【化学】培优 易错 难题氮及其化合物辅导专题训练及详细答案

【化学】培优易错难题氮及其化合物辅导专题训练及详细答案一、氮及其化合物练习题（含详细答案解析）1．细菌可以促使铁、氮两种元素进行氧化还原反应，并耦合两种元素的循环。

耦合循环中的部分转化如下图所示。

（1）上图所示氮循环中，属于氮的固定的有________（填字母序号）。

a. N2转化为氨态氮b. 硝化过程c. 反硝化过程（2）氮肥是水体中氨态氮的主要来源之一。

①氨气是生产氮肥的主要原料，工业合成氨的化学方程式为________。

②检验氨态氮肥中NH4+的实验方案是________。

（3）硝化过程中，含氮物质发生________（填“氧化”或“还原”）反应。

（4）氨态氮与亚硝态氮可以在氨氧化细菌的作用下转化为氮气。

该反应中，当产生0.02 mol氮气时，转移的电子的物质的量为________ mol。

（5）土壤中的铁循环可用于水体脱氮（脱氮是指将氮元素从水体中除去），用离子方程式分别说明利用土壤中的铁循环脱除水体中氨态氮和硝态氮的原理：________、________。

【答案】a N2 + 3H2 2NH3取少量氮肥溶于适量蒸馏水中，向其中加入浓NaOH溶液，加热，并将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，若观察到红色石蕊试纸变蓝，则证明氮肥中含有NH4+氧化 0.06 6Fe3+ + 2NH4+=6Fe2+ + N2↑+ 8H+ 10Fe2+ + 2NO3- +12H+=10Fe3+ + N2↑ + 6H2O【解析】【分析】（1）氮的固定是氮元素由游离态变为化合态；（2）①工业上用氮气和氢气反应生成氨气；②铵根离子与碱反应放出氨气；（3）硝化过程是铵根离子转化为硝酸根离子；（4）氨态氮与亚硝态氮可以在氨氧化细菌的作用下转化为氮气，根据得失电子守恒，反应方程式是NH4++ NO2- =N2+2H2O；（5）脱氮是指将氮元素转化为氮气从水体中除去，Fe3+把NH4+氧化为氮气，Fe2+把NO3-还原为氮气。

【详解】（1）a. N2转化为氨态氮，氮元素由游离态变为化合态，属于氮的固定； b. 硝化过程是铵根离子转化为硝酸根离子，不是氮的固定； c. 反硝化过程是硝酸根离子转化为氮气，不是氮的固定；选a；（2）①工业上用氮气和氢气反应生成氨气，反应方程式是N2 + 3H2 2NH3；②铵根离子与碱反应放出氨气，检验铵态氮肥中NH4+的实验方法是：取少量氮肥溶于适量蒸馏水中，向其中加入浓NaOH溶液，加热，并将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，若观察到红色石蕊试纸变蓝，则证明氮肥中含有NH4+；（3）硝化过程中，铵根离子转化为硝酸根离子，氮元素化合价升高，含氮物质发生氧化反应。

（4）氨态氮与亚硝态氮可以在氨氧化细菌的作用下转化为氮气，反应方程式是NH4++ NO2- =N2+2H2O，生成1mol N2转移3mol电子，当产生0.02 mol氮气时，转移的电子的物质的量为0.06mol。

（5）脱氮是指将氮元素转化为氮气从水体中除去，Fe3+把NH4+氧化为氮气，Fe2+把NO3-还原为氮气，反应的离子方程式是6Fe3+ + 2NH4+=6Fe2+ + N2↑+ 8H+、10Fe2+ + 2NO3- +12H+=10Fe3+ + N2↑ + 6H2O。

2．已知19.2gCu与过量的200mL5mol/L 稀硝酸充分反应，反应方程式如下：3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O(1)写出该反应的离子方程式：________；(2)标准状况下，产生NO气体的体积为：________；转移电子的物质的量为______；反应后NO3-的物质的量浓度为：______。

（忽略反应前后溶液体积的变化）【答案】3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O 4.48L 0.6mol 4mol/L【解析】【分析】(1)根据离子方程式的拆写原则，硝酸和硝酸铜拆为离子，结合电荷守恒书写；(2)先计算19.2g铜的物质的量，再结合反应方程式确定需消耗硝酸的物质的量，由反应可知被还原的硝酸和生成的NO的物质的量，最后根据N元素守恒计算溶液中含有的NO3-的物质的量，根据c=nV计算反应后NO3-的物质的量浓度。

【详解】(1)Cu与稀硝酸反应方程式为：3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，在该反应中，硝酸和硝酸铜是易溶的强电解质，拆为离子，其余物质仍然用化学式表示，则该反应的离子方程式为：3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O；(2)19.2g铜的物质的量n(Cu)=19.2g÷64g/mol=0.3mol，由反应可知，0.3molCu消耗0.8molHNO3，则根据元素化合价升降与电子转移关系可知被还原的硝酸和生成的NO均为0.2mol，则生成NO的体积V(NO)=0.2mol×22.4L/mol=4.48L；根据反应方程式可知3mol金属Cu反应转移电子的物质的量是6mol，则0.3mol金属铜参加反应转移电子的物质的量为0.6mol，在200mL5mol/L 稀硝酸中含有NO3-的物质的量是n(NO3-)=5mol/L×0.2L=1mol，反应中被还原的硝酸为0.2mol，被还原的硝酸变为NO气体，则溶液中剩余的NO3-的物质的量n(NO3-)=1mol-0.2mol=0.8mol，则其物质的量浓度是c=0.80.2n molV L=4mol/L。

