高考化学氮及其化合物-经典压轴题附答案解析一、氮及其化合物练习题（含详细答案解析）1．硝酸是一种重要的化工原料，用来制取一系列硝酸盐类氮肥，如硝酸铵、硝酸钾等；也用来制取含硝基的炸药等。

试回答下列问题：（1）某同学对铁与稀硝酸的反应进行探究，若HNO3只被还原成NO，则：①写出铁与过量稀硝酸反应的离子方程式：__。

②写出过量铁与稀硝酸反应的离子方程式：__。

③若28g铁与含1.6mol硝酸的稀硝酸恰好完全反应，则生成的Fe3＋和Fe2＋的物质的量之比为__。

上述反应结束后，向反应后的溶液中加足量氢氧化钠溶液，滤出沉淀洗涤后，在空气中灼烧至质量不变，最终得到的固体质量为__g。

（2）饮用水中NO3-对人类健康会产生危害，为了降低饮用水中NO3-的浓度，某饮用水研究人员提出，可在碱性条件下用铝粉将NO3-还原为N2。

①配平方程式：__Al＋__NO3-＋__OH－＋__=__[Al(OH)4]－＋__N2↑。

②上述反应中，还原剂与还原产物的物质的量之比是__，反应中转移电子0.3mol，生成__mL(标准状况下)N2。

【答案】Fe＋NO3-＋4H＋=Fe3＋＋NO↑＋2H2O 3Fe＋2NO3-＋8H＋=3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O 2∶3 40 10 6 4 18H2O 10 3 10∶3 672【解析】【详解】(1)①铁与过量稀硝酸反应生成硝酸铁、NO和水，离子方程式为Fe＋NO3-＋4H＋=Fe3＋＋NO↑＋2H2O；②过量铁与稀硝酸反应生成硝酸亚铁、NO和水，离子方程式为3Fe＋2NO3-＋8H＋=3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O；③28g铁的物质的量为0.5mol，与含1.6mol硝酸的稀硝酸恰好完全反应，设生成的Fe3＋和Fe2＋的物质的量分别是xmol、ymol，即生成xmol硝酸铁和ymol硝酸亚铁，根据N原子守恒知，生成NO的物质的量为(1.6－3x－2y)mol，根据得失电子守恒有3x＋2y＝3(1.6－3x－2y)，又有x＋y＝0.5，解得x＝0.2，y＝0.3，则生成的Fe3＋和Fe2＋的物质的量之比为2∶3；上述反应结束后，向反应后的溶液中加足量氢氧化钠溶液，滤出沉淀洗涤后，在空气中灼烧至质量不变，由于生成的氢氧化亚铁在空气中易被氧化为氢氧化铁，氢氧化铁受热分解最终得到的固体是氧化铁，故其物质的量为0.5mol×12＝0.25mol，质量为40g；(2)①根据得失电子守恒、原子守恒及电荷守恒，可知离子方程式为10Al＋6NO3-＋4OH－＋18H2O=10[Al(OH)4]－＋3N2↑；②上述反应中，还原剂是Al，还原产物是N2，其物质的量之比为10∶3；由方程式可知，生成3molN2时转移电子30mol，所以反应中转移电子0.3mol，生成N2的体积(标准状况下)为0.3mol10×22.4L·mol－1＝0.672L＝672mL。

【点睛】金属与硝酸反应的计算一般常采用以下方法：①原子守恒法：HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NO的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂转化为还原产物，这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量；②得失电子守恒法：HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO3中氮原子得到电子的物质的量等于金属失电子的物质的量；③电荷守恒法：HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH－)有：c(NO3－)＝c(H+)+nc(M n+)(M n+代表金属离子)；④离子方程式计算法：金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于溶液中NO3－在H2SO4提供H+的条件下能继续与金属反应，因此此类题目应用离子方程式来计算，先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H+或NO3－进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。

2．人类农业生产离不开氮肥，科学合理使用氮肥，不仅能提高化肥的使用率，而且能够更好地保护环境，请回答下列问题：(1)将N2转化为含氮化合物的过程称为固氮①人工固氮，将N2→NH3， N2发生_________反应②自然界固氮，可将少量N2转化为Ca(NO3)2等氮肥，转化途径如下(转化所需试剂及条件已略去)：N2→NO→NO2→HNO3M−−→Ca(NO3)2。

写出NO→NO2→HNO3的化学方程式__________、__________。

将HNO3转化为Ca(NO3)2，列举三种不同类别．．．．．．的化合物M_______(写化学式)。

(2)科学合理地保存、施用氮肥① NH4HCO3需阴凉处保存，原因是__________(写化学方程式)。

②铵态氮肥不能与碱性肥料混合使用，以NH4Cl为例写出发生反应的离子方程式________。

(3)过渡施用氮肥将导致大气中NH3含量增高，加剧雾霾的形成。

(NH4)2SO4是雾霾的成分之一，其形成过程如下图所示(转化所需试剂及条件已略去)：① X可能是______、_______。

Y是___________。

②尿素CO(NH2)2是一种常用化肥，缓慢与H2O发生非氧化还原反应释放出NH3则尿素中C 元素化合价为__________。

【答案】还原 2NO + O2= 2 NO2 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO CaO、Ca(OH)2、CaCO3NH4HCO3ΔNH3↑+CO2↑+ H2O NH4＋+ OH－= NH3↑+ H2O SO3 H2SO3 H2SO4 +4【解析】【分析】本题主要考察含N物质的化学性质，运用所学知识答题即可。

【详解】（1）①N 2→NH 3，N 的化合价由0变为了-3，则N 2作氧化剂，发生还原反应； ②NO→NO 2的化学方程式为：2NO+O 2=2NO 2；NO 2→HNO 3的化学方程式为：3NO 2+H 2O=2HNO 3+NO ；HNO 3M −−→Ca(NO 3)2，M 可以是CaO 、Ca(OH)2、CaCO 3；（2）①NH 4HCO 3需阴凉处保存，是因为该物质对热不稳定，受热易分解，相关的化学方程式为：NH 4HCO 3ΔNH 3↑+CO 2↑+H 2O ；②该离子方程式为：NH 4++OH -=NH 3↑+H 2O ；（3）①根据图可知，Y 为H 2SO 4；在自然环境中，SO 2变为H 2SO 4的途径有两种：2H O [O]2324SO SO H SO −−→−−−→、22H O O 22324SO H SO H SO −−−→−−→，故X 为SO 3或H 2SO 3；②尿素CO(NH 2)2缓慢与H 2O 发生非氧化还原反应释放出NH 3，说明尿素中N 呈-3价，由于O 呈-2价，H 呈+1价，故可算得C 呈+4价。

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3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO+2H2O，故答案为2Fe3++SO32-+H2O=2Fe2++SO42-+2H+；3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO+2H2O；（3）n（Cl2）=2.2422.4/LL mol=0.1mol，设原FeBr2溶液中FeBr2的物质的量浓度为x，由还原性Br-＜Fe2+，液溶液中有14的Br-被氧化成单质Br2，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．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：______________；（2）取样检验是为了确认Fe3＋是否除净，你的检验方法是____________________。

（3）滤渣c是_____________。

（4）气体a可以被循环利用，用化学方程式表示气体a被循环利用的原理为2NO＋O2==2NO2、_____________（5）一定温度下，硫酸铜受热分解生成CuO、SO2气体、SO3气体和O2气体，且n(SO3)∶n(SO2)＝1∶2，写出硫酸铜受热分解的化学方程式：______________________。