第3章《硫、氮及其循环》检测题
一、单选题
1．下列过程属于人工固氨的是
A．工业合成 B．被催化氧化为
C．用和合成尿素 D．浓与反应生成
2．下列叙述中正确的是
A．SO2、NO2都能与水反应，其反应原理不同
B．NO、NO2都是酸性氧化物，都能与强碱溶液反应
C．往某溶液中滴加稀硝酸酸化若无明显现象，再滴加氯化钡产生白色沉淀，证明溶液中含有
D．CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在
3．“绿色化学”要求从经济、环保和技术上设计可行的化学反应。据此，由单质镁制硝酸镁的下列四个方案中，你认为可行而且符合“绿色化学”要求的方案是
A．MgMg(NO3)2
B．MgMgCl2Mg(OH)2Mg(NO3)2
C．MgMgOMg(NO3)2
D．MgMgSO4Mg(NO3)2
4．是空气的主要成分之一，作为原料广泛用于合成氨工业、硝酸工业等。工业上用氨催化氧化生产硝酸，在转化器中发生反应的热化学方程式为 。生产硝酸的尾气中主要含有、等大气污染物，可将其转化成、、等而除去。在给定条件下，下列物质间所示的转化不能实现的是
A． B．
C． D．
5．在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A．
B．
C．
D．
6．尿素水解产生的通过反应：可处理含的尾气。下列有关叙述错误的是
A．该反应不属于氮的固定
B．为红棕色且有刺激性气味的气体
C．该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为4：3
D．将装有物质的量之比为5：1的与混合气体的试管倒置水中，水能充满试管
7．具备基本的化学实验技能是进行科学探究的基本保证。下列实验操作中正确的是
A．称取食盐 B．稀释浓硫酸
C．检查气密性 D．点燃酒精灯
8．下列离子方程式书写正确的是
A．铁与稀硝酸反应：
B．与足量的稀硝酸反应：
C．Cu与硫酸铁溶液反应：
D．溶液与足量铁粉反应：
9．下列关于NO的说法中，正确的是
A．红棕色气体 B．无毒无味 C．难溶于水 D．与O2不发生反应
10．能与硫化氢、氧气、氯气、过氧化氢、酸性等物质反应，如。燃煤、金属冶炼和硫酸生产等产生的尾气中都会含有，容易造成酸雨、土壤酸化等环境问题。在探究新制水溶液性质的实验中，下列描述不正确的是
A．水溶液可使石蕊试液先变红后褪色
B．少量可用于葡萄酒中作抗氧化剂
C．水溶液中通入体，产生淡黄色沉淀
D．水溶液中滴加溶液，再滴加过氧化氢溶液，产生白色沉淀
11．关爱自然、保护环境成为我们最为关注的话题之一、下列气体能导致酸雨的是
A． B． C． D．
12．对下列事实的解释错误的是
A．加热盛有浓硫酸和木炭的试管，有CO2和SO2气体生成，说明浓硫酸具有强氧化性
B．向50 mL 18 mol·L-1 H2SO4溶液中加入足量的铜片加热充分反应后，被还原的H2SO4的物质的量小于0.45 mol，说明铜与稀硫酸不反应
C．常温下，浓硫酸可以用铝制容器贮存，说明铝与浓硫酸不反应
D．反应CuSO4+H2S=CuS↓+H2SO4能进行，说明CuS既不溶于水也不溶于稀硫酸
13．下列关于物质的用途叙述不正确的是
A．浓具有强吸水性，能吸收蔗糖的水分并使其炭化
B．具有强氧化性，可溶解铜、银等不活泼金属
C．二氧化硅可以用来生产通信容量大、抗干扰性能好的光导纤维
D．氮化硅陶瓷具有耐高温、抗氧化、耐腐蚀等性能，是制造火箭发动机的理想材料
14．是一种常见的化肥，某工厂用石膏、制备的工艺流程如下：
下列说法正确的是
A．通入和的顺序可以颠倒
B．操作1是过滤、操作2是蒸馏
C．通入的和均应过量，且工业流程中可循环利用
D．步骤②中反应的离子方程式为
15．浓硫酸能使湿润的蓝色石蕊试纸变红，很快又变黑，这是因为浓硫酸具有
A．酸性和强氧化性 B．酸性和吸水性
C．酸性和脱水性 D．酸性和难挥发性
二、填空题
16．硝酸的工业制备
写出下列反应的化学方程式：
(1)氨在催化剂、加热条件下氧化为NO：___________。
(2)NO被空气氧化为NO2：_______________。
(3)NO2溶于水制备HNO3：___________。
