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

5.2 氮及其化合物 同步练习题
一、单选题
1．下列实验过程可以达到实验目的的是
编号 实验目的 实验过程
A 验证NH3收集满容器 在容器口放置湿润的蓝色石蕊试纸，试纸变色，说明收集满
B 检验溶液中的Fe2+ 向溶液中滴加K3[Fe( CN)]6]溶液，产生蓝色沉淀
C 制备Fe(OH)3胶体 向NaOH溶液中滴加饱和FeCl3溶液
D 探究SO2的漂白性 将SO2通入酸性高锰酸钾溶液中，观察溶液颜色变化
A．A B．B C．C D．D
2．下列离子方程式中表示正确的是
A．氯水中通入SO2：Cl2+SO2+2H2O=4H++SO+2C1-
B．稀硫酸中加入氨水：H++OH-=H2O
C．NaOH溶液中加入少量NH4HCO3：NH+2OH-=NH3↑+2H2O
D．氢氧化钡与硫酸反应：Ba2++OH-+H++SO=BaSO4↓+H2O
3．下列离子方程式的书写正确的是
A．钠与水的反应：Na + 2H2O=Na+ +2OH- +H2↑
B．向FeCl2溶液中通入Cl2：
C．向澄清的石灰水中通过量CO2：
D．氢氧化亚铁溶于稀硝酸中：
4．把少量NO2气体通入足量小苏打溶液中，再使逸出的气体通过装有足量颗粒的干燥管，最后收集到的气体是
A． B． C．和 D．和NO
5．某无色混合气体可能含有Cl2、O2、HCl、NH3、NO、NO2中的两种或多种，现将此混合气体经过浓硫酸后体积减小，将剩余气体排入空气中，很快变成红棕色。对于原混合气体成分的判断中，正确的是
A．肯定有O2 B．肯定只有NH3和NO
C．肯定有NH3、NO、HCl D．肯定没有Cl2、NH3、NO2
6．下列气体的水溶液呈碱性的是
A．Cl2 B．NO2 C．SO2 D．NH3
7．在如图所示的装置中，烧瓶中充满干燥气体a，将滴管中的液体b挤入烧瓶内，轻轻振荡烧瓶，然后打开弹簧夹f，烧杯中的液体d呈喷泉状喷出，最终几乎充满烧瓶。则下表中a和b正确的一组是
a(干燥气体) b(液体)
A NO2 水
B SO2 NaOH溶液
C CO2 饱和NaHCO3溶液
D NH3 CCl4
A．A B．B C．C D．D
8．下列说法合理的是
A．NH3极易溶于水，所以液氨常用作制冷剂
B．C具有还原性，高温下用焦炭还原SiO2制取粗硅和CO2
C．用ClO2代替Cl2对饮用水消毒，是因为ClO2杀菌消毒效率高，二次污染小
D．明矾水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物，可用作生活用水的消毒剂
9．下列有关物质的性质与用途不具有对应关系的是
A．N2性质稳定，可用于食品的保存
B．NH3具有还原性，可用于制硝酸
C．HNO3具有氧化性，可用于制三硝酸甘油酯
D．NH4Cl分解时吸收大量的热，可用作阻燃剂
10．常温下能发生反应的一组气体是
A．N2、O2 B．NO、O2 C．H2、O2 D．H2、CO
二、填空题
11．现有下列4种物质：①NO2、②FeCl3、③Al（OH）3、④浓HNO3．其中，既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的是_____（填序号，下同）；与水反应产生无色气体的是_____；遇KSCN溶液显红色的是_____；常温下能使铁表面生成致密氧化膜的是_____．
12．依据图中氮元素及其化合物的转化关系，回答问题：
(1)图1中，X的化学式为_______，从化合价上看，X具有_______性(填“氧化”或“还原”)。
(2)回答下列关于NH3的问题：
①实验室常用NH4Cl与Ca(OH)2制取氨气，该反应的化学方程式为_______。
②下列试剂不能用于干燥NH3的是_______(填字母)。
