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同步练习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.(2025·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.侯氏制碱法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.(2025·南昌高一检测)某兴趣小组探究金属与硝酸的还原产物，进行了下列三组实验，下列说法正确的是(　　)
实验操作(室温)及实验现象
① 将足量的铜粉加入1 mL 10 mol·L-1 HNO3中，溶液呈绿色，产生红棕色气体
② 将足量的铜粉加入100 mL 0.1 mol·L-1 HNO3中，溶液呈蓝色，产生无色气体
③ 将足量的铁粉加入100 mL 0.1 mol·L-1 HNO3中，溶液呈浅绿色，无气体生成
A.实验①②反应后溶液颜色不同，说明氧化产物不同
B.实验②中产生的气体可用向上排空气法收集
C.实验③中铁发生了钝化
D.以上实验说明硝酸的还原产物与硝酸的浓度及金属的活泼性有关
3.如图所示，常温下能说明铁棒已被浓硝酸钝化的是(　　)
A.将铁棒洗净，浸泡于浓硫酸中，无变化
B.将铁棒洗净，浸泡于硫酸铜溶液中，无红色物质析出
C.将铁棒洗净，浸泡于稀硫酸中，无气泡产生
D.将铁棒洗净，浸泡于氢氧化钠溶液中，无变化
4.(2025·桂林高一期末)在酸性条件下，具有氧化性。图示过程可实现Fe2+转化为Fe3+。下列分析正确的是(　　)
A.NO、NO2为中间产物
B.反应③中NO2为氧化剂
C.每转化1 mol Fe2+需要5.6 L O2
D.反应①的离子方程式为Fe2+＋＋4H+===Fe3+＋NO↑＋2H2O
5.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6.(2025·江西赣州高一期末)硝酸是重要的化工原料，用于制化肥、农药、炸药、染料等。工业上制硝酸的原理是将氨经过一系列反应得到硝酸，如图所示：
下列说法正确的是(　　)
A.反应①②③都属于氮的固定
B.从氮元素的化合价看，NH3只有还原性，NO2、HNO3只有氧化性
C.反应①②③④中，氮元素均只发生氧化反应
D.NH3和NO2在一定条件下可反应生成N2和H2O
7.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.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.(2025·太原期末)关于氮及其化合物，下列实验方案、现象和结论都正确的是(　　)
选项 实验方案 现象 结论
A 常温下，将Fe片分别插入稀硝酸和浓硝酸中 一段时间后，前者有气体产生，后者无明显现象 稀硝酸的氧化性强于浓硝酸
B 将Fe(NO3)2样品溶于稀硫酸后，滴加KSCN溶液 溶液变红 Fe(NO3)2晶体已氧化变质
C 将某红棕色气体通入淀粉-KI溶液中 溶液变蓝 该气体为NO2
D 向某无色溶液中滴加浓NaOH溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口 试纸变蓝 原溶液不一定是铵盐溶液
10.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.(2025·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＋N===N2↑＋2H2O
12.(2025·北京东城区二十二中高一期中)氨催化氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径，某同学用该原理在实验室探究硝酸的制备和性质，设计了如图所示装置。下列说法错误的是(　　)
A.甲装置中的固体可以是NaOH或CaO
B.乙装置中的干燥剂可以是碱石灰
C.丙中发生的反应是4NH3＋5O24NO＋6H2O
