2020-2021学年新教材高中化学 第5章 化工生产中的重要非金属元素 第2节 氮及其化合物 第3课时 硝酸 酸雨及防治作业（含解析）新人教版必修2.docx

1、第3课时硝酸酸雨及防治合格考过关检验1.下列含氮化合物中氮元素只有还原性的是()。A.NOB.NH3C.HNO3D.NH4NO3答案:B解析:当氮元素呈现最低价(-3价)时,只有还原性。2.汽车尾气装置中,气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示,下列说法正确的是()。A.反应中NO为氧化剂,N2为氧化产物B.汽车尾气的主要污染成分包括CO、NO和N2C.NO与O2必须在催化剂表面才能反应D.催化转化总化学方程式为2NO+O2+4CO4CO2+N2答案:D解析:反应过程中NO、O2为氧化剂,N2为还原产物;汽车尾气中的N2不是污染物;NO与O2的反应不需要催化剂;根据题中的图示,可将反应的

2、过程分成如下两步写:2NO+O22NO2,2NO2+4CON2+4CO2,将两步反应合并可得总化学方程式为2NO+O2+4CO4CO2+N2。3.下列有关硝酸反应的叙述中,错误的是()。A.稀硝酸与铁反应,有氢气放出B.浓硝酸与铜反应,有二氧化氮气体放出C.硝酸与碳酸钠反应,有二氧化碳气体放出D.硝酸受热时,有二氧化氮、氧气放出答案:A解析:稀硝酸与铁反应不产生H2,应生成硝酸盐、NO和H2O。4.下列离子方程式正确的是()。A.Zn与稀硝酸反应:Zn+2H+Zn2+H2B.Fe与过量稀硝酸反应:3Fe+8H+2NO3-3Fe2+2NO+4H2OC.过量铁粉与稀硝酸反应:Fe+4H+NO3-F

3、e3+NO+2H2OD.Cu与稀硝酸反应:3Cu+8H+2NO3-3Cu2+2NO+4H2O答案:D解析:A项,不产生H2;B项,应生成Fe3+;C项,应生成Fe2+。5.铜粉放入稀硫酸中,加热后无明显现象。当加入一种盐后,铜粉的质量减少,溶液呈蓝色,同时有气体逸出,则该盐是()。A.Fe2(SO4)3B.KNO3C.FeSO4D.Na2CO3答案:B解析:Cu、稀硫酸、硫酸铁混合时,铜与硫酸铁发生氧化还原反应,生成硫酸亚铁和硫酸铜,造成铜粉的质量减少,但没有气体生成,故A错误;Cu、稀硫酸、KNO3混合时发生反应:3Cu+8H+2NO3-3Cu2+2NO+4H2O,则铜粉的质量减少,同时溶液

4、变为蓝色,且有气体逸出,故B正确;Cu、稀硫酸、FeSO4混合时不发生反应,故C错误;Cu与稀硫酸不反应,加入的Na2CO3与稀硫酸反应生成二氧化碳气体,但Cu不溶解,故D错误。6.浓硝酸与下列物质反应,HNO3既表现出氧化性又表现出酸性的是()。A.CuOB.FeOC.CD.CaCO3答案:B解析:CuO与浓硝酸反应生成硝酸铜和水,硝酸只表现出酸性,A错误;FeO与浓硝酸反应生成硝酸铁、NO2和H2O,硝酸既表现出氧化性又表现出酸性,B正确;碳与浓硝酸反应生成CO2、NO2和H2O,硝酸只表现出氧化性,C错误;CaCO3与浓硝酸反应生成硝酸钙、水和二氧化碳,硝酸只表现出酸性,D错误。7.合成

