2020-2021学年专题7 氮与社会可持续发展本单元综合与测试课后练习题

这是一份2020-2021学年专题7 氮与社会可持续发展本单元综合与测试课后练习题，共10页。试卷主要包含了氮及其氧化物重要性质及相关计算，氨及铵盐，硝酸的性质和计算，氮及其化合物的综合实验等内容，欢迎下载使用。
1．下列具有氮的固定作用的化学反应是( )
A．氮气与氢气在一定条件下反应生成氨气
B．一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮
C．氨气经催化氧化生成一氧化氮
D．由氨气制碳酸氢铵和硫酸铵
答案 A
解析 氮的固定指游离态的氮反应生成化合态的氮，即将氮气转化为含氮化合物的过程。一氧化氮转化为二氧化氮、氨气转化为一氧化氮、氨气转化为铵盐，都是含氮化合物间的转化，不是氮的固定。
2．(2020·张家界市高一上期末)下列关于氮及其化合物的说法正确的是( )
A．N2化学性质稳定，可用作保护气
B．NO、NO2均为大气污染气体，在大气中可稳定存在
C．NO、NO2均易溶于水
D．NO、NO2均能与水发生反应
答案 A
解析 氮气的化学性质稳定，因此可作为大多数物质的保护气，A项正确；一氧化氮会与氧气反应，因此不能在空气中稳定存在，B项错误；一氧化氮难溶于水，C项错误；一氧化氮不与水发生反应，D项错误。
3．(2020·抚顺市六校协作高一期末)反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO中，当有6 ml e－发生转移时，被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为( )
A．1∶1 B．1∶2 C．2∶1 D．3∶1
答案 C
解析 NO2与水发生反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，反应中只有氮元素的化合价发生变化，由＋4价升高为＋5价，由＋4价降低为＋2价，如图所以NO2既是氧化剂也是还原剂，氧化剂被还原，还原剂被氧化，由产物中氮元素的化合价，可知作氧化剂与还原剂的NO2物质的量之比为1∶2，所以被氧化的NO2与被还原的NO2的物质的量之比为2∶1。故选C。
4．(2019·长春十一中高一期末)下列对于二氧化氮的说法正确的是( )
A．NO2能与水反应生成硝酸，故NO2为酸性氧化物
B．除去N2中混有的NO2，可将混合气体通入水中，将NO2溶解
C．NO2与溴蒸气的鉴别可用NaOH溶液，溶于NaOH溶液得无色溶液的是NO2，得橙色溶液的为溴蒸气
D．NO2是大气污染物之一
答案 D
解析 NO2与H2O反应除生成HNO3外还生成NO，故NO2不是酸性氧化物，A项错误；除去N2中混有的NO2，若将混合气体通入水中，NO2溶解的同时又生成新的杂质NO，B项错误；NO2、溴蒸气分别与NaOH溶液作用均得无色溶液，所以用NaOH溶液无法将NO2与溴蒸气区分开，C项错误。
5．(2020·江西上饶市高一自招班期末)将a mL NO、b mL NO2和c mL O2混合于同一试管中，将试管倒置于水中，充分反应后，试管内气体全部消失，则a∶b∶c不可能是( )
A．1∶1∶1 B．2∶1∶1
C．3∶7∶4 D．1∶5∶2
答案 B
解析 根据发生的反应：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，若气体能完全溶于水，即NO、NO2、O2三种气体恰好完全反应，全部生成了硝酸，a ml NO，b ml NO2和c ml O2在反应中a ml NO失去3a ml电子，b ml NO2失去b ml电子，c ml O2得到4c ml电子生成HNO3，根据反应中电子得失守恒，应该有3a＋b＝4c成立，只有B项比例不能使关系式成立，故选B。
二、氨及铵盐
6.如图所示为“双色双喷泉”实验装置，图中烧瓶内分别充满氨和氯化氢，烧杯内盛装滴有石蕊溶液的蒸馏水。下列说法错误的是( )
A．在实验室中，可用浓氨水和生石灰制备氨，用浓盐酸和浓硫酸制备氯化氢
B．在实验室中制备干燥的氨和氯化氢时，可选用相同的干燥剂
C．实验中同时打开止水夹a、c、d，即可分别形成蓝色和红色喷泉
D．喷泉结束后，将烧瓶内溶液混合后呈紫色，蒸干可得氯化铵固体
答案 D
解析 用浓氨水和生石灰制备氨，属于固体和液体反应、不加热的制气类型，用浓盐酸和浓硫酸制备氯化氢，利用浓硫酸的吸水性，A正确；在实验室中制备干燥的氨和氯化氢时，可选用相同的干燥剂，如无水硫酸钠等中性干燥剂，B正确；实验中同时打开止水夹a、c、d，a导管中少量氨和氯化氢相互作用，使两烧瓶内压强减小，氨溶于水显碱性，氯化氢溶于水显酸性，即可分别形成蓝色和红色喷泉，C正确；氯化铵受热分解，蒸干得不到氯化铵固体，D错误。
