第五章第二节氮及其化合物同步练习 （含解析）2022——2023学年下学期高一化学人教版（2019）必修第二册

第五章第二节氮及其化合物同步练习
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．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
2．已知：2NO2+2NaOH→NaNO3+NaNO2+H2O；NO+NO2+2NaOH→2NaNO2+H2O。将224mL(标况下)NO和NO2的混合气体溶于20mLNaOH溶液中，恰好完全反应并无气体逸出，则NaOH溶液的物质的量浓度为
A．1 mol/L B．0.5mol/L C．0.25mol/L D．0.2mol/L
3．将①中溶液滴入②中，预测的现象与实际相符的是
选项 ① ② 预测的现象
A 浓硝酸 铁片 产生大量红棕色气体
B 二氧化硫水溶液 酸性KMnO4溶液 溶液褪色
C 氯水 FeSO4溶液 溶液褪色
D 二氧化硫水溶液 BaCl2溶液 产生白色沉淀
A．A B．B C．C D．D
4．生物固氮是指
A．生物从土壤中吸收含氮养料
B．豆科植物根瘤菌将含氮化合物转变为植物蛋白质
C．土壤中的硝酸盐被细菌分解转化为氮气
D．微生物将空气中的氮气转变为含氮化合物
5．将铜粉放入稀硫酸中，加热后无明显现象发生。当加入一种盐后，铜粉的质量减少，溶液呈蓝色，同时有气体逸出。该盐是
A．FeCl3 B．Na2CO3 C．NaNO3 D．ZnSO4
6．铝与稀硝酸发生反应的化学方程式为(未配平)，若配平方程式后，的化学计量数应该是
A．2 B．4 C．6 D．8
7．为了检验某固体物质中是否含有NH，你认为下列试纸或试剂一定用不到的是
①蒸馏水　②NaOH溶液　③红色石蕊试纸　④蓝色石蕊试纸　⑤稀硫酸
A．①⑤ B．④⑤
C．①③ D．①④⑤
8．向100mL稀H2SO4与稀HNO3的混合溶液中加入1.92g铜粉，加热使其充分反应。又知稀HNO3和稀H2SO4的物质的量浓度分别为0.1mol/L和0.4mol/L。下列说法正确的是(忽略反应前后溶液的体积变化)
A．所得溶液中c(H+)=0.5mol/L
B．所得溶液中c(Cu2+)=0.225mol/L
C．反应中转移0.06mol的电子
D．所得气体在标准状况下的体积为0.448L
9．一定量的镁铝合金与完全反应生成(标况)，再向反应后的溶液中加入溶液，使镁、铝元素恰好完全沉淀，则所加溶液体积是
A． B． C． D．
10．NO在人体内起着多方面的重要生理作用。下列关于NO的说法错误的是。
A．NO是具有刺激性气味的红棕色气体
B．NO是汽车尾气的有害成分之一
C．NO常温下遇到O2就化合成NO2
D．NO2与水反应，有NO生成
11．下列物质中，氮元素显示的化合价相同的一组是
A．N2和NH3 B．NO2和N2O4 C．NO和NH4NO3 D．N2O5和HNO2
12．常温下固体遇会形成(可溶于水)，加热条件下该固体又易分解生成和，下列说法正确的是
A．作干燥剂时，可以干燥
B．实验室不适宜采用固体与固体混合加热的方法制备少量
C．溶于水，通入可以产生白色沉淀
D．与形成的过程不是化学变化
13．我国科学家放大身份识别，快速锁定大气污染“元凶”，快速检测，助力北京冬奥会精准预报天气。下列有关的说法错误的是
A．既有氧化性又有还原性 B．实验室用水吸收尾气中
C．常温常压下是红棕色气体 D．汽车尾气和硝酸厂废气都含有
14．下列物质的转化必须加入还原剂才能实现的是
A． B． C． D．
15．在混合溶液中，和物质的量浓度分别为和，向该溶液中加入1.92g铜粉，加热，待充分反应后，所得溶液中物质的量浓度为(溶液体积变化忽略不计)
A．0.15 B．0.225 C．0.35 D．0.45
二、实验题
16．某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按如图装置进行实验(夹持仪器已略去)。实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。
可选药品：浓硝酸、3 mol·L-1稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳。
