2018高中化学第四章非金属及其化合物4.3.2二氧化氮一氧化氮及酸雨同步练习新人教版必修1.doc

第2课时　二氧化氮、一氧化氮及酸雨
课后篇巩固提升
基础巩固
1.某氮的氧化物和一氧化碳在催化剂的作用下充分反应,生成氮气和二氧化碳。若测得氮气和二氧化碳的物质的量之比为1∶2,则该氮的氧化物是(　　)
A.N2O B.NO C.NO2 D.N2O5
解析:设氮氧化物的化学式为NOx,由题意得:2NOx+2CON2+2CO2
先写出反应物和生成物,再写出N2、CO2的化学计量数1和2,然后分别根据N、C原子守恒得出NOx、CO的化学计量数是2和2。
答案:B
2.某集气瓶中的气体呈红棕色,加入足量水,盖上玻璃片振荡,得橙色溶液,气体颜色消失。再拿走玻璃片后,瓶中气体又变为红棕色,则该气体可能是下列混合气体中的(　　)
A.N2、NO2、Br2 B.NO2、NO、N2
C.NO2、NO、O2 D.N2、O2、Br2
解析:气体呈红棕色说明含有NO2和Br2中的至少一种,溶于水得橙色溶液说明气体中必定含有溴蒸气,所得无色气体遇空气重新变为红棕色说明无色气体含NO。原气体可能既有NO2也有Br2。
答案:A
3.5在一定温度和压强下,将装有N2和NO2混合气体的试管倒立在水中,经足够长时间后,试管内气体体积缩小为原体积的,则原混合气体中N2与NO2的体积比是(　　)
A.2∶3 B.3∶2 C.3∶5 D.5∶3
解析:NO2与水反应使气体的体积减小,设原混合气体的体积为5 mL,则:
3NO2+H2O2HNO3+NO　　ΔV
3 1 2
V(NO2) 5 mL×(1-)
V(NO2)=3 mL
V(N2)∶V(NO2)=(5 mL-3 mL)∶3 mL=2∶3
答案:A
4.酸雨给人类带来了种种灾祸,严重地威胁着地球的生态环境,下列有关减少或者防止酸雨形成的措施中可行的是(　　)

①对燃煤进行脱硫　②对含SO2、NO2等的工业废气进行无害处理后,再排放到大气中　③人工收集雷电作用所产生的氮的氧化物　④飞机、汽车等交通工具采用清洁燃料,如天然气、甲醇等
A.①②③④ B.①②③ C.①②④ D.①③④
解析:酸雨的形成主要是SO2、NO2的大量排放所造成的,①②④都可减少SO2或NO2的排放量且是可行的,而雷电作用所产生的氮的氧化物扩散在大气中,无法人工收集。
答案:C
5.下列因果关系不正确的是(　　)
选项
原因
结果
A
植树造林
温室效应
B
SO2和NO2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

答案:A
6.以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主要来源对应正确的是(　　)

氧化物
环境问题
主要来源
A
CO2
酸雨
化石燃料的燃烧
B
SO2
光化学烟雾
汽车尾气的排放
C
NO2
温室效应
工厂废气的排放
D
CO
CO中毒
燃料的不完全燃烧

