2025苏教版高中化学必修第二册强化练习题--专题7　氮与社会可持续发展拔高练（含答案）

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2025苏教版高中化学必修第二册
综合拔高练
五年高考练
考点1　氮和氮的氧化物
1.(2024浙江1月选考,4改编)汽车尾气中的NO和CO在催化剂作用下发生反应:2NO+2CO2CO2+N2。下列说法不正确的是(NA为阿伏加德罗常数的值)(　　)
A.生成1 mol CO2转移电子的数目为2NA
B.使用催化剂能加快NO与CO反应的速率
C.NO是氧化剂,CO是还原剂
D.N2既是氧化产物又是还原产物
2.(2022江苏,8)氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是(　　)
A.自然固氮、人工固氮都是将N2转化为NH3
B.侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl为原料制备NaHCO3和NH4Cl
C.工业上通过NH3催化氧化等反应过程生产HNO3
D.多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”
3.(2021河北,4)硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大,但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注。下列说法正确的是(　　)
A.NO2和SO2均为红棕色且有刺激性气味的气体,是酸雨的主要成因
B.汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO2和PM2.5
C.植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料,实现氮的固定
D.工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除
考点2　氨、铵盐的性质及应用
4.(2023广东,4)1827年,英国科学家法拉第进行了NH3喷泉实验。在此启发下,兴趣小组利用以下装置,进行如下实验。其中,难以达到预期目的的是(　　)
　　　 　　　　
5.(2024河北,10)图示装置不能完成相应气体的发生和收集实验的是(加热、除杂和尾气处理装置任选)(　　)
选项 气体 试剂
A SO2 饱和Na2SO3溶液+浓硫酸
B Cl2 MnO2+浓盐酸
C NH3 固体NH4Cl+熟石灰
D CO2 石灰石+稀盐酸
6.(2024湖北,10)碱金属的液氨溶液含有的蓝色溶剂化电子[e(NH3)n]-是强还原剂。锂与液氨反应的装置如图(夹持装置略)。下列说法错误的是(　　)
A.碱石灰有利于NH3逸出
B.锂片必须打磨出新鲜表面
C.干燥管中均可选用P2O5
D.双口烧瓶中发生的变化是Li+nNH3 Li++[e(NH3)n]-
7.(2024广东,11改编)按如图装置进行实验。搅拌一段时间后,滴加浓盐酸。不同反应阶段的预期现象及其相应推理均合理的是(　　)
A.烧瓶壁会变冷,说明存在ΔH<0的反应
B.试纸会变蓝,说明有NH3生成
C.滴加浓盐酸后,有白烟产生,说明有NH4Cl升华
D.实验过程中,气球会一直变大,说明体系压强增大
考点3　硝酸
8.(2023江苏,8)氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是(　　)
A.实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物:HNO3(稀) NO NO2
B.工业制硝酸过程中的物质转化:N2 NO HNO3
C.汽车尾气催化转化器中发生的主要反应:2NO+2CO N2+2CO2
D.实验室制备少量NH3的原理:2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O
