周测2　氮及其化合物（含解析）

周测2　氮及其化合物
(时间：60分钟　分值：100分)
一、选择题(本题共15小题，每小题4分，共60分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.(2024·南京高一期中)NH3在化学工业中既是重要产品，又是重要的原料。下列说法正确的是 (　　)
A.侯氏制碱的原理可表示为饱和食盐水 NaHCO3
B.检查输送氨气的管道是否漏气，可用湿润的蓝色石蕊试纸检验，若试纸变红则漏气
C.氨气在催化剂作用下与O2反应制得NO，NO是还原产物
D.合成氨反应是人工固氮过程中的关键一步
2.(2023·武汉二中高一检测)如图是自然界中的氮循环过程。下列有关叙述错误的是 (　　)
A.反应①、反应②及工业合成氨均属于氮的固定
B.反应④中，生成1 mol N至少需要提供4 mol O2
C.反应③的化学方程式为4NO+3O2+2H2O4HNO3
D.过程中参与循环的元素有氮元素、氢元素和氧元素
3.(2023·长沙雅礼中学高一月考)如图所示，在一支50 mL注射器中吸入20 mL NO，然后吸入5 mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口。下列实验操作不能达到预期目的的是 (　　)
选项 实验操作 目的
A 振荡注射器，无明显现象 验证NO不溶于水
B 打开弹簧夹，快速吸入10 mL空气后，夹上弹簧夹，无色气体变为红棕色 证明可发生反应：2NO+O22NO2
C 再次振荡注射器，气体颜色逐渐变浅至无色，注射器活塞向内移动 证明可发生反应：3NO2+H2O2HNO3+NO
D 再打开弹簧夹，快速吸入空气至活塞位置处于最大刻度处，夹上弹簧夹，充分振荡注射器后静置，直至无明显现象为止 将注射器中的NO完全转化为HNO3
4.(2024·广东江门高一期中)现有氮及其化合物的转化关系如图，则下列说法不正确的是 (　　)
A.上述所有反应都是氧化还原反应
B.“一场雷雨，一场肥”路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是模拟雷电固氮的过程
C.反应①中每生成1 mol NO，转移4 mol 电子
D.S元素也能发生类似的转化，最终得到硫酸
5.(2023·云南曲靖阶段检测)同温同压下，将两个容积相等的干燥圆底烧瓶中分别充满相应的气体后进行喷泉实验(如图所示)。下列说法错误的是 (　　)
A.打开止水夹、挤出胶头滴管中的水都可产生“喷泉”
B.“喷泉”都呈红色
C.实验后烧瓶中溶液的体积不同
D.实验后烧瓶中溶质的物质的量浓度不同
6.(2023·广东江门高一月考)将铜丝插入浓硝酸中进行如图所示的实验，下列说法正确的是 (　　)
A.装置a中出现红棕色气体，只体现HNO3的酸性
B.一段时间后，向装置b中注入水，b中气体红棕色变浅
C.注入水后装置b中铜片表面产生气泡，说明Cu与硝酸反应生成H2
D.装置c用NaOH吸收尾气，说明NO和NO2均是酸性氧化物
7.(2023·乌鲁木齐高一期中)取一滤纸条，等间距滴入10滴紫色石蕊溶液，装入玻璃管中，然后从玻璃管的两端同时放入分别蘸有浓氨水和浓盐酸的棉球，并迅速封闭两端管口，很快可观察到管内有白烟产生，待白烟消失后还可观察到如图所示的现象。下列说法正确的是 (　　)
A.氨水和盐酸都属于挥发性物质
B.该过程中没有化学反应发生
C.所有气体分子的运动速率都相同
D.图示黑点表示石蕊溶液变成了红色
8.(2023·河南南阳高一期中)光催化固氮被认为是一种极具前景的人工固氮技术，光照条件下，在催化剂表面进行固氮反应的两种途径如图所示，下列说法错误的是 (　　)
A.将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程叫作氮的固定
B.途径②中，N2发生了氧化反应
C.选择合适的催化剂，可以使N2与O2一步化合生成NO2
D.NO是含有极性共价键的共价化合物
9.(2023·山西大同高一期中)为探究木炭与浓硝酸的反应原理，某同学设计如下四组实验，发现所有实验过程均有红棕色气体产生，不考虑空气对反应的影响，下列说法错误的是 (　　)
①　②
③　④
A.所有实验产生的气体均为混合物
B.③和④中生成的气体成分可能相同
C.②中红棕色气体全部为木炭与浓硝酸反应产生
D.①说明浓硝酸不稳定受热易分解
