3.3 氮的循环 同步练习题2023-2024学年高一上学期鲁科版（2019）化学必修第一册

3.3 氮的循环 同步练习题 一、选择题 1．下列物质性质与用途具有对应关系的是 A．N2的化学性质稳定，可用于金属焊接保护 B．H2O2具有还原性，可用于处理含氰废水 C．FeCl3溶液显酸性，可用于刻蚀覆铜板 D．NaHCO3受热易分解，可用于治疗胃酸过多 2．化学与生活密切相关，下列有关说法正确的是 A．单晶硅可用于制造光导纤维 B．液氨汽化吸收大量的热，可用作制冷剂 C．冬奥会的火炬外壳使用了新型有机非金属材料——碳纤维复合材料 D．二氧化硫具有漂白性，可用于大量漂白银耳 3．下列气体的收集方法正确的是 A．NO的收集 B．NO2的收集 C．NH3的收集 D．NH3的收集 4．如图是氮的价-类二维表，下列说法不正确的是 A．可用向上排空气法收集C气体 B．物质A和C都不是酸性氧化物 C．蘸取B和D的浓溶液靠近会有白雾生成 D．一定条件下D和C可以相互转化 5．下列实验装置或操作能达到实验目的的是 A．制取 B．验证的漂白性 C．验证元素非金属性： D．进行喷泉实验 A．A B．B C．C D．D 6．检验Na2SO3是否变质所用的试剂是 A．BaCl2、HCl B．Ba(NO3)2、HNO3 C．Ba(NO3)2、HCl D．BaCl2、H2SO4 7．下列有关说法正确的是 A．加热盛有少量NH4Cl固体的试管，并在试管口放置湿润的红色石蕊试纸，石蕊试纸变蓝，说明NH4Cl显碱性 B．可用烧碱处理含高浓度的废水并回收利用氨 C．NH4CO3受热易分解，因而可用作化肥 D．氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀，反应中氨气被还原 8．下列有关实验装置能达到相应实验目的的是 A．合成氨时，装置甲可将氮气和氢气混合并达到干燥气体的目的 B．可用装置乙灼烧氢氧化铁固体制得氧化铁 C．可用装置丙制备并收集NO D．可用装置丁进行与的反应 二、填空题 9．合理施用化肥 (1)施用化肥的目的：保障农作物 ，减少农作物 。 (2)施用化肥时需考虑的因素：土壤 ，作物 ，化肥 。 (3)过量施用化肥的危害 ①很多化肥易溶于水，过量施用会造成浪费。 ②部分化肥随着雨水流入河流和湖泊，造成 ，产生 等污染现象。 ③不合理施用化肥会影响土壤的 和土壤 。 10．“价—类”二维图是元素化合物知识结构化的良好工具，如图是氮元素的“价—类”二维图。回答下列问题： (1)N2的电子式为 。 (2)若物质B为NO2，实验室制备NO2不能用排水法收集的原因是 。 (3)A是重要的化工原料，可以合成C，写出工业上以A为原料制取C的第一步反应的化学方程式： 。 (4)实验室中，检验D溶液中所含阳离子的实验操作和现象是 。 (5)铜和足量的C的稀溶液反应，当生成11.2L(标准状况)气体时，转移电子的数目为 ；反应中C表现的性质为 (填字母)。 A．只有还原性B．还原性和酸性C．只有氧化性D．氧化性和酸性 (6)把盛有48mL由NO和NO2组成的混合气体的容器倒置于水中(保持同温同压)，待液面稳定后，容器内气体的体积变为24mL，则原混合气中NO的体积是 mL。 11．化学性质 (1)硝酸是一元强酸，具有酸的通性。 硝酸与CaCO3反应的化学方程式为： 。 (2)不稳定性 硝酸不稳定， 或 易分解，化学方程式为： 。 硝酸的保存方法是 。 硝酸分解有NO2产生，并溶于硝酸中呈 色。 (3)强氧化性 硝酸是一种氧化性很强的酸，能与大多数金属(除Au、Pt等少数金属以外)、许多非金属以及有机物发生氧化还原反应。 ①HNO3与金属反应 分别写出浓硝酸、稀硝酸分别与Cu的反应方程式： ， 。 ②硝酸与非金属的反应 写出C与浓硝酸反应的方程式： 。 ③常温下浓硝酸可以使 、 等金属发生钝化。可以用 或 容器盛放浓硝酸。 12．工业以氨气为原料制备硝酸，尾气中常含有、，可用不同方法吸收。 ①水吸收法。结合化学方程式说明用水吸收的缺陷 。 ②溶液吸收法。发生的反应有：， (填化学式，无需配平)。 13．1.52g 铜镁合金完全溶解于50mL 密度为1.40 g/mL、质量分数为63%的浓硝酸中，得到NO2和N2O4的混合气体1120 mL（标准状况），向反应后的溶液中加入1.0 mol/L NaOH溶液，当金属离子全部沉淀时，得到2.54 g沉淀。