第3章第3节氮的循环同步练习（含答案）2022-2023学年上学期高一化学鲁科版（2019）必修第一册

第3章第3节氮的循环同步练习
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．利用由Fe和Cu组成的合金进行分组实验(气体体积均折算为标准状况下，计算时忽略溶液体积的变化)：
①取mg合金加入200mL稀硫酸(足量)中，得到2.24L气体a；
②另取mg合金滴加2.4mol L-1稀硝酸至无气体生成，共收集到6.72L无色气体b，将全部气体b与一定量O2分多次通入蒸馏水中，气体无剩余。
下列说法正确的是
A．m=18.4 B．实验①反应后的溶液中，c(Fe2+)=1.0mol L-1
C．实验②中，气体b消耗O2的体积为2.52L D．实验②中，稀硝酸的体积至少为500mL
2．下列离子方程式书写不正确的是
A．稀溶液中通入过量：
B．氯化铵溶液中加入氢氧化钠溶液加热：
C．和浓盐酸制取：(浓)
D．铜粉加入稀硝酸溶液中：
3．已知：。某溶液中可能含有、、、、、、，且所有离子的物质的量浓度相等。向该无色溶液中滴加少量溴水，溶液仍呈无色。下列关于该溶液的判断正确的是
A．肯定不含 B．肯定含有
C．肯定含有 D．肯定含有
4．下列反应不属于氮的固定的是
A．工业上利用氮气和氢气合成氨气
B．高温或光照时，浓硝酸受热分解
C．雷雨时，空气中的氮气和氧气反应生成一氧化氮
D．豆科植物粉红色的根瘤将空气中的氮气转化为含氮化合物
5．实验室用如图装置制氨气并验证氨气的某些化学性质，能达到实验目的的是
A．用装置甲制取氨气 B．用装置乙除去氨气中的水蒸气
C．用装置丙验证氨气具有还原性 D．用装置丁吸收尾气
6．化学与生活、生产、科技、环境等密切相关。下列说法正确的是
A．葡萄酒、果脯中加入适量以起到杀菌、抗氧化的作用
B．工业上制硝酸过程中，氨气的催化氧化属于氮的固定
C．燃煤中加入可以减少酸雨的形成及温室气体的排放
D．常温下铝与浓硝酸不反应，可以用铝质容器储存浓硝酸
7．氨广泛应用于化工、化肥、制药等领域，一种新型制备氨的方法如下。下列说法错误的是
A．反应①属于人工固氮
B．反应②属于氧化还原反应
C．反应⑤在无水环境中进行时，有白烟产生
D．该转化过程总反应的反应物是和，产物是和
8．氮及其化合物“价-类”二维图如图。下列说法正确的是
A．a氧化为b是工业制硝酸的重要反应
B．自然界中可实现b到c的转化
C．b与过量反应可直接生成d
D．可用NaOH溶液吸收尾气中的c防止空气污染
9．检验铵盐的方法是将待检物取出少量放入试管中，然后
A．加热，将红色石蕊试纸放在试管口检验
B．加水溶解，用红色石蕊试纸检验溶液的酸碱性
C．加入碱溶液，加热，再滴入酚酞溶液
D．加入苛性钠溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口检验
10．如图是喷泉实验装置图，下列说法中不正确的是
A．烧瓶中的溶液呈红色
B．该实验说明氨气极易溶于水
C．该实验说明氨气的密度小于空气的
D．形成喷泉的原因是烧瓶内压强小于外界大气压
11．下列有关硝酸化学性质的叙述正确的是
A．稀硝酸使红色石蕊试纸变蓝
B．硝酸能与Na2CO3反应，但不生成CO2
C．硝酸可与Na2S反应制得H2S气体
D．浓硝酸因分解放出的NO2又溶解于硝酸而呈黄色
12．铜与一定量浓硝酸恰好完全反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，将这些气体与0.84 L O2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸，若向所得硝酸铜溶液中加入5 mol·L-1NaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，消耗NaOH溶液的体积是
A．60 mL B．45 mL C．30 mL D．15 mL
13．用以下三种途径制取相同质量的硝酸铜，下列叙述不正确的是
