全程学习方略学高中化学 3.2.3 硝酸 人类活动对氮循环和环境的影响（精讲优练课型）课时提升作业 鲁科版必修1.doc

硝酸人类活动对氮循环和环境的影响(25分钟50分)一、选择题(本题包括8小题,每小题4分,共32分) 1.硝酸被称为“国防工业之母”是因为它是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸性质不相对应的一组是()a.浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红后褪色酸性和强氧化性b.不能用稀硝酸与锌反应制氢气强氧化性c.要用棕色瓶盛装浓硝酸不稳定性d.能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去强氧化性【解析】选d。a项,浓硝酸因有酸性而使紫色石蕊溶液变红色,又因浓硝酸的强氧化性而使其褪色。b项,因稀硝酸有强氧化性,与锌反应不产生h2。c项,因浓硝酸不稳定,见光或受热易分解,因此应用棕色瓶盛装,避光保存。d项,硝酸使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去,是因为硝酸将氢氧化钠中和。2.(2015株洲高一检测)下列离子方程式错误的是()a.烧碱溶液与氯气的反应2oh-+cl2h2o+clo-+cl-b.盐酸溶液与硝酸银溶液反应cl-+ag+agclc.少量铜屑放入浓硝酸溶液中cu + 4h+2no3-cu2+ 2no2+2h2od.将稀硫酸滴在铜片上cu+2h+cu2+h2【解析】选d。铜与稀硫酸不会发生反应,所以d不正确。【互动探究】(1)若将c选项改为铜屑与少量浓硝酸,反应的离子方程式有变化吗?提示:有变化。铜与少量浓硝酸开始的反应为cu+4h+2no3-cu2+2no2+2h2o,随着反应的进行,硝酸浓度变小后的反应为3cu+8h+2no3-3cu2+2no+4h2o。(2)若将d选项的“稀硫酸”改成“稀硝酸”是否正确?为什么?提示:不正确。稀硝酸与铜反应不生成氢气而生成no。3.将3.2 g cu跟30.0 ml 10.0 moll-1的hno3充分反应,还原产物有no和no2,若反应后溶液中有amol h+,溶液中含no3-的物质的量为()a.0.5amolb.(0.1+a)molc.0.1amold.2amol【解析】选b。由反应后溶液中含h+知hno3过量,cu全部反应,根据溶液中的电荷守恒,则n(no3-)=n(h+)+2n(cu2+),n(cu2+)=3.2 g64 gmol-1=0.05 mol,所以n(no3-)=amol+0.05 mol2=(a+0.1)mol。4.下列反应中,硝酸既表现氧化性,又表现酸性的是()a.使石蕊溶液变红b.与铜反应放出no气体,生成cu(no3)2和h2oc.与na2co3反应放出co2气体,生成nano3d.与硫单质混合共热时生成硫酸和no2【解析】选b。在反应a、c中,硝酸使指示剂变色、与弱酸盐反应均表现出酸性,在b、d中硝酸中氮元素的化合价均降低表现出氧化性,并且在b项中又有cu(no3)2和h2o生成,说明在此反应中硝酸还表现出酸性,故正确答案为b。5.(2015开封高一检测)下列对尾气处理的措施中不符合实际的是()a.使用尾气催化转化器来减少汽车尾气中氮氧化物的排放b.用石灰乳吸收合成氨工业尾气c.用烧碱溶液吸收硝酸工业尾气d.回收炼铁高炉气中的co来作燃料【解析】选b。合成氨工业尾气中的氨气与石灰乳不发生反应,在碱性溶液中氨气的溶解度也较小,应该用酸溶液吸收氨气。6.(2015上海高一检测)在一定温度下,32 g金属铜与足量某浓度的硝酸完全反应,生成no2和no的物质的量之比为13,则反应过程中转移的电子为()a.1 molb.2 molc.3 mold.4 mol【解析】选a。