1、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)ANO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DNO2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
2、，缓解温室效应，A项错误。3NO2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2NO22NaOH=MNaNO3H2O,8NH36NO27X12H2O。则M、X代表的物质的化学式分别为(A)ANaNO2、N2BHNO2、N2CNO、HNO3DN2、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滴入试管与气体B充分反应，打开夹子，可发现试管内的水立刻沸腾了。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
3、水、二氧化氮解析：NaOH溶液能吸收CO2气体，打开夹子时，中的气体进入中，从而使得中的压强减小，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，中的气体进入中，从而使得中的压强减小，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：3NO2H2O=2HNO3NO，中气体减少，打开夹子时，中的气体进入中，从而使得中的压强减小，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 B只有C只有 D解析：
4、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：Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3，会出现白色沉淀，故正确；SO2通入水中生成H2SO3，溶液呈酸性，NO在酸性条件下具有强氧化性，可发生反应：3SO22H2O2NO3Ba2=3BaSO44H2NO，会出现白色沉淀，故正确；氯气与水反应，发生反应：Cl2H2OHClHClO，氯离子和银离子发生反应：AgCl=AgCl，会出现白色沉淀，故正确；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AlCl33NH3H2O=Al(OH)33NH4Cl，会出现白
5、色沉淀，故正确。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NO和NO2，NO2和O2，NH3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)AV1V2V3 BV1V3V2CV2V3V1 DV3V1V2解析：设试管体积为V L。中V L NO2发生反应3NO2H2O=2HNO3NO，生成NO气体 L，加上原来的NO L，为V L；中发生反应4NO22H2OO2=4HNO3，剩余O2 L；中氨气全部溶解，剩余N2 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
6、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：NO2NO2NaOH=2NaNO2H2O、2NO22NaOH=NaNO2NaNO3H2O，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：4NH36NO5N26H2O，将一定量NO和NO2的混合气体通入300 mL 5 molL1 NaOH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16.8 LB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22.4 LD在用氨处理氮氧化物时，氮氧化物发生还原反应解析：300 mL 5 molL
7、1 NaOH溶液，含NaOH的物质的量为1.5 mol，若只发生反应NO2NO2NaOH=2NaNO2H2O，则n(NO)0.75 mol，在标准状况下的体积为16.8 L，A正确；不确定NO和NO2的量，因为可能发生NO2NO2NaOH=2NaNO2H2O和2NO22NaOH=NaNO2NaNO3H2O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)16.8 L，若发生反应4NH36NO5N26H2O，则所需NH3在标准状况下的体积16.8 L11.2 L，不可能为22.4 L，C错误；反应4NH36NO5N26H2O中NO作氧化剂，被
8、还原为N2，发生还原反应，D正确。8将3 mol的NO2气体依次通入下列三个分别装有足量NaHCO3饱和溶液，浓H2SO4，Na2O2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)A1 mol NOB1 mol NO2和0.05 mol O2C2 mol O2D0.25 mol O2解析：3NO2H2O=2HNO3NO由此可知有1 mol NO产生，有2 mol HNO3生成，根据HNO3NaHCO3=NaNO3H2OCO2可知，2 mol HNO3与足量NaHCO3反应有2 mol CO2产生。2CO22Na2O2=2Na2CO3O2由此可知有1 mol O
9、2产生此时剩余气体为1 mol NO和1 mol O2。用排水法收集时，发生如下反应：4NO3O22H2O=4HNO3。由此可知最后剩余0.25 mol O2，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BCaSO4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1 mol，会对应生成1 mol CO2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
10、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2SO22CaCO3O2=2CaSO42CO2，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2SO22CaCO3O2=2CaSO42CO2，二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2 mol，会对应生成1 mol CO2，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
11、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)NO、O2NO2、O2C
12、O、O2NH3、O2Cl2、SO2N2、NOA. BC D解析：NO、O2在水槽中发生反应4NO3O22H2O=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4NO2O22H2O=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Cl2SO22H2O=2HClH2SO4，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
13、不会明显减少，则本题选A。12在标准状况下，把22.4 L NO、NO2的混合气体通入装有1 L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 B1 molL1C0.5 molL1 D1.5 molL1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1 molL1。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
14、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 bNaOH溶液cKSCN溶液 d稀硫酸(3)若Z能导致温室效应，则反应的离子反应方程式为CO2AlO2H2O=Al(OH)3HCO。(4)若Z是我国酸雨形成的罪魁祸首，目前应
15、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2SO22CaOO2=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2NO22NaOH=NaNO2NaNO3H2O。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，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
16、溶液，其离子方程式为CO2AlO2H2O=Al(OH)3HCO。(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2NO22NaOH=NaNO2NaNO3H2O。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：SO2H2OH2SO3、2H2SO3O22H2SO4。(2)为消
17、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：FeS2Fe2SOFe3该技术的第一步反应的离子方程式为2FeS27O22H2O4H2Fe24SO。处理1 kg含75% FeS2的黄铁矿，共消耗O2(标准状况)的体积为525 L。(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2NO2Na2CO3=NaNO2NaNO3CO2、NONO2Na2CO3=2NaNO2CO2，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1.5x2。解析：(1)SO2与水反应生成H2SO3，H2SO3又被氧气氧化为H2
18、SO4，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SO，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2FeS27O22H2O4H2Fe24SO；1 kg含75% FeS2的黄铁矿能生成Fe2的物质的量是6.25 mol，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6.25 mol21.875 mol，第二步发生的反应为4Fe2O24H=4Fe32H2O，消耗O2的物质的量为6.25 mol1.562 5 mol，共消耗O2(标准状况)的体积为(21.875 mol1.562 5 mol)22.4
19、Lmol1525 L。(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1.5；若气体全为NO2时，x2，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1.5x2。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。(
20、1)写出亚硝酸分解的化学方程式：2HNO2=NONO2H2O。(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2NO2I4H=2NOI22H2O。(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
21、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。写出A中总反应的化学方程式：4NO2O22H2O=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。假
22、设该实验条件下，气体摩尔体积为a Lmol1，集气瓶中溶液的物质的量浓度为 molL1。(2)实验前在C水槽里滴加几滴紫色石蕊试液，通入氧气前后，实验现象变化可能为红色由浅变深；写出化学方程式：2SO2O22H2O=2H2SO4。(3)溶液充满集气瓶后，在B水槽里滴加硝酸钡溶液，可能观察到的现象为出现白色沉淀；写出所有反应的离子方程式：Cl2SO22H2O=2ClSO4H，Ba2SO=BaSO4；证明B水槽反应后溶液里有氯离子的操作方法是取少量反应后的溶液于试管中，向试管里加入过量的硝酸钡溶液，待沉淀完全后，静置，取上层清液加硝酸银溶液，若产生白色沉淀，则说明原溶液中含有Cl。解析：(1)A瓶中发生的反应有：3NO2H2O=2HNO3NO,2NOO2=2NO2，总反应的化学方程式为：4NO2O22H2O=4HNO3。工业上利用二氧化氮与水反应制硝酸，为了使原料充分利用，不排放大气污染物NO，应向吸收塔(向二氧化氮中)通入足量空气，使氮的氧化物全部转化成硝酸。设A装置中集气瓶体积为V L，二氧化氮气体体积为V L，n(NO2) mol，最后充满液体，硝酸溶液体积为V L，c(HNO3) molL1。(2)二氧化硫溶于水生成亚硫酸，亚硫酸是中强酸，通入氧气反应后，生成强酸(硫酸)，溶液红色变深。(3)氯气在水中将二氧化硫氧化成硫酸，检验氯离子前要除去SO。