则 （1）该合金中铜与镁的物质的量之比是 （2）该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是 mol/L （3）NO2和N2O4的混合气体中，NO2的体积分数是 （4）得到2.54 g沉淀时，加入NaOH溶液的体积是 mL 14．A～H等8种物质存在如下转化关系(反应条件，部分产物未标出)。已知：A是酸式盐，B是能使品红溶液褪色的气体，G是红棕色气体。按要求回答问题： (1)写出反应E→F的化学方程式： (2)写出反应G→H的化学方程式 (3)写出A与足量氢氧化钠溶液加热反应的离子方程式： (4)写出检验某溶液中是否含A中阳离子的具体操作是 。 【参考答案】 一、选择题 1．A 解析：A. N2的化学性质稳定，可用于金属焊接保护，A符合题意； B. H2O2具有强氧化性，可用于处理含氰废水，B不符合题意； C. FeCl3溶液具有氧化性，和铜反应生成氯化铜和氯化亚铁，可用于刻蚀覆铜板，C不符合题意； D. NaHCO3溶液呈弱碱性能中和胃酸，可用于治疗胃酸过多，D不符合题意； 故答案选A。 2．B 解析：A．硅可用于制造计算机芯片，二氧化硅制造光纤，A错误； B．氨气易液化、液氨汽化吸收大量的热，故液氨可用作制冷剂，B正确； C．碳纤维复合材料是新型无机非金属材料，C错误； D．食品中添加适量的二氧化硫，可以起到漂白、防腐和抗氧化的作用，但不可大量用于漂白银耳，D错误； 故选B。 3．C 解析：A．NO与氧气反应生成NO2，不能用排空气法收集NO，故A错误； B．NO2和水反应生成硝酸和NO，不能用排水法收集NO2，故B错误； C．NH3的密度小于空气，用向下排空气法收集NH3，C正确； D．NH3易溶于水，不能用排水法收集NH3，故D错误； 选C。 4．C 【分析】B是N元素的氢化物，且氮元素的化合价为-3价，则B为NH3；A为氮的氧化物，其中氮元素的化合价为+2价，则A为NO；A和C能相互转化，且C中氮元素的化合价为+4价；则C为NO2，D为酸，其中氮元素的化合价为+5价，则D为硝酸；E为含+5价氮元素的盐，则E为硝酸盐。 解析：A．由上述分析可知，C为NO2，其密度大于空气，能用向上排空气法收集NO2气体，故A正确； B． 能跟碱发生反应，只生成盐和水的氧化物称为酸性氧化物， NO和NO2都不是酸性氧化物，故B正确； C．用两根玻璃棒分别蘸取浓硝酸和浓氨水，然后靠近，生成硝酸铵，硝酸铵是固体小颗粒，因此观察到有白烟产生，而不是白雾，故C错误； D．一定条件下，NO2和硝酸可以相互转化，如3NO2+H2O=2HNO3+NO，Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，故D正确； 故选：C。 5．D 解析：A．用和浓盐酸制取，必须要加热，A错误； B．盐酸具有挥发性，从锥形瓶中出来的气体中混有氯化氢，可以与反应，不能确定是碳酸制备出硅酸，B错误； C．浓硫酸与铜粉反应需要加热，C错误； D．二氧化碳可以和氢氧化钠反应，从而产生负压，引起喷泉，D正确； 故选D。 6．A 解析：亚硫酸钠在空气中变质会生成硫酸钠，检验硫酸根离子时需防止亚硫酸根离子被氧化生成硫酸根离子或加入的硫酸根离子干扰硫酸根离子的检验，所以不能选用稀硫酸或稀硝酸或硝酸盐溶液，最佳试剂为稀盐酸和氯化钡溶液； 故选A。 7．B 解析：A．加热盛有少量NH4Cl固体的试管，NH4Cl受热发生分解反应，产生NH3、HCl，NH3是碱性气体，遇到湿润的红色石蕊试纸，NH3与水反应产生NH3•H2O，NH3•H2O是一元弱碱，电离产生OH−，使试纸变为蓝色，但不能证明NH4Cl显碱性，故A错误； B．与OH−不能大量共存，浓度高，加热条件下有利于氨气逸出，所以可用烧碱处理含高浓度的废水，并回收利用氨，故B正确； C．NH4CO3作氮肥是因为它含有N元素，与受热分解无关，故C错误； D．氨气溶于水生成NH3•H2O，与AlCl3发生复分解反应生成沉淀氢氧化铝，没有发生化合价变化的氧化还原反应，故D错误； 故答案选B。 8．A 解析：A．氮气和氢气都可以用浓硫酸干燥，装置甲可将气体充分混合并这到干燥的目的，选项A正确； B．灼烧固体时，一般用坩埚加热，选项B错误； C．NO与反应，不能用排空气法收集，选项C错误； D．