10.(2023·重庆沙坪坝高一期中)将盛有60 mL NO2和O2的混合气体的试管倒立于装有足量水的水槽中，充分反应后(假设试管中溶质没有扩散到水槽中)，试管内剩余10 mL气体，则下列说法正确的是(已知：气体体积已折算为标准状况下体积) (　　)
A.原混合气体中的NO2与O2的体积比可能为3∶1
B.当剩余气体为NO时，试管中所得溶液的物质的量浓度更大
C.若将水换为氢氧化钠溶液，试管中剩余气体体积依然为10 mL
D.继续向试管中通入相同状况下7.5 mL氧气，则试管中剩余气体体积可能为4.5 mL
11.(2022·湖南，9)科学家发现某些生物酶体系可以促进H+和e-的转移(如a、b和c)，能将海洋中的N转化为N2进入大气层，反应过程如图所示。
下列说法正确的是 (　　)
A.过程Ⅰ中N发生氧化反应
B.a和b中转移的e-数目相等
C.过程 Ⅱ中参与反应的n(NO)∶n(N)=1∶4
D.过程Ⅰ→Ⅲ的总反应为N+NN2↑+2H2O
12.(2023·江苏徐州高一期中)金属Mn与HNO3反应的现象如下：
已知：经检验，反应后的溶液中含有Mn2+；氧化性：S2>Mn。
下列说法错误的是 (　　)
A.缓慢滴加产生的气体中，可能含有N2，一定不含NH3
B.快速滴加实验中，硝酸表现酸性、强氧化性
C.向缓慢滴加实验所得溶液中加入(NH4)2S2O8，溶液变为紫红色
D.收集快速滴加过程中获得的红棕色气体，干燥后会得到纯净的NO2
13.(2023·广州真光中学高一月考)利用“价—类”二维图研究物质的性质是一种行之有效的方法，如图是硫、氮元素的“价—类”二维图。下列说法正确的是 (　　)
A.k加热易分解，通常生成O2
B.a与g的水溶液不会发生反应
C.c与氯水混合漂白能力一定增强
D.氮的固定一定是将氮气氧化为氮的氧化物
14.(2024·福州高一期中)2.48 g铁铜合金完全溶解于80 mL 4.0 mol·L-1稀硝酸中，得到标准状况下672 mL NO气体(假设此时无其他气体产生)，下列说法正确的是 (　　)
A.反应后溶液中不存在Fe3+
B.该合金中铁与铜的物质的量之比是1∶2
C.反应后溶液(忽略溶液体积变化)中c=2.5 mol·L-1
D.向反应后的溶液中加入2.0 mol·L-1 NaOH溶液至金属离子恰好全部沉淀时，需加入NaOH溶液的体积是120 mL
15.(2023·江苏常州高一期中)实验室在如图所示装置(夹持和搅拌装置已省略)中制备(NH4)2HPO4。当溶液pH为8.0~9.0时，停止通入NH3，即可制得产品。已知：酚酞试剂在pH<8.2时为无色，8.210时为红色。下列说法不正确的是 (　　)
A.若不选用pH传感器，也可用酚酞试剂代替
B.若通入过多NH3，将导致产物主要为(NH4)3PO4
C.若实验中出现倒吸现象，应及时关闭K1、打开K2
D.可在接口a处连接装有碱石灰的干燥管吸收尾气
二、非选择题(本题共3小题，共40分)
16.(11分)(2023·山东菏泽一中高一期末)氮元素形成的化合物种类十分丰富。请根据以下工业制硝酸的原理示意图回答含氮化合物相关的问题：
(1)(1分)在氨合成塔中发生的氧化还原反应中，N2是　　　　　(填“氧化剂”或“还原剂”)。
(2)写出氧化炉中反应的化学方程式：___________________________。
(3)用NaClO溶液吸收硝酸尾气，可提高尾气中NO的去除率。其他条件相同，NO转化为N的转化率随NaClO溶液初始pH(用稀盐酸调节)的变化如图所示。
①在酸性NaClO溶液中，HClO与NO反应生成Cl-和N，其离子方程式为_____________________。
②NaClO溶液的初始pH越小，NO转化率越高，其原因是___________________________。
(4)“吸收塔”会有含NO、NO2等氮氧化物的尾气排出，为消除它们对环境的破坏作用，目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术是NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术。反应原理如图所示：
当NO2与NO的物质的量之比为1∶1时，与足量氨气在一定条件下发生反应。当有18 mol电子发生转移时，则生成N2的物质的量为　　　　　。
(5)某实验小组用足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体与1.12 L O2(标准状况)混合后通入水中，所得气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入2 mol·L-1NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是　　　　　mL。