7．厌氧氨化(Anammx)法是一种新型的氨氮去除技术，下列说法中正确的是( )
A．1 ml NHeq \\al(＋,4)所含的质子总数为10NA
B．1 ml NHeq \\al(＋,4)经过过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，得到氮气的体积约为11.2 L(假设每步转化均完全)
C．该过程的总反应是NHeq \\al(＋,4)＋NOeq \\al(－,2)===N2↑＋2H2O
D．该方法每处理1 ml NHeq \\al(＋,4)需要的NOeq \\al(－,2)为0.5 ml
答案 C
解析 1 ml NHeq \\al(＋,4)所含的质子总数为11NA，A错误；由图可知，经过过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，1 ml NHeq \\al(＋,4)和1 ml NH2OH发生氧化还原反应生成1 ml N2，标准状况下的体积为22.4 L，B错误；由图可知，该过程的总反应是NHeq \\al(＋,4)＋NOeq \\al(－,2)===N2↑＋2H2O，C正确；每处理1 ml NHeq \\al(＋,4)，需要的NOeq \\al(－,2)为1 ml，D错误。
8．(2020·兰州市联片办学高一上学期期末)实验室可以按如图所示的装置干燥、贮存气体M，多余的气体可用水吸收，则M是( )
A．氨 B．一氧化碳
C．二氧化氮 D．氯化氢
答案 A
解析 收集装置，短导管进气，长导管出气，相当于采用向下排空气法收集，收集的气体，其密度小于空气，且不与氧气反应，有防倒吸装置，在水中溶解度非常大。
9．(2020·绍兴市柯桥区高一期末)将NH4HCO3置于干燥的试管中加热，并使放出的气体依次通过盛有足量过氧化钠和碱石灰的干燥管，最后得到的气体有( )
A．NH3，O2 B．H2O，O2
C．CO2，O2 D．O2
答案 A
解析 NH4HCO3分解生成NH3、CO2和H2O，将混合气体通过Na2O2，CO2和H2O分别和Na2O2反应生成O2，再通过碱石灰干燥，最终剩余气体为NH3和O2，故选A。
10．(2019·福建安溪一中期末)NH3是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图所示)。下列说法正确的是( )
A．NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥
B．NH4Cl、HNO3和Na2CO3受热时都易分解
C．NH3和NO2在一定条件下可发生氧化还原反应
D．图中所涉及的反应均为氧化还原反应
答案 C
解析 NH4Cl是氮肥，NaHCO3不是化肥，A项错误；NH4Cl、HNO3受热易分解，而Na2CO3受热不易分解，B项错误；NO2与NH3可以发生反应6NO2＋8NH3eq \(=====,\s\up7(催化剂))7N2＋12H2O，该反应是氧化还原反应，C项正确；碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、CO2和H2O，该反应是非氧化还原反应，D项错误。
三、硝酸的性质和计算
11．(2020·兰州市联片办学高一上学期期末)下列关于浓硝酸和浓硫酸的叙述中正确的是( )
A．常温下都不可用铝质容器贮存
B．露置在空气中，容器内酸液的质量都减轻
C．常温下都能与铜较快反应
D．露置在空气中，容器内酸液的浓度都降低
答案 D
解析 常温下，铝遇两种浓酸均发生钝化，所以可用铝质容器贮存，A项错误；浓硫酸具有吸水性，溶液质量增加，硝酸易挥发，质量减小，B项错误；铜与浓硫酸反应需要加热，而与浓硝酸不需加热即可反应，C项错误；放置在空气中，浓硝酸挥发，导致溶质减小，最终浓度会降低；浓硫酸吸水，导致浓度也会降低，故D正确。
12．实验室可以用如图所示装置制备、干燥、收集气体的是( )
A．以MnO2、浓盐酸为原料，制备Cl2
B．以Na2SO3固体、质量分数为70%的浓硫酸为原料，制备SO2
C．以浓氨水、生石灰为原料，制备NH3
D．以Cu、稀硝酸为原料，制备NO
答案 B
解析 A项，MnO2和浓盐酸反应，需要加热，此装置图中缺少加热装置，错误；B项，Na2SO3与70%的浓硫酸反应产生SO2，通过浓硫酸进行干燥，因为SO2的密度大于空气，因此用向上排空气法收集，SO2有毒，必须进行尾气处理，正确；C项，NH3能与浓硫酸反应，不能用浓硫酸进行干燥，因为NH3的密度小于空气，因此用向下排空气法收集，错误；D项，NO能与空气中的氧气反应，因此用排水法收集，错误。
