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人教版（2019）必修第二册高一化学练习第五章 第二节 第一课时 氮气与氮的固定一氧化氮和二氧化氮 同步练习（附参考答案） （附参考答案）
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人教版2019必修第二册 第五章 第二节 第1课时 氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．下列过程属于人工固氨的是A．工业合成NH3 B．NH3被催化氧化为NOC．用NH3和CO2合成尿素 D．浓HNO3与Cu反应生成NO22．下列反应不属于氮的固定的是A．工业上用氮气和氢气合成氨气 B．一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮C．豆科植物根瘤菌将氮气转化为氨 D．雷电时，氮气与氧气反应生成NO3．下列物质能在空气中燃烧的是（ ）A．N2 B．S C．H2O D．CO24．赤铜矿的成份是Cu2O，辉铜矿的成份是Cu2S，将赤铜矿与辉铜矿混合加热有以下反应：2Cu2O + Cu2S = 6Cu + SO2； 对于该反应，下列说法中正确的是A．反应中铜元素既被氧化又被还原；B．还原产物与氧化产物的物质的量之比为1:6；C．Cu2S在反应中只作氧化剂；D．反应中被氧化的元素是S5．海水提溴过程中，将溴吹入吸收塔，使蒸气和吸收剂二氧化硫发生作用以达到富集的目的，化学反应为。下列说法不正确的是A．该反应既是氧化还原反应又是化合反应B．二氧化硫在反应中作还原剂C．该反应的离子方程式为D．溴单质发生了还原反应6．某工厂废切削液中含有2%-5%的NaNO2，直接排放会造成水污染。已知NaNO2能发生反应：2NO2-+ xI- + yH+ = 2NO↑+ I2 +2H2O（已配平），下列说法不正确的是A．上述反应中，x=2，y=4B．上述反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为1:1C．若反应中转移1 mol电子，则生成的NO的体积为22.4 LD．为使NaNO2转化为无污染的N2后再排出，可选用的试剂是NH4Cl溶液7．下列变化与氧化还原反应无关的是A．食物变质 B．NaOH保存过程中结块C．长期放置的干电池失效 D．燃放烟花8．下列说法正确的是( )A．用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，熔化后的液态铝滴落下来说明金属铝的熔点较低B．用如图装置进行实验，将装置①中的AlCl3滴入装置②浓氢氧化钠溶液中可观察到有大量白色沉淀产生C．Al2O3和MgO均可与NaOH溶液反应D．在CO2中，Mg燃烧生成MgO和C在该反应条件下，Mg的还原性强于C的还原性9．对NH3在工农业生产中用途的叙述错误的是A．制氮气 B．制氮肥 C．制硝酸 D．做制冷剂10．盛有O2和NO2的混合气体的量筒倒立在盛有水的水槽中，过一段时间后，量筒内的气体体积减小为原来的一半。则原混合气体中O2和NO2的体积比是A．2∶1 B．1∶2 C．3∶2 D．3∶111．1.92gCu投入到一定量的浓硝酸中,铜完全溶解,生成的气体的颜色越来越浅,共收集到 672 mL 的气体(标准状况下).将盛有此气体的容器倒扣在水槽中,通入标准状况下一定体积的氧气,恰好使气体完全溶于水,则通入的氧气的体积为mLA．168 B．224 C．336 D．67212．把加热浓HNO3所得的气体全部收集在一个原来几乎真空的容器中，将此容器倒立于盛水的水槽中，待反应完毕，容器里的情况是A．无气体 B．有NO2和O2 C．只有NO D．只有O213．把一定量铁粉放入氯化铁溶液中，完全反应后，所得溶液中Fe2+和Fe3+的溶度恰好相等，则已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量的比为（ ）A．2:1 B．2:3 C．3:2 D．1:2二、填空题14．(1)某反应中反应物与生成物有：AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4、H2O和一种未知物质X。（As为砷元素）①已知KBrO3在反应中得到电子，则该反应的还原剂是____________________②已知0.2mol KBrO3在反应中得到1mol电子生成X，则X的化学式为_____________③根据上述反应可推知_______a.氧化性：KBrO3>H3AsO4 b.氧化性：H3AsO4> KBrO3c.还原性：AsH3>X d.还原性：X > AsH3(2)①向MnSO4和硫酸的混合溶液里加入K2S2O8（过二硫酸钾），溶液会发如下反应：Mn2++S2O82-+H2O→MnO4-+SO42-+H+，该反应常用于检验Mn2+的存在。