高一化学专题练习氮族元素试题及答案详解

PAGE4单元测试氮族元素一、选择题（本题包括15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一个选项符合题意）1.通常情况下，既能用浓硫酸干燥，又能用碱石灰干燥的是（）A.NH3B.Cl2C.NOD.HCl2.第二次世界大战期间，某国有支侦察小分队到德国法西斯一座十分隐蔽且又戒备森严的军工厂。上级要求小分队必须在三天内炸毁它，结果他们用十多只涂有化学药剂的老鼠完成了任务。据你推测这种药剂是（）A.TNTB.KMnO4和H2SO4C.黑火药和甘油D.白磷和CS2溶液3.同主族元素所形成的同一类型的化合物结构和性质往往相似，已知化合物PH4I是一种无色晶体，试判断下列对其描述正确的是（）A.PH4I是共价化合物，属于分子晶体B.PH4I很稳定，加热不易分解C.PH4I不能与NaOH反应D.PH4I可由PH3与HI化合而成4.如下图所示，H是一种汽车安全袋，内部贮存化学物质，当汽车高速前进过程中受到撞击时，化学物质会在瞬间爆炸产生大量气体，充满气袋，填补在驾驶员与挡风玻璃、仪表板、方向盘之间以防止驾驶员受伤，则安全袋中贮存的化学物质可能是（）A.KClO3B.NH4NO3C.CaCO3D.NaHCO35.在HI溶液中滴加淀粉溶液无明显变化，但加入某固体物质后，溶液立即变蓝。该物质不可能是（）A.FeCl3B.CuSO4C.KNO3D.Na2S6.P和O2在两个容器中控制不同条件，分别按4P+3O2====2P2O3和4P+5O2====2P2O5两种方式进行。若在两容器中分别放入1molP和1molO2，经充分反应后所得P2O3与P2O5的物质的量比为（）A.1∶1B.4∶3C.5∶4D.5∶37.将等质量的铜分别放入下列溶液中，加热、充分反应后，在标准状况下有气体生成且质量最小的是（）A.稀HNO3B.浓HNO3C.稀盐酸D.浓硫酸8.某金属单质跟一定浓度的硝酸反应，假定只产生单一的还原产物。当参加反应的单质与被还原的硝酸的物质的量之比为2∶1时，还原产物是（）A.NO2B.NOC.N2OD.N29.根据热化学方程式:P4(白磷)====4P(红磷);ΔH=-29.2kJ·mol-1，下列说法正确的是（）A.白磷较氮气性质活泼,所以在一定条件下磷元素的非金属性较氮元素强B.白磷和红磷间的相互转化是物理变化C.红磷通常比白磷稳定D.白磷的分子空间构型呈正四面体,而红磷则是单原子分子10.已知：NO+NO2+2NaOH====2NaNO2+H2O，2NO2+2NaOH====NaNO3+NaNO2+H2O。NO和NO2的混合气体的组成可表示为NOx。该混合气体通入NaOH溶液被完全吸收时，x的值为（）A.x≤1.5B.x=3.5C.x=1.2D.x≥1.511.如下图所示，当向试管内通入21mLO2时，最后试管中的液面仍在原来的位置，则原试管中NO为（）A.6mLB.12mLC.16mLD.18mL12.关于制取硝酸银的以下三种方案(原理)的叙述正确的是（）①4Ag+O22Ag2O，Ag2O+2HNO3====2AgNO3+H2O②3Ag+4HNO3(稀)3AgNO3+NO↑+2H2O③Ag+2HNO3(浓)====AgNO3+NO2↑+H2OA.三方案中所涉及的反应都属于氧化还原反应B.三方案中硝酸的利用率②>①>③C.制取相同量的硝酸银②产生的有害气体比③多D.三种方案中①方案最优13.在容积为672mL的烧瓶里充满NO、NO2的足量的混合气体，将其倒立在水槽里，去塞后再通入280mL的氧气，反应恰好完成，且水充满烧瓶（气体体积都已折合为标准状况）。下列有关叙述正确的是（）A.总反应为：NO+NO2+O2+H2O====2HNO3B.总反应为：4NO+8NO2+5O2+6H2O====12HNO3C.生成HNO3浓度接近0.03mol·L-1D.生成HNO3浓度约为0.45mol·L-114.amolFeS与bmolFeO投入到VL、cmol·L-1的硝酸溶液中充分反应，产生NO气体，所得澄清溶液成分可看作是Fe(NO3)3、H2SO4的混合液，则反应中未被还原的硝酸可能为（）①（a+b）×63g②（a+b）×189g③（a+b）mol④(Vc－)molA.①④B.②③C.①③D.②④15.将Mg、Cu组成的2.64g混合物投入适量稀硝酸中恰好反应，固体完全溶解时收集到还原产物NO气体0.896L(标准状况），向反应后溶液中加入2mol·L-1NaOH溶液60mL时金属离子恰好沉淀完全。