氮及其化合物 同步练习题（含答案解析） 高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

5.2氮及其化合物同步练习题一、单选题1．下列实验操作、现象和结论均正确且存在因果关系的是（）选项实验操作和现象实验结论A常温下，取浓度均为0.2mol/L的Na2CO3和NaHCO3溶液各2mL于试管中，分别滴加几滴酚酞试液，后者红色更深相同温度下，CO32－结合H＋能力更强B分别向等浓度的醋酸溶液和硼酸溶液中滴加等浓度的Na2CO3溶液，前者产生气泡，后者无明显现象酸性：CH3COOH>H3BO3C将一小粒金属钠投入装有无水乙醇的试管中，反应结束前一段时间，钠浮在乙醇表面密度：乙醇大于钠D向Fe(NO3)2溶液中滴入硫酸酸化的H2O2溶液，溶液变黄氧化性：H2O2>Fe3＋A．A B．B C．C D．D2．根据下列实验操作和现象所得出的结论正确的是选项实验操作和现象结论A将气体X通入淀粉KI溶液，溶液变蓝X一定是氯气B向盛有铜片的试管中加入少量硝酸，一段时间后，观察到试管口有红棕色气体逸出实验所用为浓硝酸C湿润的蓝色石蕊试纸遇到氨气变红氨气溶于水呈碱性D向蔗糖中加入浓硫酸，蔗糖变黑，同时产生有刺激性气味的气体浓硫酸具有脱水性和强氧化性A．A B．B C．C D．D3．将含有等体积NH3、CO2、NO的混合气体依次通过盛有浓H2SO4、Na2O2的装置，充分作用后，最后得到的气体是A．CO2和NO B．CO2 C．NO D．NO24．下列说法不正确的是A．酸雨的pH小于5.6B．CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在C．根据反应2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O可知，可以利用氢氧化钠溶液吸收二氧化氮以防止氮氧化物对大气的污染D．在汽车排气管上加装“催化转化器”是为了减少有害气体的排放5．能用如图装置制取、收集下述纯净气体的是气体abcANO稀硝酸铜片蒸馏水BO2H2O2MnO2浓硫酸CNH3浓氨水生石灰浓硫酸DCl2浓盐酸MnO2饱和食盐水A．A B．B C．C D．D6．下列有关实验装置(如图2)进行的相应实验，不能达到实验目的的是A．用图甲所示装置可以完成“喷泉”实验B．用图乙所示装置蒸发KCl溶液制备无水KClC．用图丙所示装置制备小苏打D．用图丁所示装置制取干燥纯净的NH37．喷泉实验装置如图所示，应用下列各组气体及溶液，不能出现喷泉现象的是选项气体溶液A稀盐酸B氢氧化钠稀溶液C饱和碳酸氢钠溶液D氨水A．A B．B C．C D．D8．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．和均为有刺激性气味的有毒气体，是酸雨的主要成因B．汽车尾气中的主要大气污染物为NO、CO和PM2.5C．豆科植物直接吸收利用空气中的作为肥料，实现氮的固定D．工业废气中的可采用生石灰法进行脱除9．欲进行下列实验，其方案设计合理的是ABCD检验装置气密性氨气尾气处理制取并收集定容A．A B．B C．C D．D10．下列有关说法正确的是A．加热盛有少量NH4HCO3固体的试管，并在试管口放置湿润的红色石蕊试纸，石蕊试纸变蓝，说明氨气是碱B．任何物质在氮气中都不能燃烧C．NH3易溶于水，可用作制冷剂D．将空气中的氮气转变成含氮化合物属于氮的固定二、填空题11．按要求填空：(1)常用作制冷剂的物质的电子式_______；(2)氮气常用作保护气，但是氮气不能用作金属镁的保护气，其原因用化学方程式表示是_______；(3)浓氨水可以检验输送氯气的管道是否泄露，若泄露则会产生白烟，其原理用化学方程式表示为_______；(4)铵盐与NaOH等强碱的溶液在加热条件下反应的离子方程式是_______；(5)汽车尾气(含有烃类、CO、SO2、NO等物质)是城市空气的污染源之一，治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”，使CO和NO转化为无毒气体，其反应方程式为_______；(6)铝土矿(主要成分为Al2O3，含有少量杂质)是提取铝的原料。