高中化学人教版 (2019)必修 第二册第二节 氮及其化合物课后练习题

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第二册第二节 氮及其化合物课后练习题，共7页。试卷主要包含了下列说法中正确的是，在通风橱中进行下列实验等内容，欢迎下载使用。

1．下列说法中正确的是( )
A．所有铵盐受热均可以分解，但产物不一定有NH3
B．加热可除去NH4Cl中的少量NaHCO3
C．在盛有硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]溶液的试管中，滴加少量NaOH溶液，在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验，试纸变蓝
D．铵盐易溶于水，其水溶液只能与碱反应，不能与酸反应
A [铵盐受热都分解，但不一定产生氨气，如NH4NO3在400 ℃以上分解生成N2、NO2、H2O等，A正确；NH4Cl受热分解生成氨气与HCl，NaHCO3受热分解得到Na2CO3固体，B错误；Fe2＋比NHeq \\al(＋,4)更易结合OH－，因而加入少量NaOH溶液不会产生NH3，C错误；NH4HCO3、(NH4)2S等溶液均能与酸反应，D错误。]
2．在通风橱中进行下列实验：
下列说法中不正确的是( )
A．Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式为2NO＋O2===2NO2
B．Ⅱ中的现象说明Fe表面形成致密的氧化层，阻止Fe进一步反应
C．对比Ⅰ、Ⅱ中现象，说明稀硝酸的氧化性强于浓硝酸
D．红棕色气体的成分是NO2
[答案] C
3．同温同压下，在3支相同体积的试管中分别充有等体积混合的两种气体，它们是①NO和NO2、②NO2和O2、③NO和N2。现将3支试管均倒置于水槽中，充分反应后，试管中剩余气体的体积分别为V1、V2、V3，则下列关系正确的是( )
A．V1>V2>V3 B．V1>V3>V2
C．V2>V3>V1 D．V3>V1>V2
D [可假设试管体积均为2V，则每种气体的体积均为V。当倒置于水槽中时：①中发生反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，则剩余气体的体积V1＝eq \f(4,3)V；②中发生反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，则剩余气体(O2)的体积V2＝eq \f(3,4)V；③中气体与水不反应，故试管中气体体积V3＝2V。综上所述：V3>V1>V2。]
4．把3体积的NO2气体，依次通过下列3个分别装有足量①NaHCO3饱和溶液，②浓硫酸，③Na2O2的装置后，用排水法把残留气体收集到集气瓶中，集气瓶内气体应是(同温、同压下测定)( )
A．1体积NO
B．2体积NO2和0.5体积O2
C．2体积O2
D．0.25体积O2
D [①3体积的NO2通入NaHCO3溶液中发生反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO、NaHCO3＋HNO3===NaNO3＋H2O＋CO2↑，生成2体积CO2和1体积NO；②1体积NO、2体积CO2和水蒸气通过浓硫酸时，水蒸气被吸收，余下1体积NO和2体积CO2；③2体积CO2与Na2O2发生反应2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2，生成1体积O2，NO与O2反应的化学方程式为2NO＋O2===2NO2，生成1体积NO2，剩余0.5体积O2，这两种气体通入水中，发生反应：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，NO2完全反应，剩余0.25体积O2。]
5．(2021·湖南师大附中期中)同学们在做铜与浓硝酸反应的实验时，发现反应后的溶液呈绿色，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个实验来判断两种说法是否正确，这些方案中不可行的是( )
A．加水稀释该绿色溶液，观察溶液颜色变化
B．加热该绿色溶液，观察溶液颜色变化
C．向该绿色溶液中通入氮气，观察溶液颜色变化
D．向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察溶液颜色变化
A [A项，加入水，c(Cu2＋)变小，同时水也会与溶液中可能溶有的NO2反应生成HNO3，故不能得出溶液呈绿色的原因，不可行；B、C项操作都是赶出溶液中可能溶有的NO2，对c(Cu2＋)大小无影响，可行；D项，向无NO2的硝酸铜溶液中通入NO2后，通过观察溶液颜色变化，可得出结论，可行。]
