高中第3节 氮的循环课堂检测

3.3氮的循环同步练习-鲁科版高中化学必修第一册

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

一、单选题

1．根据下列实验操作，现象和所得到的结论均正确的是

A．A B．B C．C D．D

2．下列有关实验方法正确的是

A．用铜片和浓硝酸反应制NO B．用浓硫酸干燥NH3

C．加热NH4Cl和Ca(OH)2固体混合物制取NH3 D．用排水法收集NO2

3．下列转化关系不能通过一步反应实现的是

A． B． C． D．

4．某溶液中可能含有K+、Na+、Mg2+、、Fe2+、Br－、、、中的若干种离子。某同学做了如下实验：①取少量溶液，滴加足量氯水，有气泡产生且溶液颜色变成黄色②另取少量溶液，滴加盐酸酸化的氯化钡溶液，无沉淀生成③蘸取原溶液，做焰色试验，透过蓝色钴玻璃观察到火焰呈紫色。为进一步确定该溶液的组成，无需进行的实验是

A．取少量溶液，滴加氯水和CCl4，振荡、静置

B．上述实验③不透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色

C．取少量溶液，滴加适量的稀硫酸和品红溶液

D．取少量溶液，滴加适量浓NaOH溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸检验气体

5．2018年8月7日，PLOS Biology在线发表了关于玉米生物固氮的研究，为减少化肥使用和发展绿色农业提供重要的理论指导，固氮通常指将氮元素从游离态转化为化合态的过程。下列变化属于固氮的是

A．NH3→NO B．N2 → NH3

C．NO →NO2 D．NO2→HNO3

6．硫铁矿焙烧后的烧渣含有及等杂质，用过量硫酸浸取，过滤，将滤液分别与下列指定物质反应，所得溶液中主要存在的一组离子正确的是

A．通入过量：

B．通入过量：

C．加入过量KOH溶液：

D．通入过量的：

7．下列实验装置或对实验的描述正确的是

A．A B．B C．C D．D

8．下列各组物质，不能按下图(“→”表示反应一步完成)关系转化的是

A．A B．B C．C D．D

9．硝酸与铜反应实验装置如图所示，下列有关叙述不正确的是

A．浓硝酸与稀硝酸都能与铜反应，生成硝酸铜

B．用稀硝酸实验时试管上方气体略有红棕色

C．用浓硝酸实验时溶液呈绿色是因溶有NO

D．反应中浓硝酸较稀硝酸反应更剧烈、氧化性更强

10．下列物质的性质与应用有对应关系的是

A．氨气沸点低，工业上常用液氨作制冷剂

B．HNO3有强氧化性，可用于溶解银

C．NaHCO3溶液显碱性，常作烘焙糕点的膨松剂

D．ClO2具有还原性，可用于自来水的杀菌消毒

二、填空题

11．NO、NH3、NH4Cl是氮元素的三种重要化合物。请根据题意选择它们的化学式填空：

(1)常用作制冷剂的物质是           ；

(2)遇氧气(O2)会迅速变为红棕色气体的无色气体是        ；

(3)可用作氮肥且遇碱会有刺激性气味的物质是         .

12．氮的化合物丰富多彩

(I)从分子结构上看，氮与碳有很多对应的物质(如甲烷跟氨气对应)，请找出下列含碳化合物对应的含氮物质： C2H4       C2H2       H2CO3      

(2) 叠氮化钠(NaN3)受猛烈撞击时可发生分解反应2NaN3=2Na+3N2。另一种仅由两种元素组成的叠氮化物，每1mol该叠氮化合物分解时只产生4mol气体单质，写出该叠氮化合物分解的化学方程式       。

(3)硝酸与金属反应时往产生氮氧化物，但是在某些特殊情况则不然。将稀硝酸(HNO3浓度低于2mol·L-1)与过量金属镁混合反应放出气体A，反应完全后向剩余溶液中加入过量NaOH固体并加热，放出体B，将两次放出的气体全部收集并混合，用碱石灰干燥后通过灼热氧化铜固体，观察到固体变红，再将剩余气体用浓硫酸干燥，气体体积变为原来的三分之一。

