高中化学人教版 (2019)必修 第二册第二节 氮及其化合物优秀练习

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第二册第二节 氮及其化合物优秀练习，文件包含第03周专题强化练一硫氮及其化合物的转化计算和综合实验解析版docx、第03周专题强化练一硫氮及其化合物的转化计算和综合实验原卷版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共21页， 欢迎下载使用。

 第03周 专题强化练一
硫、氮及其化合物的转化、计算和综合实验
（限时：60分钟 满分80分）
一、选择题：本题共15个小题，每小题3分，共45分。
1．（2022·北京怀柔·高一期末）下列叙述中正确的是
A．铁与浓硝酸反应产生对应的盐和氢气
B．常温下，浓硫酸可以用铝制容器盛放
C．金属与水反应均生成对应的氢氧化物和氢气
D．铁与硫反应的产物为硫化铁
【答案】B
【详解】
A．铁与浓硝酸常温下发生钝化，且硝酸与金属反应不能生成氢气，故A错误；
B．常温下， 浓硫酸与铝发生钝化，因此可用铝制容器盛放浓硫酸，故B正确；
C．很活泼的金属才能与水反应生成氢氧化物和氢气，不活泼的金属与水不反应，如铜与水不反应，故C错误；
D．硫的氧化性较弱，与铁反应只能生成硫化亚铁，故D错误；
故选：B。
2．下列转化不能一步实现的是(　　)
A．S→H2S　　　　　　　 B．S→SO3
C．H2SO4→SO2 D．Na2SO3→SO2
【答案】B
【解析】
H2＋SH2S，A不选；S和O2反应只能生成SO2，选B；浓硫酸和还原性物质反应生成SO2，C不选；Na2SO3与浓H2SO4反应生成SO2，D不选。
3．含硫元素物质间发生转化：SSO2SO3H2SO4Al2(SO4)3，其中硫元素化合价发生变化的是
A．①② B．③④ C．①③ D．②④
【答案】A
【详解】
①S单质与O2在点燃时反应转化为SO2，S元素化合价由0价变为+4价，反应前后S元素化合价发生了变化，①符合题意；
②SO2与O2在一定条件下反应产生SO3，S元素化合价由+4价变为+6价，S元素化合价升高，可见在反应前后S元素化合价发生了变化，②符合题意；
③SO3被水吸收得到H2SO4，S元素化合价都是+6价，因此S元素化合价未发生变化，③不符合题意；
④H2SO4可以与Al2O3发生反应产生Al2(SO4)3和水，S元素化合价都是+6价，反应前后S元素化合价未发生变化，④不符合题意；
综上所述可知：在物质转化中硫元素化合价发生变化的序号是①②，故合理选项是A。
4．氮元素在海洋中的循环是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程可用下图表示。下列关于海洋中的氮循环的说法正确的是

A．过程①属于化学变化
B．属于固氮作用的是过程③
C．反硝化作用是氮元素发生氧化反应
D．向海洋中排放含的废水会影响海洋中的含量
【答案】D
【详解】
A．在该变化过程中都是N2，没有新物质产生，因此属于物理变化，A错误；
B．氮的固定是游离态的氮转化为化合态氮的方法，在上述转化过程中只有②是氮的固定，B错误；
C．根据图示可知：反硝化作用是氮元素由转化为N2，N元素化合价降低，得到电子被还原，发生还原反应，C错误；
D．根据图示转化关系可知：若向海洋中排放含的废水，会通过反硝化作用产生，导致海洋中的含量增加，因而影响的含量，D正确；
故合理选项是D。
5．相同质量的铁与足量的稀硫酸及足量的CuO反应制单质铜，有人设计以下两种方案：
①FeH2Cu，
②CuOCuSO4Cu。
若实验过程中，根据一般的实验方法和实验操作规则进行操作，对两者制得单质铜的量作比较正确的是
A．相等 B．①多 C．②多 D．无法判断
【答案】C
【详解】
根据反应方程式：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，H2+CuOCu+H2O；CuO+H2SO4=CuSO4+H2O，Fe+CuSO4=FeSO4+Cu可知，方案①中氢气还原氧化铜实验，开始时需先通入一部分氢气，排除装置中的空气，实验结束时还要通一会氢气，以防止生成的铜被氧化，如果不考虑先通后停，相同质量的铁生成铜的质量是相同的，但是由于有部分氢气被浪费，所以导致方案①对应的铜减少。故方案②生成的铜多，故答案为：C。
6．物质类别和核心元素的价态是学习元素及其化合物性质的重要认识视角。如图是某元素的“价类二维图”，其中单质b是黄色固体，f、h均为正盐，且焰色都是黄色。下列说法不正确的是

