氮及其化合物 模块3 硝酸　酸雨及防治 寒假衔接讲义

氮及其化合物模块模块3：硝酸酸雨及防治一、硝酸的性质1．物理性质2．化学性质（1）酸性：在水中的电离方程式为_______________。（2）不稳定性：浓硝酸见光或受热会发生分解，化学方程式为___________________________________。根据浓硝酸的性质分析浓硝酸应该如何保存？（3）强氧化性：①：实验装置稀硝酸浓硝酸实验现象反应缓慢，有少量气泡产生，__________，试管口有红棕色气体产生反应剧烈，有__________产生，__________，液面上有________气体产生实验结论铜与稀硝酸常温下缓慢反应生成___气体铜与浓硝酸常温下剧烈反应生成___气体【巧判断】（1）硝酸的浓度越大，其氧化性越强。（）（2）铜与浓硝酸反应只能生成二氧化氮气体。（）（3）在铜与硝酸的反应中硝酸只表现氧化性。（）②强氧化性的表现：写出下列有关反应的化学方程式：a．与金属反应：稀硝酸与铜反应：______________________________________________。浓硝酸与铜反应：____________________________________________。b．与非金属反应：浓硝酸与红热的C（被氧化为CO2）的反应为___________________________________________。某同学在实验室取出一瓶浓硝酸，发现溶液显黄色，与教材中关于硝酸的描述出现偏差。（1）你能帮助该同学解释一下原因吗？（2）你能帮助该同学去除硝酸的黄色吗？《本草纲目拾遗》记载：（硝酸）西洋人所造，性最猛，能蚀五金。王怡堂先生云：其水至强，五金八石皆能穿滴，惟玻璃可盛。上述描述体现了硝酸的哪些性质呢？3．硝酸的用途与工业制法（1）用途：（2）工业制法：①工业流程：②写出有关化学方程式：N2→NH3：________________________。NH3→NO：__________________________。NO→NO2：___________________。NO2→HNO3：________________________。二、酸雨及防治1．SO2与NO2的主要来源、危害和防治2．酸雨（1）概念：pH<____的降水。正常雨水由于溶解了CO2，其pH约为5.6。（2）成因：主要是大气中的___与___溶于水形成的。（3）危害：①直接损伤农作物、破坏森林和草原，使土壤、湖泊酸化。②加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的腐蚀。知识点一硝酸的强氧化性【重点释疑】1．规律（1）硝酸的浓度越大，反应温度越高，其氧化性越强。（2）浓硝酸的还原产物是NO2，稀硝酸的还原产物是NO。（3）还原剂一般被氧化为最高价态。2．表现（1）硝酸与金属的反应①除Au、Pt等少数金属外，硝酸几乎可以氧化所有的金属，如3Ag+4HNO3（稀）====3AgNO3+NO↑+2H2O；②活泼金属与硝酸反应不生成H2，硝酸的浓度不同，还原产物不同；③常温下浓硝酸能使Fe、Al钝化，加热时反应。（2）硝酸与非金属的反应①反应规律：非金属单质+浓硝酸→最高价氧化物或其含氧酸+NO2↑+H2O；②实例：C+4HNO3（浓）CO2↑+4NO2↑+2H2O。（3）硝酸与还原性化合物的反应硝酸的强氧化性还表现在可以氧化具有还原性的化合物或离子，如HI、HBr、SO2、Fe2+、FeO、Br-、I-、S2-、SO32-等均能被HNO3氧化。少量的Fe与足量稀硝酸反应，Fe被氧化为+2价还是+3价？过量的Fe与稀硝酸反应呢？铜投入稀硫酸中不会溶解，再向溶液中投入KNO3固体，铜会不会溶解？为什么？【案例示范】【典例】某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是NO设计了实验方案。（1）甲同学设计如图实验（实验过程中活塞2为打开状态）。①组装好装置检验气密性后，如何加入稀硝酸？___________________________。②如何控制反应的进行？如何加快反应速率？___________________________。③如何操作验证产生的气体为NO？___________________________。（2）乙同学设计了如图所示装置（加热装置和固定装置均已略去）。图中K为止水夹（处于关闭状态），F是一半空的注射器。①设计装置A的目的是________________________。②装置E和F的作用是________________________。为实现此作用，操作是__________________________。③装置D的作用是__________________________。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（）①②③A．由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体B．红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应C．由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物D．③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（浏阳高一检测）下列反应中硝酸既能表现出酸性又表现出氧化性的是（）A．使石蕊试液变红B．与铜反应放出NO气体，生成Cu（NO3）2C．