则形成沉淀质量为（）A.4.32gB.4.68gC.5.36gD.6.38g二、非选择题（本题包括5小题，共55分）16.（8分）微型化学实验具有装置小巧，节约药品，操作简便，现象明显，安全可靠，减少污染等特点，下图是某同学设计的NH3的催化氧化并检验反应生成的酸性物质的微型装置（图中必要的铁架台、铁夹、微型酒精灯等均略去）。22.（10分）某校化学兴趣小组的同学在进行研究性学习时，对“NO2能否支持燃烧”这个问题很有兴趣，他们决定自己动手设计实验进行探究。（1）甲组同学设计的实验方案：向烧瓶中加入适量浓硝酸并加热，当烧瓶中有红棕色气体产生之后，将燃着的木条伸入烧瓶中，发现木条火焰熄灭。由此他们得出“NO2不能支持燃烧”的结论。甲组同学所得的结论一定正确吗？请你说明理由：__________________________。（2）乙组同学通过查阅资料得知，一些不活泼金属的硝酸盐受热时也能产生NO2气体，如：2Cu(NO3)22CuO+4NO2↑+O2↑,2AgNO32Ag+2NO2↑+O2↑。他们根据此原理设计了如下图所示的实验装置（加热、夹持仪器未画出），并分别用Cu(NO3)2和AgNO3进行实验，实验中发现当红棕色气体进入集气瓶后，带火星的木条均能复燃，乙组同学由此得出“NO2能支持燃烧”的结论。①老师认为上述两个实验中，有一个实验所得结论是不可靠的，你认为该实验中选用的反应物是________，其结论不可靠的原因是____________________________________________。②运用该实验装置进行实验时，造成的不良后果是_________________________________。（3）丙组同学拟设计一个用较为纯净的NO2气体（无O2）来探究“NO2能否支持燃烧”的实验。①丙组同学制取NO2的化学方程式是___________________________________________。②下图是该组同学设计的制取并收集较纯净的NO2气体的实验装置，请在方框中将该装置补充完整，并注明补充装置中所用试剂。答案及解析：选择题1.答案：C解析：NH3显碱性，不能用浓硫酸干燥，Cl2、HCl气体显酸性不能用碱石灰干燥。2.答案：D解析：军工厂里本身有炸药，要炸毁军工厂的关键是将炸药引燃，将白磷溶在CS2溶液中由老鼠带入军工厂，当CS2挥发后，白磷可以自燃而引爆军工厂里的炸药。3.答案：D解析：依据题供信息知，PH3与NH3、HI与HCl、PH4I与NH4Cl在结构和性质上相似，由此得知D正确。4.答案：B解析：铵盐在受到撞击时容易分解产生气体。5.答案：D解析：Fe3+可氧化I-，HNO3（H+由HI提供）亦可氧化I-生成I2；Cu2+显蓝色。6.答案：C解析：按4P+3O2====2P2O3反应，O2过量，n(P2O3)=n(P)=mol,按4P+5O2====2P2O5反应，P过量，n(P2O5)=n(O2)=mol。7.答案：A解析：由于浓硫酸和浓、稀HNO3都有强氧化性，所以除了稀盐酸，其他三种酸都可以和铜反应产生气体。设Cu为1mol，A.Cu—NO，气体质量为×30g=20g;B.Cu—2NO2,气体质量为2×46g=92g;C.不反应，无气体生成；D.Cu—SO2,气体质量为1×64g=64g。选A。8.答案：C解析：设硝酸中的氮被还原以后的化合价为x，金属被氧化后化合价为y。在氧化还原反应中得失电子数相等，则：1×(5-x)＝2×y，因金属被氧化后的化合价一般为+1,+2,+3。讨论：所以答案为C。9.答案：C解析：A.磷的非金属性弱于氮，错误；B.白磷和红磷间的相互转化是化学变化，错误；C.能量越低，物质越稳定，故正确；D.红磷是一个链状结构的分子,故错误。10.答案：D解析：由题中所给反应过程可知，要使混合气体通入NaOH溶液被完全吸收，则NO2与NO的物质的量比应大于等于1，即n(NO2)/n(NO)≥1。当n(NO2)/n(NO)=1时，混合气体中所含NO2和NO的物质的量相等，此时x=1.5,若要n(NO2)/n(NO)＞1，须x＞1.5，故x应满足的条件是x≥1.5。11.答案：B解析：据4NO+3O2+2H2O====4HNO3,由题意推知O2剩余，且剩余量与原NO体积相同，设原试管中NO的体积为x，则有4∶3=x∶(21-x),解得x=12mL。12.答案：D解析：①中第二个反应不是氧化还原反应，A不正确；①中的硝酸的利用率最高，B不正确；制取相同质量的硝酸银③产生的有害气体最多，C不对。13.答案：B解析：设NO、NO2的物质的量分别为x和y,根据N原子守恒和得失电子守恒，有,解得x=0.01mol,y=0.02mol,所以n(NO)∶n(NO2)=0.01∶0.02=1∶2。