课时524硝酸-2021-2022学年高一化学课堂课时三练（人教版2019）

第二节氮及其化合物第4课时硝酸基础通关练1．（2021年河北省）硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大，但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注，下列说法正确的是A．NO2和SO2均为红棕色且有刺激性气味的气体，是酸雨的主要成因B．汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO2和PM2.5C．植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料，实现氮的固定D．工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除【答案】D【解析】A项，NO2是红棕色且有刺激性气味的气体，而SO2是无色有刺激性气味的气体，错误；B项，汽车尾气的主要大气污染物为C与N的氧化物，如NOx和CO等，错误；C项，氮的固定是指将游离态的氮元素转化为化合态，且植物可吸收土壤中的铵根离子或硝酸根离子作为肥料，不能直接吸收空气中的氮氧化物，错误；D项，工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除，如加入石灰石或石灰乳均可进行脱硫处理，正确。2．（2021年山西省怀仁市期中）工业生产中为了盛放大量浓硝酸，下列可选择作为罐体材料的是A．Pt B．Cu C．Mg D．Al【答案】D【解析】A项，因为铂为贵重金属，所以不能作为盛放大量浓硝酸罐体材料，不符合题意；B项，因为Cu能与浓硝酸反应，所以不能作为盛放大量浓硝酸罐体材料，不符合题意；C项，因为Mg能与浓硝酸反应，所以不能作为盛放大量浓硝酸罐体材料，不符合题意；D项，因为浓硝酸使铝在常温下发生钝化，所以能作为盛放大量浓硝酸罐体材料，符合题意。3．（2021年吉林省长春市期末）下列对于硝酸的认识，不正确的是A．浓硝酸见光或受热时会发生分解 B．金属与硝酸反应不产生氢气C．可用铁和铝制品盛装浓硝酸 D．铜与硝酸的反应属于置换反应【答案】D【解析】A项，浓硝酸不稳定，在见光或受热时分解生成二氧化氮、氧气和水，反应方程式为4HNO3eq\o(=,\s\up7(光照),\s\do5(Δ))2H2O＋4NO2↑＋O2↑，正确；B项，硝酸具有强氧化性，能被金属还原生成氮的化合物，没有H2生成，正确；C项，常温下，浓硝酸和Fe、Al发生氧化还原反应生成一层致密的氧化物薄膜而阻止进一步被氧化，即发生了钝化，故可用铁和铝制品盛装浓硝酸，正确；D项，铜和硝酸反应生成硝酸铜、氮氧化物和水，没有单质生成，不属于置换反应，错误。4．（2021年江苏省扬州市下学期期中）下列离子方程式书写正确的是A．少量碳酸氢铵溶液与足量烧碱溶液混合加热：NHeq\o\al(＋,4)＋OH－NH3↑＋H2OB．铜片与稀硝酸反应：3Cu＋8H＋＋2NO－3Cu2＋＋2NO↑＋4H2OC．氨水与稀醋酸反应：OH－＋H＋H2OD．铁与稀硝酸反应：Fe＋2H＋Fe2＋＋H2↑【答案】B【解析】A项，NaOH过量则NHeq\o\al(＋,4)、HCO－都会与OH－发生反应，离子方程式应为：NHeq\o\al(＋,4)＋HCO－＋2OH－eq\o(=,\s\up5(Δ),\s\do5())NH3↑＋CO2－＋2H2O，错误；B项，铜与稀硝酸反应的化学方程式为3Cu＋8HNO33Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，改写后的离子方程式为3Cu＋8H＋＋2NO－3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，正确；C项，NH3·H2O及CH3COOH都是弱电解质，主要以电解质分子存在，应写化学式，离子方程式应该为：NH3·H2O＋CH3COOHNHeq\o\al(＋,4)＋CH3COO－＋H2O，错误；D项，硝酸有强的氧化性，与金属反应不产生氢气。Fe与稀硝酸反应产生Fe(NO3)3、NO、H2O，该反应的离子方程式为：Fe＋4H＋＋NO－Fe3＋＋NO↑＋2H2O，错误。5．（2021年江苏省无锡市期末）工业上用废Cu屑为原料制备Cu(NO3)2，下列方案最合理的是A．