D.若戊中观察到紫色石蕊溶液变红，则说明已制得HNO3
13.(2025·广州高一月考)某实验小组发现在相同温度下，铁与不同密度的硝酸反应时，还原产物有所不同，该小组的实验结果如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A.硝酸的密度越大，其还原产物越多
B.当硝酸溶液的密度小于d g·mL-1时，还原产物始终以NO为主
C.还原产物中NO的分布分数随硝酸密度的增大而增大
D.硝酸的密度为d g·mL-1时，足量的铁与硝酸发生的反应主要为2Fe＋6HNO3===2Fe(NO3)2＋NO↑＋NO2↑＋3H2O
14.(2025·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.(2025·深圳高一期中)中国科学院科研团队研究表明，在常温常压和可见光下，基于LDH(一种固体催化剂)合成NH3的原理示意图如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.将混合气体加压降温可分离出NH3
B.氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶1
C.该过程中没有非极性键的断裂与生成
D.基于LDH合成NH3的过程不属于氮的固定
二、非选择题(本题共3小题，共40分)
16.(12分)Ⅰ.氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中制备NH3，回答下列问题：
(1)(3分)氨气的发生装置可以选择上图中的　　　　(填字母)，反应的化学方程式为　　　　。
(2)(2分)欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为发生装置→　　　　→　　　　→　　　　→　　　　→　　　　(按气流方向，用小写字母表示)。
Ⅱ.亚硝酰氯(NOCl)是一种黄色气体，沸点为－5.5 ℃，其液体呈红褐色，遇水发生反应：2NOCl＋H2O===2HCl＋NO＋NO2。某化学兴趣小组设计如图装置用Cl2和NO制备NOCl。
(3)(3分)装置甲发生反应的离子方程式为　　　　　　　，
装置丙中的液体为　　　　。
(4)(1分)实验时，先通入Cl2，待装置丁中烧瓶内充满黄绿色气体时，再通入NO，这样做的目的是　　　　。
(5)装置丁中冰盐水的作用是　　　　。
(6)(1分)经分析该套装置设计上有一处明显缺陷，改进方法是　　　　(用文字描述)。
17.(14分)(2025·贵州遵义模拟)某兴趣小组设计实验探究铜与浓硝酸的反应以及硝酸盐的性质，回答下列问题。
实验一：铜与浓硝酸的反应，如图所示。
步骤：a.打开止水夹，挤压胶头滴管；
b.一段时间后，将止水夹关闭，推动注射器将部分水推进试管中，观察实验现象。
(1)写出铜与浓硝酸反应的离子方程式：　　　　　　　。
(2)(3分)反应结束后，向具支试管中滴加少量稀硫酸，可观察到　　　　(填“有”或“没有”)气泡产生，说明理由：　　　　　　　　。
(3)若步骤b中的实验现象为注射器中剩下的水被吸入具支试管，试分析产生该现象的可能原因：　　　　　　　　　　　　。
实验二：探究Cu(NO3)2、AgNO3的热稳定性及分解产物(夹持装置已略去)。
实验记录如表：
硝酸盐 相同处 不同处
Cu(NO3)2 A处产生红棕色气体，固体变为黑色；C处溶液颜色变为红色 D处未收集到气体
AgNO3 D处可收集到能使带火星的木条复燃的无色气体
(4)C处溶液颜色变为红色的原因是　　　　　　　。
(5)根据上述实验现象，Cu(NO3)2受热分解的n(氧化产物)∶n(还原产物)＝　　　　。
(6)(3分)该兴趣小组为确认AgNO3受热分解的固体产物，设计如下方案。
【查阅资料】 Ag2O和粉末状的Ag均为黑色；Ag2O可溶于氨水。
【提出设想】 试管中残留的黑色固体可能是：ⅰ.Ag；ⅱ.Ag2O；ⅲ.Ag和Ag2O。
【实验验证】 该小组为验证上述设想，分别取少量黑色固体放入试管中，进行了如下实验。
实验编号 操作 现象
1 加入足量氨水，振荡 黑色固体不溶解
