5.2 氮及其化合物 同步练习题
一、单选题
1．能正确表示下列反应的离子方程式的是
A．向Fe(NO3)2稀溶液中加入盐酸：3Fe2++4H++=3Fe3++NO↑+2H2O
B．三氯化铁溶液中通入过量硫化氢气体：2Fe3++3H2S=2FeS↓+S↓+6H+
C．氯化铵浓溶液跟浓NaOH溶液混合后加热：+OH-NH3·H2O
D．Ba(OH)2溶液中滴入NaHSO4溶液至Ba2+恰好完全沉淀：2H+++Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O
2．氮是自然界各种生物体生命活动不可缺少的重要元素。氮元素的“价—类”二维图如下图所示，下列说法正确的是
A．在自然界里，氮元素主要以化合态存在于空气中
B．与反应时，只作还原剂
C．硝酸是强氧化性酸，在常温下能与金发生反应
D．具有一定的还原性，在一定条件下能与反应生成
3．除去下列试样中的杂质(括号内的物质为杂质)，选用的试剂正确的是
选项 A B C D
试样 NO(NO2) Fe(Cu) CO2(HCl) SO2(CO2)
除杂试剂 硫酸 饱和溶液 溶液
A．A B．B C．C D．D
4．为除去括号内的杂质，所选用的试剂不正确的是
A．Cl2(HCl)，通过饱和食盐水
B．SO2(CO2)，通过酸性高锰酸钾溶液
C．NO(NO2)，通入水中
D．NaOH溶液[Ca(OH)2]，加入适量Na2CO3溶液，过滤
5．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
6．管道工人曾经用浓氨水检查氯气管道是否漏气。已知能发生如下反应(在有水蒸气存在的条件下)：2NH3＋3Cl2＝6HCl＋N2。下列说法错误的是( )
A．若管道漏气，遇氨就会产生白烟 B．该反应属于复分解反应
C．该反应属于氧化还原反应 D．该反应中Cl2是氧化剂
7．研究表明，氮氧化物(NOx)和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关，其转化关系如图所示：
下列关于雾霾及其形成的叙述中，不正确的是
A．与燃料燃烧有关 B．涉及氧化还原反应、化合反应等
C．雾霾中含有NH4NO3和(NH4)2SO4 D．NH3是形成无机颗粒物的催化剂
8．下列有关氮及其化合物的性质与用途具有对应关系的是
A．氨水具有碱性，可用于去除烟气中的是SO2
B．NH3易溶于水，可用作制冷剂
C．浓硝酸具有酸性，可用于钝化铁、铝
D．HNO3具有氧化性，可用于生产氮肥NH4NO3
9．下列关于气体的检验不正确的是
A．能使品红溶液褪色且使澄清石灰水变浑浊的无色气体为SO2
B．气体通过无水CuSO4，粉末变蓝，证明原气体中含有水蒸气
C．能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体为NH3
D．能使酸性KMnO4溶液、溴水均褪色的气体为乙烯
10．下列试剂不会因为空气中的氧气而变质的是
A．过氧化钠 B．氢硫酸 C．硫酸亚铁 D．一氧化氮
二、填空题
11．(一)下图图1为氮元素及其化合物的转化关系，图2为实验室制取某气体的装置。完成下列填空：
(1)图1中X的化学式为___________。从化合价上看，X具有___________(填“氧化”或“还原”)性。
(2)实验室常用图2中的发生装置制备氨气，该反应化学方程式为_____。若要收集一瓶氨气，图2虚框中的连接图应为_____ (选填编号，气体均从左面导管进入)。
下列试剂不能用于干燥的是_____ (选填字母)。
A．浓硫酸 B．碱石灰 C． 固体 D．无水
(3)写出NH3→NO化学方程式：_____。
(4)汽车排气管上装有催化转换器可减少尾气对环境的污染，汽车尾气中的有害气体和在催化下可相互反应转化为无毒无害气体排放，写出该反应的化学方程式___________。工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理。与按物质的量之比被足量溶液完全吸收后只得到一种钠盐，该钠盐的化学式是___________。
12．氮元素可以形成多种化合物。
(1)实验室采用“固固加热”制备氨气的化学方程式：___________；
(2)亚硝酸钠(NaNO2)像食盐一样有咸味，但有很强的毒性，误食NaNO2会使人中毒。已知亚硝酸钠能发生如下反应：，该反应被氧化的元素是___________；(写元素名称)
