第5章 专题探究2 常见气体的制备实验-【学霸黑白题】2025-2026学年高中化学必修第二册（人教版）

电子守恒可知，2mol锌失去4mol电子，生成2mol锌离子，即生 成2 mol Zn(NO3)2,故结合的N03是4mol,则剩余的1 mol HNO3被 还原为N20,得到4mol电子，剩余的1 mol HN03也全部反应，则该 反应中被还原的HNO,与未被还原的HNO3的物质的量之比是 1:4:故选A。 3.B解析：由于氧化性：NO?>Fe3+>H,则OA段发生的反应为Fe+ 4H+N03一Fe3++N0↑+2H20;随着铁粉的不断加入，NO3消耗 完全，AB段发生反应为2Fe++Fe一3Fe2+,BC段发生的反应为 2.24L Fe+2Hfe2+H,t。0A段，n(0)F224L-nm=0.1ml,则 n(Fe)=0.1 mol,n(H*)=0.4 mol,n NO3)=0.1 mol,n Fe3+)= 01ml:AB段，(Fo)=a(Fc)=0.05ml:BC段，a(r)= 2n(H)=2X3236L220.1ml,由分析可知：产生，的体积 为3.36L-2.24L=1.12L,A错误；0B段消耗铁粉的质量为(0.1mol+ 0.05mol)×56g·mol1=8.4g,即m2=8.4,B正确；由上述分析知，共 有0.5molH*,由n(N03)=0.1mol可知，所用混合溶液中HN03的 物质的量为0.1mol,则H2S04电离产生的H的物质的量为0.4mol, c(H,S0,)=04m0x号=2m0l·L',C错误：AB段发生的反应 0.1L×2 为2FcCl3+Fe—3FcCl2,属于化合反应，D错误。 4.A解析：Cu与稀硝酸反应的化学方程式为3Cu+8HNO3一 3Cu(N0,)2+2N0↑+4H,0,生成N0的物质的量为560x10L 22.4L·molF7 0.025mol,则生成的硝酸铜有0.0375mol,则硝酸根的物质的量为 0.075mol,向反应后的混合物中加入足量稀硫酸，此时硝酸根离子 氢离子和铜再次反应直至硝酸根离子全部转化为N0,此过程消耗的 硝酸根离子为0.075mol,由离子方程式3Cu+8H*+2N03一 3Cu2++2N0↑+4H20可知0.075mol硝酸根离子参与反应生成 0.075molN0,共得到0.225mol电子，则Cu共失去0.225mol电子， 即消耗Cu0.1125mol,质量为7.2g。A正确。 5.D解析：500mL4.5mol·L-1的稀硝酸中n(HN03)=0.5L× 4.5mol·L-1=2.25mol,6.72LN0(标准状况下)的物质的量为 0.3mol,则反应后溶液中剩余的n(N0,)=2.25mol-0.3mol= 1.95mol,若N0?全都以硝酸铜的形式存在，则硝酸铜物质的量为 1.95 ol 2 mol=0.975mol,若4.8g全是Cu,则n(Cu)=48 64 07mol,若4.8g全是Cu,0,则n(Cu,0)=44mol=0.31mol,即 酸铜的物质的量最大为0.7mol,0.7mol<0.975mol,所以固体混合物 全部溶解、硝酸过量。据以上分析可知，反应后固体无剩余，A错误； 设混合粉末中Cu和Cu20的物质的量分别为x、y,则其质量之和为 44.8g,共转移电子3×0.3mol=0.9mol,即64x+144y=44.8g、2x+2y= 0.9mol,解得x=0.25mol、y=0.2mol,所以混合粉末中Cu的质量分 数约为0.25m0k64gmlx100%=35.7%,B错误；反应前Cu元 44.8g 素总物质的量为(0.25mol+0.2mol×2)=0.65mol,反应前后Cu元素 物质的量守恒，所以反应后的溶液中c(Cm2”)=0.65 0.5mol·L1= 1.3mol·L1,C错误；反应后的溶液中n(Cu2+)=0.65mol,则加人足 量铁粉，可置换出0.65 mol Cu,即0.65mol×64g·mol1=41.6gCu, D正确。 