5、氨大大提高了农作物的产量,同时也是制取硝酸、炸药等的原料。下列说法中正确的是()。A.N2和H2在点燃或光照条件下可合成NH3B.NH3和HNO3溶于水后都能导电,故两者都是电解质C.NH3遇到浓硝酸会发生反应产生大量白烟D.由NH3制HNO3的过程中,氮元素被还原答案:C8.如图AJ分别代表相关反应中的一种物质,已知A分解得到等物质的量的B、C、D,常温下B、D为气态化合物,C为液态化合物,图中有部分生成物未标出。已知:2Mg+CO22MgO+C。请回答下列问题。(1)写出A的化学式:。(2)写出下列反应的化学方程式:D+GH;F+JB+C+I。(3)写出A+NaOHD的离子方程式:。答案:

6、(1)NH4HCO3(2)4NH3+5O24NO+6H2OC+4HNO3(浓)CO2+2H2O+4NO2(3)NH4+HCO3-+2OH-NH3+CO32-+2H2O解析:常温下C为液态化合物,又能与Na2O2反应,则C为H2O,G为O2;常温下B为气态化合物,又能与镁反应,则B为CO2;在加热条件下A能与NaOH反应生成D,且常温下D为气态化合物,说明A为铵盐,D为NH3;A分解得到等物质的量的B、C、D,则A为NH4HCO3。D与G的反应是NH3的催化氧化反应,F与J的反应是碳与浓硝酸的反应。9.按要求回答下列问题:(1)有时在实验室看到的硝酸显黄色,理由是。实验室保存硝酸的方法是。(2)

7、铜与足量浓硝酸反应时,表现酸性的硝酸与做氧化剂的HNO3物质的量之比为。(3)一定量的浓硝酸与足量的铜充分反应,生成气体的成分有,写出反应的离子方程式:。向反应后的溶液中加入稀硫酸,如果反应,写出反应的离子方程式:。(4)从某金属粉末(含有Au、Cu、Ag)中分离出Au,加入的试剂是,写出Ag参与反应的化学方程式:。(5)往两支分别装有浅绿色的Fe(NO3)2和FeSO4溶液的试管中分别逐滴加入稀盐酸时,溶液的颜色变化分别为:Fe(NO3)2溶液;FeSO4溶液。答案:(1)久置的硝酸显黄色是硝酸见光或受热发生了分解,生成的NO2溶于浓硝酸所致应保存在棕色试剂瓶中,并置于阴凉处(2)11(3)

8、NO2、NOCu+4H+2NO3-2NO2+2H2O+Cu2+,3Cu+8H+2NO3-3Cu2+2NO+4H2O3Cu+8H+2NO3-3Cu2+2NO+4H2O(4)稀硝酸3Ag+4HNO3(稀)3AgNO3+NO+2H2O(5)浅绿色变棕黄色不变色等级考素养提升1.下列有关铜与浓硝酸反应的说法中错误的是()。A.HNO3是氧化剂,NO2是还原产物B.若2 mol HNO3被还原,则反应中一定生成22.4 L NO2气体C.参加反应的硝酸中,被还原和未被还原的硝酸的物质的量之比是11D.硝酸在反应中既表现了强氧化性,又表现了酸性答案:B解析:题目没有指明温度和压强,故无法确定气体的摩尔体积

9、,无法计算气体的体积,B项错误。2.将2.56 g Cu与一定量的浓硝酸反应,随着Cu的不断减少,反应生成气体的颜色逐渐变浅,当Cu反应完毕时,共收集到气体1.12 L(标准状况),则反应中消耗HNO3的物质的量为()。A.0.05 molB.1 molC.1.05 molD.0.13 mol答案:D解析:参加反应的硝酸由两部分组成,一是被还原为氮氧化物的HNO3,为0.05mol;二是表现酸性,生成Cu(NO3)2的HNO3,为0.08mol,所以反应中消耗HNO3的物质的量为0.05mol+0.08mol=0.13mol。3.如图表示Cu与HNO3反应的量的关系,图中哪一点表示铜与稀硝酸反