9.(2024湖南,7)某学生按图示方法进行实验,观察到以下实验现象:
①铜丝表面缓慢放出气泡,锥形瓶内气体呈红棕色;
②铜丝表面气泡释放速度逐渐加快,气体颜色逐渐变深;
③一段时间后气体颜色逐渐变浅,至几乎无色;
④锥形瓶中液面下降,长颈漏斗中液面上升,最终铜丝与液面脱离接触,反应停止。
下列说法正确的是(　　)
A.开始阶段铜丝表面气泡释放速度缓慢,原因是铜丝在稀HNO3中表面钝化
B.锥形瓶内出现了红棕色气体,表明铜和稀HNO3反应生成了NO2
C.红棕色逐渐变浅的主要原因是3NO2+H2O 2HNO3+NO
D.铜丝与液面脱离接触,反应停止,原因是硝酸消耗完全
10.(2023湖北,18节选)学习小组探究了铜的氧化过程及铜的氧化物的组成。回答下列问题:
(1)铜与浓硝酸反应的装置如下图,仪器A的名称为　　　　　　,装置B的作用为　　　　　。
(2)铜与过量H2O2反应的探究如下:
实验②中Cu溶解的离子方程式为　　　　　　　　　　　;产生的气体为　　　　。比较实验①和②,从氧化还原角度说明H+的作用是　　　　　　　　　　。
(3)用足量NaOH处理实验②新制的溶液得到沉淀X,元素分析表明X为铜的氧化物,提纯干燥后的X在惰性氛围下加热,m g X完全分解为n g黑色氧化物Y,。X的化学式为　　　　。
三年模拟练
应用实践
1.(2024天津五十四中月考)氮循环是生态系统物质循环的重要组成部分,氮循环中的部分物质转化如图所示。下列说法中不正确的是(　　)
A.固氮过程中,发生了氧化还原反应
B.硝化过程需要有氧化剂参与
C.反硝化过程有助于稳定N2在大气中的含量
D.同化过程中氮元素从有机物转移至无机物
2.(2024江苏南京金陵中学期中)氮的常见氢化物有氨(NH3)和肼(N2H4)。肼具有强还原性,是一种常用的还原剂。下列化学反应表示不正确的是(　　)
A.金属钠和液氨反应生成H2:2NH3+2Na 2NaNH2+H2↑
B.Mg3N2与水反应可生成NH3:Mg3N2+6H2O 3Mg2++6OH-+2NH3↑
C.过量氨水和SO2反应:SO2+2NH3·H2O (NH4)2SO3+H2O
D.尿素、NaClO和NaOH溶液反应制得N2H4:CO(NH2)2+ClO-+2OHN2H4+ C+Cl-+H2O
3.(2024天津第一中学月考)为落实“五水共治”,某工厂拟综合处理含N的废水和工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO,不考虑其他成分),设计了如下流程:
下列说法不正确的是(　　)
A.X可以是空气,且需过量
B.固体1中主要含有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3
C.捕获剂所捕获的气体主要是CO
D.处理含N废水时,发生反应的离子方程式为N N2↑+2H2O
4.(2024北京二十二中月考)某同学进行如下实验:
装置 操作 现象
将盛有浓硝酸的烧杯A放入盛有淀粉KI溶液的烧杯C中,然后将铜片放入烧杯A中,立即用烧杯B罩住 烧杯A液体上方立即出现大量红棕色气体;一段时间后,红棕色气体消失,烧杯A和C中的液体都变成蓝色
下列说法合理的是(　　)
A.烧杯A中开始阶段发生反应:3Cu+8HNO3 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
B.红棕色气体消失只与NO2和烧杯C中的KI发生反应有关
C.若将铜片换成铁片,则C中的液体也可能变蓝
D.烧杯C中溶液变蓝只与NO2和C中溶液发生反应有关
5.(2024山东烟台莱州一中月考)某兴趣小组设计用铁粉将NO还原为N2(同时生成FeO),下列说法不正确的是(　　)
甲 乙 丙
丁 戊 己
已知:①浓硝酸可氧化NO。②NaOH溶液能吸收NO2,不吸收NO。
A.接口的连接顺序为a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d
B.装置戊中发生反应的化学方程式:2NO+2Fe 2FeO+N2
C.装置丁的作用是除去挥发出来的硝酸和产生的NO2
D.装置乙的作用是干燥气体,防止水蒸气进入戊中干扰反应