已知：氢氧化钠溶液不与NO反应，能与NO2反应：2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O。
(1)实验应避免有害气体排放到空气中，装置③、④、⑥中盛放的药品依次是_______。
(2)装置①中发生反应的化学方程式是_______。
(3)装置②的作用是_______，发生反应的化学方程式是________。
(4)该小组得出的结论所依据的实验现象是_______。
(5)实验结束后，同学们发现装置①中溶液呈绿色，而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别设计了以下4个实验来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是_______(填字母)。
a.加热该绿色溶液，观察颜色变化
b.加水稀释该绿色溶液，观察颜色变化
c.向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化
d.向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察颜色变化
三、工业流程题
17．如图所示是工业生产硝酸铵的流程。
（1）写出N2和H2通过红热的铁纱网生成氨气的反应方程式：__。
（2）B装置中Pt-Rh合金网的作用是__，写出B中有关反应方程式：__。
（3）写出D中反应方程式：___。
（4）吸收塔C中通入空气的目的是___。A、B、C、D四个容器中的反应，属于氧化还原反应的是__(填字母)。
18．研究氮的循环和转化对生产、生活有重要的价值。
I．(1)写出实验室制备氨气的化学方程式________ 。
II．氨是重要的化工原料。某工厂用氨制硝酸和铵盐的流程如下图所示。
(2)设备1、3中发生反应的化学方程式分别是______、 ________ 。设备2中通入的物质A是________。
III．氨氮废水的去除是当前科学研究的热点问题。氨氮废水中的氮元素多以NH4+和NH3 H2O的形式存在。某工厂处理氨氮废水的流程如下：
(3)过程①的目的是将NH4+转化为NH3，并通过鼓入大量空气将氨气吹出，写出NH4+转化为NH3的离子方程式________ 。
(4)过程②加入NaClO溶液可将氨氮转化为无毒物质，反应后含氮元素、氯元素的物质化学式分别为___、_______。
(5)含余氯废水的主要成分是NaClO以及HClO，X可选用以下哪种溶液以达到去除余氯的目的(填序号)_________。
a．KOH b．Na2SO3 c．KMnO4 d．NaCl
写出其中一个反应的离子方程式__________ 。
19．以水氯镁石(主要成分为MgCl2 6H2O)为原料生产碱式碳酸镁[Mgx(CO3)y(OH)z wH2O]的主要流程如图：
(1)上述流程中，滤液中溶质的主要成分________(写化学式)，向滤液中加入CaO的目的是___________________．
(2)上述流程中，检验“过滤”后碱式碳酸镁已洗涤干净的方法是_____________________．
(3)已知高温煅烧碱式碳酸镁可得到MgO，取碱式碳酸镁4.66g，高温煅烧至恒重，得到固体2.00g和标准状况下CO20.896L．通过计算确定碱式碳酸镁的化学式(写出计算过程，否则不得分)______________
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．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。
2．B
【详解】n(NOx)= =0.01mol，根据方程式知，氮氧化物和NaOH反应时无论生成硝酸钠还是亚硝酸钠，N、Na原子个数之比都是1：1，所以n(NOx)=n(NaOH)，则c(NaOH)= =0.5mol/L，故选B。
【点睛】本题考查化学方程式的有关计算，侧重考查学生分析计算能力，利用原子守恒分析解答即可，注意解题方法技巧。
3．B
【详解】A．在室温下浓硝酸遇Fe时，浓硝酸会将Fe表面氧化，而在Fe表面产生一层致密的氧化物保护膜而阻止金属进一步发生反应，因此不能看到产生产生NO2红棕色气体，A不符合题意；
B．二氧化硫水溶液具有还原性，酸性KMnO4溶液具有强氧化性，酸性KMnO4溶液能够将SO2氧化而使溶液紫色褪色，因此会看到溶液紫色褪色，B符合题意；