与Na2CO3反应放出CO2气体，生成NaNO3D．与S单质混合共热时生成H2SO4和NO2【素养提升】某同学通过查阅资料了解到：硝酸铜[Cu（NO3）2]的无水物和水合物都是蓝色晶体，但性质有很大不同。亮蓝色的无水硝酸铜是易挥发的固体，在真空中升华。请思考由铜粉制备硝酸铜有哪些途径？并评价哪种途径更优？提示：途径一：3Cu+8HNO3（稀）====3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O。途径二：Cu+4HNO3（浓）====Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O。途径三：2Cu+O22CuO，CuO+2HNO3====Cu（NO3）2+H2O。途径三更优。原因是制备等量的Cu（NO3）2消耗的硝酸最少且无污染性气体产生。知识点二硝酸与金属反应的有关计算【重点释疑】1．硝酸与金属反应的规律硝酸与金属单质反应时一部分被还原，一部分生成硝酸盐，故硝酸既表现了酸性又表现了氧化性，但硝酸与金属反应一般不生成H2。（1）硝酸与铜的反应：在反应中硝酸的作用可用如图表示：可以看出，随HNO3浓度的降低，还原产物会由NO2变为NO。①由氮原子守恒可知，无论是NO2还是NO，被还原的硝酸与被还原生成气体的物质的量总是相等的；②未被还原的NO3-与Cu2+构成Cu（NO3）2，的物质的量为Cu2+物质的量的2倍；③运用电子守恒、原子守恒，便可顺利求解参加反应的Cu、HNO3以及产物NO2、NO之间量的关系。（2）稀硝酸与铁的反应：Fe+4HNO3（稀）====Fe（NO3）3+NO↑+2H2O①3Fe（过量）+8HNO3（稀）====3Fe（NO3）2+2NO↑+4H2O②反应物的量与生成物的关系如图所示：上述反应首先发生反应①，若Fe剩余再发生反应③Fe+2Fe(NO3)3====3Fe(NO3)2，合并①③即可得反应②。所以，无论反应①还是反应②，被还原的HNO3皆占参与反应的HNO3的。2．金属与硝酸反应常用的计算方法（1）原子守恒法：HNO3与金属反应时，反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量等于显酸性的HNO3（以硝酸盐的NO3-形式存在于溶液中）的物质的量与显氧化性的HNO3（以NOx的形式存在）的物质的量之和。（2）电子守恒法：HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。（3）电荷守恒：HNO3过量时反应后溶液中（不考虑OH-）有：c（NO3-）=c（H+）+n×c（Mn+）（Mn+代表金属离子）。【思考·讨论】铜与足量稀硝酸反应时，表现酸性的HNO3与作氧化剂的HNO3物质的量之比是多少？mgCu与足量的一定浓度的硝酸充分反应，生成VLNO、NO2混合气体（标准状况下），则参加反应的HNO3的物质的量是多少？【典例】（三明高一检测）在标准状况下将1．92g铜粉投入一定量浓硝酸中，随着铜粉的溶解，反应生成的气体颜色逐渐变浅，当铜粉完全溶解后共收集到由NO2和NO组成的混合气体1．12L，则混合气体中NO的体积为（）A．112mLB．1008mLC．224mLD．448mL【思维建模】解答有关金属与硝酸反应问题的思维流程如下：【母题追问】（1）上题参加反应的硝酸的物质的量是多少？（2）上题反应中起酸性作用与作氧化剂的硝酸的物质的量之比是多少？【规律方法】解答有关金属与硝酸反应的思维流程（汉中高一检测）9.7gCu和Zn的合金与足量的稀硝酸反应，还原产物只有NO气体，其体积在标准状况下为2.24L。将溶液稀释为1L，测得溶液的c（H+）=0.1mol·L-1，此时溶液中NO3-的浓度为（）A．0.3mol·L-1 B．0.4mol·L-1C．0.2mol·L-1 D．0.6mol·L-1【补偿训练】1．锌与很稀的硝酸反应生成硝酸锌、硝酸铵和水，当生成1mol硝酸锌时，被还原的硝酸的物质的量为（）A．2mol B．1molC．0.5mol D．0.25mol2．一定量的Cu和1mol·L-1的稀硝酸反应，如果NO3-的浓度下降0.2mol·L-1，则溶液中c（H+）同时下降（假定反应前后溶液体积不变）（）A．0.2mol·L-1 B．0.4mol·L-1C．0.6mol·L-1 D．0.8mol·L-13．1L稀硝酸和稀硫酸的混合液，其物质的量浓度分别为0.1mol·L-1和0.4mol·L-1。若向该混合液中加入足量的铜粉，则最多能溶解铜粉的质量为（）A．2.4g B．3.2g C．6.4g D．9.6g模块3模块3：硝酸酸雨及防治一、硝酸的性质1．物理性质2．化学性质（1）酸性：在水中的电离方程式为_HNO3====H++NO3-__。（2）不稳定性：浓硝酸见光或受热会发生分解，化学方程式为_4HNO3（浓）4NO2↑+O2↑+2H2O_。根据浓硝酸的性质分析浓硝酸应该如何保存？浓硝酸见光或受热易分解，故浓硝酸应保存在棕色试剂瓶中，并放置在阴凉处。（3）强氧化性：①：实验装置稀硝酸浓硝酸实验现象反应缓慢，有少量气泡产生，_溶液__变蓝_，试管口有红棕色气体产生反应剧烈，有_大量气泡_产生，_溶液变蓝_，液面上有_红棕色_气体产生实验结论铜与稀硝酸常温下缓慢反应生成NO气体铜与浓硝酸常温下剧烈反应生成NO2气体【巧判断】（1）硝酸的浓度越大，其氧化性越强。（√）（2）铜与浓硝酸反应只能生成二氧化氮气体。（X）（3）在铜与硝酸的反应中硝酸只表现氧化性。（X）②强氧化性的表现：写出下列有关反应的化学方程式：a．