1、2015 河北保定某重点中学同步作业（必修 1 苏教版）4.2.1氮的氧化物 选择题 如图，将 A、 B两瓶中的无色气体混合后，集气瓶中充满红棕色的气体，则对 A、 B瓶中气体成分判断正确的是 ( ) A A是 NO， B是空气 B A是 NO2， B是水蒸气 C A是 NH3， B是 HCl D A是 NO， B是水蒸气 答案： A 试题分析：由题意可得出，红棕色气体就是 NO2，而题中所给选项中只有 A中的两种物质能生成 NO2。 考点：氮氧化物的产生及转化 工业废气中氮氧化物是主要的大气污染源之一，已知： 2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O NO2+NO+2NaOH=2
2、NaNO2+H2O 现有 amol NO2和 bmol NO 的混合气体，若用足量的 NaOH溶液将其完全吸收，则 a和 b必须满足的关系是 A a=3b B a=b C ab D任意比例 答案： C 试题分析：由两个方程式可知： NO2能被 NaOH完全吸收，而n(NO) n(NO2)=1 1 时，气体也能被完全吸收，故只要 NO2足量即可，即 ab。 考点：氮氧化物的产生及转化 已知 HNO3具有强氧化性，鉴别二氧化氮与溴蒸气，下列可选用的试剂是 ( ) A淀粉碘化钾 B蒸馏水 C氢氧化钠 D硝酸银 答案： B 试题分析： A项二氧化氮与水反应的产物硝酸会氧化 I-得到 I2，使淀粉变蓝；
3、溴蒸气也能氧化 I-得到 I2，会使淀粉变蓝； B项二氧化氮遇水，发生3NO2+H2O=2HNO3+NO，气体的红棕色消失，溴蒸气遇水，溶解一部分，得到橙色溶液； C 项二氧化氮遇水反应得硝酸，能与 NaOH 反应，红棕色消失，溴遇氢氧化钠，也会与之反应，红棕色消失； D项二氧化氮与水反应，红棕色消失但无沉淀，溴遇硝酸银溶液，红棕色消失，同时会生成浅黄色溴化银沉淀，故 B、 D正确。 考点：氮氧化物的产生及转化 下列有关氮气的叙述中，错误的是 ( ) A镁在空气中燃烧除生成氧化镁外还生成氮化镁 B在雷雨天，空气中的 N2和 O2可反应生成 NO C氮气既可作氧化剂又可作还原剂 D 1 mol
4、N2可与 3 mol H2完全反应生成 2 mol NH3 答案： D 试题分析： N2与 H2的反应属于可逆反应， 1 mol N2和 3 mol H2不可能完全反应生成 2 mol NH3，故 D项错误。 N2与 O2放电时可生成 NO， N2作还原剂； N2与Mg在点燃时可生成氮化镁， N2作氧化剂，故 A、 B、 C项均正确。 考点：氮氧化物的产生及转化 对汽车尾气的处理有人提出下列做法：在马路上铺设 “光触媒 ”(如二氧化钛 )物质，将空气中的氮氧化物、一氧化碳、二氧化硫等污染物在催化剂表面转化、分解成对人体、环境基本无害的物质。下列有关说法正确的是 ( ) A此法可将汽车尾气中的
5、CO在催化剂表面氧化生成 CO2 B此法可将汽车尾气中的 NOx在催化剂表面氧化生成 N2 C此法可将汽车尾气中的二氧化硫还原成三氧化硫 D此法是解决城市空气污染的唯一途径 答案： A 试题分析：根据题中信息可知，在光触媒的作用下，空气中的氮氧化物、一氧化碳、二氧化硫等污染物转化为氮气、二氧化碳以及硫酸盐等对人体、环境基本无害的物质。 COCO2，碳元素的化合价由 +2价变成 +4价，被氧化， A选项正确； NOxN2，氮元素的化合价由 +2x价变成 0价，被还原， B选项错误；SO2SO3，硫元素的化合价由 +4价变成 +6价，被氧化， C选项错误；解决城市空气污染的方法很多，该技术可以消除