C．FeSO4溶液具有还原性，氯水具有强氧化性，二者混合会发生氧化还原反应产生FeCl3、Fe2(SO4)3，使溶液变为黄色，而不是溶液褪色，C不符合题意；
D．由于酸性：HCl＞H2SO3，所以将二氧化硫水溶液加入BaCl2溶液，不能发生反应，因此不能产生白色沉淀，D不符合题意；
故合理选项是B。
4．D
【分析】氮的固定是氮元素由游离态变为化合态。
【详解】A．生物从土壤中吸收含氮养料，氮元素从化合态到化合态，不属于氮的固定，故不选A；
B．豆科植物根瘤菌将含氮化合物转变为植物蛋白质，氮元素从化合态到化合态，不属于氮的固定，故不选B；
C．土壤中的硝酸盐被细菌分解转化为氮气，氮元素由化合态变为游离态，不属于氮的固定，故不选C；
D．微生物将空气中的氮气转变为含氮化合物，氮元素由游离态变为化合态，属于氮的固定，故选D；
选D。
5．C
【详解】将铜粉放入稀硫酸中，再加入硝酸盐，硝酸根与氢离子形成稀硝酸，铜与稀硝酸反应生成硝酸铜和一氧化氮，现象为溶液呈蓝色，同时有气体逸出，故选C。
6．B
【详解】根据得失电子守恒和原子守恒，可配平该反应为，则的化学计量数应该是4，B正确，故答案选B。
7．B
【解析】略
8．A
【分析】n(Cu)=1.92g÷64g/mol=0.03mol，n(H+)=0.4mol/L×0.1L×2+0.1mol/L×0.1L=0.09mol，n(NO)=0.1mol/L×0.1L=0.01mol，由反应3Cu+8H++2NO=3Cu2++2NO↑+4H2O可得，显然硝酸根离子的物质的量不足，由硝酸根离子的物质的量及离子方程式可知0.01mol硝酸根离子发生了反应，据此解答。
【详解】A．由分析可知，0.01mol硝酸根离子发生反应时消耗H+的物质的量为0.04mol，所得溶液中剩余，故A正确；
B．由分析可知，0.01mol硝酸根离子发生反应时消耗Cu的物质的量为0.015mol，所得溶液中，故B错误；
C．由反应离子方程式可知，0.01mol硝酸根离子发生反应，转移0.03的电子，故C错误；
D．由分析可知，0.01mol硝酸根离子发生反应生成气体0.01mol，在标准状况下的体积为0.224L，故D错误；
故答案选A。
9．B
【详解】由Mg、Al最终转化为氢氧化镁、氢氧化铝，最终溶液中溶质为NaNO3，根据氮元素守恒n(NaNO3)=0.5L×1mol/L-=0.4mol，由钠离子守恒n(NaOH)=n(NaNO3)=0.4mol，则需要NaOH溶液的体积为=0.2L=200mL，故B正确；
故选B。
10．A
【详解】A．NO是一种无色无味气体，A项错误；
B．汽车尾气主要成分是氮氧化物、二氧化硫和颗粒物等，其中NO能结合人体内的血红蛋白，使之丧失运送氧的能力，所以NO是尾气中的有害成分，B项正确；
C．常温常压下，一氧化氮能与空气中的氧气直接化合生成红棕色的二氧化氮，C项正确；
D．NO2与水反应生成硝酸和NO，D项正确；
答案选A。
11．B
【详解】A．N2中N元素化合价为0价，而NH3中N元素化合价为-3价，可见两种化合物中氮元素显示的化合价不相同，A不符合题意；
B．NO2和N2O4中N元素化合价为+4价，可见两种化合物中氮元素显示的化合价相同，B符合题意；
C．NO中N元素化合价为+2价，而NH4NO3中N元素化合价为-3价、+5价，可见两种化合物中氮元素显示的化合价不相同，C不符合题意；
D．N2O5中N元素化合价为+5价，而HNO2中N元素化合价为+3价，可见两种化合物中氮元素显示的化合价不相同，D不符合题意；
故合理选项是B。
12．C
【详解】A．固体遇会形成，不能用干燥，故B错误；
B．加热易分解为和，实验室可以用与固体混合加热的方法制备少量，故B错误；
C．溶于水得到和氨水的混合液，溶液呈碱性，通入可以产生碳酸钙沉淀和氯化铵，故C正确；
D．与形成配合物，属于化学变化，故D错误；
选C。
13．B
【详解】A．NO2中N显+4价，处于中间价态既有氧化性，又有还原性，故A说法正确；
B．水与NO2反应生成3NO2+H2O=2HNO3+NO，NO有毒，污染空气，因此水不能完全吸收NO2，实验室用氢氧化钠溶液吸收NO2气体，，故B说法错误；
C．常温常压下NO2是红棕色气体，故C说法正确；
D．汽车发动时产生电火花，空气中的氮气和氧气在电火花作用下生成NO，NO在空气中转化成NO2，故D说法正确；
