第3章第3节氮的循环同步练习
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列反应不属于氮的固定的是
A．工业上利用氮气和氢气合成氨气
B．高温或光照时，浓硝酸受热分解
C．雷雨时，空气中的氮气和氧气反应生成一氧化氮
D．豆科植物粉红色的根瘤将空气中的氮气转化为含氮化合物
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．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
4．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
5．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
6．铜与一定量浓硝酸恰好完全反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，将这些气体与0.84 L O2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸，若向所得硝酸铜溶液中加入5 mol·L-1NaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，消耗NaOH溶液的体积是
A．60 mL B．45 mL C．30 mL D．15 mL
7．合理施用化肥，有利于农作物的生长和减少环境污染，下列有关化肥的说法不正确的是
A．为保证高产尽量多施用化肥 B．不能将氯化铵与碱性物质混合施用
C．KNO3是一种常用的复合肥料 D．提倡将农家肥与化肥综合施用
8．下列对化肥的认识不正确的是
A．KNO3是一种复合肥
B．施用氮肥，能促进植物茎叶生长
C．铵态氮肥不能与碱性肥料混合使用
D．化肥能提高粮食产量，施用越多越好
9．依据图中氮元素及其化合物的转化关系，判断下列说法不正确的是
A．是
B．可用排空气法收集气体
C．工业上以、空气、水为原料生产硝酸
D．由，从原理上看，可与反应实现
10．下列关于自然界中氮循环(如图)的说法错误的是
A．人类活动参与了氮循环
B．碳、氢、氧三种元素也参加了氮循环
C．含氮无机物和含氮有机物可相互转化
D．氮元素均被氧化
11．下列对于某些离子的检验及结论中一定正确的是
A．加入稀盐酸产生无色无味气体，将气体通入澄清石灰水中，溶液变浑浊，则一定有
B．加入氯化钡溶液有白色沉淀产生，再加盐酸，沉淀不消失，则一定有
C．加入氢氧化钠溶液并加热，产生的气体能使湿润红色石蕊试纸变蓝，一定有
D．加入碳酸钠溶液产生白色沉淀，再加盐酸，白色沉淀消失，一定有Ba2+
12．下列关于氮及其化合物的说法正确的是
A．化学性质稳定，可用作保护气
B．、均为大气污染气体，在大气中可稳定存在
C．、均无色气体
D．、均能与水发生反应
13．以下关于铜跟浓、稀HNO3反应的说法中错误的是
A．1mol浓HNO3被还原转移2mol电子
B．Cu与浓HNO3反应剧烈，故氧化性浓HNO3强于稀HNO3
C．Cu与浓、稀HNO3反应都不需加热
D．生成等量的Cu(NO3)2，消耗浓HNO3的量多
14．一定质量的Fe和Cu的混合物中加入少量稀硝酸，若充分反应后剩余固体质量为mg，再向其中加入少量稀硫酸，充分反应后剩余固体质量为ng，则下列判断正确的是
A．加入稀硫酸前，溶液中一定有 B．m可能等于n
C．m一定大于n D．最终溶液中可能有
15．已知土壤胶体粒子带负电荷，能吸收土壤中的正离子，有利于有些植物对正离子的吸收；向土壤中施用含氮量相等的下列化肥，从化学式分析其中肥效最低的是
A．NH4NO3 B．NH4Cl C．NH4HCO3 D．(NH4)2SO4
二、填空题
16．硝酸是用途广泛的重要化工原料，化工生产中合成硝酸各物质转化关系如下图所示，请结合你所学的知识回答以下问题：
(1)硝酸一般盛放在棕色试剂瓶中，请用化学方程式说明原因___________。
(2)上图①～⑥各步转化中，属于氮的固定的是___________(填序号)。
(3)氨的催化氧化是工业合成硝酸的重要步骤，其化学方程式为___________。与水反应的反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为___________。
(4)铜与稀硝酸反应的离子方程式为：___________。浓硝酸可以用铝制容器盛装的原因是：___________。