2 加入足量稀硝酸，振荡 黑色固体溶解，并有气体产生
【实验评价】 根据上述实验，你认为能确定固体产物成分的实验是　　　　(填“1”或“2”)。
【实验结论】 写出AgNO3受热分解的化学方程式：　　　　　　　　　　　　。
18.(14分)脱除烟气中的氮氧化物(主要是指NO和NO2)可净化空气、改善环境，是环境保护的重要课题。
(1)NO2的消除。
可以用碳酸钠溶液来进行吸收，在产生CO2的同时，会生成NaNO2，NaNO2是工业盐的主要成分，在漂白、电镀等方面应用广泛。
①写出碳酸钠溶液消除NO2的化学方程式：　　　　　　　。
②经过一系列后续操作可以得到产品NaNO2，但一般会混有一定量　　　　的杂质。
(2)NO的消除。
①HClO可有效脱除NO，但HClO不稳定，实际应用中常用其盐。Cl2和Ca(OH)2制取漂白粉的化学方程式是　　　　。
次氯酸盐脱除NO的主要过程如下：
a.NO＋HClO===NO2＋HCl
b.NO＋NO2＋H2O2HNO2
c.HClO＋HNO2===HNO3＋HCl
②下列分析正确的是 　　　　(填字母)。
A.烟气中含有的少量O2能提高NO的脱除率
B.NO2单独存在时不能被脱除
C.脱除过程中，次氯酸盐溶液的pH下降
③研究不同温度下Ca(ClO)2溶液对NO脱除率的影响，结果如图1所示。
脱除过程中往往有Cl2产生，原因是　　　 　　　　(用离子方程式表示)；60~80 ℃NO脱除率下降的原因是　　　 　　　　。
(3)NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如图2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脱氮反应。该反应的化学方程式为　　　　　　　。
同步练习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.(2025·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.侯氏制碱法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。
题点　氨气的综合
2.(2025·南昌高一检测)某兴趣小组探究金属与硝酸的还原产物，进行了下列三组实验，下列说法正确的是(　　)
实验操作(室温)及实验现象
① 将足量的铜粉加入1 mL 10 mol·L-1 HNO3中，溶液呈绿色，产生红棕色气体
② 将足量的铜粉加入100 mL 0.1 mol·L-1 HNO3中，溶液呈蓝色，产生无色气体
③ 将足量的铁粉加入100 mL 0.1 mol·L-1 HNO3中，溶液呈浅绿色，无气体生成
A.实验①②反应后溶液颜色不同，说明氧化产物不同
B.实验②中产生的气体可用向上排空气法收集
C.实验③中铁发生了钝化
D.以上实验说明硝酸的还原产物与硝酸的浓度及金属的活泼性有关
答案　D
解析　实验①反应后溶液呈绿色，产生红棕色气体，发生反应：Cu＋4HNO3(浓) ===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，实验②反应后溶液呈蓝色，产生无色气体，发生反应：3Cu＋8HNO3(稀) ===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，氧化产物均为硝酸铜，只是浓度不同导致颜色不同，故A错误；实验②中生成一氧化氮气体，一氧化氮易与氧气反应，故不能用排空气法收集，故B错误；实验③反应后溶液呈浅绿色，无气体生成，可能N被还原生成铵盐，铁在稀硝酸中不会钝化，故C错误；根据实验①②③可得铜与浓硝酸反应生成二氧化氮、与稀硝酸反应生成一氧化氮，铁与稀硝酸反应生成铵盐，可知硝酸的还原产物与硝酸浓度和金属活泼性有关，故D正确。
3.如图所示，常温下能说明铁棒已被浓硝酸钝化的是(　　)
A.将铁棒洗净，浸泡于浓硫酸中，无变化
B.将铁棒洗净，浸泡于硫酸铜溶液中，无红色物质析出
C.将铁棒洗净，浸泡于稀硫酸中，无气泡产生
D.将铁棒洗净，浸泡于氢氧化钠溶液中，无变化