A．浓硫酸 B．碱石灰 C．NaOH固体
③若要收集一瓶氨气，请将图2装置补充完整__________(在图2虚框内画出连接图)。
三、计算题
13．将28.8g铜投入100mL浓硝酸中，最后铜有剩余，其NO3- 离子物质的量变化如下图所示，请回答下列问题：
（1）开始反应时浓硝酸的物质的量浓度为____________mol/L 。
（2）铜与浓硝酸反应生成的气体在标准状况下的体积（不考虑NO2与N2O4的平衡）为_____L。
（3）硝酸完全反应后消耗铜的物质的量n(Cu)是______mol。
（4）应再往此反应体系中滴加_________L 2 mol/L的硫酸才能使剩余的铜恰好完全溶解。已知此过程中NO3-的还原产物为NO。
（5）a g铜全部溶于一定量的浓硝酸中，测得生成的气体在标准状况下的体积（不考虑NO2与N2O4的平衡）为b L，为消除污染，将生成的气体通入NaOH溶液中，气体被完全吸收。已知：NO + NO2 +2NaOH →2NaNO2 + H2O 2NO2 +2NaOH → NaNO3 +NaNO2 + H2O如果NO、NO2混合气体用NOx表示，被NaOH溶液完全吸收时，x的取值范围______；生成NaNO2的物质的量是_________mol；NaNO3的物质的量是_________mol。
（6）在常温下，把NO气体压缩到1.01×107Pa，再加热到500C，发现气体的压强迅速下降，压强降至略小于原压强的2/3，然后压强就不再改变。已知其中一种产物为N2O，则上述变化的化学方程式为__________________。气体的平均摩尔质量为M，则M的取值范围应该是_________________。
14．铜与一定浓度的硝酸和硫酸的混合酸反应，生成的盐只有硫酸铜，生成的气体为NO、。为防止污染，将产生的气体完全转化为最高价含氧酸盐，消耗溶液和，则生成的NO、的物质的量分别为_______、_______，生成硫酸铜的物质的量为_________________。
四、实验题
15．亚硝酸钙是一种重要的化工原料，可作为水泥添加剂，防锈剂等。某兴趣小组拟利用以下装置制备Ca(NO2)2并测定产品的纯度(夹持及加热装置略)。
已知：①Ca(OH)2+NO+NO2=Ca(NO2)2+H2O
②2Ca(OH)2+4NO2=Ca(NO2)2+Ca(NO3)2+2H2O
(1)仪器a的名称是____，B的作用是____，F中盛放的试剂是____。
(2)A中发生反应的离子方程式为____。
(3)C中通入的O2的量应为X的，若<，会导致____；若>，会导致____。
(4)实验中可通过调节气体X流速来控制其与O2通入量的比，调节流速的方法有____(任答一种)。
(5)充分反应后，经分离提纯得到Ca(NO2)2，设计如下方案测定产品中Ca(NO2)2的纯度(杂质不参与以下反应)：准确称取mgCa(NO2)2样品放入锥形瓶中，加适量水溶解，加入过量的c1mol·L-1的KI溶液、淀粉溶液，然后滴加稀硫酸，用c2mol·L-1的Na2S2O3溶液滴定，平行滴定3次，平均消耗VmL的Na2S2O3溶液。
(在酸性条件下：2NO+4H++2I-=2NO↑+I2+2H2O，I2+2S2O=2I-+S4O)
①滴定至终点的现象是____。
②Ca(NO2)2的纯度为____。
16．如图所示，A、B、C是实验室常用的三种气体发生装置，现有药品：大理石、浓盐酸、稀盐酸、锌粒、二氧化锰、氯化铵、熟石灰。欲利用这些药品制取NH3、Cl2、H2、CO2四种气体，试回答下列问题。
(1)①写出制取氨气的化学方程式： _____________________ ，氨气可用 _____________________ 进行干燥。
②制取的化学方程式为 _____________________ ，制取应选用装置 _____________________ （填序号）。
