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．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
2．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
3．下列有关氨的叙述中，正确的是
A．氨气具有刺激性气味，故只能用向上排空气法收集
B．氯化铵受热易分解，故可用加热氯化铵固体的方法制取氨气
C．氨气是一种重要的化工产品，工业上用氮气和氢气合成氨气
D．检验氨气可用湿润的蓝色石蕊试纸接近产生气体的导管口，观察试纸颜色变化
4．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
5．将充有m mL NO和n mL NO2气体的试管倒立于水槽中，然后通入m mL O2，若已知m
C．mL D．3(n-m)mL
6．下列装置不能达到实验目的的是
A．实验室制取并收集NH3 B．吸收NH3
C．检查装置气密性 D．利用排空气法收集NH3
7．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
8．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
9．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
10．如图所示，下列气体a和液体b的组合中不可以进行喷泉实验的是
A．氯化氢、水 B．氨气、硫酸铜溶液
C．二氧化碳、氢氧化钠溶液 D．一氧化氮、氢氧化钠溶液
二、实验题
11．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”)。
12．某研究性学习小组的一个课题是“NO2能否支持木条燃烧”，由于实验室中没有现成的NO2气体，该小组的同学设计了两个方案(忽略N2O4的存在，图中铁架台等夹持仪器均已略去)。已知浓硝酸受热分解、金属和浓硝酸反应的方程式分别为4HNO3(浓)4NO2↑＋O2↑＋2H2O、Cu＋4HNO3(浓)= Cu(NO3)2＋2H2O＋2NO2↑。
Ⅰ.实验装置如图1所示。
(1)实验开始后木条上的火星逐渐熄灭，有的同学得出“NO2不能支持木条燃烧”的结论。你认为这一结论_______(填“正确”或“错误”)，理由是_______。
Ⅱ.实验装置如图2所示。
(2)硝酸铜固体受热分解的产物有氧化铜、二氧化氮和氧气，该反应的化学方程式是_______。
(3)当集气瓶中充满红棕色气体时，木条复燃了，有的同学得出“NO2能支持木条燃烧”的结论。你认为这一结论_______(填“正确”或“错误”)，理由是_______。
Ⅲ.为了更直接说明“NO2能否支持木条燃烧”这一问题
(4)请重新设计一个简单的实验方案，并简述实验原理和主要操作_______。
三、工业流程题
13．利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO2)2，其部分工艺流程如图。
已知：
4NO2＋2Ca(OH)2=Ca(NO3)2＋Ca(NO2)2＋2H2O
NO＋NO2＋Ca(OH)2=Ca(NO2)2＋H2O
(1)用化学方程式表示工业生产硝酸产生NO尾气的原因_______。
(2)上述工艺中采用气-液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底进入，石灰乳从吸收塔顶喷淋)，其目的是_______；滤渣可循环使用，滤渣的主要成分是_______(填化学式)。
(3)该工艺需控制NO和NO2物质的量之比接近1∶1。若n(NO)∶n(NO2)>1∶1，则会导致_______；若n(NO)∶n(NO2)＜1∶1，则会导致_______。
(4)生产中溶液需保持弱碱性，在酸性溶液中Ca(NO2)2会发生分解，产物之一是NO，其反应的离子方程式为_______。
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参考答案：
1．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。
2．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。
3．C
【详解】A．氨气密度小于空气，应用向下排空气法收集，A错误；
B．氯化铵受热易分解生成氨气和氯化氢，在温度稍低时二者又化合生成氯化铵，因此不能用加热氯化铵固体的方法制取氨气，B错误；
C．氨气是一种重要的化工产品，工业上可用氮气和氢气合成氨气，C正确；
D．检验氨气可用湿润的红色石蕊试纸接近产生气体的导管口，如果试纸变为蓝色，证明是氨气，D错误；
故选C。
4．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。
5．B