17．甲同学采用图Ⅰ装置验证铜与稀硝酸的反应，并用排水法收集NO气体。
(1)反应过程中的实验现象是_________。
(2)乙同学认为虽然收集到的气体为一氧化氮，但并不能说明反应中一定生成一氧化氮。你认为他的理由是_________。
(3)丙同学采用图Ⅱ装置进行实验，证明了铜与稀硝酸反应生成一氧化氮。该实验的步骤如下表所示，请在表格中填写对应的实验现象。
实验步骤 实验现象
①从U形管左端加入稀硝酸，直至充满U形管右端 —
②用附有铜丝的胶塞塞住U形管右端，观察现象 _________
③待反应停止后打开胶塞，观察实现现象 _________
(4)从环境保护角度看，丙同学的实验存在什么缺陷_________。
三、实验题
18．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”)。
19．NH3是重要的化工原料。
(1)实验室可用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3，反应发生、气体收集和尾气处理装置依次为_______。
(2)某化学课外活动小组设计了如图所示组合装置进行氨气的性质探究实验(部分固定装置略去)。
①装置A的分液漏斗中盛放浓氨水，则烧瓶中盛放的药品应该是_______；装置B中盛放的试剂是_______。
②点燃C处酒精灯，关闭弹簧夹2，打开弹簧夹1，从分液漏斗放出浓氨水至浸没烧瓶中固体后，关闭分液漏斗活塞，稍等片刻，装置C中黑色固体逐渐变红，发生反应的化学方程式：_______；装置E中溶液里出现大量气泡，同时产生_______(现象)。反应后，装置E中除存在较多的H＋外，还可能存在的一种阳离子是_______。
③关闭弹簧夹1，打开弹簧夹2，发现装置F中产生白烟，同时发现G中溶液迅速倒吸流入F中，写出产生白烟的化学方程式：_______；液体倒吸的原因是_______。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案：
1．B
【分析】氮的固定指的是氮元素由游离态转化为化合态，以此解题。
【详解】A．利用氮气和氢气合成氨气属于氮元素由游离态转化为化合态，A不符题意；
B．浓硝酸受热分解属于一种含氮化合物变为另外一种氮的化合物，不属于氮的固定，B符合题意；
C．氮气和氧气反应生成一氧化氮属于自然固氮，C不符题意；
D．豆科植物粉红色的根瘤将空气中的氮气转化为含氮化合物属于自然固氮，D不符题意；
故选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。
4．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。
5．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。
6．C
【详解】NO2、N2O4、NO混合气体与0.84 L O2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸，说明整个过程中被还原的HNO3反应前后没有变化，即Cu失去的电子都被O2得到了，根据得失电子守恒建立关系式：n(Cu)×2=n(O2)×4，解得n(Cu)=0.037 5 mol×2=0.075 mol，根据Cu2＋～2OH-得NaOH为0.075 mol×2=0.15 mol，则NaOH溶液的体积V==0.03 L=30 mL；
答案选C。
7．A
【详解】A．适量施用化肥既有利于提高农作物的产量，又有利于减缓环境污染，所以尽量多施用化肥的做法是不正确的，A错误；
B．将氯化铵与碱性物质混合施用时生成氨气会降低肥效，B正确；
C．硝酸钾中含有钾元素和氮元素，属于复合肥料，C正确；
D．农家肥与化肥混合施用，不但作用持久，而且效果显著，D正确；
答案选A。
8．D
【详解】A．KNO3中含有钾元素和氮元素，是一种复合肥，选项A正确；
B．施用氮肥，能促进植物茎叶生长使叶色浓绿，选项B正确；
C．铵态氮肥能与碱性肥料反应产生氨气，降低肥效，选项C正确；
D．多使用化肥使土壤板结，要将化肥和农家肥交替使用，要适量使用，选项D错误；
答案选D。
9．B
【分析】从图中可知，X中N化合价为+5价，且为N的氧化物，X为N2O5。
【详解】A．X中N化合价为+5价，且为N的氧化物，X为N2O5，A正确；