10、应中被还原的HNO3与Cu的量的关系()。A.a点B.b点C.c点D.d点答案:A解析:Cu与稀硝酸反应的化学方程式为3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2O,由化学方程式可知参加反应的硝酸只有14被还原,故被还原的HNO3与Cu的关系为3Cu2HNO3(还原),A正确。4.(双选)下述实验中均有红棕色气体产生,对比分析所得结论不正确的是()。A.由中的红棕色气体,推断产生的气体一定是混合气体B.红棕色气体表明中木炭与浓硝酸发生了反应C.由说明浓硝酸具有挥发性,生成的红棕色气体为还原产物D.的气体产物中检测出CO2,由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应答案:BD解析:中灼热碎

11、玻璃起加热作用,浓硝酸受热分解生成红棕色NO2,硝酸中氮元素化合价降低,必有元素化合价升高,只能为氧元素,因此,还有O2生成,产生的气体为混合气体,A项正确;由可知,浓硝酸受热分解可生成红棕色气体,所以中产生的“红棕色气体”不一定是木炭与浓硝酸发生反应产生的,B项错误;中浓硝酸挥发才能与红热木炭接触,产生的NO2是还原产物,C项正确;红热的木炭还可与空气中的O2反应生成CO2,不一定是木炭与浓硝酸发生反应生成了CO2,D项错误。5.现有稀硫酸和稀硝酸的混合溶液,已知其中稀硫酸浓度为4 molL-1,稀硝酸的浓度为2 molL-1。取10 mL混合酸,向其中加入过量铁粉,反应结束后,在标准状况下

12、可收集到气体的体积为(假设HNO3只被还原为NO)()。A.0.224 LB.0.448 LC.0.672 LD.0.896 L答案:C解析:该题解题的关键是运用离子方程式计算并考虑过量的H+继续反应的情况。混合溶液中n(H+)=(24molL-1+2molL-1)0.01L=0.1mol,n(NO3-)=2molL-10.01L=0.02mol,根据题意,发生反应的离子方程式为3Fe+2NO3-+8H+3Fe2+2NO+4H2O,NO3-完全反应,n(NO)=n(NO3-)=0.02mol;剩余n(H+)=0.02mol,与过量的铁粉发生反应Fe+2H+Fe2+H2,n(H2)=n(H+)2

13、=0.02mol2=0.01mol,因此收集到的气体是NO和H2的混合物,标准状况下气体体积为(0.02mol+0.01mol)22.4Lmol-1=0.672L。6.如图是用浓硝酸、铜片、蒸馏水等试剂探究浓、稀硝酸的强氧化性并观察还原产物的实验装置。.浓硝酸的强氧化性实验。将铜片置于具支试管的底部,在分液漏斗中加入约5 mL浓硝酸,往具支试管中放入约2 mL浓硝酸,用排水法收集产生的气体。(1)具支试管中发生反应的化学方程式:。(2)实验中观察到能证明浓硝酸具有强氧化性的现象是。.稀硝酸的强氧化性实验。(3)上述反应完成后,欲进一步证明稀硝酸也具有强氧化性,需紧接进行的简便、合理的实验操作是

14、。(4)能证明稀硝酸与铜反应产生NO的实验现象是(填字母)。A.c中收集到无色气体B.c中收集到的无色气体接触空气后变为红棕色C.b中产生的无色气体接触空气后变为红棕色.实验反思。(5)利用该装置先进行铜与浓硝酸反应,再进行铜与稀硝酸反应的实验,其好处是。.问题讨论。用等质量的铜片与等体积的浓硝酸、稀硝酸(硝酸均过量)反应时,发现反应后所得溶液前者呈绿色,后者呈蓝色。对此有两种说法:两者颜色不同的原因是Cu2+浓度差异引起的。前者溶液呈绿色,是因为生成的红棕色NO2溶解于溶液中引起的。(6)你认为上述说法(填“”或“”)合理。若是合理,说明理由;若是合理,设计一个简单实验证明:。答案:.(1)

