高中化学人教版 (2019)必修 第二册第二节 氮及其化合物优秀测试题

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第二册第二节 氮及其化合物优秀测试题，共15页。试卷主要包含了单选题，填空题等内容，欢迎下载使用。

第二节氮及其化合物
第一课时 氮气、氮的氧化物（A）
一、单选题
1．自然界中时刻存在着氮气的转化。实现氮气按照一定方向转化一直是科学领域研究的重要课题，如图为N2分子在催化剂的作用下发生的一系列转化示意图。下列叙述正确的是

A．N2→NH3，NH3→NO均属于氮的固定
B．在催化剂a作用下，N2发生了氧化反应
C．催化剂a、b表面均发生了极性共价键的断裂
D．使用催化剂a、b均可以提高单位时间内生成物的产量
2．如图所示的转化关系中，不能一步实现的是

A．① B．② C．③ D．④
3．实验室收集NO、NO2两种气体，下列收集方法正确的是( )
A．均可用排水法 B．均可用向上排空气法
C．NO用向上排空气法，NO2用排水法 D．NO用排水法，NO2用向上排空气法
4．某集气瓶中的气体呈红棕色，加入足量水，盖上玻璃片，振荡，得到橙色溶液，气体颜色消失，再移走玻璃片后，瓶中气体又变为红棕色，该气体可能是下列混合气体中的(已知蒸气呈红棕色，含的溶液呈橙色)
A．、、 B．、、
C．、、NO D．、、
5．下列关于氮气的说法中错误的是（ ）
A．通常情况下氮气性质很稳定，所以氮气可以在电焊时作保护气
B．N2+O22NO，该反应是汽车尾气造成污染的主要因素之一
C．氮气在空气中约占质量比的
D．在反应3Mg+N2Mg3N2中，氮气作氧化剂
6．对3NO2+H2O=2HNO3+NO反应的下列说法正确的是（ ）
A．氧化剂与还原剂的质量比为1:2
B．氧化产物与还原产物的物质的量之比为1:2
C．NO2是氧化剂，H2O是还原剂
D．在反应中若有6 molNO2参与反应时，有3mol电子发生转移
7．如图所示，试管中盛装的气体呈红棕色，当倒扣在盛有水的水槽中时，试管内水面上升，但不能充满试管，当向试管内鼓入氧气后，可以观察到试管中水面继续上升，经过多次重复后，试管被水充满，对原试管中盛装的气体的说法正确的是

A．可能是与的混合气体 B．可能是气体
C．可能是NO与的混合气体 D．只可能是一种气体
8．工业制HNO3的过程中排放的NO2和NO常用NaOH溶液吸收，反应的化学方程式为NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O、2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O，NO不能被NaOH溶液吸收。若同温同压下NO2与NO的体积之比如下，其中不能被NaOH溶液完全吸收的是（ ）
A．1：1 B．1：3 C．2：1 D．3：1
9．在常温常压下，将等体积混合而成的四组气体：①NO2+O2，②NO2+NO，③HCl+N2，④SO2+O2，分别通入相同的试管中，并将试管立即倒立于水槽中，如图所示，待试管内液面稳定后，剩余气体的体积依次为V1、V2、V3、V4，其中最小的是（ ）

A．V1 B．V2 C．V3 D．V4
10．现有NO2、O2的混合气体12 mL，通入足量水中，充分反应后剩余气体2 mL(同温同压下)，则原混合气体中氧气的体积是(　　)
A．1.3 mL B．2.4 mL C．3 mL D．4 mL或1.2 mL
二．填空题
11．氮元素在海洋中的循环，是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程可用下图表示。