因反应中硝酸足量,故32 g铜完全反应,故转移电子为32 g64 gmol-12=1 mol。7.某金属单质跟一定浓度的硝酸反应,假定只有单一的还原产物。当参加反应的金属与被还原的硝酸的物质的量之比为21时,还原产物是()a.no2b.noc.n2od.n2【解析】选c。设金属的化合价为+n,硝酸的还原产物中氮的化合价为+x,则由得失电子守恒得:2(n-0)=1(5-x),即x=5-2n。讨论:当n=1时,x=3,硝酸的还原产物为n2o3;当n=2时,x=1,硝酸的还原产物为n2o;当n=3时,x=-1,不合理,舍去。由于金属离子一般不出现+4以及以上的价态,故不再讨论。故正确答案为c。8.足量铜与一定量浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和no2、n2o4、no的混合气体,这些气体与1.68 l o2(标准状况)混合后通入水中,所有气体完全被水吸收并生成硝酸,若向所得硝酸铜溶液中加入5 moll-1naoh溶液至cu2+恰好完全沉淀,则消耗naoh溶液的体积是()a.60 mlb.45 mlc.30 mld.15 ml【解析】选a。o2为氧化剂,cu为还原剂,hno3仅仅发生了复分解反应,n(cu)=2n(o2)=0.15 mol,n(naoh)=2n(cu)=0.3 mol,v(naoh)=0.3mol5moll-1=0.06 l=60 ml,故选a。二、非选择题(本题包括2小题,共18分)9.(9分)(2015西安高一检测)硝酸是一种具有强氧化性、强腐蚀性的无机酸,在储运过程中要严防泄漏。回答下列有关问题:(1)硝酸是一种强酸,并且具有强的氧化性,一般在运输浓硝酸时采用的储藏罐材料是(填序号)。铁铜铝陶瓷(2)对于硝酸的泄漏事故,必须采取正确的处理方法,由于硝酸泄漏出后与其他物质发生反应,放出大量的热,可能会导致车轮胎等着火,甚至可能会引发油罐爆炸,故要及时用水降温,另外可以在地面铺撒(填氯化钙熟石灰生石灰石灰石粉末氯化钠),目的是 。用铁粉可以吗? ,原因是 。(3)硝酸本来无色,但硝酸有挥发性,挥发出来的硝酸遇空气中的水蒸气形成白雾,白雾的成分是。而实际情况并非如此,从硝酸泄漏现场可以看到大量的红棕色气体弥漫,该红棕色气体的成分是;用化学方程式表示产生这种现象的原因 。【解析】(1)铝、铁遇到冷的浓硝酸和浓硫酸发生钝化。(2)对于硝酸泄漏事故的处理除用水外,还必须在有酸的地面铺撒碱性物质,一般用石灰乳,可以起到中和的作用,但不能用金属处理,原因是金属能够与硝酸反应产生氮的氧化物,会造成二次污染。(3)硝酸泄漏后,由于用水对铝罐进行降温处理,故浓硝酸变为稀硝酸,稀硝酸继而与铝等金属反应,产生了大量的二氧化氮气体,所以硝酸泄漏现场会有大量红棕色的气体弥漫。答案:(1)(2)消耗地面上的酸不可以铁粉与稀硝酸(因为用水降温,对泄漏的硝酸起到了稀释的作用)反应产生氮的氧化物,会造成二次污染(3)硝酸液滴二氧化氮al+6hno3al(no3)3+3no2+3h2o(其他合理答案也可)10.(9分)(2015南昌高一检测)某兴趣小组设计出如右图所示的装置来改进教材中“铜与硝酸反应”的实验,以探究化学实验的“绿色化学”。(1)实验前,关闭活塞b,试管d中加水至浸没长导管口,塞紧试管c和d的胶塞,加热c,其目的是 。(2)在d中加适量naoh溶液,c中放一小块铜片,由分液漏斗a向c中加入2 ml浓硝酸。c中反应的化学方程式是 。再由a向c中加2 ml蒸馏水,c中的实验现象是 。(3)下表是制取硝酸铜的三种方案,能体现绿色化学理念的最佳方案是。理由是 。方案反应物甲cu、浓硝酸乙cu、稀硝酸丙cu、o2、稀硝酸(4)此实验的不足之处是 。【解析】(1)连接好一整套装置,关闭分液漏斗活塞,把出气导管液封,加热发生装置,显然是为了检验装置的气密性。