17.(15分)(2023·河北承德一中期末)亚硝酸钠(NaNO2)被称为工业盐，在漂白、电镀等方面应用广泛。以木炭、浓硝酸、水和铜为原料生成的一氧化氮与过氧化钠反应制备亚硝酸钠的装置如图所示(部分夹持装置略)。
已知：①室温下，2NO+Na2O2 2NaNO2；②3NaNO2+3HCl 3NaCl+HNO3+2NO↑+H2O；③酸性条件下，NO或N都能与Mn反应生成N和Mn2+。
(1)组装好仪器后，首先进行的操作是　　　　　　　　，装入药品后，需要先通入一段时间N2的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)(1分)仪器E的名称为　　　　　　。
(3)写出浓硝酸与木炭发生反应的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　。
(4)装置B中观察到的主要现象是　　　　　　　　　　　　　，装置G的作用是　　　　　　　　。
(5)检验装置D产物中有亚硝酸钠的方法及现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(6)若将装置C中的碱石灰撤去，在装置D收集的产物中，可能含有的副产物是　　　　　　　(填化学式)。
18.(14分)(2023·重庆西南大学附中高一期中)氮化钙(Ca3N2)有耐高温、抗冲击等优良性质，被广泛应用于电子工业、新型陶瓷工业等领域。已知Ca3N2常温下为棕色固体，在空气中会被氧化，遇水剧烈反应产生刺激性气味的气体。实验室模拟工业制取Ca3N2，利用单质钙在氮气气流中加热制得Ca3N2，并测其纯度，实验方案如下：
Ⅰ.Ca3N2的制备
(1)利用装置A制取N2，则装置连接顺序为A→　　　　　→D(装置可多次使用)。
(2)实验开始时，先启动A处反应，一段时间后再点燃B处的酒精灯，其原因是__________________。
(3)制备过程中D处导管必须始终插入水中，目的是：①便于观察N2的流速，从而控制反应速率；②防止　　　　　。
Ⅱ.Ca3N2纯度测定
称取Ca3N2样品2.4 g，按如图装置进行实验，倾斜Y形管，将蒸馏水倒入样品管中，将产生的气体通入装有足量H3BO3溶液的装置E中充分吸收。
已知：NH3+H3BO3NH3·H3BO3；NH3·H3BO3+HClNH4Cl+H3BO3。
(4)写出Ca3N2与水反应的化学方程式：___________________________。
(5)反应结束后，向装置E中的吸收液中加入0.15 mol·L-1盐酸，恰好反应时消耗盐酸的体积为200 mL，则该样品中Ca3N2的质量分数为　　　　　。若在滴加盐酸的过程中，不小心将盐酸溅到容器外面，则测得的Ca3N2的质量分数　　　　　(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(6)已知上述实验装置气密性良好，某同学通过多次实验，发现测得样品中Ca3N2的质量分数始终偏小，你认为可能的原因是___________________________。
周测2　氮及其化合物
(时间：60分钟　分值：100分)
一、选择题(本题共15小题，每小题4分，共60分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.(2024·南京高一期中)NH3在化学工业中既是重要产品，又是重要的原料。下列说法正确的是 (　　)
A.侯氏制碱的原理可表示为饱和食盐水 NaHCO3
B.检查输送氨气的管道是否漏气，可用湿润的蓝色石蕊试纸检验，若试纸变红则漏气
C.氨气在催化剂作用下与O2反应制得NO，NO是还原产物
D.合成氨反应是人工固氮过程中的关键一步
答案　D
解析　侯氏制碱法应该先通氨气，再通入二氧化碳，A错误；氨气溶于水后生成氨水，氨水电离出氢氧根离子，遇湿润的红色石蕊试纸变蓝，B错误； 氨气在催化剂作用下与O2反应制得NO，氮元素化合价升高，氧元素化合价降低，NO既是氧化产物又是还原产物，C错误。
2.(2023·武汉二中高一检测)如图是自然界中的氮循环过程。下列有关叙述错误的是 (　　)
A.反应①、反应②及工业合成氨均属于氮的固定
B.反应④中，生成1 mol N至少需要提供4 mol O2
C.反应③的化学方程式为4NO+3O2+2H2O4HNO3
D.过程中参与循环的元素有氮元素、氢元素和氧元素