解析:形成酸雨的氧化物主要是SO2和氮氧化物,CO2是造成温室效应的主要气体,引起光化学烟雾的主要气体为NO2,CO会造成煤气中毒,由此判断,选项D正确。
答案:D
7.把少量NO2气体通入过量小苏打溶液中,再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管,最后收集到的气体是(　　)
A.氧气 B.二氧化氮
C.二氧化氮和氧气 D.二氧化氮和一氧化氮
解析:少量NO2气体通入过量小苏打溶液中,逸出的气体为NO、CO2,二者的物质的量之比为1∶2,同时还有少量水蒸气逸出,再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管中,CO2、水蒸气与过氧化钠反应生成了O2,V(NO)∶V(O2)<1∶1,所以最后收集到的气体是NO2和O2。
答案:C
8.汽车尾气(含有烃类、CO、SO2与NO等物质)是城市空气的污染源。治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化剂转换器”(用铂钯合金作催化剂),它的特点是使CO与NO反应,生成可参与大气生态环境循环的无毒气体,并促使烃类充分燃烧及SO2的转化。
(1)写出CO与NO反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。 
(2)“催化剂转换器”的缺点是在一定程度上提高了空气的酸度,其原因是　　　　　　　。 
(3)控制城市空气污染源的方法可以有　　　　　。 
A.开发氢能源 B.使用电动车
C.植树造林 D.戴上呼吸面具
解析:在催化剂作用下把CO和NO都转化为参与大气生态环境循环的无毒气体,即NO转化为N2、CO转化为CO2,反应的化学方程式为2NO+2CO2CO2+N2。同时SO2也在催化剂的作用下转化为SO3,从而提高了空气的酸度。控制城市空气污染源主要是减少煤和汽油的使用。
答案:(1)2CO+2NO2CO2+N2　(2)SO2转化为SO3,产生硫酸酸雾　(3)AB
9.氮氧化物进入大气后,不仅会形成硝酸型酸雨,还可能形成光化学烟雾,因此必须对含有氮氧化物的废气进行处理。
(1)用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物,反应的化学方程式如下:NO2+NO+2NaOH2NaNO2+H2O　①,2NO2+2NaOHNaNO2+NaNO3+H2O　②,
在反应①中,氧化剂是　　　　,还原剂是　　　。 
在反应②中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为　　　　。 
(2)在一定条件下氨气亦可用来将氮氧化物转化为无污染的物质。写出氨气和二氧化氮在一定条件下反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
答案:(1)NO2　NO　1∶1
(2)8NH3+6NO27N2+12H2O
10.已知NO不溶于水,NO2易溶于水,且与水发生反应:3NO2+H2O2HNO3+NO。将盛有48 mL NO和NO2混合气体的容器倒置于水中(保持同温同压),待液面稳定后,容器内气体的体积变为24 mL,回答下列问题:
(1)原混合气体中含有NO　　　　　 mL,含有NO2　　　　　 mL。 
(2)若往剩余的24 mL气体中通入6 mL O2,待液面稳定后,反应后容器内剩余气体的体积为　　　 mL。 
(3)若往剩余的24 mL气体中通入24 mL O2,待液面稳定后,反应后容器内剩余气体的体积为　　　 mL。 
(4)若在原48 mL NO、NO2中通入　　　　　 mL O2再倒置于水中,气体会全部被吸收。 
解析:(1)设NO2的体积为x,则:
3NO2+H2O2HNO3+NO　体积差
3 1 2
x (48-24) mL
解得x=36 mL,V(NO)=(48-36) mL=12 mL。
(2)4NO+3O2+2H2O4HNO3
4 3
8 mL 6 mL
则容器内剩余气体为NO,体积为24 mL-8 mL=16 mL。
(3)由4NO~3O2知,24 mL NO只需消耗18 mL O2,所以反应后容器内剩余O2的体积为24 mL-18 mL=6 mL。
(4)4NO+3O2+2H2O4HNO3
4 3
12 mL 9 mL
4NO2+O2+2H2O4HNO3
4 1
36 mL 9 mL
故通入18 mL O2,可使管内气体全部被H2O吸收。
答案:(1)12　36　(2)16　(3)6　(4)18
能力提升
1.把3体积的NO2气体,依次通过下列3个分别装有①NaHCO3饱和溶液,②浓硫酸,③Na2O2的装置后,用排水法把残留气体收集到集气瓶中,集气瓶内气体应是(同温、同压下测定)(　　)
A.1体积NO
B.2体积NO2和0.5体积O2
C.2体积O2
D.0.25体积O2
解析:①3体积的NO2通入NaHCO3溶液中发生反应:3NO2+H2O2HNO3+NO,NaHCO3+HNO3NaNO3+H2O+CO2↑,生成2体积CO2和1体积NO;②1体积NO和2体积CO2和水蒸气通过浓硫酸时,水蒸气被吸收,余下1体积NO和2体积CO2;③2体积CO2与Na2O2发生反应:2CO2+2Na2O22Na2CO3+O2,生成1体积O2,NO与O2反应化学方程式为:2NO+O22NO2,生成1体积NO2,剩余0.5体积O2,这两种气体通入水中,发生反应:4NO2+O2+2H2O4HNO3,NO2完全反应,剩余0.25体积O2。
答案:D
2.如图所示,试管中盛装的是红棕色气体(可能是混合物),当倒扣在盛有水的水槽中时,试管内水面上升,但不能充满试管,当向试管内鼓入氧气后,可以观察到试管中水柱继续上升,经过多次重复后,试管内完全被水充满,对原试管中盛装气体的说法正确的是(　　)

