配餐作业13.docx
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配餐作业13
配餐作业（十三） 氮及其化合物
►►见学生用书P381
1．下列叙述与氮元素的循环无关的是（ ）
A．工业合成氨的过程是固氮的过程
B．自然界中，氨是动物体特别是蛋白质腐败后的产物
C．为防止粮食、罐头、水果等食品腐烂，常用氮气作保护气
D．电闪雷鸣的雨天，N2与O2会发生反应并最终转化为硝酸盐被植物吸收
解析 C项中由于N2很不活泼，故作保护气，不参与化学反应，也就不参与氮的循环。
答案 C
2．科学家预测，氨有望取代氢能，成为重要的新一代绿色能源。
下列有关说法不正确的是（ ）
A．液氨作为清洁能源的反应原理是4NH3＋5O2
4NO＋6H2O
B．液氨具有腐蚀性和毒性，在使用过程中要防止液氨泄漏
C．氨气比空气轻，标准状况下密度约为0.76g·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
解析 该反应中有污染性气体NO产生，故不符合清洁能源的要求，A项错误；B、D两项均正确；氨气在标准状况下的密度ρ标＝
＝
＝0.76g·L－1，C项正确。
答案 A
3．下列制备氨水的实验装置中最合理的是（ ）
解析 制备氨水不需要干燥氨气，A、C两项错误；不能防止倒吸，D项错误。
答案 B
4．（2018·湖南六校联考）amolFeS与bmolFeO投入VLcmol·L－1的HNO3溶液中充分反应，产生NO气体，所得澄清溶液可看做Fe（NO3）3、H2SO4的混合液，则反应中未被还原的HNO3可能为（ ）
A．（a＋b）×63gB．（a＋b）×169g
C．（Vc－
）molD．（a＋b）mol
解析
FeS＋6HNO3===Fe（NO3）3＋H2SO4＋3NO↑＋2H2O
amolamol3amol
3FeO＋10HNO3===3Fe（NO3）3＋NO↑＋5H2O
bmolbmol
mol
若HNO3恰好完全反应，反应中未被还原的HNO3的物质的量等于反应后溶液中NO
的物质的量，即3（a＋b）mol，未被还原的HNO3的质量为（a＋b）×189g。
若HNO3过量，作氧化剂的HNO3为
mol，则未被还原的HNO3为
mol。
综上所述，本题选C。
答案 C
5．将充有nmLNO和mmLNO2气体的试管倒立于盛水的水槽中，然后通入nmLO2。
m>n，则充分反应后，试管中气体在同温同压下的体积为（ ）
A.
mLB．
mL
C.
mLD．
mL
解析 可认为首先发生反应4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，反应后剩余
mLO2，然后发生反应4NO2＋O2＋H2O===4HNO3，
mLO2消耗NO2nmL，则NO2过量，最后剩余NO的体积为过量NO2的三分之一，即
mL。
答案 A
6．（2018·南通调研）下列装置适用于实验室制氨气并验证氨气的某化学性质，其中能达到实验目的的是（ ）
A．用装置甲制取氨气
B．用装置乙除去氨气中的水蒸气
C．用装置丙验证氨气具有还原性
D．用装置丁吸收尾气
解析 用装置甲制取氨气需要加热，A项错误；氨气与浓硫酸反应生成硫酸铵，B项错误；氨气与氧化铜在加热条件下反应生成N2、水和铜，可以验证氨气具有还原性，C项正确；用装置丁吸收尾气容易引起倒吸，D项错误。
答案 C
7．科学家从化肥厂生产的（NH4）2SO4中检出化学式为N4H4（SO4）2的物质，该物质的晶体中含有SO
和N4H
两种离子，当N4H
遇到碱性溶液时，会生成N4分子。
下列说法正确的是（ ）
A．14N、N4与N2互为同位素
B．N4H4（SO4）2的电离方程式为N4H4（SO4）2N4H
＋2SO
C．N4H4（SO4）2不能与草木灰、K3PO4等化肥混合施用
D．N4H4（SO4）2中只含共价键，不含离子键
解析 同种元素的不同原子之间互为同位素，N4与N2为单质，A项错误；N4H4（SO4）2晶体中含有SO
和N4H
两种离子，N4H4（SO4）2为离子化合物，电离方程式为N4H4（SO4）2===N4H
＋2SO
，B项错误；草木灰的主要成分K2CO3、K3PO4都为强碱弱酸盐，其水溶液显碱性，当N4H
遇到碱性溶液时，会生成N4分子，故不能混合施用，C项正确；N4H4（SO4）2中含有离子键，D项错误。
答案 C
【拓展延伸】