其特征现象是_________________，若反应中有0.1 mol还原剂参加反应，则消耗氧化剂的物质的量为__________②将NaBiO3固体（黄色微溶）加入到MnSO4和H2SO4的混合溶液里加热，固体溶解变为澄清溶液，发生如下反应：NaBiO3+MnSO4+H2SO4→Na2SO4+Bi2(SO4)3+NaMnO4+H2O，配平上述反应的化学方程式，并用双线桥标出电子转移的方向和数目__________；三、实验题15．（1）实验室用金属铜和稀硝酸制取NO的离子方程式为_____。（2）NO是有毒气体，某学生为防止污染，用分液漏斗和烧杯装配了一套简易的、能随开随用、随关随停的NO气体发生装置，如图甲所示。①实验室若没有铜丝，而只有小铜粒，在使用上述装置进行实验时，可用丝状材料包裹铜粒以代替铜丝进行实验，这种丝状材料的成分可以是____(填序号)。A．铁 B．铝 C．铂 D．玻璃②打开分液漏斗的活塞使反应进行，在分液漏斗中实际看到的气体是红棕色的，原因是____(填化学方程式)。（3）为证明铜丝与稀硝酸反应生成的确实是NO，某学生另设计了一套如图乙所示的装置制取NO。反应开始后，可以在U形管右端观察到无色的NO气体。①长玻璃管的作用是______。②让反应停止的操作方法及原因是_____。（4）以下收集NO气体的装置，合理的是___(填序号)。（5）将32.64g铜与140mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2L。请回答：①NO的体积为_____L，NO2的体积为____L。②待产生的气体全部释放后，向溶液中加入VmLamol·L－1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2＋全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为___ mol·L－1。 参考答案：1．A【分析】氮的固定是指游离态氮元素到化合态的过程。【详解】A．工业合成氨是N2与H2在一定条件下反应生成，属于人工固氮，A项正确；B．被催化氧化为和水，没有游离态氮元素到化合态的过程，不属于人工固氮，B项错误；C．用和合成尿素，没有游离态氮元素到化合态的过程，不属于人工固氮，C项错误；D．浓与反应生成，没有游离态氮元素到化合态的过程，不属于人工固氮，D项错误；答案选A。2．B【分析】将游离态的氮（即氮气）转化为化合态的氮（即氮的化合物）的过程，叫做氮的固定，据此进行判断。【详解】A．工业上用氮气和氢气合成氨气，是由氮气转化为氮的化合物氨，属于氮的固定，故A不选；B．一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，是氮的化合态之间的转化，不属于氮的固定，故B选；C．豆科植物根瘤菌将氮气转化为氨，是由氮气转化为氮的化合物，属于氮的固定，故C不选；D．氮气与氧气反应生成NO，是由氮气转化为氮的化合物NO，属于氮的固定，故D不选；故选B。3．B【详解】A．N2在空气不能点燃，不具有可燃性，A不合题意；B．S在空气中能剧烈燃烧，S+O2SO2，B符合题意；C．H2O不具有可燃性，C不合题意；D．CO2不具有可燃性，具有不支持燃烧的性质，D不合题意；故答案为：B。4．D【详解】A. 反应前后，Cu元素的化合价从+1价降低为0价，化合价降低，只是被还原，A错误；B. 该反应中氧化产物为Cu，还原产物为二氧化硫，则氧化产物与还原产物的物质的量之比为6：1，B错误；C. Cu2S在反应中Cu元素的化合价降低，S元素的化合价升高，则既是氧化剂又是还原剂，C错误；D. 反应前后，S元素的化合价从-2价升高为0价，化合价升高，被氧化，D正确；故答案为：D。【点睛】在氧化还原反应中，化合价升高，失去电子，发生氧化反应，产物为氧化产物，本身作还原剂；化合价降低，得到电子，发生还原反应，产物为还原产物，本身作氧化剂。5．A【详解】A． 该反应既是氧化还原反应、但不是化合反应，A错误；B．硫元素化合价升高、二氧化硫在反应中作还原剂，B正确；C． 氢溴酸、硫酸均为强酸，则该反应的离子方程式为，C正确；D．溴元素化合价降低、溴单质发生了还原反应，D正确；答案选A。6．C【详解】由I元素原子守恒可知x=2，由电荷守恒可计算y=4，故A正确，但不符合题意；氧化剂是NO2-，N元素的化合价由+3降为+2；还原剂是I-，I元素的化合价由-1升高到0，x=2，故物质的量之比为1：1，故正确，但不符合题意；若反应中转移1 mol电子，则生成的NO为1mol，在标准状况下为22.4L，故C错误，但符合题意；由于NH4++NO2-=N2↑+2H2O，为使NaNO2转化为无污染的N2后再排出，可选用NH4Cl溶液，故D正确，但不符合题意。故选C。【点睛】涉及到气体体积时，一定要注意是否在标准状况下，这是最容易被忽略的问题。