双休伴学9　氮及其氧化物

7/7双休伴学9氮及其氧化物1.下列关于自然界中氮循环（如图）的说法错误的是（）A.①和②均属于氮的固定 B.氢、氧元素也参与了自然界中的氮循环C.④中每生成1molNO3－，消耗2molO2 D.③和解析：D反应①将N2转化为NO，属于氮的固定，反应②属于植物固氮，A正确；由图示知，氮循环过程中涉及氢、氧元素，B正确；反应④是O2将NH3氧化为NO3－，N元素化合价由－3价升高到＋5价，即生成1molNO3－失去8mol电子，则每生成1molNO3－需要消耗2molO2，C正确；反应③中NO被氧化为NO3－，反应⑤中2.用浓氨水和碱石灰制取NH3，按照制取、干燥、收集、尾气处理的顺序进行实验。下列装置能达到实验目的的是（）A.制取氨气B.干燥氨气无水氯化钙C.收集氨气D.吸收氨气解析：C碱石灰呈粉末状且易溶于水，不能用启普发生器制取，A项错误；干燥NH3不能用无水CaCl2，二者会发生反应生成CaCl2·8NH3，B项错误；导管插入稀硫酸中易发生倒吸，D项错误。3.下列说法正确的是（）A.（2025·河南豫西北教研联盟质检）农田使用铵态氮肥要深施覆土，以防止氮肥被氧化B.（2025·四川部分学校联考）农民夏天用NH4HCO3施肥后，用土盖住化肥NH4HCO3，是因为温度高时铵盐易分解C.（2025·西安模拟）用图①装置分离氢氧化钙固体中混有的少量氯化铵固体D.（2025·北京对外经贸大学附中月考）用图②操作来制备NH4Cl固体解析：B农田使用铵态氮肥要深施覆土，以防止氮肥分解而不是防止氧化，A错误；氯化铵和氢氧化钙在加热条件下反应生成氯化钙、氨气和水，不能用该装置分离两种物质，C错误；NH4Cl固体受热分解得到氨气和氯化氢，利用蒸发的操作蒸干NH4Cl溶液不可以制备NH4Cl固体，D错误。4.（2025·北京丰台区模拟）实验室制备下列气体，所选试剂、制备装置及收集方法均正确的是（）选项气体试剂制备装置收集方法ANH3NH4ClaeBCl2MnO2＋浓盐酸cdCSO2Cu＋浓硫酸bdDNO2Cu＋浓硝酸bf解析：BNH4Cl受热分解生成NH3和HCl气体，二者在试管口遇冷又重新生成NH4Cl，A不符合题意；实验室采用MnO2和浓盐酸共热的方法来制备Cl2，可选用装置c，氯气密度比空气的大，采用向上排空气法收集，选用装置d，B符合题意；Cu与浓硫酸需在加热条件下才能反应制得SO2，应选用装置c，SO2密度比空气的大，采用向上排空气法收集，选用装置d，C不符合题意；Cu和浓硝酸反应不需要加热，故可选择装置b，但NO2与水会反应，不能采用排水法收集，D不符合题意。5.水生生物参与氮循环过程的示意图如图所示。下列说法正确的是（）A.NH2OH分子与N2H4分子中的共价键类型完全相同B.反应②③⑥中N均被氧化C.等量NO2－参加反应，反应④转移的电子数比反应⑤多D.水生生物参与的氮循环，既可以为其他生物提供营养物质，又可以减轻水体富营养化解析：DNH2OH的结构式为，只含有极性键，N2H4的结构式为，含有极性键和非极性键，二者共价键类型不完全相同，A错误；反应③中，N由－1价降低到－2价，被还原，B错误；若有1molNO2－参与反应④，转移4mol电子，若有1molNO2－参与反应⑤，转移3mol电子，反应④比反应⑤多转移1mol电子，但等量并不意味着NO2－的物质的量为1mol，C错误；水生生物参与的氮循环，既可以合成蛋白质，为其他生物提供营养物质，又可以将NO2－、NO3－转化为N6.（2025·湖南长沙模拟）如图是某课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案。下列有关操作不可能引发喷泉现象的是（）A.挤压装置①的胶头滴管使CCl4全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹B.挤压装置②的胶头滴管使NaOH溶液全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹C.