练习四 氮及其化合物（原卷版）
一、选择题
1．(2021·全国甲卷)化学与人体健康及环境保护息息相关。下列叙述正确的是( )
A．食品加工时不可添加任何防腐剂
B．掩埋废旧电池不会造成环境污染
C．天然气不完全燃烧会产生有毒气体
D．使用含磷洗涤剂不会造成水体污染
2．(2021·湖南高考)下列有关湘江流域的治理和生态修复的措施中，没有涉及化学变化的是( )
A．定期清淤，疏通河道
B．化工企业“三废”处理后，达标排放
C．利用微生物降解水域中的有毒有害物质
D．河道中的垃圾回收分类后，进行无害化处理
3．下列叙述中与氮的固定无关的是( )
A．工业合成氨
B．工业上将氨转化成硝酸和其他氮的氧化物
C．豆科植物的根瘤菌吸收空气中的氮气使之转化成植物蛋白质
D．电闪雷鸣的雨天，N2会与O2反应并最终转化为硝酸盐被植物吸收
4．下图为N2分子在催化剂的作用下发生的一系列转化示意图：
下列叙述错误的是( )
A．反应①属于氮的固定；反应②可用于工业上合成HNO3
B．在催化剂a、b的作用下，化学反应速率和平衡转化率均提高了
C．N2与H2反应生成NH3的原子利用率为100%
D．在反应①和反应②中，均有极性共价键形成，并且反应①中的氮原子发生了还原反应，而反应②中的氮原子发生了氧化反应
5．下列有关氮的氧化物的说法正确的是( )
A．因NO2与水反应可生成HNO3，故NO2是HNO3的酸酐
B．NO2为红棕色气体，因此将NO2通入水中，溶液显红棕色
C．NO、NO2都有毒，且NO是汽车尾气的有害成分之一
D．NO2与溴蒸气可用NaOH溶液鉴别，溶于NaOH溶液得到无色溶液的是NO2，得到橙色溶液的为溴蒸气
6．在一定条件下，将NO2和O2的混合气体12 mL通入足量水中，充分反应后剩余2 mL气体(同温同压下)，则原混合气体中氧气的体积为( )
①1.2 mL ②2.4 mL ③3 mL ④4 mL
A．①② B．②③
C．③④ D．①④
7．科学家预测，氨有望取代氢能，成为重要的新一代绿色能源。下列有关说法错误的是( )
A．液氨可以作为溶剂使用，而氢的沸点极低，不易液化
B．液氨作为清洁能源的反应原理是4NH3＋5O24NO＋6H2O
C．氨气比空气轻，标准状况下密度约为0.76 g·L－1
D．氨气与氢气相比，优点在于氨气不容易发生爆炸，使用时更安全
8．试管中盛有白色晶体，检验它是否是铵盐的方法中不可行的是( )
A．加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口
B．加氢氧化钠溶液，加热，将湿润的酚酞试纸放在试管口
C．加氢氧化钠溶液，加热，将蘸有浓盐酸的玻璃棒放在试管口
D．加氢氧化钠溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口
9．同温同压下，两个等体积的干燥圆底烧瓶中分别充满：①NH3，②NO2，进行喷泉实验。经充分反应后，瓶内溶液的物质的量浓度大小关系为( )
A．①>② B．①<②
C．①＝② D．不能确定
10．(2023·苏北四市高三统考)实验室制取并收集少量NH3，下列实验装置和操作不能达到实验目的的是( )
A．用装置甲制取NH3
B．用装置乙干燥NH3
C．用装置丙收集NH3
D．用装置丁吸收NH3
11．某化学兴趣小组进行了有关Cu、硝酸、硫酸化学性质的实验，实验过程如图所示。下列有关说法正确的是( )
A．①中溶液呈蓝色，试管口有红棕色气体产生，稀硝酸被还原为NO2
B．③中反应的化学方程式为3Cu＋Cu(NO3)2＋4H2SO4===4CuSO4＋2NO↑＋4H2O
C．③中滴加稀硫酸，铜片继续溶解，说明稀硫酸的氧化性比稀硝酸的强
D．由上述实验可知，Cu在常温下既可与稀硝酸反应，又可与稀硫酸反应
12．关于氮的转化关系如图，则下列说法不正确的是( )
A．路线①②③是工业生产硝酸的主要途径
B．路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径
C．氮气在足量的氧气中通过一步反应可生成NO2
D．上述所有反应都是氧化还原反应
13．将一定质量的镁、铜合金加入稀硝酸中，两者恰好完全反应，共产生NO气体4.48 L(标准状况)，向所得溶液中加入物质的量浓度为3 mol·L－1的NaOH溶液至沉淀完全。则下列有关叙述中不正确的是( )
A．开始加入合金的物质的量之和为0.3 mol
B．生成沉淀的质量与原合金的质量相比增加10.2 g
C．反应中被还原和未被还原的硝酸物质的量之比为3∶1
D．沉淀完全时消耗NaOH溶液的体积为200 mL
14．向m g镁、铜合金中加入稀硝酸至合金恰好完全溶解(设硝酸的还原产物只有NO)，向所得溶液中加入物质的量浓度为2 mol·L－1的NaOH溶液至沉淀达到最大值，产生沉淀的质量为(m＋n)g，则下列有关叙述中不正确的是( )
A．若n＝5.1，则m的值可能为9.8
B．若n＝5.1，则参加反应的硝酸的物质的量为0.4 mol
