5.2氮及其化合物同步练习题（含解析）高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

5.2 氮及其化合物 同步练习题
一、单选题
1．一定温度下，探究铜与稀HNO3的反应，反应过程如下：
下列说法错误的是
A．过程I中生成无色气体的离子方程式是3Cu+2NO3-+8H+ =3Cu2++2NO↑+4H2O
B．步骤III反应速率比I 快的原因一定是NO2溶于水，使c(HNO3)增大
C．过程Ⅱ中气体变成红棕色的反应为2NO+O2=2NO2
D．当活塞不再移动时，再抽入空气，铜可以继续溶解
2．下列气体难溶于水的是
A．CO2 B．HCl C．NH3 D．CO
3．某工厂拟综合处理含废水和工业废气(主要含 N2、CO2、SO2、NO、CO，不考虑其他成分)，设计了如图流程。已知：，下列说法正确的是
A．固体 1 中主要含有 CaCO3、CaSO4
B．捕获剂所捕获的气体主要是 CO
C．X 可以是空气，且需过量
D．处理含废水时，发生的反应：
4．下列关于氨与铵盐的叙述， 正确的是
A．NH3可以用湿润的红色石蕊试液检验
B．氨对人体无毒害作用
C．铵盐做氮肥时，与生石灰混用效果更好
D．可通过加热NH4Cl的方法获得NH3
5．雷雨时，空气中的氮气和氧气可生成氮的氧化物，该氧化物进一步反应后遇水变成
A．NO2 B．HNO3 C．H2SO4 D．NH3．H2O
6．铜与浓硝酸反应能生成NO2。下列关于NO2叙述正确的是
A．NO2是无色气体 B．NO2是红棕色气体
C．NO2可用排水法收集 D．NO2可用向下排空气法收集
7．NO和NO2等氮氧化物是空气污染物，含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放：NO＋NO2＋2NaOH=2NaNO2＋H2O，2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O。常温下存在：2NO2(g) N2O4(g)。N2H4可作还原剂，火箭推进剂。水合肼(N2H4·H2O)为无色透明的油状发烟液体，是一种重要的精细化工原料，其制备的反应原理为NaClO＋2NH3=N2H4·H2O＋NaCl。下列关于实验室制备水合肼的说法不正确的是
A．装置甲中试剂X可以选择碱石灰
B．装置乙作为反应过程的安全瓶
C．装置丙制备水合肼时氨气从b口进入
D．装置丁可用于吸收多余的尾气
8．据图中氮元素及其化合物的转化关系，判断下列说法不正确的是
A．X是N2O5
B．由NH3→N2，从原理上看，NH3可与NO2反应生成N2
C．工业上以NH3、空气、水为原料生产硝酸
D．可用NaOH溶液处理多余的NO气体
9．粉煤灰中的氮可通过如图所示方法处理生成对环境无影响的氮气，下列说法正确的是
A．反应③中加入的物质可以是空气或氨气
B．反应①中，每生成22.4L(标况下)N2，转移电子2.4mol
C．用湿润的蓝色石蕊试纸可判断挥发氮中含有NH3
D．焦碳氮在空气中充分燃烧产生的尾气可直接排放
10．利用如图装置，能制取并在集气瓶中d中收集到干燥纯净气体的是(尾气处理装置已略去)
气体 a中试剂 b中试剂 c中试剂
A H2 稀盐酸+Zn 饱和食盐水 无水氯化钙
B Cl2 浓盐酸+KMnO4 饱和食盐水 浓硫酸
C SO2 浓硫酸+Na2SO3 氢氧化钠溶液 浓硫酸
D NH3 浓氨水+NaOH 浓硫酸 无水氯化钙
A．A B．B C．C D．D
二、填空题
11．如图所示装置：
(1)若试管中充满NO2气体，试管中发生的现象是___________。
(2)向上述试管中通入氧气，发生的现象是___________。
(3)若试管中充满NO气体，然后通过导气管向试管中充入O2，当试管中刚好充满液体时，发生的反应是___________。