答案　B
解析　浓硫酸会使得铁钝化，不产生气体，不能说明铁棒已被浓硝酸钝化，A错误；将上述铁棒取出冲洗干净，再投入硫酸铜溶液中，如果表面不出现红色物质，说明铁没有将硫酸铜溶液中的铜置换出来，证明铁棒已被钝化，B正确；稀硫酸会破坏氧化膜，然后和铁反应生成氢气，会产生气泡，C错误；铁和氢氧化钠溶液不反应，不产生气体，不能说明铁棒已被浓硝酸钝化，D错误。
4.(2025·桂林高一期末)在酸性条件下，具有氧化性。图示过程可实现Fe2+转化为Fe3+。下列分析正确的是(　　)
A.NO、NO2为中间产物
B.反应③中NO2为氧化剂
C.每转化1 mol Fe2+需要5.6 L O2
D.反应①的离子方程式为Fe2+＋＋4H+===Fe3+＋NO↑＋2H2O
答案　A
解析　根据转化关系图可知，亚铁离子被硝酸氧化为铁离子，生成的NO被氧气氧化为NO2，NO2、O2溶于水又转化为硝酸，总反应为4Fe2+＋O2＋4H+===4Fe3+＋2H2O。根据转化关系图可知NO、NO2为中间产物，A正确；反应③中NO2化合价升高，为还原剂，B错误；气体所处状态不确定，无法计算O2的体积，C错误；根据转化关系图可知反应①的离子方程式为3Fe2+＋＋4H+===3Fe3+＋NO↑＋2H2O，D错误。
5.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。
题点　喷泉实验
6.(2025·江西赣州高一期末)硝酸是重要的化工原料，用于制化肥、农药、炸药、染料等。工业上制硝酸的原理是将氨经过一系列反应得到硝酸，如图所示：
下列说法正确的是(　　)
A.反应①②③都属于氮的固定
B.从氮元素的化合价看，NH3只有还原性，NO2、HNO3只有氧化性
C.反应①②③④中，氮元素均只发生氧化反应
D.NH3和NO2在一定条件下可反应生成N2和H2O
答案　D
解析　氮的固定是游离态的氮转化为化合态，因此只有反应①属于氮的固定，A错误；NH3中N为－3价，只有还原性，NO2中N为＋4价，处于中间价态，因此NO2具有还原性，B错误；反应④中，NO2中＋4价的N歧化为＋2价和＋5价，因此N既发生氧化反应，又发生还原反应，C错误；NH3中N为－3价，NO2中N为＋4价，在一定条件下发生归中反应生成N2和H2O，D正确。
7.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。
题点　氨气性质的探究实验
8.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。
题点　氮的固定
9.(2025·太原期末)关于氮及其化合物，下列实验方案、现象和结论都正确的是(　　)
选项 实验方案 现象 结论
A 常温下，将Fe片分别插入稀硝酸和浓硝酸中 一段时间后，前者有气体产生，后者无明显现象 稀硝酸的氧化性强于浓硝酸
B 将Fe(NO3)2样品溶于稀硫酸后，滴加KSCN溶液 溶液变红 Fe(NO3)2晶体已氧化变质
C 将某红棕色气体通入淀粉-KI溶液中 溶液变蓝 该气体为NO2
D 向某无色溶液中滴加浓NaOH溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口 试纸变蓝 原溶液不一定是铵盐溶液
答案　D
解析　铁遇浓硝酸会发生钝化，浓硝酸的氧化性比稀硝酸的强，A项错误；向溶液中滴加稀硫酸，酸性条件下硝酸根离子与亚铁离子发生氧化还原反应生成铁离子，结论不合理，B项错误；若红棕色气体为溴蒸气，也会出现同样的现象，C项错误；湿润的红色石蕊试纸变蓝色，说明生成氨气，原溶液可能为浓氨水，不一定是铵盐溶液，D项正确。
10.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，混合气体中氧气体积为20 mL，则混合气体中的NO2与O2的体积比为2∶1；若剩余气体是10 mL NO，根据3NO2＋H2O===2HNO3＋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，也可能是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＋2H2O===4HNO3，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。
