高中化学必修第2册第5章 第2节 第3课时

第五章第二节第3课时A组·基础达标1．大气中的二氧化硫和二氧化氮溶于水后会形成酸雨。下列说法错误的是()A．二氧化硫和二氧化氮是形成酸雨的主要物质B．酸雨的主要成分为H2SO4和HNO3C．汽车尾气中的NOx指NO2D．煤燃烧时加入适量生石灰，可减少废气中SO2的量【答案】C【解析】汽车尾气中的NOx指NO、NO2，C错误。2．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．铁与稀硝酸反应不能放出氢气——强氧化性C．要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性D．氢氧化亚铁固体与稀硝酸混合——仅强酸性【答案】D【解析】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，A正确；因稀硝酸有强氧化性，与铁反应不产生H2，B正确；因浓硝酸不稳定，光照或受热易分解，因此应用棕色瓶盛装，避光保存，C正确；稀硝酸与氢氧化亚铁反应生成硝酸铁、一氧化氮和水，表现了硝酸的酸性和强氧化性，D错误。3．从经济效益和环境保护的观点出发，由铜制取硝酸铜或硫酸铜最适宜的方法是()A．Cu与浓H2SO4eq\o(→,\s\up7(△))CuSO4 B．Cu与稀HNO3→Cu(NO3)2C．Cueq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(△))CuOeq\o(→,\s\up7(稀H2SO4))CuSO4 D．Cu＋AgNO3→Cu(NO3)2【答案】C【解析】A中生成的SO2会造成大气污染，不正确；B中生成的NO也会造成大气污染，不正确；C中生成等量的CuSO4所用的原料少，比较经济，又不会对环境造成污染，正确；D中硝酸银成本较高，同时硝酸银会对环境造成一定的污染，主要是重金属污染，不正确。4．一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【答案】D【解析】硝酸的浓度越大氧化性越强，与产物的价态无关，A错误；等量的Cu与酸反应，生成Cu(NO3)2的物质的量相同，B错误；等量的Cu与酸反应，浓硝酸反应生成气体多，C错误；因3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，最终收集的气体均为NO，由电子守恒可知，收集NO的体积相等，D正确。5.0．3molCu和含1.2molHNO3的浓硝酸，充分反应后，生成NO2的量为()A．0.2mol B．0.6molC．小于0.6mol D．大于0.6mol【答案】C【解析】因铜与浓硝酸反应：Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，随着反应的进行，浓硝酸变稀，稀硝酸与铜反应：3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，所以放出的NO2小于0.6mol。6．将1.92g铜粉与一定量的浓硝酸反应，当铜粉完全反应时收集到气体1.12L(标准状况下)。则所消耗硝酸的物质的量是()A．0.12mol B．0.11molC．0.09mol D．0.08mol【答案】B【解析】铜与HNO3反应时，消耗的HNO3转变为Cu(NO3)2和氮的氧化物(NO2或NO)。n(Cu)＝eq\f(1.92g,64g·mol－1)＝0.03mol；n(气体)＝eq\f(1.12L,22.4L·mol－1)＝0.05mol；所以共消耗HNO3的物质的量n(HNO3)＝0.03mol×2＋0.05mol＝0.11mol。7．某兴趣小组设计出如图所示装置来改进教材中“硝酸与铜反应”的实验，以探究化学实验的绿色化。(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2mL浓硝酸，c中反应的化学方程式是_______________________________。再由a向c中加2mL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【答案】(1)检查装置气密性(2)Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O反应变慢，气体颜色变淡(3)丙耗酸量最少，无污染【解析】(1)加入药品之前要检查装置的气密性。(2)加入水后，浓硝酸变稀，与Cu反应变缓，产生NO无色气体。(3)丙方案发生的反应为2Cu＋O2eq\o(=,\s\up7(△))2CuO，CuO＋2HNO3=Cu(NO3)2＋H2O，无污染性气体生成，且HNO3只显酸性，耗酸量少。