高中化学沪科技版（2020）必修第一册自然界中的氮循环课后作业题

3.3.2自然界中的氮循环同步练习-沪科版高中化学必修第一册

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．利用氨气制备硝酸主要涉及以下反应：①；②；③。实验室利用类似原理制备硝酸，图中装置能达到相应实验目的的是

A．A B．B C．C D．D

2．下列说法不正确的是

A．常温下钠和钾的合金呈液态，可用作快中子反应堆的导热剂 B．铁粉和氧化铝可用于焊接铁轨

C．硫酸可用于金属材料表面的清洗 D．极少量的能促进血管扩张，防止栓塞

3．下列物质中，氮元素显示的化合价相同的一组是

A．N2和NH3 B．NO2和N2O4 C．NO和NH4NO3 D．N2O5和HNO2

4．依据下列实验操作和现象得出的结论正确的是

A．A B．B C．C D．D

5．我国积极启动“蓝天工程”和“绿水工程”，是保护生态环境、提高全体人民生活质量的重要举措。下列环境问题与氮氧化物无关的是

A．酸雨 B．光化学烟雾 C．温室效应 D．臭氧层空洞

6．下列说法正确的是

A．二氧化硅、生石灰均可以与水反应，都能用作干燥剂

B．、、均属于酸性氧化物，都能与水发生化合反应

C．检验治疗缺铁性贫血的约物是否变质可用KSCN溶液

D．CO、NO、均是大气污染物，在空气中都能稳定存在

7．周期表中ⅤA族元素的化合物应用广泛。可以形成多种含氮化合物，强碱条件下能被氧化生成肼具有较大的燃烧热，可用作火箭燃料。磷矿[主要成分为]可与浓硫酸反应制备磷肥[有效成分]。700～900℃下，与通过化学气相沉积可制得半导体材料砷化镓晶体。下图是氮元素的转化示意图。下列说法不正确的是

A．反应①是自然界中氮固定的一种途径

B．反应②的现象是气体由无色变红棕色

C．为使全部转化为X，反应③中

D．X是一种强氧化性酸，常温下其浓溶液可用铝槽车贮运

8．不能区分某红棕色气体是溴蒸气还是 NO2 气体的试剂是

A．AgNO3 溶液 B．KI-淀粉试纸 C．氯化钠溶液 D．四氯化碳

9．已知某物质X能发生如下转化：

下列有关上述转化关系中物质及其反应的叙述错误的是

A．若X为，则A为硝酸

B．若X为S，则A为硫酸

C．反应①和②一定为氧化还原反应，反应③一定为非氧化还原反应

D．若X为非金属单质或非金属氢化物，则A不一定能与金属铜反应生成Y

10．下列有关应用与物质性质没有关联的是

A．A B．B C．C D．D

二、填空题

11．一氧化氮、二氧化氮的性质探究

操作一：在一支50mL的注射器里充入20mLNO，观察颜色，然后吸入5mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器。

现象：一氧化氮为无色气体，注射器内无明显变化。

结论：NO难溶于水

操作二：打开弹簧夹，快速吸入10mL空气，夹上弹簧夹。

现象：    。

结论：NO和O2反应生成    。

操作三：振荡注射器

现象：气体红棕色    ，得到    溶液。

结论：NO2和H2O反应生成了    。

写出下列转化的化学方程式：

(1)NO→NO2：    。

(2)NO2→NO：    ，该反应中NO2既表现    ，又表现    。

12．氨气(NH3)是一种重要的化工原料，其中约80%用来生产各种氮肥。其中利用NH3生产NH4NO3的主要转化途径如下(转化所需试剂及条件已略去)：

(1)的化学方程为           。

(2)的化学方程式为           。

(3)列举两种不同类别的将HNO3转化为NH4NO3的化合物M：           、           。

(4)NH4NO3常作为水培植物营养液的氮肥来源。若要配制0.2mol·L-1的NH4NO3溶液500 mL，则需要NH4NO3固体的质量为            g。