与金属反应：稀硝酸与铜反应：__3Cu+8HNO3(稀)====3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O__。浓硝酸与铜反应：__Cu+4HNO3(浓)====Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O__。b．与非金属反应：浓硝酸与红热的C（被氧化为CO2）的反应为__C+4HNO3（浓）CO2↑+4NO2↑+2H2O__。某同学在实验室取出一瓶浓硝酸，发现溶液显黄色，与教材中关于硝酸的描述出现偏差。（1）你能帮助该同学解释一下原因吗？浓硝酸不稳定，见光或受热会分解生成NO2，NO2溶于浓硝酸使溶液显黄色。（2）你能帮助该同学去除硝酸的黄色吗？向浓硝酸中通入氧气（或空气），发生反应4NO2+O2+2H2O====4HNO3，消除黄色。《本草纲目拾遗》记载：（硝酸）西洋人所造，性最猛，能蚀五金。王怡堂先生云：其水至强，五金八石皆能穿滴，惟玻璃可盛。上述描述体现了硝酸的哪些性质呢？酸性3．硝酸的用途与工业制法（1）用途：（2）工业制法：①工业流程：②写出有关化学方程式：N2→NH3：_N2+3H22NH3_。NH3→NO：_4NH3+5O24NO+6H2O__。NO→NO2：__2NO+O2====2NO2__。NO2→HNO3：_3NO2+H2O====2HNO3+NO_。二、酸雨及防治1．SO2与NO2的主要来源、危害和防治2．酸雨（1）概念：pH<_5.6_的降水。正常雨水由于溶解了CO2，其pH约为5.6。（2）成因：主要是大气中的_SO2__与_NO2__溶于水形成的。（3）危害：①直接损伤农作物、破坏森林和草原，使土壤、湖泊酸化。②加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的腐蚀。知识点一硝酸的强氧化性【重点释疑】1．规律（1）硝酸的浓度越大，反应温度越高，其氧化性越强。（2）浓硝酸的还原产物是NO2，稀硝酸的还原产物是NO。（3）还原剂一般被氧化为最高价态。2．表现（1）硝酸与金属的反应①除Au、Pt等少数金属外，硝酸几乎可以氧化所有的金属，如3Ag+4HNO3（稀）====3AgNO3+NO↑+2H2O；②活泼金属与硝酸反应不生成H2，硝酸的浓度不同，还原产物不同；③常温下浓硝酸能使Fe、Al钝化，加热时反应。（2）硝酸与非金属的反应①反应规律：非金属单质+浓硝酸→最高价氧化物或其含氧酸+NO2↑+H2O；②实例：C+4HNO3（浓）CO2↑+4NO2↑+2H2O。（3）硝酸与还原性化合物的反应硝酸的强氧化性还表现在可以氧化具有还原性的化合物或离子，如HI、HBr、SO2、Fe2+、FeO、Br-、I-、S2-、SO32-等均能被HNO3氧化。少量的Fe与足量稀硝酸反应，Fe被氧化为+2价还是+3价？过量的Fe与稀硝酸反应呢？硝酸的氧化性较强，可将Fe氧化为Fe3+，故少量的Fe与足量稀硝酸反应，Fe被氧化为+3价；由于Fe可与Fe3+生成Fe2+，故过量的Fe与稀硝酸反应得到+2价铁。铜投入稀硫酸中不会溶解，再向溶液中投入KNO3固体，铜会不会溶解？为什么？会溶解。由离子方程式8H++2NO3-+3Cu====3Cu2++2NO↑+4H2O可知，只要溶液中同时有H+和NO3-，铜就会发生反应而溶解。【案例示范】【典例】某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是NO设计了实验方案。（1）甲同学设计如图实验（实验过程中活塞2为打开状态）。①组装好装置检验气密性后，如何加入稀硝酸？_打开活塞1，加入稀硝酸至液面a处_。②如何控制反应的进行？如何加快反应速率？_通过关闭或开启活塞1可以控制反应的进行；在装置左侧稍加热可以加快稀硝酸与铜的反应速率_。③如何操作验证产生的气体为NO？_反应开始后，胶塞下方有无色气体生成，打开活塞1，漏斗中有红棕色气体，证明该气体为NO_。（2）乙同学设计了如图所示装置（加热装置和固定装置均已略去）。图中K为止水夹（处于关闭状态），F是一半空的注射器。①设计装置A的目的是_产生CO2，赶走装置中的空气，防止因NO与O2反应生成NO2而产生干扰_。②装置E和F的作用是_验证NO的生成_。为实现此作用，操作是将注射器F中的空气推入E中，若气体变为红棕色则说明生成了NO。③装置D的作用是_吸收多余的氮氧化物，防止污染空气，防止倒吸_。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（D）①②③A．由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体B．红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应C．由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物D．③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（浏阳高一检测）下列反应中硝酸既能表现出酸性又表现出氧化性的是（B）A．使石蕊试液变红B．与铜反应放出NO气体，生成Cu（NO3）2C．与Na2CO3反应放出CO2气体，生成NaNO3D．与S单质混合共热时生成H2SO4和NO2【素养提升】某同学通过查阅资料了解到：硝酸铜[Cu（NO3）2]的无水物和水合物都是蓝色晶体，但性质有很大不同。亮蓝色的无水硝酸铜是易挥发的固体，在真空中升华。请思考由铜粉制备硝酸铜有哪些途径？并评价哪种途径更优？