8．为了证明稀硝酸与铜反应的气体产物是NO，某同学设计了如下实验装置和实验方案。实验步骤：(1)关闭K1，打开K2，向试管中加入适量石灰石，通过分液漏斗向其中加入一定的稀硝酸，则加入石灰石的作用是_______________________________，反应的化学方程式是_______________________________。(2)将铜丝插入稀硝酸中，微热大试管。该步反应的离子方程式是_______________________________。(3)充分反应后，打开开关K1，通过气囊鼓入空气，可以观察到烧瓶中_______________________________，证明稀硝酸与铜反应的气体产物是NO。(4)NaOH溶液的作用_______________________________。【答案】(1)石灰石与稀硝酸生成CO2，把装置中的氧气排尽CaCO3＋2HNO3=Ca(NO3)2＋CO2↑＋H2O(2)3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O(3)无色气体变成红棕色气体(4)尾气处理，以免气体污染环境B组·能力提升9．“保护环境，就是保护人类自己。”下列环境问题与产生的主要原因不相符的是()①“臭氧空洞”主要是大量使用氟氯代烃等引起的②“光化学烟雾”主要是由NO2等引起的③“酸雨”主要是由空气中CO2浓度增大间接引起的④“白色污染”主要是由聚乙烯塑料等引起的⑤“厄尔尼诺”现象由空气中CO2浓度增大引起的⑥“温室效应”主要是由空气中CO2浓度增大引起的⑦“赤潮”主要是由水体中P、N等元素过量引起的A．只有①② B．只有②③⑤C．全部 D．只有③【答案】D【解析】“酸雨”主要是SO2及NOx引起，故③不正确。10．将红热的木炭与浓硝酸共热产生的气体等分为①和②两份，第①份先通过适量蒸馏水，再通入足量澄清石灰水中；第②份直接通入少量澄清石灰水中。则澄清石灰水的变化最可能为()A．①不变浑浊，②变乳白色 B．①变乳白色，②不变浑浊C．①变乳白色，②变乳白色 D．①不变浑浊，②不变浑浊【答案】B【解析】碳与浓硝酸反应产生CO2和NO2的混合气体，而NO2可与水反应生成硝酸，故将混合气体直接通入少量澄清石灰水中，会产生Ca(NO3)2溶液，难以得到CaCO3沉淀；将混合气体先通过适量蒸馏水，NO2与水反应生成硝酸和NO，则NO和CO2的混合气体再通入足量澄清石灰水中会产生CaCO3沉淀。11．在通风橱中进行下列实验：步骤现象Fe表面产生大量无色气泡，液面上方变为红棕色Fe表面产生少量红棕色气泡后，迅速停止下列说法中不正确的是()A．Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式为2NO＋O2=2NO2B．Ⅱ中的现象说明Fe表面形成致密的氧化层，阻止Fe进一步反应C．对比Ⅰ、Ⅱ中现象，说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3D．红棕色气体的成分是NO2【答案】C【解析】浓HNO3的氧化性比稀HNO3强。12．某稀溶液中HNO3和H2SO4的物质的量浓度分别为3.0mol/L和2.0mol/L。取该溶液20mL，加入3.2g铜粉，充分反应后，产生的气体在标准状况下的体积约是()A．0.75L B．0.336LC．1.5L D．0.448L【答案】A【解析】20mL溶液中：n(H＋)＝0.14mol，n(NOeq\o\al(－,3))＝0.06mol，n(Cu)＝0.05mol。依据离子方程式计算：3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O3822×22.4L0.05mol0.14mol0.06molV(NO)三者反应时，H＋与NOeq\o\al(－,3)均过量，依据Cu的物质的量可得V(NO)≈0.75L。13．将0.1mol铜与40mL10mol·L－1HNO3充分反应后，溶液中含amolH＋，由此可知()A．生成的气体在标准状况下的体积为4.48LB．生成的气体在标准状况下的体积为1.49LC．被还原的硝酸的物质的量为(0.2－a)molD．反应后溶液中所含NOeq\o\al(－,3)的物质的量为0.2mol【答案】C【解析】溶液中含有H＋，则HNO3过量。在反应过程中HNO3逐渐变稀，实际上发生了两个反应：①Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O、②3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。