答案　B
解析　反应①、反应②及工业合成氨均是将游离态氮转化成化合态氮，均属于氮的固定，A正确；反应④中，生成1 mol N，N元素化合价升高，失去8 mol电子，而消耗1 mol氧气转移4 mol电子，故至少需要提供2 mol O2，B错误；反应③为NO被O2氧化生成硝酸，化学方程式为4NO+3O2+2H2O4HNO3，C正确。
3.(2023·长沙雅礼中学高一月考)如图所示，在一支50 mL注射器中吸入20 mL NO，然后吸入5 mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口。下列实验操作不能达到预期目的的是 (　　)
选项 实验操作 目的
A 振荡注射器，无明显现象 验证NO不溶于水
B 打开弹簧夹，快速吸入10 mL空气后，夹上弹簧夹，无色气体变为红棕色 证明可发生反应：2NO+O22NO2
C 再次振荡注射器，气体颜色逐渐变浅至无色，注射器活塞向内移动 证明可发生反应：3NO2+H2O2HNO3+NO
D 再打开弹簧夹，快速吸入空气至活塞位置处于最大刻度处，夹上弹簧夹，充分振荡注射器后静置，直至无明显现象为止 将注射器中的NO完全转化为HNO3
答案　D
解析　注射器中吸入20 mL NO和5 mL水，振荡注射器，无明显现象，能说明NO不溶于水且不与水发生反应，A不符合题意；打开弹簧夹，快速吸入10 mL空气后，夹上弹簧夹，无色气体变为红棕色，能证明发生反应：2NO+O22NO2，B不符合题意；再次振荡注射器，气体颜色逐渐变浅至无色，注射器活塞向内移动，气体压强减小，能说明NO2与H2O发生反应，C不符合题意；由反应4NO+3O2+2H2O4HNO3可知，使20 mL NO完全转化为HNO3，需要O2 15 mL，打开弹簧夹，快速吸入空气至活塞位置处于最大刻度50 mL处，此时注射器中的O2(O2占空气的21%)不足以将NO完全转化为HNO3，故充分振荡注射器后静置直至无明显现象为止，不能说明NO完全转化为HNO3，D符合题意。
4.(2024·广东江门高一期中)现有氮及其化合物的转化关系如图，则下列说法不正确的是 (　　)
A.上述所有反应都是氧化还原反应
B.“一场雷雨，一场肥”路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是模拟雷电固氮的过程
C.反应①中每生成1 mol NO，转移4 mol 电子
D.S元素也能发生类似的转化，最终得到硫酸
答案　C
解析　上述所有反应过程中N元素的化合价都发生改变，故都是氧化还原反应，A正确；N2和O2在雷电作用下生成NO，NO会迅速被O2氧化为NO2，NO2和H2O反应获得硝酸，即路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径，B正确；反应①中N元素的化合价由-3价变成+2价，故每生成1 mol NO，转移5 mol 电子，C错误；H2S被氧化生成S，S与O2反应生成SO2，SO2与O2在催化剂作用下反应生成SO3，SO3与水反应得到硫酸，D正确。
5.(2023·云南曲靖阶段检测)同温同压下，将两个容积相等的干燥圆底烧瓶中分别充满相应的气体后进行喷泉实验(如图所示)。下列说法错误的是 (　　)
A.打开止水夹、挤出胶头滴管中的水都可产生“喷泉”
B.“喷泉”都呈红色
C.实验后烧瓶中溶液的体积不同
D.实验后烧瓶中溶质的物质的量浓度不同
答案　D
解析　氨气和二氧化氮均易溶于水，并能与水反应，打开止水夹、挤出胶头滴管中的水都可产生“喷泉”，A正确；氨水呈碱性，能使酚酞溶液变红，硝酸呈酸性，能使石蕊溶液变红，故“喷泉”都呈红色，B正确；设烧瓶的容积为V L，V L NH3全部溶于水，形成溶液的体积为V L；V L NO2完全反应后，生成了 V L NO气体，形成的溶液的体积为 V L，实验后烧瓶中溶液的体积不同，C正确；氨水的浓度为 = mol·L-1，硝酸的浓度为= mol·L-1，两者浓度相等，D错误。
6.(2023·广东江门高一月考)将铜丝插入浓硝酸中进行如图所示的实验，下列说法正确的是 (　　)
A.装置a中出现红棕色气体，只体现HNO3的酸性
B.一段时间后，向装置b中注入水，b中气体红棕色变浅
C.注入水后装置b中铜片表面产生气泡，说明Cu与硝酸反应生成H2
D.装置c用NaOH吸收尾气，说明NO和NO2均是酸性氧化物
答案　B