6、空气中的氮氧化物 、一氧化碳、二氧化硫等污染物，是解决城市空气污染的有效途径但不是唯一途径， D选项错误。 考点：氮氧化物的产生及转化 反应 NO+O2+NO2+H2O HNO3(未配平 )是一个有多组化学计量数 (即系数 )的化学方程式，当 O2有 被 NO还原时，此反应各物质的化学计量数为 A 4， 9， 24， 14， 28 B 1， 1， 1， 1， 2 C 8， 9， 12， 10， 20 D任意数均可 答案： A 试题分析：假设反应的 O2的物质的量为 3 mol，则被 NO还原的 O2的物质的量为 1 mol，被 NO2还原的 O2的物质的量为 2 mol。根据电子得失守恒可知：
7、NO HNO3 3e-， O2 2 4e-，则有 O2 NO 4e-； NO2 HNO3 e-， 2O24 8e-，则有 2O2 8NO2 8e-。所以有： NO+3O2+8NO2+ ( +8)H2O(+8)HNO3，整理得如下配平的化学方程式：4NO+9O2+24NO2+14H2O=28HNO3。 考点：氮氧化物的产生及转化 已知某氮的氧化物中氧元素的质量分数为 0 696，则其化学式是 ( ) A NO B NO2 C N2O4 D N2O3 答案： B 试题分析： n(N) n(O)= =1 2，所以该氮的氧化物的化学式为NO2或 N2O4。 考点：氮氧化物的产生及转化 将一盛满等体积氮
8、气和二氧化氮混合气体的试管，倒置于水槽中，片刻后水面上升的高度为试管容积的 ( ) A B C D 答案： D 试题分析：假设试管容积为 6 L，则 V(NO2)=V(N2)=3 L，根据 3NO2+H2O2HNO3+NO V(减少 )=2，所以 V(NO2) V(减少 )=3 2， V(减少 )=V(NO2)= 3 L=2 L，即气体的体积减少 2 L，液面高度上升 2 L，所以水面上升的高度为试管容积的 = 。 考点：氮氧化物的产生及转化 在汽车尾气净化装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示。下列说法错误的是 ( ) A NO2是该过程的中间产物 B汽车尾气的主要污染成分包括
9、 CO和 NO C NO和 O2必须在催化剂表面才能反应 D催化转化总反应式为 2NO+O2+4CO 4CO2+N2 答案： C 试题分析：由题目提供的图可知： 2NO+O2=2NO2， 2NO2+4CO4CO2+N2， NO2是该过程的中间产物，故 A正确；因汽车尾气的主要污染成分为 CO 和 NO，故 B正确；因 NO 和 O2在常温下就能反应生成 NO2，故 C 错误；根据 2NO+O2=2NO2 2NO2+4CO 4CO2+N2， + 可得：2NO+O2+4CO 4CO2+N2，故 D正确。 考点：氮氧化物的产生及转化 某集气瓶内装的混合气体呈红棕色，加入足量蒸馏水，盖上玻璃片振荡得橙
10、黄色溶液，气体颜色消失，再打开玻璃片后，瓶中气体又变为红棕色，该混合气体可能是 ( ) A N2、 NO2、 Br2 B NO2、 NO、 N2 C NO2、 NO、 O2 D N2、 O2、 Br2 答案： A 试题分析：溴蒸气和二氧化氮气体均呈红棕色，所以至少含有溴蒸气和二氧化氮气体中的一种，溴水溶液为橙黄色溶液，所以含有溴蒸气，再打开玻璃片后，瓶中气体又变为红棕色，说明有一氧化氮存在，是因二氧化氮在水溶液中发生氧化还原反应生成硝酸和一氧化氮无色气体，再打开玻璃片后，一氧化氮遇到氧气迅速变为二氧化氮，所以一定存在二氧化氮气体。即原混合气体一定有NO2、 Br2。 考点：氮氧化物的产生及转化
11、 下列关于 NO2和 SO2的说法错误的是 ( ) A NO2是一种红棕色、有毒、有刺激性气味的气体 B NO2和 SO2溶于水后所得的溶液都呈酸性 C空气中的 N2在闪电时，直接生成 NO2 D SO2是一种无色、有刺激性气味的气体，能够漂白草帽等物质 答案： C 试题分析： A叙述的是 NO2气体的物理性质，故 A正确； NO2和 SO2溶于水发生化学反应： SO2+H2O H2SO3， 3NO2+H2O=2HNO3+NO，所以溶于水后溶液呈酸性，故 B正确；空气中的 N2在闪电时直接生成 NO气体，故 C错误；SO2是一种无色、有刺激性气味的气体，具有漂白性，能使有机色素褪色，所以能漂白