【点睛】本题考查氧化还原反应的知识，明确元素的化合价变化及原子守恒的方法来分析是解答本题的关键，注意反应中化学计量数与转移电子数目的关系解答，试题培养了学生灵活应用所学知识解决实际问题的能力。

3．（1）取300ml 0.2mol/L 的KI 溶液与一定量的酸性KMnO 4溶液恰好反应，生成等物质的量的I 2和KIO 3，则消耗KMnO 4的物质的量的是 mol 。

（2）在Fe （NO 3）3溶液中加入Na 2SO 3溶液，溶液先由棕黄色变为浅绿色，过一会又变为棕黄色，溶液先变为浅绿色的离子方程式是 ，又变为棕黄色的原因是用离子方程式解释 ．（3）在100mLFeBr 2溶液中通入标况下2.24LCl 2，溶液溶液中有1/4的Br-被氧化成单质Br 2，则原FeBr 2溶液中FeBr 2的物质的量浓度为 。

（4）三氟化氮（NF 3）是一种无色，无味的气体，它是微电子工业技术的关键原料之一，三氟化氮在潮湿的空气中与水蒸气能发生氧化还原反应，其反应的产物有：HF 、NO 和HNO 3，请根据要求回答下列问题：①写出该反应的化学方程式 。

②NF 3无色、无臭，但一旦在空气中泄漏，还是易于发现，判断该气体泄漏时的现象是 。

【答案】（1）0.032mol（2）2Fe 3++SO 32-+H 2O =2Fe 2++SO 42-+2H +；3Fe 2++4H ++NO 3-=3Fe 3++NO+2H 2O（3）4/3mol/L（4）①3NF 3+5H 2O=9HF+2NO+HNO 3；②出现红棕色气体【解析】试题分析：（1）n （KI ）=0.06mol ，与一定量的酸性KMnO 4溶液恰好反应，生成等物质的量的I 2和KIO 3，则n （I 2）=n （KIO 3）=0.02mol ，共失去电子的物质的量为2×0.02mol+0.02mol×[5-（-1）]=0.16mol ，则消耗KMnO 4的物质的量的是0.1672mol =0.032mol ，故答案为0.032； （2）在Fe （NO 3）3溶液中加入Na 2SO 3溶液，溶液先由棕黄色变为浅绿色，原因是Fe 3+与SO 32-发生氧化还原反应生成Fe 2+和SO 42-，反应的离子方程式为2Fe 3++SO 32-+H 2O=2Fe 2++SO 42-+2H +，反应后溶液呈酸性，则在酸性条件下NO 3-与Fe 2+反应生成Fe 3+，过一会又变为棕黄色，反应的离子方程式为3Fe 2++4H ++NO 3-=3Fe 3++NO+2H 2O ，故答案为2Fe 3++SO 32-+H 2O=2Fe 2++SO 42-+2H +；3Fe 2++4H ++NO 3-=3Fe 3++NO+2H 2O ；（3）n （Cl 2）= 2.2422.4/L L mol=0.1mol ，设原FeBr 2溶液中FeBr 2的物质的量浓度为x ，由还原性Br -＜Fe 2+，液溶液中有14的Br -被氧化成单质Br 2，则亚铁离子全部被氧化，由电子守恒可知，0.1L×x×（3-2）+0.1L×x×2×14×（1-0）=0.1mol×2×（1-0），解得x=43mol/L ，故答案为43mol/L；（4）①NF3→NO，化合价降低1价，被还原，NF3→HNO3，化合价升高2价，被氧化，由反应物和生成物可写出反应的化学方程式为3NF3+5H2O=2NO+HNO3+9HF，故答案为3NF3+5H2O=2NO+HNO3+9HF；②反应中生成NO，NO易与空气中氧气反应生成红棕色的NO2气体；故答案为出现红棕色气体。

考点：考查了氧化还原反应的相关知识。

4．下列关系图中，A是一种正盐，E是强酸，当甲无论是强酸或强碱都有如下反应关系：友情提示：当甲无论是强酸或强碱，A、B、C、D、E均为同种元素对应的不同的化合物。

回答下列问题：(1)A是___________(用化学式表示)(2)当甲是稀盐酸溶液时，B为具有臭鸡蛋气味的气体①写出B与C的反应方程式：_____________________________________________②一定质量的Zn与100mL 12.0mol/L的E的浓溶液充分反应，反应后称量剩余锌发现质量减少了65.0g。

将反应后的溶液稀释至1L，此时溶液中c(SO42－)＝____mol/L，产生SO2体积(标准状况下)＝_____________L(3)当甲是浓氢氧化钠溶液时，B为易液化的气体可作制冷剂①C是______，在浓的E溶液中放入过量的铜片，则反应将要结束时的离子方程式为_____________________________________________________________________。

②将盛有D和O2的混合气体12mL的量筒倒立于水槽中，充分反应后，剩余2mL无色气体(均在同温同压下测定)，则原混合气体中氧气的体积是___________。

【答案】(NH4)2S 2H2S+SO2=3S+2H2O 1mol/L 4.48L NO 3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO+4H2O 1.2ml和4ml【解析】【分析】(1)A是一种正盐，E是强酸，由转化关系可知，中学化学中N、S元素化合物符合转化；(2)当甲是稀盐酸溶液时，B为具有臭鸡蛋气味的气体，则B为H2S、C为SO2、D为SO3，E 为H2SO4；①二氧化硫与硫化氢反应生成硫与水；②硫酸完全反应，发生反应：Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+H2O，Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，结合方程式计算；(3)当甲是浓氢氧化钠溶液时，B为易液化的气体可作制冷剂，则B为NH3、C为NO、D为NO2、E为HNO3。