A．a和c反应可以生成b
B．用BaCl2溶液可以鉴别f和h的溶液
C．e的浓溶液可用铝槽车运输
D．c能使品红溶液褪色
【答案】B
【分析】
单质b是黄色固体，所以b是硫，f、h均为正盐，且焰色都是黄色，根据示意图可知a是H2S，c是SO2，d是SO3，e是硫酸，f是硫酸钠，g是亚硫酸，h是亚硫酸钠，据此解答。
【详解】
A. 二氧化硫具有氧化性，能氧化硫化氢，二者反应可以生成单质硫，A正确；
B. 亚硫酸钠和硫酸钠均能与氯化钡反应生成白色沉淀，不用BaCl2溶液鉴别二者，B错误；
C. 常温下铝在浓硫酸中钝化，因此e的浓溶液可用铝槽车运输，C正确；
D. 二氧化硫具有漂白性，能使品红溶液褪色，D正确；
7．（2022·山东济南·高一期末）如图是N元素及其化合物的“价—类”二维图。

下列说法正确的是
A．实验室采用向上排空气法收集A
B．化合物B的水溶液能导电，证明B是电解质
C．控制不同的反应条件，C与E也能相互转化
D．两支玻璃棒分别蘸取B的浓溶液与D的浓溶液，靠近后会产生白雾
【答案】C
【分析】
根据化合物中元素的化合价以及物质的组成与分类来分析：B为NH3，A为NO，C为NO2，D为硝酸，E为硝酸盐。
【详解】
A． A点所示物质中氮元素的化合价为+2价，其化学式为NO，NO易与氧气反应，实验室采用排水法收集A，故A错误；
B． B点对应的物质是NH3，化合物B的水溶液能导电，是因为生成了NH3•H2O能电离，但NH3本身没有电离，不能证明B是电解质，故B错误；
C． 控制不同的反应条件，C与E也能相互转化，如：NO2与水反应生成硝酸，浓硝酸和铜反应生成NO2，故C正确；
D． 两支玻璃棒分别蘸取NH3的浓溶液与硝酸的浓溶液，靠近后会产生硝酸铵固体，是白烟，故D错误；
故选C。
8．（2022·江苏苏州·高一期末）利用如下实验研究浓硫酸的性质。
实验1：取2 g蔗糖放入大试管中，加2~3滴水， 再加入3 mL浓硫酸，搅拌，蔗糖变黑，同时将产生的气体通入酸性KMnO4溶液中，观察到KMnO4溶液褪色。
实验2：将一小片铜放入试管中再加入3 mL浓硫酸，加热，将产生的气体通入品红溶液中，观察到品红溶液褪色。将反应后的混合物溶于水，得到蓝色溶液。
下列说法正确的是
A．“实验1” 只可以说明浓硫酸具有吸水性和强氧化性
B．“实验1”中产生的气体直接通入澄清石灰水可检验是否含CO2
C．“ 实验2”可以说明浓硫酸具有强氧化性和酸性
D．“实验1”和“实验2”的现象都说明SO2具有漂白性
【答案】C
【详解】
A． “实验1” 中蔗糖变黑，可以说明浓硫酸具有吸水性、强氧化性和脱水性，故A错误；
B．“实验1”中产生的气体含有CO2和SO2，需要先除去SO2再通入澄清石灰水检验是否含CO2，故B错误；
C． “ 实验2”中铜片和浓硫酸反应生成SO2可以说明浓硫酸具有强氧化性，生成蓝色的铜盐说明有酸性，故C正确；
D． “实验1”的现象说明SO2有还原性，“实验2”的现象说明SO2具有漂白性，故D错误；
故答案为：C
9．（2022·北京海淀·高一期末）实验室用下图装置(夹持装置已略去)制备NH3，并研究其性质。其中，a、b为湿润的红色石蕊试纸，下列关于NH3性质实验的说法中，不正确的是