Cueq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(HNO3(浓)),\s\do4(→))),\s\do5())Cu(NO3)2 B．Cueq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(HNO3(稀)),\s\do4(→))),\s\do5())Cu(NO3)2C．Cueq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(空气),\s\do4(→))),\s\do5(Δ))CuOeq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(HNO3),\s\do4(→))),\s\do5())Cu(NO3)2 D．Cueq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(浓硫酸),\s\do4(→))),\s\do5(Δ))CuOeq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(Ba(NO3)2),\s\do4(→))),\s\do5())Cu(NO3)2【答案】C【解析】A、B、D三选项，均会产生污染气体，不符合题意；C项，不会产生污染气体，且原子利用率高，符合题意。6．（2021年山东省烟台期末）下列溶液中能够大量共存的是A．酸性溶液中：Fe2＋、Cl－、SO2－、NO－B．酸性溶液中：Na＋、Cl－、SO2－、ClO－C．碱性溶液中：K＋、CO2－、NO－、SO2－D．无色溶液中：Mg2＋、NHeq\o\al(＋,4)、OH－、Cl－【答案】C【解析】A项，在酸性溶液中，NO－会将Fe2＋氧化Fe3＋，不符合题意；B项，ClO－在酸性溶液中，会与H＋结合为弱酸HClO，错误；C项，K＋、CO2－、NO－、SO2－四种离子间不会发生反应，且它们与OH－也不会发生反应，符合题意；D项，OH－与Mg2＋、NHeq\o\al(＋,4)间会生成Mg(OH)2沉淀、弱碱NH3·H2O，不符合题意。7．（2021届江苏省南通市如东市高三上学期期中）下列装置应用于实验室制NO并回收硝酸铜，能达到实验目的的是A．用装置甲制取NOB．用装置乙除NO中的NO2C．用装置丙收集NOD．用装置丁蒸干Cu(NO3)2溶液制Cu(NO3)2·6H2O【答案】C【解析】A项，Cu与浓硝酸反应生成NO2，不能制备NO，错误；B项，NO、NO2与氢氧化钠溶液反应生成亚硝酸钠和水，不能用装置乙除NO中的NO2，应该用盛有水的洗气瓶除去NO中的NO2，错误；C项，NO极易被氧气氧化为NO2，不能用排空气法收集，NO难溶于水，可用排水法收集，正确；D项，结晶水合物加热易分解，应采用降温结晶法制备Cu(NO3)2·6H2O，错误。8．（2022届河南省信阳市第一次质检）实验室常利用难挥发性酸制备易挥发性酸，用浓硫酸与硝石(NaNO3)反应可制备少量HNO3，反应装置如图，下列说法不正确的是A．反应的化学方程式为NaNO3＋H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up5(Δ),\s\do5())NaHSO4＋HNO3↑B．反应温度如果过高，制得的HNO3可能会呈现黄色C．曲颈甑是一种原始的蒸馏烧瓶为了增强冷凝效果可以在长颈上再接一根长玻璃管D．可从实验室中选无色、透明、洁净的试剂瓶盛装制得的浓硝酸【答案】D【解析】A项，硝酸是易挥发性强酸，反应的化学方程式为NaNO3+H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up5(Δ),\s\do5())NaHSO4+HNO3↑，正确；B项，反应温度如果过高，HNO3分解生成NO2，NO2溶解使制得的HNO3呈现黄色，正确；C项，曲颈甑是一种原始的蒸馏烧瓶为了增强冷凝效果可以在长颈上再接一根长玻璃管，可延长蒸气的冷却时间，正确；D项，实验室中浓硝酸应保存在棕色试剂瓶内，防止其见光分解，错误。9．（2021年吉林省长春市期末）在一定温度下，32g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1∶3，则反应过程中转移的电子为A．1mol B．2mol C．3mol D．4mol【答案】A【解析】在氧化还原反应中电子得失数目相等。