13．(2020·广东中山市期末)“绿色化学”要求从技术、经济上设计出可行的化学反应，并尽可能减少对环境的污染。下列化学反应中，你认为最不符合绿色化学理念的是( )
A．用氨水吸收硫酸厂的尾气：
SO2＋2NH3·H2O===(NH4)2SO3＋H2O
B．除去硝酸工业尾气中的氮氧化物：
NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
C．制硫酸铜：Cu＋2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O
D．制硫酸铜：2Cu＋O2eq \(=====,\s\up7(△))2CuO，CuO＋H2SO4(稀)===CuSO4＋H2O
答案 C
14．(2020·江西上饶市高一自招班期末)现有稀硫酸和稀硝酸的混合溶液，已知其中稀硫酸和稀硝酸的浓度均为2 ml·L－1。取10 mL混合酸，向其中加入1.92 g铜粉，反应结束后，在标准状况下可收集到气体体积为(假设HNO3只被还原为NO)( )
A．0.224 L B．0.336 L
C．0.448 L D．0.672 L
答案 B
解析 10 mL混合酸中：n(H＋)＝0.01 L×2×2 ml·L－1＋0.01 L×2 ml·L－1＝0.06 ml，n(NOeq \\al(－,3))＝0.01 L×2 ml·L－1＝0.02 ml。
1.92 g Cu的物质的量为eq \f(1.92 g,64 g·ml－1)＝0.03 ml，
3Cu ＋ 2NOeq \\al(－,3) ＋ 8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
3 2 8
0．03 ml 0.02 ml 0.08 ml
0．03 ml Cu完全反应消耗0.02 ml NOeq \\al(－,3)、0.08 ml H＋，消耗H＋物质的量大于0.06 ml，故H＋不足，由离子方程式可知生成NO为0.06 ml×eq \f(2,8)＝0.015 ml，标况下生成NO的体积为0.015 ml×22.4 L·ml－1＝0.336 L。
四、氮及其化合物的综合实验
15．(2020·江西上饶市高一自招班期末)氮是我们熟悉的典型非金属元素，研究氮及其化合物的性质对于生产、生活、科研具有重要意义，请回答以下问题：
Ⅰ.(1)图1为制取氨的装置和选用的试剂，其中合理的是________(填字母)。
A．①② B．②③ C．②④ D．①③
(2)实验室制备氨的化学方程式是________________________________________________
________________________________________________________________________。
Ⅱ.图2为铵盐的受热分解装置：
(1)被加热的铂丝处发生反应的化学方程式为_______________________________。
(2)B中出现的现象为_______________________________________________________。
(3)如图3：将上述烧杯C中反应得到酸的足量的浓溶液与Cu反应，实验完毕后，试管中收集到气体的主要成分为________________________________(写化学式)。
答案 Ⅰ.(1)C (2)2NH4Cl＋Ca(OH)2eq \(=====,\s\up7(△))CaCl2＋2H2O＋2NH3↑
Ⅱ.(1)4NH3＋5O2eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))4NO＋6H2O (2)无色气体变成红棕色 (3)NO
解析 Ⅰ.(1)①NH4Cl固体受热分解生成NH3和HCl，而当温度降低时，NH3和HCl又重新化合成固体NH4Cl，气体进入干燥管的机会不多，故①错误；②向CaO中滴加浓氨水，CaO遇水生成Ca(OH)2，同时放出大量热量，使浓氨水中的氨逸出，故②正确；③固体加热制气体时，试管口应略向下倾斜，使产生的水能够流出，以免损坏试管，所以利用氯化铵和氢氧化钙固体加热制取氨需试管口应略向下倾斜，故③错误；④浓氨水易挥发，用浓氨水加热制取NH3的方法是正确的，氨是碱性气体，可用碱石灰干燥，故④正确。(2)实验室用加热氯化铵和氢氧化钙的方法制取氨，二者反应生成氯化钙、氨和水，反应的化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2eq \(=====,\s\up7(△))CaCl2＋2H2O＋2NH3↑。