6．(素养题)某学习小组为研究铜与浓、稀硝酸反应的差异，设计了如图所示的实验装置。
下列说法不正确的是( )
A．反应开始前通入过量的CO2气体，目的是排除装置内的空气
B．A中的离子方程式为：Cu＋2NOeq \\al(－,3)＋4H＋===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O
C．当B中0.03 ml铜粉被氧化时，B中产生的NO气体大于0.02 ml
D．C装置中装入一定量的水进行尾气处理
D [研究铜与浓、稀硝酸反应的差异，先利用二氧化碳将装置中的空气排出，防止Cu与稀硝酸反应生成的NO被氧化，滴加浓硝酸时Cu与浓硝酸反应生成二氧化氮，在B中发生3NO2＋H2O===2HNO3＋NO、3Cu＋8HNO3===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，C中收集到NO气体，最后尾气处理。反应开始前通入过量的CO2气体，目的是排除装置内的空气，A正确；A中铜与浓硝酸反应的离子方程式为：Cu＋2NOeq \\al(－,3)＋4H＋===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O，B正确；B中发生反应为：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO、3Cu＋8HNO3===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，因此由B中发生的反应知当B中0.03 ml铜粉被氧化时，B中产生的NO气体大于0.02 ml，C正确；NO不溶于水，C装置中装入一定量的水不能进行尾气处理，D错误。]
7．(易错题)锌和某浓度的HNO3溶液反应时，若参加反应的锌与HNO3的物质的量之比为2∶5，产物有硝酸锌、X和水，则X可能是( )
A．NO B．N2O C．N2O3 D．NO2
B [锌和某浓度的硝酸溶液发生氧化还原反应，参加反应的锌和硝酸的物质的量之比为2∶5，假设锌为4 ml，生成4 ml硝酸锌，表现酸性的硝酸的物质的量为8 ml，反应后Zn被氧化为＋2价，设硝酸还原产物中氮元素为x价，则根据得失电子守恒可知4 ml×(2－0)＝(10－8)ml×(5－x)，解得x＝＋1，即还原产物为N2O，B正确。]
8．非金属单质A经如图所示的过程转化为含氧酸D，已知D为强酸，请回答下列问题：
eq \x(A)eq \(――→,\s\up10(O2))eq \x(B)eq \(――→,\s\up10(O2))eq \x(C)eq \(――→,\s\up10(H2O))eq \x(D)
(1)若A在常温下为固体，B是能使品红溶液褪色的有刺激性气味的无色气体。
①D的化学式是________；
②在工业生产中，B气体的大量排放被雨水吸收后会形成________而污染环境。
(2)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：A________________；C________________。
②D的浓溶液在常温下可与铜反应并生成C气体，请写出该反应的化学方程式：_______________________。该反应________(填“属于”或“不属于”)氧化还原反应。
[解析] (1)若B是能使品红溶液褪色的有刺激性气味的无色气体，则B是SO2，C是SO3，D是H2SO4；若大量排放SO2，则会形成酸雨。
(2)若C是红棕色气体，则C为NO2，B为NO，A为N2，D为HNO3，浓硝酸可与Cu反应：4HNO3(浓)＋Cu===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。此反应有元素化合价升降变化，属于氧化还原反应。
[答案] (1)①H2SO4 ②酸雨
(2)①N2 NO2 ②Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 属于
9．(素养题)为了探究几种气态氧化物的性质，某同学设计以下实验。
用三只集气瓶收集二氧化硫、二氧化氮气体，倒置在水槽中。然后，分别缓慢通入适量氧气或氯气，如图所示。一段时间，A、B装置中集气瓶充满溶液，C装置中集气瓶里还有气体。
A B C
(1)如果装置A中通入氧气恰好使液体充满集气瓶，假设瓶内液体不向外扩散。
①写出总反应的化学方程式：____________________________；