17．氮的固定主要有三大途径，它们是_______、_______、_______；氮肥主要有_______、硝态氮肥和_______，目前氮肥中使用量最多的一种肥料是_______；含_______三要素中的两种或两种以上的化学肥料称复合肥料。
三、实验题
18．实验室常用图1装置制备少量氨气，实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如图2所示：
已知实验室可用饱和亚硝酸钠(NaNO2)溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气。
(1)写出用图1制备氨气的化学方程式：___________。
(2)从图3中选择制取氢气的合适装置：___________(填序号)，写出实验室制取氮气的化学方程式___________。
(3)氮气和氢气通过甲装置，甲装置的作用除了将气体混合、控制氢气和氮气的流速之外，还有___________的作用。
(4)用乙装置吸收一段时间氨后，再通入空气，同时将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内，能使铂丝保持红热的原因是___________。锥形瓶中还可观察到的现象是___________。
(5)写出乙装置中氨催化氧化的化学方程式：___________。
19．某化学小组探究酸性条件下NO、SO、Fe3＋三种微粒的氧化性强弱，设计如下实验(夹持仪器已略去，装置的气密性已检验，忽略氧气对反应的影响)。
查阅资料已知：
①可用KSCN溶液检验溶液中Fe3＋的存在(显红色)，但与Fe2＋不显色。
②在氧化还原反应中稀硝酸做氧化剂时，生成的还原产物是污染性无色NO气体，NO气体常温下与氧气反应生成红棕色污染性气体NO2。
实验记录如下：
实验 实验操作 实验现象
I 向A装置中通入一段时间的SO2气体 A中溶液最终变为浅绿色
Ⅱ 取出少量A装置中的溶液，先加入KSCN溶液，再加入BaCl2溶液 加入KSCN溶液后溶液不变色，再加入BaCl2溶液产生白色沉淀
Ⅲ 打开活塞a，将过量稀HNO3加入装置A中，关闭活塞a A中浅绿色溶液最终变为黄色
Ⅳ 取出Ⅲ中少量A装置中的溶液，加入KSCN溶液 溶液变为红色
请回答下列问题：
(1)指出仪器a的名称_________。
(2)写出A装置中通入二氧化硫气体发生反应的离子方程式_________。
(3)实验Ⅱ中发生反应的离子方程式是_________。
(4)实验Ⅲ中，浅绿色溶液变为黄色的原因是_________。(用语言叙述)。
(5)若将实验Ⅳ改为：往A中通入空气，液面上方的现象_________。
(6)综合上述实验得出的结论是：在酸性条件下，氧化性强弱顺序为_________。
四、计算题
20．某工厂使用的煤中硫的质量分数为1.28%，该工厂每天燃烧这种煤100t，请计算：
(1)100t该煤含S的物质的量为_______mol。
(2)假设煤中的硫全部转化为SO2，每天产生的SO2气体在标准状况下体积为_______L。
(3)若把产生的SO2全部用来生产硫酸，每天可得到98%的浓硫酸质量_______吨(请写出计算过程)
21．如图为化学教学中所用的喷泉实验装置。某同学用烧瓶中盛不同成分的气体进行喷泉实验，请帮助分析实验后烧瓶中所得溶液的浓度(假设是在标准状况下完成实验，且溶质不扩散)。
(1)若用HCl气体，则c(HCl)=_____。
(2)若用NO2气体，则c(HNO3)=_______。
(3)若用n(NO2)：n(O2)=2：1的混合气体，则c(HNO3)=_____。
参考答案：
1．A
【分析】氮的固定是指游离态氮元素到化合态的过程。
【详解】A．工业合成氨是N2与H2在一定条件下反应生成，属于人工固氮，A项正确；
B．被催化氧化为和水，没有游离态氮元素到化合态的过程，不属于人工固氮，B项错误；
C．用和合成尿素，没有游离态氮元素到化合态的过程，不属于人工固氮，C项错误；
D．浓与反应生成，没有游离态氮元素到化合态的过程，不属于人工固氮，D项错误；
答案选A。
2．A