C．若n＝5.1，则加入的NaOH溶液的体积为150 mL
D．若n＝5.1，则被还原的硝酸的物质的量为0.1 mol
15．现有硫酸和硝酸的浓度分别为4 mol·L－1和2 mol·L－1的混合液，取10 mL加入过量铁粉，若硝酸的还原产物为NO，充分反应后产生的气体在标准状况下的体积为( )
A．0.224 L B．0.448 L
C．0.672 L D．0.896 L
16．将镁铝合金溶于100 mL稀硝酸中，产生1.12 L NO气体(标准状况)，向反应后的溶液中加入NaOH溶液，产生沉淀情况如图所示。下列说法错误的是( )
A．合金中铝的质量为0.81 g
B．沉淀的最大质量为4.08 g
C．氢氧化钠溶液浓度为3 mol·L－1
D．硝酸的物质的量浓度为1.8 mol·L－1
17．在微生物作用下NH可以转化为NO，处理氨氮废水的工艺流程如下，
下列说法错误的是( )
A．加入NaOH溶液调pH，可以实现部分NH3的回收
B．硝化过程的离子方程式为NH＋2O2＋2OH－===NO＋3H2O
C．反硝化过程，需要继续加NaOH溶液调pH
D．理论上消耗1 mol甲醇可以生成标准状况下35.84 L气体
18．(2023·广东省深圳市光明区高三模拟)宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一，下列关于含N化合物的物质性质实验对应的反应方程式书写不正确的是( )
A．将过量氨气通入氯化铝溶液中：4NH3＋Al3＋＋2H2O===AlO＋4NH
B．用浓氨水检验氯气管道是否泄漏：8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl
C．温度升高气体颜色加深：N2O4(g)??2NO2(g) ΔH>0
D．NaNO2溶液显碱性：NO＋H2O??HNO2＋OH－
19．(2023·广东省六校联考)部分含氮、硫元素的化合物的价—类二维图如图所示。下列关于各物质的说法错误的是( )
A．i在一定条件下均可以与a、b、c发生反应
B．e的浓溶液可用于干燥c、f、g
C．g与CO在汽车催化转化器中会转化成两种无毒气体
D．实验室中产生的h可用NaOH溶液吸收
20．探究氨气及铵盐性质的过程中，下列根据实验现象得出的结论不正确的是( )
A．加热NH4HCO3固体，观察到固体逐渐减少，试管口有液滴产生，说明NH4HCO3受热不稳定
B．将pH＝11的氨水稀释1000倍，测得pH＞8，说明NH3·H2O为弱碱
C．将集有氨气的试管倒扣于水槽中，液体迅速充满试管，说明氨气极易溶于水
D．将红热的Pt丝伸入如图所示的锥形瓶中，瓶口出现少量红棕色气体，说明氨气的氧化产物为NO2
21．将2.56 g Cu和一定量的浓硝酸反应，随着Cu的不断减少，反应生成气体的颜色逐渐变浅，当Cu反应完毕时，共收集到气体1.12 L(已折算为标准状况下的体积)，则反应中消耗HNO3的物质的量为( )
A．0.05 mol B．0.08 mol
C．0.13 mol D．0.22 mol
22．某兴趣小组设计利用下列实验装置用铁粉将NO还原为N2(同时生成FeO)。
已知：①浓硝酸可氧化NO；②NaOH溶液能吸收NO2，不吸收NO。
下列说法不正确的是( )
A．装置的连接顺序为a→j→i→f→e→h→g(或g→h)→b→c→d
B．装置E中发生反应的化学方程式为2NO＋2Fe2FeO＋N2
C．装置D的作用是吸收挥发出来的硝酸和产生的NO2
D．装置B的作用是将未反应的NO氧化为NO2
23．将充有m mL NO2和n mL NO气体的试管倒立于盛水的水槽中，然后通入n mL O2，且m>n，则充分反应后，试管中气体在同温同压下的体积为( )
A. mL B. mL
C. mL D. mL
24．(2023·广东省六校联考)氨广泛应用于化工、化肥、制药等领域，一种新型合成方法如下。下列说法错误的是( )
A．反应①属于人工固氮
B．反应③可利用电解MgCl2溶液的方法实现
C．该转化过程总反应为2N2＋6H2O===4NH3＋3O2
D．反应⑤在无水环境中进行时有白烟产生
25．如图的每一方格中表示有关的一种反应物或生成物，其中A、C、D、E为无色气体，F为红棕色气体。下列说法不正确的是( )
A．F与水的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1
B．用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近瓶口可以检验C气体是否收集满
C．M可能是纯净物或混合物
D．D在一定条件下可以与C发生置换反应
二、非选择题
26．已知A～H均是中学化学常见物质，它们之间有下图所示转化关系(部分产物已略去)。已知：A为酸式盐，常用作化肥；常温下B、D、E、F、G均为气体，C为无色液体。
回答下列问题：
(1)列举工业上D的一种具体用途：____________________。