6.D解析：整个过程可以看作是9g铜和铁的混合物与200L硝酸 反应生成0.1 mol NO,金属完全溶解，向反应后的溶液中加入KSCN 溶液，溶液不变红，说明生成硝酸亚铁、硝酸铜，且硝酸完全反应，发 生反应的化学方程式为3Fe+8HN03一3Fe(N0,)2+2N0↑+ 4H20,3Cu+8HN033Cu(N03)2+2N0↑+4H20,设铁的物质的 量为x,铜的物质的量为y,根据二者质量与生成NO的体积列方程， 正本参考答案 2.24L 有56x+64y=98了(x+y224Lm,联立方程，解得号 0.075mol、y=0.075mol。由上述分析可知，原混合物中铜和铁各 0.075mol,A正确；根据方程式可知，n(HN03)=4n(N0)=0.4mol, 稀硝酸的物质的量浓度为4m=2mal·L1,B正确：9g混合物中 0.2L 含铁的质量为0.075mol×56g·mol1=4.2g,含铜的质量为 0.075mol×64g·mol1=4.8g,故第-次剩余的4.8g金属为Cu,C正 确：再加入100mL该稀硝酸，亚铁离子与硝酸反应生成NO与硝酸 铁，溶液中亚铁离子为0.075mol,根据电子转移守恒可知，Ht足量， 亚铁离子完全反应，所以再加硝酸生成NO的物质的量为 0.075mok1=0.025ml,其体积为0.025mml×22.4L·mo1= 0.56L,D错误。 7.(1)0.15mol(2)3:1(3)1.96L 解析：(1)被还原的硝酸的物质的量等于生成气体的物质的量，即 3.36L n(N0,被还原）F24mmF=0.15mol,则蔽还原的硝酸的物 质的量为0.15mol。(2)剩余硝酸的物质的量n(HN03,剩余)= 0.04L×1.00mol·L-1=0.04mol,参加反应的硝酸的物质的量为 0.04L×13.5mol·L1-0.04mol=0.5mol,反应中金属全部参与反 应，则反应前后金属的物质的量相等，设混合物中含有Ag、Cù的物质 的量分别为x、y,浓硝酸的物质的量=0.04L×13.5mol·L1=0.54mol, 程版在商后有守很是木人的0子 解得：x=0.05mol,y=0.15mol,n(Cu):n(Ag)=0.15mol: 0.05mol=3:1,则合金中铜与银的物质的量之比为3：1。(3)硝酸 与金属反应，金属失电子，部分硝酸得电子，生成氮的氧化物，氮的氧 化物与氧气一起通人水中会生成硝酸，反应中氧气得电子，金属失去 的电子与氧气得到的电子的物质的量相等，则n(02)×4=0.05mol+ 0.15mol×2,解得n(02)=0.0875mol,所以氧气的体积为 0.0875mol×22.4L·mol-1=1.96L 专题探究2常见气体的制备实验 黑题专题强化 题号12345 答案DAAC B 1.D解析：氯化铵受热分解生成氨气与氯化氢，在试管口氨气与氯化 氢化合生成氯化铵，不能制备氨气，应选氯化铵与氢氧化钙加热，且 试管口略向下倾斜，A错误：氨气的防倒吸装置中漏斗口应略微浸入 液面下，图中浸入过深，不能防止倒吸，B错误：图中进气方向不合理， 应短导管进气，长导管排出二氧化碳收集NO,C错误；二氧化氮与水反应 生成硝酸和NO,导管长进短出洗气可达到实验目的，D正确。 2.A解析：NH,可以用干燥管干燥，氨气密度小于空气，用向下排空 气法收集或短进长出装置收集，氨气极易溶于水，多余的氨气可以用 水吸收，A正确：C0密度与空气接近，不能用排空气收集，C0是有毒 气体，不溶于水，多余的C0不能用水吸收，B错误；CH4可以用干燥 管干燥，CH4密度小于空气，用向下排空气法收集或短进长出装置收 集，CH4不溶于水，多余的CH4不可以用水吸收，C错误：HCl可以用 干燥管干燥，HC1密度大于空气，用向上排空气法收集或长进短出装 置收集，HCI易溶于水，多余的HC1可以用水吸收，D错误。 