【化学】化学一模试题分类汇编——氮及其化合物推断题综合含详细答案
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【化学】化学一模试题分类汇编——氮及其化合物推断题综合含详细答案
一、氮及其化合物练习题（含详细答案解析）
1．合成氨工业对化学和国防工业具有重要意义。
（1）实验室欲用下图所示装置(夹持固定装置略去)制备并收集氨气。
①请在图中烧瓶内绘出导管所缺部分______________。
②试管中反应的化学方程式是____________________。
③为吸收多余的氨气，烧杯中的试剂是__________________。
（2）氨有很多重要性质。
①将酚酞溶液滴加到氨水中溶液呈红色，其原因是_______________________________。
②管道工人曾经用浓氨水检验氯气管道是否漏气，如出现白烟，说明有氯气泄露，同时还有一种相对分子质量为28的气体生成，该反应的化学方程式是__________________________。
（3）写出氨的两种用途__________________________________。
【答案】 2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O 水(或稀盐酸、硫酸等) 氨水显碱性 8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl 作制冷剂、制化肥等
【解析】
【分析】
(1)①氨气的密度小于空气的密度,且氨气和氧气不反应,氨气极易溶于水，所以只能采用向下排空气法收集；
②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，据此写出该反应方程式；
③氨气极易溶于水,且氨气是碱性气体所以也极易溶于酸,据此分析氨气的吸收方法；
(2) ①氨水溶液显碱性，溶液中存在氢氧根离子大于氢离子浓度，据此进行分析；
②根据电子得失守恒、原子守恒规律，推断出氨气和氯气反应生成氯化铵和氮气；据此写出化学方程式；
【详解】
(1) ①氨气的密度小于空气的密度,且氨气和氧气不反应,所以可以采用向下排空气法收集气体,即导气管应该“短进长出”,如图所示： ； 因此，本题正确答案是:。
②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,反应方程式：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O ；
因此，本题正确答案是: 2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。
③氨气极易溶于水，且氨气是碱性气体所以也极易溶于酸,故可以用水或酸吸收氨气；
因此，本题正确答案是: 水(或稀盐酸、硫酸等)。
(2) ①氨气极易溶于水生成氨水,氨水能电离出铵根离子和氢氧根离子,导致溶液中氢氧根离子浓度大于氢离子浓度,溶液呈碱性，所以将酚酞溶液滴加到氨水中溶液呈红色；
综上所述，本题答案是：氨水显碱性。
②氨气和氯气反应生成白色烟,为氯化铵,同时还有一种相对分子质量为28的气体生成,根据反应中得失守恒和元素守恒知，另一种物质是氮气，所以反应方程式为
8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl；
综上所述，本题答案是：8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl。
（3）氨气极易液化,气化时吸收热量,所以氨气能作制冷剂，氨气能与酸反应生成铵盐，可以制造化肥；
因此，本题正确答案是：作制冷剂、制化肥等。
2．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。
3．将一定质量的铁粉加入装有100 mL某浓度稀硝酸的容器中充分反应。试回答:
（1）容器中剩余mg铁粉，收集到NO气体448 mL(标准状况下)。
①所得溶液中溶质的化学式为__________。
②原稀硝酸的物质的量浓度为__________。