(3)在汽车排气管上安装催化转化装置，可使尾气中的NO和CO反应转化为无污染的物质。请完成一定条件该反应的化学方程式：___________；
(4)制备硝酸主要有三步转化过程如下：
反应Ⅲ中，氧化剂与还原剂的质量之比为___________，每生成1mol HNO3转移电子数为___________NA。
三、计算题
13．(1)将加入到100mL一定浓度的硝酸溶液中，两者恰好完全反应，同时产生标准状况下和的混合气体。
①写出NO生成时的离子反应方程式___________。
②混合气体中NO和的体积比为___________。
③原硝酸溶液的物质的量浓度为___________。
(2)1.52g铜镁合金完全溶解于50mL密度为1.40g/mL、质量分数为63%的浓硝酸中，得到NO2和N2O4的混合气体1120mL(标准状况)，向反应后的溶液中加入1.0mol/LNaOH溶液，当金属离子全部沉淀时，得到2.54g沉淀。
①该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度为___________。
②该合金中铜的质量为___________。
③NO2和N2O4的混合气体中，N2O4的体积分数为___________。
④得到2.54g沉淀时，加入NaOH溶液的体积为___________。
14．若将100mL 1mol/LHNO3和100mL 0.5mol/LH2SO4混合后，加入9.6g铜粉，微热，充分反应。
（1）生成气体在标准状况下体积为多少________？
（2）反应后溶液中铜离子的浓度是多少________？
四、实验题
15．二氧化氮是主要的大气污染物之一，工业上在一定条件下用NH3可将NO2还原。在实验室对该反应进行了探究。实验设计如下(部分夹持装置省略)：
回答下列问题：
(1)用装置A制备，其中发生反应的化学方程式为____________；装置B内的试剂是______。
(2)实验室中，检验溶液中含有的操作方法是__________________。
(3)装置D中发生反应的化学方程式是____________，铜丝可抽动的优点是______。
(4)和在M中充分反应后，产生两种对环境友好的物质，该反应的化学方程式为____________，M中可观察到的现象是____________。
16．研究性学习小组的同学们为了制取并探究NO的性质，分别设计了甲、乙两组实验(装置如下图所示，夹持仪器已略去)。
(1)甲组实验中，同学们观察到集气瓶中收集到无色气体。
①铜与稀硝酸反应的化学方程式是________________________。
②此实验可证明NO的性质是无色、__________________。
③部分同学认为该实验不能确定是铜与稀硝酸反应生成了NO，因为集气瓶中无色气体的来源可能是_____________________________________(用化学方程式表示)。
(2)乙组实验的操作步骤是：
①关闭活塞K1，打开活塞K2，将过量稀硝酸加入石灰石中。该操作的目的是__________________。
②待石灰石反应完全后，将铜丝插入过量稀硝酸中。
③一段时间后，欲证明圆底烧瓶中收集到的无色气体是NO，应进行的操作是____________________，观察到的现象是______________________，有关反应的化学方程式是_____________________________________。
五、元素或物质推断题
17．X、Y、Z、W是原子序数由小到大的四种短周期元素，其中X、Z、W可分别与氢元素组成共价化合物XH3、H2Z和HW；Y与氧元素可组成离子化合物Y2O和Y2O2。
(1)写出Y2O的电子式：__，Y2O2含有的化学键类型是___。
(2)W元素在元素周期表中的位置是第__周期第__族。
(3)XH3、H2Z和HW三种化合物，其中一种与另外两种都能反应，该化合物在实验室制备的化学反应方程式为：__。
(4)水的沸点比H2Z要__(填“高”或者“低”)，原因是__。
(5)由X、W组成的化合物分子中，X、W原子的最外层均达到8电子的稳定结构，该化合物遇水可生成一种具有漂白性的化合物，试写出该反应的化学方程式：__。
【参考答案】
一、单选题
1．A
解析：A．向Fe(NO3)2稀溶液中加入盐酸，硝酸根离子在酸性环境下具有强氧化性，能够将Fe2+氧化成Fe3+，反应的离子方程式为，故A正确；
B． 三氯化铁溶液中通入过量硫化氢气体，铁离子将硫化氢氧化成硫单质，反应的离子方程式为：，故B错误；
