2019高中化学 第3章第2节 氮的循环 第3课时 硝酸作业1 鲁科版必修1.doc

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1、1第第 3 3 课时课时 硝酸硝酸基础达标 1下列对于硝酸的认识，正确的是( ) A浓硝酸和稀硝酸都具有强氧化性 B铜和稀硝酸的反应属于置换反应 C在铜与浓硝酸的反应中，硝酸只发挥了氧化性，没有体现酸性 D可用铝或铁制容器盛装稀硝酸 解析：选 A。铜与稀硝酸反应无单质生成，B 不正确；铜与浓硝酸反应生成了 Cu(NO3)2和 H2O，体现了酸性，C 项不正确；可用铝或铁制容器盛装浓硝酸，D 不正确。 2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浓硝酸跟铜反应，有二氧化氮气体放出 C硝酸跟碳酸钠反应，有二氧化碳气体放出 D硝酸受热时，有二氧化氮、氧气放出 解析：选

2、 A。稀硝酸与铁反应生成 Fe(NO3)2或 Fe(NO3)3、NO 及 H2O，无氢气放出。 3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退色酸性和强氧化性 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退去强氧化性 解析：选 D。D 项中表现硝酸的酸性。 4向 100 mL 12 molL1的浓硝酸中加入足量的铜片，充分反应后，被还原的硝酸 的物质的量为( ) A0.3 mol B0.6 mol C小于 0.6 mol D介于 0.3 mol

3、和 0.6 mol 之间 解析：选 D。因为 Cu 是足量的，随着反应的进行，浓硝酸会逐渐变稀，所以本题涉及 的反应有两个： Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O 3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O采用极限分析法：若只发生反应，则被还原 HNO3的物质的量为 1.2 mol0.6 1 2mol；若只发生反应，则被还原 HNO3的物质的量为 1.2 mol0.3 mol。所以本题的正1 4确答案为 D。5.2如右图所示，试管中盛装的是红棕色气体(可能是混合物)，当倒扣在盛有水的水槽中 时，试管内水面上升，但不能充满试管，当向试管内鼓入氧气后，可以观察到试管

4、中水柱 继续上升，经过多次重复后，试管内完全被水充满，原来试管中盛装的气体不可能是( ) AN2与 NO2的混合气体 BO2与 NO2的混合气体 CNO 与 NO2的混合气体 DNO2一种气体 解析：选 A。如果气体是 N2与 NO2的混合气体，则水不会充满整个试管，因为 N2不溶 于水；如果是 NO2(或 O2和 NO2的混合气体)，发生反应：4NO22H2OO2=4HNO3，水会充 满试管；如果是 NO 与 NO2的混合气体，通入 O2会发生反应 4NO22H2OO2=4HNO3和 4NO2H2O3O2=4HNO3，而使水充满试管。 6在某稀硝酸的溶液中，加入 5.6 g 铁粉充分反应后，

5、铁粉全部溶解，放出 NO 气体， 溶液质量增加 3.2 g，所得溶液中 Fe2和 Fe3物质的量之比为( ) A11 B32 C21 D41 解析：选 B。设 Fe2的物质的量为x，Fe3的物质的量为y。由铁原子守恒，得xy。5.6 g 56 gmol1由得失电子守恒和质量守恒得 5.6 g mol30 gmol13.2 g。2x3y 3两式联立，解得x0.06 mol，y0.04 mol。 故xy32。 7将 7.68 g 铜与 50 mL 一定浓度的硝酸恰好完全反应，产生的 NO 和 NO2混合气体在 标准状况下的体积为 4.48 L。 请回答： (1)NO 的体积为_L，NO2的体积为_

6、L。 (2)被还原的硝酸的物质的量是_mol。 (3)硝酸的物质的量浓度是_molL1。 (4)欲使铜和硝酸产生的气体收集在一倒置于水槽的容器中，当充入标准状况下 O2_L 时，使水充满容器。解析：n(Cu)0.12 mol，7.68 g 64 gmol1n(NO)n(NO2)0.2 mol。4.48 L 22.4 Lmol1(1)解法一：设n(NO2)x mol，则n(NO)(0.2x)mol，Cu2NO2 3Cu2NO浓HNO3稀HNO3mol x mol (0.2x)mol (0.2x) molx 23 2得 mol (0.2x) mol0.12 mol，解得x0.18，x 23 2则V

7、(NO2)0.18 mol22.4 Lmol14.032 L， V(NO)(0.20.18)mol22.4 Lmol10.448 L。 解法二：CuCu2 2e30.12 mol 0.24 mol e HNO3NO2e HNO3NO3en(NO2) n(NO2) n(NO) 3n(NO) 由得失电子守恒得：n(NO2)3n(NO)0.24 mol 又因n(NO2)n(NO)0.2 mol，解得n(NO2)0.18 mol，n(NO)0.02 mol， 即V(NO2)4.032 L，V(NO)0.448 L。 (2)HNO3被还原生成 NO 和 NO2，故被还原的n(HNO3)n(NO2)n(N