提取铝的工艺流程如下：请用离子方程式表示以上工艺流程中第①步反应：_______；写出以上工艺流程中第③步反应的化学方程式：_______；若第①步加入的是盐酸，则发生反应的离子方程式为_______。12．合成氨和制硫酸是中学阶段重要的化工生产反应。(1)硫酸工业生产中接触室内发生的反应方程式为___________；在实际生产过程中，操作温度选定400-500摄氏度，压强采用常压的原因分别是___________。(2)合成氨反应生成的氨气可用于工业制纯碱，写出以氨气、氯化钠、二氧化碳、水为原料制备纯碱的化学方程式___________、___________。(3)合成氨每生成1g液氨，放出QkJ的热量，写出热化学反应方程式___________。(4)常用浓氨水来检查输氯管道是否泄漏，泄漏处会观察到大量的白烟(NH4Cl)，还生成一种无色无味的单质气体，写出此反应的化学方程式并标出电子转移的方向和数目___________，该反应中被还原的是___________。三、计算题13．(1)将铜镁合金与足量稀硝酸完全反应，放出气体(标况下)，转移电子数为___________，向反应后的溶液中加入溶液至完全沉淀，得到沉淀的质量为___________。(2)将放入浓中正好完全反应。随着的不断减少，反应生成气体的颜色逐渐变浅，最终共生成气体(标准状况)。则该浓硝酸的物质的量浓度是___________；若将生成的气体溶于水被全部吸收，还需要消耗标准状况下___________。14．将一定质量的Mg和Al混合物投入400mL稀硫酸中，固体全部溶解并产生气体。待反应完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积关系如图所示。计算：Mg和Al的总质量为__________g;硫酸的物质的量浓度为_________;生成的H2物质的量为________四、实验题15．实验室利用下列装置模拟工业生产制备少量硝酸。(1)装置A的作用是________，NaOH溶液的作用是_________________________。(2)化学实验室制氨气化学方程式为__________。(3)实验时先用酒精喷灯预热催化剂，然后通入反应气体，当催化剂红热后撤离酒精喷灯，催化剂始终保持红热，温度可达到700℃以上。下列图示中，能够正确表示该反应过程能量变化的是(填字母)_____________。(4)在微电子工业中，氨气的水溶液可作刻蚀剂H2O2的清除剂，所得产物不污染环境，其化学方程式是__________。16．氮化钙()是一种重要的化工产品，遇水蒸气剧烈反应生成和。某小组设计实验制备并探究其性质。先通过加热溶液和饱和溶液的混合液制备，然后在加热条件下与Ca反应制得。请回答下列问题：(1)盛装溶液的仪器名称为_______；B装置中试剂是_______(填名称)。(2)D装置的作用是_______。(3)写出A装置中发生反应的离子方程式：_______。(4)实验过程中，先点燃_______(填“A”或“C”，下同)处酒精灯，后点燃_______处酒精灯，这样操作的目的是_______。(5)探究产品的性质。取少量于试管中，加入足量稀硝酸，没有气体逸出。取少量反应后的溶液于试管中，加入足量NaOH浓溶液，加热，用镊子夹一块湿润的红色石蕊试纸接近试管口，试纸变蓝色。溶于足量稀硝酸中发生反应的化学方程式为_______。(6)测定产品(设杂质只有CaO)的纯度。取5.2g样品溶于足量的水中，加入足量溶液，过滤、洗涤、干燥，称得固体质量为10g。