①铜与浓硝酸反应　②铜与稀硝酸反应　③铜与氧气反应生成氧化铜，氧化铜再与稀硝酸反应
A．对环境造成的危害：③最小
B．所消耗的HNO3的物质的量：①>②>③
C．三种途径所消耗的铜的质量相同
D．铜与浓硝酸反应速率最快，故制取硝酸铜的最佳方案是①
14．在下列反应中，硝酸既表现出氧化性，又表现出酸性的是
A．2HNO3＋H2S=S↓＋2NO2↑＋2H2O
B．2HNO3＋CuO=Cu(NO3)2＋H2O
C．4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O
D．8HNO3(稀)＋3Cu=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
15．合理施用化肥，有利于农作物的生长和减少环境污染，下列有关化肥的说法不正确的是
A．为保证高产尽量多施用化肥 B．不能将氯化铵与碱性物质混合施用
C．KNO3是一种常用的复合肥料 D．提倡将农家肥与化肥综合施用
二、填空题
16．硝酸是用途广泛的重要化工原料，化工生产中合成硝酸各物质转化关系如下图所示，请结合你所学的知识回答以下问题：
(1)硝酸一般盛放在棕色试剂瓶中，请用化学方程式说明原因___________。
(2)上图①～⑥各步转化中，属于氮的固定的是___________(填序号)。
(3)氨的催化氧化是工业合成硝酸的重要步骤，其化学方程式为___________。与水反应的反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为___________。
(4)铜与稀硝酸反应的离子方程式为：___________。浓硝酸可以用铝制容器盛装的原因是：___________。
17．向盛有水的烧杯中加入固体，得到溶液①，再向溶液①中通入气体，得到溶液②。
(1)用文字描述溶液②的组成，并在图中标示出来_________。
(2)你认为可以通过哪些实验研究溶液②的性质？请标注在上图中______。
(3)向溶液②中加入固体，发现溶液呈黄色，请分析溶液呈黄色的可能原因________。
三、实验题
18．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)。
④烧杯中倒扣漏斗的作用___________，体现了NH3的性质为___________
(3)回答下列关于硝酸的问题：
①配平硝酸型酸雨形成的反应方程式：___________。
___________NO2+___________H2O=___________HNO3+___________NO
②铜和稀硝酸反应的离子方程式___________。
③铜和浓硝酸反应的化学方程式___________。
19．甲、乙、丙三位同学分别用如图所示实验装置及化学药品制取氨。
回答下列问题：
(1)三位同学制取氨的化学方程式为_______。
(2)三位同学用向下排空气法收集氨的原因是_______。
(3)三位同学用如图所示装置制取氨时，其中有一位同学没有收集到氨(实验操作都正确)，没有收集到氨的同学是_______(填“甲”“乙”或“丙”)。
(4)三位同学都认为他们的实验装置还可用于加热碳酸氢铵固体来制取纯净的氨，能够达到实验目的的是_______(填“甲”“乙”或“丙”)。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案：
1．D
【分析】实验①发生的反应为，得到，说明；实验②发生的反应为、，共得到0.3molNO，由铁反应生成的NO为0.1mol，因此由铜反应生成的NO为0.2mol，。
【详解】A．，，则，A项错误；
B．实验①反应后的溶液中，，B项错误；
C．实验②中得到0.3molNO，将NO与足量氧气通入水中，气体无剩余，发生反应：，需要0.225mol氧气，即5.04L，C项错误；
D．结合分析可知：实验②中因反应消耗的，，因此稀硝酸的体积至少为500mL，D项正确；
答案选D。
2．C
【详解】A．稀溶液中通入过量生成碳酸氢钠：，A正确；