肼（N2H4）是强还原剂，在碱性溶液中能将银、镍等金属离子还原成金属单质，并用作喷气式发动机燃料、火箭燃料等。
呈碱性，碱性比氨弱。
8．下列说法不正确的是（ ）
A．在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，再加入Cu（NO3）2固体，铜粉仍不溶解
B．某气体能使湿润的红色石蕊试红变蓝，该气体的水溶液一定显碱性
C．铜与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu＋8H＋＋2NO
===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
D．HNO3→NO→NO2，以上各步变化均能通过一步实现
解析 加入Cu（NO3）2后，Cu和H＋、NO
发生反应：
3Cu＋8H＋＋2NO
===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，A项不正确；使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体为NH3，NH3溶于水后使溶液显碱性，B项正确；Cu与稀硝酸反应时，还原产物为NO，NO可与O2反应生成NO2，C、D两项正确。
答案 A
9．下列离子方程式正确的是（ ）
A．实验室用氯化铵和熟石灰制氨：
NH
＋OH－
NH3↑＋H2O
B．NaOH溶液与NH4Cl溶液混合加热：
NH
＋OH－
NH3·H2O
C．氨水中加盐酸：
NH3·H2O＋H＋===NH
＋H2O
D．氨水中通入少量CO2：
CO2＋NH3·H2O===NH
＋HCO
＋H2O
解析 A项不能写离子方程式，B项应生成NH3，D项应生成（NH4）2CO3。
答案 C
10．（2018·江西五市八校联考）将17.9g由Al、Fe、Cu组成的合金溶于足量的NaOH溶液中，产生气体3.36L（标准状况）；另取等质量的合金溶于过量的稀硝酸中，向反应后的溶液中加入过量的NaOH溶液，得到沉淀的质量为25.4g；若HNO3的还原产物仅为NO，则生成的NO在标准状况下的体积为（ ）
A．2.24LB．4.48L
C．6.72LD．8.96L
解析 加入足量的氢氧化钠溶液中发生的反应为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，生成的氢气为3.36L，即0.15mol，所以含有铝0.1mol，而0.1mol铝变为＋3价，转移0.3mol电子。
Fe被氧化为＋3价，Cu被氧化为＋2价。
假设Fe、Cu的物质的量分别是x、y，质量和：
2.7＋56x＋64y＝17.9；沉淀量：
107x＋98y＝25.4；解得x＝0.1mol，y＝0.15mol，Al、Fe、Cu的物质的量分别是0.1mol、0.1mol、0.15mol，所以转移电子总数为0.9mol；氮原子从硝酸中的＋5价还原为＋2价，共转移0.9mol电子，则生成NO为0.3mol，则V（NO）＝6.72L。
答案 C
11．（2018·滨州期末）十九大报告指出：
“建设生态文明是中华民族永续发展的千年大计”。
控制和治理NOx、SO2、CO2是解决光化学烟雾、减少酸雨和温室效应的有效途径，对构建生态文明有着极为重要的意义。
请回答下列问题：
（1）利用SCR和NSR技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放。
①SCR（选择催化还原NOx）工作原理：
尿素水溶液热分解为NH3和CO2的化学方程式为____________________________，SCR催化反应器中NH3还原NO2的化学方程式为______________________________。
②NSR（NOx储存还原）工作原理：
在储存过程中，NO发生的总化学反应方程式为________________________________。
（2）双碱法除去SO2的工作原理：
NaOH溶液
Na2SO3溶液
过程①的离子方程式为__________________________；CaO在水中存在如下转化：
CaO（s）＋H2O（l）===Ca（OH）2（s）Ca2＋（aq）＋2OH－（aq），从平衡移动的角度，简述过程②NaOH再生的原理：
__________________________________。
解析