A．装置乙中，b先变蓝，a后变蓝 B．装置丙中，产生大量白烟
C．装置丁中，试剂可以是水 D．装置丁具有防止倒吸的作用
【答案】A
【详解】
A．由于NH3的密度比空气的小，故装置乙中，a先变蓝，b后变蓝甚至不变蓝，A错误；
B．浓盐酸具有挥发性，NH3+HCl=NH4Cl，产生NH4Cl小颗粒，即装置丙中，产生大量白烟，B正确；
C．NH3极易溶于水，可以用水来吸收多余的NH3，装置丁中，试剂可以是水，C正确；
D．装置丁中的干燥管能够起到防止倒吸的作用，D正确；
故答案为：A。
10．（2022·山东济南·高一期末）将碳和浓反应产生的气体X通入盛有足量溶液的洗气瓶中(如图)，有白色沉淀产生，下列说法正确的是

A．洗气瓶中产生的沉淀是和的混合物
B．洗气瓶中发生的离子反应可能为：
C．处逸出的气体能使澄清石灰水变浑浊，说明反应产生了
D．若将溶液改为煮沸后冷却的溶液，仍会有白色沉淀产生
【答案】D
【分析】
盐酸的酸性强于碳酸和亚硫酸，碳与浓硫酸共热产生的X气体为CO2和SO2的混合气体，与氯化钡不反应。
【详解】
A． CO2和SO2的混合气体，与氯化钡不反应，洗气瓶中不产生的沉淀，故A错误；
B． 盐酸的酸性强于碳酸和亚硫酸，洗气瓶中不发生反应，故B错误；
C． 处逸出的气体是CO2和SO2的混合气体，能使澄清石灰水变浑浊，但无法确定是、SO2还是两者的混合物与氢氧化钙反应的，故C错误；
D． 若将溶液改为煮沸后冷却的溶液，二氧化硫被硝酸根氧化为硫酸根离子，会有白色沉淀产生，沉淀为BaSO4，故D正确；
故选D。
11．（2022·江苏常州·高一期末）大气污染物易溶于水，通常表现出较强的还原性，对人体的呼吸系统和中枢神经系统等均有毒性作用。认识和利用的性质可有效防治对环境的污染，并实现的综合利用。实验室通过下列实验探究的性质。
实验
实验操作和现象
1
用充有的针筒吸入蒸馏水，用橡皮塞堵住针筒前端，充分振荡，针筒内几乎没有气体剩余
2
取实验1中的溶液，滴入几滴紫色石蕊试液，溶液显红色
3
取实验1中的溶液，加入的溶液，观察不到实验现象
4
取实验1中的溶液，通入气体，出现淡黄色浑浊
下列有关说法正确的是
A．实验1说明与水发生了化学反应
B．实验2中发生了以下过程：、
C．实验3中可能发生了反应
D．实验4说明水溶液具有还原性
【答案】C
【详解】A．已知易溶于水，针筒内几乎没有气体剩余，可能原因是溶于水，不是发生化学反应，故A错误；B．紫色石蕊试液变红色说明溶液呈酸性，发生反应：、亚硫酸是二元弱酸，主要的电离方程式为，故B错误；C．具有还原性，有氧化性，两者在溶液中发生氧化还原反应，化学方程式为：，故C正确；D．实验4的反应方程式为+2H2S=3S↓+2H2O，→S反应中S元素化合价降低，说明水溶液具有氧化性，故D错误；故选：C。
12．（2021·江西南昌市·南昌二中高一期末）下列有关含硫物质转化判断正确的是( )