B．氯化铵溶液中加入氢氧化钠溶液加热生成氨气和水：，B正确；
C．盐酸为强酸，二氧化锰和浓盐酸在加热条件下生成氯气、氯化锰、水：，C错误；
D．铜粉加入稀硝酸溶液中生成硝酸铜和一氧化氮和水：，D正确；
故选C。
3．B
【分析】，说明亚硫酸根的还原性大于碘离子还原性，无色溶液，说明原溶液中没有亚铁离子，向无色溶液中滴加少量溴水，溶液仍呈无色，说明含有亚硫酸根。
【详解】A．滴加少量溴水，溶液为无色，说明溴水与亚硫酸根反应生成硫酸根和溴离子，而无法确定，故A错误；
B．滴加少量溴水，溶液为无色，说明溴水与亚硫酸根反应，则溶液中肯定含有，故B正确；
C．根据前面分析溶液中肯定存在亚硫酸根，肯定不含亚铁离子，溶液中还剩下三种阳离子、、，由于所有离子的物质的量浓度相等，根据电荷守恒，则说明肯定不含有，故C错误；
D．根据前面分析溶液中含有亚硫酸根，若含有碘离子，根据电荷守恒和各离子的物质的量浓度相等，则一定含有，若不含有碘离子，则可能是、、三种中的两种，故D错误。
综上所述，答案为B。
4．B
【分析】氮的固定指的是氮元素由游离态转化为化合态，以此解题。
【详解】A．利用氮气和氢气合成氨气属于氮元素由游离态转化为化合态，A不符题意；
B．浓硝酸受热分解属于一种含氮化合物变为另外一种氮的化合物，不属于氮的固定，B符合题意；
C．氮气和氧气反应生成一氧化氮属于自然固氮，C不符题意；
D．豆科植物粉红色的根瘤将空气中的氮气转化为含氮化合物属于自然固氮，D不符题意；
故选B。
5．C
【详解】A．与反应生成，不加热的情况下难以分解，无生成，故无法制备氨气，A项错误；
B．与浓反应，不能用浓干燥，B项错误；
C．与反应生成和，黑色的转化为红色的，N元素的化合价升高，说明具有还原性，C项正确；
D．苯的密度比水的密度小，在上层，直接通入下层的水中，会发生倒吸，D项错误；
答案选C。
6．A
【详解】A．具有还原性，葡萄酒、果脯中加入适量以起到杀菌、抗氧化的作用，选项A正确；
B．氮的固定是将游离态氮转化为化合态氮的过程，氨气的催化氧化过程，化合态的N变为另一种化合态，不属于氮的固定，选项B错误；
C．燃煤中含有S元素，燃烧是产生SO2，容易引起酸雨，加入CaO，发生CaO＋SO2=CaSO3，2CaSO3＋O2=2CaSO4，虽然产生的CO2，也能与CaO反应，生成CaCO3，CaCO3受热易分解成CaO和CO2，因此CaO不能减少CO2的排放，即不能减少温室气体的排放，选项C错误；
D．常温下浓硝酸和铝反应生成致密的氧化膜，覆盖在铝的表面对铝有保护作用，这一过程称为“钝化”，“钝化”属于化学反应，不是不反应，选项D错误；
答案选A。
7．B
【详解】A．反应①是氮气和镁化合生成氮化镁，由游离态转化为化合态，属于人工固氮，A正确；
B．反应②是氮化镁和氯化铵反应生成氯化镁、氨气，元素的化合价均不变，因此属于非氧化还原反应，B错误；
C．反应⑤是氨气和氯化氢化合生成氯化铵，因此在无水环境中进行时，有白烟产生，C正确；
D．根据转化关系图可判断该转化过程总反应的反应物是和，最终产物是和，D正确；
答案选B。
8．B
【分析】由图可知，a为NH3，b为N2，c为NO，d为NO2，据此分析解题。
【详解】A．a为N的氢化物，为NH3，b为N2，工业制备硝酸需要将NH3氧化为NO，故A错误；
B．b为N2，c为NO，雷电天气时可发生，故B正确；
C．N2与反应生成NO，NO再与生成NO2，N2与不能直接生成NO2，故C错误；
D．NO不与NaOH溶液反应，故D错误；
故答案选B。
9．D
【详解】铵盐与碱溶液共热反应生成氨气，检验铵盐的方法是向少量待检物中加入NaOH溶液，加热后产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则该物质是铵盐；
答案选D。
10．C
【详解】A．氨气溶于水得到氨水，氨水中含有大量OH-，使溶液显碱性，酚酞遇碱溶液变红，A正确；
B．氨气极易溶于水，导致烧瓶中气体压强减小，烧杯中的酚酞试液沿导气管进入烧瓶中而形成喷泉实验，B正确；