13．汽车尾气主要含有CO2、CO、SO2、NOx等物质，逐渐成为城市空气主要污染源。

(1)写出CO2的电子式             ；CO2带来的主要环境问题是        。

(2)汽车尾气中的CO来自于                ，NO来自于                 。

(3)NOx能形成酸雨，写出NO2转化为HNO3的化学方程式                   。

(4)在适宜温度下采用合适催化剂，CO和NO相互反应生成参与大气循环的无毒气体。写出反应化学方程式               。

(5)在催化剂作用下，可用氨气将NO和NO2转化为无毒气体，写出NO2和NH3反应生成无毒气体的化学方程式              。

(6)当燃油中含硫量较高时，尾气中SO2在O2作用下与氨气形成(NH4)2SO4，用化学方程式表示(NH4)2SO4的形成                 。

14．Br2(g)和NO2的都是红棕色气体，怎么用实验区分开来             ？

15．一氧化氮、二氧化氮的物理性质

16．“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。

17． 非金属单质A经下图所示的过程可转化为含氧酸D，已知D为强酸。请回答下列问题。

ABCD

(1)若A在常温下为气体，C是红棕色的气体。

①A、C的化学式分别是         。

②D的浓溶液在常温下可与铜反应并生成C气体，该反应的化学方程式为        ；体现D的什么性质        。

(2)氮化硅Si3N4)可由石英与焦炭在高温的氮气流中通过以下反应制备：

3SiO2+ 6C+ 2N2Si3N4 + 6CO

①请写出氮化硅中氮元素的化合价是        ，以上反应中的氧化剂是        ，还原剂是        。

②若该反应生成11.2L一氧化碳(标准状况)，则生成氮化硅的质量是         ( 保留小数点后一位)。

18．氮是生命体的重要组成元素。氮在自然界中的循环示意图如下。回答下列问题：

(1)图中属于自然固氮的过程是       (填序号)。

(2)过程②中合成氨的化学方程式为       。

(3)自然界中产生硝酸的过程③涉及多种含氮物质的转化，其中的化学方程式为       。

(4)在图中找出一条氮循环的完整路径：       (用序号表示)。

(5)过程⑦在硝化细菌的作用下实现转化，在碱性条件下，被氧化为的总反应的离子方程式为       。

(6)用化学方法检验：       (写出简要的操作步骤、试剂、现象和结论)。

19．单质、氧化物、酸(或碱)和盐的转化关系

(1)金属单质及其化合物的转化：金属单质碱性氧化物碱盐，如：NaNa2ONaOHNa2SO4，符合上述转化关系的常见金属有Na、K、Ca、Ba等，但   、     、    、     不符合上述转化。

(2)非金属单质及其化合物的转化：非金属单质酸性氧化物酸盐，如：SSO2H2SO3Na2SO3，符合上述转化关系的常见非金属有C、S、P等，但   、   等不符合上述转化。

20．工业或机动车尾气中的会造成环境问题，可用多种方法脱除。

(1)碱液吸收：石灰乳可吸收硝酸工业的尾气(含NO、)，获得副产品。

①等物质的量NO与被吸收，反应的化学方程式为           。

②采用气—液逆流接触吸收(尾气从塔底进入，石灰乳从塔顶喷淋)，其目的是           。

③该工艺需控制NO和的物质的量之比接近，若，则会导致           ；若，则会导致           。

④生产中需保持弱碱性，在酸性溶液中会发生分解，产物之一是NO，其反应的离子方程式为           。

(2)还原法：尿素水溶液热解产生的氨气发生催化反应可去除尾气中的。与转化生成的反应中，当生成时，转移的电子数为           mol。

(3)氧化法：“”试剂可将NO氧化为可溶的。

①催化分解产生有很强的氧化性的，将NO氧化为的机理如图所示，Y的化学式为           。

②NO脱除率随温度的变化如题图所示，温度高于120℃时，NO脱除率随温度升高呈现下降趋势的主要原因是           。

三、实验题

21．某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按下图装置进行实验（夹持仪器已略去）。实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。

可选药品：浓硝酸、3 mol/L稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳。已知：氢氧化钠溶液不与NO反应，能与NO2反应。

2NO2+2NaOH====NaNO3+NaNO2+H2O

(1)实验应避免有害气体排放到空气中。装置③④⑥中盛放的药品依次是：

                、               、             。

(2)装置①中发生反应的化学方程式是                              。

(3)装置②的作用是                   ，发生反应的化学方程式是                     。

(4)若①中消耗铜片12.8g，产生的氮氧化物与O2完全反应转化为硝酸，试计算消耗标准状况下O2的体积为          L。

(5)该小组得出的结论所依据的实验现象是                            。

(6)实验结束后，同学们发现装置①中溶液呈绿色，而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别设计了以下4个实验来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是（选填序号字母）              。

22．亚硝酸钠广泛用于印染、漂白等行业，在建筑行业用作防冻剂，在食品工业作防腐剂和增色剂，它是一种潜在致癌物质，过量或长期食用对人产生危害，由于亚硝酸钠有咸味，外观与NaCl相似，曾多次发生被当食盐误食的事件。某化学兴趣小组以碳和浓硝酸为起始原料，设计如下装置，利用一氧化氮与过氧化钠反应制备亚硝酸钠。(夹持装置和A中加热装置已略，气密性已检验)

查阅资料：

①HNO2为弱酸，室温下存在反应3HNO2=HNO3＋2NO↑＋H2O；

②NO能被很多常见的强氧化剂氧化，如在酸性溶液中可将MnO还原为Mn2＋且无气体生成。

③NO不与碱反应，可被酸性KMnO4溶液氧化为硝酸

④HNO2在酸性溶液也是一种氧化剂，如能把I-氧化成I2。

⑤AgNO2是一种难溶于水易溶于酸的白色化合物。

(1)写出C中制备亚硝酸钠反应的化学方程式(反应物的物质的量之比为2：1)           。

(2)D装置的作用是           。

(3)经检验C产物中亚硝酸钠含量较少。甲同学认为C中产物不仅有亚硝酸钠，还有碳酸钠和氢氧化钠。为排除干扰甲同学在B、C装置间增加装置E，E中盛放的试剂应是           (写名称)。