答案为B。
14．D
【分析】必须加入适当还原剂才能实现，则选项中为氧化剂发生还原反应，氧化剂中某元素的化合价降低，以此解答该题。
【详解】A．Cl2和H2O反应可生成HClO，氧化剂和还原剂都是Cl2，不需要加入还原剂，故A不选；
B．H2S→SO2，S元素化合价升高，失电子，被氧化，必须加入氧化剂才能实现，故B不选；
C．N2O5→HNO3中N元素化合价都是+5价，化合价不变，说明不发生氧化还原反应，不需要加入氧化剂，故C不选；
D．HNO3→NO，N元素化合价降低，得电子，被还原，需要加入还原剂才能实现，故D选；
故选：D。
15．B
【分析】在100mL混合溶液中，HNO3和H2SO4物质的量浓度分别为0.4mol L-1和0.1mol L-1，向该溶液中加入1.92g铜粉，加热，待充分反应后，所得溶液中Cu2+物质的量浓度为(溶液体积变化忽略不计)铜与投入HNO3和H2SO4的混合溶液中发生的反应实质为硫酸提供氢离子确酸根离子具有强氧化性继续反应，反应实质为：3Cu+8H++2NO=3Cu2++2NO+4H2O，根据反应的量来确定消耗的铜以及生成气体的量，生成铜离子的物质的量分析判断，以此来解析；
【详解】根据反应实质：3Cu+8H++2NO=3Cu2++2NO+4H2O，1.92g铜粉物质的量= =0.03mol，100mL混合溶液中，HNO3和H2SO4物质的量浓度分别为0.4mol L-1和0.1mol L-1，所含氢离子物质的量=0.1L×0.4mol/L+0.1L×0.1mol/L×2=0.06mol，依据反应离子方程式可知铜剩余，根据反应可知：8H+～3Cu2+，得到铜离子物质的量为0.06mol×=0.0225mol，所得溶液中Cu2+物质的量浓度为= 0.225mol/L；
故选B。
16．(1)3 mol·L－1稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液
(2)4HNO3(浓)＋Cu=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
(3) 将NO2转化为NO 3NO2＋H2O=2HNO3＋NO
(4)装置③液面上方气体仍为无色，装置④液面上方气体由无色变为红棕色
(5)acd
【分析】根据题意，装置①出来的应该有NO2和少量挥发的HNO3，装置②是把NO2气体转化为NO，同时吸收HNO3，装置③④显然是验证实验结论， NO经过浓硝酸产生红棕色气体，经过稀硝酸后③上方气体不变色。装置⑤⑥应该是尾气处理。能够被吸收的是NO2，不能够被吸收的是NO，用排水法收集。
【详解】（1）根据装置特点和实验目的，⑤中是用排水法集气，因为NO不溶于水且不与水发生反应，故NO应从③中出来，所以装置③中应该盛放稀硝酸，⑥是用溶液吸收尾气，说明从④中出来的有NO2，所以装置④中应该盛放浓硝酸，装置⑥中盛放NaOH溶液吸收NO2；
（2）浓HNO3与Cu反应：4HNO3(浓)＋Cu=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O；
（3）装置②中盛放H2O，使NO2与H2O反应生成NO，反应的化学方程式为：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO；
（4）NO通过稀HNO3溶液后，若无红棕色NO2产生，说明稀HNO3不能氧化NO，所以盛放稀HNO3装置的液面上方没有颜色变化即可说明。装置④中盛放的是浓HNO3，若浓HNO3能氧化NO，则装置④液面的上方会产生红棕色气体；
（5）要证明是Cu(NO3)2浓度过高或是溶解了NO2导致装置①中溶液呈绿色，一是可设计将溶解的NO2赶走再观察颜色变化，二是降低溶液中Cu(NO3)2的浓度，观察颜色变化。
加热可降低NO2的溶解度，通过观察溶液颜色变化可以判断，选项a正确；
加水稀释，硝酸铜浓度降低，NO2浓度也降低，无法判断是由哪个量引起的变化，选项b错误；
通入氮气，降低NO2的浓度，可通过观察溶液颜色变化可以判断，选项c正确；
向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，增大了NO2的浓度，可通过观察溶液颜色变化可以判断，选项d正确；
答案选acd。