反应消耗的HNO3包括起酸性作用和氧化剂作用两部分，前者反应后以Cu(NO3)2形式存在，后者被还原后生成NO2、NO气体，从两反应式看出：Cu～2HNO3(酸)～Cu(NO3)2，HNO3(氧化剂)～NO2(或NO)，用作酸的硝酸为0.2mol，则被还原的HNO3的物质的量＝生成的气体的物质的量＝(0.4－a－0.2)mol＝(0.2－a)mol。溶液中的NOeq\o\al(－,3)由过量的HNO3和Cu(NO3)2中的NOeq\o\al(－,3)组成，为(a＋0.2)mol。14．(1)实验室用金属铜和稀硝酸制取NO的化学方程式为_______________________________。(2)NO是有毒气体，某学生为防止污染，用分液漏斗和烧杯装配了一套简易的、能随开随用、随关随停的NO气体发生装置，如图甲所示。①实验室若没有铜丝，而只有小铜粒，在使用上述装置进行实验时，可用丝状材料包裹铜粒以代替铜丝进行实验，这种丝状材料的成分可以是________(填选项编号)。A．铁 B．铝C．铂 D．玻璃②打开分液漏斗的活塞使反应进行，在分液漏斗中实际看到的气体是红棕色的，原因是____________________________(填化学方程式)。(3)为证明铜丝与稀硝酸反应生成的确实是NO，某学生另设计了一套如图乙所示的装置制取NO。反应开始后，可以在U形管右端观察到无色的NO气体。①长玻璃管的作用是______________________________________________。②让反应停止的操作方法及原因是____________________________。(4)以下收集NO气体的装置，合理的是________(填选项代号)。(1)3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(2)①CD②2NO＋O2=2NO2(3)①接收被气体压出U形管的液体，防止稀硝酸溢出②关闭U形管右端导气管上的活塞；反应产生的气体将U形管右端管内的稀硝酸向下压，使铜丝与稀硝酸分开，反应就会停止(4)CD【解析】(2)①这种丝状材料的成分不能与稀硝酸反应，所以A、B项不可选；②红棕色的气体是NO2，原因是生成的NO与空气中的氧气反应。(3)该实验装置是防止产生的气体与空气接触，长玻璃管的作用是暂时储存稀硝酸，防止稀硝酸溢出；关闭活塞，产生的气体使稀硝酸液面下降，从而将铜丝与稀硝酸分开，反应停止。(4)不能用排空气法来收集NO，因为NO与空气中的氧气反应，只能用排水法，C和D装置符合题意。综合素养测评一、选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分，每小题只有一个选项符合题意。1．我国“化学”一词最早出于《化学鉴原》(1871年)。该书把一种元素翻译为“矽”。在地壳里，“矽”的含量在所有元素含量中占第二位，现代把这种“矽”元素命名为()A．锡B．硒C．氧D．硅2．我国清代《本草纲目拾遗》中记叙无机药物335种，其中“强水”条目下写道：“性最烈，能蚀五金……其水甚强，五金八石皆能穿滴，惟玻璃可盛。”这里的“强水”是指()A．氨水B.硝酸C．醋D．卤水3．下列气体①N2；②O2；③NO2；④NO；⑤CO2；⑥CO中，属于大气污染物的是()A．③④⑥B．①②③④C．③④⑤⑥D．全部4．环境污染已成为人类社会面临的重大威胁，各种污染数不胜数。下列名词与环境污染无关的是()①白色垃圾②潮汐③酸雨④光化学烟雾⑤臭氧空洞⑥可吸入颗粒物⑦赤潮⑧绿色化学A．①⑦B．②⑤C．②⑧D．⑦⑧5．纯二氧化硅可用下列流程制得。下列说法不正确的是()eq\x(粗SiO2)eq\o(→,\s\up7(NaOH溶液),\s\do5(Ⅰ))eq\x(X)eq\o(→,\s\up7(稀H2SO4),\s\do5(Ⅱ))eq\x(Y)eq\o(→,\s\up7(灼烧),\s\do5(Ⅲ))eq\x(SiO2)A．X可用作木材防火剂B．步骤Ⅱ的反应是Na2SiO3＋H2SO4=H2SiO3↓＋Na2SO4C．步骤Ⅱ中的稀硫酸可用CO2来代替D．步骤Ⅲ若在实验室完成，一般在蒸发皿中进行6．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，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．水、一氧化氮D．氢氧化钠溶液、二氧化碳7．在标准状况下，将O2和NO2按14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，假设烧瓶内溶液不扩散，最终烧瓶内溶液里溶质的物质的量浓度为()A.eq\f(1,14)mol·L－1B.eq\f(4,5)mol·L－1C.eq\f(1,28)mol·L－1D.eq\f(1,42)mol·L－18．