A．0.1 mol Cu与足量的硫充分反应，生成物的质量比该单质的质量增加了1.6 g
B．如图是铜与浓硫酸反应的实验装置。B中盛装的是浓硫酸，作用是干燥SO2
C．Cu投入稀硫酸中加热，没有明显变化，加入一定量的H2O2溶液，金属Cu逐渐溶解，反应中H2O2起催化作用
D．向铜与浓硫酸反应后的混合溶液中加水，判断有无铜离子
【答案】A
【详解】
A．Cu与S混合加热发生反应产生Cu2S，若Cu物质的量是0.1 mol，则反应产生0.05 mol Cu2S，消耗S的物质的量是0.05 mol，因此固体质量增加了0.05 mol×32 g/mol=1.6 g，A正确；
B．在如图铜与浓硫酸反应的实验装置中，B中盛装的应该是饱和NaHSO3溶液，作用是储存SO2，并可作安全瓶，防止倒吸的作用，B错误；
C．H2O2溶液具有强氧化性，在酸性条件下将Cu氧化为Cu2+，反应方程式为：Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O，在该反应中H2O2的作用是氧化剂，C错误；
D．反应后溶液中含有大量浓硫酸，要根据硫酸的稀释原则进行操作，即应该待溶液冷却后，取少量溶液加入到盛有水的容器中，根据溶液是否变为蓝色，确定其中是否含有Cu2+，D错误；
故合理选项是A。
13．（2021·贵州黔东南苗族侗族自治州·高一期末）已知X为一种常见酸的浓溶液，能使蔗糖粉末变黑。A与X反应的转化关系如图所示，其中反应条件及部分产物均已略去，则下列有关说法正确的是( )

A．X使蔗糖变黑的现象只体现了X的强氧化性
B．若A为铁，则足量A与X在室温下即可完全反应
C．工业上，B转化为D的反应条件为适当温度、常压、使用催化剂
D．若A为碳单质，则将C通入少量的澄清石灰水，一定可以观察到有白色沉淀产生
【答案】C
【分析】
X为一种常见酸的浓溶液，能使蔗糖粉末变黑，则X是硫酸，D和水反应生成硫酸，则D是三氧化硫，B和氧气反应生成三氧化硫，则B是二氧化硫，据此答题。
【详解】
A．浓硫酸使蔗糖变黑的现象主要体现了浓硫酸的脱水性，故A错误；
B．若A是铁，常温下，铁与浓硫酸发生钝化现象，所以铁不能完全溶解，故B错误；
C．工业上，二氧化硫转化为三氧化硫的反应条件为高温、常压、使用催化剂，故C正确；
D．若A是碳，浓硫酸和碳反应生成二氧化碳，向少量澄清石灰水中通入少量CO2气体有碳酸钙白色沉淀生成，而通入过量CO2则生成Ca(HCO3)2，溶液仍澄清，故D错误；
故答案为C。
14．某溶液含有下列离子中的几种：K+、、Ba2+、、、Cl-，且溶液中各离子浓度相等。取该溶液进行如下实验：
(1)取该溶液与足量NaOH溶液共热产生刺激性气体
(2)另取该溶液加入稀HCl无明显现象，再加足量BaCl2 溶液得到白色沉淀
(3)取(2)的上层清液加入AgNO3溶液和稀硝酸得到白色沉淀
下列结论正确的是
A．一定不含Ba2+、，可能含有K+
B．一定含K+、、，一定不含Cl-、、Ba2+
C．一定含、，可能含K+ 、Cl-
D．一定不含，一定含、、Cl-
【答案】B
【分析】
取该溶液与足量NaOH溶液共热产生刺激性气体，该气体为NH3，说明含有，另取该溶液加入稀HCl无明显现象，说明原溶液中不含，再加足量BaCl2 溶液得到白色沉淀说明原溶液中含有，不含Ba2+，由于第（2）步加入HCl和BaCl2，引入Cl-，因此第（3）步加AgNO3生成沉淀不能说明原溶液中含有Cl-，因为溶液中各离子浓度相等，带有2个单位的负电荷，带有1个单位的正电荷，因此溶液中一定含有K+，一定不含Cl-，综上所述，一定含有的离子有、、K+，一定不含的离子有、Ba2+、Cl-。
【详解】
根据分析，溶液中一定含有的离子有、、K+，一定不含的离子有、Ba2+、Cl-，故选B。
15．将3.84g铜粉与一定质量浓硝酸反应，当铜完全溶解时，收集到NO、NO2混合气体2.24L(标准状况下)，则所消耗酸的物质的量是( )
A．0.1mol B．0.11mol C．0.16mol D．0.22mol
【答案】D
【分析】
根据铜和硝酸的反应，可知消耗的硝酸有两个去处，一个是被还原生成氮的氧化物，一个是生成硝酸铜，根据元素守恒可得答案。
【详解】
根据铜和硝酸的反应，3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，Cu+4HNO3(浓)= Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，可知消耗的硝酸有两个去处，一个是被还原生成氮的氧化物，一个是生成硝酸铜，根据元素守恒n(HNO3)= n(NOx)+ 2n(Cu(NO3)2)= ，
故选D。
二、非选择题：共35分。
16．（8分）某小组同学设计如下实验实现几种价态硫元素间的转化。
任务Ⅰ．从以下试剂中选择合适的试剂实现的转化。
试剂：①浓H2SO4 ②稀H2SO4 ③酸性溶液 ④溶液 ⑤Cu ⑥品红溶液
(1)写出实现转化的化学方程式：________________________。
(2)设计实验，证明实现了该转化(写出操作和现象)：______________________________。
任务Ⅱ．实现硫元素在、、价之间的转化。
查阅资料：价硫元素在酸性条件下不稳定，自身易发生氧化还原反应。