15、Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2+2H2O(2)铜片逐渐溶解,溶液变蓝,放出红棕色气体.(3)往分液漏斗中加蒸馏水稀释浓硝酸,打开活塞,滴入稀硝酸(4)C.(5)利用Cu与浓硝酸反应生成的NO2将具支试管中的空气排出,有利于观察Cu与稀硝酸的反应产物.(6)往蓝色溶液中通入NO2,溶液变成绿色(或加热绿色溶液,有红棕色气体产生,溶液变成蓝色)解析:.铜与浓硝酸反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2+2H2O,实验中具支试管中溶液变蓝,且有红棕色气体产生。.向分液漏斗中加蒸馏水将浓硝酸稀释后,可以继续进行铜与稀硝酸反应的实验,这样可以利用Cu与浓硝酸反

16、应产生的NO2将具支试管中的空气排出,有利于观察铜与稀硝酸反应的产物。.由于硝酸均过量,铜的质量相同,溶液的体积相同,所以铜无论是与稀硝酸反应,还是与浓硝酸反应,生成的Cu2+的浓度是相同的,说法是不合理的。可通过向蓝色溶液中通入NO2看溶液是否变绿,或加热绿色溶液看是否有红棕色气体产生来证明。7.已知木炭在一定条件下与浓硝酸反应生成两种+4价的氧化物,为了探究一氧化氮(NO)能否与过氧化钠反应,以及反应后的产物中是否有亚硝酸钠(NaNO2),某小组同学设计了如图所示装置(夹持装置和连接用的胶管已略去)。(1)为了完成该实验,虚线框内还需要连接BE四套装置,按气流方向连接的顺序为a()()()

17、()()()()()(填仪器接口的字母编号)。连接好仪器(装置气密性良好),装入药品后,要通入一段时间的氮气,再滴加浓硝酸,点燃酒精灯。通入氮气的主要目的是。(2)装置E中观察到的主要实验现象有。(3)装置C的作用是。(4)某同学经查阅资料后发现亚硝酸是弱酸,性质不稳定,室温下易分解成一氧化氮和二氧化氮。装置D中充分反应后,设计实验证明D中是否有亚硝酸钠生成:(写出实验步骤及现象)。答案:(1)hidebcfg(或hidebcgf)排尽装置中的空气,防止一氧化氮被空气中的氧气氧化为二氧化氮(2)溶液由无色变成蓝色,有无色气体逸出(3)除去一氧化氮中的二氧化碳(4)取少量D中的固体放入试管中,加

18、入稀硫酸,若溶液中有气泡产生,且在试管液面上方出现红棕色气体,则D中有亚硝酸钠生成(或其他合理答案)解析:(1)由题意可知A中发生的反应为C+4HNO3(浓)CO2+4NO2+2H2O,故a处出来的气体有CO2、NO2和少量水蒸气。要得到NO,则要在装置E中发生反应3NO2+H2O2HNO3+NO,3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2O,为了防止NO被氧化为NO2,装置中要保持无氧的条件,则装入药品后,要先通入一段时间氮气,再滴加浓硝酸,最后点燃酒精灯。从装置E中出来的气体是CO2、NO和少量的水蒸气。要得到干燥的NO,要先用装置C除去CO2,后用装置B除去水蒸气。在装置D中探究一氧化氮(NO)能否与过氧化钠反应,因此按气流方向连接的顺序为ahidebcfg(或ahidebcgf)。(2)装置E中溶液由无色变成蓝色,有无色气体逸出。(3)装置C的作用是除去一氧化氮中的二氧化碳。(4)根据题给信息,可以利用HNO2的不稳定性,证明D中是否有亚硝酸钠生成,其原理为取少量D中的固体放入试管中,加入稀硫酸,若溶液中有气泡产生,且在试管液面上方出现红棕色气体,则D中有亚硝酸钠生成。