提示：途径一：3Cu+8HNO3（稀）====3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O。途径二：Cu+4HNO3（浓）====Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O。途径三：2Cu+O22CuO，CuO+2HNO3====Cu（NO3）2+H2O。途径三更优。原因是制备等量的Cu（NO3）2消耗的硝酸最少且无污染性气体产生。知识点二硝酸与金属反应的有关计算【重点释疑】1．硝酸与金属反应的规律硝酸与金属单质反应时一部分被还原，一部分生成硝酸盐，故硝酸既表现了酸性又表现了氧化性，但硝酸与金属反应一般不生成H2。（1）硝酸与铜的反应：在反应中硝酸的作用可用如图表示：可以看出，随HNO3浓度的降低，还原产物会由NO2变为NO。①由氮原子守恒可知，无论是NO2还是NO，被还原的硝酸与被还原生成气体的物质的量总是相等的；②未被还原的NO3-与Cu2+构成Cu（NO3）2，的物质的量为Cu2+物质的量的2倍；③运用电子守恒、原子守恒，便可顺利求解参加反应的Cu、HNO3以及产物NO2、NO之间量的关系。（2）稀硝酸与铁的反应：Fe+4HNO3（稀）====Fe（NO3）3+NO↑+2H2O①3Fe（过量）+8HNO3（稀）====3Fe（NO3）2+2NO↑+4H2O②反应物的量与生成物的关系如图所示：上述反应首先发生反应①，若Fe剩余再发生反应③Fe+2Fe(NO3)3====3Fe(NO3)2，合并①③即可得反应②。所以，无论反应①还是反应②，被还原的HNO3皆占参与反应的HNO3的。2．金属与硝酸反应常用的计算方法（1）原子守恒法：HNO3与金属反应时，反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量等于显酸性的HNO3（以硝酸盐的NO3-形式存在于溶液中）的物质的量与显氧化性的HNO3（以NOx的形式存在）的物质的量之和。（2）电子守恒法：HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。（3）电荷守恒：HNO3过量时反应后溶液中（不考虑OH-）有：c（NO3-）=c（H+）+n×c（Mn+）（Mn+代表金属离子）。【思考·讨论】铜与足量稀硝酸反应时，表现酸性的HNO3与作氧化剂的HNO3物质的量之比是多少？Cu与稀硝酸反应：3Cu+8HNO3====3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。当有8molHNO3参加反应时，有2molHNO3表现氧化性，6molHNO3表现酸性，故表现酸性的HNO3与作氧化剂的HNO3物质的量之比为3∶1。mgCu与足量的一定浓度的硝酸充分反应，生成VLNO、NO2混合气体（标准状况下），则参加反应的HNO3的物质的量是多少？被还原的硝酸无论生成NO还是NO2，均有氮原子与被还原HNO3的物质的量相等；未被还原（起酸性作用）的硝酸等于Cu(NO3)2物质的量的2倍，故参加反应的硝酸的物质的量为（）mol。【典例】（三明高一检测）在标准状况下将1．92g铜粉投入一定量浓硝酸中，随着铜粉的溶解，反应生成的气体颜色逐渐变浅，当铜粉完全溶解后共收集到由NO2和NO组成的混合气体1．12L，则混合气体中NO的体积为（A）A．112mLB．1008mLC．224mLD．448mL【思维建模】解答有关金属与硝酸反应问题的思维流程如下：【母题追问】（1）上题参加反应的硝酸的物质的量是多少？0.11mol。由氮原子守恒知参加反应的硝酸的物质的量n（HNO3）=2n[Cu(NO3)2]+n（NOx）=2n（Cu）+n（NOx）=0.03mol×2+0.05mol=0.11mol。（2）上题反应中起酸性作用与作氧化剂的硝酸的物质的量之比是多少？6∶5。起酸性作用与作氧化剂的硝酸的物质的量之比=2n[Cu(NO3)2]∶n（NOx）=（0.03×2）mol∶0.05mol=6∶5。【规律方法】解答有关金属与硝酸反应的思维流程（汉中高一检测）9.7gCu和Zn的合金与足量的稀硝酸反应，还原产物只有NO气体，其体积在标准状况下为2.24L。将溶液稀释为1L，测得溶液的c（H+）=0.1mol·L-1，此时溶液中NO3-的浓度为（B）A．0.3mol·L-1 B．0.4mol·L-1C．0.2mol·L-1 D．0.6mol·L-1【补偿训练】1．锌与很稀的硝酸反应生成硝酸锌、硝酸铵和水，当生成1mol硝酸锌时，被还原的硝酸的物质的量为（D）A．2mol B．1molC．0.5mol D．0.25mol2．一定量的Cu和1mol·L-1的稀硝酸反应，如果NO3-的浓度下降0.2mol·L-1，则溶液中c（H+）同时下降（假定反应前后溶液体积不变）（D）A．0.2mol·L-1 B．0.4mol·L-1C．0.6mol·L-1 D．0.8mol·L-13．1L稀硝酸和稀硫酸的混合液，其物质的量浓度分别为0.1mol·L-1和0.4mol·L-1。若向该混合液中加入足量的铜粉，则最多能溶解铜粉的质量为（D）A．2.4g B．3.2g C．6.4g D．9.6g检测试卷一、选择题(本题包括18小题，每小题3分，共54分，每小题只有一个选项符合题意)1．德国科学家曾利用卫星数据和一种先进的仪器，绘制了一幅地球上空二氧化氮的分布图。从科学家绘制的二氧化氮分布图来看，欧洲和北美洲的一些经济比较发达，注重环保的大城市上空二氧化氮密度很高。其原因是这些地区的()A．硝酸工业发达 B．雷雨天气较多C．机动车辆过多 D．