2020-2021高中化学1课时作业 4-3-2 氮的氧化物含解析

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精2020-2021学年高中化学人教版必修1课时作业4-3-2氮的氧化物含解析课时作业24氮的氧化物时间:45分钟满分：100分一、选择题（每小题4分，共48分)1．下列关于NO和NO2的叙述正确的是(C）A．NO是一种红棕色气体B．常温常压下，NO不能与空气中的氧气直接化合C．含等质量的氧元素的NO和CO的物质的量相等D．NO2可用排水法收集解析：NO是无色的气体.常温常压下，NO易与空气中的氧气直接化合生成NO2。NO2能与水反应，故不能用排水法收集。2．下列因果关系不正确的是(A）选项原因结果A植树造林温室效应BSO2和NO2的大量排放酸雨C汽车尾气的排放光化学烟雾D含氮、磷等生活废水的大量排放赤潮解析:A项，温室效应是CO2的大量排放导致的，植树造林可降低空气中CO2的浓度,缓解温室效应，A项错误。3．NO2可以用氢氧化钠溶液吸收，或在一定条件下与氨气反应，使之转化为无污染的物质.发生反应的化学方程式分别为2NO2＋2NaOH=M＋NaNO3＋H2O,8NH3＋6NO2eq\o（=,\s\up15(一定条件）)7X＋12H2O。则M、X代表的物质的化学式分别为(A)A．NaNO2、N2B．HNO2、N2C．NO、HNO3D．N2、N2解析：根据得失电子守恒、原子守恒综合判断可知,M为NaNO2、X为N2，A项正确.4。如图所示，夹子开始处于关闭状态，将液体A滴入试管②与气体B充分反应，打开夹子,可发现试管①内的水立刻沸腾了.则液体A和气体B的组合不可能是下列的（C）A．氢氧化钠溶液、二氧化碳B．水、氯化氢C．氢氧化钠溶液、一氧化氮D．水、二氧化氮解析：NaOH溶液能吸收CO2气体,打开夹子时，①中的气体进入②中，从而使得①中的压强减小，水的沸点降低，水沸腾了,A不符合题意；氯化氢易溶解于水，打开夹子时，①中的气体进入②中，从而使得①中的压强减小，水的沸点降低，水沸腾了，B不符合题意;NO与NaOH溶液不发生化学反应，装置内的压强不变，水不会沸腾，C符合题意;NO2能溶于水生成硝酸和NO：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，②中气体减少，打开夹子时,①中的气体进入②中，从而使得①中的压强减小，水的沸点降低，水沸腾了，D不符合题意。5．将X气体通入Y溶液中，实验结果与预测的现象一致的组合是(已知HNO3有强氧化性)（D）A.只有①②③ B．只有①②④C．只有①③④ D．①②③④解析：①二氧化碳和碳酸钠反应生成碳酸氢钠，碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠的溶解度，所以向饱和的碳酸钠溶液中通入过量的二氧化碳发生反应：Na2CO3＋CO2＋H2O=2NaHCO3↓，会出现白色沉淀,故①正确；②SO2通入水中生成H2SO3，溶液呈酸性,NOeq\o\al（－，3)在酸性条件下具有强氧化性，可发生反应：3SO2＋2H2O＋2NOeq\o\al(－，3）＋3Ba2＋=3BaSO4↓＋4H＋＋2NO↑，会出现白色沉淀,故②正确;③氯气与水反应，发生反应：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，氯离子和银离子发生反应：Ag＋＋Cl－=AgCl↓，会出现白色沉淀,故③正确；④氨水是弱碱,不能溶解氢氧化铝,氯化铝溶液加入过量氨水的反应方程式为AlCl3＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NH4Cl，会出现白色沉淀，故④正确。6．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2种气体,它们是①NO和NO2,②NO2和O2，③NH3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(B)A．V1〉V2>V3B．V1〉V3>V2C．V2>V3〉V1D．V3〉V1>V2解析：设试管体积为VL。①中eq\f(1,2)VLNO2发生反应3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，生成NO气体eq\f（V，6)L，加上原来的NOeq\f（V，2）L，为eq\f（2,3)VL；②中发生反应4NO2＋2H2O＋O2=4HNO3，剩余O2eq\f(3V,8）L；③中氨气全部溶解,剩余N2eq\f(V,2）L。