12．Ⅰ.硫元素是动植物生长不可缺少的元素，下图是硫元素的常见化合价与部分物质类别的对应关系，回答下列问题。
(1)图中X对应的物质是___________，将X气体通入溶液中会出现淡黄色沉淀，反应物作___________剂(填“氧化”或“还原”)。
(2)空气中易造成硫酸酸雨的主要气体是___________(填化学式)；
(3)请写出铜和浓硫酸反应的化学方程式___________。
Ⅱ.氨和硝酸是重要的工业产品，如图是工业合成氨及制备硝酸的流程示意图：
(1)氧化炉中，转化为NO的化学方程式为___________。
(2)氨分离器中压强约为15MPa，温度约为-20℃，分离氨应用了氨的___________性质。
(3)写出硝酸的电离方程式___________。
(4)吸收塔中出来的尾气可用溶液吸收，主要反应为：
a．
b．
根据反应b，每产生11.2L(标准状况下)，吸收液质量将增加___________g。
13．将12.8 g铜完全溶于适量浓硝酸中，生成标准状况下的氮氧化物(仅含NO2和NO)共5.6 L。
(1)若用2 mol/L的NaOH溶液吸收气体，恰好吸收生成了含NaNO2和NaNO3的混合液，实验测定其中含有NaNO3 0.05 mol。消耗NaOH溶液的体积为___________mL。
(2)为了使气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3，可同时加入双氧水。则至少需要34%的双氧水的质量为___________g。
14．某稀溶液中含有Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3，若向其中逐渐加入铁粉，溶液中Fe2＋浓度和加入铁粉的物质的量之间的关系如图所示，则稀溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3物质的量浓度之比为____，按反应的先后顺序写出该过程的离子反应方程式：___________。
15．选择完成下列实验的装置。
(1)除去粗盐水中的泥沙，用___(填序号，下同)。
(2)加热NH4Cl和Ca(OH)2固体混合物制NH3，用___。
(3)加热MnO2和浓盐酸的混合物制Cl2，用___。
16．硫氰化钾(KSCN)是一种用途广泛的化学药品，常用于合成树脂、杀虫杀菌剂等。某实验小组用下图所示的装置制备硫化钾。
已知CS2是一种难溶于水的无色液体，密度为1.263 g/cm3 NH3难溶于CS2，回答下列问题：
(1)制备NH4SCN溶液：三颈烧瓶D内盛放有CS2、水和催化剂，实验开始时，打开K1，(K2处于关闭状态)加热装置A、D，使A中产生的氨气缓缓通入到三颈烧瓶中，反应至CS2消失，反应的方程式为：。
①写出A装置生成氨气的化学方程式___________
②仪器B的名称是：___________。
③装置C的作用是：___________。
④三颈烧瓶左侧导管口必须插入到下层的CS2液体中，主要原因是___________(写出一条原因即可)。
(2)制备KSCN溶液：
熄灭A处的酒精灯，关闭K1，移开水浴，将装置D继续加热至105℃，NH4SCN完全分解后(反应方程式为)，打开K2，继续保持溶液温度为105℃，缓缓滴入适量的KOH溶液，制得KSCN溶液。反应的化学方程式为___________。
(3)制备KSCN晶体：先滤去三颈烧瓶中的固体催化剂，再减压蒸发浓缩、___________、过滤、洗涤、干燥，得到硫氰化钾晶体。
17．下列是一些常见物质之间的转化关系。A是一种红色金属，F为不溶于酸的白色沉淀，B和C是两种强酸。（图中部分产物及反应条件略去）