燃料以煤为主答案C解析二氧化氮的产生主要原因是硝酸工业发达、雷雨天气较多、机动车辆过多，燃料以煤为主的后果是二氧化碳导致温室效应加剧、生成的二氧化硫导致酸雨，结合题给信息欧洲与北美洲的经济比较发达，注重环保，可知原因是机动车辆过多。2．“绿色化学”的主要内容之一是指从技术、经济上设计可行的化学反应，使原子充分利用，不产生污染物。下列化学反应符合“绿色化学”理念的是()A．制CuSO4：Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2OB．制CuSO4：2Cu＋O2eq\o(=,\s\up7(△))2CuO；CuO＋H2SO4(稀)=CuSO4＋H2OC．制Cu(NO3)2：Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2OD．制Cu(NO3)2：3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O答案B3．高纯度的硅是一种广泛应用于信息技术和新能源技术等领域的一种重要无机非金属材料，下列关于硅的说法中正确的是()A．硅的应用很广泛，是一种传统的无机非金属材料B．高纯度的硅应用于新能源技术领域是由于硅燃烧能放出大量的热C．高纯度的硅被用于制作计算机和通讯设备的芯片D．高纯度的硅常被用来制造光导纤维答案C解析传统的无机非金属材料都是硅酸盐，硅是一种新型的无机非金属材料，A不正确；硅应用于新能源技术领域是由于硅制成的硅太阳能电池能将光能转化为电能，B不正确；SiO2用于制造光导纤维，而不是Si，D不正确。4．(2019·南昌高一检测)下列叙述正确的是()A．H2O2、SO2、氯水、过氧化钠、臭氧、活性炭都有漂白性，其原理相同B．将SO2通入BaCl2溶液可生成BaSO4溶液C．检验SO2中含有CO2的方法是通过澄清的石灰水D．向含有BaCl2和NaOH的混合溶液中通入少量的CO2气体，有白色沉淀生成答案D解析H2O2、氯水、过氧化钠和臭氧因具有强氧化性而具有漂白性，SO2因能和有色物质化合而具有漂白性，活性炭因具有吸附性而具有漂白性，A错误；SO2和BaCl2溶液不反应，B错误；SO2和CO2均能使澄清石灰水变浑浊，C错误。5．(2019·黑龙江双鸭山第一中学月考)下列说法不正确的是()A．在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，再加入Cu(NO3)2固体，铜粉仍不溶解B．某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，该气体的水溶液一定显碱性C．铜与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2OD．HNO3→NO→NO2，以上各步变化均能通过一步实验完成答案A解析在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，再加入Cu(NO3)2固体，铜粉溶解，离子方程式为3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，故A错误；能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体一定是氨，故B正确；铜与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，故C正确；HNO3eq\o(→,\s\up7(Cu))NOeq\o(→,\s\up7(O2))NO2，故D正确。6．(成都市高一期末调研)下列物质的应用中，利用了该物质氧化性的是()A．氨——作制冷剂B．漂粉精——作游泳池消毒剂C．硅——太阳能电池板D．SO2——漂白草帽答案B解析液态氨制冷是利用氨由液态变为气态时吸热，使环境温度降低，A不符合题意；漂粉精中的ClO－具有氧化性，能杀死细菌，可作游泳池消毒剂，B符合题意；硅能产生光电效应，利用太阳能电池板将光能转化为电能，C不符合题意；SO2能与有色物质结合(非氧化还原)成无色物质，用于漂白草帽，D不符合题意。7．(郑州高一期末检测)类比推理法是研究物质性质的常用方法之一。下列类比推理正确的是()选项类比推理ACO2能使澄清石灰水变浑浊SO2也能使澄清石灰水变浑浊BFe与S能直接化合生成FeSCu和S也能直接化合生成CuSCFe能置换出CuSO4溶液中的CuNa也能置换出CuSO4溶液中的CuDCu与O2在加热条件下生成CuONa与O2在加热条件下生成Na2O答案A解析CO2、SO2均为酸性氧化物，均能使澄清石灰水变浑浊，故A正确；S具有弱氧化性，Fe与S能直接化合生成FeS，Cu和S能直接化合生成Cu2S，而不是CuS，故B错误；Fe能置换出CuSO4溶液中的Cu，Na不能置换出CuSO4溶液中的Cu，钠活泼性太强，先和溶液中的水反应，故C错误；Cu与O2在加热条件下生成CuO，Na与O2在加热条件下生成Na2O2，故D错误。8．实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示(省略夹持和净化装置)。仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验，最合理的选项是()选项a中的物质b中的物质c中收集的气体d中的物质A浓氨水CaONH3H2OB浓硫酸Na2SO3SO2NaOH溶液C稀硝酸CuNO2H2OD浓盐酸MnO2Cl2NaOH溶液答案B解析氨的密度比空气小，应该用向下排空气收集，A错误；浓硫酸与Na2SO3发生复分解反应生成SO2，因SO2的密度比空气大，所以可用向上排空气法收集，SO2是大气污染物，要进行尾气处理，SO2易与NaOH溶液发生反应，用NaOH溶液吸收尾气时，为防止倒吸现象的发生，可以安装一个倒扣的漏斗，B正确；稀硝酸与Cu发生反应产生的气体是NO，不是NO2，且不能用水处理尾气，C错误；MnO2与浓盐酸在加热时才能发生反应制取Cl2，该装置没有加热仪器，浓盐酸易挥发，C中收集的气体不纯净，应在b、c之间添加除去HCl气体的装置，D错误。9．下列关于氮及其化合物的说法错误的是()A．N2化学性质稳定，是因为分子内氮氮三键很强B．NO、NO2均为大气污染气体，在大气中可稳定存在C．可用浓盐酸检测输送NH3的管道是否发生泄漏D．HNO3具有强氧化性，可溶解铜、银等不活泼金属答案B解析N2分子中存在氮氮三键，化学性质比较稳定，故A正确；NO、NO2均为大气污染气体，其中NO遇氧气可以与之反应生成NO2，故B错误；浓盐酸易挥发，与氨反应生成氯化铵，可以看到白烟，可用浓盐酸检测输送NH3的管道是否发生泄漏，故C正确；HNO3具有强氧化性，可以与铜和银反应，所以可溶解铜、银等不活泼金属，故D正确。10．(山东潍坊市高一期末)下列各组离子能在溶液中大量共存的是()A．K＋、NHeq\o\al(＋,4)、SOeq\o\al(2－,4)、OH－B．Na＋、H＋、HCOeq\o\al(－,3)、NOeq\o\al(－,3)C．Na＋、Ca2＋、NOeq\o\al(－,3)、ClO－D．H＋、K＋、NOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,3)答案C解析NHeq\o\al(＋,4)和OH－无法大量共存，A项错误；HCOeq\o\al(－,3)和H＋无法大量共存，B项错误；各离子之间不发生反应，因此可以大量共存，C项正确；SOeq\o\al(2－,3)和H＋无法大量共存或H＋、NOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,3)无法大量共存，D项错误。11．(2019·长沙高一检测)下列由相关实验现象所推出的结论正确的是()A．Cl2、SO2均能使品红溶液褪色，说明二者均有氧化性B．向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀，说明该溶液中一定有SOeq\o\al(2－,4)C．Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应D．分别充满HCl、NH3的烧瓶倒置于水中后液面均迅速上升，说明二者均易溶于水答案D解析SO2使品红溶液褪色是由于SO2能与有色物质化合生成无色物质，不能说明其具有氧化性，选项A错误；当溶液中含有SOeq\o\al(2－,3)时，加入酸化的Ba(NO3)2溶液也会出现白色沉淀，选项B错误；Fe与稀硝酸反应生成的气体为NO，该反应不是置换反应，选项C错误；HCl、NH3极易溶于水，分别充满HCl、NH3的烧瓶倒置于水中，气体溶解，液面迅速上升，选项D正确。12．化学实验中常将溶液或试剂进行酸化，下列酸化处理的措施正确的是()A．定性检验SOeq\o\al(2－,3)，将BaCl2溶液用稀硝酸酸化B．为提高KMnO4溶液的氧化能力，用盐酸将KMnO4溶液酸化C．检验溶液中是否含有Fe2＋时，用稀硝酸酸化D．检验溶液中是否含有SOeq\o\al(2－,4)时，在无其他阳离子干扰的条件下，先用盐酸酸化，再向所得溶液中加BaCl2溶液答案D解析A项中HNO3能将SOeq\o\al(2－,3)氧化成SOeq\o\al(2－,4)；B项中KMnO4能将Cl－氧化成Cl2；C项中HNO3能将Fe2＋氧化成Fe3＋。故A、B、C三项的酸化方法均不正确。13．硝酸与金属反应后所得还原产物与硝酸的浓度和金属的活泼性有关。10mL0.5mol·L－1HNO3与0.048gMg恰好完全反应。若氮元素只被还原到一种价态，下列说法不正确的是()A．HNO3作还原剂B．HNO3浓度越低，N元素还原价态越低C．反应中转移电子数为0.004molD．还原产物可能为NH4NO3答案A解析HNO3与金属反应时，表现酸性和强氧化性，故A错误；HNO3浓度越高，氧化性越强，氧化同种金属时，N元素被还原的价态就越高，故B正确；HNO3与Mg反应，还原剂只有Mg，Mg的化合价由0→＋2,0.048gMg的物质的量为eq\f(0.048g,24g·mol－1)＝0.002mol，根据得失＝0.005mol，生成0.002molMg(NO3)2，根据N原子守恒，可能生成0.0005molNH4NO3，若生成0.0005molNH4NO3转移电子为0.004mol，符合电子守恒，故D正确。14．(2019·北京市昌平区检测)下列实验操作、实验现象、解释或结论不对应的是()选项实验操作实验现象解释或结论A将蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近产生大量白烟氨与氯化氢反应生成固体物质B常温下，将洁净的铁片放入浓硫酸或浓硝酸中无明显变化常温下，浓硫酸、浓硝酸使铁片钝化C在导管口点燃纯净的氢气，然后将导管伸入盛满氯气的集气瓶中产生苍白色火焰物质燃烧不一定需要氧气D向某无色溶液中滴加盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的气体说明溶液中一定含有COeq\o\al(2－,3)答案D解析能使澄清石灰水变浑浊的气体可以是CO2，也可能是SO2，因此不能说明溶液中一定含有COeq\o\al(2－,3)，即使产生的气体是CO2，也可能是HCOeq\o\al(－,3)，D错误。