（1）海洋中的氮循环起始于氮的固定，其中属于固氮作用的一步是_____（填图中数字序号）。
（2）下列关于海洋氮循环的说法正确的是_____（填字母序号）。
a.海洋中存在游离态的氮
b.海洋中的氮循环起始于氮的氧化
c.海洋中的反硝化作用一定有氧气的参与
d.向海洋排放含NO的废水会影响海洋中NH的含量
（3）有氧时，在硝化细菌作用下，NH可实现过程④的转化，将过程④的离子方程式补充完整：4NH+5O2 =2NO+_____H++_____+ ___________________________________________________________
12．某化学学习小组为探究和的反应，特进行如下实验（如下图所示）。

图1 图2 图3
（1）图1两集气瓶中________（填“上”或“下”）瓶颜色深。
（2）图2中反应的现象是___________。
（3）图3中“有红棕色气体产生”说明和反应的产物中有________，说明在该反应中显________性。
（4）由图2和图3中的现象写出和反应的化学方程式：__________。

第一课时 氮气、氮的氧化物（B）
一．单选题
1．氮是动植物生长不可缺少的元素，含氮化合物也是重要的化工原料。自然界中存在如图所示的氮元素的循环过程。下列说法不正确的是( )

A．过程①“雷电作用”中发生的反应是N2+O22NO
B．过程③“固氮作用”中，氮气被还原
C．过程⑤中涉及的反应可能有2NO+O2=2NO
D．过程⑥中涉及的反应可能有2NO+12H+=N2↑+6H2O
2．为除去混入NO中的少量NO2，应将气体通过
A．Na2CO3溶液 B．NaHCO3溶液
C．H2O D．浓硫酸
3．无色的混合气体甲，可能含NO、CO2、NO2、N2中的几种，将一定量的甲气体经过如图实验的处理，结果得到酸性溶液，而几乎无气体剩余，则甲气体的组成为（ ）

A．NO2、N2 B．NO、CO2
C．NO2、CO2 D．NO、CO2、N2
4．把少量NO2体通入过量小苏打溶液中,再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管,最后收集到的气体是(  )
A．氧气 B．二氧化氮 C．二氧化氮和氧气 D．二氧化氮和一氧化氮
5．水与下列物质反应时，水表现出还原性的是( )
A．Na B．Na2O2 C．F2 D．NO2
6．在汽车尾气净化装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示：

下列说法不正确的是
A．该转化过程中有3种元素的化合价发生变化
B．NO 和O2必须在催化剂表面才能反应
C．该装置将有毒的NO和CO转化为无毒的CO2和N2
D．该催化转化的总反应方程式为：2NO+O2+4CO4CO2+N2
7．在一定条件下，将6体积的NO2(不考虑N2O4)和一定体积的NO置于试管中，并将试管倒置于水中，当通入4.5体积的O2充分反应后，剩余1.5体积气体，则原NO体积可能为(　　)
①3体积　②4体积　③5体积　④5.5体积　⑤2体积
A．③ B．⑤ C．④或⑤ D．②或⑤
8．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，NO2是酸性氧化物
B．除去O2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
9．X、Y、Z、W均为含氮元素的化合物，我们不了解它们的化学式，但知道它们在一定条件下有如下转换关系（未配平，反应全是氧化还原反应）：（1）X→Y+O2；（2）Z+Y→H2O+W；（3）Y+SO2→Z+SO3，则这四种化合物中氮的化合价由高到低的顺序为（　　）
A．Z W Y X B．X Y W Z C．Y W Z X D．Z W X Y
1O．从元素化合价和物质类别两个角度学习、研究物质的性质，是一种行之有效的方法。如图是硫、氮两元素的价类二维图。下列说法不正确的是（ ）

A．若物质P为NO2，则其与水的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：2
B．欲制备Na2S2O3(硫代硫酸钠)，从氧化还原反应角度分析，可以选择Na2SO3+S
C．将X与SO2混合，可生成淡黄色固体，该反应的氧化产物与还原产物的质量之比为1：2
D．物质Q的酸酐在图中未标出

二、填空题
11．如图所示：在B水槽中装有500 mL水，容积为a mL的试管A充满了NO2和NO的混合气体(标准状况)，将试管A倒插入B水槽的水中。充分反应后，试管A中余下气体的体积为0.5a mL。