7．硝酸工业尾气中的NO、NO2进入大气后,会形成光化学烟雾、破坏臭氧层等.可用氢氧化钠溶液对含氮氧化物的废气进行处理,反应的化学方程式如下：NO2＋NO＋2NaOH=2NaNO2＋H2O、2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O，氨也可以用来处理氮氧化物。例如,氨与一氧化氮可发生如下反应：4NH3＋6NOeq\o（=，\s\up15(催化剂）,\s\do15（△）)5N2＋6H2O，将一定量NO和NO2的混合气体通入300mL5mol·L－1NaOH溶液中，恰好被完全吸收。下列说法不正确的是(C）A．原混合气体中NO在标准状况下的体积可能为16。8LB．所得溶液中NaNO3和NaNO2的物质的量之比可能为12C．若用氨处理,所需氨在标准状况下的体积可能为22.4LD．在用氨处理氮氧化物时,氮氧化物发生还原反应解析：300mL5mol·L－1NaOH溶液，含NaOH的物质的量为1.5mol，若只发生反应NO2＋NO＋2NaOH=2NaNO2＋H2O,则n(NO）＝0。75mol，在标准状况下的体积为16.8L,A正确；不确定NO和NO2的量,因为可能发生NO2＋NO＋2NaOH=2NaNO2＋H2O和2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O两个反应，所以所得溶液中NaNO3和NaNO2的物质的量之比可能为12,B正确；由上述分析可得V(NO）≤16。8L，若发生反应4NH3＋6NOeq\o（=，\s\up15(催化剂)，\s\do15（△)）5N2＋6H2O,则所需NH3在标准状况下的体积≤16.8L×eq\f（4,6）＝11。2L，不可能为22.4L，C错误；反应4NH3＋6NOeq\o（=,\s\up15（催化剂)，\s\do15（△）)5N2＋6H2O中NO作氧化剂,被还原为N2,发生还原反应，D正确。8．将3mol的NO2气体依次通入下列三个分别装有足量①NaHCO3饱和溶液，②浓H2SO4，③Na2O2的装置后，用排水法把残留气体收集起来，则收集到的气体是（同温、同压下测定）(D）A．1molNOB．1molNO2和0.05molO2C．2molO2D．0.25molO2解析:3NO2＋H2O=2HNO3＋NO由此可知有1molNO产生，有2molHNO3生成,根据HNO3＋NaHCO3=NaNO3＋H2O＋CO2↑可知,2molHNO3与足量NaHCO3反应有2molCO2产生。2CO2＋2Na2O2=2Na2CO3＋O2由此可知有1molO2产生此时剩余气体为1molNO和1molO2。用排水法收集时，发生如下反应：4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3.由此可知最后剩余0.25molO2，故选D。9．某燃煤发电厂的废气中有SO2，它是形成酸雨的因素之一，处理SO2一般用生石灰或类似物质来吸收。如图是处理该废气的装置示意图。下列说法不正确的是(D)A．此过程中既有分解反应，也有化合反应B．CaSO4既是氧化产物，又是还原产物C．使用此废气处理装置可减少酸雨的形成D．理论上整个过程每转移电子1mol，会对应生成1molCO2解析:碳酸钙受热生成氧化钙和二氧化碳的反应属于分解反应；二氧化硫与氧化钙反应生成CaSO3为化合反应，此过程中既有分解反应，也有化合反应,A正确。整个过程中,二氧化硫与碳酸钙和氧气反应生成了硫酸钙和二氧化碳,化学反应式可表示为2SO2＋2CaCO3＋O2=2CaSO4＋2CO2，CaSO4既是氧化产物，又是还原产物，B正确.二氧化硫是形成酸雨的重要物质，经过处理后能减少酸雨的形成，C正确。整个过程反应为2SO2＋2CaCO3＋O2=2CaSO4＋2CO2,二氧化硫中硫元素的化合价是＋4价，硫酸钙中硫元素的化合价是＋6价,理论上整个过程每转移电子2mol,会对应生成1molCO2，D错误.10．科学的假设和猜想是科学探究的先导和价值所在.在下列假设或猜想引导下的探究肯定没有意义的是（D）A．探究SO2和Na2O2反应可能有Na2SO4生成B．探究NO2可能被NaOH溶液完全吸收生成NaNO2、NaNO3和H2OC．探究向滴有酚酞试液的NaOH溶液中通入Cl2，溶液红色褪去的原因是溶液的酸碱性改变还是HClO的漂白作用D．