①A的化学式       A和B的体积比为       。

②写出B跟氧化铜反应的化学方程式       。

③镁与稀硝酸反应的离子方程式       。

13．5.6 g铁粉与硝酸反应失去的电子数一定为0.3 NA  

14．绿水青山，保护环境是当社会发展必须关注的重要课题。氮氧化物和硫氧化物是造成大气污染的主要原因之一，消除氮氧化物有多种方法。

(1)NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如图1所示：

①氮氧化物会带来什么污染            (回答任一点)；NH3与NO2反应的化学方程式           。

②用Fe做催化剂时，在氨气足量的情况下，不同对应的脱氮率如图3所示，脱氮效果最佳的=           。

(2)利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的亚硝酸钙Ca(NO2)2其部分工艺流程如图：

①上述工艺流程中采用气-液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底进入，石灰乳从吸收塔顶喷淋)法，其目的是           ；

②生产中溶液需保持弱碱性。在酸性溶液中Ca(NO2)2会发生分解，产物之一是NO，其反应的离子方程式为           。

(3)氢能是可循环利用的清洁能源，在2020年上海进博会展览中，诸多氢能源汽车纷纷亮相。氢-氧燃料电池被誉为氢能源汽车的心脏。某种氢-氧燃料电池的内部结构如图，

根据原电池的原理，回答下问题：

①a通入的是           。

②右侧的电极反应式为           。

15．大气中SO2和NOx是形成酸雨的主要物质，危害环境。

（1）某研究小组为了探究参与的硫酸型酸雨的形成，在烧瓶中充入含有少量NO的SO2气体，慢慢通入O2，该过程中发生的化学反应有                           、                       ；再喷射适量蒸馏水即可得硫酸型酸雨，其中NO的作用是                      。

（2）减少SO2的污染并变废为宝是一项很重要的研究工作。我国正在探索在一定条件下用CO还原SO2得到单质硫的方法来除去SO2，该反应的化学方程式为                 。

（3）有人提出：用氨水将SO2转化为NH4HSO3，再氧化成(NH4)2SO4来脱除烟气中的SO2，原因是                    （用离子方程式表示）

（4）为防止污染，将NO、NO2完全转化为最高价含氧酸盐，消耗1L2.4mol/LNaOH溶液和1molO2，则两种气体的物质的量分别为                、                   。

16．对含有氮氧化物的废气进行处理。

(1)用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应的化学方程式如下：

①NO2＋NO＋2NaOH=2NaNO2＋H2O

②2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O

在反应①中，氧化剂是           ，还原剂是           ，在反应②中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为           ；

(2)在一定条件下氨亦可将氮氧化物转化为无污染的物质。写出氨和二氧化氮在一定条件下反应的化学方程式：           ；

(3)用如图装置进行喷泉实验，烧瓶中已装满干燥氨气(标准状况)，引发水向上喷的操作是           。(b：胶头滴管，f：弹簧夹)

17．某同学收集了一集气瓶红棕色气体，用玻璃片盖好，然后向其中加入少量水，振荡后气体和溶液均变为无色，然后轻轻移开玻璃片使少量空气进入瓶内，气体又变为红棕色。

(1)集气瓶内红棕色气体是   。

(2)气体颜色变化的原因是   ，写出有关反应的化学方程式：   。

(3)在收集该红棕色气体时采用的方法是   。

18．氨和硝酸都是重要的工业原料。

（1）工业上常用过量氨水吸收二氧化硫，该反应的化学方程式为    。

（2）氨氧化法是工业生产中合成硝酸的主要途径。合成的第一步是将氨和空气的混合气通过灼热的铂铑合金网，在合金网的催化下，氨被氧化成一氧化氮，该反应的化学方程式为    。

下列反应中的氨与氨氧化法中的氨作用相同的是   。

A．2Na+2NH3=2NaNH2+H2↑      B．2NH3+3CuO=3Cu+N2+3H2O

C．4NH3+6NO=5N2+6H2O        D．HNO3+NH3=NH4NO3

工业中的尾气（假设只有NO和NO2）用烧碱进行吸收，反应的离子方程式为2NO2+2OH﹣=NO2-+NO3-+H2O和NO+NO2+2OH﹣=   +H2O（配平该方程式）。