C．氯化铵浓溶液跟浓NaOH溶液混合后加热生成氨气，正确的离子方程式为：，故C错误；
D．钡离子恰好沉淀时，氢氧化钡与硫酸氢钠按照物质的量1：1反应，正确的离子方程式为：，故D错误；
答案选A。
2．D
解析：A．在自然界里，氮元素主要以游离态存在于空气中，故A错误；
B．二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮，反应中氮元素的化合价即升高被氧化又降低被还原，二氧化氮即是反应的氧化剂也是反应的还原剂，故B错误；
C．金是不活泼金属，常温下浓硝酸不能与金发生反应，故C错误；
D．氨气具有一定的还原性，催化剂作用下，氨气能与一氧化氮发生催化氧化反应生成氮气和水，故D正确；故选D。
3．A
解析：A．NO2与H2O反应生成NO，3NO2+H2O=2HNO3+NO，因此可以用H2O除去NO中的NO2，A正确；
B．H2SO4与Fe反应，H2SO4+Fe=FeSO4+H2↑，不能除去Cu，B错误；
C．CO2也能与Na2CO3反应，Na2CO3+H2O+CO2= 2NaHCO3，C错误；
D．SO2也能与Ca(OH)2反应，SO2+Ca(OH)2= CaSO3↓+H2O，D错误；
故选A。
4．B
解析：A．Cl2难溶于饱和食盐水、HCl极易溶于水，Cl2中HCl)可通过饱和食盐水除去，A正确；
B． SO2能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应，通过酸性高锰酸钾溶液时SO2被吸收，B不正确；
C．二氧化氮与水反应生成NO和硝酸，故 NO中的NO2通入水中即可提纯，C正确；
D． 氢氧化钙和适量碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，则NaOH溶液中Ca(OH)2可通过加入适量Na2CO3溶液、过滤来提纯，D正确；
答案选B
5．C
解析：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。
6．B
解析：A. 若管道漏气，氯气和少量氨气发生反应：2NH3＋3Cl2＝6HCl＋N2，生成的HCl与过量氨气反应得氯化铵，故遇氨就会产生白烟，A正确；
B. 该反应不属于复分解反应、属于氧化还原反应，B错误；
C. 该反应中元素化合价有变化，属于氧化还原反应，C正确；
D. 该反应中氯元素化合价降低，故Cl2是氧化剂，D正确；
答案选B。
7．D
解析：A．根据图示，燃料燃烧产生的颗粒物形成雾霾，则雾霾形成与燃料燃烧有关，故A正确；
B．如图所示，S元素的化合价升高，化合价发生变化，属于氧化还原反应，三氧化硫和水反应生成硫酸，属于化合反应，则B正确；
C．根据图示，NH4NO3 和(NH4)2SO4构成无机颗粒物，无机颗粒物形成雾霾，故C正确；
D．根据NH3参与反应转化为铵盐，为反应物，不是催化剂，故D错误；
答案选D。
8．A
解析：A．氨水吸收二氧化硫生成亚硫酸铵(或亚硫酸氢铵)，A正确；
B．液氨汽化时吸收大量的热，可用作制冷剂，B错误；
C．浓硝酸具有强氧化性，可用于钝化铁、铝，C错误；
D．硝酸吸收氨气生成硝酸铵，体现了硝酸的酸性，D错误；
故选A。
9．D
解析：A．能使品红溶液褪色且使澄清石灰水变浑浊的无色气体为SO2，A正确；
B．气体通过无水CuSO4，粉末变蓝，白色无水CuSO4变成蓝色 ，证明原气体中含有水蒸气，B正确；
C．能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体是碱性气体，为NH3，C正确；
D．使酸性KMnO4溶液、溴水均褪色的气体可能为SO2、乙烯等，D错误；
故选D。
10．A
解析：A．Na2O2会与空气中的CO2、SO2、水蒸气等物质反应，但不与氧气反应，A符合题意；
B．H2S会被氧气氧化，即2H2S+O2=2S↓+2H2O，B不符合题意；
C．亚铁会被氧气氧化三价铁，C不符合题意；
D．NO会与氧气反应生成NO2，即2NO+O2=2NO2，D不符合题意。
故答案选A
二、填空题
11．(1) 氧化
(2) ① AD
(3)
(4)
解析： (1)X中氮元素化合价是+5，氧化物的化学式为N2O5，氮元素处于最高价，因此X具有氧化性；