该产品中的质量分数为_______(保留三位有效数字)。五、元素或物质推断题17．下图是部分短周期元素的单质及其化合物(或其溶液)的转化关系(部分反应条件已省略)，其中A、B是单质，A的焰色反应为黄色，C、D是化合物，其他物质已经给出化学式，依据转化关系回答下列问题(出现A、B、C、D请用元素符号表示)：(1)C物质的名称_______；①的基本反应类型_______。(2)形成单质B的元素在周期表中位于第_______周期第_______族。(3)离子半径A+_______O2-(填“<”“>”或“=”)(4)D的电子式_______，A的原子结构示意图_______。(5)D气体与氨气在空气中相遇发生反应，产生的现象是_______；其化学反应方程式_______。写出足量的D溶液与碳酸钠溶液反应的离子反应方程式_______。【参考答案】一、单选题1．B解析：A.常温下，2mL浓度均为0.2mol/L的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液，Na2CO3溶液碱性更强，故滴加几滴酚酞试液，前者红色更深，A错误；B.Na2CO3溶液与醋酸溶液反应生成二氧化碳，与硼酸溶液不反应，根据强酸制弱酸的原理，证明酸性：CH3COOH>H2CO3>H3BO3，B正确；C.钠的密度大于乙醇，钠与乙醇反应时，钠沉在底部，C错误；D.在酸性条件下，NO3-具有强氧化性，也可以将氧化Fe2+氧化生成Fe3＋，所以不能证明氧化性：H2O2>Fe3＋，D错误；答案选B。2．D解析：A．使淀粉KI溶液变蓝的气体具有氧化性，能将I氧化为I2，使淀粉变蓝，不一定是Cl2，A错误；B．试管口有红棕色气体，可能是铜和稀硝酸反应生成NO，NO在试管口和空气反应生成NO2，B错误；C．氨气溶于水生成氨水，溶液呈碱性，使湿润的红色石蕊试纸变蓝，C错误；D．浓硫酸滴入蔗糖中炭化变黑，体现浓硫酸的脱水性，产生刺激性气味气体SO2，体现浓硫酸的强氧化性，D正确；故选D。3．D解析：设三种气体的体积均为1L，则通过浓硫酸氨气完全吸收，剩余二氧化碳和一氧化氮，通过过氧化钠反应二氧化碳被吸收生成0.5L氧气，0.5L氧气恰好与1L一氧化氮反应生成1L二氧化氮，所以剩余的气体为NO2，故选：D。4．B解析：A．酸雨是指雨或雪等在形成和降落的过程中，吸收并溶解了空气中的二氧化硫、氮氧化合物等物质，形成了pH低于5.6的酸性降水，所以酸雨的pH小于5.6，故A项正确；B．CO、NO、NO2都是大气污染气体，NO在空中易生成NO2，在空气中NO不能稳定存在，故B项错误；C．根据反应可知，氢氧化钠溶液能吸收二氧化氮，因此可以利用氢氧化钠溶液吸收二氧化氮以防止氮氧化物对大气的污染，故C项正确；D．在汽车排气管上加装“催化转化器”可以把氮氧化物等有毒气体转化为无毒气体，因此是为了减少有害气体的排放，故D项正确；答案选B。5．B解析：A．铜片与稀硝酸反应生成NO气体，用蒸馏水洗涤以去除混在NO气体中的少量硝酸蒸气，但用向上排空气法收集是错误的，因为NO能与空气中的O2反应，A项错误；B．MnO2作H2O2分解的催化剂，用浓硫酸干燥，向上排空气法收集，B项正确；C．用浓氨水与生石灰作用制取氨气，但不能用浓硫酸干燥氨气，C项错误；D．MnO2与浓盐酸在常温下不反应，D项错误；故答案为B。6．C解析：A．氯气能与NaOH反应，导致烧瓶中的气体减少，容器内的压强减小，使烧杯中的液态进入烧瓶形成喷泉，故用图甲所示装置可以完成“喷泉”实验，A与题意不符；B．KCl为强碱强酸盐，蒸发溶液时不发生水解反应，且KCl受热不分解，故用图乙所示装置蒸发KCl溶液制备无水KCl，B与题意不符；C．图丙所示装置中，氨气极易溶于水，导管在液面以下，易发生倒吸现象，不能用此装置制备小苏打，C符合题意；D．