【详解】A．SO2与水反应SO2+H2OH2SO3，属于非氧化还原反应，NO2与水反应3NO2+H2O=2HNO3+NO，为氧化还原反应，二者反应原理不同，A正确；
B．酸性氧化物是指与碱反应只生成一种盐和水的氧化物，根据反应2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O可知，NO2不是酸性氧化物，B错误；
C．若原溶液中含有或Ag+，也会有相同的现象，因而不能由此证明溶液中含有，C错误；
D．NO易与O2反应转化为NO2，NO2易与H2O反应生成HNO3，NO、NO2在空气中不能稳定存在，D错误；
故选A。
3．C
【详解】A．Mg与硝酸反应产生Mg(NO3)2，同时会产生NO、NO2等大气污染物，不符合“绿色化学”要求，A不符合题意；
B．Mg采用电解熔融MgCl2方法获得，使用上述方法制取Mg(NO3)2，会大量浪费能源，不经济可行，B不符合题意；
C．该方法经济、环保，可行而且符合“绿色化学”要求，C符合题意；
D．Mg与浓硫酸反应产生MgSO4时会产生SO2，导致物质硫酸利用率降低，且会造成大气污染，不环保，因此不可行，D不符合题意；
故合理选项是C。
4．D
【详解】A．氨气与二氧化氮可发生归中反应生成氮气和水，能实现转化，故A正确；
B．二氧化氮与碱溶液可发生歧化反应生成硝酸钙、亚硝酸钙，则可实现转化，故B正确；
C．+4价N可被氧化为+5价N，则可实现转化，故C正确；
D．氯化钠溶液、二氧化碳、氨气反应生成碳酸氢钠、氯化铵，不能直接生成碳酸钠，不能实现转化，故D错误；
故选：D。
5．C
【详解】A．Fe、Cl2在点燃的条件下生成FeCl3而不是FeCl2，A错误；
B．S和O2在点燃条件下反应生成SO2不能直接生成SO3，B错误；
C．CaCO3高温分解生成CaO，CaO与SO2反应生成CaSO3，C正确；
D．Al在氧气中点燃反应生成Al2O3，Al2O3无法与水反应生成氢氧化铝，D错误；
故答案选C。
6．D
【详解】A．该反应不是游离态氮转化为化合态氮，不属于氮的固定，A项正确；
B．为红棕色且有刺激性气味的气体， B项正确；
C．该反应中8个氮原子化合价升高发生氧化反应、6个氮原子化合价降低发生还原反应，共同得到氮气，则氧化产物与还原产物的物质的量之比为4：3， C项正确；
D．，将装有物质的量之比为4：1的与混合气体的试管倒置水中，水能充满试管，D项错误；
故选D。
7．C
【详解】A．用天平称量物体时应“左物右码”，A错误；
B．浓硫酸稀释时会放热，稀释浓硫酸时，应将浓硫酸缓慢倒入水中，B错误；
C．若气密性良好，则可以在导管口看到有气泡产生，C正确；
D．用燃着的酒精灯去引燃另一酒精灯，容易导致酒精泄漏，发生危险，D错误；
综上所述答案为C。
8．C
【详解】A．铁与稀硝酸反应，生成铁的硝酸盐、一氧化氮和水，没有H2生成，A不正确；
B．CaCO3难溶于水，与足量的稀硝酸发生复分解反应时，CaCO3不能拆成离子，应以化学式表示，B不正确；
C．Cu与硫酸铁溶液反应，生成硫酸铜和硫酸亚铁，离子方程式为：，C正确；
D．溶液与足量铁粉反应，生成FeCl2：，D不正确；
故选C。
9．C
【详解】A．NO为无色气体，而NO2为红棕色气体，A项错误；
B．NO有毒为无色有刺激性气味的气体，B项错误；
C．NO难溶于水，C项正确；
D．NO在室温条件下能直接与O2转变为NO2，D项错误；
故选C。
10．A
【详解】A．SO2溶液呈酸性可使石蕊试液变红，但不褪色，故A错误；
B．二氧化硫是还原剂，在葡萄酒中添加微量SO2作抗氧化剂，故B正确；
C．将SO2水溶液中通入H2S气体，发生氧化还原反应生成淡黄色沉淀S，故C正确；
D．SO2具有还原性、过氧化氢具有氧化性，两者反应生成硫酸根，在溶液中反应生成BaSO4白色沉淀，故D正确；
故选：A。
11．D
【详解】硫的氧化物、氮的氧化物的过量排放是形成酸雨的主要原因，故选项中符合题意的为，故选D。
12．C
【详解】A．浓硫酸能将木炭氧化成CO2，而本身被还原为SO2，故浓硫酸具有强氧化性，A项正确；
B．随着反应进行，浓硫酸逐渐变稀，而稀硫酸与铜不反应，故硫酸会有剩余，B项正确；
C．常温下，铝在浓硫酸中其表面会被氧化生成一层致密的氧化铝薄膜而钝化，C项错误；