(2)①制取应选用装置 _____________________ （填序号）。
②生成的氯气先通过盛有 _____________________ 的洗气瓶，除去 _____________________ 气体。
五、元素或物质推断题
17．下图是无机物A～M在一定条件下的转化关系(部分产物及反应条件未列出)。其中，I是由地壳中含量最多的金属元素组成的单质，反应⑦为置换反应，D为红棕色固体，K是一种红棕色气体，C是一种强酸。
请填写下列空白：
(1)已知M为硝酸亚铁，写出下列物质的化学式：A：_______E：_______。
(2)写出反应④的离子方程式：_______。
(3)在反应②、③、⑥、⑧、⑨中，既属于化合反应又属于氧化还原反应的_______(填写序号)。
(4)写出检验C溶液中阴离子的方法：_______。
(5)将化合物D与KNO3、KOH高温共融，可制得一种“绿色”环保高效净水剂K2FeO4(高铁酸钾)，同时还生成KNO2和H2O。写出该反应的化学方程式：_______。
【参考答案】
一、单选题
1．B
解析：A．氨气能使石蕊红色石蕊试纸变蓝色，不能使蓝色石蕊试纸变色，A错误；
B．向溶液中滴加K3[Fe( CN)]6]溶液，产生蓝色沉淀，说明溶液中存在亚铁离子，B正确；
C．制备Fe(OH)3胶体是向煮沸的蒸馏水中滴加氯化铁饱和溶液至变为红褐色，C错误；
D．二氧化硫和高锰酸钾发生氧化还原反应导致褪色不是漂白性，是还原性，D错误；
故选B。
2．A
解析：A．氯水中通入SO2，氯气与二氧化硫发生氧化还原反应生成盐酸和硫酸，反应的离子方程式为：Cl2+SO2+2H2O=4H++SO+2C1-，A正确；
B．氨水中的一水合氨与稀硫酸反应，离子方程式中需保留分子式，反应的离子方程式为：H++NH3·H2O=H2O+NH，B错误；
C．NaOH溶液中加入少量NH4HCO3，反应的离子方程式为：NH+HCO+2OH-= NH3·H2O +H2O+CO，C错误；
D．氢氧化钡与硫酸反应，反应的离子方程式为：Ba2++2OH-+2H++SO=BaSO4↓+2H2O，D错误；答案选A。
3．B
解析：A．钠与水的反应的离子方程式为2Na + 2H2O=2Na+ +2OH- +H2↑，A错误；
B．向FeCl2溶液中通入Cl2生成氯化铁：，B正确；
C．向澄清的石灰水中通过量CO2生成碳酸氢钙：，C错误；
D．氢氧化亚铁溶于稀硝酸中发生氧化还原反应：，D错误；答案选B。
4．C
解析：少量气体通入足量小苏打溶液中，发生反应、
，逸出的气体是NO、，NO和的物质的量之比为1：2，同时还有少量水蒸气逸出；再使逸出的气体通过装有足量颗粒的干燥管，发生反应、，生成的再与NO反应生成，且有剩余，故C符合题意。
答案选C。
5．B
解析：混合气体无色可以确定无黄绿色气体Cl2，红棕色气体NO2；混合气体通过浓H2SO4后，体积缩小，则有NH3，从而确定一定没有能够与NH3反应的HCl气体；把剩余气体排入空气中变红棕色，说明一定有NO，则一定没有能够与NO反应的O2。根据分析可知，一定没有HCl、Cl2、NO2、O2，含有NH3和NO。
A．混合气体中一定不含氧气，故A错误；
B．根据分析可知，原混合气体中只含有NH3和NO，故B正确；
C．混合气体中一定不含HCl，故C错误；
D．原混合气体中一定含有NH3，故D错误；故选B。
6．D
解析：A．Cl2溶于水发生反应：Cl2+H2OHCl+HClO，则溶液呈酸性，A不符合题意；
B．NO2溶于水发生反应：3NO2+H2O=2HNO3+NO，则溶液呈酸性，B不符合题意；
C．SO2溶于水发生反应：SO2+H2OH2SO3，则溶液呈酸性，C不符合题意；
D．NH3溶于水发生反应：NH3+H2ONH3·H2O+OH-，则溶液呈碱性，D符合题意；