（1）①根据原子守恒可知尿素水溶液热分解为NH3和CO2的化学方程式为CO（NH2）2＋H2O
CO2＋2NH3；SCR催化反应器中NH3还原NO2生成氮气和水的化学方程式为8NH3＋6NO2
7N2＋12H2O。
②根据示意图可知在储存过程中NO在催化剂的作用下转化为硝酸钡，因此发生的总化学反应方程式为2BaO＋4NO＋3O2
2Ba（NO3）2。
（2）过程①是氢氧化钠溶液吸收SO2转化为亚硫酸钠，反应的离子方程式为2OH－＋SO2===SO
＋H2O；由于溶液中的SO
与Ca2＋结合生成CaSO3沉淀，使平衡正向移动，因此有NaOH生成。
答案
（1）CO（NH2）2＋H2O
CO2＋2NH3 8NH3＋6NO2
7N2＋12H2O
2BaO＋4NO＋3O2
2Ba（NO3）2
（2）2OH－＋SO2===SO
＋H2O SO
与Ca2＋生成CaSO3沉淀，平衡正向移动，有NaOH生成
12．氨气在工农业生产中有重要应用。
（1）①氮气用于工业合成氨，写出氮气的电子式为______________________；
②NH3的稳定性比PH3________（填“强”或“弱”）。
（2）如图所示，向NaOH固体上滴几滴浓氨水，迅速盖上盖，观察现象。
表面皿
①浓盐酸液滴附近会出现白烟，发生反应的化学方程式为________________________。
②浓硫酸液滴上方没有明显现象，一段时间后浓硫酸的液滴中有白色固体，该固体可能是______________（写化学式，一种即可）。
③FeSO4液滴中先出现灰绿色沉淀，过一段时间后变成红褐色，发生的反应包括Fe2＋＋2NH3·H2O===Fe（OH）2↓＋2NH
和__________________________________________________。
（3）空气吹脱法是目前消除NH3对水体污染的重要方法。
在一定条件下，向水体中加入适量NaOH可使NH3的脱除率增大，用平衡移动原理解释其原因：
_____________________________。
（4）在微生物作用下，蛋白质在水中分解产生的氨能够被氧气氧化生成亚硝酸（HNO2），反应的化学方程式为______________________，若反应中有0.3mol电子发生转移时，生成亚硝酸的质量为________g（小数点后保留两位有效数字）。
解析 据方程式：
2NH3＋3O2
2HNO2＋2H2O
2×47g 转移12mole－
m（HNO2） 0.3mol
2×47g∶12＝m（HNO2）∶0.3
m（HNO2）＝2.35g。
答案
（1）①∶N⋮⋮N∶ ②强
（2）①NH3＋HCl===NH4Cl
②NH4HSO4或（NH4）2SO4
③4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3
（3）氨在水中存在平衡：
NH3＋H2ONH3·H2ONH
＋OH－，加入NaOH后OH－浓度增大平衡逆向移动，故有利于氨的脱除
（4）2NH3＋3O2
2HNO2＋2H2O 2.35
13．如图是在实验室进行氨气快速制备与性质探究实验的组合装置，部分固定装置未画出。
（1）在组装好装置后，若要检验A～E装置的气密性，其操作是首先__________________，打开弹簧夹1，在E中装入水，然后微热A，观察到E中有气泡冒出，移开酒精灯，E中导管有水柱形成，说明装置气密性良好。
（2）装置B中盛放的试剂是____________________。
（3）点燃C处酒精灯，关闭弹簧夹2，打开弹簧夹1，从分液漏斗放出浓氨水至浸没烧瓶中固体后关闭分液漏斗活塞，稍等片刻，装置C中黑色固体逐渐变红，装置E中溶液里出现大量气泡，同时产生____________________________（答现象）；从E中逸出液面的气体可以直接排入空气，请写出在C中发生反应的化学方程式：
________________________________。
（4）当C中固体全部变红色后，关闭弹簧夹1，慢慢移开酒精灯，待冷却后，称量C中固体质量，若反应前固体质量为16g，反应后固体质量减少2.4g，通过计算确定该固体产物的成分__________________________________（用化学式表示）。
（5）在关闭弹簧夹1后，打开弹簧夹2，残余气体进入F中，很快发现装置F中产生白烟，同时发现G中溶液迅速倒吸流入F中，写出产生白烟的化学方程式：