迁移创新
6.(2024江西五市九校联考)回答下列问题:
(1)金属与硝酸反应通常不能生成H2,用过量3 mol·L-1 HNO3与铁粉反应,HNO3的还原产物主要是NO,请写出反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　。
有同学在查阅文献时发现文献有记载:HNO3与铁反应能产生H2。于是该同学进行了金属铁与硝酸反应能否产生H2及其有利条件的探究。
实验Ⅰ:20 ℃,将过量铁粉溶于0.5 mol·L-1 HNO3中,立即有无色气体生成,充分反应后,溶液几乎无色。
(2)检验气体:方法如图所示。
经确认气体是H2,不含NO。实验证据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)检验溶液:取上层清液,等分为两份。
①向一份溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生　　　　　　　　,说明含有Fe2+。
②向另一份溶液中加入NaOH溶液,产生灰绿色沉淀;加热至沸腾,逸出有刺激性气味的气体,用湿润红色石蕊试纸检验,试纸变蓝。综合①、②,说明实验Ⅰ中发生的反应有Fe+2HNO3 Fe(NO3)2+H2↑,还有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(写出化学方程式)。
对H2产生的原因提出假设:在稀的硝酸溶液中,H+的氧化性强于N,验证如下:
(4)实验Ⅱ:将铜粉溶于0.5 mol·L-1HNO3中,经检测,发现没有　　　(填化学式)生成,初步证实假设不成立。
(5)再次查阅文献发现:在酸性介质中,尽管电极电势数据显示N是个颇强的氧化剂,然而动力学原因导致它在稀酸中的反应一般都很慢。于是该同学改变条件重复实验Ⅰ,向2 mL 0.5 mol·L-1 HNO3中加入过量铁粉,结果如下:
实验序号 Ⅲ Ⅳ Ⅴ
温度 20 ℃ 40 ℃ 60 ℃
生成H2体积 6.0 mL 3.4 mL 2.6 mL
经检验,实验Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ中,N的还原产物与实验Ⅰ相同。从反应速率的角度解释温度升高H2体积减小的原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(6)综上所述,有利于金属与硝酸反应生成氢气的条件是　　　　　　　　　　　。
答案与分层梯度式解析
综合拔高练
五年高考练
1.D 2.A 3.D 4.D 5.C 6.C 7.B 8.B 9.C
1.D　由化学方程式知,反应中N元素化合价降低,C元素化合价升高(从+2价升高到+4价),生成1 mol CO2转移2 mol电子,即转移电子数为2NA,A正确;催化剂能使化学反应速率加快,B正确;由A项分析知,NO是氧化剂,CO是还原剂,C正确;N2为还原产物,CO2为氧化产物,D错误。
2.A　自然固氮是将N2转化为含氮化合物,不一定是转化为NH3,A错误;侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl为原料制备NaHCO3和NH4Cl,反应的化学方程式为 H2O+NH3+CO2+NaCl NaHCO3↓+NH4Cl,B正确;工业上通过NH3催化氧化等反应过程生产HNO3,相关的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O、2NO+ O2 2NO2、3NO2+H2O 2HNO3+NO,C正确;氮元素在自然界中既有游离态又有化合态,多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”,D正确。
3.D　SO2是无色气体,A不正确;汽车尾气中的主要大气污染物为一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物、固体颗粒物等,B不正确;植物不能直接吸收利用空气中的NO和NO2,C不正确;生石灰(CaO)可吸收工业废气中的SO2,总反应的化学方程式为2CaO+2SO2+O22CaSO4,从而将SO2脱除,D正确。