故选D。
7．B
解析：A．NO2与水反应为3NO2+H2O=2HNO3+NO，NO难溶于水，液体不可能充满烧瓶，A不正确；
B．由反应方程式SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O可知，SO2气体可被NaOH溶液完全吸收，液体可以充满烧瓶，B正确；
C．CO2难溶于饱和NaHCO3溶液，烧瓶内不可能形成喷泉，C不正确；
D．NH3难溶于CCl4，烧瓶内不可能形成喷泉，D不正确；
故选B。
8．C
解析：A.NH3可用作制冷剂，是利用液氨气化时从环境吸收大量的热的性质，不是溶解性，故A错误；
B.高温下用焦炭还原SiO2生成的产物是粗硅和一氧化碳，不能产生二氧化碳，故B错误；
C.相同物质的量的ClO2转移电子数Cl2的2.5倍，其消毒能力之比为5:2，而且不产生二次污染，故C正确；
D.明矾水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物，是利用胶体的吸附作用，不能杀菌消毒，故D错误；
故答案为C。
9．C
解析：A．N2性质稳定，与食品不发生化学反应，可用于食品的保存，A正确；
B．NH3具有还原性，化合价升高可以制备成硝酸，B正确；
C．HNO3具有酸性，可用于制三硝酸甘油酯，C错误；
D．NH4Cl分解时吸收大量的热，使周围环境温度降低，可用作阻燃剂，D正确；
故选C。
10．B
解析：A．氮气和氧气在放电条件下反应，在常温下不反应，故A错误；
B．一氧化氮与氧气在常温下反应生成二氧化氮，所以符合条件，故B正确；
C．氢气与氧气在点燃条件下反应生成水，在常温下不反应，故C错误；
D．氢气与一氧化碳常温下不反应，不符合条件，故D错误；
故选B。
二、填空题
11． ③ ① ② ④
解析：Al（OH）3属于两性氢氧化物，既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水；
NO2与水反应生成硝酸与NO，NO为无色气体，
遇KSCN溶液显红色的是，该物质含有铁离子，故该物质为FeCl3；
常温下，浓HNO3能使铁表面生成致密氧化膜，发生钝化，
故答案为③；①；②；④。
12． N2O5 氧化 Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O A
解析：(1)X中氮元素化合价是+5，氧化物的化学式为N2O5，氮元素处于最高价，因此X具有氧化性。
(2)①实验室常用NH4Cl与Ca(OH)2制备氨气，该反应的化学方程式为Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O。
②A.氨气为碱性气体，浓硫酸具有酸性，会与氨气发生反应，故不能用浓硫酸干燥，A正确；
B.氨气为碱性气体，碱石灰可以干燥氨气，B错误；
C.氨气为碱性气体，NaOH固体可以干燥氨气，C错误；
故答案为A。
③氨气极易溶于水，比空气轻，收集方法只能用向下排空气法收集，导气管位置短进长出，即装置图为。
三、计算题
13．8.96 0.3 100 ；
解析：（1）根据开始时硝酸根的物质的量计算硝酸的浓度；
（2）利用氮元素守恒计算气体的物质的量，再根据V=nVm计算二氧化氮的体积；
（3）反应结束，溶液中溶质为硝酸铜，根据硝酸根计算消耗n（Cu）；
（4）发生反应：，据此计算消耗硫酸的物质的量，进而计算需要硫酸的体积；
（5）由方程式和可知，NO单独不能被吸收，NO和NO2混合气体被NaOH溶液被完全吸收，满足，当n（NO2）：n（NO）=1时x值最小，计算x的最小值，因为混有NO，所以x最大值＜2，据此确定x取值范围；纵观整个过程，Cu失去的电子等于硝酸生成亚硝酸钠时获得的电子，根据电子转移守恒计算n（NaNO2），根据N元素守恒计算n（NaNO3）；