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点二、选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有一个或两个选项符合题意，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。9．用如图所示实验装置进行物质性质的探究实验。下列说法不合理的是()A．若品红溶液①褪色，则说明产物中含有SO2B．若溴水褪色，则说明SO2具有还原性C．若烧瓶中产生黄色浑浊和无色气泡，则说明Na2S2O3只作氧化剂D．若品红溶液②不褪色、Na2SiO3溶液中出现白色浑浊，则说明亚硫酸比碳酸的酸性强10．高纯度晶体硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料，它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。它可以按下列方法制备：SiO2eq\o(→,\s\up7(①C),\s\do5(高温))Si(粗)eq\o(→,\s\up7(②HCl),\s\do5(300℃))SiHCl3eq\o(→,\s\up7(③过量H2),\s\do5(1000～1100℃))Si(纯)下列说法正确的是()A．步骤①的化学方程式为SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si＋2CO↑B．步骤①②③中每生成或反应1molSi，转移4mol电子C．二氧化硅能与氢氟酸反应，而硅不能与氢氟酸反应D．SiHCl3(沸点33.0℃)中含有少量的SiCl4(沸点67.6℃)，通过蒸馏(或分馏)可提纯SiHCl311．下图是一种综合处理SO2废气的工艺流程。下列说法正确的是()A．向B溶液中滴加KSCN溶液，溶液可能变为红色B．溶液B转化为溶液C发生反应的离子方程式为4H＋＋4Fe2＋＋O2=4Fe3＋＋2H2OC．溶液酸性A＞B＞CD．加氧化亚铁可以使溶液C转化为溶液A12．氮在海洋中的循环，是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程可用下图表示。其中反应④的离子方程式为4NHeq\o\al(＋,4)＋5O2=2NOeq\o\al(－,2)＋6H＋＋N2O＋5H2O。下列说法正确的是()A．①②均属于固氮反应B．海洋中的反硝化作用一定有氧气参加C．反应④中每生成1molH2O共转移4mol电子D．向海洋中排放含NOeq\o\al(－,3)的废水可能影响海洋中氮的循环三、非选择题(本题包括4小题，共52分)13．(12分)盐酸、硫酸和硝酸是中学阶段常见的“三大强酸”。现就硫酸与金属铜反应的情况，回答下列问题：(1)工业上制备硫酸铜是利用废铜屑经灼烧后，在加热条件下跟稀硫酸反应，有关的化学方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。不采用铜跟浓硫酸反应来制取硫酸铜的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)在一定体积的10mol·L－1的浓硫酸中加入过量铜片，加热使之反应，被还原的硫酸为0.9mol。则浓硫酸的实际体积________(填“大于”“等于”或“小于”)180mL。(3)将8gFe2O3投入150mL某浓度的稀硫酸中，再投入7g铁粉，充分反应后，收集到1.68LH2(标准状况)，同时，Fe和Fe2O3均无剩余，为了中和过量的硫酸，且使溶液中铁元素完全沉淀，共消耗4mol·L－1的NaOH溶液150mL。则原硫酸的物质的量浓度为________。14．(13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______________________________________。(2)在(1)中的操作后将装置B中铜丝插入稀硝酸，并微热之，观察到装置B中的现象是________________________________________；B中反应的离子方程式是________________________________。(3)将注射器F中的空气推入E中，E中的气体变为红棕色，该实验的目的是____________________。(4)D装置的作用是________________________________________________________________________。15．(13分)某同学用如图所示装置探究SO2的性质及其有关实验。(1)实验室用亚硫酸钠固体和一定浓度的硫酸溶液反应制备SO2气体，写出该