15．(2019·威海高一检测)选用如图所示仪器中的两个或几个(内含物质)组装成实验装置，以验证木炭可被浓硫酸氧化成CO2，下列说法正确的是()A．按气流从左向右流向，连接装置的正确顺序是A→F→E→C→D→BB．丁中溶液褪色，乙中溶液变浑浊，说明甲中生成CO2C．丙中品红溶液褪色，乙中溶液变浑浊，说明甲中生成CO2D．丁和丙中溶液都褪色，乙中溶液变浑浊，说明甲中有CO2生成答案A解析木炭与浓硫酸反应生成CO2和SO2，验证混合气体中有CO2，必须将SO2除去且验证SO2被吸收干净，再通入澄清石灰水验证CO2，故连接装置的正确顺序是A→F→E→C→D→B，A正确；丙中品红溶液不褪色(说明SO2被除尽)，乙中溶液变浑浊说明甲中生成CO2，故B、C、D错误。16．将9g铜和铁的混合物投人100mL稀硝酸中，充分反应后得到标准状况下1.12LNO，剩余4.8g金属；继续加入100mL等浓度的稀硝酸，金属完全溶解，又得到标准状况下1.12LNO。若向反应后的溶液中加入KSCN溶液，溶液不变红，则下列说法正确的是()A．原混合物中铜和铁各0.065molB．稀硝酸的物质的量浓度为4.0mol·L－1C．第一次剩余的4.8g金属为铜和铁的混合物D．向反应后的溶液中再加入该稀硝酸100mL，又得到的NO在标准状况下的体积为0.56L答案D解析整个过程可以看作是9g铜和铁的混合物与200mL稀硝酸反应生成0.1molNO，金属完全溶解，向反应后的溶液中加入KSCN溶液，溶液不变红，说明生成硝酸亚铁、硝酸铜，且硝酸完全反应，发生反应的化学方程式为3Fe＋8HNO3=3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O、3Cu＋8HNO3=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，设铁的物质的量为x，铜的物质的量为y，根据二者质量与生成NO的体积列方程得：56g·mol－1×xmol＋64g·mol－1×ymol＝9g，eq\f(2,3)×(xmol＋ymol)＝eq\f(2.24L,22.4L·mol－1)，解得x＝0.075mol，y＝0.075mol。由上述分析可知，原混合物中铜和铁的物质的量均为0.075mol，故A错误；根据方程式可知，n(HNO3)＝4n(NO)＝0.4mol，稀硝酸的物质的量浓度为eq\f(0.4mol,0.2L)＝2mol·L－1，故B错误；9g混合物中含铁的质量为0.075mol×56g·mol－1＝4.2g，含铜的质量为0.075mol×64g·mol－1＝4.8g，则第一次剩余的金属的物质的量为0.075mol，HNO3的物质的量为0.1L×2mol·L－1＝0.2mol，反应中存在关系式：3Fe2＋～4HNO3～NO，HNO3过量，Fe2＋完全反应，得到的NO的物质的量为0.025mol，标准状况下其体积为0.025mol×22.4L·mol－1＝0.56L，故D正确。17．Cu与浓硝酸反应生成氮氧化物，这些氮氧化物溶解在NaOH溶液中生成NaNO3和NaNO2的混合溶液，反应过程及有关数据如图所示：下列有关判断正确的是()A．若Cu片为51.2g，则生成0.2molNaNO3B．Cu遇浓硝酸发生钝化，不可能发生上述反应C．标准状况下收集的氮氧化物为20.16mLD．Cu(NO3)2既是氧化产物，也是还原产物答案A解析Cu→Cu(NO3)2，每个Cu原子失去2个电子，HNO3→NaNO2，每个N原子得到2个电子，故51.2gCu共失电子eq\f(51.2g,64g·mol－1)×2＝1.6mol，由得失电子守恒可知，HNO3→NaNO2得到1.6mol电子，故产物中NaNO2的物质的量为0.8mol，又由N、Na守恒可知，另一种产物NaNO3为0.2mol，A项正确；Cu能与浓硝酸反应，B项错误；N2O4、NO2在标准状况下不是气体，C项错误；Cu(NO3)2是氧化产物，D项错误。18．(2019·大同一中高一月考)向稀硝酸和Fe(NO3)3的混合溶液中逐渐加入铁粉，产生无色气体，该气体遇空气变成红棕色，溶液中Fe2＋的物质的量和加入铁粉的物质的量之间的关系如图所示：则原混合溶液中HNO3和Fe(NO3)3的物质的量浓度之比为()A．2∶1 B．1∶1C．4∶1 D．3∶1答案C解析由图可知，当加入1molFe时，n(Fe2＋)＝0，说明此过程中Fe和稀硝酸发生反应：Fe＋4HNO3(稀)=Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，即1molFe消耗4molHNO3生成1molFe3＋；当又加入1molFe时，n(Fe2＋)＝3mol，发生反应Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，消耗2molFe3＋，则原混合液中Fe3＋为2mol－1mol＝1mol，故原混合液中HNO3和Fe(NO3)3的物质的量浓度之比为4∶1，答案选C。二、非选择题(本题包括4小题，共46分)19．(10分)(成都市高一期末调研)硫酸和硝酸都是重要的化工原料，具有广泛的用途。(1)蔗糖中加入浓硫酸后，蔗糖变黑且体积膨胀，同时有刺激性气味的气体产生。该变化过程中体现了浓硫酸的________________，产生气体的化学方程式为________________________。