图丁所示装置中NaOH固体溶于水放热，且溶液为碱溶液，可降低氨气在水中的溶解度，且碱石灰能吸收氨气中的水蒸气，可制取干燥纯净的NH3，D与题意不符；答案为C。7．C解析：A．溶于水，且与稀盐酸反应生成氯化铵，烧瓶内外会产生较大压强差，能出现喷泉现象，A不符合题意；B．氯化氢可以和氢氧化钠发生反应生成氯化钠，使烧瓶内外产生较大压强差，能够出现喷泉现象，B不符合题意；C．二氧化碳不溶于饱和碳酸氢钠溶液，且不与其发生反应，烧瓶内外不会产生压强差，不能出现喷泉现象，C符合题意；D．SO2与氨水反应生成亚硫酸铵和水，烧瓶内外会产生较大压强差，能出现喷泉现象，D不符合题意；故选：C。8．C解析：A．和都是刺激性气味的气体，是酸雨的主要成因，A正确；B．汽车尾气的主要污染物是NO、CO和PM2.5，B正确；C．豆科植物根部会长出瘤状结构供根瘤菌“居住”，并给根瘤菌提供生长所必需的碳水化合物；根瘤菌会将氮气转变成含氮化合物，满足豆科植物对氮元素的需求，实现氮的固定，不是豆科植物直接吸收利用空气中的，C错误；D．生石灰的主要成分是CaO，能与SO2反应生成CaSO3，进而被空气氧化为硫酸钙，则工业废气中的SO2可采用生石灰法进行脱除，D正确；答案选C。9．B解析：A．长颈漏斗与大气相通，无法通过手捂法检验装置的气密性，A不合理；B．氨气有刺激性气味，且极易溶于水，尾气处理时需用防倒吸漏斗，B合理；C．铜和浓硝酸发生反应可制取二氧化氮，但二氧化氮也可与水发生反应生成硝酸和NO，所以不能用排水法收集二氧化氮，C不合理；D．配制一定浓度溶液时，定容操作需在加水至刻度线1-2cm时再改用胶头滴管，且胶头滴管不能深入容量瓶瓶颈内，D不合理；故选B。10．D解析：A．加热盛有少量NH4HCO3固体的试管，并在试管口放置湿润的红色石蕊试纸，石蕊试纸变蓝，是因为氨气和水生成了碱一水合氨，A错误；B．镁化学性质活泼，可以在氮气中燃烧生成氮化镁，B错误；C．NH3易液化，沸点低，升华吸热，可用作制冷剂，C错误；D．将空气中的氮气转变成含氮化合物属于氮的固定，D正确；故选D。二、填空题11．(1)(2)N2+3MgMg3N2(3)3Cl2+8NH3=6NH4Cl+N2(4)NH+OH-NH3↑＋H2O(5)2CO+2NON2＋2CO2(6)Al2O3＋2OH-=2AlO＋H2ONaAlO2＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋NaHCO3Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O解析：（1）氨气常用作制冷剂，氨气的电子式为；（2）氮气不能用作金属镁的保护气，是因为氮气和镁在高温条件下反应生成氮化镁，反应的化学方程式为N2+3MgMg3N2；（3）浓氨水可以检验输送氯气的管道是否泄露，氯气和氨气反应生成白烟氯化铵、氮气，反应的化学方程式为3Cl2+8NH3=6NH4Cl+N2；（4）铵盐与NaOH溶液在加热条件下反应放出氨气，反应的离子方程式是NH+OH-NH3↑＋H2O；（5）CO和NO在催化剂作用下生成氮气和二氧化碳，反应方程式为2CO+2NON2＋2CO2；（6）工艺流程中第①步反应是氧化铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水，反应的离子方程式为Al2O3＋2OH-=2AlO＋H2O；艺流程中第③步反应为偏铝酸钠和二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，反应的化学方程式为NaAlO2＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋NaHCO3；若第①步加入的是盐酸，氧化铝和盐酸反应生成氯化铝和水，反应的离子方程式为Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O。12．