(2)铜片与2 ml浓硝酸发生反应的化学方程式是cu+4hno3(浓)cu(no3)2+2no2+2h2o,再加入2 ml蒸馏水,硝酸浓度变小,反应物浓度降低,反应减慢,同时产物气体由no2变为no,故装置中气体颜色变浅。(3)从题表中制取硝酸铜的三种方案可以看出:丙方案消耗反应物硝酸最少(只起酸性作用),且不产生no、no2等污染性气体,是体现绿色化学理念的最佳方案。(4)气体和溶液反应,尾气不一定被完全吸收,故还需要增加尾气吸收装置。答案:(1)检验装置气密性(2)cu+4hno3(浓)cu(no3)2+2no2+2h2o反应变缓,气体颜色变浅(3)丙耗酸量最少,无污染(4)没有处理尾气(30分钟50分)一、选择题(本题包括6小题,每小题5分,共30分)1.下列说法不正确的是()a.浓硝酸和稀硝酸都具有氧化性b.铜与hno3的反应属于置换反应c.金属与hno3反应不产生氢气d.浓硝酸需要低温、避光、密封保存【解析】选b。硝酸是氧化性酸,且浓硝酸的氧化性强于稀硝酸,a正确;铜与浓、稀硝酸反应的还原产物分别是no2和no,没有单质生成,故不属于置换反应,b错误;硝酸是氧化性酸,金属与hno3反应均不产生h2,而生成水,c正确;硝酸受热或见光易分解,所以需要密封避光保存,d正确。2.(2015延边高一检测)一定质量的铜分别与足量的稀硝酸和浓硝酸完全反应,在相同条件下用排水法收集反应产生的气体,下列叙述正确的是()a.硝酸浓度越大,硝酸被还原之后的生成物的价态越低,对应的硝酸的氧化性越弱b.硝酸浓度不同,生成cu(no3)2的物质的量不同c.硝酸浓度越大,产生的气体越少d.两者用排水法收集到的气体体积相等【解析】选d。硝酸的浓度越大氧化性越强,故a错误;等量的cu与硝酸反应,生成cu(no3)2的物质的量相同,故b错误;等量的cu与硝酸反应,与浓硝酸反应生成的气体多,故c错误;因3no2+h2o2hno3+no,最终收集气体均为no,由电子守恒可知,收集到的no的体积相等,故d正确。【易错提醒】硝酸的浓度与硝酸氧化性之间的关系(1)并不是硝酸被还原的化合价越低,氧化性就越强。 (2)硝酸的氧化性与硝酸的浓度有关,硝酸的浓度越大,硝酸的氧化性越强。3.(2014山东高考)等质量的下列物质与足量稀硝酸反应,放出no物质的量最多的是()a.feob.fe2o3c.feso4d.fe3o4【解析】选a。等质量mg物质中含+2价铁的物质的量依次可表示为m72、0(只含+3价铁)、m152、m232,+2价铁含量最高的是feo,与足量稀硝酸反应后放出no最多,a正确。【互动探究】(1)上述反应中硝酸表现出的性质与其余三个反应有所不同的是哪一个?提示:b项中稀硝酸与fe2o3反应时,硝酸仅表现酸性,而其他三个反应中硝酸既表现酸性又表现氧化性。(2)若改为等物质的量的上述物质,则放出no物质的量有何关系?提示:等物质的量的上述物质,fe2o3与稀硝酸反应不生成no,其余三种物质中fe2+的物质的量相等,因此生成的no物质的量相等。4.(2015德州高一检测)某稀溶液中含有fe(no3)3、cu(no3)2、hno3,向其中逐渐加入铁粉,溶液中fe2+的浓度(纵坐标/moll-1)和加入铁粉的物质的量(横坐标/mol)之间的关系如图所示。则溶液中fe(no3)3、cu(no3)2、hno3物质的量浓度之比为()a.114b.131c.338d.111【解析】选a。某稀溶液中含有fe(no3)3、cu(no3)2、hno3,向其中逐渐加入铁粉,由题图可知,加入1 mol fe,亚铁离子的浓度不变,则发生fe+4hno3(稀)fe(no3)3+no+2h2o,1 4 1再加入1 mol fe发生fe+2fe3+3fe2+,12 3所以n(hno3)=4 mol,n(fe3+)=2 mol-1 mol=1 mol,再加铁粉时亚铁离子的浓度增加,发生fe+cu2+fe2+cu, 1 1 1所以n(cu2+)=1 mol,即溶液中fe(no3)3、cu(no3)2、hno3物质的量浓度之比为114,故选a。