（3）向27.2gCu和Cu2O的混合物中加入某浓度的稀HNO3500mL，反应过程中产生的气体只有NO。固体完全溶解后，在所得溶液（金属阳离子只有Cu2+）中加入1L1mol·L-1的NaOH溶液使金属离子恰好完全沉淀，此时溶液呈中性，所得沉淀质量为39.2g。

①Cu与稀HNO3反应的离子方程式为        。

②Cu与Cu2O 的物质的量之比为        。

19．一些行业的废水中氨氮含量严重超标，废水脱氮已成为主要污染物减排和水体富营养化防治的研究热点，有多种方法可以去除。

I.电镀行业废水处理流程如图：

（1）吹脱法除氨氮：水中的氨氮大多数以NH4+和游离态的NH3保持平衡状态而存在。将空气直接通入水中，使气相和液相充分接触。水中溶解的游离氨穿过气液界面，向气相转移。从而达到脱除氨的目的。氨氮废水中NH3和NH4+平衡态的平衡关系有   。

（2）温度、pH值、空气流量对脱除氨有很大的影响。pH值、空气流量对脱除氨影响如图所示。由图可以看出，空气流量一定时，10＜pH＜11时，吹脱率随着pH增加而增加，请用化学平衡移动原理解释原因   。

（3）次氯酸钠氧化法：利用次氯酸钠氧化废水中氨氮的离子方程式是   。

II.对于含有H2PO4-的氨氮废水还可以用电化学沉淀与阴极氧化协同去除水中的氨氮，装置如图所示。电解过程中，石墨毡电极产生OH-，在通入O2的情况，又产生H2O2，以氧化水中的NH4+，同时NH4+还可以通过生成MgNH4PO4•6H2O沉淀而持续被除去。

（1）阳极的电极反应式是   。

（2）废水中的NH4+'转化为MgNH4PO4•6H2O的离子方程式是   。

（3）pH大于10.5不利于MgNH4PO4•6H2O的生成，原因是   。

20．回答下列问题

(1)汽车尾气(含CO、SO2、NO等)是城市空气的污染源之一，治理方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转化器”(用铂、钯合金作催化剂)，它能使一氧化碳跟一氧化氮反应生成可参与大气循环的无毒气体。在汽车排气管上加装“催化转化器”，可使CO和NO反应产生可参与大气循环的无毒气体，请写出该反应的化学方程式：            。该反应的还原剂为：           氮元素的化合价           (填“升高”或“降低”)。

(2)野外焊接铁轨常常采用铝热反应。

已知铝热反应的化学方程式为Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe，该反应所属基本反应类型是           ，在反应中铁元素的化合价           (填“升高”或“降低”)，该元素的原子           (填“失去”或“得到”)电子。发生氧化反应的是           (填化学式，下同)，发生还原反应的是           。

(3)用双线桥法标出电子转移的方向和数目

①Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe           

②Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑          

三、实验题

21．氮元素与人类的生命、生产等活动息息相关。

(1)亚硝酸钠()在生活中有广泛应用，实验室可用如图装置制备(略去部分夹持仪器)。

已知：①；

②

③酸性条件下，、和都能与反应生成和

请回答下列问题：

①装置A中发生反应的化学方程式为           。

②装置B中的实验现象为           。

③装置C的作用为           。

④装置F中发生反应的离子方程式为           。

(2)生物脱氮法流程如下：

步骤I中若的消除速率为，则的消耗速率为           。

(3)目前，湿法和一体化脱除法是解决燃煤烟气领域的途径之一

已知：两组实验中溶液浓度均为，浓度均为

①图1是、、对的液相吸收。已知溶液在脱除时生成一种对空气无污染的气体，请写出该反应化学方程式           。

②实验发现，在相同实验条件下利用溶液同时吸收和，脱除率在60%左右；单独吸收时，脱除率在33%左右。结合①信息及图像解释原因           。

22．人类的农业生产离不开氮肥，几乎所有的氮肥都以氨为原料，某化学兴趣小组利用如图装置制备氨气并探究相关性质。

(1)装置A中固体为           ，装置B中，碱石灰作用为           。无水硫酸铜的作用           ，有同学认为需要在无水硫酸铜的后面再接一个B装置，他这样做的目的是           。