用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气并打开止水夹D.向装置④的烧杯中慢慢加入足量NaOH固体并打开止水夹解析：B氢气不溶于水，也不和NaOH反应，所以烧瓶中的气体压强不会有明显的变化，故不能形成喷泉。7.（2025·广东佛山模拟）用如图装置分别进行两个实验：①先注入HCl，再打开止水夹b；②先打开止水夹b，再将a中水注入三颈烧瓶。下列说法正确的是（）A.实验室可以加热NH4Cl直接制取NH3B.实验②观察到三颈烧瓶中产生红色的“喷泉”C.实验①先产生白雾，然后观察到“喷泉”现象D.实验①后三颈烧瓶中一定存在c（NH3·H2O）＋c（NH4＋）＝c（Cl解析：B氯化铵加热生成氨和氯化氢，两者遇冷又生成氯化铵固体，实验室一般不用加热NH4Cl直接制取NH3，A错误；实验②观察到三颈烧瓶中产生红色的“喷泉”，B正确；实验①先产生白烟，然后观察到“喷泉”现象，C错误；实验①中不确定初始氨和氯化氢气体的量的关系，不确定反应后三颈烧瓶中是否存在c（NH3·H2O）＋c（NH4＋）＝c（Cl－），8.（2025·东北师大附中模拟）某学习小组设计如图所示实验装置（装置中空气已排尽）探究氮的氧化物的性质。下列说法不正确的是（）A.装置Ⅰ中产生红棕色气体，体现浓硝酸的强氧化性B.将装置Ⅱ浸入热水浴中，气体颜色变深，说明2NO2（g）⇌N2O4（g）是放热反应C.装置Ⅲ中的溶液变蓝，说明NO2氧化了金属铜D.向装置Ⅴ中加入蒸馏水，无色气体变为红棕色解析：C铜与浓硝酸反应生成红棕色气体NO2，体现浓硝酸的强氧化性，A正确；将装置Ⅱ浸入热水浴中，气体颜色变深，说明升高温度2NO2（g）⇌N2O4（g）平衡逆向移动，正反应方向是放热反应，B正确；NO2溶于水生成硝酸，装置Ⅲ中的溶液变蓝是硝酸氧化了金属铜，不是NO2氧化了铜，C错误；向装置Ⅴ中加入蒸馏水，Na2O2与水反应生成O2，O2与无色气体NO反应生成红棕色气体NO2，D正确。9.（2025·湖北武汉重点高中联考）氮及其化合物的“价—类”二维图如图所示。下列说法正确的是（）A.X可通过加热氯化铵固体制取B.从物质类别角度分析，P和Z都属于酸性氧化物C.将X转化为Q的过程，属于氮的固定D.浓的Y溶液保存在棕色试剂瓶中，并置于冷暗处解析：D根据化合价以及所属物质类别可知，X为NH3，Q为NO，Z为NO2，P为N2O5，Y为HNO3，W为NH3·H2O。直接加热氯化铵固体分解生成的HCl和氨气又会反应生成氯化铵，A错误；Z为NO2，NO2与碱发生氧化还原反应，生成两种盐，不是酸性氧化物，B错误；氮的固定是指将游离态的氮转化为化合态，X转化为Q的过程是一种化合态转化为另一种化合态，不属于氮的固定，C错误；浓硝酸见光易分解，需保存在棕色试剂瓶中，并置于冷暗处，D正确。10.某校化学研究学习小组设计实验验证NH3能还原CuO。请回答下列问题：（1）装置C中反应的化学方程式是。（2）试剂X为。（3）请将提供的装置按合理顺序连接：g→（填接口的字母）。（4）装置B的作用是以及。（5）若装置B末端逸出的为无毒无污染气体，则A中反应的化学方程式为。（6）证明NH3能与CuO反应的实验现象是。答案：（1）2NH4Cl＋Ca（OH）2△CaCl2＋2NH3↑＋2H2O（2）碱石灰（3）f→h→a→b→d→e→c（或f→h→b→a→d→e→c）（4）吸收尾气，防止倒吸隔绝空气，防止空气中的水蒸气进入装置D中（5）2NH3＋3CuO△3Cu＋N2＋3H2O（6）装置解析：氯化铵和氢氧化钙在加热条件下反应生成氯化钙、氨气和水，装置C生成氨气后，首先经过E碱石灰干燥剂干燥，再通入A中，氨气还原氧化铜生成铜、水和氮气，反应生成的气体通过D无水硫酸铜进行检验，最后用装置B吸收剩余气体。