12、草帽，故 D正确。 考点：氮氧化物的产生及转化 某混合气体中可能含有 Cl2、 O2、 SO2、 NO、 NO2中的两种或多种气体。现将此无色透明的混合气体通过品红溶液后，品红溶液褪色，把剩余气体排入空气中，很快变为红棕色。对于原混合气体成分的判断中正确的是 ( ) A肯定有 SO2和 NO B肯定没有 O2和 NO2，可能有 Cl2 C可能有 Cl2和 O2 D肯定只有 NO 答案： A 试题分析：由于气体呈无色，所以其中一定没有 Cl2、 NO2，气体通过品红溶液，品红溶液褪色，说明混合气体中含有 SO2，剩余气体排入空气中呈红棕色，说明 其中含有 NO，结合原混合气体无色，说明混合气体中
13、没有氧气。 考点：氮氧化物的产生及转化 意大利罗马大学的 Fulvio Cacace等人获得了极具理论研究意义的 N4分子。已知 N5是可用作烈性炸药的一种分子，下列关于 N4、 N5的说法正确的是 ( ) A相同质量的 N4、 N5分子其原子数之比为 5 4 B N5、 N4与 N2互为同素异形体 C N4、 N5均属于新型的化合物 D N5的摩尔质量为 70 答案： B 试题分析： N4、 N5都是由氮原子组成的，所以相同质量的 N4、 N5中氮原子的质量相等，其原子数之比为 1 1，故 A错误； N5、 N4与 N2是由氮元素形成的不同种单质，互为同素异形体，故 B正确； N4、 N5均
14、是只由氮元素组成的纯净物，为单质，故 C错误； N5的摩尔质量为 70 g mol-1，故 D错误。 考点：氮氧化物的产生及转化 事实上，很多非金属氧化物在一定条件下都能与 Na2O2反应，且反应极有规律。如 Na2O2+SO2=Na2SO4， 2Na2O2+2SO3=2Na2SO4+O2。据此，你认为下列反应方程式中正确的是 ( ) 2Na2O2+2N2O5=4NaNO3+O2 Na2O2+2NO2=2NaNO2+O2 2Na2O2+2N2O3=4NaNO2+O2 Na2O2+N2O4=2NaNO3 A B C D 答案： D 试题分析：依据所给的例子可以知道：当 Na2O2与最高价态的氧化
15、物反应生成该元素的最高价态的含氧酸盐和氧气，如果是和较低价态的氧化物反应生成该元素的最高价态的含氧酸盐。 N2O5是氮的最高价态的氧化物，因此 Na2O2与N2O5反应生成 NaNO3和氧气，符合上述规律，故 正确； NO2是氮的低价态的氧化物， NaNO2中氮元素化合价是 +3价，不是最高价，不符合上述规律，故 错误； N2O3是氮的低价态的氧化物， NaNO2中氮元素化合价是 +3价，不是最高价，不符合上述规律，故 错误； N2O4不是氮的最高价态的氧化物，因此 Na2O2与 N2O4反应生成 NaNO3，故 正确。 考点：氮氧化物的产生及转化 实验题 某课外活动小组探究镁与 CO2、 N
16、O2的反应。 （ 1）实验发现点燃的镁条能在 CO2气体中继续燃烧，产生黑、白两种固体，请用化学反应解释该现象 。 （ 2）该小组采用类比 Mg与 CO2反应的思路对 Mg与 NO2的反应进行预测：写出 Mg与 NO2反应的化学方程式 。 （ 3）设计实验验证猜测 (用于连接玻璃管的乳胶管均内衬锡纸 ) 资料信息： 2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O。 装置 A中的试剂是 。 干燥管和装置 B的作用分别是 、 。 实验开始时正确的操作步骤是 。 a通入 NO2 b打开弹簧夹 c点燃酒精灯 d当硬质玻璃管充满红综色气体后，关闭弹簧夹 答案：（ 1） 2Mg+CO2 2MgO+C