（1）将A倒插入B槽中发生反应的化学方程式为_______________________________________，该反应中氧化剂与还原剂的质量比为________，原混合气体中NO2和NO的物质的量之比为________。
（2）通过导气管C向余下0.5a mL气体的试管A中持续通入氧气，A中可能观察到的现象是_____________________________________________________________________。
（3）当试管A中充满气体时停止通入氧气，然后将试管取出水槽，水槽B中溶液的物质的量浓度为________ mol·L−1(设溶液的体积仍为500 mL)。
12．某课外活动小组欲探究镁与NO2的反应。已知镁与CO2的反应为2Mg+CO22MgO+C
(1)该小组类比Mg与CO2的反应对Mg与NO2的反应进行猜测，写出Mg与NO2反应的化学方程式：________。
(2)该小组设计如下实验验证上述猜测，实验装置(用于连接玻璃管的乳胶管均内衬锡纸)如图所示。

资料信息：2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO3+H2O
①装置A中的试剂是________。
②干燥管和装置B的作用分别是_________、_______。
③正确的实验操作步骤是______。
a．通入NO2
b．打开弹簧夹
c．点燃酒精灯
d．当硬质玻璃管充满红棕色气体后，关闭弹簧夹






参考答案
1．D
【解析】
A．N2转化为NH3属于氮的固定，而NH3转化为NO是氮元素化合物之间的转化，不属于氮的固定，A叙述错误；
B．在催化剂a的作用下，氮原子由0价变为-3价，化合价降低，获得电子，发生了还原反应，B叙述错误；
C．在催化剂a表面发生了非极性共价键（氮氮键）的断裂，在b表面NH3→NO，断裂极性共价键N−H键，发生了极性共价键的断裂，C叙述错误；
D．催化剂可以提高化学反应速率，可以提高单位时间内生成物的产量，D叙述正确；
答案为D。
2．D
【分析】