该实验对工业上生产硝酸的启示是______________________。
②假设实验条件下，气体摩尔体积为a L·ml－1，计算集气瓶里溶液的物质的量浓度为________________。
(2)实验前在C水槽里滴加几滴紫色石蕊溶液，通入氧气后，实验现象可能为__________________________________；
发生反应的化学方程式为_______________________________；
C装置实验可以探究酸雨变化过程。
(3)溶液充满集气瓶后，在B水槽里滴加硝酸钡溶液，可能观察到的现象为__________________________________；
写出有关离子方程式：__________________________________。
证明B水槽反应后溶液里有氯离子的操作方法是___________________。
[解析] (1)①A装置中集气瓶里发生的反应有：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO、2NO＋O2===2NO2，总反应的化学方程式为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3。工业上，利用二氧化氮与水反应制硝酸，为了充分利用原料，防止排放大气污染物NO，应向吸收器中通入足量空气，使氮元素全部转化成硝酸。②设A装置中集气瓶体积为V L，二氧化氮气体体积为V L，n(NO2)＝eq \f(V L,a L·ml－1)＝eq \f(V,a) ml，最后充满液体，HNO3溶液体积为V L，c(HNO3)＝eq \f(\f(V,a) ml,V L)＝eq \f(1,a) ml·L－1。(2)二氧化硫溶于水生成亚硫酸，亚硫酸是中强酸，通入氧气反应后，生成硫酸(强酸)，溶液红色变深。(3)氯气在水中将二氧化硫氧化成硫酸，检验氯离子前要除去SOeq \\al(2－,4)。
[答案] (1)①4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3 在吸收器里充入足量空气 ②eq \f(1,a) ml·L－1
(2)红色由浅变深 2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4
(3)出现白色沉淀 Cl2＋SO2＋2H2O===2Cl－＋SOeq \\al(2－,4)＋4H＋、Ba2＋＋SOeq \\al(2－,4)===BaSO4↓ 取少量反应后的溶液于试管中，向试管里加入过量的硝酸钡溶液，待沉淀完全后，静置，取上层清液滴加硝酸银溶液，若产生白色沉淀，则说明原溶液中含有Cl－
10．小组乙用下列装置组装制备无水FeCl3的装置：已知FeCl3易潮解。
(1)A中发生反应的离子方程式为_______________________。
(2)装置接口的连接顺序为________(用a、b、c……i表示)；实验时应先点燃________(填“A”或“C”)处酒精灯。
(3)装置B的作用是______________________________。
(4)如果拆去E和F装置，可能的后果是_______________________。
[解析] (1)A中MnO2与浓盐酸在加热条件下反应生成MnCl2、Cl2和H2O，反应的离子方程式为MnO2＋4H＋＋2Cl－eq \(=====,\s\up7(△))Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O。(2)根据实验目的与原理可知，装置接口的连接顺序为：a→hi→fg→de→bc。装置中有空气，加热条件下氧气能与Fe反应，应先用氯气排尽装置中的空气，故实验时应先点燃A处酒精灯。(3)装置B中碱石灰的作用：一方面，可吸收没有反应完的氯气，以防污染空气；另一方面，可防止空气中的水蒸气进入装置D使生成的FeCl3潮解。(4)如果拆去E和F装置，可能会发生反应Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，在C中加热氢气与氯气的混合气体，易发生爆炸。
[答案] (1)MnO2＋4H＋＋2Cl－eq \(=====,\s\up7(△))Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O
(2)a→hi→fg→de→bc(c可不写) A
(3)防止反应结束后空气中的水蒸气进入装置D中使无水FeCl3潮解；吸收尾气，防止氯气污染空气
(4)发生反应Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，在C中加热氢气与氯气的混合气体，易发生爆炸