所以在一定温度下，1mol金属铜与足量某浓度的硝酸完全反应，Cu失去电子2mol，HNO3得到的电子的物质的量也是2mol，即关系式为1Cu～2e－，32gCu的物质的量为EQ\f(32g,64g·mol－1)＝0.5mol，则转移的电子数是1mol。答案选A项。10．（2021年广东省惠州第二学期期末）氨既是一种重要的化工产品，又是一种重要的化工原料。下图为合成氨以及氨氧化制硝酸的流程示意：（1）合成塔中，反应开始进行时需要加热，加热的目的主要是___________________________________；反应开始后停止加热，发现反应更加剧烈，由此可知该反应是_______(填“放热”或“吸热”)反应。（2）从合成气中分离出氨，主要利用了氨气___________的性质；从氨分离器中分离出的另两种气体可回到__________(填写装置名称)中再利用。（3）请写出氧化炉内发生反应的化学方程式并用标出电子转移的方向和数目：_______________________________________________________。（4）向吸收塔中通入过量A是_______，作用是_________________。尾气处理装置中含有少量的NO2，可用NH3将其还原成不污染环境的气体，该反应方程式是___________________________________________。（5）硝酸可氧化绝大多数金属，而工业上盛装大量浓硝酸可用铝制容器，原因是___________________。（6）①可利用浓盐酸检验氨气管道是否泄漏，若泄漏，可观察到的现象____________________，该反应方程式是______________________。②氯化铵是一种高效氮肥，但因_________________，必须放置阴凉处保存。硝酸铵也是一种高效氮肥，但_____________________________，因此必须做改性处理后才能施用。【答案】（1）①促使反应发生，加快反应速率②放热（2）①易液化②合成塔（3）（4）①空气(氧气)②将NO氧化成NO2③8NH3＋6NO27N2＋12H2O（5）常温下，浓硝酸可使铝钝化（6）①产生白烟NH3＋HClNH4Cl②受热易分解受到撞击或遇热易爆炸【解析】氮气和氢气合成塔中合成氨气，含有氨气的混合气体进入氨分离器得到氨气，氨气在氧化炉中催化氧化生成NO，NO和空气中氧气结合生成NO2，NO2、O2和水反应得到硝酸，最后尾气处理防止污染环境。（1）在合成塔中，反应开始进行时需要加热，加热的目的主要是断裂反应物中的化学键，促使反应发生，加快反应速率。反应开始后停止加热，发现反应更加剧烈，由此可知该反应发生放出热量，使气体温度升高，因此该反应是放热反应；（2）N2与H2合成氨气的反应是可逆反应，从合成气中分离出氨，主要利用了氨气的熔沸点比较高，物质易液化。从氨分离器中分离出的另两种气体N2和H2可回到合成塔中，用于继续合成氨气；（3）在氧化炉中NH3、O2反应产生NO、H2O，NH3＋O2→NO＋H2O，N元素化合价由反应前NH3中的－3价变为反应后NO中的＋2价，化合价升高5价，O元素化合价由反应前O2中的0价变为反应后H2O、NO中的－2价，化合价降低2×2＝4价，据电子守恒和质量守恒有4NH3＋5O2→4NO＋6H2O，用单线桥法表示电子转移的方向和数目为：；（4）在氨氧化炉中，要向吸收塔中通入过量A是空气，增大氧气的浓度，可以使NH3氧化为NO，产生的NO进一步被氧化产生NO2气体。尾气处理装置中含有少量的NO2，可用NH3将其还原成不污染环境的气体，二者反应产生N2、H2O：NH3＋NO2→N2＋H2O，NH3中N升高3价，NO2中N降低4价，据电子守恒有4NH3＋3NO2→EQ\f(7,2)N2＋H2O，再据质量守恒有4NH3＋3NO2→EQ\f(7,2)N2＋6H2O，同时扩大2倍得8NH3＋6NO27N2＋12H2O；（5）硝酸可氧化绝大多数金属，而工业上盛装大量浓硝酸可用铝制容器，是由于在常温下，浓硝酸可以将铝表面氧化产生一层致密的氧化物保护膜，阻止金属进一步与酸反应，即发生钝化现象；（6）①可利用浓盐酸检验氨气管道是否泄漏，若泄漏，NH3、HCl发生反应产生NH4Cl白色固体，因此可观察到的现象是产生白烟现象，该反应的化学方程式是NH3＋HClNH4Cl；②氯化铵是一种高效氮肥，但因其受热易分解，因此必须放置阴凉处保存。硝酸铵也是一种高效氮肥，但由于受到撞击或遇热易爆炸，因此必须做改性处理后才能施用。能力进阶练11．（2021江苏省扬州市下学期期中）将3.2gCu跟30.0mL10.0mol·L－1的HNO3充分反应，还原产物有NO和NO2，若反应后溶液中有amolH＋，则此时溶液中含NO－的物质的量为A．