则：①A和B 分别为：A_________ B_________；
②A与B发生反应的条件是__________________；
③反应⑥的化学方程式为_____________________；
④上述反应中，不属于氧化还原反应的是_______________。（填数字序号）。
【参考答案】
一、单选题
1．B
解析：铜与稀硝酸反应生成硝酸铜和一氧化氮、水，得到的无色气体是一氧化氮，抽入空气后发生反应2NO+O2=2NO2，振荡后，反应速率加快，说明二氧化氮对反应具有催化作用，据此分析。
A．过程I中生成无色气体的离子方程式为3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O，故A正确；
B．随着反应的进行，溶液里生成硝酸铜，根据氮元素守恒，溶液中c(HNO3)应比原硝酸浓度减小，不会增大，故B错误；
C．根据分析可知，过程Ⅱ中气体变成红棕色，是一氧化氮被氧化的过程，化学反应方程式为：2NO+O2=2NO2，故C正确；
D．当活塞不再移动时，再抽入空气，一氧化氮与氧气、水反应生成硝酸，能与铜继续反应，故D正确；答案选B。
2．D
解析：A． CO2能溶于水，A错误；B． HCl极易溶于水，B错误；
C． NH3极易溶于水，C错误；D． CO难溶于水，D正确；答案选D。
3．B
解析：A．固体 1 是二氧化碳、二氧化硫和氢氧化钙反应生成碳酸钙、亚硫酸钙，因此固体1中主要含有 CaCO3、CaSO3，故A错误；
B．气体1中NO和氧气和NaOH反应生成NaNO2，因此气体2主要是CO和N2，而捕获剂所捕获的气体主要是 CO，故B正确；
C．根据，X 可以是空气，但只能适量，过量就会生成硝酸钠，故C错误；
D．处理含废水时，铵根和亚硝酸根反应生成氮气，其发生的反应：，故D错误。
综上所述，答案为B。
4．A
解析：A．NH3溶于水后所得溶液显碱性，能使石蕊试纸变蓝，所以可以用湿润的红色石蕊试液检验，A正确；
B．氨有毒，会污染环境，对人体有害，B不正确；
C．铵盐做氮肥时，若与生石灰混用，则会生成氨气逸出，从而降低肥效，C不正确；
D．NH4Cl固体加热，发生分解生成氨气和氯化氢，在遇冷后又化合生成氯化铵，所以不能用此方法获得NH3，D不正确；
故选A。
5．B
解析：在放电的条件下，氮气可被氧气氧化生成NO，NO继续被氧化即生成NO2，NO2溶于水生成硝酸和NO；答案选B。
6．B
解析：NO为无色气体，而NO2为红棕色气体，NO2与水反应，不能用排水法收集，NO2的密度比空气大，可用向上排空气法收集，综上所述故选B。
7．C
解析：A．在装置甲的圆底烧瓶中加入碱石灰，其中的CaO与氨水中的水反应产生Ca(OH)2，反应放热使NH3 H2O分解制取NH3，故A正确；
B．装置乙中导管短进短出，可作安全瓶，故B正确；
C．氨气极易溶于水，导管应长进短出，不能达到实验目的，则应从a口通入NH3，故C错误；
D．丁中球形结构容积大，水进入球形部分，就不能再进入左边装置中，因而可防止倒吸现象的发生，且用于NH3极容易溶于水，因此丁可吸收过量的NH3，故D正确；
故选C。
8．D
解析：A．图中氮元素及其化合物的转化关系可知，X为+5价对应的氮的氧化物是N2O5，故A正确；
B．NH3可与NO2反应生成氮气，8NH3+6NO2=7N2+12H2O，故B正确；
C．氨气催化氧化生成一氧化氮和水，一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮溶于水生成硝酸，工业上以NH3、空气、水为原料生产硝酸，故C正确；
D．NO不溶于水，也不与NaOH溶液反应，故D错误；
故答案为D。
9．B
解析：A、反应③中加入的物质可以是氨气：6NO＋4NH3=5N2＋6H2O，不能用空气，空气只能将NO氧化成NO2，故A错误；