B．NO与O2反应生成NO2，因此不能用排空气法收集NO气体，B错误；
C．氨气和氧气反应制得NO，NO与氧气反应生成NO2，NO2与水反应生成硝酸，C正确；
D．根据氧化还原反应原理分析，NH3可与NO2反应生成氮气，化学方程式为8NH3+6NO2=7N2+12H2O，D正确；
故答案选B。
10．D
【详解】A．人类活动如人工固氮参与了氮循环，A正确；
B．碳、氢、氧三种元素也参加了氮循环，如制造蛋白质，B正确；
C．含氮无机物和含氮有机物可相互转化，C正确；
D．人工固氮合成氨反应中，氮元素被还原，D错误；
故选D。
11．C
【详解】A．加入稀盐酸产生无色无味气体，将气体通入石灰水中，溶液变浑浊，说明生成二氧化碳气体，溶液中可能含有HCO ，不一定含有，A错误；
B．加入氯化钡溶液有白色沉淀产生，再加盐酸，沉淀不消失，该沉淀可能是AgCl沉淀，不能说明一定有，B错误；
C．氨气可使湿润红色石蕊试纸变蓝，加入氢氧化钠溶液并加热，产生的气体能使湿润红色石蕊试纸变蓝，说明生成了氨气，则一定有，C正确；
D．加入碳酸钠溶液产生白色沉淀，再加盐酸，白色沉淀消失，该沉淀可能为碳酸钙，不一定有Ba2+，D错误；
故选：C。
12．A
【详解】A．化学性质稳定，难与其他物质反应，可用作保护气，故A正确；
B．能与氧气反应生成NO2，NO不能在大气中可稳定存在，故B错误；
C．是红棕色气体，故C错误；
D．和水不反应，与水发生反应生成硝酸和NO，故D错误；
选A。
13．A
【详解】A．铜和浓硝酸反应：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，硝酸中N的化合价从+5价降低到+4价，1molHNO3得到1mol电子，所以1mol浓HNO3被还原转移1mol电子，故A错误；
B．Cu与浓HNO3反应剧烈，与稀硝酸反应比较缓慢，故氧化性浓HNO3强于稀HNO3，故B正确；
C．铜和浓、稀硝酸反应都不需要加热，常温下即可进行，故C正确；
D．铜和浓硝酸反应的化学方程式为：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，铜和稀硝酸反应的化学方程式为：3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，生成3mol硝酸铜，消耗浓硝酸为12mol，消耗稀硝酸为8mol，所以消耗的浓硝酸的量多，故D正确；
故选A。
14．C
【分析】由题意可知，铁和铜与少量稀硝酸反应时，还原性强的铁优先与稀硝酸反应生成硝酸亚铁、一氧化氮和水，铜可能与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，则mg固体可能为铜或者铁和铜的混合物；加入少量稀硫酸时，溶液中的硝酸根离子在酸性条件下与剩余固体继续反应生成硝酸盐、一氧化氮和水，则充分反应后，ng固体可能为铜或者铁和铜的混合物，但质量一定小于mg，由铁和铜都能与铁离子反应可知，反应后的溶液中一定不存在铁离子。
【详解】A．由分析可知，加入稀硫酸前，溶液中可能含有铜离子，故A错误；
B．由分析可知，ng固体的质量一定小于mg，故B错误；
C．由分析可知，ng固体的质量一定小于mg，故C正确；
D．由分析可知，铁和铜都能与铁离子反应，则反应后的溶液中一定不存在铁离子，故D错误；
故选C。
15．A
【详解】A．NH4NO3中含N微粒为和，土壤胶体粒子带负电，能吸收，但不能吸收，会随水土流失，从而使肥效损失，A符合题意；
B．NH4Cl中含N微粒为，土壤胶体粒子能吸收并加以利用，从而有效利用此氮肥，B不符合题意；
C．NH4HCO3中含N微粒为，能被土壤胶体粒子吸收利用，从而有效利用此氮肥，C不符合题意；
D．(NH4)2SO4中含N微粒为，能被土壤胶体粒子吸收，使肥分得以有效利用，D不符合题意；
故选A。
16．(1)4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O
(2)①②
(3) 1:2
(4) 3Cu+8H++2NO＝3Cu2++2NO↑+4H2O 常温下，铝的表面被浓硝酸氧化，生成了一层致密的氧化物薄膜，这层薄膜阻止了浓硝酸与内层金属的进一步反应
【分析】氮气和氢气化合生成氨气，氨气发生催化氧化生成NO，NO被氧化生成二氧化氮，二氧化氮溶于水生成硝酸，据此解答。