4.D　NH3极易溶于水,可进行喷泉实验,A正确;P2O5为酸性氧化物,会与碱性气体 NH3反应,不能用于干燥NH3,B错误;NH3的密度小于空气,可用向上排空气法收集 NH3,C正确;CaO与浓氨水中的水发生反应放热,使NH3·H2O分解产生大量NH3,可制备NH3,D正确。
5.C　加热固体NH4Cl与熟石灰的混合物可以制NH3,需要使用固体加热型制气装置,不能达到实验目的,C符合题意。
6.C　碱石灰可以与浓氨水中的水发生反应,同时放出大量的热,有利于NH3逸出,A正确;锂片表面有Li2O,Li2O会阻碍Li和液氨反应,所以锂片必须打磨出新鲜表面,B正确;装置中间的干燥管的作用为干燥氨气,P2O5为酸性干燥剂,能与氨气反应,不能用P2O5,而装置末端的干燥管的作用为吸收过量的氨气,防止空气中的水蒸气进入装置,可用P2O5,C错误;双口烧瓶中发生的变化是Li+nNH3 Li++[e(NH3)n]-,D正确。
7.B　NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O的反应是吸热反应,ΔH>0,烧杯壁会变冷,A错误;试纸变蓝,说明有NH3生成,B正确;滴加浓盐酸后,有白烟生成,说明有NH4Cl生成,发生反应NH3+HCl NH4Cl,C错误;开始时NH4Cl与Ba(OH)2·8H2O反应生成NH3,体系压强增大,气球变大,滴加浓盐酸后,发生反应NH3+HCl NH4Cl,体系压强减小,气球又变小,D错误。
8.B　稀硝酸与Cu反应生成NO,NO遇O2生成NO2,A正确;NO不与水反应,B错误;在汽车尾气催化转化器中大气污染物NO和CO转化为N2和CO2,C正确;实验室可用NH4Cl和Ca(OH)2共热制取氨气,D正确。
9.C　开始阶段铜丝表面气泡释放速度缓慢,原因是体系温度低;铜丝和稀硝酸反应生成NO,且该反应放热,温度升高,反应速率加快,铜丝表面气泡释放速度逐渐加快; NO与锥形瓶中的氧气反应生成NO2,气体颜色加深;当锥形瓶内的氧气耗尽后,不再有NO2生成,且NO2和水反应生成无色的NO,导致气体颜色逐渐变浅,至几乎无色;随着瓶内NO的量增多,压强增大,将稀硝酸压入长颈漏斗中,稀硝酸液面下降,当铜丝不和稀硝酸接触时反应停止。故选C。
10.答案　(1)具支试管　防止倒吸
(2)Cu+H2O2+2H+ Cu2++2H2O　O2　增强H2O2的氧化性
(3)CuO2
解析　(2)根据实验现象“铜片溶解,溶液变蓝,少量无色气体产生”可知铜反应生成了硫酸铜,H2O2作氧化剂被还原,产物为H2O,离子方程式为Cu+H2O2+2H+ Cu2++ 2H2O,H2O2在Cu2+催化下分解生成O2和H2O,无色气体为O2。实验①Na2SO4溶液显中性,无明显现象,实验②稀硫酸呈酸性,反应现象明显,通过对比,说明H+的作用是增强H2O2的氧化性。
(3)由题意可知,黑色氧化物Y为CuO,根据原子守恒,X中m(Cu)=n g×n g,已知,则m(O)=n g×+(m-n) g=n g,X中,X为CuO2。
三年模拟练
1.D 2.B 3.A 4.C 5.D
1.D　固氮过程中,N2部分被氧化为N和N,部分被还原为NH3和N,即发生了氧化还原反应,A正确;硝化过程中氮元素化合价升高,发生氧化反应,故硝化过程需有氧化剂参与,B正确;固氮过程消耗了大气中的N2,反硝化过程可向大气提供N2,有助于稳定N2在大气中的含量,C正确;同化过程中氮元素从无机物转移至有机物,D错误。
素养解读　本题结合自然界中的氮循环,考查氮的固定、氮及其化合物间的相互转化,渗透变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知的学科核心素养。