(2)反应①的离子方程式为__________________________________________________。
(3)在反应②中，若生成1.6 g E，则转移电子的数目为________。
(4)反应③的化学方程式为______________________________。
(5)在反应④中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
27．利用如图所示的装置，可以验证NH3和HCl的有关性质。实验前a、b、c活塞均关闭。
(1)若要在烧瓶Ⅱ中产生“喷泉”现象，烧瓶Ⅰ中不产生“喷泉”现象，其操作方法是________________________________。
(2)若先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管，在烧瓶中可观察到的现象是________________。
(3)通过挤压胶头滴管和控制活塞的开关，在烧瓶Ⅰ中产生“喷泉”现象，烧瓶Ⅱ中不产生“喷泉”现象，其操作方法是_____________________________________________________。若要在该装置中产生双喷泉现象，其操作方法是_________________________________
___________________________________________。
28．某化学兴趣小组为了制取氨并探究其性质，按下列装置(部分夹持装置已略去)进行实验。
(1)若氨的发生装置选择a，则其化学方程式为____________________________________。
(2)若氨的发生装置选择b，则所用的试剂为____________和________。
(3)B装置中的干燥剂可选用________。
(4)实验中观察到C装置中的现象是__________。
(5)当实验进行一段时间后，挤压D装置中的胶头滴管，滴入1～2滴浓盐酸，可观察到的现象是________。
(6)E中倒扣漏斗的作用是________。
29．某化学兴趣小组利用下列装置制取氨气并探究氨气的有关性质。
(1)图1是实验室制取氨气的发生装置，试管中反应的化学方程式为__________________。
(2)图2可用于实验室快速制取氨气，烧瓶内试剂可选用________(填字母)。
a．碱石灰 b．浓硫酸
c．生石灰 d．五氧化二磷
(3)为探究氨气的溶解性，先利用图3装置收集氨气，氨气的进气口为________(填“a”或“b”)，在实验过程中观察到图3中的烧瓶内产生了红色喷泉，则说明氨气具有的物理性质是____________。
(4)用上面装置制得的NH3进行如下实验(实验前旋塞1、2均关闭)。
①先打开旋塞1，D瓶中的现象是________，原因是________________(用化学方程式表示)；
②稳定后，关闭旋塞1，再打开旋塞2，观察到的现象是____________。
(5)为防止环境污染，以下装置(除⑤标明外，其余盛放的液体均为水)可用于吸收多余氨气的是________(填序号)。
30．氨氮已成为环境的主要污染物并引起了社会各界的关注，氨氮在水体中以NH3和NH两种形式存在，开发经济、高效的除氮技术成为水污染治理的重点和热点。回答下列问题：
(1)生物脱氮法
通常包括生物硝化和生物反硝化两个阶段，反应流程如下：
①写出“反应1”的离子方程式：______________________________。
②反硝化阶段，在缺氧条件下，反硝化菌与有机碳源(醇、有机酸等)使NO转化为N2，从而消除污染，则有机碳源的作用是______________。
(2)汽提法
当废水中pH较高时(氨氮以NH3形式存在)，利用水蒸气将其从水中吹出，消除污染。该操作一般在吹脱塔中进行，废水从吹脱塔的塔顶往下流，水蒸气从下面鼓入。用水蒸气吹出NH3的原理是__________________________________；吹脱塔中进料方式的优点为__________________________。
(3)光催化降解法(最先进的方法)
该方法是指利用TiO2作催化剂，在其获得能量后，释放出光电子(e－)和形成空穴(h＋)，空穴(h＋)与H2O产生活性很强的羟基自由基(·OH)，将NH转化为NO，光电子(e－)再将NO转化为N2。反应机理用方程式简单表示如下：
Ⅰ.TiO2＋hν―→e－＋h＋
Ⅱ.h＋＋H2O===·OH＋________
Ⅲ.NH＋·OH―→
Ⅳ.NO＋e－―→
①反应机理“Ⅱ”空格中物质的化学式为________。
②反应机理“Ⅲ、Ⅳ”中的离子方程式分别为______________________________、________________________。
练习四 氮及其化合物（解析版）
一、选择题
1．(2021·全国甲卷)化学与人体健康及环境保护息息相关。下列叙述正确的是( )
A．食品加工时不可添加任何防腐剂
B．掩埋废旧电池不会造成环境污染
C．天然气不完全燃烧会产生有毒气体