氯气能溶于水，应将水换成饱和NaCl溶液，选项D错误； 答案选A。 二、填空题 9．(1) 增产 损失 (2)酸碱性 营养状况 本身性质 (3)水体富营养化 水华 酸碱性 结构 解析：（1）施用化肥的目的：保障农作物增产，减少农作物损失； （2）施用化肥时需考虑的因素：土壤酸碱性，作物营养状况，化肥本身性质； （3）②部分化肥随着雨水流入河流和湖泊，造成水体富营养化，产生水华等污染现象。 ③不合理施用化肥会影响土壤的酸碱性和土壤结构。 10．(1) (2)NO2易溶于水，且会与水反应生成NO (3)4NH3+5O24NO+6H2O (4)取少量D溶液于试管中，加入适量NaOH溶液并加热，将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，试纸变蓝 (5)1.5NA D (6)12 解析：（1）N2中两个N原子间形成三键，其电子式为 ，故答案为： ； （2）NO2易溶于水，且会与水反应生成NO，因此不能用排水法收集NO2，故答案为：NO2易溶于水，且会与水反应生成NO； （3）由上述分析可知，A为NH3，可以合成硝酸，工业上以NH3为原料制取硝酸的第一步反应为氨的催化氧化，反应的化学方程式为，故答案为：； （4）铵根离子与碱反应生成氨气，氨气使湿润的红色石蕊试纸变蓝，因此检验D溶液中含有的实验操作和现象为：取少量D溶液于试管中，加入适量NaOH溶液并加热，将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，试纸变蓝则含有，故答案为：取少量D溶液于试管中，加入适量NaOH溶液并加热，将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，试纸变蓝则含有； （5）①C为硝酸，铜与稀硝酸发生反应：3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，生成2molNO转移6mol电子，11.2LNO(标准状况)物质的量为，生成0.5mol转移的电子的数目为1.5molNA；②反应时硝酸中氮元素部分化合价降低，部分化合价不变，所以硝酸既表现氧化性，又表现酸性，故答案为：①1.5NA；②D； （6）一氧化氮和水不反应，二氧化氮和水能反应，反应方程式为：3NO2+H2O=2HNO3+NO，设二氧化氮的体积为x，则二氧化氮与水反应生成一氧化氮的体积为，最后容器内的气体为反应生成的一氧化氮和未反应的一氧化氮的总和，即：+(48-x)=24，解得x=36，则混合气体中二氧化氮的体积为36mL，则混合气体中的一氧化氮体积=(48-36)mL=12mL，故答案为：12。 11．(1)CaCO3+2HNO3=Ca(NO3)2+CO2↑+H2O (2)受热 见光 4HNO32H2O+4NO2↑+O2↑ 保存在棕色瓶里，放置阴凉处 黄 (3)Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O Fe Al 铝质 铁质 解析：（1）硝酸与CaCO3反应生成硝酸钙和水、二氧化碳，CaCO3+2HNO3=Ca(NO3)2+CO2↑+H2O。 （2）硝酸不稳定，见光或受热易分解生成二氧化氮和水、氧气，化学方程式为：4HNO32H2O+4NO2↑+O2↑。故硝酸的保存方法是保存在棕色瓶里，放置阴凉处。 硝酸分解有NO2产生，并溶于硝酸中呈黄色。 （3）①浓硝酸与Cu反应生成硝酸铜、水、二氧化氮气体，Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。 稀硝酸与Cu反应生成硝酸铜、水、一氧化氮气体，3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。 ②C与浓硝酸加热反应生成二氧化碳、二氧化氮、水，C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O。 ③常温下浓硝酸可以使铝、铁等金属发生钝化。可以用铝或铁容器盛放浓硝酸。 12．发生反应3NO2+H2O=2HNO3+NO，部分NO2转化成有毒气体NO，会产生污染 NaNO3 解析：①用水吸收NO2的缺陷为发生反应3NO2+H2O=2HNO3+NO，部分NO2转化成有毒气体NO，会产生污染； ②根据电子转移守恒可知，NO2发生歧化反应，NO2中+4价的N部分化合价降低为NaNO2中+3价的N，则还应有部分N化合价升高，应转化为NaNO3中+5价的N，因此方程式中的另一个产物为NaNO3。 