(1)2SO2+O22SO3选用400～500摄氏度的原因是因为在该温度范围内催化剂的活性最高，常压下SO2的转化率已经足够了，若增加压强，需要采用特种设备，增加成本(2)NaCl+NH3+H2O+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑(3)N2(g)+3H2(g)2NH3(l)+34QkJ∙mol−1(4)氯气解析：(1)硫酸工业生产中接触室内发生的是二氧化硫和氧气在催化剂加热条件下反应生成三氧化硫，其反应方程式为2SO2+O22SO3；在实际生产过程中，操作温度选定400～500摄氏度，压强采用常压的原因分别是选用400～500摄氏度的原因是因为在该温度范围内催化剂的活性最高，该反应是体积减小的反应，在常压下SO2的转化率已经足够了，若增加压强，需要采用特种设备，增加成本；故答案为:2SO2+O22SO3；选用400～500摄氏度的原因是因为在该温度范围内催化剂的活性最高，常压下SO2的转化率已经足够了，若增加压强，需要采用特种设备，增加成本。(2)合成氨反应生成的氨气可用于工业制纯碱，以氨气、氯化钠、二氧化碳、水为原料制备纯碱主要是氨气、氯化铵、二氧化碳、水反应生成碳酸氢钠和氯化铵，碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，其化学方程式NaCl+NH3+H2O+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓、2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑；故答案为：NaCl+NH3+H2O+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓；2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。(3)合成氨每生成1g液氨，放出QkJ的热量，则生成2mol氨气即34g放出34QkJ的热量，其热化学反应方程式N2(g)+3H2(g)2NH3(l)+34QkJ∙mol−1；故答案为：N2(g)+3H2(g)2NH3(l)+34QkJ∙mol−1。(4)常用浓氨水来检查输氯管道是否泄漏，泄漏处会观察到大量的白烟(NH4Cl)，还生成一种无色无味的单质气体，此反应的化学方程式3Cl2+8NH3=N2+NH4Cl，氯气化合价降低，氨气中N化合价升高，失去电子，8mol氨气中有2mol氨气升高到0价，转移6mol电子，标出电子转移的方向和数目，该反应中被还原的是氯气；故答案为：；氯气。三、计算题13．448解析：(1)n(NO)=，则转移的电子数为(5-2)×0.1mol=0.3mol，即0.3NA；Mg、Cu混合物与硝酸反应生成Mg(NO3)2、Cu(NO3)2，部分硝酸被还原为NO气体，反应后的溶液加入NaOH溶液使金属恰好沉淀完全，沉淀为Cu(OH)2、Mg(OH)2，结合得失电子守恒可知n(OH-)=0.3mol，则m(OH-)=17g/mol×0.3mol=5.1g，故得到沉淀的质量为5.1g+mg=(m+5.1)g；故答案为：0.3NA；(m+5.1)g；(2)铜和10mL浓硝酸反应，随着浓度的减少，硝酸的还原产物的价态越低，铜和浓硝酸反应生成NO2，而与稀硝酸反应时则生成NO，故生成的气体有NO2和NO，则n(NO2)+n(NO)=，即被还原的硝酸的物质的量为0.05mol，n(Cu)=，则生成n[Cu(NO3)2]=0.04mol，可知表现酸性的硝酸的物质的量为0.04mol×2=0.08mol，则参加反应的硝酸的物质的量为：0.05mol+0.08mol=0.13mol，则物质的量浓度为；根据电子转移守恒得：n(NO2)+3n(NO)=0.04mol×2=0.08mol，联立方程解得n(NO)=0.015mol、n(NO2)=0.035mol，若将生成的气体溶于水被全部吸收，消耗氧气的物质的量n(O2)=，则消耗标准状况下O2的体积为0.02mol×22.4L/mol=0.448L=448mL；故答案为：13.0；448。