3.A解析：氧化钙和浓氨水反应生成氨气，氨气和碱石灰不反应，所以 可用碱石灰干燥，氨气的密度小于空气的密度，所以可用向下排空气 法收集，A正确；大理石和稀盐酸反应生成二氧化碳，二氧化碳气体 和碱石灰反应，所以不能用碱石灰干燥，二氧化碳的密度大于空气的 密度，应用向上排空气法收集，B错误：铜和稀硝酸反应生成一氧化 氮，一氧化氮不与氯化钙反应，可以用氯化钙干燥，但一氧化氮能和 黑白题09 空气中的氧气反应生成二氧化氨，且一氧化氮有毒，密度与空气接 近，所以不能用排空气法收集，C错误：锌粒和稀硫酸反应生成氢气， 氢气和氯化钙不反应，所以可用氯化钙干燥，氢气密度比空气的密度 小，因此可以向下排空气法收集，不能用向上排空气法收集，D错误。 4.C解析：一氧化氮难溶于水，密度与空气接近且有毒，所以应该用排 水法收集，且碱石灰为固体，一般盛放于燥管中，A错误：氯气密度大 于空气，且有毒，不能使用向下排空气法收集，B错误；氢气密度小于 空气，用向上排空气法收集，且与NaOH不反应，可以用NaOH作干 燥剂，C正确：氨气密度小于空气，用向上排空气法收集，但氨气会被 无水氯化钙吸收，所以不能用无水氯化钙干燥氨气，D错误。 5.B解析：氨气密度小于空气，要用向下排空气法收集，且碱石灰为固 体，一般盛放在干燥管中，A错误：盐酸和碳酸钙反应生成二氧化碳 生成的二氧化碳中含有HCl,先经过饱和NaHCO3溶液除去HCl,再 用向上排空气法收集，B正确：NO能与空气中的氧气反应，只能用排 水法收集，C错误；浓硝酸与Cu反应生成NO2,但是NO2能与NaOH 溶液反应，c中不能盛放NaOH溶液，D错误。 第二节阶段综合 黑题 阶段强化 题号12345 1.C解析：由于在放电条件下，空气中的氧气和氨气化合生成了氮的 氧化物，氨的氧化物再经过复杂的化学变化，最后生成易被农作物吸 收的硝酸盐，A正确：液氨易汽化，汽化吸收热量而使周围环境温度 降低，可获得低温环境，B正确；氨氧化物是造成光化学烟雾的罪魁 祸首，S0,是形成酸雨的主要物质，C错误；pH小于5.6的雨水才称 为酸雨，虽然正常雨水因溶有C02而显酸性，但酸性较弱，不属于酸 雨，D正确。 2.C解析：NH4、NH3、N2H4、NH2OH、N2、NO2中氮元素的化合价分别 为-3价、-3价、-2价、-1价、0价、+3价，一共呈现了氮的五种价 态，C错误。 3.B解析：检验氨气应用湿润的红色石蕊试纸，观察是否变蓝，B 不正确。 4.D解析：无色气体甲中一定不含红棕色气体N0,,通过足量的浓硫 酸，碱性气体氨气被浓硫酸吸收，剩余气体体积为80mL,说明氨气 体积为20mL,右侧出现红棕色气体说明二氧化碳与Na202反应产 生的02将N0氧化为NO2。将剩余气体通人水中无气体剩余，说明 二氧化碳与Na2O2反应产生的O2恰好将NO,或NO(有可能有NO 剩余)转化为硝酸，但不含氮气。由分析可知80mL气体的成分 为N0和C02,设C02体积为xmL,则N0体积为(80-x)mL, 由2Na202+2C02—2Na2C03+02可知，气体通过足量过氧化钠时 产生的氧气体积为0.5xmL,(80-x)mLN0与0.5xmL02虽然继续 发生反应，但最终气体全部通入水中恰好气体无剩余，即N0、NO2、 02恰好转化为硝酸，理解为(80-x)mLN0与0.5xmL02恰好反应 生成硝酸，由得失电子守恒可得(80-x)×3=0.5x×4,x=48,由此可知 气体甲中含32mLN0、48mLC02、20mLNH3,A错误；由A中分析 可知，经过Na202处理后剩余气体若未反应，则为32mlLN0、24mL O2,但N0与氧气继续反应使气体体积减少，故剩余气体体积小于 56mL,B错误；由A可知气体甲中含32mLN0、48mLC02、 20mLNH3,C错误；由A可知气体甲中含32mLN0、48mL C02、20mLNH3,经过浓硫酸处理后余气中N0、C02体积比为2：3， D正确。 5.C解析：硝酸与金不反应，与银和铜反应，酸溶后经操作a得到金， 则操作a为过滤，滤液中含有的金属离子为铜离子和银离子，过滤得 到的固体经过溶金、分离后得到HAuCI4溶液，用锌粉还原得到金。 