(3)①中加入的物质是______，该转化利用的是______的性质。
(4)写出③的离子方程式：____________________________________。
【答案】(1)
(2)将产生的气体通入品红溶液中，溶液褪色
(3)溶液 酸性氧化物
(4)
【详解】
(1)由题意知实现该转化的化学方程式为。答案为
(2)要证明实现了该转化，只需要证明产生了二氧化硫，结合二氧化硫的漂白性可将反应后产生的气体通入品红溶液中，若溶液褪色，即实现了该转化。答案为将产生的气体通入品红溶液中，溶液褪色；
(3)二氧化硫转变为亚硫酸钠的过程中硫元素化合价没有发生变化，完成该转化体现二氧化硫酸性氧化物的性质，二氧化硫与氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸钠和。答案为溶液，酸性氧化物；
(4)根据题干信息，价硫元素在酸性条件下不稳定，自身易发生氧化还原反应，即发生歧化反应，价的硫元素化合价既升高又降低，结合步骤②中亚硫酸钠和反应生成硫代硫酸钠分析可得中硫元素的化合价应低于价则为硫单质，③的离子方程式为。答案为
17．（9分）如图是氮元素的几种价态与物质类别的对应关系。请回答下列问题：

（1）写出N2的一种用途：_______________________。
（2）B物质的电子式为：___________。
（3）HNO3与图中的物质C常用于检验Cl-的存在，则C的化学式为___________。
（4）实验室制取物质B的化学方程式为___________________________________。
（5）浓硝酸与木炭在加热条件下反应的化学方程式为___________________________________。
（6）从N元素化合价角度分析，上图中涉及的六种物质只有还原性的是___________(填化学式，下同)，既有氧化性又有还原性的是_________________。
【答案】（1）做保护气(冷冻剂、制氨气)
（2）
（3）AgNO3
（4）
（5）
（6）NH3 N2、NO、NO2
【分析】
（1）氮气化学性质不活泼，可以用来做保护气，也可以用来保存粮食，也可做冷冻剂、制氨气等；
（2）B为氨气，电子式为；
（3）Cl-的检验方法是向待测溶液中加入硝酸酸化，再滴加AgNO3溶液，若产生不是沉淀，就证明溶液中含有Cl-。因此C为AgNO3；
（4）在实验室中是用铵盐与碱共热来制取氨气的。制取物质氨气的化学方程式为；
（5）浓硝酸有强氧化性，在加热条件下与木炭发生反应产生CO2、NO2、H2O。反应的化学方程式为；
（6）化合价最低的NH3只有还原性，处于中间价态的N2、NO、NO2既有氧化性又有还原性。
18．（9分）（2021·河南漯河市·高一期末）下面是某校化学研究性学习小组探究足量锌与浓硫酸反应的实验：
Ⅰ.甲同学设计如图实验验证该反应产生的混合气体中含有SO2、H2、H2O，已知装置C中试剂过量。
A． B． C． D．
E. F.
(1)写出A中生成SO2的化学方程式_________________________________。
(2)若按气体从左到右的流向，气体流经的各装置连接顺序是____________________。
(3)E中干燥管的作用是______________________________________。
(4)证明混合气体中含有H2的实验现象为__________________________。
Ⅱ.乙同学设计如下实验步骤测定44.8L(标准状况下)混合气体中SO2的体积分数。

