2019-2020学年高中化学 专题4 硫、氮和可持续发展 第2单元 第1课时 氮氧化物的产生及转化

氮氧化物的产生及转化一、选择题1．下列用途应用了氮气的不活泼性的是()A．用于金属焊接的保护气及与Ar混合填充灯泡B．用于合成氨气C．工业上以氮气为原料制硝酸D．用来制取多种化肥、炸药答案：A2．下列各组气体，在常温常压下不能共存的是()A．SO2与O2B．NO与O2C．O2与N2D．NO2与O2答案：B3．新调整的上海空气质量指标中指出，影响上海空气质量的一组主要污染物是()A．SO2、NO2、可吸入颗粒物B．CO2、N2、O2C．O2、N2、SO2D．NO2、N2、可吸入颗粒物解析：空气污染物包括有毒气体和可吸入颗粒物。答案：A4．某无色混合气体，依次通过浓硫酸和过氧化钠时，气体体积不断减小，最后气体变成红棕色，该混合气体的组成是()A．N2、NO、NH3B．NH3、CO2、N2C．NH3、CO2、NOD．NH3、N2、NO2解析：NO2是红棕色气体，排除D选项；混合气体通过浓硫酸时，气体体积减小，说明气体中含有NH3。最后气体变成红棕色，说明有NO2生成，即原气体中有NO，而NO必须在O2作用下才能生成NO2，说明通过过氧化钠后产生O2，即原气体中有CO2或水蒸气。答案：C5．实验室可以用浓硝酸和铜反应制取NO2气体，下列装置中间的试管收集的气体中空气的含量最少的是()解析：NO2的密度比空气的大，所以可以用向上排空气法收集。用向上排空气法收集气体时，要注意“长进短出”，这样密度比空气大的气体在底部容易大量聚集，空气容易从上面的短导气管排出，收集到的气体中含空气少，纯度高。答案：C6．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()A．亚硫酸钠溶液、氯气B．水、二氧化氮C．氢氧化钠溶液、氮气D．氢氧化钠溶液、二氧化碳解析：要使试管①内的水立刻沸腾，关键是②中气体压强降低，只有C选项中，气体体积不变。答案：C7．在NO2被水吸收的反应中，发生还原反应和氧化反应的物质的质量之比为()A．3∶1B．1∶3C．1∶2D．2∶1解析：写出反应方程式并标出电子的转移：，可知氧化剂和还原剂均是NO2，所以发生还原反应和氧化反应的物质的质量之比为1∶2。答案：C8．以下物质间的每步转化通过一步反应能实现的是()A．Al→Al2O3→Al(OH)3→NaAlO2B．Si→SiO2→H2SiO3→Na2SiO3C．S→SO3→H2SO4→MgSO4D．N2→NO→NO2→HNO3解析：A项中的Al2O3→Al(OH)3不能通过一步反应实现，要经过如下过程Al2O3→Al3＋(AlO－2)→Al(OH)3。B项中SiO2→H2SiO3不能通过一步反应实现，要经过SiO2→Na2SiO3→H2SiO3才可实现。C项中的S→SO3不能通过一步反应实现，要经过S→SO2→SO3才可实现。答案：D9．一瓶无色气体，可能含有HCl、H2S、SO2、HBr、NO2、CO2中的一种或几种，将其通入氯水中，得无色透明溶液，将该溶液分成两份，一份加盐酸酸化的BaCl2溶液，析出白色沉淀；另一份加硝酸酸化的硝酸银溶液，也有白色沉淀生成。下面结论正确的是()①原气体中肯定有SO2②原气体中可能有SO2③原气体中肯定无H2S、HBr、NO2④不能肯定是否含有HCl⑤原气体中肯定不含CO2⑥原气体中肯定含HClA．①③④B．①④⑤C．①③⑥D．①③④⑤⑥解析：无色混合气体通入氯水中得无色透明溶液，说明肯定不含H2S、HBr、NO2，因H2S与Cl2发生反应有S单质析出，HBr与Cl2反应生成Br2单质使溶液显橙色，NO2气体本身为红棕色气体。而加入盐酸酸化的BaCl2溶液有白色沉淀析出是因为SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4，Ba2＋＋SO2－4===BaSO4↓，生成了BaSO4沉淀。但不能判断是不是有CO2气体，也不能判断是否含有HCl气体。答案：A10．有一充有20mLNO和NO2混合气体的试管，倒置于盛有水的水槽中，充分反应后，仍有12mL无色气体，则原混合气体中NO和NO2体积比为()A．2∶3B．3∶2C．1∶4D．4∶1解析：由题意可知，混合气体在水中只能发生3NO2＋H2O===2HNO3＋NO这一反应，据方程式可知，3mL气体参加反应，剩余1mL，现气体减少了8mL，则参加反应的气体为12mL，即原混合气体中的NO2为12mL，则NO为8mL，所以原混合气体中的NO和NO2体积比为8∶12＝2∶3。答案：A11．两瓶气体分别为NO2和溴蒸气，外观均相同，某同学设计了各种鉴别法：①用湿润的淀粉－KI试纸；②加少量NaCl溶液；③加少量AgNO3溶液；④加少量水后再加适量苯。