(2)实验室常用NH4Cl与氢氧化钙制备氨气，该反应的化学方程式为；氨气极易溶于水，比空气轻，收集方法只能用向下排空气法收集，导气管位置短进长出，气体从左边通入时，应选①；氨气为碱性气体，浓硫酸具有酸性，会与氨气发生反应，故不能用浓硫酸干燥氨气，碱石灰和NaOH固体均可以吸收水蒸气，且不吸收氨气，可以干燥氨气，无水CaCl2能够吸收氨气，形成配合物，不能用来干燥氨气，答案选AD；
(3)氨气发生催化氧化生成NO和水，反应的化学方程式为；
(4)汽车尾气中的有害气体CO和NO反应可转化为无害气体（N2、CO2）排放，CO中C的化合价升高2价，NO中N的化合价降低2价，根据化合价升降守恒和原子守恒可知，其化学反应方程式为，NO与NO2按物质的量之比1：1被足量NaOH溶液完全吸收，根据电子守恒，可推断出生成物中N元素的化合价为+3价，故生成的盐为NaNO2。
12． 碘 1
解析：(1)实验室采用氢氧化钙和氯化铵加热制取氨气，其反应的化学方程式是；
(2)，从反应中元素的化合价变化来看，碘元素从-1价升到0价，被氧化，所以被氧化的元素是碘。
(3)汽车尾气中NO和CO反应转化为无污染的物质，可以知道反应物是氮气和二氧化碳，所以反应的化学方程式是。
(4)反应Ⅲ是指二氧化氮溶于水的反应，其反应的化学方程式是3NO2+H2O=2HNO3+NO，在该反应中，氮元素的化合价一部分升高，一部分降低，则NO2既是氧化剂，又是还原剂，根据化学计量数可知氧化剂和还原剂的质量比，根据化学方程式可知，生成2mol硝酸转移电子2mol，则生成1mol HNO3转移电子数为1mol。
三、计算题
13． 3Cu＋8H＋＋2NO=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O 1：3 10mol·L－1 14mol·L－1 1.28g 20% 640mL
解析：(1)①铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮、水，离子方程式为：3Cu＋8H＋＋2NO=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O；
②加入到100mL一定浓度的硝酸溶液中，两者恰好完全反应，Cu的物质的量为，Cu转化为Cu2+，该反应转移电子0.6mol，产生标准状况下和的混合气体，混合气体的物质的量为，设NO2为x mol，NO为y mol，根据N原子守恒和电子守恒，则有，解得，所以混合气体中NO和的体积比为1：3；
③根据N原子守恒：，硝酸体积为100mL，则其物质的量浓度为；
(2)①该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度为；
②铜镁合金的质量为1.52g，向反应后的溶液中加入1.0mol/LNaOH溶液，当金属离子全部沉淀时，得到2.54g沉淀，OH-的质量为2.54g-1.52g=1.02g，其物质的量为，根据电荷守恒可知，金属提供的电子物质的量等于OH-的物质的量，设Cu为x mol，Mg为y mol，则有，解得，所以该合金中铜的质量为；
③NO2和N2O4的混合气体1120mL(标准状况)，混合气体的物质的量为，设NO2的物质的量为a mol，N2O4的物质的量为(0.05-a) mol，Cu的物质的量为0.02mol，Mg的物质的量为0.01mol，根据电子转移守恒可知，，解得a=0.04，则N2O4的物质的量为0.01mol，N2O4的体积分数为；
④反应后溶质为硝酸钠，根据N原子守恒可知，硝酸钠的物质的量为，根据Na离子守恒可知，，则加入NaOH溶液的体积为。
14．12L 0.375mol/L
解析：100mL 1mol/LHNO3，硝酸的物质的量为：；100mL 0.5mol/LH2SO4，硫酸的物质的量为：，溶液中氢离子是0.2mol；加入9.6g铜粉，；根据3Cu+8H＋+2NO3－＝3Cu2＋+2NO↑+4H2O可知氢离子不足，铜和硝酸根过量，则
（1）根据方程式可知生成NO是，标况下气体体积为1.12L；
（2）反应后的铜离子均来自于参与反应的铜，消耗铜是，混合后溶液的体积为200mL，故反应后溶液中铜离子的浓度是。
四、实验题
15．(1) 碱石灰
(2)取适量样品于试管中，滴加适量NaOH溶液，微热，在试管口出放置一张湿润的红色石蕊试纸，观察试纸是否变蓝。如果发现红色石蕊试纸变蓝色，说明原溶液中含有；如果试纸没有变化，则没有。
(3) 便于控制反应的发生和停止
(4) 气球体积先变大后变小，红棕色逐渐变浅，玻璃管壁有液滴