D．由复分解反应发生的条件可知，该反应生成了难溶的CuS，同时得到硫酸，说明CuS既不溶于水也不溶于稀硫酸，D项正确；
答案选C。
13．A
【详解】A．浓硫酸使糖类物质中H、O按2：1进行脱水炭化，体现浓硫酸的脱水性，故A错误；
B．HNO3具有强氧化性，可与Pt、Au除外的大多数金属发生氧化还原反应，如可溶解铜、银等不活泼金属，生成硝酸铜和硝酸银，故B正确；
C．二氧化硅具有良好的导光性，可用于制造光导纤维，故C正确；
D．氮化硅陶瓷为新型无机非金属材料，具有耐高温、抗氧化、耐腐蚀等性能，是制造火箭发动机的理想材料，故D正确；
故选：A。
14．D
【分析】向硫酸钙悬浊液中通入足量的氨气，使溶液呈碱性，再通入适量的二氧化碳气体，硫酸钙与氨气、水和二氧化碳反应生成硫酸铵和碳酸钙沉淀，过滤得到碳酸钙沉淀和滤液，碳酸钙高温分解生成二氧化碳和氧化钙，滤液通过结晶得到硫酸铵，据此判断。
【详解】A．由于在水中溶解度不大，而极易溶于水，应先通入足量，使溶液呈碱性，然后再通入适量，反应的化学方程式为，通入和的顺序不可以互换，故A错误；
B．操作1为过滤，操作2是从溶液中得到溶质固体的过程，需要蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等，故B错误；
C．反应过程中二氧化碳参与反应生成硫酸铵和碳酸钙，碳酸钙分解生成二氧化碳，工艺流程中产生的可循环利用，通入的二氧化碳不能过量，否则碳酸钙会溶解转化为溶于水的碳酸氢钙，故C错误；
D．硫酸钙与氨气、水和二氧化碳反应生成了硫酸铵和碳酸钙沉淀，发生的主要化学反应为：。反应的离子方程式为，故D正确；
故选D。
15．C
【详解】浓硫酸具有酸性、强氧化性、吸水性、脱水性等。浓硫酸可使湿润的蓝色石蕊试纸先变红，体现了它的酸性，后变黑是因为纸张被浓硫酸脱水碳化，体现了浓硫酸的脱水性，故C正确。答案选C。
16．(1)4NH3+5O24NO+6H2O
(2)2NO＋O2=2NO2
(3)3NO2+H2O=2HNO3+NO
【详解】（1）NH3、O2在催化剂、加热条件下反应生成NO和H2O，化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O。
（2）NO能与空气中的O2反应生成NO2，化学方程式为2NO＋O2=2NO2。
（3）NO2溶于水与水反应生成HNO3和NO，化学方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO。
17． 生物固氮 大气固氮 工业固氮 铵态氮肥 有机氮肥 尿素 氮、磷、钾
【详解】氮的固定是将空气中游离态的氮转化为化合态的氮，按照固氮方式的不同可以分为生物固氮、大气固氮、工业固氮；按照氮元素存在的形式不同，氮肥可分为：铵态氮肥，硝态氮肥和有机氮肥；目前氮肥中使用量最多的一种肥料是尿素；含氮、磷、钾三要素中的两种或两种以上的化学肥料称为复合肥料。
18．(1)Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3+2H2O
(2) b NaNO2+NH4ClNaCl2+N2+2H2O
(3)干燥气体
(4) 氨的催化氧化为放热反应 有红棕色气体生成
(5)4NH3+5O24NO+6H2O
【分析】实验室常用氯化铵和消石灰加热反应生成氨气，实验室常用锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，实验室可用饱和亚硝酸钠(NaNO2)溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气，将氮气和氢气混合通入到浓硫酸中，再催化剂加热条件下反应生成氨气，氨气在催化剂条件下和氧气反应生成一氧化氮和水。
【详解】（1）图1制备氨气，装置是试管，说明里面是固体和固体加热得到氨气，即用氯化铵和氢氧化钙固体加热，其反应的化学方程式：Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3+2H2O；故答案为：Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3+2H2O。