B、反应①为6NO＋4NH3=5N2＋6H2O，每生成5molN2，转移12mol电子，每生成22.4L(标况下)N2，转移电子2.4mol，故B正确；
C、氨水呈碱性，用湿润的红色石蕊试纸遇到NH3变蓝色，可判断挥发氮中含有NH3，故C错误；
D、焦炭氮在空气中充分燃烧产生的尾气含有NO等有毒气体，不可直接排放，故D错误；
故选B。
10．B
解析：A．用稀盐酸和锌制取H2，但H2的密度比空气小，应该用向下排空气法收集，不能用d收集，故A项错误；
B．用浓盐酸和KMnO4制Cl2：，因为浓盐酸易挥发，所以制得的Cl2中会含有杂质HCl，可用饱和食盐水除去HCl，除杂后再用浓硫酸进行干燥，且Cl2的密度比空气大，可以用d进行收集，故B项正确；
C．用浓硫酸和Na2SO3制取SO2，SO2能够与NaOH溶液反应：，所以b中不能用NaOH溶液，故C项错误；
D．用浓氨水和NaOH制取NH3，NH3是一种碱性气体，能够与浓硫酸发生反应，所以b中不能用浓硫酸，且NH3的密度比空气小，应该用向下排空气法收集，不能用d收集，故D项错误；答案选B。
二、填空题
11．(1)试管中液面上升到试管的2/3处，气体由红棕色变为无色
(2)液面上升，直到充满整个试管
(3)4NO+3O2+2H2O=4HNO3
解析： (1)若试管中充满NO2气体，发生反应3NO2+H2O=2HNO3+NO，试管中发生的现象是试管中液面上升到试管的2/3处，气体由红棕色变为无色；
(2)向上述试管中通入氧气，发生反应4NO+3O2+2H2O=4HNO3，发生的现象是液面上升，直到充满整个试管；
(3)若试管中充满NO气体，然后通过导气管向试管中充入O2，当试管中刚好充满液体时，发生的反应是4NO+3O2+2H2O=4HNO3。
12． H2S 氧化 SO3 易液化 16
解析：Ⅰ.(1)X为-2价的氢化物，故X为H2S；H2S与发生归中反应生成硫单质，作氧化剂；
(2)容易造成硫酸酸雨的主要气体是SO3；
(3)铜与浓硫酸反应的化学方程式：；
Ⅱ.(1)氧化炉中，NH3转化为NO的化学方程式为：；
(2)氨气易液化，因此氨分离器中采用压强约为15MPa，温度约为-20℃，使氨气变为液态从而与氮气和氢气分离；
(3)硝酸的电离方程式：；
(4)根据反应b，每生成11.2L(标准状况)CO2即0.5molCO2，同时消耗0.5molNO和0.5molNO2,则吸收液质量增加15g+23g-22g=16g。
13．20
解析：(1)恰好反应生成NaNO2和NaNO3，根据钠元素和氮元素守恒有：
，消耗消耗NaOH溶液的体积为：，故答案为：125；
(2) ，，则，根据电子守恒可知，需要双氧水的物质的量为：，则，需要34%的双氧水的质量为：=20g，故答案为：20。
14． 1:1:4 Fe+4H++NO3-= Fe3++NO↑+2H2O 2 Fe3++ Fe=3 Fe2+ Cu 2++ Fe=Fe2++Cu
解析：氧化性顺序为HNO3＞Fe (NO3) 3＞Cu (NO3) 2，加入铁后，铁依次发生氧化还原反应，根据发生的反应结合图象分析解答。
稀溶液中各物质的氧化性顺序为HNO3＞Fe(NO3)3＞Cu(NO3) 2，加入铁后会依次发生氧化还原反应，①Fe+4H++NO3-= Fe3++NO↑+2H2O；②Fe+2Fe3+=3Fe2+；③Fe+Cu2+=Cu+Fe2+；从图象中可知铁为1mol时，无Fe2+生成，发生的反应①，消耗硝酸为4mol，生成Fe3+1mol；再加入1mol铁发生反应②，生成Fe2+物质的量为3mol，反应的Fe3+物质的量为2mol，其中原溶液中的Fe3+物质的量1mol；再加入1mol铁发生反应③，此时又生成Fe2+1mol，说明原溶液中Cu2+物质的量为1mol；综上所述可知原溶液中Fe (NO3) 3为1mol，Cu (NO3) 2物质的量为1mol，HNO3物质的量为4mol，稀溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3物质的量浓度之比为1∶1∶4，故答案为1∶1∶4；Fe+4H++NO3-= Fe3++NO↑+2H2O；Fe+2Fe3+=3Fe2+；Fe+Cu2+=Cu+Fe2+。