解析　铜与浓硝酸反应生成红棕色二氧化氮气体和硝酸铜，体现了硝酸的强氧化性和酸性，A错误；一段时间后，向装置b中注入水，b中气体红棕色变浅，因为二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮，B正确；注入水后装置b中铜片表面产生气泡，Cu与稀硝酸反应生成NO气体，C错误；酸性氧化物是指和水反应只能生成对应价态的酸或和碱反应只能生成盐和水的氧化物，NO和NO2均不是酸性氧化物，D错误。
7.(2023·乌鲁木齐高一期中)取一滤纸条，等间距滴入10滴紫色石蕊溶液，装入玻璃管中，然后从玻璃管的两端同时放入分别蘸有浓氨水和浓盐酸的棉球，并迅速封闭两端管口，很快可观察到管内有白烟产生，待白烟消失后还可观察到如图所示的现象。下列说法正确的是 (　　)
A.氨水和盐酸都属于挥发性物质
B.该过程中没有化学反应发生
C.所有气体分子的运动速率都相同
D.图示黑点表示石蕊溶液变成了红色
答案　A
解析　实验中盐酸和氨水挥发后反应生成氯化铵，两者均属于挥发性物质，A正确、B错误；根据黑点与白点的个数可以判断出实验中氨运动的速度比氯化氢快，C错误；氨溶于水生成弱碱氨水，石蕊溶液遇碱变蓝，则黑点表示石蕊溶液变蓝，D错误。
8.(2023·河南南阳高一期中)光催化固氮被认为是一种极具前景的人工固氮技术，光照条件下，在催化剂表面进行固氮反应的两种途径如图所示，下列说法错误的是 (　　)
A.将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程叫作氮的固定
B.途径②中，N2发生了氧化反应
C.选择合适的催化剂，可以使N2与O2一步化合生成NO2
D.NO是含有极性共价键的共价化合物
答案　C
解析　N2与O2化合只能生成NO，不能直接生成NO2，C错误。
9.(2023·山西大同高一期中)为探究木炭与浓硝酸的反应原理，某同学设计如下四组实验，发现所有实验过程均有红棕色气体产生，不考虑空气对反应的影响，下列说法错误的是 (　　)
①　②
③　④
A.所有实验产生的气体均为混合物
B.③和④中生成的气体成分可能相同
C.②中红棕色气体全部为木炭与浓硝酸反应产生
D.①说明浓硝酸不稳定受热易分解
答案　C
解析　③中浓硝酸可能受热分解，也可能与木炭接触发生反应；而④中浓硝酸受热可能分解，挥发的硝酸与木炭接触也可能发生反应，所以两个实验气体成分可能相同，B项正确；木炭需要在加热条件下才能与浓硝酸发生反应产生NO2，②中木炭不和浓硝酸反应，C项错误；浓硝酸遇灼热的碎瓷片分解产生NO2，说明其不稳定易分解，D项正确。
10.(2023·重庆沙坪坝高一期中)将盛有60 mL NO2和O2的混合气体的试管倒立于装有足量水的水槽中，充分反应后(假设试管中溶质没有扩散到水槽中)，试管内剩余10 mL气体，则下列说法正确的是(已知：气体体积已折算为标准状况下体积) (　　)
A.原混合气体中的NO2与O2的体积比可能为3∶1
B.当剩余气体为NO时，试管中所得溶液的物质的量浓度更大
C.若将水换为氢氧化钠溶液，试管中剩余气体体积依然为10 mL
D.继续向试管中通入相同状况下7.5 mL氧气，则试管中剩余气体体积可能为4.5 mL
答案　B
解析　若剩余氧气10 mL，则50 mL NO2和O2的混合气体通入水中变为硝酸：则这50 mL气体中NO2体积为50 mL×=40 mL，则氧气体积为20 mL，混合气体中的NO2与O2的体积比为2∶1，若剩余气体是10 mL NO，根据3NO2+H2O2HNO3+NO，则有30 mL NO2转变为NO，还有30 mL NO2和O2的混合气体变为硝酸，则这30 mL气体中NO2体积为30 mL×=24 mL，则原混合气体中的NO2与O2的体积比可能为(30+24)∶6=9∶1，故A错误；根据前面分析混合气体可能是40 mL NO2、20 mL O2，可能是54 mL NO2、6 mL O2，根据氮元素守恒，则转变为硝酸用掉NO2的体积分别为40 mL、44 mL，当剩余气体为NO时溶液的物质的量浓度更大，故B正确；若将水换为氢氧化钠溶液，则只有混合气体是40 mL NO2、20 mL O2这种情况时，试管内剩余气体依然为10 mL，而混合气体是54 mL NO2、6 mL O2这种情况时，没有气体剩余，主要是二氧化氮和氢氧化钠反应生成硝酸钠、亚硝酸钠和水，故C错误；继续向试管中通入相同状况下7.5 mL氧气，当剩余10 mL NO气体时，发生反应：4NO+3O2+2H2O4HNO3，则10 mL NO消耗7.5 mL氧气，最终试管中剩余气体体积为0，故D错误。