D．使用含磷洗涤剂不会造成水体污染
答案 C
2．(2021·湖南高考)下列有关湘江流域的治理和生态修复的措施中，没有涉及化学变化的是( )
A．定期清淤，疏通河道
B．化工企业“三废”处理后，达标排放
C．利用微生物降解水域中的有毒有害物质
D．河道中的垃圾回收分类后，进行无害化处理
答案 A
3．下列叙述中与氮的固定无关的是( )
A．工业合成氨
B．工业上将氨转化成硝酸和其他氮的氧化物
C．豆科植物的根瘤菌吸收空气中的氮气使之转化成植物蛋白质
D．电闪雷鸣的雨天，N2会与O2反应并最终转化为硝酸盐被植物吸收
答案 B
4．下图为N2分子在催化剂的作用下发生的一系列转化示意图：
下列叙述错误的是( )
A．反应①属于氮的固定；反应②可用于工业上合成HNO3
B．在催化剂a、b的作用下，化学反应速率和平衡转化率均提高了
C．N2与H2反应生成NH3的原子利用率为100%
D．在反应①和反应②中，均有极性共价键形成，并且反应①中的氮原子发生了还原反应，而反应②中的氮原子发生了氧化反应
答案 B
5．下列有关氮的氧化物的说法正确的是( )
A．因NO2与水反应可生成HNO3，故NO2是HNO3的酸酐
B．NO2为红棕色气体，因此将NO2通入水中，溶液显红棕色
C．NO、NO2都有毒，且NO是汽车尾气的有害成分之一
D．NO2与溴蒸气可用NaOH溶液鉴别，溶于NaOH溶液得到无色溶液的是NO2，得到橙色溶液的为溴蒸气
答案 C
6．在一定条件下，将NO2和O2的混合气体12 mL通入足量水中，充分反应后剩余2 mL气体(同温同压下)，则原混合气体中氧气的体积为( )
①1.2 mL ②2.4 mL ③3 mL ④4 mL
A．①② B．②③
C．③④ D．①④
答案 D
解析 由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可知，若剩余的气体是O2，则V(NO2)＝×(12 mL－2 mL)＝8 mL，V(O2)＝12 mL－8 mL＝4 mL。根据反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO知，若剩余的气体是NO(2 mL) 6 mL NO2，则V(O2)＝×(12 mL－6 mL)＝1.2 mL。
7．科学家预测，氨有望取代氢能，成为重要的新一代绿色能源。下列有关说法错误的是( )
A．液氨可以作为溶剂使用，而氢的沸点极低，不易液化
B．液氨作为清洁能源的反应原理是4NH3＋5O24NO＋6H2O
C．氨气比空气轻，标准状况下密度约为0.76 g·L－1
D．氨气与氢气相比，优点在于氨气不容易发生爆炸，使用时更安全
答案 B
解析 B项反应中有污染性气体NO产生，不符合清洁能源的要求，正确的化学方程式为4NH3＋3O22N2＋6H2O。
8．试管中盛有白色晶体，检验它是否是铵盐的方法中不可行的是( )
A．加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口
B．加氢氧化钠溶液，加热，将湿润的酚酞试纸放在试管口
C．加氢氧化钠溶液，加热，将蘸有浓盐酸的玻璃棒放在试管口
D．加氢氧化钠溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口
答案 A
9．同温同压下，两个等体积的干燥圆底烧瓶中分别充满：①NH3，②NO2，进行喷泉实验。经充分反应后，瓶内溶液的物质的量浓度大小关系为( )
A．①>② B．①<②
C．①＝② D．不能确定
答案 C
解析 设烧瓶的容积为V L，在相同条件下，气体摩尔体积相同，烧瓶的容积相同，根据n＝知，氨气、NO2的物质的量之比为1∶1，因NO2能与水反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，所以两烧瓶中溶质的物质的量之比为3∶2；两烧瓶中溶液的体积分别为V L、V L，所以两烧瓶中溶液的物质的量浓度之比为∶＝1∶1。
10．(2023·苏北四市高三统考)实验室制取并收集少量NH3，下列实验装置和操作不能达到实验目的的是( )
A．用装置甲制取NH3
B．用装置乙干燥NH3
C．用装置丙收集NH3
D．用装置丁吸收NH3
答案 B
解析 氨气可与浓硫酸反应，应用碱石灰干燥氨气，B项不能达到实验目的。
11．某化学兴趣小组进行了有关Cu、硝酸、硫酸化学性质的实验，实验过程如图所示。下列有关说法正确的是( )
A．①中溶液呈蓝色，试管口有红棕色气体产生，稀硝酸被还原为NO2
B．③中反应的化学方程式为3Cu＋Cu(NO3)2＋4H2SO4===4CuSO4＋2NO↑＋4H2O
C．③中滴加稀硫酸，铜片继续溶解，说明稀硫酸的氧化性比稀硝酸的强
D．由上述实验可知，Cu在常温下既可与稀硝酸反应，又可与稀硫酸反应
答案 B
12．关于氮的转化关系如图，则下列说法不正确的是( )
A．路线①②③是工业生产硝酸的主要途径
B．路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径