17、来源：学 |科 |网 Z|X|X|K（ 2）4Mg+2NO2 4MgO+N2 （ 3） NaOH溶液 吸收 NO2避免污染环境 收集 N2 badc 试题分析：（ 1）点燃的镁条能在 CO2气体中继续燃烧，产生的黑、白两种固体为碳和氧化镁，反应的化学方程式为 2Mg+CO2 2MgO+C；（ 2）类比 Mg与CO2反应的思路，镁在二氧化氮气体中反应生成氧化镁和氮气，反应的化学方程式为 4Mg+2NO2 4MgO+N2；（ 3） 依据反应2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O分析，装置 A主要吸收多余的二氧化氮气体，需要用氢氧化钠溶液； 干燥管是用来吸收二氧化氮气体，避免其排放到
18、空气中污染空气， B装置是排水法收集反应生成的氮气； 应先在装置中充满二氧化氮气体再进行加热，防止空气的影响，所以实验顺序为 badc。 考点：氮氧化物的产生及转化 已知： Cu+4HNO3(浓 )=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O。为探究如何尽可能多地使 NO2被水吸收，某活动小组设计并完成了以下实验。 （ 1）活动小组同学利用铜与浓硝酸反应制取 NO2、过氧化氢溶液与 MnO2制取O2。 根据反应原理他们选用了相同的装置 (填 “图 1”或 “图 2”)分别制取NO2和 O2。 写出铜与浓硝酸反应的离子方程式 。 过氧化氢溶液与 MnO2制取 O2时， MnO2的作用是 _。 收集 N
19、O2可采用的方法是 。 （ 2）活动小组的同学做了如下准备：用气囊收集好纯净的 O2；收集了一试管NO2；用干燥的烧瓶收集了一定比例的 NO2和 O2混合气体。 为了尽可能多地使 NO2被水吸收，并达到较好的实验效果，利用图 3吸收气体时，用气囊通入 O2与直接利用制气装置制取并通入 O2相比，其优点是 。 利用图 4吸收气体时，其操作和现象为 。 NO2、 O2、 H2O 反应的产物为硝酸，反应中 NO2和 O2物质的量之比a b= ；标准状况下，若图 4中混合气体 NO2和 O2比例为 a b，当混合气体全部被吸收时所得溶液物质的量浓度为 mol L-1(保留两位有效数字 )。 答案：（
20、1） 图 2 Cu+4H+2N =Cu2+2NO2+2H2O 催化作用 瓶口向上排空气法 （ 2） 有利于控制氧气气流的速度 (控制氧气的量 ) 将胶头滴管中的水挤压进烧瓶，然后打开止水夹，可以看到烧杯中的水进入烧瓶形成喷泉 4 1 0 036 试题分析：（ 1） 实验室用铜和浓硝酸制取二氧化氮，用双氧水和二氧化锰制取氧气，它们都是采用固体和液体混合不加热来制取气体，故选图 2； 铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、水和二氧化氮，离子方程式为 Cu+4H+2N=Cu2+2NO2+2H2O； 二氧化锰能加快双氧水的分解，且二氧化锰的质量和化学性质都不变，所以作催化剂； 二氧化氮易和水反应，所以不能用排水集
21、气法收集，二氧化氮的密度大于空气的密度，可以采 用瓶口向上排空气法收集；（ 2） 可以根据气泡来判断氧气的流速，从而控制氧气的量； 将胶头滴管中的水挤压进烧瓶，烧瓶内气体和水反应导致气体压强减小，外界大气压不变，然后打开止水夹，水会进入烧瓶，所以可以看到烧杯中的水进入烧瓶形成喷泉； 二氧化氮和氧气、水反应生成硝酸，反应方程式为4NO2+O2+2H2O=4HNO3，通过方程式知，二氧化氮和氧气的物质的量之比是 4 1；设烧瓶的体积为 VL，混合气体 NO2和 O2比例为 a b，通过题意知，二氧化氮和氧气完全被吸收，说明二氧化氮和氧气恰好反应，物质的量之比为4 1，根据氮原子守恒知， n(HNO
