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化学必修 第二册第二节 氮及其化合物第2课时课时训练
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知识梳理
一、不同价态的氮的氧化物
上述氮的氧化物中属于酸性氧化物的是N2O5和N2O3。
二、一氧化氮、二氧化氮性质
1.在一支50 mL的注射器里充入20 mL NO,观察颜色: ,然后吸入5 mL水,用乳胶管和弹簧夹封住管口,振荡注射器。现象:注射器内无明显变化,结论:NO 于水。
2.打开弹簧夹,快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹,现象:注射器内气体变为 ;振荡注射器。现象:气体的红棕色 。
结论:在一定条件下,NO和NO2可以 。
写出下列转化的化学方程式:
①NO→NO2:2NO+O2=== ;
②NO2→NO:3NO2+H2O=== 。
3.二氧化氮的性质
(1) 、有 气味的 气体,密度比空气的 。
(2) 溶于水且与水反应:3NO2+H2O===2HNO3+NO。
(3)具有 性:能与SO2、KI等反应。
(4)自身二聚:2NO2===N2O4(无色气体)。
三、NO和NO2性质比较
典例分析
题型一:一氧化氮的性质
【典例1】无色的混合气体甲,可能含、、、、中的几种,将甲气体经过图中实验的处理结果得到酸性溶液,而几乎无气体剩余,则甲气体的组成为( )
A.、、B.、、
C.、、D.、、
【变式练】
1.如图所示烧瓶中充满a气体,滴管和烧杯中盛放足量b溶液,将滴管中溶液挤入烧瓶,打开止水夹f,能形成喷泉的是( )
A.a是Cl2,b是饱和NaCl溶液
B.a是NO,b是H2O
C.a是HCl,b是NaOH溶液
D.a是CO2,b是浓H2SO4溶液
2.在给定条件下,下列选项中物质间的转化能实现的是( )
A.SSO3B.NONaNO2
C.NH3NO2D.H2SO4(浓) SO2
题型二:二氧化氮
【典例2】下列关于氮及其化合物的说法正确的是( )
A.化学性质稳定,可用作保护气
B.、均为大气污染气体,在大气中可稳定存在
C.、均无色气体
D.、均能与水发生反应
【变式练】
1.硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大,但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注,下列说法不正确的是( )
A.汽车尾气中含有NO、CO等多种大气污染物
B.CO、和是形成酸雨的主要成因
C.雷雨天气有少量降落地面,可促进植物生长
D.工业废气中的可采用石灰法进行脱除
2.不能用排空气法收集的气体是( )
A.H2B.NH3C.NOD.NO2
题型三:二氧化氮与水的反应
【典例3】在如图装置中,烧瓶中充满干燥气体a,将滴管中的液体b挤入烧瓶内,轻轻振荡烧瓶,然后打开弹簧夹f,烧杯中的液体b呈喷泉状喷出,最终几乎充满整个烧瓶。下列选项正确的是( )
A.AB.BC.CD.D
【变式练】
1.下列有关氮的固定的说法不正确的是( )
A.俗话说“雷雨发庄稼”说明雷雨天有NO生成
B.工业上用氢气与氮气合成氨,常常用来化肥的生成
C.自然固氮包括高能固氮与仿生固氮
D.豆科植物的根瘤菌把空气中的氮气转化为硝酸盐
2.下列离子方程式正确的 ( )
A.溶于水:
B.实验室加热固态铵盐与碱制氨气:
C.溶液中通入过量氨气:
D.用氢氧化钡溶液吸收少量二氧化硫:
题型四:氮氧化物溶于水的相关计算
【典例4】将2.56g铜投入20mL一定浓度的硝酸中,铜完全溶解,产生标准状况下的NO和混合气体共896mL,反应结束后向溶液中加入120mL 1 ml∙L−1 NaOH溶液,恰好使溶液中的全部转化为沉淀。若将盛有896mL该混合气体的容器倒扣在水中,通入标准状况下一定体积的氧气,又可将气体完全转化为。则下列说法错误的是( )
A.与铜反应中,起酸性作用的硝酸为0.08ml
B.产生的混合气体中,NO和的体积比为1∶1
C.通入标准状况下氧气的体积为448mL
D.原硝酸浓度为6 ml∙L−1
【变式练】
1.在一定温度和压强下,将装有NO和NO2混合气体的试管倒立在水中,经充分反应后,试管内气体的体积变为原来的4/5,则原混合气体中NO与NO2气体的体积比是。