(2)某同学进行有关铜的化学性质的实验，如图所示：实验①可观察到的现象为___________________________________________________(尽可能描叙完整)；实验③中铜片逐渐溶解至消失，该同学认为铜与稀硫酸和稀硝酸均能反应，这种看法______(填“合理”或“不合理”)；试剂药品不变，请补充一个实验加以证明：________________(画出图示并写出预期现象)。根据补充实验的结论，写出③中铜片溶解的离子方程式_______________________________________________________________________________。答案(1)脱水性、强氧化性C＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O(2)铜片逐渐溶解，溶液变为蓝色，产生无色气体，试管口气体变为红棕色不合理无明显现象3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O解析(1)蔗糖中加入浓硫酸后，首先发生炭化，浓硫酸表现脱水性；然后发生反应C＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O，浓硫酸表现强氧化性。(2)实验①中发生反应为3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O,2NO＋O2=2NO2，可观察到的现象为溶液中铜片不断溶解，溶液由无色变为蓝色，有气泡逸出；液面上气体无色，在试管口气体由无色变为红棕色；实验③中铜片逐渐溶解至消失，该同学认为铜与稀硫酸和稀硝酸均能反应，这种看法不合理，因为在金属活动顺序表中，铜位于氢的后面，铜不能与酸发生置换反应；试剂药品不变，补充的实验就是铜与稀硫酸的反应，如图所示：，无明显现象。根据补充实验的结论，③中铜片溶解的离子方程式3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。20．(12分)(山东潍坊市高一期末)我国“蓝天保卫战”成果显著，肆虐的雾霾逐渐被遏止。科学家研究发现含氮化合物和含硫化合物在形成雾霾时与大气中的氨有关，转化关系如图所示：回答下列问题：(1)从物质分类的角度看，图中的物质属于酸性氧化物的有____________________(写化学式)。(2)图中物质溶于水溶液呈碱性的是________。(3)写出SO2转化为SO3的化学方程式：______________________________________________________________________________________________________________________________。(4)工业上利用氨制备一氧化氮，反应的化学方程式为_________________________________________________________________________________________________________________。(5)实验室长期保存浓硝酸，需使用棕色试剂瓶，并放置在阴凉处，其原因为________________(用化学方程式表示)。(6)氨与一氧化氮(NO)在一定条件下反应可生成对空气无污染的物质，该反应的化学方程式为______________________________________________________________________________。答案(1)SO2、SO3、N2O5(2)NH3(3)2SO2＋O2eq\o(,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))2SO3(4)4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))4NO＋6H2O(5)4HNO3eq\o(=,\s\up7(光照))4NO2↑＋O2↑＋2H2O(6)6NO＋4NH3eq\o(=,\s\up7(一定条件))5N2＋6H2O解析(1)酸性氧化物是能与碱反应生成盐和水的氧化物，符合要求的有SO2、SO3和N2O5。(2)图中物质溶于水呈碱性的只有NH3。(3)二氧化硫在催化剂存在下可以转化为三氧化硫：2SO2＋O2eq\o(,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))2SO3。(4)氨气经催化氧化可以形成一氧化氮：4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))4NO＋6H2O。(5)浓硝酸见光或受热时易分解，因此要保存在棕色试剂瓶中：4HNO3eq\o(=,\s\up7(光照))4NO2↑＋O2↑＋2H2O。(6)氨中的氮为－3价，一氧化氮中的氮为＋2价，因此二者可以在一定条件下发生归中反应得到氮气：6NO＋4NH3eq\o(=,\s\up7(一定条件))5N2＋6H2O。21.(12分)某同学看到“利用零价铁还原NOeq\o\al(－,3)脱除地下水中硝酸盐”的相关资料后，利用如图装置探究铁粉与KNO3溶液的反应。实验步骤及现象如下：实验步骤实验现象①打开弹簧夹，缓慢通入N2②加入pH为2.5的0.01mol·L－1的酸性KNO3溶液100mL铁粉部分溶解，溶液呈浅绿色；铁粉不再溶解后，剩余铁粉表面附着少量白色物质③反应停止后，拔掉橡胶塞，将圆底烧瓶取下烧瓶内气体的颜色没有发生变化④将剩余固体过滤表面的白色物质变为红褐色(1)通入N2并保持后续反应均在N2氛围中进行的