(5)W溶液可以是________(填序号)。
A．H2O2溶液 B．酸性KMnO4溶液 C．溴水 D．稀硫酸
该混合气体中二氧化硫的体积分数为______________(用含m的代数式表示)。
【答案】(1)Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+2H2O
(2)ADBFCE
(3)防止空气中的水蒸气进入装置，干扰H2的检验
(4)E中黑色物质变为红色，且E中无水CuSO4变为蓝色
(5)AC
(6)×100%
【分析】
验证锌和浓硫酸反应产生的混合气体中含有SO2、H2、H2O，依次用无水硫酸铜检验水、用品红溶液检验二氧化硫、用氧化铜检验氢气；根据质量守恒定律，1mol二氧化硫被氧化为1mol硫酸，与氢氧化钡反应生成1mol硫酸钡沉淀。
【详解】
(1) A中锌和浓硫酸反应生成硫酸锌、SO2、水，反应的化学方程式是Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+2H2O；
(2) 验证锌和浓硫酸反应产生的混合气体中含有SO2、H2、H2O，依次用无水硫酸铜检验水、用品红溶液检验二氧化硫、用氧化铜检验氢气，若按气体从左到右的流向，气体流经的各装置连接顺序是ADBFCE；
(3)E中无水硫酸铜检验氢气和氧化铜反应生成水，E中干燥管的作用是防止空气中的水蒸气进入装置，干扰H2的检验；
(4)氢气把氧化铜还原为铜，若混合气体中含有H2，E中黑色氧化铜变为红色铜，且E中无水CuSO4变为蓝色。
Ⅱ.固体为硫酸钡，所以W具有氧化性，能把二氧化硫氧化为硫酸，由于酸性KMnO4溶液中含有硫酸， W溶液可以是H2O2溶液或溴水；根据，该混合气体中二氧化硫的体积分数为 ×100%。
【点睛】
本题以锌与浓硫酸反应的产物检验为载体，考查物质检验方法，明确浓硫酸的性质为解题关键，理解化学实验设计的方法，掌握物质检验的顺序和方法。
19．（9分）（2021·浙江·镇海中学高一期末）氨气与灼热的氧化铜反应生成铜、氮气和水。利用下图所示实验装置可测定氨分子的组成(图中夹持、固定装置均略去)。回答下列问题。

（1）盛放浓氨水的仪器名称为_______。
（2）若撤去装置B会产生的安全隐患是_________________________。
（3）写出氨气与氧化铜反应的化学方程式_______________________________。
（4）待实验完毕后，若实验测得N2的体积(折算成标准状况)为a L，则被还原的氧化铜的物质的量为_____________mol，若测得干燥管D增重b g，则氨分子中氮、氢的原子个数比为_____________(用含a、b字母的代数式表示)
（5）量筒G读数时除了视线与凹液面最低点保持水平外，还需要注意_________________________。
【答案】（1）分液漏斗
（2）C中的硬质玻璃管遇到冷的水蒸气破裂
（3）
（4）3a/22.4 9a/11.2b
（5）F和G的液面处于同一水平上
【解析】实验目的之一是测定氨分子的组成，结合所给装置可看出，通过氨气还原氧化铜，氨元素转化为氮气，可用排水法来测定其体积，而氢元素转化为水，其质量可通过装置D的增重来测得。
（1）盛放浓氨水的仪器为分液漏斗。
（2）B为干燥装置，若缺少此装置，可会C中的硬质玻璃管遇到冷的水蒸气破裂。
（3）氨气还原氧化铜生成铜和氮气，故化学方程式为。
（4）N2的物质的量为mol，由化学方程式可知，被还原的氧化铜得物质的量为mol。
水的物质的量为mol，所以氨气分子中氮、氢得原子个数比为:=。
（5）量筒G读数时除了视线与凹液面最低点保持水平外，还需要注意F和G的液面处于同一水平上。