7．B【详解】A．食物变质与食物被O2氧化有关，故不选A；B．NaOH保存过程中结块是因为氢氧化钠吸收空气中的水、二氧化碳生成碳酸钠晶体，其结块与氧化还原反应无关，故选B；C．干电池失效是因发生自身的氧化还原反应导致其失去供电能力，故不选C；D．燃放烟花时，烟花中的火药燃烧发生了氧化还原反应，故不选D；选B。8．D【详解】A．Al与氧气反应生成的氧化铝的熔点高，包裹在Al的外面，则Al熔化但不滴落，现象不合理，故A错误；B．开始时NaOH过量，反应生成偏铝酸钠和氯化钠，没有白色沉淀产生，故B错误；C．Al2O3为两性氧化物，与强碱NaOH溶液反应，而MgO为碱性氧化物，不与氢氧化钠溶液反应，故C错误；D．在CO2中Mg燃烧生成MgO和C，还原剂为Mg，还原产物为C，则在该反应条件下，Mg的还原性强于C的还原性，故D正确；故选D。9．A【详解】NH3在工农业生产中用途是可以利用氨气制备铵盐做氮肥，也可以催化氧化生成一氧化氮，一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸，氨气易液化可以做制冷剂，故合理选项是A。10．C【详解】假设量筒的容积是VL，盛有O2和NO2的混合气体的量筒倒立在盛有水的水槽中，二者会发生反应：4NO2+O2+2H2O=4HNO3，若剩余的气体是O2，则NO2完全反应，NO2的体积是反应的V(NO2)=V=V，O2的体积是V(O2)=V-V =V，原混合气体中O2和NO2的体积比是(V)：(V) =3:2；若剩余气体是NO，相当于剩余NO2，根据3NO2+ H2O=2HNO3+NO，剩余NO2的体积是3×V =1.5V，原混合气体体积是V，其中的成分气体不可能大于全部；答案选C。【点睛】有关氮的氧化物计算题的守恒解题方法：（1）原子守恒法（关系式法）：①NO和O2混合气体通入水中：由2NO＋O2＝2NO2和3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO得总反应为4NO＋3O2＋2H2O＝4HNO3，因此当体积比V(NO)∶V(O2) ＜4∶3余O2；V(NO)∶V(O2)＝4∶3恰好完全反应；V(NO)∶V(O2)＞4∶3余NO；②NO2和O2混合气体通入水中：由3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO和2NO＋O2＝2NO2得总反应为4NO2＋O2＋2H2O＝4HNO3，因此当体积比V(NO2)∶V(O2) ＜4∶1余O2；V(NO2)∶V(O2)＝4∶1恰好完全反应；V(NO2)∶V(O2)＞4∶1余NO；③NO、NO2和O2三种混合气体通入水中：先按3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO计算出生成的NO体积，再加上原来混合气体中NO体积，再按①计算。（2）电子守恒法：当NOx转化为硝酸时要失去电子，如果是NOx与O2混合，则反应中O2得到的电子数与NOx失去的电子数相等。这是得失电子守恒法解答此类题目的依据。11．C【分析】Cu和一定量的浓硝酸反应，生成气体的颜色越来越浅，气体为NO2、NO等混合物，收集后倒扣在水槽中，发生4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3、4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3，从中得到氧气得到的电子最终来自于Cu；【详解】Cu和一定量的浓硝酸反应，生成气体的颜色越来越浅，气体为NO2、NO等混合物，收集后倒扣在水槽中，发生4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3、4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3，从中得到氧气得到的电子最终来自于Cu，1.92g×2/64g·mol－1=n(O2)×4，解得n(O2)=0.015mol，标准状况下的体积为0.015mol×22.4L·mol－1=0.336L，合336mL，故选项C正确。12．A【详解】浓硝酸加热分解4HNO3(浓)2H2O+4NO2↑+O2↑，生成的NO2与O2体积比为4：1，混合气体与水发生反应4NO2+O2+2H2O=4HNO3，NO2与O2按4：1体积比全部转化为HNO3，HNO3易溶于水，作用完毕容器里不存在任何气体，答案选A。13．B【详解】设已反应的Fe3+的物质的量为2mol，则根据Fe+2Fe3+=3Fe2+可知反应生成的Fe2+为3mol，溶液中Fe2+的物质的量为3mol，溶液中的Fe3+和Fe2+浓度相等，所以未反应的Fe3+的物质的量为3mol，故已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比为2mol：3mol=2：3，故答案为B。