由于NO、NO2最终全部变为HNO3，故溶液浓度为：c(HNO3)==mol·L-1=0.045mol·L-1。14.答案：D解析：由元素守恒知：未被还原的硝酸将转化为Fe(NO3)3中的，所以显酸性的硝酸的物质的量等于Fe(NO3)3的物质的量的3倍，由元素守恒知，n〔Fe(NO3)3〕=n（Fe）=(a+b)mol，所以未被还原的硝酸的质量=3(a+b)mol×63g·mol-1=（a+b）×189g，②正确；又根据化合价升降守恒知amol→amol(NO3)3+amol升高（3-2）a+(6+2)a=9amolbmolO→bmol(NO3)3升高（3-2）b=bmolxmol→xmol降低（5-2）xmol=3xmol得9amol+bmol=3xmol，即显氧化性的硝酸的物质的量x=（9a+b）/3mol，所以未被还原的硝酸为(Vc－)mol，④正确。15.答案：B解析：设Mg、Cu物质的量分别为x、y，则解之，再求Cu(OH)2、Mg(OH)2的质量。非选择题16.答案：（1）4∶1的氨水（或②）KClO3和MnO2的混合物（或④）(2)4NH3+5O24NO+6H2O(3)0.5mol·L-1NaOH溶液和酚酞试液（或⑧和⑨）红色褪去（4）防止液态物质D冲出（5）6mol·L-1NaOH溶液（或⑦）NO2+NO+2NaOH====2NaNO2+H2O解析：(1)因为此装置是氨的催化氧化并检验反应生成的酸性物质的微型装置，所以A和B中一个是制O2的，一个是制氨气的，根据题目提示B为固态装置，所给试剂中只有④为制氧气的药品且为固态，所以B中是KClO3和MnO2，则A为制氨气的装置。因为A为液态物质，只能选试剂中的②，即4∶1的氨水（为使NH3更易逸出，加少量NaOH固体）。（2）玻璃纤维起增大催化剂与NH3和O2混合气体的接触面积，使反应充分的作用。（3）为检验生成的酸性气体，需在D中加入碱液和酚酞试液，为使现象更明显，应加入0.5mol·L-1的NaOH溶液。需在D中加入0.5mol·L-1的NaOH溶液和酚酞试液（混合液呈红色）。17.答案：（1）HFH2ONH3NO(2)①2F2+2H2O====4HF+O2②4NH3+5O24NO+6H2O③6NO+4NH3====5N2+6H2O解析：解答本题的突破口是甲、乙、丙每个分子中含有10个电子，符合条件的有CH4、NH3、H2O、HF，首先可推得D为H2。由B跟C发生化合反应生成丁，可推得丁可能为CO、CO2、NO、NO2，同时可推得A可能为F2，然后结合框图信息可推得甲为HF，乙为H2O，丙为NH3，丁为NO，B是O2，C是N2。18.答案：（1）OHClN（2）3Cl2+8NH3====6NH4Cl+N2(3)NH4NO3+H2ONH3·H2O+H+解析：B、A形成两种液态化合物且原子个数比分别为1∶1和2∶1，可推测为H2O、H2O2，再结合电子数为10、18可知B、A分别为H、O元素。B与D形成碱性气体X，则D为氮元素。B与C形成极易溶于水的酸性气体Y，且Y分子中的电子数为18，那么C必为氯元素。19.答案：（1）4Ⅷ(2)Mg3N2分子晶体离子晶体（3）③Mg3N2+6H2O====3Mg(OH)2↓+2NH3↑⑤3Fe+4H2OFe3O4+4H2解析：D为用途广泛的金属单质，推测为Fe或Al,B在常温常压下为无色液体，且B和D高温下产生氢气，所以B为H2O，D为Fe；I为无色且能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，是NH3；F和H2O反应可得到G和NH3，则F为Mg3N2,G为Mg(OH)2,A为Mg;L为NO，则E为HNO3，继而可推出K为Fe(NO3)3,丁为Fe3O4。20.答案：（1）5.85.4(2)(3)57.7解析：(1)设生成NO的体积为x、NO2的体积为y,可建立方程：x+y=11.2L。再由得失电子守恒知：Cu失去的电子数等于NO和NO2得到的电子数，又可建立方程：×1,联立方程组可解得：x=5.8L,y=5.4L。（2）根据原硝酸中氮元素守恒：N最终以NO、NO2混合气体，NaNO3及剩余的HNO3形式存在于溶液中。故c(HNO3)==mol·L-1。（3）H2O2作氧化剂，NO、NO2混合气体作还原剂，仍依据得失电子守恒可得：×［(-1)-(-2)］×2=×［(+5)-(+2)］+×［（+5）-（+4）］，解得m(H2O2)=57.7g。21.解答：（1）设合金样品铜及银的物质的量分别为x和y，则14.0g=6