11.(2022·湖南，9)科学家发现某些生物酶体系可以促进H+和e-的转移(如a、b和c)，能将海洋中的N转化为N2进入大气层，反应过程如图所示。
下列说法正确的是 (　　)
A.过程Ⅰ中N发生氧化反应
B.a和b中转移的e-数目相等
C.过程 Ⅱ中参与反应的n(NO)∶n(N)=1∶4
D.过程Ⅰ→Ⅲ的总反应为N+NN2↑+2H2O
答案　D
解析　过程Ⅰ中N转化为NO，氮元素化合价由+3价降低到+2价，N得电子，发生还原反应，A错误；过程Ⅰ为N在酶1的作用下转化为NO和H2O，反应的离子方程式为N+2H++e-NO↑+H2O，过程Ⅱ为NO和N在酶2的作用下发生氧化还原反应生成H2O和N2H4，反应的离子方程式为NO+N+3e-+2H+H2O+N2H4，两过程转移电子数目不相等，B错误；由过程Ⅱ的反应方程式可知n(NO)∶n(N)=1∶1，C错误；过程Ⅲ为N2H4转化为N2和4H+、4e-，反应的离子方程式为N2H4N2↑+4H++4e-，所以过程Ⅰ→Ⅲ的总反应为N+NN2↑+2H2O，D正确。
12.(2023·江苏徐州高一期中)金属Mn与HNO3反应的现象如下：
已知：经检验，反应后的溶液中含有Mn2+；氧化性：S2>Mn。
下列说法错误的是 (　　)
A.缓慢滴加产生的气体中，可能含有N2，一定不含NH3
B.快速滴加实验中，硝酸表现酸性、强氧化性
C.向缓慢滴加实验所得溶液中加入(NH4)2S2O8，溶液变为紫红色
D.收集快速滴加过程中获得的红棕色气体，干燥后会得到纯净的NO2
答案　D
解析　根据缓慢滴加硝酸产生的气体无色、无味可判断，该气体可能含有N2，一定不含NH3，A正确；快速滴加硝酸实验中，生成Mn(NO3)2和红棕色气体NO2，则硝酸表现出酸性、强氧化性，B正确；根据已知信息，氧化性：S2>Mn，在含有Mn2+的溶液中加入(NH4)2S2O8，会生成Mn，溶液会变为紫红色，C正确；NO2会部分转化为N2O4，则收集快速滴加过程中获得的红棕色气体，干燥后得到的仍为混合物，D错误。
13.(2023·广州真光中学高一月考)利用“价—类”二维图研究物质的性质是一种行之有效的方法，如图是硫、氮元素的“价—类”二维图。下列说法正确的是 (　　)
A.k加热易分解，通常生成O2
B.a与g的水溶液不会发生反应
C.c与氯水混合漂白能力一定增强
D.氮的固定一定是将氮气氧化为氮的氧化物
答案　A
解析　k为硝酸，硝酸加热易分解释放O2，A正确；a为H2S，其水溶液显酸性，g为NH3，其水溶液显碱性，二者能发生反应生成铵盐，B错误；c为SO2，SO2与氯水混合发生反应：SO2+Cl2+2H2OH2SO4+2HCl，产物无漂白性，C错误；氮的固定是将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程，氮气可以被氧化，也可以被还原，D错误。
14.(2024·福州高一期中)2.48 g铁铜合金完全溶解于80 mL 4.0 mol·L-1稀硝酸中，得到标准状况下672 mL NO气体(假设此时无其他气体产生)，下列说法正确的是 (　　)
A.反应后溶液中不存在Fe3+
B.该合金中铁与铜的物质的量之比是1∶2
C.反应后溶液(忽略溶液体积变化)中c=2.5 mol·L-1
D.向反应后的溶液中加入2.0 mol·L-1 NaOH溶液至金属离子恰好全部沉淀时，需加入NaOH溶液的体积是120 mL
答案　C
解析　反应生成标准状况下672 mL的NO气体，n==0.03 mol，转移电子的物质的量为0.03 mol×3=0.09 mol；由化学方程式可知，作氧化剂的硝酸是整个硝酸的，所以参加反应的硝酸的物质的量为0.03 mol×4=0.12 mol，而80 mL 4.0 mol·L-1稀硝酸中硝酸的物质的量为0.32 mol，所以硝酸过量，铁与铜完全反应，铁转化为铁离子，令混合物中铁、铜的物质的量分别为x mol、y mol，根据二者质量与电子转移守恒得，则x=0.01，y=0.03。据分析，铁转化为三价铁，所以溶液中存在Fe3+，A错误；该合金中铁与铜的物质的量之比是0.01∶0.03=1∶3，B错误；反应后溶液中剩余n=n-n(HNO3，参加反应)=0.32 mol-0.12 mol=0.2 mol，则反应后溶液(忽略溶液体积变化)中c===2.5 mol·L-1，C正确；离子完全沉淀得到硝酸钠溶液，根据硝酸根离子守恒可知：需加入NaOH的物质的量为0.32 mol-0.03 mol=0.29 mol，所以V==0.145 L=145 mL，D错误。