【解析】
①为；
②为；
③为；
④至少两步才能实现，分别为，；
D符合题意，故选D。
答案选D

3．D
【解析】
A.NO2气体能与水反应产生硝酸和NO，不能用排水法收集，A错误；
B.NO与O2反应产生NO2，所以NO不能用排空气方法收集，B错误；
C.NO与O2反应产生NO2，NO2气体能与水反应产生硝酸和NO，所以NO不能用向上排空气法，NO2不能用排水法收集，C错误；
D.NO难溶于水，因此可以用排水法收集；NO2与空气不反应，密度比空气大，所以可用向上排空气法，D正确；
故合理选项是D。
4．A
【解析】
集气瓶中气体呈红棕色，可能含蒸气或气体。加水原气体红棕色消失，溶液呈橙色，说明混合气体中一定含蒸气；移走玻璃片后瓶中气体又变红棕色，说明原气体溶于水后产生了NO，NO由溶于水得到，发生反应为，故原混合气体中一定含有蒸气和气体。综上所述，答案选A。
5．C
【解析】
A．氮气分子含有氮氮三键，通常情况下N2性质很稳定，可在电焊时作保护气，故A正确；
B．氮气与氧气在高温下生成一氧化氮，一氧化氮有毒，为空气污染物，故B正确；
C．N2在空气中约占总体积的，故C错误；
D．在反应：3Mg+N2Mg3N2中，氮气中氮元素化合价降低，所以N2作氧化剂，故D正确；
故选：C。
6．A
【解析】
A、该反应中N元素的化合价由+4价变为+5价和+2价，所以生成硝酸的二氧化氮是还原剂，其计量数是2，生成NO的二氧化氮是氧化剂，其计量数是1，所以氧化剂和还原剂的物质的量、质量之比都是1：2，选项A正确；
B、该反应中氧化产物是硝酸，还原产物是NO，所以氧化产物和还原产物的物质的量之比是2：1，选项B错误；
C、该反应中N元素的化合价由+4价变为+5价和+2价，所以二氧化氮既是氧化剂又是还原剂，水中各元素都不变，所以既不是氧化剂又不是还原剂，选项C错误；
D、在反应中若有6mol NO2参与反应时，有4mol电子发生转移，选项D错误；
答案选A。
【点睛】
本题考查氧化还原反应，明确元素化合价是解本题的关键，该反应中N元素的化合价由+4价变为+5价和+2价，所以二氧化氮既是氧化剂又是还原剂，硝酸是氧化产物，NO是还原产物，根据二氧化氮和转移电子之间的关系式计算转移电子的物质的量。
7．C
【分析】
根据试管内气体为红棕色，故可知气体中一定含有NO2。根据题中信息：“当倒扣在盛有水的水槽中时，试管内液面上升，但不能充满试管，当向试管内鼓入氧气后，可以观察到试管中液面继续上升”说明其中还含有NO，但NO可能本身就存在于试管内，也可能是NO2与水反应后生成的，涉及的反应有：3NO2+H2O=2HNO3+NO，2NO＋O2=2NO2。生成的NO2又可与水反应，使液面上升，NO2、O2与水反应的总化学方程式为4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3，故当试管内气体为NO2或NO2与NO的混合物时，通入适量O2，最终试管内可完全充满液体，据此分析解答。
【解析】
A．试管中最终全部充满水，由于N2不溶于水且常温下N2、O2与水不反应，则不可能含有N2，故A错误；
B．为无色气体，与题意不符，故B错误；
C．原试管中含有的是一氧化氮和二氧化氮的混合气体，之前发生的反应是3NO2+2H2O=2HNO3+NO，通入氧气之后，可发生4NO+3O2+2H2O=4HNO3，气体恰好发生反应时，试管内完全被水充满，故C正确；
D．根据上述分析，原试管中盛装的气体的成分情况可能为①NO2、②NO2和O2（少量）、③NO2和NO等多种组合，故D错误；
答案选C。
8．B
【解析】
A. 根据可知，当NO2与NO的体积之比为1：1时，恰好被完全吸收，故A项不符合题意；
B. 当NO2与NO的体积之比为1：3时，一氧化氮过量，多余的一氧化氮不能被氢氧化钠溶液吸收，故B项符合题意；
C、D. 当NO2与NO的体积之比为2：1或3：1时，反应后二氧化氮有剩余，由可知，多余的二氧化氮可以直接被氢氧化钠溶液完全吸收，故C、D项不符合题意；
故答案为B。
9．A
【解析】
假设每种气体的体积都是，试管的容积为，
①根据反应知，二氧化氮完全反应，剩余气体是氧气，剩余氧气的体积；
②根据反应知，生成NO的体积为，所以剩余气体是NO，其体积为；
③氮气和水不反应，氯化氢极易溶于水，所以剩余气体的体积为；
④溶于水时，可与水反应生成，不稳定，易分解，该反应是可逆反应，不和水反应，故剩余气体的体积大于；
综上所述，剩余气体体积最小的是①，A项正确。
10．D
【分析】
NO2和O2混合气体与反应可能的反应式有：4NO2＋O2＋2H2O＝4HNO3，3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO，根据反应的方程式用讨论的方法计算。
【解析】
(总反应式法)根据有关的反应：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，剩余气体可能是O2，也可能是NO；
如氧气过量，则剩余2ml无色气体为氧气，设参加反应的氧气的体积为x，则有：

