2025届高三高考化学一轮复习  假期作业21　氮气、氮氧化物及硝酸

2025届高考化学一轮复习  假期作业21　氮气、氮氧化物及硝酸 一、单项选择题 　 1.将空气中氮气转化成氮的化合物的过程称为固氮。下列能实现人工固氮的是（　　） A．闪电 B．电解食盐水 C．植物根瘤菌 D．合成氨 2.下列反应必须加入氧化剂且一步反应就能完成的是（　　） ①N2→NO2　②NO2→NO　③NO2→HNO3 ④N2→NO　⑤N2→NH3 A．①　　　B．②⑤ C．④　　　D．③④ 3.自然界的氮循环如图所示，下列说法正确的是（　　） A．①中N2与O2反应生成NO2是自然固氮 B．②中合成氨属于人工固氮 C．③中的氮元素被氧化 D．氮循环过程中没有氧元素参加 4.已知常温常压下在1 L水中可溶解40 L NO2，NO2能与NaOH溶液发生反应：2NaOH＋2NO2===NaNO3＋NaNO2＋H2O。以下各种尾气吸收装置中，不适合吸收NO2气体的是（　　） 5.已知2NO2＋2OH－===NO＋NO＋H2O。下列装置或操作不能达到相应实验目的的是（　　） 6.某实验过程如图所示，则图③的试管中的现象是（　　） A．无明显现象，因稀H2SO4不与铜反应 B．铜片溶解，产生无色气体，该气体遇到空气不变色 C．铜片溶解，放出红棕色有刺激性气味的气体 D．铜片溶解，产生无色气体，该气体在试管口变为红棕色 7.在通风橱中进行下列实验： 下列说法不正确的是 （　　） A．Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式： 2NO＋O2===2NO2 B．Ⅱ中的现象说明Fe表面形成致密的氧化膜，阻止Fe进一步反应 C．对比Ⅰ、Ⅱ中现象，说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3 D．针对Ⅲ中现象，在Fe、Cu之间连接电流计，可判断Fe是否被氧化 二、不定项选择题 8.如图，①将铜片置于具支试管的底部，在分液漏斗中加入约5 mL稀硫酸，向具支试管中加入约2 mL浓硝酸，用排水法收集产生的气体；②上述反应完成后，更换装置c（充满水），再从分液漏斗中放入稀硫酸。下列叙述中不正确的是（　　） A．开始b中发生Cu＋4HNO3（浓）===Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O B．实验中铜片逐渐溶解，溶液变蓝，放出红棕色气体，证明浓硝酸具有强氧化性 C．操作②不会产生任何现象 D．向操作②所得c中通入空气，气体变红棕色 9.一定温度下，探究铜与稀HNO3反应过程如下： 下列说法不正确的是（　　） A．过程Ⅰ中生成无色气体的离子方程式是 3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O B．步骤Ⅲ反应速率比Ⅰ快的原因是NO2溶于水，使c（HNO3）增大 C．由实验可知，NO2对该反应具有催化作用 D．当活塞不再移动时，再抽入空气，铜可以继续溶解 10.为落实“五水共治”，某工厂拟综合处理含NH废水和工业废气（主要含N2、CO2、SO2、NO、CO，不考虑其他成分），设计了如图流程： 下列说法不正确的是（　　） A．固体1中主要含有Ca（OH）2、CaCO3、CaSO3 B.X为过量空气，氧化NO，使其易被氢氧化钠溶液吸收 C．捕获剂所捕获的气体主要是N2 D．处理含 NH废水时，发生反应的离子方程式为 NH＋NO===N2↑＋2H2O 三、非选择题 11.在如图所示的实验装置中，盛有足量水的水槽里放两个烧杯，小烧杯里放有适量铜片和过量浓硝酸，小烧杯外面倒扣一大烧杯，请回答下列问题： （1）实验过程中，观察到的主要现象是 ①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________； ③________________________________________________________________________； ④________________________________________________________________________。 （2）用该装置做铜与浓硝酸反应的实验，最突出的优点是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （3）若要验证最终得到的气体生成物，最简便的操作及现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 12.将32.64 g铜与140 mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2 L。请回答下列问题： （1）NO的体积为　　　　 L，NO2的体积为　　　　 L。 （2）参加反应的HNO3的物质的量是　　　　　　　　。 （3）待产生的气体全部释放后，向溶液中加入V mL a mol·L－1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2＋全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为　　　　　　　　 mol·L－1。 （4）欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3，至少需要30%的双氧水　　　　 g。 参考答案 1．解析：选项A、C为自然固氮，合成氨为人工固氮。 答案：D 2．解析：该题有两个要求：(1)必须加入氧化剂；(2)一步反应就能完成。