探究NO和N2O可能化合生成NO2解析：NO中氮元素化合价为＋2价，N2O中氮元素化合价为＋1价，NO2中氮元素化合价为＋4价,三种物质中氧元素化合价都为－2价，若NO和N2O化合生成NO2，则氮元素的化合价都升高，没有元素化合价的降低,不符合氧化还原反应的本质特征，故D项的探究没有意义。11．常温下，将充满等体积混合气体的试管倒立在水槽中，试管内气体体积不会明显减少的是（A）①②③④⑤⑥NO、O2NO2、O2CO、O2NH3、O2Cl2、SO2N2、NOA.③⑥ B．④⑤C．②③ D．①④解析：NO、O2在水槽中发生反应4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3，导致试管内气体体积明显减少，水面明显上升；NO2、O2在水槽中发生反应4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3,会导致试管内气体体积明显减少，水面明显上升;CO、O2在水槽中不发生反应，故试管内气体体积不会明显减少;NH3、O2在水槽中不发生反应，但氨气极易溶于水，会导致试管内气体体积明显减少，水面明显上升；Cl2、SO2在水槽中发生反应Cl2＋SO2＋2H2O=2HCl＋H2SO4，会导致试管内气体体积明显减少，水面明显上升；N2、NO在水槽中均不溶于水且不与水反应，故试管内气体体积不会明显减少，则本题选A.12．在标准状况下，把22.4LNO、NO2的混合气体通入装有1L水的密闭容器中，再向该容器中充入足量的O2,完全反应后(假设反应过程中液体体积不变），容器中所得的溶液的物质的量浓度为（B)A．无法计算 B．1mol·L－1C．0。5mol·L－1 D．1.5mol·L－1解析：本题中的NO、NO2在足量的氧气条件下与水反应会全部生成HNO3,因此只要根据反应过程中的N元素守恒，就可以很简单地算出HNO3溶液的物质的量浓度为1mol·L－1。二、非选择题（共52分）13．(15分）下图表示常见元素单质及化合物相应转化关系，部分反应的产物没有全部列出。已知：B是一种黄绿色气体，C在所有气体中密度最小，D是一种碱;X、Y是生活中应用最为广泛的金属,F是一种红棕色氧化物，常用作红色油漆和涂料;Z为气态氧化物。请回答下列问题：（1）气体B具有氧化性(填“还原性”“氧化性”或“漂白性”)，反应②属于四种基本反应类型中的置换反应。（2）有学生认为B与X反应的产物E不一定是纯净物。他认为产物中可能还有FeCl2（填化学式），为验证其猜想该同学设计了相关实验，你认为他需要选择的试剂为a(填序号）。a．酸性高锰酸钾溶液 b．NaOH溶液c．KSCN溶液 d．稀硫酸（3)若Z能导致温室效应,则反应③的离子反应方程式为CO2＋AlOeq\o\al（－，2)＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)。（4）若Z是我国酸雨形成的罪魁祸首，目前应用最广泛的工业处理含Z废气的方法是在一定条件下与生石灰作用而使其固定,产物可作建筑材料，反应的化学方程式为2SO2＋2CaO＋O2=2CaSO4（答案合理即可)。(5)若Z是形成酸雨的另一种主要物质，Z与足量的D溶液反应时能被完全吸收，且生成两种盐(物质的量之比为11），请写出该反应的化学反应方程式2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O。解析:(1)B为黄绿色气体，可知B为氯气，具有氧化性，X为铁，Y为铝，②实际是铝热反应,其类型属于置换反应.（2）氯气与铁反应还可能生成的产物是FeCl2，验证Fe2＋的存在需选择强氧化剂,如酸性高锰酸钾溶液，答案选a.（3)若Z为CO2，I溶液为NaAlO2溶液，其离子方程式为CO2＋AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－，3)。（4)若Z为SO2，与生石灰反应先生成CaSO3后继续被氧化生成CaSO4。(5）形成酸雨的另一种物质可能为NO2，D为NaOH,二者反应生成两种物质的量之比为11的盐，该反应的化学方程式为2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O。14．（10分)酸雨是指溶有一定酸性物质、pH小于5.6的雨水，主要是由含硫矿物燃料燃烧、含硫矿石的冶炼产生的二氧化硫以及氮氧化物等排放到大气中,然后进行了一系列的变化形成的。