4x＋x＝12mL−2mL＝10mL，解得x＝2mL，所以氧气的体积为：2mL＋2mL＝4mL；
如NO2过量，则剩余2mL无色气体为NO，设氧气的体积为y，


，解得y＝1.2mL，
故答案选D。
11． （1）②
（2） ad
（3） + 5O2 =+ 6H+ + N2O + 5H2O
【分析】
根据氮元素在海洋中的循环，大气中的氮气与海水中的氮气存在溶解平衡，海水中的氮气变为铵根离子，为氮的固定；铵根离子被氧化生成一氧化二氮、亚硝酸根离子，亚硝酸根离子硝化作用生成硝酸根离子。
【解析】
(1)氮的固定为游离态的氮变为化合态，则属于固氮作用的一步是②。
(2)a．根据示意图可知，海洋表面存在N2，故海洋中存在游离态的氮，a说法正确；
b．海洋中的氮循环起始于氮气转化为铵根离子，氮元素化合价降低，氮被还原，b说法错误；
c．海洋中的反硝化作用将硝酸根离子转化为氮气分子，需在缺氧条件下进行，不一定有氧气的参与，c说法错误；
d．由转化关系图可知硝酸根离子增多，反硝化作用增强，向海洋排放含的废水会影响海洋中的含量，d说法正确；
答案选ad。
(3)有氧时，在硝化细菌作用下，可实现过程④的转化，生成N2O、、H+和水，氮元素化合价-3价变化为+1价和+3价，氧元素化合价0价变化为-2价，电子转移总数20e-，所以铵根离子系数为4，氧气系数为5，系数为2，N2O系数为1，结合电荷守恒得到氢离子系数为6，水分子系数为5，配平得到离子方程式为：+5O2═+6H++N2O+5H2O；
12．（1）下
（2） 两气体混合后，颜色消失
（3） 氧化
（4）
【分析】
根据操作过程可知：二氧化硫与二氧化氮气体混合后产生的无色气体遇到空气变为红棕色，说明反应产生了无色气体一氧化氮，而二氧化硫被氧化为三氧化硫，据此进行分析。
【解析】
(1) NO2是红棕色气体而SO2是无色气体，所以下瓶颜色更深，故答案为：下；
(2)结合图2和图3中的操作现象可知，二种气体混合后发生反应：；NO2参与了反应被消耗，故答案为：两气体混合后，颜色消失；
(3)产生的NO和O2反应产生红棕色的NO2，所以说明产物有NO，NO2反应后得到NO，N元素化合价降低，所以NO2显氧化性，故答案为：NO；氧化；
(4)由现象分析可知答案为：；
【点睛】
常见的有颜色的气体：氟气：浅黄绿色 氯气：黄绿色 溴蒸汽：红棕色 碘蒸汽：紫色 二氧化氮：红棕色。
B卷
1．D
【解析】
A．过程①“雷电作用”中氮气与氧气化合生成NO，即发生的反应是N2+O22NO，A说法正确；
B．过程③“固氮作用”中氮元素化合价降低，氮气被还原，B说法正确；
C．过程⑤中NO，被氧化为NO，涉及的反应可能为2NO+O2=2NO，C说法正确；
D．过程⑥中氮元素化合价降低，NO被还原，涉及的反应不可能为2NO+12H+=N2↑+6H2O，D说法错误；
答案为D。
2．C
【解析】
A. 二氧化氮溶于水生成硝酸和NO，但通入碳酸钠溶液后会生成二氧化碳，导致引入新的杂质，故A错误；
B. 二氧化氮溶于水生成硝酸和NO，但通入碳酸氢钠溶液后会生成二氧化碳，导致引入新的杂质，故B错误；
C. 由反应3NO2+H2O===2HNO3+NO知，水洗可除去NO中的NO2，故C正确；
D. 浓H2SO4不与NO2反应，不符合题意，故D错误；
答案选C。
3．B
【解析】
二氧化氮是红棕色的气体，所以无色混合气体甲中一定不存在二氧化氮；二氧化碳可以和过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气，反应的化学方程式为：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 ，一氧化氮无色，与氧气立即反应变为红棕色的二氧化氮，通过足量的过氧化钠后气体显红棕色，说明有NO、CO2，排水法收集气体，广口瓶被上升的水注满，说明没有N2，所以甲气体的组成为：NO、CO2，故答案为B。