2.B　根据题中信息可知,金属钠和液氨反应的化学方程式为2NH3+2Na 2NaNH2+H2↑,A正确;Mg(OH)2是难溶物,需写成化学式形式,即化学方程式为Mg3N2+6H2O 3Mg(OH)2+2NH3↑,B错误;过量氨水和SO2反应生成(NH4)2SO3,化学方程式为SO2+2NH3·H2O (NH4)2SO3+H2O,C正确;根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒可写出该反应的离子方程式为CO(NH2)2+ClO-+2OH- N2H4+C+Cl-+H2O,D正确。
素养解读　本题结合氮的常见氢化物NH3和N2H4的相关信息,考查化学方程式和离子方程式的书写,体现了变化观念与平衡思想的学科核心素养。
3.A　工业废气通入过量石灰乳中,CO2、SO2分别和石灰乳反应生成碳酸钙、亚硫酸钙;气体1主要是N2、NO、CO,X与NO反应的产物与氢氧化钠溶液反应生成亚硝酸钠,N和N反应生成氮气;气体2主要是氮气和CO,经过捕获剂得到无污染的氮气和捕获产物。X可以是空气,空气中的氧气将NO部分氧化为NO2,NO2、NO的混合气体和氢氧化钠溶液反应生成亚硝酸钠,但氧气不能过量,否则用NaOH溶液吸收生成亚硝酸钠与硝酸钠的混合溶液,A错误;根据上述分析可知,固体1中主要含有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3,B正确;根据上述分析可知,捕获剂捕获的气体主要是CO,C正确;处理含N废水时,N和N反应生成无污染的气体,反应的离子方程式为N N2↑+2H2O,D正确。
4.C　烧杯A中铜与浓硝酸反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+ 2NO2↑+2H2O,A错误;NO2能够直接与溶液中的水反应产生HNO3和NO,红棕色气体消失与NO2和烧杯C中的KI发生反应有关,也与NO2和水反应有关,B错误;若将铜片换成铁片,铁在常温下遇浓硝酸会发生钝化,但浓硝酸具有挥发性,挥发的HNO3也能将烧杯C中的KI氧化产生I2,C正确,D错误。
5.D　题给实验用NO与铁粉反应生成N2和FeO,甲装置制备NO气体,制备的NO气体中混有水蒸气、硝酸蒸气和NO2,水蒸气用P2O5除去,NO2和硝酸蒸气用水除去,得到纯净的NO,NO有毒,需要进行尾气处理,根据信息,先通过浓硝酸将NO氧化为NO2,再通入NaOH溶液中除去。接口连接顺序是a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d,A正确;NO与铁粉反应生成氮气和FeO,其化学方程式为2NO+2Fe 2FeO+N2,B正确;装置丁的作用是除去挥发出来的硝酸和产生的NO2,C正确;浓硝酸不具有吸水性,不能做干燥剂,根据信息可知,浓硝酸的作用是将NO氧化成NO2,便于NaOH溶液吸收,防止污染环境,D错误。
6.答案　(1)Fe+4H++N Fe3++NO↑+2H2O
(2)气体遇空气未见红棕色,点燃肥皂泡,发出爆鸣声
(3)①蓝色沉淀　②4Fe+10HNO3 4Fe(NO3)2+NH4NO3+3H2O
(4)H2
(5)温度升高,H+、N被还原的速率均增大,N被还原的速率增大得更多;N被还原时H+同时被消耗,H+得电子机会减少,导致产生的H2体积减小
(6)较低温度、低浓度硝酸
解析　(1)因为金属与硝酸反应通常不生成H2,故用过量3 mol·L-1HNO3与铁粉反应,生成Fe(NO3)3、NO和水,离子方程式为Fe+4H++N Fe3++NO↑+2H2O。(2)将无色气体通入空气中,如果未变成红棕色,说明不含NO;点燃肥皂泡,如果发出爆鸣声,说明是H2。(3)①Fe2+与K3[Fe(CN)6]溶液反应生成蓝色沉淀,可用于检验Fe2+。②有刺激性气味的气体遇到湿润红色石蕊试纸变蓝,说明该气体是NH3,故该溶液中含有N;综合①、②,说明实验Ⅰ中发生的反应有Fe+2HNO3 Fe(NO3)2+H2↑、4Fe+ 10HNO3 4Fe(NO3)2+NH4NO3+3H2O。(4)如果稀的硝酸溶液中H+的氧化性强于N,那么将铜粉溶于0.5 mol·L-1 HNO3中,就应该生成H2和Cu(NO3)2,经检测发现没有H2生成,故初步证实假设不成立。
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