14． AsH3 Br2 ac 溶液由无色变为紫色 0.25mol 【详解】（1）①KBrO3在反应中得到电子，所以KBrO3是氧化剂，AsH3变成了H3AsO4，As元素化合价升高，所以AsH3是还原剂，故答案为AsH3；②设X中溴元素的化合价为a，则0.2mol×(5−a)=1mol，所以a=0，故X为Br2，故答案为Br2；③在反应中，氧化剂为KBrO3，还原剂为AsH3，氧化产物为H3AsO4，还原产物为Br2，由氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知，氧化性：KBrO3>H3AsO4，由还原剂的还原性大于还原产物的还原性可知，还原性：AsH3>X (Br2)，故答案为ac；（2）①由反应可知生成MnO4-，溶液由无色变为紫色；Mn元素化合价由+2价升高为+7价，升高5价，S元素化合价由+7价降低为+6价，2个S共降低2价，故0.1mol还原剂参加反应，消耗氧化剂的物质的量为0.1×5÷2=0.25mol，故答案为溶液由无色变为紫色，0.25mol；②反应中NaBiO3→Bi2(SO4)3，Bi元素化合价由+5价降低为+3价，每生成1个Bi2(SO4)3共降低4价，MnSO4→NaMnO4，Mn元素化合价由+2价升高为+7价，共升高5价，化合价升降最小公倍数为20，故Bi2(SO4)3系数为5，MnSO4系数为4，根据元素守恒可知，NaBiO3的系数为10，NaMnO4系数为4，根据钠元素守恒可知Na2SO4的系数为3，根据硫酸根守恒可知H2SO4的系数为14，根据氢元素守恒可知H2O的系数为14，配平反应的化学方程式，标出电子转移的方向和数目为：，故答案为。15． 3Cu＋8H＋＋2 NO3-=3Cu2＋＋4H2O＋2NO↑ CD 2NO＋O2=2NO2 接收被气体压出U形管的液体，防止稀硝酸溢出 关闭U形管右端导气管上的活塞；反应产生的气体将U形管右端管内的稀硝酸向下压，使铜丝与稀硝酸分开，反应就会停止 CD 5.8 5.4 【分析】（1）金属铜和稀硝酸反应生成硝酸铜和NO气体；（2）①由题意可知，这种成分不能与稀硝酸反应，而Fe、Al与硝酸反应，所以AB不行；②二氧化氮是红棕色的气体，一氧化氮很容易和空气中的氧气化合，生成红棕色的二氧化氮气体；（3）①为了证明产生的气体是NO，则该实验装置要防止产生的气体与空气接触，长玻璃管可以接收被气体压出U形管的液体，防止稀硝酸溢出；②关闭U形管右端导气管上的活塞，反应产生的气体使稀硝酸液面下降，从而使铜丝与稀硝酸分开，反应停止；（4）NO能与空气中的氧气反应，故不能用排空气法收集NO，只能用排水法收集；（5）根据守恒的原理计算NO、NO2的体积，以及硝酸溶液的浓度。【详解】（1）金属铜和稀硝酸反应生成硝酸铜和NO气体，反应的化学方程式：3Cu+8HNO3（稀）═3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，离子方程式为：3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O，故答案为3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O；（2）①由题意可知，这种成分不能与稀硝酸反应，而Fe、Al与硝酸反应，所以AB不行，故答案为CD；②一氧化氮很容易和空气中的氧气化合，生成红棕色的二氧化氮气体，所以，制取一氧化氮的装置打开分液漏斗的活塞使反应进行，在分液漏斗中实际看到的气体是红棕色的，发生2NO+O2═2NO2，故答案为2NO+O2═2NO2；（3）①为了证明产生的气体是NO，则该实验装置要防止产生的气体与空气接触，长玻璃管可以接收被气体压出U形管的液体，防止稀硝酸溢出，故答案为接收被气体压出U形管的液体，防止稀硝酸溢出；②关闭U形管右端导气管上的活塞，反应产生的气体使稀硝酸液面下降，从而使铜丝与稀硝酸分开，反应停止，故答案为关闭U形管右端导气管上的活塞；反应产生的气体将U形管右端管内的稀硝酸向下压，使铜丝与稀硝酸分开，反应就会停止； （4）NO能与空气中的氧气反应，故不能用排空气法收集NO，只能用排水法收集，C和D装置符合题意，E装置是洗气装置，故答案为CD；（5）①设混合气中NO和NO2的物质的量分别是x和y。则x＋y＝11.2L÷22.4L/mol＝0.5mol ①金属铜的物质的量是32.64g÷64g/mol＝0.51mol则根据电子的得失守恒可知n(e-)3x＋y＝2n(Cu2+)=0.51mol×2 ②由①、②解得x＝0.26mol、y＝0.24mol所以NO和NO2的体积分别是0.26mol×22.4L/mol＝5.8L，0.24mol×22.4L/mol＝5.4L。故答案为5.8，5.4；②溶液中的Cu2＋全部转化成沉淀后，溶液中的溶质恰好是硝酸钠，则根据原子守恒可知，硝酸钠的物质的量是0.001Vamol所以原硝酸溶液的浓度为＝故答案为 。