0.5amol B．0.1amolC．(0.1＋a)mol D．2amol【答案】C【解析】反应后溶液中有硝酸铜和硝酸，其中硝酸是amol。3.2g铜是0.05mol，则硝酸铜是0.05mol，所以溶液中硝酸根的物质的量是amol＋0.05mol×2即(0.1＋a)mol，答案选C项。12．（2021年安徽省安庆市期末）某稀溶液中含有4molKNO3和2.5molH2SO4，向其中加入1.5molFe，充分反应（已知NO－被还原为NO）。下列说法正确的是A．反应后生成NO的体积为28LB．所得溶液中c(Fe2＋)∶c(Fe3＋)＝1∶1C．所得溶液中c(NO－)＝2.75mol·L－1D．所得溶液中的溶质只有FeSO4【答案】B【解析】铁在溶液中发生反应为Fe＋4H＋＋NO－Fe3＋＋NO↑＋2H2O，已知，n(Fe)＝1.5mol，n(H＋)＝5mol，n(NO－)＝4mol，若1.5molFe完全反应，需H＋1.5mo×4＝6mol，需NO－1.5molFe。现n(H＋)＝5mol＜6mol，即氢离子少量，5molH＋完全反应，则消耗Fe为5mol×EQ\f(1,4)＝1.25mol，生成1.25mol的Fe3＋，剩余的n(Fe)＝1.5mol－1.25mol＝0.25mol，发生Fe＋2Fe3＋3Fe2＋，生成0.25mol×3＝0.75molFe2＋，剩余1.25mol－0.25mol×2＝0.75molFe3＋，剩余的NO－为4mol－5mol×EQ\f(1,4)＝2.75mol。A项，由上可知，5molH＋完全反应，反应后生成NO的物质的量为5mol×EQ\f(1,4)＝1.25mol，标况下的体积为1.25mol×22.4L·mol－1＝28L，但题目未说明是否为标准状况，错误；B项，所得溶液中c(Fe2＋)∶c(Fe3＋)＝0.75mol∶0.75mol＝1∶1，正确；C项，未给定溶液体积，无法计算所得溶液中c(NO－)，错误；D项，所得溶液中含有Fe2＋、Fe3＋、SO2－、NO－，错误。13．（2021年广东省茂名高州市高一下学期）将1.92g铜投入10mL一定浓度的硝酸中，铜完全溶解，产生标准状况下的NO和NO2混合气体共672mL。反应结束后向溶液中加入70mL1mol·L－1NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2＋全部转化为Cu(OH)2沉淀。若将盛有672mL该混合气体的容器倒扣在水中，通人标准状况下一定体积的氧气，又可将气体完全转化为NO－。则下列说法错误的是A．与铜反应中，起酸性作用的硝酸为0.06molB．产生混合气体中，NO和NO2的体积比为1∶1C．原硝酸浓度为10mol·L－1D．通入标准状况下氧气的体积为168mL【答案】D【解析】A项，n(Cu)＝EQ\f(1.92g,64g·mol－1)＝0.03mol，生成的Cu(NO3)2的物质的量为0.03mol。将0.03molCu(NO3)2全部转化为Cu(OH)2沉淀，只需消耗0.06molNaOH，而实际消耗了0.07molNaOH，这说明硝酸与铜反应后，过量的HNO3为0.01mol。与铜反应中，起酸性作用的硝酸的物质的量＝2n[Cu(NO3)2]＝2×0.03mol＝0.06mol，正确；B项，根据得失电子守恒可列出方程3n(NO)＋n(NO2)＝0.03mol×2，根据产生标准状况下0.672L的混合气体的体积可列出方程n(NO)＋n(NO2)＝EQ\f(0.672L,22.4L·mol－1)＝0.03mol，解得：n(NO)＝n(NO2)＝0.015mol，故产生的混合气体中，NO和NO2的体积比为1∶1，正确；C项，与铜反应中，起氧化作用的硝酸的物质的量＝n(NO)＋n(NO2)＝0.03mol，原硝酸溶液中溶质HNO3的物质的量＝n(HNO3)酸性作用＋n(HNO3)氧化作用＋n(HNO3)过量的＝0.06mol＋0.03mol＋0.01mol＝0.1mol，原硝酸浓度＝EQ\f(0.1mol,0.010L)＝10mol·L－1，正确；D项，NO和NO2的体积比为1∶1的混合气体与氧气和水发生反应的化学方程式为NO＋NO2＋O2＋H2O2HNO3，故通入标准状况下氧气的物质的量为0.015mol，体积为336mL(标准状况)，错误。14．（2022届重庆市育才中学高三适应性考试）铁与不同浓度硝酸反应时，各种还原产物的相对含量与硝酸溶液浓度的关系如图，下列说法错误的是A．