15．② ③ ①
①为加热固体和液体制备气体的装置，②为过滤装置，③为加热固体制备气体的装置，据此分析解答。
解析：(1)泥沙不溶于水，过滤可以除去粗盐水中的泥沙，故答案为：②；
(2)加热NH4Cl和Ca(OH)2固体混合物制NH3，应该选用加热固体制备气体的装置，故答案为：③；
(3)加热MnO2和浓盐酸的混合物制Cl2，应该选用加热固体和液体制备气体的装置，故答案为：①。
16．(1) Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O 球形干燥管 观察气体流速，便于调控生成氨气的速率 使氨气和二硫化碳充分接触发生反应，同时还可以起到防倒吸的作用
(2)NH4SCN+KOHKSCN+NH3↑+H2O
(3)冷却结晶
解析：加热氯化铵和氢氧化钙的混合物制取氨气，用碱石灰干燥后，在三颈烧瓶中氨气与CS2反应生成NH4SCN、NH4HS，滴入KOH生成KSCN，滤去三颈烧瓶中的固体催化剂，再减压蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到硫氰化钾晶体，多余的氨气在E中发生反应2NH3++8H+=N2↑+2Cr3++7H2O，NH3转为N2，据此分析回答问题。
(1)①在A装置中，氯化铵和氢氧化钙的混合物制取氨气，生成氨气的化学方程式为：Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O；
②用上述方法制取的NH3中含有水蒸气，在仪器B中使用碱石灰进行干燥作用，仪器B的名称是球形干燥管；
③由于NH3难溶于CS2，所以装置C的作用为观察气体流速，便于调控生成氨气的速率；
④三颈烧瓶左侧导管口必须插入到下层的CS2液体中，主要是由于插入下层液体是为了使氨气和二硫化碳充分接触，充分反应，还可以起到防倒吸的作用；
(2)在装置D中NH4SCN和KOH反应生成KSCN，化学方程式是NH4SCN+KOHKSCN+NH3↑+H2O；
(3)制备KSCN晶体时，先滤去三颈烧瓶中的固体催化剂，再减压蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到硫氰化钾晶体。
17． Cu 或（铜） 浓H2SO4 或浓硫酸 加热 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO ④
红色金属A应为Cu；G与BaCl2反应生成的F为不溶于酸的白色沉淀，则F为BaSO4，G、D、B均含硫元素，结合B是强酸，且能与Cu反应，可知B为浓H2SO4；A（Cu）与B（浓H2SO4）反应生成D，则D为SO2，D与氯水反应生成G，则G为稀H2SO4；C也为强酸，且能与Cu反应，可知C为HNO3，E能与O2反应，则E为NO，进一步可知C为稀HNO3，H为NO2。
解析：①A为Cu，B为浓H2SO4，故答案为：Cu或（铜）；浓H2SO4或浓硫酸；
②A（Cu）与B（浓H2SO4）反应需要加热，故答案为：加热；
③反应⑥是H（NO2）与水的反应，故答案为：3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO；
④上述反应中，只有④不是氧化还原反应，故答案为：④。