【详解】（1）硝酸见光易分解，所以硝酸一般盛放在棕色试剂瓶中，反应的化学方程式为4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O。
（2）游离态氮元素转化为化合态氮元素的过程为氮的固定，因此①～⑥各步转化中，属于氮的固定的是①②；
（3）氨的催化氧化是工业合成硝酸的重要步骤，其化学方程式为；与水反应的方程式为3NO2+H2O＝2HNO3+NO，二氧化氮既是氧化剂也是还原剂，其中硝酸氧化产物，NO是还原产物，因此反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为1:2；
（4）铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，反应的离子方程式为3Cu+8H++2NO＝3Cu2++2NO↑+4H2O；由于常温下，铝的表面被浓硝酸氧化，生成了一层致密的氧化物薄膜，这层薄膜阻止了浓硝酸与内层金属的进一步反应，所以浓硝酸可以用铝制容器盛装。
17．(1)铜片逐渐溶解，溶液由无色变为蓝色，具支试管内液面上空出现少量红棕色气体，水槽试管内液面下降，收集到无色气体
(2)若反应产生的是NO2，与水反应也能产生NO，3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，排水收集到的NO为NO2与H2O反应所得
(3) 铜丝溶解，溶液变蓝色 U形管左端液面上升
(4)无色气体遇到空气变为红棕色气体；改进方案为丙同学实验中没有尾气吸收装置
【详解】（1）铜和稀硝酸反应的方程式为：3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，则反应过程中的实验现象是铜片逐渐溶解，溶液由无色变为蓝色，具支试管内液面上空出现少量红棕色气体，水槽试管内液面下降，收集到无色气体；
（2）若反应产生的是NO2，与水反应也能产生NO，3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，排水收集到的NO为NO2与H2O反应所得；
（3）①从U形管左端加入稀硝酸，直至充满U形管右端，U形管右端收集到无色气体，液面下降；
②用附有铜丝的胶塞塞住U形管右端，观察现象：铜丝溶解，溶液变蓝色；
③待反应停止后打开胶塞，观察实验现象：U形管左端液面上升；
（4）从环境保护的角度看，丙同学的实验存在的缺陷为：无色气体遇到空气变为红棕色气体；改进方案为丙同学实验中没有尾气吸收装置；应在胶塞上安装一带活塞的导管并接入盛有O2的集气瓶中。
18．(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。
19．(1)A C G
(2) NaOH固体(或CaO) 碱石灰 2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O 白色沉淀 NH 8NH3＋3Cl2=N2＋6NH4Cl Cl2与NH3反应生成NH4Cl固体，导致瓶内压强减小，引起溶液倒
【详解】（1）固固加热型制备装置应该试管口略向下倾斜，防止水蒸气在管口冷凝回流使试管炸裂，故反应发生装置选A；因为NH3密度比空气小，应该用向下排空气法收集，为了更好地排出集气瓶内的空气，导气管应该长进短出，故气体收集装置选C；NH3极易溶于水，要防倒吸，故尾气处理装置选G；
（2）①采用固液反应装置制备NH3时，可采用浓氨水与NaOH固体(或CaO)为反应物，所以烧瓶中盛放的药品应该是NaOH固体(或CaO)；氨气是碱性气体，应采用碱石灰进行干燥，所以装置B中盛放的试剂是碱石灰；
②C中CuO与NH3发生氧化还原反应生成红色的Cu、N2和H2O，反应方程式为2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O；未参加反应的NH3进入E，发生反应：2NH3＋BaCl2＋SO2＋H2O=BaSO3↓＋2NH4Cl，所以E中有白色沉淀产生，且由反应方程式可知E中另一种存在的阳离子是NH；
③关闭弹簧夹1，打开弹簧夹2，NH3进入装有Cl2的集气瓶，Cl2可将NH3氧化为N2，同时生成的HCl会和NH3反应生成NH4Cl，产生白烟，反应方程式为8NH3＋3Cl2=N2＋6NH4Cl，Cl2与NH3反应生成NH4Cl固体，导致F瓶内压强变小，所以G中溶液倒吸。
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