人教版2019必修第二册 第五章 第二节 第1课时 氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．下列过程属于人工固氨的是A．工业合成NH3 B．NH3被催化氧化为NOC．用NH3和CO2合成尿素 D．浓HNO3与Cu反应生成NO22．下列反应不属于氮的固定的是A．工业上用氮气和氢气合成氨气 B．一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮C．豆科植物根瘤菌将氮气转化为氨 D．雷电时，氮气与氧气反应生成NO3．下列物质能在空气中燃烧的是（ ）A．N2 B．S C．H2O D．CO24．赤铜矿的成份是Cu2O，辉铜矿的成份是Cu2S，将赤铜矿与辉铜矿混合加热有以下反应：2Cu2O + Cu2S = 6Cu + SO2； 对于该反应，下列说法中正确的是A．反应中铜元素既被氧化又被还原；B．还原产物与氧化产物的物质的量之比为1:6；C．Cu2S在反应中只作氧化剂；D．反应中被氧化的元素是S5．海水提溴过程中，将溴吹入吸收塔，使蒸气和吸收剂二氧化硫发生作用以达到富集的目的，化学反应为。下列说法不正确的是A．该反应既是氧化还原反应又是化合反应B．二氧化硫在反应中作还原剂C．该反应的离子方程式为D．溴单质发生了还原反应6．某工厂废切削液中含有2%-5%的NaNO2，直接排放会造成水污染。已知NaNO2能发生反应：2NO2-+ xI- + yH+ = 2NO↑+ I2 +2H2O（已配平），下列说法不正确的是A．上述反应中，x=2，y=4B．上述反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为1:1C．若反应中转移1 mol电子，则生成的NO的体积为22.4 LD．为使NaNO2转化为无污染的N2后再排出，可选用的试剂是NH4Cl溶液7．下列变化与氧化还原反应无关的是A．食物变质 B．NaOH保存过程中结块C．长期放置的干电池失效 D．燃放烟花8．下列说法正确的是( )A．用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，熔化后的液态铝滴落下来说明金属铝的熔点较低B．用如图装置进行实验，将装置①中的AlCl3滴入装置②浓氢氧化钠溶液中可观察到有大量白色沉淀产生C．Al2O3和MgO均可与NaOH溶液反应D．在CO2中，Mg燃烧生成MgO和C在该反应条件下，Mg的还原性强于C的还原性9．对NH3在工农业生产中用途的叙述错误的是A．制氮气 B．制氮肥 C．制硝酸 D．做制冷剂10．盛有O2和NO2的混合气体的量筒倒立在盛有水的水槽中，过一段时间后，量筒内的气体体积减小为原来的一半。则原混合气体中O2和NO2的体积比是A．2∶1 B．1∶2 C．3∶2 D．3∶111．1.92gCu投入到一定量的浓硝酸中,铜完全溶解,生成的气体的颜色越来越浅,共收集到 672 mL 的气体(标准状况下).将盛有此气体的容器倒扣在水槽中,通入标准状况下一定体积的氧气,恰好使气体完全溶于水,则通入的氧气的体积为mLA．168 B．224 C．336 D．67212．把加热浓HNO3所得的气体全部收集在一个原来几乎真空的容器中，将此容器倒立于盛水的水槽中，待反应完毕，容器里的情况是A．无气体 B．有NO2和O2 C．只有NO D．只有O213．把一定量铁粉放入氯化铁溶液中，完全反应后，所得溶液中Fe2+和Fe3+的溶度恰好相等，则已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量的比为（ ）A．2:1 B．2:3 C．3:2 D．1:2二、填空题14．(1)某反应中反应物与生成物有：AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4、H2O和一种未知物质X。（As为砷元素）①已知KBrO3在反应中得到电子，则该反应的还原剂是____________________②已知0.2mol KBrO3在反应中得到1mol电子生成X，则X的化学式为_____________③根据上述反应可推知_______a.氧化性：KBrO3>H3AsO4 b.氧化性：H3AsO4> KBrO3c.还原性：AsH3>X d.还原性：X > AsH3(2)①向MnSO4和硫酸的混合溶液里加入K2S2O8（过二硫酸钾），溶液会发如下反应：Mn2++S2O82-+H2O→MnO4-+SO42-+H+，该反应常用于检验Mn2+的存在。