题点　氮的氧化物溶于水的计算
11.(2025·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＋N===N2↑＋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的离子方程式可知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N2H4===N2↑＋4H+＋4e-，所以过程Ⅰ→Ⅲ的总反应为N＋N===N2↑＋2H2O，D正确。
题点　氮及其化合物的转化
12.(2025·北京东城区二十二中高一期中)氨催化氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径，某同学用该原理在实验室探究硝酸的制备和性质，设计了如图所示装置。下列说法错误的是(　　)
A.甲装置中的固体可以是NaOH或CaO
B.乙装置中的干燥剂可以是碱石灰
C.丙中发生的反应是4NH3＋5O24NO＋6H2O
D.若戊中观察到紫色石蕊溶液变红，则说明已制得HNO3
答案　A
解析　甲装置中浓氨水用于制备氨气，经过干燥后在丙装置中发生氨气的催化氧化反应，因此甲装置中需要同时提供氨气和氧气，则X为过氧化钠，如果固体是NaOH或CaO，只能提供氨气，不能提供氧气，A错误；乙装置用于干燥氨气、氧气，可用碱石灰干燥，B正确；加热条件下，氨气与氧气在催化条件下反应生成一氧化氮，反应的化学方程式为4NH3＋5O24NO＋6H2O，C正确；戊中观察到紫色溶液变红，说明生成了酸性物质，可以说明二氧化氮、氧气与水反应生成了硝酸，D正确。
13.(2025·广州高一月考)某实验小组发现在相同温度下，铁与不同密度的硝酸反应时，还原产物有所不同，该小组的实验结果如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A.硝酸的密度越大，其还原产物越多
B.当硝酸溶液的密度小于d g·mL-1时，还原产物始终以NO为主
C.还原产物中NO的分布分数随硝酸密度的增大而增大
D.硝酸的密度为d g·mL-1时，足量的铁与硝酸发生的反应主要为2Fe＋6HNO3===2Fe(NO3)2＋NO↑＋NO2↑＋3H2O
答案　D
解析　硝酸的密度越大，其浓度越大。由题图可知，随着硝酸的密度逐渐增大，还原产物的种类逐渐减少，A错误；硝酸的密度在a~d g·mL-1之间时，还原产物以NO为主，硝酸的密度小于a g·mL-1时，还原产物以N为主，B、C错误；硝酸的密度为d g·mL-1时，还原产物NO和NO2的分布分数相等，即二者的物质的量之比为1∶1，足量铁与HNO3反应生成Fe(NO3)2、NO、NO2和H2O，结合得失电子守恒和原子守恒写出化学方程式：2Fe＋6HNO3===2Fe(NO3)2＋NO↑＋NO2↑＋3H2O，D正确。
14.(2025·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，作氧化剂的硝酸的物质的量是参与反应的硝酸的物质的量的，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为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。
题点　金属混合物与硝酸的反应
15.(2025·深圳高一期中)中国科学院科研团队研究表明，在常温常压和可见光下，基于LDH(一种固体催化剂)合成NH3的原理示意图如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.将混合气体加压降温可分离出NH3
B.氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶1
C.该过程中没有非极性键的断裂与生成