Ⅱ.(1)在铂丝作催化剂、加热条件下，氨和氧气发生氧化还原反应生成一氧化氮和水，化学方程式为4NH3＋5O2eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))4NO＋6H2O。(2)一氧化氮和氧气是无色气体，一氧化氮和氧气反应生成红棕色的二氧化氮，化学方程式为2NO＋O2===2NO2，所以看到的现象是无色气体变成红棕色。(3)HNO3是强电解质，具有强氧化性，可与铜反应，反应的离子方程式为Cu＋4H＋＋2NOeq \\al(－,3)===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O，生成的NO2气体与水反应生成NO气体，故实验完毕后，试管中收集到的气体的主要成分为NO。
16．甲同学利用下图所示装置进行硝酸、氮氧化物的相关实验：
实验Ⅰ：将铜片放入烧杯A后，立即用烧杯B盖住
(1)烧杯A液体上方出现大量红棕色气体，该反应的化学方程式为_______________________。
(2)一段时间后，红棕色气体消失，烧杯C中的液体变成蓝色，甲同学分析出现蓝色的原因，认为其中涉及到两个反应：
①红棕色气体消失，该化学方程式为__________________________________________。
②配平溶液出现蓝色的离子方程式，并用单线桥法标出电子转移的方向和数目：________I－＋________NOeq \\al(－,3)＋________H＋===________I2＋________NO↑＋______H2O。
(3)打开烧杯B，A中液体上方又出现淡红棕色，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
实验Ⅱ：因为有其他同学对淀粉-KI溶液变蓝的原因提出异议，甲同学将铜片换成铁片放入烧杯A后，立即用烧杯B盖住。
(4)实验前甲同学认为换为铁片后不应出现红棕色气体，淀粉-KI溶液不会变为蓝色，其理由是________________________________________________________________________。
(5)实验开始后，发现确实无红棕色气体生成，但过一段时间后，淀粉-KI溶液仍然变为蓝色，请你帮忙分析其中的原因______________________________________________________。
答案 (1)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
(2)①3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
②
(3)2NO＋O2===2NO2
(4)常温时铁在浓硝酸中钝化(或生成氧化膜，合理即可)
(5)硝酸挥发到淀粉-KI溶液中，将KI氧化为I2
解析 (1)烧杯A液体上方出现大量红棕色气体，是由于浓硝酸被铜还原生成二氧化氮，Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。(2)①二氧化氮溶于水生成硝酸和NO，因此红棕色气体消失，该化学方程式为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。②反应中碘元素化合价从－1价升高到0价，失去1个电子，氮元素化合价从＋5价降低到＋2价，得到3个电子，根据电子得失守恒、原子守恒以及电荷守恒可知配平后的离子方程式为6I－＋2NOeq \\al(－,3)＋8H＋===3I2＋2NO↑＋4H2O。(3)打开烧杯B，NO与空气中的氧气反应生成二氧化氮，故A中液体上方又出现淡红棕色。(4)由于常温时铁在浓硝酸中钝化，不会产生二氧化氮，因此换为铁片后不应出现红棕色气体，淀粉-KI溶液不会变为蓝色。(5)由于硝酸易挥发，硝酸挥发到淀粉-KI溶液中，将KI氧化为I2，因此仍然变为蓝色。
17．A、B、C、D是四种常见气体单质。E的相对分子质量比F小16，且F为红棕色。有关的转化关系如图所示(反应条件与部分反应的生成物略去)。
请回答下列问题：
(1)D的化学式为________，Y的化学式为________，E的化学式为________。
(2)Y与氧化铜反应，每生成1 ml B消耗3 ml氧化铜，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(3)Y与E在一定条件下可反应生成B和Z，这是一个具有实际意义的反应，可消除E对环境的污染，该反应的化学方程式为_________________________________________。