(2)实验中观察到C中粉末变红，D中无水硫酸铜变蓝，并收集到一种单质气体。则该反应相关化学方程式为：           。

(3)工业上，通过氨的催化氧化等一系列反应最终可以制得硝酸，请写出氨的催化氧化的化学反应方式           。在该工艺流程中的氮氧化物和都易造成酸雨，请写出用过量的氨水吸收的化学方程式           。

(4)该实验缺少尾气吸收装置。图1中能用来吸收尾气的装置是           (填装置序号)。

(5)图2装置中，a表示胶头滴管和烧杯中的液体，b表示烧瓶中的气体，不能形成喷泉实验现象的a中液体和b中气体的组合是___________。

A．溶液、气体

B．溶液、气体

C．溶液、气体

D．氯水、

23．某同学为了检验浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应产生的所有气体产物，选用了下图所示实验装置。

(1)写出浓硫酸和木炭粉在加热条件下发生反应的化学方程式           。

(2)②中两次用到品红溶液，其中B的作用是           。汽车尾气主要含有、CO、、等物质，这种尾气逐渐成为城市空气污染的主要来源之一、

(3)能形成酸雨，写出转化为的化学方程式：           。

(4)汽车尾气中的CO、在适宜温度下采用催化转化法处理，使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。写出NO被CO还原的化学方程式：           。

(5)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。已知：，。同温同压下，3.5L 恰好将3.0L NO和的混合气体完全转化为，则原混合气体中NO和的体积之比是           。

参考答案：

1．D

2．C

3．A

4．A

5．B

6．C

7．B

8．A

9．C

10．B

11．     NH3     NO     NH4Cl

12．     N2H2     N2     HNO3     NH4N3=2N2+2H2     H2     1：2     2NH3+3CuON2↑+3H2O+3Cu     9Mg+22H++2NO=2NH+H2+9Mg2++6H2O

13．错

14．(1)     酸雨、光化学烟雾等     6NO2+8NH37N2+12H2O     1∶1

(2)     使尾气中的NO、NO2被充分吸收     3＋2H＋= ＋2NO↑＋H2O

(3)     氢气     O2+4e-+ 4H+= 2H2O

15．     2NO+O2=2NO2     NO2+SO2=SO3+NO     催化作用     SO2+2CO S+2CO2     SO2+NH3·H2O=NH4HSO3，2NH4HSO3+O2=H2SO4+(NH4)2SO4     0.8 mol     1.6 mol

16．(1)     NO2     NO     1：1

(2)8NH3+6NO27N2↑+12H2O

(3)挤压胶头滴管b，打开弹簧夹f

17．     NO2     NO2与H2O反应生成无色的NO；NO遇空气中的O2，与之发生反应生成红棕色的NO2     3NO2+H2O=2HNO3+NO、2NO+O2=2NO2     向上排空气法

18．     SO2+2NH3•H2O=(NH4)2SO3+H2O［或SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3］     4NH3+5O24NO+6H2O     BC     2NO2-     3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O     2∶1

19．     NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-     NH3·H2ONH4++OH-，pH增大有利于平衡逆向移动，NH4+转化为游离态的NH3，NH3在空气吹脱下从水中脱除     2NH4++3ClO-+2OH-=N2↑+3Cl-+5H2O     Mg-2e-=Mg2+     NH4++H2PO4-+Mg2++2OH-+4H2O=MgNH4PO4•6H2O     pH偏大，NH4+、Mg2+易与OH−结合生成NH3•H2O、Mg(OH)2，NH3•H2O的电离被抑制，使NH4+和Mg2+浓度降低，不利于MgNH4PO4•6H2O的生成

20．(1)     2CO＋2NO=2CO2＋N2     CO     降低

(2)     置换反应     降低     得到     Al     Fe2O3

(3)         

21．(1)          铜片不断变小，溶液颜色逐渐变为蓝色，有气泡放出     干燥并除去    

(2)64

(3)          与反应产物是和，产物均可与发生氧化还原反应促进的吸收

22．(1)     氢氧化钠或碱石灰     干燥氨气     检验是否生成水     吸收空气中水蒸气，防止干扰实验

(2)

(3)         

(4)II、III

(5)BC

23．(1)C+2H2SO4（浓）2SO2↑+CO2↑+2H2O

(2)检验二氧化硫是否除净

(3)3NO2+H2O=2HNO3 +NO

(4)2CO+ 2NO N2 + 2CO2

(5)1：3