【点睛】
考查常见气体的检验和性质，把握常见气体的化学性质及气体的溶解性是解题的关键，二氧化氮是红棕色的气体，浓硫酸可以和氨气反应，二氧化碳可以和过氧化钠反应生成氢氧化钠和氧气，一氧化氮无色，与氧气立即反应变为红棕色的二氧化氮，氮气不溶于水，将一定量的甲气体经过如图实验的处理，结果得到酸性溶液，而几乎无气体剩余，说明无氮气。
4．C
【解析】
假设3mol二氧化氮和水反应生成2mol硝酸和1mol一氧化氮，2mol硝酸和小苏打反应生成2mol二氧化碳，2mol二氧化碳和过氧化钠反应生成1mol氧气，1mol一氧化氮和0.5mol氧气反应生成1mol二氧化氮，所以剩余气体有二氧化氮和氧气，选C。
5．C
【解析】
A．Na与水反应生成氢氧化钠和氢气，水中H元素化合价降低被还原，水表现了氧化性，故A不选；
B．2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，H2O中的元素化合价没有发生变化，水在反应中既不是氧化剂也不是还原剂，既不表现氧化性也不表现还原性，故B不选；
C．F2与水反应生成氢氟酸和氧气，水中O元素被氧化，水表现出还原性，故C选；
D．3NO2 + H2O =2HNO3 + NO，H2O中的元素化合价没有发生变化，水在反应中既不是氧化剂也不是还原剂，既不表现氧化性也不表现还原性，故D不选；
故选C。
6．B
【解析】
A.由上述图中可以看出发生的反应为：2NO+O2+4CO4CO2+N2，由方程式知该转化过程中有N、O、C三种元素的化合价发生变化，故A正确；
B. NO很不稳定，遇到氧气就被氧化为NO2，故B错误；
C. 由2NO+O2+4CO4CO2+N2知该装置将有毒的NO和CO转化为无毒的CO2和N2，故C正确；
D. 该催化转化的总反应方程式为：2NO+O2+4CO4CO2+N2，故D正确；答案：B。
7．C
【分析】
根据4NO2＋O2＋2H2O═4HNO3、4NO＋3O2＋2H2O═4HNO3，剩余1.5体积气体，可能为NO，也可能为氧气，以此来计算。
【解析】
由，则一定体积的NO和3体积的氧气发生4NO＋3O2＋2H2O═4HNO3；
①若剩余气体为NO，则由反应可知，消耗NO为4体积，则原NO的体积为1.5＋4＝5.5体积；
②若剩余气体为氧气，则4NO＋3O2＋2H2O═4HNO3中反应的氧气为1.5体积，则原NO的体积为＝2体积；
故答案选C。
8．D
【解析】
A．NO2与H2O反应除生成HNO3外还生成NO，故NO2不是酸性氧化物，A说法错误；
B．除去O2中混有的NO2，将混合气体通入水中，NO2溶解的同时又生成新的杂质NO，且NO又能与O2反应，B说法错误；
C．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说法错误；
D．NO2可与水蒸气反应生成硝酸，是一种大气污染物，D说法正确；
答案为D。
9．B
【解析】
试题分析：在第一个反应中，反应后产生了氧气，氧化合价升高 则氮的降低 所以X>Y；第二个化学反应中只有氮元素的化合价变化,可以得出W中的氮位于Z、Y之间，第三个化学反应中硫的化合价升高，则氮的降低，由此Y>Z，故W,Y,Z的关系为Y>W>Z。答案选B。
考点：氧化还原反应
10．C
【解析】
A．物质P为NO2，则根据NO2与水的反应方程式：3NO2+H2O=2HNO3+NO可知：NO2既作氧化剂又作还原剂，3分子的NO2参加反应，其中2个失去电子被氧化变为HNO3，为还原剂，1个得到电子被还原为NO，作氧化剂，故氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2，A正确；
B．在Na2S2O3(硫代硫酸钠)中S元素化合价平均为+2价，从氧化还原反应角度分析，必然有一种物质中S元素化合价比+2价高，一种比+2价低，可以选择Na2SO3+S反应制取，B正确；