【详解】一氧化氮与水不反应，二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮，反应方程式为3NO2＋H2O =2HNO3＋NO，则将充有一氧化氮和二氧化氮的混合气体的试管倒立于水槽中，试管中一氧化氮的体积为(m+)mL，向试管中通入氧气，一氧化氮、氧气在水中发生反应生成硝酸，反应方程式为4NO＋3O2 ＋2H2O=4HNO3.，若氧气过量，试管中剩余氧气的体积为mmL—×(m+)mL=mL，若一氧化氮过量，试管中剩余一氧化氮的体积为(m+)mL—×mmL=mL，故选B。
6．A
【详解】A．收集NH3装置口无棉花，不能防止氨气对流，A错误；
B．NH3通入CCl4中，NH3不溶于CCl4，不会产生倒吸，逸出的NH3又可被稀硫酸吸收，B正确；
C．向长颈漏斗中加一定量水，没过长颈漏斗的下端，关闭止水夹，再加一定量的水，液面不下降，可说明气密性良好，反之，气密性不好，C正确；
D．收集比空气密度小的气体NH3，应该短管进气长管出气，D正确；
故选A。
7．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。
8．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。
9．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。
10．D
【详解】A．氯化氢易溶于水，挤压胶头滴管，烧瓶内可以形成压强差，可以进行喷泉实验，A不选；
B．氨气易溶于水，挤压胶头滴管，氨气、硫酸铜溶液可以形成压强差，可以进行喷泉实验，B不选；
C．挤压胶头滴管，二氧化碳与NaOH溶液反应，使瓶内压强减小，外压大于内压，形成喷泉，C不选；
D．一氧化氮、氢氧化钠溶液不反应，一氧化氮也不溶于水，不可以形成压强差，不能进行喷泉实验，D选；
故选D。
11．(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。
12．(1) 错误 带火星的木条熄灭可能是由于加热时产生的大量水蒸气造成的
(2)2Cu(NO3)22CuO＋4NO2↑＋O2↑
(3) 正确 硝酸铜分解产生的混合气体中氧气的体积分数与空气中氧气的体积分数基本相同，若NO2不支持燃烧，则木条不会复燃
(4)用金属铜与浓硝酸反应制取NO2气体，并用浓硫酸或无水氯化钙进行干燥，再将带火星的木条伸入NO2中观察现象
【详解】（1）浓硝酸受热分解的产物有NO2、O2和H2O，由实验开始后木条上的火星逐渐熄灭得出“NO2不能支持木条燃烧”的结论是错误的，因为带火星的木条熄灭可能是由于加热时产生的大量水蒸气造成的，答案：错误；带火星的木条熄灭可能是由于加热时产生的大量水蒸气造成的；
（2）根据硝酸铜固体受热分解的产物有氧化铜、二氧化氮和氧气，根据得失电子守恒配平，可知该反应的化学方程式为2Cu(NO3)22CuO＋4NO2↑＋O2↑，答案：2Cu(NO3)22CuO＋4NO2↑＋O2↑；
（3）由于硝酸铜分解产生的混合气体中氧气的体积分数与空气中氧气的体积分数基本相同，若NO2不支持燃烧，则木条不会复燃。因此“NO2能支持木条燃烧”的结论正确。答案：正确；硝酸铜分解产生的混合气体中氧气的体积分数与空气中氧气的体积分数基本相同，若NO2不支持燃烧，则木条不会复燃；
（4）Ⅲ.验证NO2能否支持燃烧，需要制取NO2气体，因此，选用金属铜和浓硝酸反应制取NO2气体，而且要将NO2气体净化，答案：用金属铜与浓硝酸反应制取NO2气体，并用浓硫酸或无水氯化钙进行干燥，再将带火星的木条伸入NO2中观察现象。
13．(1)3NO2＋H2O=2HNO3＋NO
(2) 使尾气中的NO、NO2被充分吸收 Ca(OH)2
(3) 排放气体中NO含量升高 产品Ca(NO2)2中Ca(NO3)2含量升高
(4)3＋2H＋= ＋2NO↑＋H2O
【分析】利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO2)2，硝酸工业的尾气利用石灰乳吸收后气体排放，吸收物过滤除去滤渣，通过一系列处理得到无水Ca(NO2)2。
【详解】（1）工业生产硝酸是用水吸收NO2，产生NO尾气，发生反应：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO；
（2）尾气从吸收塔底进入，石灰乳从吸收塔顶喷淋，这样就能增大NO、NO2与Ca(OH)2的接触面积，使尾气中的NO、NO2被充分吸收；滤渣可循环用于吸收尾气，可推出滤渣为未反应的Ca(OH)2；
（3）当n(NO)与n(NO2)为1∶1时，二者被石灰乳吸收的反应方程式为NO＋NO2＋Ca(OH)2=Ca(NO2)2＋H2O，NO不能单独被石灰乳吸收；NO2被石灰乳吸收的反应方程式为4NO2＋2Ca(OH)2=Ca(NO2)2＋Ca(NO3)2＋2H2O。根据已知反应可知，当NO的物质的量比NO2多时，会造成NO不能被完全吸收而在尾气中含量增多；当NO2的物质的量比NO多时，过量的NO2将继续与石灰乳反应生成Ca(NO3)2，使所得产品不纯；
（4）Ca(NO2)2中N的化合价为＋3，生成的NO中N的化合价为＋2，根据氧化还原反应规律，可推知有＋5价的N生成，应为，根据得失电子守恒配平和NO的化学计量数，再根据电荷守恒，确定反应物还有H＋，反应的离子方程式为3＋2H＋= ＋2NO↑＋H2O。
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