【方法规律】化学图象题的解题“三步曲”(1)识题:图象题一般包括图象和文字叙述两部分,解题时首先要了解文字叙述所提供的已知条件或要求。仔细阅读、理解试题的文字叙述,以对试题进行初步了解。(2)识图:认真识图,综合分析文字叙述和图象,对试题作全面了解。识图时要清楚图象中曲线的起点、转折点、终点的意义,为解题提供依据。(3)解答:进行知识迁移,设计解题过程,得出正确答案。【补偿训练】锌与很稀的硝酸反应生成硝酸锌、硝酸铵和水。当生成1 mol硝酸锌时,被还原的硝酸的物质的量为()a.2 molb.1 molc.0.5 mold.0.25 mol【解析】选d。因为硝酸很稀,所以硝酸被还原成nh3(氨气)而不是no2(二氧化氮),然后氨气极易溶于水,就与稀硝酸反应生成硝酸铵,反应的方程式可以表达为4zn+10hno3(稀)4zn(no3)2+nh4no3+3h2o,所以生成1 mol的硝酸锌,相对应地生成硝酸铵的物质的量就是0.25 mol,所以硝酸被还原成氨气的部分就是0.25 mol。故选d。5.(2015汕头高一检测)下列各组微粒在溶液中能大量共存的是()a.h+、fe2+、no3-、cl-b.no3-、co32-、na+、h+c.no3-、oh-、na+、nh4+d.so42-、no3-、na+、k+【解析】选d。a中酸性条件下fe2+可被no3-氧化,不能共存;b中co32-与h+生成co2,不能共存;c中oh-与nh4+生成nh3,不能共存。【互动探究】(1)写出a项微粒间发生反应的离子方程式。提示:4h+3fe2+no3-3fe3+no+2h2o(2)如何证明d项溶液中含有no3-?提示:将溶液浓缩后,加入适量浓硫酸、铜片,微热,若有无色气体生成,且该气体遇到空气后变红棕色,则证明溶液中含有no3-。6.(2015大连高一检测)已知cu、ag都能溶解在硝酸中,某同学设计如下实验测量mg铜银合金样品中铜的质量分数:下列说法中不正确的是()a.收集到的vl气体全为nob.过滤所用到的玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒c.操作应是洗涤d.铜的质量分数为143.5v-22.4w100.4m100%【解析】选d。由于是用排水法收集金属与硝酸反应所生成的气体,故收集到的vl气体全为no;过滤所用到的玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒;在烘干前应该有沉淀的洗涤过程;wg的固体是agcl,由元素守恒关系推出m(ag)=108w143.5g,易得出选项d错误。二、非选择题(本题包括2小题,共20分)7.(10分)某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的是no气体,设计了如下实验。实验装置如图所示:(已知no、no2均能与naoh溶液反应)(1)设计装置a的目的是 ,为达此目的应进行的操作是 ;a中反应的化学方程式是 。(2)在(1)中的操作后将装置b中铜丝插入稀硝酸,并微热,观察到装置b中的现象是 ;b中反应的离子方程式是 。(3)装置e和f的作用是 。(4)d装置的作用是 。【解析】(1)no是无色有毒的气体,易与o2反应生成红棕色有毒的no2,若验证生成气体是no,则必须排尽装置中的空气。a装置中发生的反应为caco3+2hno3ca(no3)2+co2+h2o。产生的co2气体能将整套装置中的空气赶尽,当c中有白色沉淀生成时,则说明装置中已无空气。(2)装置b中铜丝与稀硝酸发生反应:3cu+8h+2no3-3cu2+2no+4h2o,可以观察到有无色气体生成,同时溶液变为蓝色。(3)若判断产物气体,可向e中推入空气(或氧气),若气体由无色变为红棕色,则说