【分析】装置A为NH3制备装置，可选用NH4Cl与Ca(OH)2加热反应，装置B目的是干燥NH3，可选用碱石灰，装置D是利用Cu与浓硝酸反应制备NO2的装置，装置C作用是干燥NO2，NH3和NO2在M中催化剂的作用下反应生成无毒的N2和H2O，用气球收集防止未反应的尾气污染空气。
解析：（1）装置A是固固加热型的装置，制备NH3，应选择氯化按和氢氧化钙加热反应，反应的化学方程式为，装置B的作用是干燥氨气，可选择碱性干燥剂，如碱石灰，故答案为：；碱石灰；
（2）检验溶液中含有，可取适量样品于试管中,滴加适量NaOH溶液，微热，在试管口出放置一张湿润的红色石蕊试纸，观察试纸是否变蓝。如果发现红色石蕊试纸变蓝色，说明原溶液中含有；如果试纸没有变化，则没有；
（3）装置D中铜和浓硝酸发生反应，生成硝酸铜，二氧化氮和水，离子方程式是，铜丝上下抽动可使反应物分离，优点是便于控制反应的开始和停止。故答案为：；便于控制反应的发生和停止；
（4）NH3和NO2在M中充分反应后，生成氮气和水，该反应的化学方程式为，M中二氧化氮被消耗，浓度降低，可观察到的现象是气球体积先变大后变小，红棕色逐渐变浅，玻璃管壁有液滴。
故答案为：；红棕色逐渐变浅，玻璃管壁有液滴。
16． 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 难溶于水 3NO2+H2O=2HNO3+NO 生成CO2，排尽装置中的空气 打开K1，用气囊鼓入空气 圆底烧瓶内的无色气体变为红棕色 2NO+O2=2NO2
【分析】乙装置：用稀硝酸与石灰石反应生成二氧化碳，排尽装置中的空气，防止干扰后续实验，铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮、水，圆底烧瓶中收集NO，欲证明圆底烧瓶中收集到的无色气体是NO，打开K1，用气囊鼓入空气，若发生2NO+O2=2NO2，可观察到圆底烧瓶内的无色气体变成红棕色的现象，氢氧化钠为尾气吸收装置。
解析：(1)①铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮、水，化学方程式为3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O；
②甲组实验同学们观察到集气瓶中收集到无色气体，即能用排水法收集NO，说明NO无色、难溶于水；
③如果生成二氧化氮，二氧化氮与水反应能生成一氧化氮，反应的方程式为：3NO2+H2O=2HNO3+NO；
(2)①稀硝酸与石灰石反应生成二氧化碳，反应的离子方程式为2H++CaCO3═Ca2++CO2↑+H2O，利用生成的二氧化碳排尽装置中的空气；
③欲证明圆底烧瓶中收集到的无色气体是NO，需要根据无色的一氧化氮与氧气反应生成红棕色的二氧化氮验证，所以应进行的操作是打开K1，用气囊鼓入空气，可观察到的现象是圆底烧瓶内的无色气体变成红棕色，反应的化学方程式是：2NO+O2=2NO2。
五、元素或物质推断题
17． Na+[::]2-Na+ 离子键、共价键 三 ⅦA 2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O 高 水分子间会形成氢键 NCl3+3H2O=3HClO+NH3
【分析】原子序数由小到大排列的四种短周期元素X、Y、Z、W，其中X、Z、W与氢元素可组成XH3、H2Z和HW共价化合物，则X为N；Y与氧元素可组成Y2O和Y2O2离子化合物，Y为Na，Z为S，W为Cl，然后分析。
解析：根据分析可知，X、Y、Z、W分别为N、Na、S、Cl，
(1)过氧化钠中钠离子与过氧根离子通过离子键结合，两个氧原子通过共价键结合，所以含有的化学键类型为离子键、共价键，电子式为；
(2) W是氯元素，有三层电子，最外层电子数为7，在元素周期表中的位置是第三周期第ⅦA族；
(3) 氨气为碱性气体，与硫化氢、氯化氢都能反应生成铵盐，实验室制取氨气是利用氯化铵和熟石灰加热的条件下反应，实验室制取氨气的化学方程式为：2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O；
(4) 水和硫化氢都是分子晶体，水的沸点较高，虽然硫化氢的相对分子质量大于水，但是水分子中存在氢键，导致分子间作用力较大，沸点高于硫化氢；
(5)由X、W组成的化合物分子中，X、W原子的最外层均达到8电子稳定结构，则该化合物为NCl3，遇水可生成一种具有漂白性的化合物次氯酸和氨气，反应的方程式：NCl3+3H2O=3HClO+NH3