浓硝酸被还原产生NO2,产生1 mol NO2得1mol电子，稀硝酸被还原 产生N0,产生1molN0得3mol电子，金属的量相同，转移电子数相 必修第二册·RJ 同，“酸溶”时用浓硝酸产生NO,的量比稀硝酸的多，A错误；“操作 a”为过滤，需要用到烧杯、玻璃棒、漏斗，B错误；题干中用 HNO3-NaCl溶解金，而HNO3、NaCl、HCl、NaNO3都是强电解质，在溶 液中完全电离，浓盐酸、NaNO,混合溶液中和HNO3、NaCl混合溶液 中含有的离子种类相同，则用浓盐酸和NaNO3也可以溶解金，C正 确；用过量Zn粉将1 mol HAuCl4完全还原为Au,Au元素的化合价 由+3降低为0，转移电子的物质的量为3mol,且1 mol HAuCl4中H 可消耗0.5 mol Zn,由得失电子守恒可知，参加反应的锌的物质的量 为3mol+0.5mol=2mol,D错误。 6.(1)H一N-H(2)还原B(3)NH3·H20=一NH4+0H (4)②0.06mol(5)取少量废水于试管中，滴加Na0H溶液并 加热，用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体，若试纸变蓝 解析：(1)由图可知，P为氨气，结构中含有3个N一H键，其结构式 为H一N一H。(2)从氨元素化合价的角度分析，P具有还原性，体 H 现在可与O2发生氧化还原反应生成NO和水，氨气与水反应生成一 水合氨、与硝酸反应生成硝酸铵均为非氧化还原反应。(4)铵态 氮(NH4)与亚硝态氮(NO,)可以在细菌的作用下转化为氮气，该反 应的化学方程式为NH4+NO2=N2↑+2H20;N元素分别由-3价 升高到0价、+3价降低到0价，转移电子数为3，当产生0.02mol氮 气时，转移电子的物质的量为0.02mol×3=0.06mol。（5)氨肥厂产 生的氨氮废水中的氮元素多以NH的形式存在，检验NH操作是 取少量废水于试管中，滴加NaOH溶液并加热，用湿润的红色石蕊试 纸检验产生的气体，若试纸变蓝，说明样品中含有NH。 7.(1)①Cu+4H++2N03一Cu2++2N02↑+2H20②假设2正 确(2)干燥气体Na202+2N02一2NaN03(3)①将装置中的 空气排出②ac③无水氯化钙（或碱石灰）④加入稀盐酸，产生 红棕色气体 解析：(1)①C与浓硝酸反应生成二氧化氮、硝酸铜和水；②红棕色 气体NO2消失，将带火星的木条迅速伸进试管内，木条复燃，说明有 氧气生成，则N02氧化Na202。(2)Cu与浓硝酸反应生成的二氧化 氨中含有水蒸气，水蒸气能与过氧化钠反应生成氧气，所以要在A、B 之间增加一个干燥装置，除去生成O2气体中混有的水蒸气；若过 氧化钠氧化二氧化氮，则生成硝酸钠。(3)①空气中的氧气能氧 化NO,实验时要排尽装置中的空气，所以在反应前，打开弹簧夹，通 入一段时间N2;②在B装置中二氧化氨与水反应生成稀硝酸，稀硝 酸与Cu反应生成NO,所以B中观察到的主要现象是铜片逐渐溶解， 溶液变为蓝色，有无色气泡产生；③C、E为干燥装置，盛放固体干燥 剂，可以用无水氯化钙或碱石灰作为干燥剂；④亚硝酸钠中加盐酸会 生成NO和NO2,NO2为红棕色气体，则检验D装置中产物的方法为取 D装置中产物少许，加人稀盐酸，产生红棕色气体，则产物是亚硝酸钠。 第三节无机非金属材料 白题 基础过关 题号12345 答案DCDAD 1.D解析：陶瓷是人类最早使用的硅酸盐材料，A错误；制水泥的原料 是黏土和石灰石，纯碱、石灰石、石英砂是制造玻璃的原料，B错误； 沙子主要成分是二氧化硅，为氧化物，C错误：陶制品是由黏土经高 温烧结而成，D正确。 2.C解析：Si02是固体而C02是气体，物理性质不相似，A错误；Si0, 耐腐蚀，但可与氢氟酸反应，B错误；光导纤维的主要成分是S02, C正确；晶体硅具有导电性，二氧化硅不导电，D错误。 3.D解析：高温结构陶瓷包括Si3N4陶瓷、SiC陶瓷等，属于新型无机 非金属材料，可以作为高级耐火材料，A正确：氧化铝陶瓷属于新型 黑白题10专题探究2常见 黑题 专题强化 1.