17． N +3H 2NH3 催化作用 4NH3+5O24NO+6H2O NH3+HNO3=NH4NO3 使NO全部转化成HNO3 A、B、C
【分析】氮气与氢气在铁作催化剂的条件下反应生成氨气，氨气与空气中的氧气反应生成NO，再与空气中的氧气、水反应生成硝酸，硝酸与氨反应生成硝酸铵。据此解答。
【详解】(1)N2和H2通过红热的铁纱网生成氨气，方程式为N +3H 2NH3；
(2)氨气与氧气在催化剂的条件下生成NO，则合金网的作用为催化作用；方程式为4NH3+5O24NO+6H2O；
(3)氨与硝酸反应生成硝酸铵，方程式为NH3+HNO3=NH4NO3；
(4)NO与水不反应，通入空气后，氧气与NO和水反应生成硝酸，则空气可使NO全部转化成HNO3；根据分析可知，A、B、C、D四个容器中，A、B、C的反应为氧化还原反应，D中为非氧化还原反应。
18． 2NH4Cl+Ca(OH)2==CaCl2+2NH3↑+2H2O 4NH3+5O2 ==== 4NO+6H2O HNO3+ NH3=NH4NO3 O2或者空气 NH4++OH-= NH3↑+H2O N2 NaCl b SO32-+ClO-= SO42-+Cl-或者SO32-+HClO= SO42-+Cl-+H+
【详解】I．(1)实验室用NH4Cl和Ca(OH)2制备氨气，其反应的化学方程式为：2NH4Cl+Ca(OH)2==CaCl2+2NH3↑+2H2O。答案：2NH4Cl+Ca(OH)2==CaCl2+2NH3↑+2H2O。
II．(2)设备1中是NH3和O2发生反应，化学方程式为4NH3+5O2 ==== 4NO+6H2O；设备II中是HNO3和NH3发生反应，发生反应的化学方程式是HNO3+ NH3=NH4NO3 。设备2中发生的反应为：4NO+O2+H2O=4 HNO3,所以通入的物质A是O2或者空气。答案：4NH3+5O2 ==== 4NO+6H2O；HNO3+ NH3=NH4NO3；O2或者空气。
III．(3)过程①的目的是将NH4+转化为NH3，并通过鼓入大量空气将氨气吹出，使NH4+转化为NH3，反应的离子方程式为：NH4++OH-= NH3↑+H2O 。答案：NH4++OH-= NH3↑+H2O。
(4)过程②加入NaClO溶液可将氨氮转化为无毒物质，反应的方程式为：3NaClO+ 2NH3=3NaCl+N2+3H2O,所以含氮元素、氯元素的物质化学式为N2 、NaCl 。 答案：N2 ；NaCl。
(5)含余氯废水的主要成分是NaClO和HClO，要除去需加入还原性物质Na2SO3 ，反应的离子方程式为：SO32-+ClO-= SO42-+Cl-和SO32-+HClO= SO42-+Cl-+H+。答案：b；SO32-+ClO-= SO42-+Cl-或SO32-+HClO= SO42-+Cl-+H+。
19． NH4Cl 与滤液中NH4Cl反应产生NH3循环使用 取最后一次洗涤液适量于试管中，滴加AgNO3溶液，若无白色浑浊出现，则证明已洗涤干净 Mg5(CO3)4(OH)2 4H2O
【分析】水氯镁石(主要成分为MgCl2 6H2O)加水溶液得MgCl2溶液，MgCl2溶液中通入NH3和NH4HCO3得碱式碳酸镁沉淀和NH4Cl，过滤得碱式碳酸镁固体和主要成分为NH4Cl的滤液，滤液中加入CaO产生NH3循环利用。
【详解】(1)上述流程中，滤液中溶质的主要成分是NH4Cl，向滤液中加入CaO的目的是与滤液中NH4Cl反应产生NH3循环使用；
(2)检验最后一次洗涤液中是否含有氯离子，可以加入硝酸银溶液观察是否生成白色沉淀，实验设计为：取最后一次洗涤液适量于试管中，滴加AgNO3溶液，若无白色浑浊出现，则证明已洗涤干净；
(3)n(Mg2+)=n(MgO)= =0.05mol，n()=n(CO2)==0.04mol，根据化合物中元素化合价代数和为零 n(OH﹣)=0.05mol×2﹣0.04 mol×2=0.02mol，m(H2O)=4.66g﹣2.00g﹣0.04 mol×44 g/mol=0.9"g，n(H2O)= =0.05 mol，结晶水的物质的量：n(H2O)═0.05 mol﹣=0.04mol，则得x:y:z:w=0.05:0.04:0.02:0.04=5:4:2:4，碱式碳酸镁的化学式为：Mg5(CO3)4(OH)2 4H2O。
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