(4)气体F和气体SO2在通常条件下同时通入盛有BaCl2溶液的洗气瓶中(如图所示)，洗气瓶中是否有沉淀生成？________，理由是__________________________。
答案 (1)H2 NH3 NO
(2)2NH3＋3CuOeq \(=====,\s\up7(△))N2＋3Cu＋3H2O
(3)6NO＋4NH3eq \(=======,\s\up7(一定条件))5N2＋6H2O
(4)有 二氧化氮与水反应生成硝酸，硝酸可将二氧化硫或亚硫酸氧化成硫酸，硫酸与氯化钡反应可生成硫酸钡沉淀
解析 (1)E的相对分子质量比F小16，且F为红棕色，可确定E为NO，F为NO2，C是O2，综合题中信息知，Z是H2O，G是HNO3，则D是H2，B是N2，Y是NH3，A是Cl2。(2)NH3与CuO反应生成Cu、N2和H2O，每生成1 ml N2消耗3 ml CuO，则反应的化学方程式为2NH3＋3CuOeq \(=====,\s\up7(△))N2＋3Cu＋3H2O。(4)二氧化氮与水反应生成硝酸，硝酸可将二氧化硫或亚硫酸氧化成硫酸，硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀。
18．硝酸铵是一种常用的化肥，其工业生产流程如下，请回答下列问题。
(1)写出反应容器B中发生反应的化学方程式：
________________________________________________________________________。
(2)吸收塔C中通入空气的目的是________________________________；C、D两个反应容器中发生的反应，属于氧化还原反应的是________(填反应容器代号)。
(3)浓硝酸一般保存在棕色试剂瓶里，并放置在阴凉处，用化学方程式解释原因：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)金属铜与稀硝酸反应的离子方程式：
________________________________________________________________________，
该反应中稀硝酸表现的性质是______________________________________。
答案 (1)4NH3＋5O2eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(高温))4NO＋6H2O
(2)将一氧化氮氧化成二氧化氮 C
(3)4HNO3eq \(=====,\s\up7(光照))4NO2↑＋O2↑＋2H2O
(4)3Cu＋8H＋＋2NOeq \\al(－,3)===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O 酸性和氧化性
解析 由NH4NO3的工业生产流程可知，N2与H2在铁砂网的作用下反应产生NH3，NH3在Pt－Rh合金作用下加热被空气中的O2氧化为NO和水，NO在吸收塔中与O2反应产生NO2，NO2被水吸收得到HNO3和NO。HNO3与NH3作用生成NH4NO3。
(1)反应容器B中发生反应的化学方程式为4NH3＋5O2eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(高温))4NO＋6H2O。
(2)在吸收塔C中通入空气的目的是将NO氧化成NO2；在C中发生反应：2NO＋O2===2NO2，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。在D中发生反应：HNO3＋NH3===NH4NO3。前两个反应是氧化还原反应，第三个反应不是氧化还原反应。所以发生氧化还原反应的容器为C。
(3)浓硝酸不稳定，光照容易分解，温度越高越容易分解，为防止浓硝酸的分解，常把浓硝酸保存在棕色试剂瓶中，放在冷暗处。分解的化学方程式为4HNO3eq \(=====,\s\up7(光照))4NO2↑＋O2↑＋2H2O。
(4)硝酸有强氧化性，不仅能把活泼的金属氧化，还能把不活泼的金属如Cu氧化。金属Cu与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu＋8H＋＋2NOeq \\al(－,3)===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。在该反应中一部分HNO3中的N元素由＋5价变为＋2价，得到电子，被还原，表现氧化性，还有一部分HNO3中的N元素的化合价没有变化，提供酸根离子用来形成硝酸盐，起酸的作用，故硝酸的作用是酸性和氧化性。