14．g2.5mol/l0.9mol解析：由图象可知，从开始至加入NaOH溶液40mL，没有沉淀生成，说明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后硫酸有剩余，此时发生的反应为：H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O，当V（NaOH溶液）=400mL时，沉淀量最大，此时为Mg(OH)2和Al(OH)3，二者物质的量之和为0.7mol，溶液中溶质为Na2SO4，根据钠元素守恒可知此时n（Na2SO4）等于400mL氢氧化钠溶液中含有的n（NaOH）的0.5倍．从400mL开始，NaOH溶解Al(OH)3，发生反应NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O，当沉淀不再减少，此时全部为Mg(OH)2，物质的量为0.3mol，所以沉淀量最大时，Mg(OH)2为0.3mol，Al(OH)3为0.7mol-0.3mol=0.4mol，所以该阶段消耗n（NaOH）=n[Al(OH)3]=0.4mol，氢氧化钠的浓度为0.4/(0.48-0.4)=5mol/L.（1）由元素守恒可知n（Al）=n[Al(OH)3]=0.4mol，n（Mg）=n[Mg(OH)2]=0.3mol，Mg和Al的总质量为0.4mol×27g/mol+0.3mol×24g/mol=18g;（2）沉淀量最大，此时为Mg(OH)2和Al(OH)3，溶液中溶质为Na2SO4，根据钠元素守恒可知此时n（NaOH）=2n（Na2SO4）=0.4L×5mol/L=2mol，所以n（Na2SO4）=1mol，所以硫酸的浓度为1/0.4=2.5mol/L，（3）由（1）中可知n（Al）=0.4mol，n（Mg）=0.3mol，根据电子转移守恒可知2n（H2）=3n（Al）+2n（Mg）=3×0.4mol+2×0.3mol=1.8mol，所以n（H2）=0.9mol，答：生成的H2物质的量为0.9mol。四、实验题15．(1)安全瓶，防倒吸吸收氮的氧化物，防止污染空气(2)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑(3)A(4)3H2O2+2NH3·H2O=N2+8H2O【分析】化学实验室用NH4Cl和Ca(OH)2反应生成CaCl2、H2O和NH3，因为NH3极易溶于水，由装置图知A的作用是安全瓶，防倒吸装；氨气和氧气在催化剂作用下生成二氧化氮，进入B装置中和水生成硝酸，尾气有毒使用碱液吸收；解析：（1）因为NH3极易溶于水，由装置图知A的作用是安全瓶，防倒吸；置B中二氧化氮与水反应生成硝酸，用氢氧化钠溶液吸收氮的氧化物，防止污染空气；（2）化学实验室用NH4Cl和Ca(OH)2反应生成CaCl2、H2O和NH3，实验室制氨气化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑；（3）由题干可知，当催化剂红热后撤离酒精喷灯，催化剂始终保持红热，温度可达到700℃以上，则反应为放热反应，放出大量的热，反应物的总能量比生成物的总能量高，700℃时水是气体，故选A；（4）NH3的水溶液可作刻蚀剂H2O2的清除剂，所发生反应的产物不污染环境，根据质量守恒可知，反应生成氮气与水，化学方程式为3H2O2+2NH3·H2O=N2+8H2O。16．(1)圆底烧瓶浓硫酸(2)防止水蒸气进入C中与反应(3)(4)AC排尽装置内的空气(5)(6)56.9%解析：本实验为通过