15.(2023·江苏常州高一期中)实验室在如图所示装置(夹持和搅拌装置已省略)中制备(NH4)2HPO4。当溶液pH为8.0~9.0时，停止通入NH3，即可制得产品。已知：酚酞试剂在pH<8.2时为无色，8.210时为红色。下列说法不正确的是 (　　)
A.若不选用pH传感器，也可用酚酞试剂代替
B.若通入过多NH3，将导致产物主要为(NH4)3PO4
C.若实验中出现倒吸现象，应及时关闭K1、打开K2
D.可在接口a处连接装有碱石灰的干燥管吸收尾气
答案　D
解析　由题意可知，当pH为8.0~9.0时，可制得(NH4)2HPO4，说明(NH4)2HPO4溶液显碱性，因此若不选用pH传感器，还可以选用酚酞作指示剂，A正确；若通入过多NH3，(NH4)2HPO4继续与NH3反应生成(NH4)3PO4，B正确；由于NH3极易溶于水，因此可选择打开活塞K2以平衡气压，并及时关闭K1，C正确；氨气不能被碱石灰吸收，D错误。
二、非选择题(本题共3小题，共40分)
16.(11分)(2023·山东菏泽一中高一期末)氮元素形成的化合物种类十分丰富。请根据以下工业制硝酸的原理示意图回答含氮化合物相关的问题：
(1)(1分)在氨合成塔中发生的氧化还原反应中，N2是　　　　　(填“氧化剂”或“还原剂”)。
(2)写出氧化炉中反应的化学方程式：___________________________。
(3)用NaClO溶液吸收硝酸尾气，可提高尾气中NO的去除率。其他条件相同，NO转化为N的转化率随NaClO溶液初始pH(用稀盐酸调节)的变化如图所示。
①在酸性NaClO溶液中，HClO与NO反应生成Cl-和N，其离子方程式为_____________________。
②NaClO溶液的初始pH越小，NO转化率越高，其原因是___________________________。
(4)“吸收塔”会有含NO、NO2等氮氧化物的尾气排出，为消除它们对环境的破坏作用，目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术是NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术。反应原理如图所示：
当NO2与NO的物质的量之比为1∶1时，与足量氨气在一定条件下发生反应。当有18 mol电子发生转移时，则生成N2的物质的量为　　　　　。
(5)某实验小组用足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体与1.12 L O2(标准状况)混合后通入水中，所得气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入2 mol·L-1NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是　　　　　mL。
答案　(1)氧化剂　(2)4NH3+5O24NO+6H2O　(3)①3HClO+2NO+H2O3Cl-+2N+5H+　②溶液pH越小，溶液中HClO的浓度越大，氧化NO的能力越强　(4)6 mol　(5)100
解析　(4)足量NH3与n(NO2)∶n(NO)=1∶1的混合气体发生反应：NO2+NO+2NH32N2+3H2O，由化学方程式可知，有18 mol电子发生转移时，生成6 mol N2。(5)Cu与浓硝酸反应，Cu失去的电子被硝酸根离子得到转变为NO、NO2、N2O4的混合气体，NO、NO2、N2O4的混合气体在水溶液中被通入的O2氧化，全部转化为HNO3，依据得失电子守恒可知，Cu失去的电子与O2得到的电子的物质的量相等，为(×4) mol=0.2 mol，再依据Cu~2e-，可知n(Cu2+)=0.1 mol，消耗的氢氧化钠的物质的量为0.2 mol，体积为×1 000 mL·L-1=100 mL。
17.(15分)(2023·河北承德一中期末)亚硝酸钠(NaNO2)被称为工业盐，在漂白、电镀等方面应用广泛。以木炭、浓硝酸、水和铜为原料生成的一氧化氮与过氧化钠反应制备亚硝酸钠的装置如图所示(部分夹持装置略)。
已知：①室温下，2NO+Na2O2 2NaNO2；②3NaNO2+3HCl 3NaCl+HNO3+2NO↑+H2O；③酸性条件下，NO或N都能与Mn反应生成N和Mn2+。
(1)组装好仪器后，首先进行的操作是　　　　　　　　，装入药品后，需要先通入一段时间N2的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)(1分)仪器E的名称为　　　　　　。