（6）在常温下，把NO气体压缩到1.01×107Pa，再加热到50℃，发现气体的压强迅速下降，压强降至略小于原压强的，然后压强就不再改变．已知其中一种产物为N2O，依据原子个数守恒可知该反应为：3NO=N2O十NO2，因为存在，即生成的NO2又双聚成N2O4，导致气体分子数减少，压强降至略小于原压强的；若只发生反应：3NO=N2O十NO2，气体的平均摩尔质量最小，若二氧化氮完全转化为四氧化二氮时，气体的平均摩尔质量最大，据此计算解答。
(1)由图可知，开始时n(NO3 )=1.0mol，则n(HNO3)=n(NO3 )=1.0mol，则，
故答案为：10；
(2)由图可知，反应结束时，溶液中NO3 为0.6mol，根据氮元素守恒，生成气体的物质的量为1.0mol 0.6mol=0.4mol，标况下二氧化氮的体积为，
故答案为：8.96；
(3)溶液中溶质为硝酸铜，由图可知，反应结束时，溶液中NO3 为0.6mol，故消耗n(Cu)=n(硝酸铜)=0.6mol2=0.3mol，
故答案为：0.3；
(4)28.8g铜的物质的量为，故剩余Cu为0.45mol 0.3mol=0.15mol，由方程式可知
，故n(H2SO4)=0.2mol，则需要硫酸体积为，
故答案为：100；
(5)由方程式可知，NO单独不能被吸收，NO和NO2混合气体被NaOH溶液被完全吸收，满足，当时x值最小，x最小值为2+12=1.5，因为混有NO，所以x最大值<2，故x的取值范围为；
纵观整个过程，Cu失去的电子等于硝酸生成亚硝酸钠时获得的电子，根据电子转移守恒，，根据N元素守恒，可知，
故答案为：；；；
(6)在常温下，把NO气体压缩到1.01×107Pa，再加热到50℃，发现气体的压强迅速下降，压强降至略小于原压强的23，然后压强就不再改变。已知其中一种产物为N2O，依据原子个数守恒可知该反应为：，因为存在，即生成的NO2又双聚成N2O4，导致气体分子数减少，压强降至略小于原压强的，
若只发生反应：，气体的平均摩尔质量最小，此时，若二氧化氮完全转化为四氧化二氮时，气体的平均摩尔质量最大，1molNO2得到0.5mol N2O4，
则此时 ，
综上分析，可知，
故答案为：；；。
14．
解析：
设为x、为y；由得失电子守恒有①(消耗转移电子）；由钠原子守恒有②；解得，；根据Cu失去的电子数等于NO、失去的电子数，得，则，；故答案为：0.9mol；1.3mol；2mol。
四、实验题
15．(1) 恒压滴液漏斗 除HNO3，将NO2转化为NO NaOH溶液
(2)3Cu+8H++2NO=3Cu2++2NO↑+4H2O
(3) NO反应不完全，逸出污染空气 产品中混有Ca(NO3)2杂质
(4)调节滴液漏斗的滴加速率
(5)滴入最后半滴标准溶液后，溶液由蓝色恰好变为无色，且半分钟内不变色 ×100%或%
解析：A装置中Cu与稀硝酸反应制备NO，由于HNO3具有挥发性，装置中有空气，生成的NO部分会与O2反应生成NO2，A装置制得的NO中混有HNO3、NO2，B装置中水用于除去HNO3、将NO2转化为NO，X为NO，C装置中通过观察气泡控制NO、O2的通入量之比，D装置中制备Ca(NO2)2，E装置可防倒吸，F装置用于吸收尾气，防污染大气。
(1)根据仪器a的结构特点知，仪器a的名称是恒压滴液漏斗；根据分析，B的作用是除HNO3、将NO2转化为NO；F装置用于吸收尾气，防污染大气，故F中盛放的试剂是NaOH溶液；答案为：恒压滴液漏斗；除去HNO3，将NO2转化为NO；NaOH溶液。
(2)A中Cu与稀硝酸反应生成Cu(NO3)2、NO和水，反应的离子方程式为3Cu+8H++2=3Cu2++2NO↑+4H2O；答案为：3Cu+8H++2=3Cu2++2NO↑+4H2O。