C．喷泉实验的形成与物质的密度无关，因此该实验不能说明氨气的密度小于空气，C错误；
D．氨气极易溶于水，导致烧瓶中气体压强减小，烧杯中的酚酞试液在外界大气压强作用下会沿导气管进入烧瓶中而形成喷泉，D正确；
故合理选项是C。
11．D
【详解】A．稀硝酸显酸性，不可能使红色石蕊试纸变蓝，故A错误；
B．发生复分解反应，可以生成CO2，故B错误；
C．HNO3有强氧化性，可以氧化H2S气体，不能用于制取H2S，故C错误；
D．NO2呈红棕色，浓硝酸因分解放出的NO2又溶解于硝酸而呈黄色，故D正确；
故选D。
12．C
【详解】NO2、N2O4、NO混合气体与0.84 L O2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸，说明整个过程中被还原的HNO3反应前后没有变化，即Cu失去的电子都被O2得到了，根据得失电子守恒建立关系式：n(Cu)×2=n(O2)×4，解得n(Cu)=0.037 5 mol×2=0.075 mol，根据Cu2＋～2OH-得NaOH为0.075 mol×2=0.15 mol，则NaOH溶液的体积V==0.03 L=30 mL；
答案选C。
13．D
【分析】①铜与浓硝酸反应生成硝酸铜和二氧化氮，；
②铜与稀硝酸反应生成硝酸铜和一氧化氮，；
③铜与氧气反应生成氧化铜，氧化铜再与稀硝酸反应，反应为、；
【详解】A．由分析可知，③不生成污染性气体，对环境污染最小，故A正确；
B．由分析可知，生成等量的硝酸铜，所消耗的HNO3的物质的量：①>②>③，故B正确；
C．根据铜元素守恒可知，三种途径所消耗的铜的质量相同，故C正确；
D．铜与浓硝酸反应生成污染性气体，且氮元素利用率低；方案③不生成污染性气体且氮元素利用率高，故制取硝酸铜的最佳方案是③，故D错误；
故选D。
14．D
【详解】A．反应中HNO3中的N元素的化合价全部降低，被还原，故只表现出氧化性，选项A不合题意；
B．反应中HNO3中的N元素的化合价全部不变，只表现出酸性，选项B不合题意；
C．反应中HNO3中的N元素的化合价全部降低被还原，但O元素的化合价升高被氧化，故既表现出氧化性，又表现出还原性，选项C不合题意；
D．反应中HNO3中的N元素的化合价部分降低，被还原，还有一部分不变，表现酸性，故既表现出氧化性，又表现出酸性，选项D符合题意；
答案选D。
15．A
【详解】A．适量施用化肥既有利于提高农作物的产量，又有利于减缓环境污染，所以尽量多施用化肥的做法是不正确的，A错误；
B．将氯化铵与碱性物质混合施用时生成氨气会降低肥效，B正确；
C．硝酸钾中含有钾元素和氮元素，属于复合肥料，C正确；
D．农家肥与化肥混合施用，不但作用持久，而且效果显著，D正确；
答案选A。
16．(1)4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O
(2)①②
(3) 1:2
(4) 3Cu+8H++2NO＝3Cu2++2NO↑+4H2O 常温下，铝的表面被浓硝酸氧化，生成了一层致密的氧化物薄膜，这层薄膜阻止了浓硝酸与内层金属的进一步反应
【分析】氮气和氢气化合生成氨气，氨气发生催化氧化生成NO，NO被氧化生成二氧化氮，二氧化氮溶于水生成硝酸，据此解答。
【详解】（1）硝酸见光易分解，所以硝酸一般盛放在棕色试剂瓶中，反应的化学方程式为4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O。
（2）游离态氮元素转化为化合态氮元素的过程为氮的固定，因此①～⑥各步转化中，属于氮的固定的是①②；
（3）氨的催化氧化是工业合成硝酸的重要步骤，其化学方程式为；与水反应的方程式为3NO2+H2O＝2HNO3+NO，二氧化氮既是氧化剂也是还原剂，其中硝酸氧化产物，NO是还原产物，因此反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为1:2；