(3)写出浓硝酸与木炭发生反应的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　。
(4)装置B中观察到的主要现象是　　　　　　　　　　　　　，装置G的作用是　　　　　　　　。
(5)检验装置D产物中有亚硝酸钠的方法及现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(6)若将装置C中的碱石灰撤去，在装置D收集的产物中，可能含有的副产物是　　　　　　　(填化学式)。
答案　(1)检查装置气密性　排尽装置内的空气，防止NO被空气中的氧气氧化
(2)球形干燥管
(3)C+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O
(4)红棕色气体消失，铜逐渐溶解，溶液变为蓝色，有无色气泡产生　吸收未反应的NO
(5)取少量样品于试管中，加入稀盐酸，产生无色气体，其遇到空气变为红棕色
(6)Na2CO3、NaOH
解析　(4)装置B中，NO2和水反应生成HNO3和NO，Cu与HNO3反应生成硝酸铜、NO和水，所以观察到的现象是红棕色气体消失，铜逐渐溶解，溶液变为蓝色，有无色气泡产生；根据已知信息③知，装置G中的酸性高锰酸钾溶液用于吸收未反应的NO。(5)根据已知信息②知，亚硝酸钠可与盐酸反应生成一氧化氮，则检验装置D产物中有亚硝酸钠的方法是取少量样品于试管中，加入稀盐酸，若产生无色气体，且其遇到空气变为红棕色，证明含有亚硝酸钠。(6)若撤去装置C中的碱石灰，则进入装置D的NO中会含有杂质CO2和H2O，装置D收集的产物中，含有的副产物是Na2CO3和NaOH。
18.(14分)(2023·重庆西南大学附中高一期中)氮化钙(Ca3N2)有耐高温、抗冲击等优良性质，被广泛应用于电子工业、新型陶瓷工业等领域。已知Ca3N2常温下为棕色固体，在空气中会被氧化，遇水剧烈反应产生刺激性气味的气体。实验室模拟工业制取Ca3N2，利用单质钙在氮气气流中加热制得Ca3N2，并测其纯度，实验方案如下：
Ⅰ.Ca3N2的制备
(1)利用装置A制取N2，则装置连接顺序为A→　　　　　→D(装置可多次使用)。
(2)实验开始时，先启动A处反应，一段时间后再点燃B处的酒精灯，其原因是__________________。
(3)制备过程中D处导管必须始终插入水中，目的是：①便于观察N2的流速，从而控制反应速率；②防止　　　　　。
Ⅱ.Ca3N2纯度测定
称取Ca3N2样品2.4 g，按如图装置进行实验，倾斜Y形管，将蒸馏水倒入样品管中，将产生的气体通入装有足量H3BO3溶液的装置E中充分吸收。
已知：NH3+H3BO3NH3·H3BO3；NH3·H3BO3+HClNH4Cl+H3BO3。
(4)写出Ca3N2与水反应的化学方程式：___________________________。
(5)反应结束后，向装置E中的吸收液中加入0.15 mol·L-1盐酸，恰好反应时消耗盐酸的体积为200 mL，则该样品中Ca3N2的质量分数为　　　　　。若在滴加盐酸的过程中，不小心将盐酸溅到容器外面，则测得的Ca3N2的质量分数　　　　　(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(6)已知上述实验装置气密性良好，某同学通过多次实验，发现测得样品中Ca3N2的质量分数始终偏小，你认为可能的原因是___________________________。
答案　(1)C→B→C　(2)排尽装置中的空气，防止空气中的水蒸气和氧气干扰实验　(3)空气中的氧气进入装置B中与Ca或Ca3N2反应　(4)Ca3N2+6H2O3Ca(OH)2+2NH3↑　(5)92.5%　偏大　(6)装置中还残留部分NH3(或部分NH3溶于水)，没有被H3BO3溶液完全吸收
解析　(4)据题意，Ca3N2与水反应生成氨和氢氧化钙，则该反应为非氧化还原反应，化学方程式为Ca3N2+6H2O3Ca(OH)2+2NH3↑。(5)结合(4)：Ca3N2+6H2O3Ca(OH)2+2NH3↑，又已知：NH3+H3BO3NH3·H3BO3；NH3·H3BO3+HClNH4Cl+H3BO3，则存在关系式：Ca3N2~2NH3~2HCl，反应消耗盐酸0.15 mol·L-1×0.200 L=0.03 mol，则该样品中Ca3N2的质量分数为×100%=92.5%。若在滴加盐酸的过程中，不小心将盐酸溅到容器外面，则导致盐酸体积偏大，测得的Ca3N2的质量分数偏大。