(4)人体正常的血红蛋白中含Fe2+。若误食亚硝酸盐(如NaNO2)，则导致血红蛋白中Fe2+转化为Fe3+而中毒，服用维生素C可解毒。下列叙述不正确的是___________。

A．亚硝酸盐是还原剂

B．维生素C是还原剂

C．维生素C将Fe3+还原Fe2+

D．亚硝酸盐被还原

(5)能用来鉴别NaNO2和NaCl的方法是          

A． 测溶液pH法

B．加酸法

C．AgNO3和HNO3两种试剂法

D．加KI淀粉(酸性)法

E．以上四种方法都可

(6)某同学把溴水加到NaNO2溶液观察到溴水褪色，请写出此反应的离子方程式            。

23．亚硝酸钙是一种重要的化工原料，可作为水泥添加剂，防锈剂等。某兴趣小组拟利用以下装置制备Ca(NO2)2并测定产品的纯度(夹持及加热装置略)。

已知：①Ca(OH)2+NO+NO2=Ca(NO2)2+H2O

②2Ca(OH)2+4NO2=Ca(NO2)2+Ca(NO3)2+2H2O

(1)仪器a的名称是    ，B的作用是    ，F中盛放的试剂是    。

(2)A中发生反应的离子方程式为    。

(3)C中通入的O2的量应为X的，若<，会导致    ；若>，会导致    。

(4)实验中可通过调节气体X流速来控制其与O2通入量的比，调节流速的方法有    (任答一种)。

(5)充分反应后，经分离提纯得到Ca(NO2)2，设计如下方案测定产品中Ca(NO2)2的纯度(杂质不参与以下反应)：准确称取mgCa(NO2)2样品放入锥形瓶中，加适量水溶解，加入过量的c1mol·L-1的KI溶液、淀粉溶液，然后滴加稀硫酸，用c2mol·L-1的Na2S2O3溶液滴定，平行滴定3次，平均消耗VmL的Na2S2O3溶液。

(在酸性条件下：2NO+4H++2I-=2NO↑+I2+2H2O，I2+2S2O=2I-+S4O)

①滴定至终点的现象是    。

②Ca(NO2)2的纯度为    。

参考答案：

1．D

2．B

3．B

4．D

5．C

6．C

7．C

8．B

9．C

10．A

11．     注射器内气体变为红棕色     NO2     消失     无色     HNO3和NO     2NO+O2=2NO2     3NO2+H2O=2HNO3+NO     氧化性     还原性

12．(1)

(2)

(3)          NH4HCO3

(4)8.0

13．          温室效应     燃料不完全燃烧     在汽车气缸内的高温下N2、O2反应产生     3NO2+H2O=2HNO3+NO     2CO+2NO2CO2+N2     6NO2+8NH37N2+12H2O     2SO2+O2+2H2O +4NH3=2(NH4)2SO4

14．方法一：加有机溶剂(如汽油，苯，四氯化碳等)  有机层变橙红色的是溴蒸气，无变化的是二氧化氮。

方法二：加水  能使水变黄的是溴蒸气，水溶液无色的是二氧化氮。

方法三：加硝酸银溶液  产生淡黄色沉淀的是溴蒸气，无明显现象的是NO2。

15．     无     无     难     红棕     刺激性     易

16．(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

17．(1)     N2；NO2     Cu+ 4HNO3=2NO2+Cu(NO3)2+2H2O     氧化性、酸性

(2)     -3     N2     C     11.7

18．(1)①③

(2)

(3)3NO2＋2H2O=2HNO3＋NO

(4)②④⑥⑧或②④⑤⑦⑧

(5)

(6)取少许溶液于试管中，滴加浓NaOH溶液，加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体，证明含有

19．     Mg     Fe     Al     Cu     N     Si

20．(1)     NO+NO2+Ca(OH)2═Ca(NO2)2+H2O     有利于尾气中NO、NO2与石灰乳的充分接触，从而提高吸收效率     产品中含有Ca(NO3)2     NO会随尾气排放污染空气     3NO+2H+=NO+2NO↑+H2O

(2)

(3)     Fe3+     H2O2受热分解

21．(1)     3 mol/L稀硝酸     浓硝酸     氢氧化钠溶液

(2)Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O

(3)     将NO2转化为NO     3NO2+H2O=2HNO3+NO

(4)2.24L

(5)装置③中液面上方气体仍为无色，装置④中液面上方气体由无色变为红棕色

(6)A、B、D

22．(1)2NO + Na2O2 =2NaNO2

(2)除去未反应的NO，防止污染空气

(3)碱石灰

(4)A

(5)E

(6)NO+Br2 +H2O=NO+2Br-+2H+

23．(1)     恒压滴液漏斗     除HNO3，将NO2转化为NO     NaOH溶液

(2)3Cu+8H++2NO=3Cu2++2NO↑+4H2O

(3)     NO反应不完全     产品中混有Ca(NO3)2杂质

(4)调节滴液漏斗的滴加速率

(5)     滴入最后半滴标准溶液后，溶液由蓝色恰好变为无色，且半分钟内不变色     ×100%或%