22、3)=n(NO2)= mol= mol，气体完全被吸收，所以溶液的体积等于烧瓶的体积 V，硝酸的物质的量浓度 c(HNO3)=molVL= = =0 036 mol L-1。 考点：氮氧化物的产生及转化 填空题 今年我国多个城市遭雾霾天气，这表明污染严重，空气质量下降。因此研究 NO2、 SO2、 CO等大气污染气体的处理具有重要现实意义。 （ 1） NO2可用水吸收，相应的化学反应方程式为 。 （ 2）利用反应 6NO2+8NH3 7N2+12H2O 也可处理 NO2。当转移 1 2 mol电子时，消耗的 NO2在标准状况下是 L。 （ 3）硝酸工业尾气中含 NO和 NO2气体，常用 NaO
23、H溶液来吸收，反应方程式为 NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O，该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比是 。 （ 4） SO2是形成酸雨的主要物质，可以用氨水吸收消除污染，写出过量氨水与SO2反应的离子方程式 。 答案：（ 1） 3NO2+H2O=2HNO3+NO （ 2） 6 72 （ 3） 1 1 （ 4） SO2+2NH3 H2O=2 + +H2O 试题分析：（ 1） NO2与 H2O 反应生成 HNO3和 NO，其反应的化学方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO。 （ 2）根据 6NO2+8NH3=7N2+12H2O，可得如下关系式： 2NO2 N2 8e-，所以当反应中
24、有 1 mol NO2参加反应时，共转移了 4 mol电子，故转移 1 2 mol电子时，消耗的 NO2的物质的量为 =0 3 mol，其在标准状况下的体积为0 3 mol22 4 L mol-1=6 72 L。（ 3）在反应 NO+NO2+2NaOH2NaNO2+H2O 中， NONaNO2，氮元素的化合价由 +2价升高到 +3价，所以 NO是还原剂， NO2NaNO2，氮元素的化合价由 +4价降低到 +3价，所以 NO2是氧化剂，其物质的量之比为 1 1。 （ 4）过量氨水与 SO2反应的化学方程式为 SO2+2NH3 H2O=(NH4)2SO3+H2O，氨水是弱碱不能拆成离子形式，其反应
25、的离子方程式为 SO2+2NH3 H2O=2+ +H2O。 考点：氮氧化物的产生及转化 氮元素的化合价较多，负价态氮与正价态氮之间发生氧化还原反应时会有氮气产生。下面是甲、乙两位学生提出的两种制备少量氮气的实验方案 (箭头表示气体的流向 )。 甲：空气 碱石灰 红磷 (点燃 )水 铜粉 (灼热 )集气瓶 乙： NH4NO2(加热 )浓硫酸 镁粉 (灼热 )集气瓶 (提示： NH4NO2 N2+2H2O) 回答下列问题： （ 1）甲、乙两位学生的实验方案是否能制氮气 甲 、乙 (填 “能 ”或 “不能 ”)。 （ 2）具体说明不能制取氮气的原因并纠正 (若两种方案都能制氮气，此小题不用回答 )
26、。 （ 3）甲方案中碱石灰和乙方案中浓硫酸可否交换位置 说明理由： 。 答案：（ 1）能 不能 （ 2）因为 N2和 Mg反应生成 Mg3N2，不应通过灼热镁粉 （ 3）不能；甲方案中碱石灰除干燥空气外，还要吸收空气中的 CO2，而浓硫酸只能吸水而不能吸收 CO2 试题分析：空气通过各物质的目的和最终结果如下表： 碱石灰 红磷 水 铜粉 集气瓶 目 的 除空气中的 CO2 和水蒸气 除空气中 的 O2 除生成的 P2O5 除残余的 O2 得到纯净 的 N2 所以甲学生的实验方案能制氮气。在乙学生的实验方案中，制得的氮气经过浓硫酸后，水蒸气被吸收；通过灼热的镁粉后， N2可以和 Mg反应生成Mg3N2，所以乙学生的实验方案不能制氮气。 甲方案中碱石灰的作用是除空气中的 CO2和水蒸气，而乙方案中浓硫酸只能吸水而不能吸收 CO2，所以甲方案中碱石灰和乙方案中浓硫酸的位置不能交换。 考点：氮氧化物的产生及转化