（2）向（1）中所得的固液混合物中逐滴滴加稀硫酸至刚好不再产生遇空气变成红棕色的气体为止，此时容器中剩余铁粉ng。
①此时溶液中溶质的化学式为__________。 ②m-n的值为_______(精确到0.1)。
【答案】Fe(NO3)2 0.8 mol·L-1 FeSO4 5.0
【解析】
【详解】
（1）①容器中剩有m g的铁粉，铁过量，所得溶液中的溶质为Fe(NO3)2；②硝酸完全反应生成硝酸亚铁与NO，NO的物质的量=0.448L÷22.4L/mol=0.02mol，根据电子转移守恒，参加反应的n（Fe）=0.02mol×32=0.03mol，由氮元素守恒可知：n（HNO3）=2n[Fe(NO3)2]+n（NO）=2×0.03mol+0.02mol=0.08mol，故原硝酸的物质的量浓度=0.08mol÷0.1L=0.8mol/L；
（2）①向上述固-液混合物中逐滴加入稀硫酸，溶液中的反应顺序为：Fe先和HNO3（氢离子由硫酸提供）生成NO，因为此时铁还是有剩余，所以硝酸根离子被消耗尽，硝酸根反应完全后，最后是Fe和H2SO4反应生成H2，至刚好不再产生遇空气变成红棕色的气体为止，此时溶液中的溶质为FeSO4；②Fe先和HNO3（氢离子由硫酸提供）生成NO，关系为：3Fe～2NO3-，溶液中硝酸根离子的物质的量是0.08mol-0.02mol=0.06mol，所以消耗铁的物质的量是0.06mol×3/2=0.09mol，质量是0.09mol×56g/mol≈5.0g，即m-n的值为5.0。
4．如图是模拟工业制硝酸原理的实验装置。先用酒精灯对硬质玻璃管里的三氧化二铬加热，然后把空气鼓入盛有浓氨水的锥形瓶，当三氧化二铬保持红热状态时，移去酒精灯。根据题意回答问题：
(1)硬质玻璃管里发生反应的化学方程式为______。当三氧化二铬红热时，要移去酒精灯，原因是：______。
(2)圆底烧瓶里的实验现象是______，鼓入空气的作用是______。
(3)实验过程中，如果慢慢地鼓入空气，石蕊溶液的颜色______。
(4)实验结束后，在圆底烧瓶内壁上有时会看到少量无色晶体，写出生成该晶体的化学方程式：______。
(5)工业上要获得浓度较大的硝酸，往往在稀硝酸中加入吸水剂硝酸镁或浓硫酸，然后______（填一种操作名称）。
(6)实验室里保存浓硝酸要用棕色瓶的原因是__________________（用化学方程式表示）。
【答案】4NH3+5O24NO+6H2O 该反应是放热反应，温度太高可能使催化剂的活性降低 有红棕色气体产生 提供O2，且促进氨的挥发 变红色 NH3+HNO3=NH4NO3 蒸馏 4HNO3(浓)4NO2↑+2H2O+O2↑
【解析】
【分析】
(1)氨气具有还原性，在催化剂作用下可与氧气反应被氧化为NO；根据反应反应放热，温度会影响催化剂的活性；
(2)根据NO2为红棕色气体；鼓入空气有利于氨气的逸出，同时提供氧气；
(3)根据酸能使石蕊溶液变红；
(4)根据NO2与水反应生成硝酸，进而与氨气生成硝酸铵；
(5)根据硝酸和其他溶液是互溶的液体利用硝酸沸点低，容易挥发分析；
(6)根据硝酸不稳定，易分解。
【详解】
(1)氨气具有还原性，在催化剂作用下可与氧气反应被氧化为NO，反应为4NH3+5O24NO+6H2O，该反应是放热反应，温度太高可能使催化剂的活性降低；
(2)产生的NO能和O2反应生成红棕色的NO2，鼓入空气有利于氨气的逸出，同时提供氧气；
(3)NO2易与水反应生成硝酸，硝酸具有酸性，能使石蕊溶液变红色；
(4)NO2与水反应生成HNO3，NH3与HNO3反应生成了NH4NO3：NH3+HNO3=NH4NO3；
(5)硝酸和硝酸镁溶液或硫酸是互溶，可以利用硝酸沸点低，容易挥发变为气体的性质，采取蒸馏的方法分离；
(6)硝酸不稳定，光照容易分解，故硝酸应盛于棕色瓶，密封放于阴暗处。
【点睛】
本题考查硝酸的制取、保存等知识，涉及氨气的制取、性质以及二氧化氮和硝酸铵等知识，注意把握元素化合物知识的理解和应用。
5．硫酸铜在生产、生活中应用广泛。某化工厂用含少量铁的废铜渣为原料生产胆矾的流程如下：
（1）写出浸出时铜与稀硝酸反应的离子方程式：______________；