其特征现象是_________________，若反应中有0.1 mol还原剂参加反应，则消耗氧化剂的物质的量为__________②将NaBiO3固体（黄色微溶）加入到MnSO4和H2SO4的混合溶液里加热，固体溶解变为澄清溶液，发生如下反应：NaBiO3+MnSO4+H2SO4→Na2SO4+Bi2(SO4)3+NaMnO4+H2O，配平上述反应的化学方程式，并用双线桥标出电子转移的方向和数目__________；三、实验题15．（1）实验室用金属铜和稀硝酸制取NO的离子方程式为_____。（2）NO是有毒气体，某学生为防止污染，用分液漏斗和烧杯装配了一套简易的、能随开随用、随关随停的NO气体发生装置，如图甲所示。①实验室若没有铜丝，而只有小铜粒，在使用上述装置进行实验时，可用丝状材料包裹铜粒以代替铜丝进行实验，这种丝状材料的成分可以是____(填序号)。A．铁 B．铝 C．铂 D．玻璃②打开分液漏斗的活塞使反应进行，在分液漏斗中实际看到的气体是红棕色的，原因是____(填化学方程式)。（3）为证明铜丝与稀硝酸反应生成的确实是NO，某学生另设计了一套如图乙所示的装置制取NO。反应开始后，可以在U形管右端观察到无色的NO气体。①长玻璃管的作用是______。②让反应停止的操作方法及原因是_____。（4）以下收集NO气体的装置，合理的是___(填序号)。（5）将32.64g铜与140mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2L。请回答：①NO的体积为_____L，NO2的体积为____L。②待产生的气体全部释放后，向溶液中加入VmLamol·L－1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2＋全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为___ mol·L－1。 参考答案：1．A【分析】氮的固定是指游离态氮元素到化合态的过程。【详解】A．工业合成氨是N2与H2在一定条件下反应生成，属于人工固氮，A项正确；B．被催化氧化为和水，没有游离态氮元素到化合态的过程，不属于人工固氮，B项错误；C．用和合成尿素，没有游离态氮元素到化合态的过程，不属于人工固氮，C项错误；D．浓与反应生成，没有游离态氮元素到化合态的过程，不属于人工固氮，D项错误；答案选A。2．B【分析】将游离态的氮（即氮气）转化为化合态的氮（即氮的化合物）的过程，叫做氮的固定，据此进行判断。【详解】A．工业上用氮气和氢气合成氨气，是由氮气转化为氮的化合物氨，属于氮的固定，故A不选；B．一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，是氮的化合态之间的转化，不属于氮的固定，故B选；C．豆科植物根瘤菌将氮气转化为氨，是由氮气转化为氮的化合物，属于氮的固定，故C不选；D．氮气与氧气反应生成NO，是由氮气转化为氮的化合物NO，属于氮的固定，故D不选；故选B。3．B【详解】A．N2在空气不能点燃，不具有可燃性，A不合题意；B．S在空气中能剧烈燃烧，S+O2SO2，B符合题意；C．H2O不具有可燃性，C不合题意；D．CO2不具有可燃性，具有不支持燃烧的性质，D不合题意；故答案为：B。4．D【详解】A. 反应前后，Cu元素的化合价从+1价降低为0价，化合价降低，只是被还原，A错误；B. 该反应中氧化产物为Cu，还原产物为二氧化硫，则氧化产物与还原产物的物质的量之比为6：1，B错误；C. Cu2S在反应中Cu元素的化合价降低，S元素的化合价升高，则既是氧化剂又是还原剂，C错误；D. 反应前后，S元素的化合价从-2价升高为0价，化合价升高，被氧化，D正确；故答案为：D。【点睛】在氧化还原反应中，化合价升高，失去电子，发生氧化反应，产物为氧化产物，本身作还原剂；化合价降低，得到电子，发生还原反应，产物为还原产物，本身作氧化剂。5．A【详解】A． 该反应既是氧化还原反应、但不是化合反应，A错误；B．硫元素化合价升高、二氧化硫在反应中作还原剂，B正确；C． 氢溴酸、硫酸均为强酸，则该反应的离子方程式为，C正确；D．溴元素化合价降低、溴单质发生了还原反应，D正确；答案选A。6．C【详解】由I元素原子守恒可知x=2，由电荷守恒可计算y=4，故A正确，但不符合题意；氧化剂是NO2-，N元素的化合价由+3降为+2；还原剂是I-，I元素的化合价由-1升高到0，x=2，故物质的量之比为1：1，故正确，但不符合题意；若反应中转移1 mol电子，则生成的NO为1mol，在标准状况下为22.4L，故C错误，但符合题意；由于NH4++NO2-=N2↑+2H2O，为使NaNO2转化为无污染的N2后再排出，可选用NH4Cl溶液，故D正确，但不符合题意。故选C。【点睛】涉及到气体体积时，一定要注意是否在标准状况下，这是最容易被忽略的问题。7．B【详解】A．食物变质与食物被O2氧化有关，故不选A；B．NaOH保存过程中结块是因为氢氧化钠吸收空气中的水、二氧化碳生成碳酸钠晶体，其结块与氧化还原反应无关，故选B；C．