(3)已知Ca(OH)2+NO+NO2=Ca(NO2)2+H2O、2Ca(OH)2+4NO2=Ca(NO2)2+Ca(NO3)2+2H2O，单独NO与Ca(OH)2不反应，NO2过量时会生成Ca(NO3)2；D中发生的总反应可表示为4NO+O2+2Ca(OH)2=2Ca(NO2)2+2H2O，故C中通入的O2的量应为NO的；若<，会导致NO反应不完全，逸出污染空气；若>，会导致产品中混有Ca(NO3)2杂质；答案为：NO反应不完全，逸出污染空气；产品中混有Ca(NO3)2杂质。
(4)要调节NO的流速，可调节滴液漏斗滴加稀HNO3的速率；答案为：调节滴液漏斗的滴加速率。
(5)①用淀粉溶液作指示剂，I2遇淀粉溶液，溶液呈蓝色，故滴定至终点的现象是滴入最后半滴标准溶液后，溶液由蓝色恰好变为无色，且半分钟内不变色；答案为：滴入最后半滴标准溶液后，溶液由蓝色恰好变为无色，且半分钟内不变色。
②根据反应2+4H++2I-=2NO↑+I2+2H2O、I2+2=2I-+可得关系式Ca(NO2)2~I2~2Na2S2O3，样品中Ca(NO2)2物质的量n[Ca(NO2)2]=n(Na2S2O3)= ×c2mol/L×V×10-3L=mol，Ca(NO2)2的质量m[Ca(NO2)2]= mol×132g/mol=g，Ca(NO2)2的纯度为=；答案为：或。
16． 碱石灰 B C 饱和食盐水 HCl
【分析】装置A可制取反应物均为固体且需要加热生成的气体；装置B可制取反应物中有液体且不需要加热生成的气体；装置C可制取反应物中有液体且需要加热生成的气体。
解析：(1)①利用氯化铵和熟石灰共热制取氨气，反应方程式为：；氨气为碱性气体，可用碱石灰干燥；
②利用稀盐酸和大理石反应制取二氧化碳，反应方程式为：；利用稀盐酸和锌粒反应制取氢气，该反应不需要加热，可选用B装置；
(2)①利用浓盐酸和二氧化锰固体共热制取氯气，可选C装置；
②浓盐酸具有挥发性，生成的氯气中混有HCl气体，可用饱和食盐水除去。
五、元素或物质推断题
17． SO2 Fe(OH)3 3Fe2++4H++=3Fe3++2H2O+NO↑ ②⑧ 取样于试管中，加入盐酸酸化，取清液，再加入氯化钡溶液，若产生白色沉淀，则为硫酸根离子。
【分析】I是由地壳中含量最多的金属元素组成的单质，则I是Al；K是一种红棕色气体，K是NO2；L和O2反应生成NO2，则L为NO；NO2和H2O反应生成J的溶液，J为HNO3；Al和D反应生成G和H，反应⑦为置换反应，D为红棕色固体，由此推测该反应为铝热反应，则D为Fe2O3，G和HNO3反应NO和Fe(NO3)2溶液，则G为Fe，H为Al2O3；E能转化为Fe2O3，F和NaOH溶液反应生成E，则F为Fe(NO3)3，E为Fe(OH)3；FeS2和O2反应生成Fe2O3和A，A为SO2；SO2和O2反应生成B，B为SO3；SO3和H2O反应生成C的溶液，C是一种强酸，则C为H2SO4。
解析：(1)由分析可知，A为SO2，E为Fe(OH)3；
(2)反应④是Fe(NO3)2溶液和硫酸反应生成Fe(NO3)3和NO，离子方程式为：3Fe2++4H++=3Fe3++2H2O+NO↑；
(3)反应②是SO2和O2反应生成SO3，既属于化合反应又属于氧化还原反应；反应③是SO3和H2O反应生成H2SO4，属于化合反应，但不属于氧化还原反应；反应⑥是Fe(OH)3转化为Fe2O3，属于分解反应，不属于氧化还原反应；反应⑧是NO和O2反应生成NO2，既属于化合反应又属于氧化还原反应；反应⑨是NO2和H2O反应生成HNO3和NO，属于氧化还原反应，但不属于化合反应；答案选②⑧；
(4)检验硫酸根的方法为：取样于试管中，加入盐酸酸化，取清液，再加入氯化钡溶液，若产生白色沉淀，则为硫酸根离子；
(5)将Fe2O3与KNO3、KOH高温共融可制得K2FeO4、KNO2和H2O，化学方程式为：。