（1）氯化铵和氢氧化钙在加热条件下反应生成氯化钙、氨气和水，2NH4Cl＋Ca（OH）2△CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。（2）E装置用于干燥氨气，氨气为碱性气体，可以使用碱石灰干燥。（3）由分析可知，装置按合理顺序连接：g→f→h→a→b→d→e→c或g→f→h→b→a→d→e→c。（4）尾气中含有氨气会污染空气，且氨气极易溶于水会导致倒吸，故装置B的作用是吸收尾气，防止倒吸以及防止空气中的水蒸气进入装置D中。（5）若装置B末端逸出的为无毒无污染气体，根据元素守恒可知，生成的气体为氮气，则A中反应为氨气还原氧化铜生成铜、水和氮气，化学方程式为2NH3＋3CuO△3Cu＋N2＋3H2O。（6）氨气还原氧化铜生成铜、水和氮气，铜为红色固体、水能使无水硫酸铜变蓝色，装置11.某化学小组通过实验探究NH3、NO2的性质。探究Ⅰ：利用如图装置探究NO2能否被NH3还原（K1、K2为止水夹，夹持固定装置略去）。（1）A装置中制取NH3的化学方程式是。（2）甲、乙分别是（填字母）。A.浓硫酸、碱石灰 B.碱石灰、碱石灰C.碱石灰、无水氯化钙 D.五氧化二磷、五氧化二磷（3）若NO2能够被NH3还原，预期C装置中能观察到的现象是。（4）此实验装置存在一个明显的缺陷是。探究Ⅱ：探究NO2、O2混合气体的喷泉实验。（5）请在G装置中的虚线上画出导管实线图。（6）G装置中浓硫酸有三种作用：混合NO2、O2气体；干燥NO2、O2；。（7）将G装置上面的圆底烧瓶收集满气体后进行喷泉实验，若混合气体全部被吸收，则所得溶液的物质的量浓度为mol·L－1（保留两位有效数字）（假设为标准状况下）。答案：（1）CaO＋NH3·H2ONH3↑＋Ca（OH）2（2）C（3）混合气体颜色变浅（4）缺少尾气吸收装置（5）（6）观察气泡的生成速率，控制混合气体的比例（7）0.036解析：（1）将浓氨水滴入生石灰中，发生反应：CaO＋NH3·H2ONH3↑＋Ca（OH）2，放出NH3。（2）干燥NH3只能用碱石灰，干燥NO2可用五氧化二磷或无水氯化钙。（3）若NO2能与NH3反应，则C装置中混合气体颜色变浅。（4）由于NH3、NO2均能污染空气，因此与它们相关的实验均应有尾气吸收装置。（5）O2、NO2的密度均比空气大，故应进气管短，出气管长。（7）烧瓶中充满溶液，发生反应4NO2＋O2＋2H2O4HNO3，HNO3的物质的量是恰好完全反应的NO2和O2（体积比4∶1）总物质的量的45，溶液体积等于恰好完全反应的NO2和O2的总体积，设烧瓶中恰好完全反应的NO2和O2的总体积为V，所得溶液的物质的量浓度为V22.4L·mol－1×45V＝122.12.图示分析是学习化学重要手段之一，学习过程中常遇到各类“数形结合”问题。结合所给图示回答相关问题：（1）如图是氮元素的“价—类”二维图的部分信息。①X的电子式为；Y的化学式为。②图中关于NO2转化为HNO3的反应过程，下列说法不正确的是（填字母）。a.氮元素的化合价不发生变化b.该转化过程中，NO2一定既是氧化剂，又是还原剂c.若用NO2与H2O反应制取HNO3，可生成另一种产物NO③如图为氨气水溶性的探究：利用如图所示的装置进行实验，欲观察的现象是；合理的验证操作为。④N2和H2在固氮酶的作用下转化为氨气，最后生成被植物吸收的NH4＋，其中固氮酶的作用是。（2）氨是重要的化工原料。某工厂用氨制硝酸和铵盐的流程如图所示：设备1、3中发生反应的化学方程式分别是、；设备2中通入的物质A是。答案：（1）①H︰N‥‥H︰HN②ab③烧瓶内形成红色喷泉，最终水充满烧瓶挤压胶头滴管，使少量的水进入烧瓶，打开止水夹④催化剂（2）4NH3＋5O24NO＋6H2OHNO3＋NH3NH4NO3空气或O2解析：（1）②NO2转化为HNO3，氮元素的化合价升高，a错误；该转化过程中，若NO2与水反应，N元素化合价既升高又降低，NO2既是氧化剂又是还原剂，NO2还可以被氧化剂氧化，如4NO2＋O2＋2H2O4HNO3，NO2是还原剂，b错误；NO2与H2