__________________________________________________，
迅速产生倒吸的原因是____________________________。
解析
（1）A是制备NH3的装置，B是干燥NH3的装置，C是NH3与CuO的反应装置，E是处理氨气尾气的装置，F是NH3与Cl2的反应装置，G是处理Cl2尾气的装置。
（2）干燥NH3需使用碱性干燥剂。
（3）C中CuO与NH3发生氧化还原反应生成红色的Cu、N2和H2O；E中发生反应：
2NH3＋BaCl2＋SO2＋H2O===BaSO3↓＋2NH4Cl。
（4）若产物全部是Cu，则由差量法知减小的全部是O元素的质量，即n（CuO）＝n（O）＝2.4g÷16g·mol－1＝0.15mol，所以反应的CuO的质量为0.15mol×80g·mol－1＝12g<16g，所以CuO未完全转化成Cu，高温情况下CuO分解生成Cu2O和O2，剩余固体中可能含有Cu2O。
（5）Cl2可将NH3氧化为N2，同时生成的HCl会和NH3反应生成NH4Cl，产生白烟现象，F瓶内压强变小，从而出现倒吸现象。
答案
（1）关闭弹簧夹2和分液漏斗活塞
（2）碱石灰（或生石灰）
（3）白色沉淀 2NH3＋3CuO
3Cu＋N2＋3H2O
（4）Cu2O、Cu
（5）3Cl2＋8NH3===N2＋6NH4Cl 盛满氯气的集气瓶中因氨气与Cl2反应生成固体，导致瓶内压强减小，引起溶液倒吸
14．当硝酸与金属或非金属反应时，反应物或反应条件不同，硝酸被还原的产物也不同。
请回答下列问题：
（1）金属Zn与某浓度的硝酸反应时无气体产生，那么硝酸的还原产物为____________（填化学式）。
（2）某混酸由200mL3mol·L－1的稀硝酸和200mL2.5mol·L－1的稀硫酸均匀混合而成（忽略溶液的体积变化）。
将其分成两等份，分别与铜和铁反应，还原产物只有NO，则最多能溶解__________molCu和__________gFe。
（3）200mL16mol·L－1的浓硝酸与3.2gCu反应，反应过程中还原产物只有NO2，则反应结束后，产生气体的体积为____________________（标准状况下），溶液中c（H＋）∶c（NO
）＝____________∶____________（忽略HNO3的挥发）。
（4）用试管将（3）反应产生的NO2收集满并倒立在足量的水中，待试管中液面不再上升时，试管中剩余气体的体积约为原气体体积的____________。
试管中的液体的物质的量浓度为____________（假设试管中的液体不对外扩散，此反应条件下1mol气体的体积为25.0L）。
如果NO2中混有N2O4气体，试管中的液体的物质的量浓度将____________（填“增大”“减小”或“不变”）。
解析
（1）硝酸被还原，N元素化合价降低，若无气体产生，则还原产物为NH4NO3（或NH
）。
（2）设最多溶解xmolCu，一份溶液中n（NO
）＝0.3mol，n（H＋）＝0.8mol，
据3Cu＋8H＋＋2NO
===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
382
x0.80.3
可知x＝0.3（NO
过量）
因在反应中Fe和Cu的化合价变化均为2价，则最多溶解Fe的物质的量也是0.3mol，质量为56g·mol－1×0.3mol＝16.8g。
（3）据电子守恒V（NO2）＝
×2×22.4L/mol＝2.24L。
根据方程式：
Cu＋4H＋＋2NO
===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O，可知：
c（H＋）∶c（NO
）＝n（H＋）∶n（NO
）＝（3.2－0.2）∶（3.2－0.1）＝30∶31。
（4）根据方程式3NO2＋H2O===2HNO3＋NO可知试管中剩余气体的体积约为原气体体积的
。
设试管的体积为1L，则试管中溶液（HNO3）的物质的量浓度根据c＝
可得c＝
＝0.04mol·L－1。
若NO2中混有N2O4，则根据3N2O4＋2H2O===4HNO3＋2NO可知所得溶液的体积减小，HNO3的物质的量增加，则HNO3的物质的量浓度将增大。
答案
（1）NH4NO3（或NH
）
（2）0.3 16.8
（3）2.24L 30 31
（4）1/3 0.04mol·L－1 增大
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