其中合理的为()A．能采用①③④B．能采用①②③C．能采用②③④D．都可以解析：NO2和溴蒸气在性质上有许多相似之处：①均有氧化性；②溶于水后溶液均呈酸性；③均能与碱反应。鉴别溴蒸气和NO2不能用淀粉－KI试纸、碱溶液等。答案：C12．火箭使用偏二甲肼作燃料，四氧化二氮作氧化剂。引燃后产生的高温气体主要有CO2、H2O、NO、N2，但在卫星发射现场却看到火箭尾部喷出大量红烟，产生红烟的原因是()A．高温下N2遇空气生成NO2B．NO遇空气生成NO2C．CO2和NO反应生成NO2和COD．H2O和NO反应生成H2和NO2解析：NO与空气中的氧气相遇，即可快速地发生氧化还原反应，生成NO2，NO2是一种红棕色、具有刺激性气味的有毒气体。反应的化学方程式为2NO＋O2===2NO2。故选B。答案：B二、非选择题13.(1)如图所示，用仪器A、B和胶管组成装置收集NO气体(仪器A已经经过气密性检验；除水外不能选用其他试剂)。正确的操作步骤是__________________________________________。(2)将一个充满NO的试管倒扣于水槽中，然后向试管中通入一定量的O2，试管中恰好充满水时，则通入的O2与原NO气体的体积比为__________。若假设生成的溶质不向外扩散，且为标准状况，则所得的溶液的物质的量浓度应为__________。解析：(2)设试管的容积为1L，生成的溶质HNO3的物质的量为x。4NO＋3O2＋2H2O===4HNO344122.4molx＝122.4mol则c(HNO3)＝122.4mol1L＝122.4mol·L－1。答案：(1)在A中加满水，盖紧瓶塞，用胶管连接b和c接口，由a导入NO气体，水通过b和c排入B中(2)3∶4122.4mol·L－114．某活动小组利用如图进行NO、NO2的性质实验，按下列步骤进行(装置气密性已检验完毕)。Ⅰ.向广口瓶①中通入NO并测定NO的体积(1)通入NO前，向广口瓶①中加水的主要操作：_____________________________________________________________________________________。(2)从导管a通入一定量的NO，并测得NO体积为VL(V0.05，气体体积已经换算为标准状况)。测得NO体积的主要操作：_____________________。Ⅱ.验证NO的还原性；探究工业生产硝酸的原理(1)停止通入NO后关闭K1、K3；打开K2，从导管b缓缓通入O2，可观察到的现象是________________________________________________________；写出对应现象的化学方程式：_____________________________________________________________________________________________________。(2)继续通入O2，打开K3，并及时调整酸式滴定管③中液面与广口瓶①中液面相平，直到广口瓶①中刚好充满液体。①当通入氧气的体积为V2L时，则广口瓶①的气体体积为__________L；②当广口瓶①中刚好充满液体时，所得液体的物质的量浓度为__________mol·L－1。解析：Ⅰ.(1)盛放NO气体的装置中不能有空气，空气与NO反应，操作的关键是在①装置中要加满水，这样才能完全赶尽广口瓶中的空气。(2)通过排出的水量，测NO气体的体积，为了保证广口瓶中的压强恒为大气压，起始和终点读数时，都要保证广口瓶中的液面和滴定管中液面在同一水平面上。Ⅱ.(1)2NO＋O2===2NO2气体的颜色发生变化，生成的NO2与水又发生反应，气体的颜色又变浅。(2)①通入氧气的体积为V2L时，NO与O2恰好完全反应生成NO2，NO2又与水反应，生成V3L的NO；②4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，生成HNO3的物质的量为V22.4mol，溶液的总体积为0.5L，其物质的量浓度为V11.2mol·L－1。答案：Ⅰ.(1)打开K2、K3(或K1、K3或K1、K2、K3均打开)，从滴定管加水，直到将①中空气全部赶出，且调整滴定管中液面与①相平，并记录滴定管的刻度(2)关闭K2，打开K3、K1，通入NO并调整滴定管液面与①中液面相平，再次记录滴定管刻度Ⅱ.(1)气体先变为红棕色，然后颜色逐渐变浅2NO＋O2===2NO2，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO(2)①V3②V11.2