D.基于LDH合成NH3的过程不属于氮的固定
答案　A
二、非选择题(本题共3小题，共40分)
16.(12分)Ⅰ.氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中制备NH3，回答下列问题：
(1)(3分)氨气的发生装置可以选择上图中的　　　　(填字母)，反应的化学方程式为　　　　。
(2)(2分)欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为发生装置→　　　　→　　　　→　　　　→　　　　→　　　　(按气流方向，用小写字母表示)。
Ⅱ.亚硝酰氯(NOCl)是一种黄色气体，沸点为－5.5 ℃，其液体呈红褐色，遇水发生反应：2NOCl＋H2O===2HCl＋NO＋NO2。某化学兴趣小组设计如图装置用Cl2和NO制备NOCl。
(3)(3分)装置甲发生反应的离子方程式为　　　　　　　，
装置丙中的液体为　　　　。
(4)(1分)实验时，先通入Cl2，待装置丁中烧瓶内充满黄绿色气体时，再通入NO，这样做的目的是　　　　。
(5)装置丁中冰盐水的作用是　　　　。
(6)(1分)经分析该套装置设计上有一处明显缺陷，改进方法是　　　　(用文字描述)。
答案 　(1)A　Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2NH3↑＋2H2O(或B　NH3·H2ONH3↑＋H2O)　(2)d c f e i　(3)MnO2＋4H+＋2Cl-Cl2↑＋Mn2+＋2H2O　浓硫酸　(4)排尽装置中的空气，避免NO被氧化　(5)液化亚硝酰氯，便于收集产品　(6)在装置丁和戊之间增加一个气体干燥装置
题点　常见气体制备与性质综合
17.(14分)(2025·贵州遵义模拟)某兴趣小组设计实验探究铜与浓硝酸的反应以及硝酸盐的性质，回答下列问题。
实验一：铜与浓硝酸的反应，如图所示。
步骤：a.打开止水夹，挤压胶头滴管；
b.一段时间后，将止水夹关闭，推动注射器将部分水推进试管中，观察实验现象。
(1)写出铜与浓硝酸反应的离子方程式：　　　　　　　。
(2)(3分)反应结束后，向具支试管中滴加少量稀硫酸，可观察到　　　　(填“有”或“没有”)气泡产生，说明理由：　　　　　　　　。
(3)若步骤b中的实验现象为注射器中剩下的水被吸入具支试管，试分析产生该现象的可能原因：　　　　　　　　　　　　。
实验二：探究Cu(NO3)2、AgNO3的热稳定性及分解产物(夹持装置已略去)。
实验记录如表：
硝酸盐 相同处 不同处
Cu(NO3)2 A处产生红棕色气体，固体变为黑色；C处溶液颜色变为红色 D处未收集到气体
AgNO3 D处可收集到能使带火星的木条复燃的无色气体
(4)C处溶液颜色变为红色的原因是　　　　　　　。
(5)根据上述实验现象，Cu(NO3)2受热分解的n(氧化产物)∶n(还原产物)＝　　　　。
(6)(3分)该兴趣小组为确认AgNO3受热分解的固体产物，设计如下方案。
【查阅资料】 Ag2O和粉末状的Ag均为黑色；Ag2O可溶于氨水。
【提出设想】 试管中残留的黑色固体可能是：ⅰ.Ag；ⅱ.Ag2O；ⅲ.Ag和Ag2O。
【实验验证】 该小组为验证上述设想，分别取少量黑色固体放入试管中，进行了如下实验。
实验编号 操作 现象
1 加入足量氨水，振荡 黑色固体不溶解
2 加入足量稀硝酸，振荡 黑色固体溶解，并有气体产生
【实验评价】 根据上述实验，你认为能确定固体产物成分的实验是　　　　(填“1”或“2”)。
【实验结论】 写出AgNO3受热分解的化学方程式：　　　　　　　　　　　　。
答案　(1)Cu＋4H+＋2N===Cu2+＋2NO2↑＋2H2O　(2)有　反应后溶液中有N剩余，加入稀硫酸补充了H+，相当于有稀硝酸存在，能与过量的铜反应生成气体　(3)NO2与水反应导致压强减小　(4)硝酸盐分解产生的NO2与水反应生成硝酸，使石蕊溶液显红色　(5)1∶4　(6)1　2AgNO32Ag＋2NO2↑＋O2↑