(1)用化学方程式表示直接排放含SO2的烟气形成酸雨的过程：SO2＋H2OH2SO3、2H2SO3＋O2eq\o（=,\s\up15（催化剂))2H2SO4。（2）为消除二氧化硫的污染，通常需要对原料或烟气进行处理，某种脱硫技术的基本原理如下：FeS2eq\o（→,\s\up15（在微生物作用下),\s\do15(＋O2＋H2O））Fe2＋＋SOeq\o\al(2－,4)eq\o（→,\s\up15（在微生物作用下)，\s\do15（＋O2＋H＋））Fe3＋该技术的第一步反应的离子方程式为2FeS2＋7O2＋2H2Oeq\o(=,\s\up15(微生物作用））4H＋＋2Fe2＋＋4SOeq\o\al（2－,4).处理1kg含75％FeS2的黄铁矿，共消耗O2(标准状况)的体积为525L。(3)工业生产中的尾气（主要成分为NO2和NO）可用纯碱溶液吸收,有关的化学方程式为2NO2＋Na2CO3=NaNO2＋NaNO3＋CO2、NO＋NO2＋Na2CO3=2NaNO2＋CO2，NO、NO2的混合气体可用NOx表示,则混合气体被纯碱溶液完全吸收时x的取值范围为1。5≤x〈2.解析：（1）SO2与水反应生成H2SO3，H2SO3又被氧气氧化为H2SO4，从而可得SO2形成硫酸型酸雨的过程中发生的反应.（2）第一步反应中反应物有FeS2、O2和H2O，生成物有Fe2＋和SOeq\o\al（2－，4)，根据氧化还原反应得失电子数目相等、电荷守恒和原子守恒可得2FeS2＋7O2＋2H2Oeq\o(=，\s\up15（微生物作用））4H＋＋2Fe2＋＋4SOeq\o\al(2－,4);1kg含75%FeS2的黄铁矿能生成Fe2＋的物质的量是eq\f(1000g×75%,120g·mol－1）＝6.25mol，根据第一步反应的离子方程式可知，第一步消耗O2的物质的量为6。25mol×eq\f(7，2)＝21。875mol,第二步发生的反应为4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O,消耗O2的物质的量为6。25mol×eq\f（1，4）＝1.5625mol，共消耗O2(标准状况)的体积为(21.875mol＋1.5625mol）×22.4L·mol－1＝525L。(3)由化学方程式可知，NO不能被单独吸收，NO和NO2混合气体被Na2CO3溶液完全吸收，满足n（NO2）n(NO）≥1，当n（NO2)n（NO）＝1时，x值最小,x最小值为eq\f(2＋1，2)＝1.5；若气体全为NO2时,x＝2，但因气体为NO、NO2的混合气体，所以x最大值〈2，故x的取值范围为1。5≤x〈2。15．(12分)氮有多种氧化物，其中N2O3很不稳定，在液体或蒸气中大部分离解为NO和NO2，因而在NO转化为NO2的过程中几乎没有N2O3生成.亚硝酸(HNO2）也不稳定，在微热甚至冷的条件下也会分解。亚硝酸钠(NaNO2)在中性或碱性溶液中是稳定的，酸化后能氧化碘化钾生成碘和一氧化氮气体。(1）写出亚硝酸分解的化学方程式:2HNO2=NO↑＋NO2↑＋H2O.(2)写出酸性溶液中亚硝酸钠和碘化钾反应制取一氧化氮的离子方程式2NOeq\o\al（－,2)＋2I－＋4H＋=2NO↑＋I2＋2H2O。（3)在隔绝空气的条件下按以下操作制取一氧化氮：先取亚硝酸钠溶液适量，加入稀盐酸，片刻后，再加入碘化钾溶液.所得的气体是否纯净？不纯。这是因为加入KI溶液之前生成的HNO2已部分分解，故制得的NO气体中混有NO2，正确的操作方法是取亚硝酸钠溶液适量，先加入碘化钾溶液后，再加入稀盐酸。解析：根据题中信息,N2O3很不稳定，易分解成NO和NO2;同时题中也给出了亚硝酸也很不稳定。分析N2O3和HNO2中氮的化合价，不难发现N2O3为亚硝酸的酸酐,所以亚硝酸的分解产物就显而易见了。酸化后，亚硝酸钠转化为亚硝酸，能氧化碘化钾.但酸化后生成的亚硝酸容易分解，再加KI溶液，尽管隔绝空气,生成的NO中不可避免地混有NO2气体。16．（15分）为了探究几种气态氧化物的性质,某同学设计了以下实验：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。一段时间后,A、B装置中集气瓶充满溶液，C装置中集气瓶里还有气体。(1）如果装置A中通入的氧气恰好使液体充满集气瓶，假设瓶内液体不扩散。①写出A中总反应的化学方程式：4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3;该实验对工业上生产硝酸的启示是在吸收塔里充入足量空气。②假设该实