C．氮气在足量的氧气中通过一步反应可生成NO2
D．上述所有反应都是氧化还原反应
答案 C
13．将一定质量的镁、铜合金加入稀硝酸中，两者恰好完全反应，共产生NO气体4.48 L(标准状况)，向所得溶液中加入物质的量浓度为3 mol·L－1的NaOH溶液至沉淀完全。则下列有关叙述中不正确的是( )
A．开始加入合金的物质的量之和为0.3 mol
B．生成沉淀的质量与原合金的质量相比增加10.2 g
C．反应中被还原和未被还原的硝酸物质的量之比为3∶1
D．沉淀完全时消耗NaOH溶液的体积为200 mL
答案 C
解析 标准状况下4.48 L NO的物质的量为0.2 mol，由HNO3生成0.2 mol NO得到电子的物质的量为0.2 mol×(5－2)＝0.6 mol，铜、镁都是失去2个电子形成金属离子，根据得失电子守恒可知，参加反应的金属的物质的量为0.3 mol，A正确；镁、铜合金转化为Mg(OH)2、Cu(OH)2沉淀，沉淀中增加的质量即为氢氧根离子的质量，根据电荷守恒可知，0.3 mol Mg2＋和Cu2＋生成沉淀共消耗0.6 mol氢氧化钠，则含有氢氧根离子的质量为17 g·mol－1×0.6 mol＝10.2 g，B正确；根据3Mg＋8HNO3(稀)===3Mg(NO3)2＋2NO↑＋4H2O、3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O两个反应可知，被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比为2∶6＝1∶3，C错误；消耗NaOH溶液的体积为＝0.2 L＝200 mL，D正确。
14．向m g镁、铜合金中加入稀硝酸至合金恰好完全溶解(设硝酸的还原产物只有NO)，向所得溶液中加入物质的量浓度为2 mol·L－1的NaOH溶液至沉淀达到最大值，产生沉淀的质量为(m＋n)g，则下列有关叙述中不正确的是( )
A．若n＝5.1，则m的值可能为9.8
B．若n＝5.1，则参加反应的硝酸的物质的量为0.4 mol
C．若n＝5.1，则加入的NaOH溶液的体积为150 mL
D．若n＝5.1，则被还原的硝酸的物质的量为0.1 mol
答案 A
解析 根据质量守恒定律及题意可知，n g即为Mg(OH)2和Cu(OH)2中OH－的质量，n＝5.1，即n(OH－)＝0.3 mol，则n(NaOH)＝0.3 mol，NaOH溶液体积为＝0.15 L＝150 mL，C正确；因沉淀组成都可表示为R(OH)2，则n(Mg＋Cu)＝0.15 mol，利用极值法知，3.6
A．0.224 L B．0.448 L
C．0.672 L D．0.896 L
答案 C
解析 根据题意知，10 mL混合液中n(H＋)＝0.1 mol，n(NO)＝0.02 mol，由反应的离子方程式3Fe＋8H＋＋2NO===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O可知，H＋过量，生成的NO为0.02 mol，剩余n(H＋)＝0.1 mol－0.08 mol＝0.02 mol；再根据Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，可得生成的H2为0.01 mol，故产生的气体在标准状况下的体积为V＝(0.02 mol＋0.01 mol)×22.4 L·mol－1＝0.672 L。
16．将镁铝合金溶于100 mL稀硝酸中，产生1.12 L NO气体(标准状况)，向反应后的溶液中加入NaOH溶液，产生沉淀情况如图所示。下列说法错误的是( )
A．合金中铝的质量为0.81 g
B．沉淀的最大质量为4.08 g
C．氢氧化钠溶液浓度为3 mol·L－1
D．硝酸的物质的量浓度为1.8 mol·L－1
答案 D
解析 由题给图示变化情况可知，向反应后的溶液中加入氢氧化钠溶液，开始没有沉淀，说明硝酸过量，与硝酸反应的氢氧化钠溶液是10 mL，沉淀达到最多时，消耗氢氧化钠溶液共60 mL(包括中和剩余硝酸所消耗的10 mL)，溶解氢氧化铝消耗的氢氧化钠溶液是10 mL，则生成氢氧化铝消耗的氢氧化钠溶液是30 mL，生成氢氧化镁消耗的氢氧化钠溶液是20 mL，由反应的离子方程式Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓、Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓可知，镁铝合金中镁、铝的物质的量之比为1∶1；标准状况下1.12 L NO气体的物质的量为0.05 mol。设镁、铝合金中镁、铝的物质的量均为x，由得失电子守恒可得2x＋3x＝0.05 mol×3，解得x＝0.03 mol，故合金中铝的质量为0.03 mol×27 g·mol－1＝0.81 g，A正确；沉淀的最大质量为0.03 mol×58 g·mol－1＋0.03 mol×78 g·mol－1＝4.08 g，B正确；沉淀达到最多时用于生成沉淀所消耗氢氧化钠溶液是50 mL，50 mL溶液中氢氧化钠的物质的量为0.03 mol×2＋0.03 mol×3＝0.15 mol，故氢氧化钠溶液的浓度为＝3 mol·L－1，C正确；沉淀达到最大量时所得溶液是硝酸钠溶液，由电荷守恒可知，溶液中硝酸根离子的物质的量为3 mol·L－1×0.06 L＝0.18 mol，由氮原子守恒可知100 mL稀硝酸中硝酸的物质的量为0.18 mol＋0.05 mol＝0.23 mol，物质的量浓度为＝2.3 mol·L－1，D错误。