A.3∶5B.5∶3C.3∶7D.7∶3
2.NO2是红棕色、有刺激性气味的有毒气体,溶于水时生成HNO3和NO。NO是无色且难溶于水的气体,极易与空气中的O2反应生成NO2,用注射器先吸入20 mL NO2(如图),待进行有关实验。要使注射器中反应生成的NO全部转化为HNO3,还应再吸入足量的 ( )
A.H2OB.O2C.N2D.NO2
跟踪训练
一、单选题
1.喷泉实验装置如图所示。应用下列各组气体-溶液,能出现喷泉现象的是( )
A.AB.BC.CD.D
2.部分含氮物质的分类与相应氮元素的化合价关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.a可经催化氧化生成b
B.b为红棕色,可转化为c
C.d的溶液与Cu反应可生成b或c
D.大自然通过闪电释放的能量可将氮气转化为b,实现自然固氮
3.除去相关物质中的杂质,所选试剂正确的是( )
A.AB.BC.CD.D
4.最近,曼彻斯特大学的学者们研发出了一种金属——有机骨架材料(MOF),该材料能在大气环境条件下选择性地去除NO2。下列有关NO2的说法错误的是( )
A.是红棕色气体B.密度比空气大
C.能形成光化学烟雾D.不能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝
6.在火箭燃料中作氧化剂,下列有关二氧化氮的说法正确的是( )
A.为红棕色且有刺激性气味的气体B.属于酸性氧化物
C.经转化被植物吸收,属于氮的固定D.常温下空气中与可以化合成
7.下列关于自然界中氮循环(如图)的说法,不正确的是( )
A.雷电作用下发生了固氮反应B.工业合成氨属于固氮的方式之一
C.整个循环没有发生氧化还原反应D.碳、氢、氧等其他元素也参与了氮循环
8.过多的排放,往往会产生污染。某研究性小组探究NO与炽热的铜粉反应,设计如下实验
已知:NO能被酸性高锰酸钾溶液氧化成,E中产生的浓度较稀。
下列说法错误的是( )
A.实验前通,排尽空气,防止空气中氧气干扰实验,实验后通,排尽装置内的NO,防止拆卸时产生污染性气体
B.装置B中的试剂为
C.反应一段时间后,装置D中铜粉变黑,D中发生反应的化学方程式
D.F装置中的试剂是NaOH,吸收多余的NO,防止污染环境
9.下列气体能用下图装置的收集的是( )
A.B.C.NOD.
10.下列关于氮及其化合物的说法正确的是( )
A.的化学性质稳定,但在一定条件下,可与、等发生反应
B.、均为大气污染气体,在大气中可稳定存在
C.、均易溶于水
D.、均能与水发生反应
11.氨既是一种重要的化工产品,又是一种重要的化工原料。下图为合成氨以及氨氧化制硝酸的流程示意图。
则下列说法不正确的是( )
A.氧化炉中发生反应的化学方程式:
B.图中M为空气,其在吸收塔中的作用是使NO充分转化为
C.工业中为了盛装大量浓硝酸,可选择铝、铜作为罐体材料
D.可以使用或其他物质将氮氧化物还原为
12.我国科学家放大身份识别,快速锁定大气污染“元凶”,快速检测,助力北京冬奥会精准预报天气。下列有关的说法错误的是( )
A.既有氧化性又有还原性B.实验室用水吸收尾气中
C.常温常压下是红棕色气体D.汽车尾气和硝酸厂废气都含有
二、综合题
13.已知:NOx能与Na2O2反应;NO和NO2均能与酸性KMnO4溶液反应生成NO和Mn2+;NO易与O2生成NO2。
I.用下图所示装置(略去夹持仪器)可制得少量亚硝酸钠(2NO+Na2O2=2NaNO2)。
(1)通NO前,需先通一段时间N2,目的是_______。
(2)E中主要反应的离子方程式为_______。
(3)常温下,测得实验前后C的质量差值为0.60g,则制得NaNO2_______g。
Ⅱ.NO2(红棕色气体)和Na2O2都有较强氧化性,为探究NO2与Na2O2反应的产物,提出如下假设:假设i.NO2氧化Na2O2;假设ii.Na2O2氧化NO2。
已知:①NO2与氢氧化钠溶液反应迅速
②Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+NO2↑+2H2O
③单向阀可限制气体和液体单向移动
甲同学设计如图所示实验装置:
请回答下列问题:
(4)单向阀在实现气体单向流通的同时,还有一个作用是_______。