（2）制取氢气一般是固体和液体不加热得到氢气，因此从图3中选择制取氢气的合适装置：b，实验室制取氮气是用亚硝酸钠和氯化铵加热反应得到，其反应的化学方程式NaNO2+NH4ClNaCl2+N2+2H2O；故答案为：b；NaNO2+NH4ClNaCl2+N2+2H2O。
（3）根据题意氢气、氮气通入到浓硫酸中，两者气体混合后在催化剂加热条件下得到氨气，需要要干燥的混合气体，因此浓硫酸还有干燥气体的作用；故答案为：干燥气体。
（4）根据题意，能使铂丝保持红热，说明不要外界提供热量就能反应，则说明该反应使铂丝保持红热是氨的催化氧化为放热反应。氨气催化氧化生成NO，NO和氧气反应生成二氧化氮，因此锥形瓶中还可观察到的现象是有红棕色气体生成；故答案为：氨的催化氧化为放热反应；有红棕色气体生成。
（5）乙装置中氨催化氧化生成一氧化氮和水，其反应的化学方程式：4NH3+5O24NO+6H2O；故答案为：4NH3+5O24NO+6H2O。
19．(1)分液漏斗
(2)2Fe3++2H2O+SO2=2Fe2++4H++SO
(3)Ba2++SO=BaSO4↓
(4)硝酸将亚铁离子氧化为铁离子
(5)无色气体变为红棕色
(6)HNO3>Fe3+>SO
【详解】（1）仪器a为分液漏斗，答案：分液漏斗；
（2）A装置中的Fe3+和SO2反生氧化还原反应，Fe3+被还原为Fe2+，SO2被氧化为，离子方程式2Fe3++2H2O+SO2=2Fe2++4H++SO，答案：2Fe3++2H2O+SO2=2Fe2++4H++SO；
（3）加入KSCN溶液后溶液不变色，说明Fe3+完全被还原为Fe2+，再加入BaCl2溶液产生白色沉淀，和Ba2+生成BaSO4沉淀，离子方程式Ba2++SO=BaSO4↓，答案：Ba2++SO=BaSO4↓；
（4）Fe2+呈浅绿色，具有还原性，HNO3具有强氧化性，能将Fe2+氧化为为Fe3+，所以浅绿色溶液变为黄色的原因是硝酸将亚铁离子氧化为铁离子，答案：硝酸将亚铁离子氧化为铁离子；
（5）液面上方是NO气体，NO气体与氧气反应生成红棕色气体NO2。往A中通入空气，液面上方会观察到无色气体变为红棕色，答案：无色气体变为红棕色；
（6）由实验Ⅰ、Ⅱ可得出，Fe3+和SO2反生氧化还原反应，Fe3+被还原为Fe2+，SO2被氧化为，氧化性Fe3+>SO，实验Ⅲ可知可知HNO3能将Fe2+氧化为为Fe3+，氧化性HNO3>Fe3+，所以氧化性HNO3>Fe3+>SO，答案：HNO3>Fe3+>SO。
20．(1)4×104
(2)8.96×105
(3)4
【详解】（1）某工厂使用的煤中硫的质量分数为1.28%，该工厂每天燃烧这种煤100t，100t该煤含S的物质的量为 mol。
（2）由硫原子个数守恒可知，假设煤中的硫全部转化为SO2，每天产生的SO2物质的量为 mol、在标准状况下体积为4×104mol×22.4L/mol=8.96×105L。
（3）由硫原子个数守恒可知，若把产生的二氧化硫全部用来生产硫酸，理论上每天产生的硫酸的物质的量为4×104mol，则每天可得到98%的浓硫酸的质量，即4吨。
21．(1)mol L-1
(2)mol L-1
(3)mol L-1
【分析】题目没有给出计算浓度所需的具体数据，只能利用气体摩尔体积相关知识计算，容器中充满气体时，容器容积即气体体积，按标准状况下，利用换算出气体的物质的量，实验完成后，根据气体的溶解性或发生反应的化学方程式来确定溶质物质的量和容器内溶液的体积，代入计算所得溶液的浓度。
【详解】（1）标准状况下，假设容器容积为VL，充满HCl气体时，HCl气体体积为VL，物质的量为，HCl极易溶于水，实验后容器内充满液体，所得溶液体积也为VL，其浓度为：。
（2）标准状况下，假设容器容积为VL，充满NO2气体时，NO2气体体积为VL，物质的量为，实验时NO2溶于水后与水反应：，所得溶液溶质是，物质的量是，容器内溶液体积为，其浓度为：。
（3）标准状况下，假设容器容积为VL，按n(NO2)：n(O2)=2：1充满NO2、O2混合气体，NO2、O2体积分别为、，其物质的量为、，实验时NO2、 O2溶于水后与水反应：，氧气过量，所得溶液溶质是，物质的量，容器内溶液体积为，其浓度为：。