干电池失效是因发生自身的氧化还原反应导致其失去供电能力，故不选C；D．燃放烟花时，烟花中的火药燃烧发生了氧化还原反应，故不选D；选B。8．D【详解】A．Al与氧气反应生成的氧化铝的熔点高，包裹在Al的外面，则Al熔化但不滴落，现象不合理，故A错误；B．开始时NaOH过量，反应生成偏铝酸钠和氯化钠，没有白色沉淀产生，故B错误；C．Al2O3为两性氧化物，与强碱NaOH溶液反应，而MgO为碱性氧化物，不与氢氧化钠溶液反应，故C错误；D．在CO2中Mg燃烧生成MgO和C，还原剂为Mg，还原产物为C，则在该反应条件下，Mg的还原性强于C的还原性，故D正确；故选D。9．A【详解】NH3在工农业生产中用途是可以利用氨气制备铵盐做氮肥，也可以催化氧化生成一氧化氮，一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸，氨气易液化可以做制冷剂，故合理选项是A。10．C【详解】假设量筒的容积是VL，盛有O2和NO2的混合气体的量筒倒立在盛有水的水槽中，二者会发生反应：4NO2+O2+2H2O=4HNO3，若剩余的气体是O2，则NO2完全反应，NO2的体积是反应的V(NO2)=V=V，O2的体积是V(O2)=V-V =V，原混合气体中O2和NO2的体积比是(V)：(V) =3:2；若剩余气体是NO，相当于剩余NO2，根据3NO2+ H2O=2HNO3+NO，剩余NO2的体积是3×V =1.5V，原混合气体体积是V，其中的成分气体不可能大于全部；答案选C。【点睛】有关氮的氧化物计算题的守恒解题方法：（1）原子守恒法（关系式法）：①NO和O2混合气体通入水中：由2NO＋O2＝2NO2和3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO得总反应为4NO＋3O2＋2H2O＝4HNO3，因此当体积比V(NO)∶V(O2) ＜4∶3余O2；V(NO)∶V(O2)＝4∶3恰好完全反应；V(NO)∶V(O2)＞4∶3余NO；②NO2和O2混合气体通入水中：由3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO和2NO＋O2＝2NO2得总反应为4NO2＋O2＋2H2O＝4HNO3，因此当体积比V(NO2)∶V(O2) ＜4∶1余O2；V(NO2)∶V(O2)＝4∶1恰好完全反应；V(NO2)∶V(O2)＞4∶1余NO；③NO、NO2和O2三种混合气体通入水中：先按3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO计算出生成的NO体积，再加上原来混合气体中NO体积，再按①计算。（2）电子守恒法：当NOx转化为硝酸时要失去电子，如果是NOx与O2混合，则反应中O2得到的电子数与NOx失去的电子数相等。这是得失电子守恒法解答此类题目的依据。11．C【分析】Cu和一定量的浓硝酸反应，生成气体的颜色越来越浅，气体为NO2、NO等混合物，收集后倒扣在水槽中，发生4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3、4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3，从中得到氧气得到的电子最终来自于Cu；【详解】Cu和一定量的浓硝酸反应，生成气体的颜色越来越浅，气体为NO2、NO等混合物，收集后倒扣在水槽中，发生4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3、4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3，从中得到氧气得到的电子最终来自于Cu，1.92g×2/64g·mol－1=n(O2)×4，解得n(O2)=0.015mol，标准状况下的体积为0.015mol×22.4L·mol－1=0.336L，合336mL，故选项C正确。12．A【详解】浓硝酸加热分解4HNO3(浓)2H2O+4NO2↑+O2↑，生成的NO2与O2体积比为4：1，混合气体与水发生反应4NO2+O2+2H2O=4HNO3，NO2与O2按4：1体积比全部转化为HNO3，HNO3易溶于水，作用完毕容器里不存在任何气体，答案选A。13．B【详解】设已反应的Fe3+的物质的量为2mol，则根据Fe+2Fe3+=3Fe2+可知反应生成的Fe2+为3mol，溶液中Fe2+的物质的量为3mol，溶液中的Fe3+和Fe2+浓度相等，所以未反应的Fe3+的物质的量为3mol，故已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比为2mol：3mol=2：3，故答案为B。