17．在微生物作用下NH可以转化为NO，处理氨氮废水的工艺流程如下，
下列说法错误的是( )
A．加入NaOH溶液调pH，可以实现部分NH3的回收
B．硝化过程的离子方程式为NH＋2O2＋2OH－===NO＋3H2O
C．反硝化过程，需要继续加NaOH溶液调pH
D．理论上消耗1 mol甲醇可以生成标准状况下35.84 L气体
答案 C
解析 向氨氮废水中加入NaOH溶液，调节pH并升温至30 ℃，发生反应NH＋OH－NH3↑＋H2O，通入空气将氨赶出并回收再利用，得到低浓度的氨氮废水；硝化过程中，碱性环境下通入氧气，在微生物作用下实现NH→NO→NO的转化，发生反应：NH＋2O2＋2OH－===NO＋3H2O；反硝化过程中，调节pH至酸性，加入具有还原性的甲醇(CH3OH)实现HNO3→N2转化，发生反应：5CH3OH＋6HNO35CO2↑＋3N2↑＋13H2O。
18．(2023·广东省深圳市光明区高三模拟)宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一，下列关于含N化合物的物质性质实验对应的反应方程式书写不正确的是( )
A．将过量氨气通入氯化铝溶液中：4NH3＋Al3＋＋2H2O===AlO＋4NH
B．用浓氨水检验氯气管道是否泄漏：8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl
C．温度升高气体颜色加深：N2O4(g)??2NO2(g) ΔH>0
D．NaNO2溶液显碱性：NO＋H2O??HNO2＋OH－
答案 A
19．(2023·广东省六校联考)部分含氮、硫元素的化合物的价—类二维图如图所示。下列关于各物质的说法错误的是( )
A．i在一定条件下均可以与a、b、c发生反应
B．e的浓溶液可用于干燥c、f、g
C．g与CO在汽车催化转化器中会转化成两种无毒气体
D．实验室中产生的h可用NaOH溶液吸收
答案 B
解析 硝酸具有强氧化性，可以氧化H2S、S、SO2，A正确；浓硫酸不能干燥氨气(f)，B错误；NO、CO在催化转化器中发生反应的化学方程式为2NO＋2CO===N2＋2CO2，C正确；NO2与NaOH溶液反应的化学方程式为2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O，D正确。
20．探究氨气及铵盐性质的过程中，下列根据实验现象得出的结论不正确的是( )
A．加热NH4HCO3固体，观察到固体逐渐减少，试管口有液滴产生，说明NH4HCO3受热不稳定
B．将pH＝11的氨水稀释1000倍，测得pH＞8，说明NH3·H2O为弱碱
C．将集有氨气的试管倒扣于水槽中，液体迅速充满试管，说明氨气极易溶于水
D．将红热的Pt丝伸入如图所示的锥形瓶中，瓶口出现少量红棕色气体，说明氨气的氧化产物为NO2
答案 D
解析 4NH3＋5O24NO＋6H2O，2NO＋O2===2NO2，NH3的氧化产物应为NO，D错误。
21．将2.56 g Cu和一定量的浓硝酸反应，随着Cu的不断减少，反应生成气体的颜色逐渐变浅，当Cu反应完毕时，共收集到气体1.12 L(已折算为标准状况下的体积)，则反应中消耗HNO3的物质的量为( )
A．0.05 mol B．0.08 mol
C．0.13 mol D．0.22 mol
答案 C
解析 铜和浓硝酸反应生成NO2，随着反应的进行，HNO3浓度不断减小变为稀硝酸，而Cu与稀硝酸反应时生成NO，故生成的气体有NO2和NO，体积为1.12 L，则n(NO2)＋n(NO)＝0.05 mol，即被还原的硝酸的物质的量为0.05 mol；2.56 g Cu的物质的量为0.04 mol，则生成n[Cu(NO3)2]＝0.04 mol，可知表现酸性的硝酸的物质的量为0.04 mol×2＝0.08 mol，故参加反应的硝酸的物质的量为0.05 mol＋0.08 mol＝0.13 mol。
22．某兴趣小组设计利用下列实验装置用铁粉将NO还原为N2(同时生成FeO)。
已知：①浓硝酸可氧化NO；②NaOH溶液能吸收NO2，不吸收NO。
下列说法不正确的是( )
A．装置的连接顺序为a→j→i→f→e→h→g(或g→h)→b→c→d
B．装置E中发生反应的化学方程式为2NO＋2Fe2FeO＋N2
C．装置D的作用是吸收挥发出来的硝酸和产生的NO2
D．装置B的作用是将未反应的NO氧化为NO2