少量铁粉与足量9.75mol·L－1溶液反应得到标准状况下气体2.24L，则参加反应的硝酸的物质的量为0.1molB．常温时，相同规格的铜片和铁片分别投入相同浓度的浓硝酸中，铜片的反应更剧烈C．硝酸的浓度越大，其还原产物中高价态的N元素成分越多D．当硝酸浓度为12.2mol·L－1时，主要的还原产物是NO和NO2，且二者物质的量之比为1∶1【答案】A【解析】A项，参加反应的硝酸包括被还原的，以及没有被还原的(转化为硝酸铁)，因此参加反应的硝酸的物质的量大于0.1mol，错误；B项，常温时，相同规格的铜片和铁片分别投入相同浓度的浓硝酸中，铁与浓硝酸发生钝化，正确；C项，由图像可知，随着硝酸浓度的升高，NO2的含量增大，这说明硝酸的浓度越大，其还原产物中高价态的N元素成分越多，正确；D项，由图像可知，当硝酸浓度为12.2mol·L－1时，主要的还原产物是NO和NO2，且相对含量相等，则二者物质的量之比为1∶1，正确。15．（2021年山西省怀仁市期中节选）设计了下图所示的实验装置模拟工业生产制备少量硝酸。①实验时先用酒精喷灯预热催化剂，然后通入反应气体，当催化剂红热后撤离酒精喷灯，催化剂始终保持红热，温度可达到700℃以上，由此可知该反应是__________(填“吸热”或“放热”)反应，B中试剂为___________，NaOH溶液的作用是____________________________________________。②控制氨气和氧气的比例是制备硝酸的关键。当比例不合适时，A中不仅有红棕色气体产生，还伴有白烟。白烟的化学式是___________；欲使氨气尽可能完全转化为硝酸，理论上n(NH3)∶n(O2)的最佳比例为___________。【答案】①放热水吸收尾气(NO，NO2)，防止污染空气②NH4NO31∶2【解析】①先用酒精喷灯预热催化剂，然后通入反应气体，当催化剂红热后撤离酒精喷灯，催化剂始终保持红热，温度可达到700℃以上，说明该反应为放热反应；氨气催化氧化生成NO和水，反应式为4NH3＋5O24NO＋6H2O，在A中NO进一步被氧气氧化生成二氧化氮，在B中二氧化氮与水反应生成硝酸，3NO2＋H2O2HNO3＋NO，因此B装置中的试剂为水；尾气中含有氮氧化物，需要用氢氧化钠溶液吸收，防止污染空气；②红棕色气体是NO2，NO2与水反应生成硝酸，氨气和硝酸能反应生成硝酸铵，故白烟的化学式是NH4NO3，NH3转化为HNO3的方程式为：4NH3＋5O24NO＋6H2O、4NO＋3O2＋2H2O4HNO3，将两方程式相加得：4NH3＋8O24HNO3＋4H2O，化简得NH3＋2O2HNO3＋H2O，则原料中氨气和氧气物质的量投料比的最佳比例为1∶2。素养提升练16．（2021年江苏泰州市期末）某化学小组欲探究NO－的氧化性及其还原产物。（1）提出问题甲同学认为只有溶液中同时存在H＋时，NO－才有氧化性。乙同学不赞成甲同学观点，他认为NO－自身就具有氧化性，依据是______________________________。（2）实验探究：小组同学为解决上述争论，设计并进行了以下实验实验I实验II实验III操作现象微热，产生无色气泡，至液面上方变为浅红棕色。用拇指堵住试管口片刻，靠近酒精灯火焰，没有爆鸣声。微热，产生无色气泡，湿润的红色石蕊试纸变蓝。用拇指堵住试管口片刻，靠近酒精灯火焰，没有爆鸣声。微热，产生无色气泡，湿润的红色石蕊试纸变蓝。用拇指堵住试管口片刻，靠近酒精灯火焰，没有爆鸣声。①实验I中反应的离子方程式为__________________________________。②实验II滴加两滴蒸馏水的目的是______________________________________，产生的无色气泡为_______。③实验III反应后静置，取上层清液，滴加稀盐酸，先产生白色浑浊，后又消失。则实验III中反应的离子方程式为_______________________________________。（3）实验结论：由实验I、II、III可得出的结论是______________________________________________。【答案】（1）NO－中N的化合价为最高价＋5，化合价可以降低（2）①Al＋NO－＋4H＋eq\o(=,\s\up5(Δ),\s\do5())Al3＋＋NO↑＋2H2O②排除因溶液浓度改变产生的干扰NH3(或氨气)③8Al＋3NO－＋5OH－＋2H2Oeq\o(=,\s\up5(Δ),\s\do5())8AlO－＋