(2023·内蒙古包头高一期末)下列实验装置 能达到实验目的的是 NH,CI固体 棉 NH 水 A.制备氨气 B.防止倒吸 NO(NO) NO 充满C0, H,0图 C.收集NO气体 D.除去NO中的NO2 2.(2023·江苏南通高一月考)实验室里可按下 图所示的装置干燥、储存气体M,多余的气体 可用水吸收，则M是 ( 参 气体M 干燥管 储气瓶 A.NH B.CO C.CH4 D.HCI 3.(2024·江西宜春高一期末)下图是实验室制 取气体的装置，其中发生装置相同，干燥和集 气装置有两套，分别用图1和图2表示。下列 选项中正确的是 ( 碱石灰 图1 棉花 图2 氯化钙 选项 发生装置中的药品 干燥和集气装置 氧化钙和浓氨水 图1 8 大理石和稀盐酸 图1 铜和稀硝酸 图2 D 锌和稀硫酸 图2 必修第二册·R刷 气体的制备实验 限时：25min 4.实验室制备某常见气体的装置如下图所示， 其中①、②、③、④分别为制备、除杂（除非水 杂质，如无必要可省略)、干燥和收集装置，下 列所制备的气体和所选干燥剂的组合中可行 的是 接尾气处 理装置 ② ③ ④ 选项 A B C D 气体 氧化氮 氯气 氢气 氨气 五氧化 NaOH 无水氯 干燥剂 浓硫酸 二磷 固体 化钙 5.（2024·湖北荆州高一月考)如图 a、b、c表示相应仪器中加入的试 讲解⊙ 剂，可用图中装置制取、净化、收集的气体是 选项 气体 6 NH3 浓氨水 生石灰 碱石灰 饱和 B C02 盐酸 碳酸钙 NaHCO3 溶液 C NO 稀硝酸 铜屑 H20 D N02 浓硝酸 铜屑 NaOH溶液 黑白题022 第二节 阶段综合 黑题 阶段强化 限时：35min 1.下列说法不正确的是 ( C.氨的喷泉实验体现了氨极易溶于水的性质 A.雷雨时，可增加土壤中硝酸盐类氨肥的 D.关闭a,将单孔塞（插有吸入水的胶头滴 含量 管)塞紧颈口c,打开b,可完成喷泉实验 B.许多领域中用液氨获得低温环境 4.（2023·湖北武汉高一期末)无色气体甲可能 C.造成光化学烟雾的罪魁祸首是S0, 含NO、CO2、NO2、NH3、N2中的几种，将 D.正常雨水因溶有C0,而显酸性，但酸性较 100mL气体甲经过如图所示实验的处理，结 弱，不属于酸雨 果得到酸性溶液，而几乎无气体剩余，下列说 2.（2024·安徽安庆高一月考)海洋生物参与氮 法正确的是 ( 循环过程如图所示（其他含氨物质不参与反 应)。下列说法错误的是 ( 剩余 气体 显红 足量 浓硫酸 80 mL 足量Na,O, 棕色 NH,OH 细胞质 NH 、④ NO ② 000 000000 A.气体甲中可能含有N040mL 周质 ① ⑤ NH B.经过Na02处理后剩余气体体积大于 N,H 60 mL A.1 mol NH4与1 mol NH3所含电子数相等 C.气体甲的组成可能为NH3、NO、NO2 B.反应③中，若N2H4与02反应，则N2H4作 D.经过浓硫酸处理后余气中NO、CO,体积比 还原剂 为2：3 C.以上六种含氨微粒，一共呈现了氮的四种 5.废旧CPU中的金(Au)、Ag和Cu回收的部分 价态 流程如下，已知：HAuCl4一H+AuCI4。下列 D.工业上用铵盐来处理含NO,的废液，原理 说法正确的是 ( 是NH4+NO2=N2↑+2H20 3.(2023·辽宁抚顺高一期末)下图为NH3的喷 HNO HNO,-NaC 废旧 泉实验装置。下列说法不正确的是( CPU 酸溶 操作a 溶金、分离 HAuCl 溶液 N0,滤液（含Cu2+、Ag) NO. Zn粉 浓氨水 Au还原、分离 A.“酸溶”时用浓硝酸产生NO,的量比用稀 硝酸的少 NH,喷泉实验 B.“操作a”需用到分液漏斗 A.试剂X可以是Ca0 C.用浓盐酸和NaNO,也可以溶解金 B.将湿润的蓝色石蕊试纸置于三颈瓶口，试 D.用过量Zn粉将1 mol HAuCl4完全还原 纸变红，说明NH,已经集满 为Au,参加反应的Zn为1.5mol 第五章黑白题023