解析　实验一：在具支试管中，Cu与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，当反应停止后，将稀硫酸加入具支试管中，又会发生反应，生成NO。实验二：根据表格中记录的实验现象可知，Cu(NO3)2、AgNO3受热分解都会生成NO2，C处溶液变红色就是因为NO2与水反应生成稀硝酸，根据木条复燃现象可知，AgNO3分解还会生成氧气。(5)由于D中没有收集到氧气，说明氧气与NO2在C中恰好与水完全反应：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，O2为氧化产物，NO2为还原产物，n(氧化产物)∶n(还原产物)＝1∶4。(6)根据已知资料，加氨水，黑色固体不溶解，说明黑色固体一定为Ag，实验2中的现象说明黑色固体为Ag或Ag、Ag2O的混合物，不能确定其成分；结合前面的实验，可知AgNO3受热分解得到单质银、氧气和二氧化氮，根据电子守恒和元素守恒，反应的化学方程式为2AgNO32Ag＋2NO2↑＋O2↑。
18.(14分)脱除烟气中的氮氧化物(主要是指NO和NO2)可净化空气、改善环境，是环境保护的重要课题。
(1)NO2的消除。
可以用碳酸钠溶液来进行吸收，在产生CO2的同时，会生成NaNO2，NaNO2是工业盐的主要成分，在漂白、电镀等方面应用广泛。
①写出碳酸钠溶液消除NO2的化学方程式：　　　　　　　。
②经过一系列后续操作可以得到产品NaNO2，但一般会混有一定量　　　　的杂质。
(2)NO的消除。
①HClO可有效脱除NO，但HClO不稳定，实际应用中常用其盐。Cl2和Ca(OH)2制取漂白粉的化学方程式是　　　　。
次氯酸盐脱除NO的主要过程如下：
a.NO＋HClO===NO2＋HCl
b.NO＋NO2＋H2O2HNO2
c.HClO＋HNO2===HNO3＋HCl
②下列分析正确的是 　　　　(填字母)。
A.烟气中含有的少量O2能提高NO的脱除率
B.NO2单独存在时不能被脱除
C.脱除过程中，次氯酸盐溶液的pH下降
③研究不同温度下Ca(ClO)2溶液对NO脱除率的影响，结果如图1所示。
脱除过程中往往有Cl2产生，原因是　　　 　　　　(用离子方程式表示)；60~80 ℃NO脱除率下降的原因是　　　 　　　　。
(3)NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如图2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脱氮反应。该反应的化学方程式为　　　　　　　。
答案　(1)①2NO2＋Na2CO3===NaNO2＋NaNO3＋CO2　②NaNO3 　(2)①2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O　 ②AC　③ClO-＋Cl-＋2H+===Cl2↑＋H2O(或HClO＋Cl-＋H+===Cl2↑＋H2O)　HClO受热分解，溶液中HClO的浓度减小，氧化NO的能力下降　(3)2NH3＋NO2＋NO2N2＋3H2O
解析　 (1)①根据题意，碳酸钠溶液与NO2反应生成NaNO2和CO2，根据氧化还原反应的特征，生成物还有NaNO3，根据得失电子守恒和原子守恒可知，反应的化学方程式为2NO2＋Na2CO3===NaNO2＋NaNO3＋CO2。②由①可知，产品NaNO2中一般会混有一定量的NaNO3杂质。(2)②NO能与氧气反应生成NO2，烟气中含有的少量O2有利于NO转化为NO2，提高NO的脱除率，故A正确；根据反应b，NO2需要与NO一起被脱除，而NO2能水反应生成NO，则NO2单独存在时也能被脱除，故B错误；HClO是弱酸，脱除过程中，次氯酸盐溶液中的HClO减少，生成HCl，HCl在水中完全电离，溶液酸性增强，即次氯酸盐溶液的pH下降，故C正确。③Ca(ClO)2溶液中的ClO-(或HClO)具有强氧化性，能与Cl-发生归中反应生成Cl2，HClO不稳定，60~80 ℃时，HClO受热分解，溶液中HClO的浓度减小，氧化NO的能力下降，导致NO脱除率下降。

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