13．2:1 14 80% 640 解析：（1）在Mg、Cu与硝酸反应的过程中，金属都是+2价的金属，金属失去电子的物质的量与硝酸反应得到电子的物质的量相等。金属变为Mg2+、Cu2+，当向反应后的溶液中加入足量的NaOH溶液时，发生反应形成Mg(OH)2、Cu(OH)2沉淀，增加的质量就是OH-的质量，m(OH-)=2.54 g-1.52g=1.02g，n(OH-)==0.06mol，则n(Mg)+n(Cu)=0.03mol，假设Mg的物质的量是x，Cu的物质的量是y，则x+y=0.03mol；24x+64y=1.52g，解得x=0.01mol，y=0.02mol，所以该合金中铜与镁的物质的量之比是0.02mol：0.01mol=2:1； （2）根据物质的量浓度与质量分数换算式，可得该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是； （3）根据在氧化还原反应中金属失去电子的物质的量等于硝酸发生还原反应得到电子的物质的量，等于反应产物结合的氢氧根离子的物质的量。n(e-)=n(OH-)=0.06mol，NO2和N2O4的混合气体1120 mL，物质的量是n==0.05mol，假设NO2和N2O4的物质的量分别是a、b，则根据电子守恒可得a+2b=0.06mol，根据元素守恒可得a+b=0.05mol。解得a=0.04mol，b=0.01mol，根据可知，在相同外界条件下，气体的体积比等于气体的物质的量的比，所以NO2和N2O4的混合气体中，NO2的体积分数是×100%= 80%； （4）50mL 密度为1.40 g/mL、质量分数为63%的浓硝酸中含有硝酸的物质的量是：n(HNO3)=cV=14mol/L×0.05L=0.7mol，当恰好形成沉淀时，溶液为NaNO3溶液，根据元素守恒，可得n(NaOH)=n(HNO3)(酸)=0.7mol-0.04mol-0.01mol×2=0.64mol，故当得到2.54 g沉淀时，加入NaOH溶液的体积是V===0.64L=640mL。 【点睛】在金属与硝酸发生的氧化还原反应中，金属失去电子变为金属阳离子进入溶液，硝酸得到电子，被还原变为氮的氧化物，金属失去电子的物质的量与硝酸发生反应得到电子的物质的量相等；当向反应后的溶液中加入足量烧碱，时金属阳离子恰好形成沉淀时，金属阳离子结合的氢氧根的物质的量与金属失去电子的物质的量相等。溶液为硝酸钠溶液。在反应硝酸的作用是酸性和氧化性，根据氮元素守恒，利用反应产生气体的物质的量及反应过程中转移的电子数目关系可得产生的气体中含有的氮元素原子的物质的量，用硝酸的总物质的量减去气体中氮原子的物质的量就得到硝酸钠的物质的量，进而可得到反应消耗的氢氧化钠的物质的量。可见利用电子守恒、元素的原子守恒可以使复杂的反应计算简单化。要在今后的学习中加强练习，以求达到巩固和掌握的目的。 14．(1) (2) (3) (4)取少量该溶液于试管中，加入过量NaOH，加热，将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，若试纸变蓝，说明含有铵根离子 【分析】G是红棕色气体，则G是NO2，F和氧气反应生成二氧化氮，所以F是NO，二氧化氮和水反应生成H是HNO3。A是酸式盐，和氢氧化钠反应生成E，E和氧气反应生成NO，则E是NH3，B能使品红溶液褪色，且B能和氧气反应生成C，所以B是SO2，C是SO3，三氧化硫和水反应生成D为H2SO4，A是酸式盐且是铵盐，所以A是NH4HSO3。 解析：（1）根据分析可知E是NH3，F是NO，所以反应方程式：； （2）G→H为二氧化氮与水反应生成硝酸与一氧化氮，反应方程式为：3NO2+H2O=2HNO3+NO； （3）A是NH4HSO3，与足量氢氧化钠溶液加热生成氨气、水、亚硫酸根钠，反应的离子方程式为：； （4）A是NH4HSO3，阳离子为，检验方法为：取少量该溶液于试管中，加入过量NaOH，加热，将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，若试纸变蓝，说明含有铵根离子。 学科网（北京）股份有限公司 $$