答案 A
解析 根据分析可知实验原理为“NO被灼热的铁粉还原为N2，同时生成FeO”，所以首先应制备纯净干燥的NO。利用铜与稀硝酸反应生成NO，由于硝酸具有挥发性，所以制得的NO中会混有硝酸蒸气和产生的NO2，故先通过装置D除去挥发出的HNO3和产生的NO2，再通过装置F干燥，得到纯净干燥的NO，然后进入装置E中与铁粉反应，最后处理多余的NO，由于NaOH溶液不与NO反应，而浓硝酸可氧化NO生成NO2，所以先通过装置B氧化NO，再通过装置C吸收，故B、C、D正确，A错误。
23．将充有m mL NO2和n mL NO气体的试管倒立于盛水的水槽中，然后通入n mL O2，且m>n，则充分反应后，试管中气体在同温同压下的体积为( )
A. mL B. mL
C. mL D. mL
答案 B
解析 根据化学方程式
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
3 1
m
所以可看成只有NO气体，体积为 mL，设与NO反应所消耗的氧气的体积为x，根据化学方程式
4NO ＋ 3O2＋2H2O===4HNO3
4 3
mL x
解得x＝ mL，由m>n，可知>n，即氧气不足，完全反应剩余气体为NO，体积为 mL－ mL＝ mL。
24．(2023·广东省六校联考)氨广泛应用于化工、化肥、制药等领域，一种新型合成方法如下。下列说法错误的是( )
A．反应①属于人工固氮
B．反应③可利用电解MgCl2溶液的方法实现
C．该转化过程总反应为2N2＋6H2O===4NH3＋3O2
D．反应⑤在无水环境中进行时有白烟产生
答案 B
25．如图的每一方格中表示有关的一种反应物或生成物，其中A、C、D、E为无色气体，F为红棕色气体。下列说法不正确的是( )
A．F与水的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1
B．用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近瓶口可以检验C气体是否收集满
C．M可能是纯净物或混合物
D．D在一定条件下可以与C发生置换反应
答案 A
解析 F为二氧化氮，与水发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2，A错误。
二、非选择题
26．已知A～H均是中学化学常见物质，它们之间有下图所示转化关系(部分产物已略去)。已知：A为酸式盐，常用作化肥；常温下B、D、E、F、G均为气体，C为无色液体。
回答下列问题：
(1)列举工业上D的一种具体用途：____________________。
(2)反应①的离子方程式为__________________________________________________。
(3)在反应②中，若生成1.6 g E，则转移电子的数目为________。
(4)反应③的化学方程式为______________________________。
(5)在反应④中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
答案 (1)作制冷剂、生产氮肥、生产硝酸等(任写一种)
(2)NH＋HCO＋2OH－NH3↑＋CO＋2H2O
(3)0.1NA
(4)4NH3＋5O24NO＋6H2O
(5)1∶2
解析 已知A是酸式盐，常用作化肥，框图中表明A既能与稀硫酸反应，又能与NaOH溶液反应，且均生成气体，结合A受热分解生成两种气体和一种液体，可推知A是碳酸氢铵，B是CO2，C是H2O，D是NH3；CO2与Na2O2反应生成O2，可知E是O2；NH3经催化氧化生成NO，故F是NO；NO与O2反应生成NO2，故G是NO2；NO2与H2O反应生成HNO3和NO，故H是HNO3。
27．利用如图所示的装置，可以验证NH3和HCl的有关性质。实验前a、b、c活塞均关闭。
(1)若要在烧瓶Ⅱ中产生“喷泉”现象，烧瓶Ⅰ中不产生“喷泉”现象，其操作方法是________________________________。
(2)若先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管，在烧瓶中可观察到的现象是________________。
(3)通过挤压胶头滴管和控制活塞的开关，在烧瓶Ⅰ中产生“喷泉”现象，烧瓶Ⅱ中不产生“喷泉”现象，其操作方法是_____________________________________________________。若要在该装置中产生双喷泉现象，其操作方法是_________________________________
___________________________________________。
答案 (1)先打开a、b活塞，再挤压胶头滴管(或先挤压胶头滴管，再打开a、b活塞)
(2)烧瓶Ⅱ中产生白烟