8、O)0.2 mol。 (3)参加反应的 部分 Cu(NO3)2 部分做氧化剂被还原HNO3故n(HNO3)2n(Cu)n(NO)n(NO2) 20.12 mol0.2 mol0.44 mol，则c(HNO3)8.8 molL1。n（HNO3） V0.44 mol 0.05 L(4)充入 O2后，水充满容器，则 O2将 NO 和 NO2氧化又生成 HNO3，其过程可表示为 HNO3NONO2，两个相反的过程得失电子数相等。被Cu还原被O2氧化即：2Cu O2 4e0.12 mol 0.06 mol V(O2)0.06 mol22.4 Lmol11.344 L。 答案：(1)0.448 4.032

9、 (2)0.2 (3)8.8 (4)1.3448.用图中的简易装置可以进行气体的制取和收集。 (1)实验前检查装置的气密性的操作是_ _。 (2)拔开试管 a 的橡皮塞，加入 10 mL 6 molL1的稀硝酸和 1 g 薄铜片，立即用带 有导管的橡皮塞塞紧试管口。请写出试管 a 中所发生的所有反应的化学方程式：_ _。 (3)从反应开始到反应结束，预期在试管 a 中可以观察到哪些现象？请依次逐一写出：_ _。 (4)在反应开始时，可观察到导管 b 中的水面先沿导管 b 慢慢上升到一定高度，此后又 回落，然后有气泡从管口冒出。试说明反应开始时，导管中水面先上升的原因：_ _ _。 解析：Cu

10、与稀 HNO3反应生成 NO 气体，遇空气生成 NO2。气体颜色由无色红棕色。NO2溶于水生成 NO，且 3NO2NO，是气体体积减小的反应，压强降低。H2O答案：(1)把导管 b 的末端浸入水中，用手握紧试管 a，捂热后，导管口有气泡冒出， 松开手后，水又会上升到导管 b 中，则证明装置的气密性良好4(2)3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O，2NOO2=2NO2，3NO2H2O=2HNO3NO (3)铜片和稀硝酸反应，铜片逐渐溶解，有无色气泡产生，反应速率开始时较慢，逐渐 加快，试管 a 上部空间由无色变为红棕色，试管 a 的溶液由无色逐渐变为蓝色 (4)由于反应开始时

11、，产生的 NO 和试管上部的 O2反应生成 NO2，NO2溶于水，和水反应， 使装置内的气体压强减小，所以导管口的水面会上升一段高度 能力提升 9(原创题)11.2 g 铁屑投入到 100 mL 6.0 molL1的硝酸溶液中，二者恰好完全 反应并收集到 3.36 L 气体(标准状况下)，下列说法正确的是( ) A氧化产物只有一种 B还原产物可能只有一种 C生成的 Fe2与 Fe3物质的量之比为 31 D生成的气体中 NO 与 NO2分子数之比为 31 解析：选 C。设 Fe(NO3)2、Fe(NO3)3、NO、NO2物质的量分别为x、y、a、b。则有 xy0.2 mol，ab0.15 mol

12、，2x3y3ab，2x3yab0.6 mol，解 得x0.15 mol，y0.05 mol，a0.15 mol，b0。显然只有 C 项符合题意。 10硝酸是一种重要的工业原料，仅 2014 年 2 月份，我国浓硝酸产量就达到 234 799 吨，下列对于硝酸的认识，正确的是( ) A露置于空气中，溶液浓度会减小 B铜与硝酸的反应属于置换反应 C硝酸不能氧化 Fe2 D常温下铁或铝与浓硝酸不反应 解析：选 A。浓 HNO3易挥发，使浓度减小，A 正确。Cu 与 HNO3不发生置换反应，B 错。 HNO3有强氧化性，可氧化有还原性的 Fe2，C 错。常温下铁、铝遇浓硝酸钝化，而钝化是 化学变化，D

13、 错。 11一定量的 Cu 与 1 molL1的稀硝酸反应，如果 NO的浓度下降 0.2 3molL1，则溶液中c(H)同时下降(假定反应前后溶液体积不变)( ) A0.2 molL1 B0.4 molL1 C0.6 molL1 D0.8 molL1 解析：选 D。Cu 与稀硝酸反应的离子方程式为 3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O。c(NO)下降 0.2 molL1，c(H)应下降 0.8 3 3molL1。 12往浅绿色的 Fe(NO3)2溶液中逐滴加入稀盐酸时，溶液的颜色变化应该是( ) A颜色变浅 B逐渐变为红色 C没有改变 D变为棕黄色 解析：选 D。Fe2和 NO在溶液中可以