C．根据图示可知：X是-2价的S的氢化物，X为H2S，H2S与SO2混合，发生反应：2H2S+SO2=3S+2H2O，该反应中H2S为还原剂，SO2为氧化剂，S既是氧化产物又是还原产物，则该反应的氧化产物与还原产物的质量之比为2∶1，C错误；
D．根据图示可知：物质Q是N元素的+5价HNO3，其相应的酸酐是N2O5，在图中未标出，D正确；
故合理选项是C。
11.（1）3NO2+H2O===2HNO3+NO 1∶2 3∶1
（2）无色气体变为红棕色，试管中液面不断上升至全充满。继续通入氧气后，试管中液面下降，最后充满无色气体
（3）
【分析】
（1）将A倒插入B水槽中发生反应3NO2+H2O=2HNO3+NO，根据化合价变化判断氧化剂、还原剂及其质量之比；根据气体体积减小量，利用差量法计算二氧化氮的体积，进而计算NO的体积，体积之比等于物质的量之比；
（2）剩余NO，持续通入氧气，会发生4NO+3O2+2H2O=4HNO3，据此分析实验现象；
（3）根据氮元素守恒可知n（HNO3）=n（NO2）+n（NO），再根据c=n/V计算所得硝酸的浓度。
【解析】
（1）将A倒插入B水槽中，二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮气体，反应的化学方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO，该反应中,二氧化氮中+4价N元素被氧化成+5价的硝酸，同时被还原成+2价的一氧化氮，则3mol二氧化氮参与反应，作氧化剂被还原的二氧化氮为1mol，作还原剂被氧化的有2mol，因此氧化剂与还原剂的质量之比为1:2；充满了NO2和NO的混合气体(标准状况)试管A倒插入B水槽中，充分反应后试管A中余下气体的体积为0.5a mL，设NO为ymL，NO2为xmL，则
3NO2+H2O=2HNO3+NO
3 1
x x/3
因此y+x/3=0.5a，又因为x+y=a，解x=0.75a，y=0.25a，相同条件下体积之比是物质的量之比，因此原混合气体中NO2和NO的物质的量之比为3：1；
（2）剩余NO，持续通入氧气会发生4NO+3O2+2H2O=4HNO3，无色气体变为红棕色气体，试管中液面不断上升至全充满，继续通入氧气后，试管中液面下降，最后充满无色气体，因此本题正确答案是：无色气体变为红棕色，试管中液面不断上升至全充满。继续通入氧气后，试管中液面下降，最后充满无色气体；
（3）根据氮元素守恒可知水槽中生成硝酸的物质的量为n（HNO3）=n（NO2）+n（NO）=a/22400 mol，故硝酸的浓度为c(HNO3)=a/22400 mol÷0.5L=a/11200 mol/L。
【点睛】
本题考查混合物有关计算、氮的氧化物性质等知识，明确反应原理为解答关键，注意质量守恒定律在化学计算中的应用。
12． （1）
（2） ①NaOH溶液
②吸收避免污染环境 收集
③badc
【分析】
依据4Mg+2NO24MgO+N2，及NO2有毒的特点，球形干燥管中的试剂应为NaOH，其目的为除去NO2，防止污染空气；装置A为NaOH溶液，吸收未反应的NO2，装置B为收集氮气。
【解析】
(1)由题意分析可知，Mg与NO2发生置换反应，反应的化学方程式为4Mg+2NO24MgO+N2。
(2)①由反应2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO3+H2O可知，装置A中的试剂是NaOH溶液，作用是除去N2中混有的NO2。
②干燥管的作用是吸收NO2避免污染环境。装置B是利用排水法收集N2的装置。
③正确的实验操作步骤是：打开弹簧夹→通入NO2(排尽装置中的空气)→当硬质玻璃管充满红棕色气体后，关闭弹簧夹，点燃酒精灯；正确的实验操作步骤是badc。