃管中并未充斥液体。

设计简朴措施检查长玻璃管中的气体与否含NO

13.(14分)(探究题)某爱好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，观测到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中观测到红棕色气体，装置3应装入；若取消3,在4中仅观测到大量白烟,

原因是0

（4）为实现氨催化氧化,也可用装置5替代装置（填装置代号）:化合物X为（只写一种）,

Na?O2的作用是o

答案解析

1.【解析】选D。反应过程中NO、Ch为氧化剂，N2为还原产物；汽车尾气中的Nz不是污染物；NO和

02的反应不需要催化剂；根据题中的图示，可将反应的过程提成如下两步写：2NO+O2=2NO/N02+

4CO=N2+4CO2,将两步反应式合并可得总反应式为2NO+O，+4CO催化剂4cO，+N?.

2.【解析】选C。A项，氨气不溶于CCL,不会发生倒吸；B项，导管末端连接倒置漏斗，漏斗下沿刚好

没入水中可有效防止倒吸：C项，可发生倒吸；D项，导管末端连接干燥管，干燥管细口没入水中少许可

有效防止倒吸。

3.【解析】选山T级气极易溶于•水，若筱盐和强碱在稀溶液中反应且不加热时，产生的氨气不会挥发出

来，红色石蕊试纸就不会变蓝色，A错；在酸性溶液中NO1具有氧化性，被Fe2-还原成NO气体，NO气

体在管口遇空气氧化成NCh，B对的；Fe粉与稀硝酸反应生成物是Fe3‘，但过量的铁会继续和Fe?.反应，

将其还原成民21因此滴入KSCN溶液不也许显红色，C错：假设46g气体全为NO2,则其具有的原子数

为3M,具有的分子数为NA,实际存在反应2NO2（g）^=±

N2O4（g）,导致分子数减少，原子数不变，D错。

4.【解析】选C。浓硝酸与Cu反应剧烈，生成的N02体积大，但由于参与反应的铜相似，故转移的电子

数相等，溶液体积相似得到的Cu”浓度相似。

5.【解析】选D。A项，N?不是污染物，NO在空气中会发生反应2NO+O2=2NCh,不能稳定存在，A

错：B项，AI(OH)3沉淀不能溶于过量的氨水中，B错误：浓硫酸和浓硝酸都能使铝钝化，但在常温〈，浓

硝酸能与铜反应，浓硫酸不能与铜反应，故可用浓硝酸，不能用浓硫酸，C错误；选项D,Cu不能与稀

硫酸反应，但加入Cu(NO3)2后,溶液中存在HN03,Cu溶解在HN加中,D对的。

6.【解析】选B。NO2为污染性气体，是引起光化学烟雾的物质之一，用催化剂处理汽车尾气中的CO和

NO不再生成污染性气体，发生的反应为：2NO+2co催化剂28-A错：C项，NH；也能与OH

发生反应，C错•：D项，N(万与

H'组合成UNO、能将Pc"氧化，不能大量共存，D错。

7.【解题指南】解答本题要注意如下两点：

(1)明确氮气不溶于水，且常温下不与其他物质发生化学反应：

(2)NO2可与水反应生成不溶于水的NO,NO?和NO9氧气按合适的比例被水完全吸取。

【解析】选Ao

选项分析结论

A由于N2的存在最终试管内不会充斥溶液不对的

B若V(NO2)：V(O2)>4：1,则会出现题中所述现象对的

CNO与NO?按任意比混合都会出现题述现象对的

只有NO?时，溶液先充入试管的2/3,通入适量氧气后试管内可充斥溶

D对的

液

8•【解析】选D。铜粉溶解于酸的离子方程式为

2

3Cu+8H+2NOi=3Cu*+2NOf+4H2O

0.015mol0.1mol0.02mol

经比较Cu局限性。由Cu的量来求牛.成NO为0.01mol,即原则状况下的气体体积为224mL：.

9.【解析】选D。在此反应中硝酸分两部分参与反应即硝酸的总量=被还原的硝酸的量+未被还原的硝酸

的量，由铁原子守恒和氮,原子守恒可知n(未被还原的硝酸)=3n[Fe(NO3)3]，m(未被还原的硝酸)=(a+

b)x3x63=(a+b)xl89g：由得失电子相等可以求出被还原的硝酸的物质的量：ax(3-2)+ax[6-(-2)]+bx(3

-2)=n(被还原的硝酸)x(5—2),n(被还原的硝酸)=(9a+b)/3mol,n(未被还原的硝酸)=n(总硝酸)一n(被还

原的硝酸)=[Vc—(9a+b)⑶mol,因此D选项对的。

【措施技巧】在进行硝酸与金属或低价金属氧化物或硫化物反应的有关计算时要采用守恒法。

(1)氮元素守恒：n(HNO；Oe=niHNO.i)SJC.«4-

n(I

(2)得失电子守恒：还原剂失电子总数=HNCh得电子总数

10•【解析】选D。由于是排水法搜集金属与硝酸反应生成的气体，故搜集到的VL气体全为NO：过滤用

到的玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒，在烘干前应当有•沉淀的洗涤过程。Wg固体是AgCl,由元素卬恒美

系推出m(Ag)="^,易推断选项D错误。

11.【解析】(1)根据反应方程式：Ag+2HNCh(浓)=AgNCh+NO2T+H2O、3Ag+4HNOa(稀)=3AgNCh

+NOf+2H2O可知：每生成1molAgNOj,如用浓HN6,消耗HNO?2mol,产生ImolNO2;如用稀HNO3,

只需HNO34/3mol,放出NO1/3mol。放用稀硝酸比用浓硝酸好，原由于减少氮氧化物的排放量，从而节

省硝酸的使用量，即理由为a、c。

(2)根据温度对•反应速率的影响，加热保温是使反应加紧，促使HNOa与Ag反应，而不但愿HNCh损失，

因此其目的是a、c。

(3)由水解原理可知溶液浓度小，增进水解，使Fe3+、CM+生成难溶的Fe(OH)3、Cu(OH)2而除去。

答案：(1)稀a、c

(2)a、c

(3)bFe(OH)3、Cu(OH)2

12.【解题指南】解答本题要注意如下两点：

(1)根据试验目的和所放置的试剂确定各装置的作用。

(2)三个开关Ki、K2、心的开与关都对试验起着重要作用。

【解析】根据试验目的和所放置的试剂可以推断，【装置的作用是制备NO,HI装置的作用是制备6,II

装置的作用是证明NO也可以与氧气和水共同作用生成1INO”

⑴NO2经多次氧化、用水吸取的循环操作，充足转化为硝酸的化学方程式为4NO2+O2+2H2O=4HNO3。

(2)①注入稀硝酸应至U形管右侧胶塞卜.沿，迅速关闭Ki后，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。

②装置II【中发生反应的化学方程式为：

2H2。2"吟2H2O+O2T。

③蘸NaOH溶液的棉花团的作用是