14、大量共存，但加入稀盐酸后，NO在酸性条件 3 3下表现出强氧化性(即可认为 H与 NO结合成了 HNO3)，把 Fe2氧化为 Fe3，溶液由浅绿 3色变成棕黄色。 13在一大试管中装入 10 mL NO 倒立于水槽中，然后向其中缓慢通入 6 mL O2(气体 体积均在相同条件下测定)，下面有关实验最终状态的描述，正确的是( ) A试管内气体呈红棕色 B试管内气体呈无色，是 3 mL NO C试管内气体呈无色，是 2 mL O2 D试管内液面上升5解析：选 D。根据 4NO3O22H2O=4HNO3可知，V(NO)V(O2)43 时，NO 有剩余。 由题意，V(NO)V(O2)53 可知，NO

15、剩余 2 mL，则试管内液面上升。 14如图所示为 A、B、C、D、E 五种含氮物质相互转化的关系图，其中 A、B、C、D 常 温下都是气体，B 为红棕色，写出 A、B、C、D、E 的化学式和各步反应的化学方程式。(1)各物质的化学式为 A_；B_；C_；D_；E_。 (2)各步反应的化学方程式为 AC_； DC_； BE_； EC_。 解析：B 为红棕色气体，是 NO2，逆推 C 是 NO，因此 E 是稀硝酸。 答案：(1)N2 NO2 NO NH3 HNO3(2)N2O22NO=放电4NH35O24NO6H2O=催化剂3NO2H2O=2HNO3NO 3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)

16、22NO4H2O 15某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按下图装置进行实验(夹持仪器已 略去)。实验表明浓硝酸能将 NO 氧化成 NO2，而稀硝酸不能氧化 NO。由此得出的结论是浓 硝酸的氧化性强于稀硝酸。可选药品：浓硝酸、3 molL1稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳。已知：氢氧化钠溶液不与 NO 反应，能与 NO2反应。 2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O。 (1)实验应避免有害气体排放到空气中。装置、中盛放的药品依次是 _。 (2)滴加浓硝酸之前的操作是检验装置的气密性，加入药品，打开弹簧夹后_ _。 (3)装置中发生反应的化学方程式是6_ _。 (4)

17、装置的作用是 _， 发生反应的化学方程式是 _。 (5)该小组得出的结论所依据的实验现象是_ _。 (6)实验结束后，同学们发现装置中溶液呈绿色，而不显蓝色。甲同学认为是该溶液 中硝酸铜的质量分数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别 设计了以下 4 个实验来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是_(填字母序号)。a加热该绿色溶液，观察颜色变化 b加水稀释该绿色溶液，观察颜色变化 c向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化 d向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察颜色变化 解析：本题主要考查 HNO3的性质、化学实验方案设计和评价的能力。 (1)根据装置特点和

18、实验目的，装置收集 NO，装置中盛放 NaOH 溶液吸收 NO2，因 为要验证稀 HNO3不能氧化 NO，所以装置中应该盛放稀 HNO3。 (2)由于装置中残存的空气能氧化 NO 而对实验产生干扰，所以滴加浓 HNO3之前需要通 入一段时间 CO2赶走装置中的空气，同时也需将装置中导管末端伸入倒置的烧瓶内，防 止反应产生的 NO 气体逸出。 (4)装置中盛放蒸馏水，使 NO2与 H2O 反应生成 NO：3NO2H2O=2HNO3NO。 (5)NO 通过稀 HNO3溶液后，若无红棕色气体产生，说明稀 HNO3不能氧化 NO，所以盛放 稀 HNO3装置的液面上方没有颜色变化即可说明这一点。装置中盛

19、放的是浓 HNO3，若浓 HNO3能氧化 NO，则装置液面的上方会产生红棕色气体。 (6)要证明是 Cu(NO3)2浓度过高或是溶解了 NO2导致装置中溶液呈绿色，可设计实验 将溶解的 NO2赶走(a、c 项)再观察颜色变化，也可在 Cu(NO3)2浓溶液中通入 NO2观察反应 后的颜色变化(d 项)。方案 b 中由于 Cu(NO3)2和溶解在其中的 NO2浓度同时发生变化，故 无法确定是哪一种因素引起的。 答案：(1)3 molL1稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液 (2)通入 CO2一段时间，关闭 弹簧夹，将装置中导管末端伸入倒置的烧瓶内 (3)Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O (4)将 NO2转化为 NO 3NO2H2O=2HNO3NO (5)装置中液面上方气体仍为无色，装置中液面上方气体为红棕色 (6)acd