(3)先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管(或先打开a活塞，挤压胶头滴管，再打开c活塞)，片刻后，关闭a活塞，然后打开b活塞 先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管(或先打开a活塞，挤压胶头滴管，再打开c活塞)，片刻后，打开b活塞
28．某化学兴趣小组为了制取氨并探究其性质，按下列装置(部分夹持装置已略去)进行实验。
(1)若氨的发生装置选择a，则其化学方程式为____________________________________。
(2)若氨的发生装置选择b，则所用的试剂为____________和________。
(3)B装置中的干燥剂可选用________。
(4)实验中观察到C装置中的现象是__________。
(5)当实验进行一段时间后，挤压D装置中的胶头滴管，滴入1～2滴浓盐酸，可观察到的现象是________。
(6)E中倒扣漏斗的作用是________。
答案 (1)2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O
(2)生石灰(或固体NaOH) 浓氨水(答案合理即可)
(3)碱石灰 (4)试纸变蓝 (5)产生白烟
(6)防止倒吸
29．某化学兴趣小组利用下列装置制取氨气并探究氨气的有关性质。
(1)图1是实验室制取氨气的发生装置，试管中反应的化学方程式为________________________________________________________。
(2)图2可用于实验室快速制取氨气，烧瓶内试剂可选用________(填字母)。
a．碱石灰 b．浓硫酸
c．生石灰 d．五氧化二磷
(3)为探究氨气的溶解性，先利用图3装置收集氨气，氨气的进气口为________(填“a”或“b”)，在实验过程中观察到图3中的烧瓶内产生了红色喷泉，则说明氨气具有的物理性质是____________。
(4)用上面装置制得的NH3进行如下实验(实验前旋塞1、2均关闭)。
①先打开旋塞1，D瓶中的现象是________，原因是________________(用化学方程式表示)；
②稳定后，关闭旋塞1，再打开旋塞2，观察到的现象是____________。
(5)为防止环境污染，以下装置(除⑤标明外，其余盛放的液体均为水)可用于吸收多余氨气的是________(填序号)。
答案 (1)Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2H2O＋2NH3↑
(2)ac (3)a 极易溶于水
(4)①出现白烟 NH3＋HCl===NH4Cl
②水倒流入D中
(5)②④⑤
30．氨氮已成为环境的主要污染物并引起了社会各界的关注，氨氮在水体中以NH3和NH两种形式存在，开发经济、高效的除氮技术成为水污染治理的重点和热点。回答下列问题：
(1)生物脱氮法
通常包括生物硝化和生物反硝化两个阶段，反应流程如下：
①写出“反应1”的离子方程式：______________________________。
②反硝化阶段，在缺氧条件下，反硝化菌与有机碳源(醇、有机酸等)使NO转化为N2，从而消除污染，则有机碳源的作用是______________。
(2)汽提法
当废水中pH较高时(氨氮以NH3形式存在)，利用水蒸气将其从水中吹出，消除污染。该操作一般在吹脱塔中进行，废水从吹脱塔的塔顶往下流，水蒸气从下面鼓入。用水蒸气吹出NH3的原理是__________________________________；吹脱塔中进料方式的优点为________________________________________________________。
(3)光催化降解法(最先进的方法)
该方法是指利用TiO2作催化剂，在其获得能量后，释放出光电子(e－)和形成空穴(h＋)，空穴(h＋)与H2O产生活性很强的羟基自由基(·OH)，将NH转化为NO，光电子(e－)再将NO转化为N2。反应机理用方程式简单表示如下：
Ⅰ.TiO2＋hν―→e－＋h＋
Ⅱ.h＋＋H2O===·OH＋________
Ⅲ.NH＋·OH―→
Ⅳ.NO＋e－―→
①反应机理“Ⅱ”空格中物质的化学式为________。
②反应机理“Ⅲ、Ⅳ”中的离子方程式分别为______________________________、________________________。
答案 (1)①2NH＋3O22NO＋4H＋＋2H2O ②提供电子，作还原剂
(2)NH3在热水中溶解度减小，易于挥发 废水与水蒸气逆流相遇，接触面积增大，有利于热交换，利于NH3吹出
(3)①H＋ ②NH＋8·OH===NO＋2H＋＋5H2O 2NO＋10e－＋12H＋===N2↑＋6H2O
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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