（4）铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，反应的离子方程式为3Cu+8H++2NO＝3Cu2++2NO↑+4H2O；由于常温下，铝的表面被浓硝酸氧化，生成了一层致密的氧化物薄膜，这层薄膜阻止了浓硝酸与内层金属的进一步反应，所以浓硝酸可以用铝制容器盛装。
17．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）溶液②为和两种溶质组成的混合物，由于硝酸钾与氯化氢是强电解质，在水溶液中完全电离，则溶液②中存在的主要离子有：K+、、H+、Cl-，表示为。
（2）溶液②中存在Cl-、H+、K+，证明溶液②中存在Cl-，可以用稀硝酸酸化的AgNO3溶液，若产生白色沉淀，说明溶液②中有Cl-；滴入紫色石蕊试液，若溶液变红，说明溶液②中有H+；证明存在K+，可利用焰色反应，透过蓝色钻玻璃观察火焰的焰色，若呈紫色，说明溶液②中存在K+；故答案为：。
（3）溶液中含有和H+，具有强氧化性，能氧化Fe2+为Fe3+，溶液呈黄色，反应的离子方程式为。
18．(1) N2O5 氧化
(2) Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O A 防倒吸 NH3极易溶于水
(3) 3NO2+H2O=2HNO3+NO 3Cu+8H++2=3Cu2++2NO↑+4H2O Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
【详解】（1）图中X为氮的氧化物，N化合价为+5价，X为N2O5。N2O5中N为+5价，为氮元素的最高价态，因此X具有氧化性。
（2）①NH4Cl和Ca(OH)2加热条件下反应生成CaCl2、NH3和H2O，化学方程式为Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O。
②A．浓硫酸能与氨气反应，不能用浓硫酸来干燥氨气，A正确；
B．碱石灰与氨气不反应，可用碱石灰干燥氨气，B错误；
C．NaOH固体与氨气不反应，能用NaOH固体干燥氨气，C错误；
故答案选A。
③氨气密度小于空气，故气体应从短导管进，从长导管出，装置图为。
④氨气极易溶于水，烧杯中倒扣漏斗作用是防止倒吸。
（3）①NO2发生歧化反应生成HNO3和NO，生成HNO3失去一个电子，生成NO得到两个电子，则HNO3与NO的系数比为2：1，结合原子守恒可知，化学方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO。
②铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，离子方程式为3Cu+8H++2=3Cu2++2NO↑+4H2O。
③铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，化学方程式为Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。
19．(1)2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
(2)NH3的密度比空气的小
(3)乙
(4)丙
【分析】氯化铵和氢氧化钙加热生成氨气，氨气通过碱性干燥剂干燥，氨气密度小于空气使用向下排空气发生收集；
【详解】（1）氯化铵和氢氧化钙加热生成氨气、氯化钙、水，2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O；
（2）用向下排空气法收集NH3的依据是NH3的密度比空气的小；
（3）由于乙装置中产生的气体通过浓硫酸，发生反应2NH3＋H2SO4=(NH4)2SO4，因而不能收集到NH3；
（4）碳酸氢铵加热生成氨气、二氧化碳、水，利用加热碳酸氢铵固体来制取纯净的氨，必须除去H2O(g)和CO2，碱石灰可吸收H2O(g)和CO2，故只有丙装置能达到实验目的。
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