A.可能是N2与NO2的混合气体
B.可能是NO2气体
C.只能是NO一种气体
D.只能是NO2一种气体
解析:由题意可知,试管内最终完全被水充满,说明气体中没有N2。原试管中盛有的是红棕色气体,则一定含有NO2。若为纯净物,则只有NO2;若为混合物,则可能含有NO2和NO。
答案:B
3.在标准状况下,将O2和NO2按1∶4体积比充满干燥烧瓶,把烧瓶倒置于水中,瓶内液体逐渐上升,假设烧瓶内溶液不向外扩散,最终烧瓶内溶液里溶质的物质的量浓度为(　　)

A. mol·L-1 B. mol·L-1
C. mol·L-1 D. mol·L-1
解析:设烧瓶的体积为V L,由4NO2+O2+2H2O4HNO3知NO2的体积为V L。又O2和NO2的体积比为1∶4,所以最终液体充满整个烧瓶,溶液的体积为V L,NO2的物质的量为V L÷22.4 L·mol-1=V mol,所以硝酸的物质的量浓度为 V mol÷V L= mol·L-1。
答案:C
4.已知Cu(NO3)2受热分解的化学方程式:2Cu(NO3)22CuO+4NO2↑+O2↑,某同学将少量的Cu(NO3)2固体放入试管中加热,然后用带火星的木条放入试管中,木条复燃,则下列说法正确的是(　　)
①NO2能支持燃烧　②NO2不能支持燃烧　③带火星的木条复燃是因为硝酸铜分解产生了氧气的缘故　④带火星的木条复燃是因为硝酸铜分解产生了氧气和二氧化氮共同作用的结果
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
解析:Cu(NO3)2受热分解产生的混合气体中O2体积分数为,等于空气中O2的体积分数(),故木条复燃是因为硝酸铜分解产生了氧气和二氧化氮共同作用的结果。
答案:D
5.将V mL NO和NO2的混合气体通过水吸收后,得到无色气体A。将此无色气体A与等体积的O2混合,通过水充分吸收后,得到5 mL无色气体B,试回答:
(1)A气体是　　　　,B气体是　　　　。 
(2) A气体的体积是　　　　 mL。 
(3)V的取值范围是　　　　　　　　。 
解析:(1)NO、NO2混合气体与水反应后只能得到无色气体NO,即A为NO。NO与O2等体积混合后与水反应,据4NO+3O2+2H2O4HNO3知,剩余气体为O2。
(2)设A气体的体积为x,则x-x=5 mL,x=20 mL。
(3)按极限取值法,若V mL全为NO,则V=20;
若V mL全为NO2,则V=60,故其取值范围为20<V<60。
答案:(1)NO　O2　(2)20　(3)20<V<60
6.为了探究几种气态氧化物的性质,某同学设计以下实验。
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,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中通入氧气恰好使液体充满集气瓶,假设瓶内液体不向外扩散。
①写出总反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;该实验对工业上生产硝酸的启示是　　　　　　　　　　　　　　　。 
②假设实验条件下,气体摩尔体积为a L·mol-1,计算集气瓶里溶液的物质的量浓度为　　　　　。 
(2)实验前在C水槽里滴加几滴紫色石蕊溶液,通入氧气前后,实验现象可能为　　　　　　　　　;写出化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　;C装置实验可以探究酸雨变化过程。 
(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　　　　　　　　　　　;写出有关离子方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　;证明B水槽反应后溶液里有氯离子的操作方法是　 
　。 
解析:(1)①A装置中集气瓶里发生的反应有:3NO2+H2O2HNO3+NO,2NO+O22NO2,总反应的化学方程式:4NO2+O2+2H2O4HNO3。工业上,利用二氧化氮与水反应制硝酸,为了充分利用原料,不排放大气污染物NO,应向吸收器(向二氧化氮中)通入足量空气,使氮元素全部转化成硝酸。②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,HNO3溶液体积为V L,c(HNO3)= mol·L-1。(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S。
答案:(1)①4NO2+O2+2H2O4HNO3　在吸收器里充入足量空气　②mol·L-1
(2)红色由浅变深　2SO2+O2+2H2O2H2SO4
(3)出现白色沉淀　Cl2+SO2+2H2O2Cl-+S+4H+,Ba2++SBaSO4↓　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,取上层清液滴加硝酸银溶液,若产生白色沉淀,则说明原溶液中含有Cl-
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