14． AsH3 Br2 ac 溶液由无色变为紫色 0.25mol 【详解】（1）①KBrO3在反应中得到电子，所以KBrO3是氧化剂，AsH3变成了H3AsO4，As元素化合价升高，所以AsH3是还原剂，故答案为AsH3；②设X中溴元素的化合价为a，则0.2mol×(5−a)=1mol，所以a=0，故X为Br2，故答案为Br2；③在反应中，氧化剂为KBrO3，还原剂为AsH3，氧化产物为H3AsO4，还原产物为Br2，由氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知，氧化性：KBrO3>H3AsO4，由还原剂的还原性大于还原产物的还原性可知，还原性：AsH3>X (Br2)，故答案为ac；（2）①由反应可知生成MnO4-，溶液由无色变为紫色；Mn元素化合价由+2价升高为+7价，升高5价，S元素化合价由+7价降低为+6价，2个S共降低2价，故0.1mol还原剂参加反应，消耗氧化剂的物质的量为0.1×5÷2=0.25mol，故答案为溶液由无色变为紫色，0.25mol；②反应中NaBiO3→Bi2(SO4)3，Bi元素化合价由+5价降低为+3价，每生成1个Bi2(SO4)3共降低4价，MnSO4→NaMnO4，Mn元素化合价由+2价升高为+7价，共升高5价，化合价升降最小公倍数为20，故Bi2(SO4)3系数为5，MnSO4系数为4，根据元素守恒可知，NaBiO3的系数为10，NaMnO4系数为4，根据钠元素守恒可知Na2SO4的系数为3，根据硫酸根守恒可知H2SO4的系数为14，根据氢元素守恒可知H2O的系数为14，配平反应的化学方程式，标出电子转移的方向和数目为：，故答案为。15． 3Cu＋8H＋＋2 NO3-=3Cu2＋＋4H2O＋2NO↑ CD 2NO＋O2=2NO2 接收被气体压出U形管的液体，防止稀硝酸溢出 关闭U形管右端导气管上的活塞；反应产生的气体将U形管右端管内的稀硝酸向下压，使铜丝与稀硝酸分开，反应就会停止 CD 5.8 5.4 【分析】（1）金属铜和稀硝酸反应生成硝酸铜和NO气体；（2）①由题意可知，这种成分不能与稀硝酸反应，而Fe、Al与硝酸反应，所以AB不行；②二氧化氮是红棕色的气体，一氧化氮很容易和空气中的氧气化合，生成红棕色的二氧化氮气体；（3）①为了证明产生的气体是NO，则该实验装置要防止产生的气体与空气接触，长玻璃管可以接收被气体压出U形管的液体，防止稀硝酸溢出；②关闭U形管右端导气管上的活塞，反应产生的气体使稀硝酸液面下降，从而使铜丝与稀硝酸分开，反应停止；（4）NO能与空气中的氧气反应，故不能用排空气法收集NO，只能用排水法收集；（5）根据守恒的原理计算NO、NO2的体积，以及硝酸溶液的浓度。【详解】（1）金属铜和稀硝酸反应生成硝酸铜和NO气体，反应的化学方程式：3Cu+8HNO3（稀）═3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，离子方程式为：3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O，故答案为3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O；（2）①由题意可知，这种成分不能与稀硝酸反应，而Fe、Al与硝酸反应，所以AB不行，故答案为CD；②一氧化氮很容易和空气中的氧气化合，生成红棕色的二氧化氮气体，所以，制取一氧化氮的装置打开分液漏斗的活塞使反应进行，在分液漏斗中实际看到的气体是红棕色的，发生2NO+O2═2NO2，故答案为2NO+O2═2NO2；（3）①为了证明产生的气体是NO，则该实验装置要防止产生的气体与空气接触，长玻璃管可以接收被气体压出U形管的液体，防止稀硝酸溢出，故答案为接收被气体压出U形管的液体，防止稀硝酸溢出；②关闭U形管右端导气管上的活塞，反应产生的气体使稀硝酸液面下降，从而使铜丝与稀硝酸分开，反应停止，故答案为关闭U形管右端导气管上的活塞；反应产生的气体将U形管右端管内的稀硝酸向下压，使铜丝与稀硝酸分开，反应就会停止； （4）NO能与空气中的氧气反应，故不能用排空气法收集NO，只能用排水法收集，C和D装置符合题意，E装置是洗气装置，故答案为CD；（5）①设混合气中NO和NO2的物质的量分别是x和y。则x＋y＝11.2L÷22.4L/mol＝0.5mol ①金属铜的物质的量是32.64g÷64g/mol＝0.51mol则根据电子的得失守恒可知n(e-)3x＋y＝2n(Cu2+)=0.51mol×2 ②由①、②解得x＝0.26mol、y＝0.24mol所以NO和NO2的体积分别是0.26mol×22.4L/mol＝5.8L，0.24mol×22.4L/mol＝5.4L。故答案为5.8，5.4；②溶液中的Cu2＋全部转化成沉淀后，溶液中的溶质恰好是硝酸钠，则根据原子守恒可知，硝酸钠的物质的量是0.001Vamol所以原硝酸溶液的浓度为＝故答案为 。
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