(5)待试管G中收集满气体,向试管G中加入适量Na2O2粉末,塞紧塞子,轻轻振荡试管内粉末,观察到红棕色气体迅速消失;再将带火星的木条迅速伸进试管内,木条复燃,甲同学据此认为假设i正确。乙同学认为该装置不能达到实验目的,为达到实验目的,应在F、G之间增加一个M装置,M中应盛装_______(可供选择的试剂:碱石灰,浓硫酸,饱和氯化钠溶液);乙同学用改进后的装置,重复了甲同学的实验操作,观察到红棕色气体迅速消失,带火星的木条未复燃。得到结论:假设ⅱ正确。
(6)请做出正确判断,写出NO2和Na2O2反应的化学方程式_______。
14.氮氧化物是引起雾霾的重要物质,某化工企业为综合处理含NH废水和工业废气(主要含NO、CO、CO2、SO2、N2,不考出其它成分),设计如图流程。
已知:NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O
2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O
回答下列问题:
(1)“固体1”的主要成分有Ca(OH)2、____(填化学式)。
(2)通入“适量空气”的目的是____。
(3)NaNO2属于____(填“强电解质”或“弱电解质”)。
(4)过程IV发生反应的离子方程式为____。每生成3.36L (标准状况)无污染气体,理论上转移电子的物质的量为____ml。
(5)过程V捕获剂接获的气体是____。
15.氮的氧化物和硫的氧化物是导致酸雨的物质。
(1)SO2有毒,且能形成酸雨,是大气主要污染物之一、双碱法是常用的烟气脱硫法。
上述方法中,实现循环利用的物质是_______,请用化学方程式表示在Na2SO3溶液中加入CaO后的反应原理_______(涉及两个反应方程式)。
(2)一定条件下氨气亦可用来将氮氧化物转化为无污染的物质。写出氨气和二氧化氮在一定条件下反应的化学方程式:_______
(3)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:NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O;2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O。现有V L某NaOH溶液能完全吸收n ml NO2和m ml NO组成的大气污染物。所用烧碱溶液的物质的量浓度至少为_______ml·L-1。
(4)某同学设计下图装置测定某硫酸工厂排放尾气中二氧化硫的含量,图中气体流量计用于准确测量通过的尾气体积。将尾气通入一定体积的碘水,并通过实验测定SO2的含量。当洗气瓶D中溶液蓝色刚好消失时,立即关闭活塞K。
D中导管末端连接一个多孔球泡E,其作用是_______,可以提高实验的准确度。
(5)当流量计中刚好通过2L尾气时,D中溶液蓝色刚好消失,立即关闭活塞K,容器D中恰好得到100mL溶液,将该溶液全部转移至锥形瓶中,滴入过量BaCl2溶液,过滤、洗涤、干燥,得到4.66g 白色沉淀,通过计算可知,上述尾气中二氧化硫的含量为_______g/L。若洗气瓶D中溶液蓝色消失后,没有及时关闭活塞K,测得的SO2含量_______(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)氮的氧化物
N2O(笑气)
NO
N2O3
NO2
N2O4
N2O5
氮元素化合价
+3
+4
+4
+5
氮氧化物
NO
NO2
色、味、态
气体
红棕色、有刺激性气味气体
溶解性
水
易溶于水且与水反应
氧化物类别
氧化物(不成盐氧化物)
氧化物(不成盐氧化物)
氧化性或还原性
具有 、 ,主要表现
具有 、 ,主要表现 ,能氧化SO2、KI等物质
毒性
(易结合血红蛋白使人中毒)
(刺激腐蚀呼吸道黏膜)
相互转化
NOeq \(,\s\up11(O2),\s\d4(H2O))NO2
选项
a(干燥气体)
b(液体)
A
NO2
水
B
SO2
NaOH溶液
C
Cl2
饱和NaCl溶液
D
CO2
水
气体
溶液
A
SO2
稀盐酸
B
HCl
稀氨水
C
NO
水
D
饱和溶液
选项
待提纯物质
杂质
除杂试剂
A
盐酸
B
C
NO
D
铁粉
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