反应①、③、④从化合价角度来看都升高，但反应①N2→NO2不能一步反应完成；而反应③NO2→HNO3，虽然氮的化合价升高，但不加氧化剂也能实现，如3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，在该反应中，NO2既是氧化剂又是还原剂；只有反应④N2→NO必须加入氧化剂且一步反应就能完成。 答案：C 3．解析：①中N2与O2反应生成NO是自然固氮，A错误；②中N2与H2在高温、高压、催化剂条件下反应产生NH3，属于人工固氮，B正确；③中细菌还原硝酸根中正五价的氮，生成无污染的0价的N2，所以③中氮元素化合价降低，得到电子被还原，C错误；如N2在放电条件下与O2直接化合生成无色且不溶于水的NO气体，氧元素参与了反应，二氧化氮易与水反应生成硝酸(HNO3)和NO，也有氧元素参加反应，D错误。 答案：B 4．解析：由于常温常压下在1 L水中可溶解40 L NO2，即NO2极易溶于水，所以在吸收装置中需要防止倒吸，只有B中不能防止倒吸。 答案：B 5．解析：浓硝酸和铜反应生成硝酸铜、水和NO2，A正确；NO2的密度比空气大，应用向上排空气法收集，即导气管应长进短出，B错误；根据题目所给信息可知NO2可以和NaOH溶液反应得到可溶性盐，所以可以用NaOH溶液处理尾气，C正确；试管中发生反应：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，可以使NO2充分转化为HNO3，D正确。 答案：B 6．解析：生成的Cu(NO3)2在H2SO4的酸性条件下相当于又有了HNO3，铜片会继续溶解生成NO。 答案：D 7．解析：A.铁放入稀HNO3中发生反应Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，NO逸出，遇到O2生成NO2，气体由无色变为红棕色；B.铁放入浓HNO3中，在常温下会钝化，即在Fe表面形成致密的氧化膜，阻止Fe进一步反应；C.浓HNO3的氧化性强于稀HNO3；D.在铁、铜之间加一个电流计，根据电子的流向，可判断铁是否被氧化，若电子由铁移动到铜，则铁被氧化。 答案：C 8．答案：C 9．解析：B项，步骤Ⅲ中硝酸的浓度没有Ⅰ中大，因为部分硝酸转化成了一氧化氮，因此反应速率比Ⅰ快的原因不可能是c(HNO3)增大，错误；C项，由实验可知，步骤Ⅲ反应速率比Ⅰ快，说明NO2对该反应具有催化作用，正确；D项，当活塞不再移动时，再抽入空气，一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮溶于水生成硝酸，能够与铜继续反应，正确。 答案：B 10．解析：工业废气中CO2、SO2为酸性氧化物，可被石灰水吸收，生成固体1为CaCO3、CaSO3，气体1是不能被过量石灰水吸收的N2、NO、CO，气体1通入气体X，用氢氧化钠溶液处理后得到NaNO2，X可为空气，但不能过量，否则得到硝酸钠，NaNO2与含有NH的溶液反应生成无污染气体，应生成氮气，则气体2含有CO、N2，捕获剂所捕获的气体主要是CO。工业废气中CO2、SO2可被石灰水吸收，生成CaCO3、CaSO3，因氢氧化钙过量，则固体1中主要含有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3，A正确；由分析可知，气体1是不能被过量石灰水吸收的N2、NO、CO，气体1通入气体X，用氢氧化钠溶液处理后得到NaNO2，X可为空气，但不能过量，否则得到硝酸钠，B错误；根据分析可知，气体2含有CO、N2，经捕获剂得到氮气和CO，所捕获的气体主要是CO，防止污染空气，C错误；根据图示可知，氢氧化钠溶液处理后得到的NaNO2与含有NH的溶液反应生成无污染气体，应生成氮气，发生反应的离子方程式为 NH＋ NO===N2↑＋2H2O，D正确。 答案：BC 11．答案：(1)①铜片表面产生气泡，铜片慢慢溶解并逐渐消失 ②小烧杯中溶液的颜色逐渐变成蓝色 ③大烧杯中有红棕色气体生成，后来慢慢变成无色 ④大烧杯内液面上升，水槽中液面下降 (2)反应体系封闭，无氮氧化合物逸出，不污染环境 (3)轻轻掀起倒扣的大烧杯，通入适量的空气，若有红棕色气体生成，则证明最终气体生成物为NO气体 12．解析：(1)n(Cu)＝＝0.51 mol，设混合气体中NO的物质的量为x，NO2的物质的量为y。根据气体在标准状况下的总体积为11.2 L，有：x＋y＝0.5 mol。根据得失电子守恒，有：3x＋y＝(0.51×2) mol。解得x＝0.26 mol，y＝0.24 mol。则V(NO)＝0.26 mol×22.4 L·mol－1＝5.824 L，V(NO2)＝11.2 L－5.824 L＝5.376 L。(2)参加反应的HNO3分两部分：一部分没有被还原，显酸性，生成Cu(NO3)2；另一部分被还原成NO2和NO，所以参加反应的HNO3的物质的量为0.51 mol×2＋0.5 mol＝1.52 mol。(3)HNO3在反应中一部分变成气体，一部分以NO的形式留在溶液中。变成气体的HNO3的物质的量为0.5 mol。加入NaOH溶液至恰好使溶液中Cu2＋全部转化为沉淀，则溶液中只有NaNO3，其物质的量为10－3aV mol，也就是以NO形式留在溶液中的HNO3的物质的量为10－3aV mol。所以，c(HNO3)＝ mol·L－1。(4)由得失电子守恒得2×n(Cu)＝2×n(H2O2)，×2＝n(H2O2)×2，n(H2O2)＝0.51 mol，则m(H2O2)＝17.34 g。需30%的双氧水：＝57.8 g。 答案：(1)5.824 　5.376　(2)1.52 mol　(3)　(4)57.8 学科网（北京）股份有限公司 $$