11．亚硝酸钠(NaNO2)是工业盐的主要成分，在漂白、电镀等方面应用广泛。已知：室温下，2NO＋Na2O2===2NaNO2，以木炭、浓硝酸、Na2O2为主要原料制备亚硝酸钠的装置如图所示。(加热装置及部分夹持装置已略去)
回答下列问题：
(1)A装置中反应的化学方程式为________________。
(2)B装置的作用是______________________。
(3)充分反应后，C中生成的固体除NaNO2外，还可能生成________(填化学式)，为避免杂质的生成，应在B、C之间加一个装置，该装置和所盛放试剂的名称分别是________。
(4)D装置用于尾气处理，写出D中反应的离子方程式：___________________
____________________________________________________。
[解析] (1)A装置中浓硝酸与木炭发生反应，化学方程式为C＋4HNO3(浓) eq \(=====,\s\up7(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。(2)将A装置中产生的NO2通入水中，发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，所以B装置的作用是将NO2转化为NO。(3)B中出来的NO气体中可能会混有CO2、水蒸气，分别与Na2O2反应生成Na2CO3、NaOH，所以C中生成的固体除NaNO2外，还可能生成Na2CO3、NaOH；为避免杂质的生成，可以在B、C之间加一个干燥管(或U形管)，所盛放的试剂应该为碱石灰，用于吸收混合气体中的CO2和水蒸气。(4)D装置中盛放的是酸性KMnO4溶液，用于尾气处理，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒可得D装置中反应的离子方程式为5NO＋3MnOeq \\al(－,4)＋4H＋===5NOeq \\al(－,3)＋3Mn2＋＋2H2O。
[答案] (1)C＋4HNO3(浓)eq \(=====,\s\up7(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O
(2)将NO2转化为NO
(3)Na2CO3、NaOH 干燥管、碱石灰
(4)5NO＋3MnOeq \\al(－,4)＋4H＋===5NOeq \\al(－,3)＋3Mn2＋＋2H2O
12．将6.4 g铜加入50 mL a ml·L－1的硝酸溶液中，铜全部溶解，得到NO2和NO的混合气体。将反应后溶液稀释至100 mL，测得NOeq \\al(－,3)的浓度为3 ml·L－1。
(1)混合气体中NO2和NO的总物质的量为________ml(用含a的式子表示)。
(2)稀释后的溶液中H＋的物质的量浓度为__________ml·L－1。
(3)若a＝9，则收集到NO2和NO混合气体在标准状况下体积为________L。
[解析] 因为得到NO2和NO混合气体，说明原硝酸溶液为浓HNO3。发生的反应有：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O和3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。由n(Cu)＝eq \f(6.4 g,64 g·ml－1)＝0.1 ml和反应后溶液中含有n(NOeq \\al(－,3))＝0.1 L×3 ml·L－1＝0.3 ml可知：说明反应完毕后还有HNO3剩余。剩余n(HNO3)为0.3 ml－0.1 ml×2＝0.1 ml。
(1)由氮原子守恒得n(NO2)＋n(NO)＝n(HNO3)总－n(NOeq \\al(－,3))余＝(0.05a－0.3) ml。
(2)因为与Cu2＋组合的n(NOeq \\al(－,3))＝2n(Cu2＋)＝2×eq \f(6.4 g,64 g·ml－1)＝0.2 ml，故溶液中与H＋结合的n(NOeq \\al(－,3))＝0.3 ml－0.2 ml＝0.1 ml，则c(H＋)＝eq \f(0.1 ml,0.1 L)＝1.0 ml·L－1。
(3)当a＝9时，硝酸的总物质的量为0.45 ml，则收集到混合气体的总物质的量为：0.45 ml－0.3 ml＝0.15 ml，V(NOx)＝0.15 ml×22.4 L·ml－1＝3.36 L。
[答案] (1)0.05a－0.3 (2)1.0 (3)3.36
步骤
现象
Fe表面产生大量无色气泡，液面上方变为红棕色
Fe表面产生少量红棕色气泡后，迅速停止