苏教版高一化学《含氮化合物的性质和应用》典型例题及综合模拟

苏教版化学必修1专题四第二单元含氮化合物的性质和应用（二）典型例题及综合模拟【典型例题】例1、在下列反应中，HNO3既表现出氧化性，又表现出酸性的是（）A.H2S+2HNO3S↓+2NO2↑+2H2OB.CuO+2HNO3Cu（NO3）2+H2OC.4HNO34NO2↑+O2↑+2H2OD.3Cu+8HNO33Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O【解析】硝酸在反应中化合价降低，则表现出氧化性，生成硝酸盐，则表现出酸性。A表现了HNO3的氧化性；B表现了HNO3的酸性；C主要表现HNO3的不稳定性。【答案】D例2、将3.84g铜粉与一定质量浓硝酸反应，当铜完全作用时，收集到气体2.24L（标准状况下），则所消耗酸的物质的量是（）A.0.11mol B. C. D.【解析】应用元素守恒和电子守恒，消耗的硝酸的物质的量应是起氧化性的（）和起酸性的（（3.84g64gNO2 B.NO C.N2O D.NH4NO3【解析】4molZn失去8mol电子生成4molZn2+，如果HNO3的还原产物中有两个氮原子，每个氮原子得到4个电子，还原产物中氮元素的化合价为+5+（－4）=+1，可能是N2O。如果HNO3的还原产物中有一个变价的氮原子，这个氮原子得到8个电子，还原产物中氮元素的化合价为+5+（－8）=－3，可能是NH4NO3。【答案】CD例4、铜和镁的合金4.6g完全溶于浓硝酸，若反应中硝酸被还原只产生4480mL的NO2气体和336mL的N2O4气体（都已折算到标准状况），在反应后的溶液中，加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量为A.0.02g B.8.51g C.8.26g D.7.04g【解析】因两金属都是+2价金属，可推知每mol金属还原得2molNO2。所以，两金属总的物质的量为：（4480+336×2）／44800＝mol，两种氢氧化物的总质量可用金属离子质量加氢氧根离子质量来计算：4.6g+mol×2×17g·mol－1＝8.51g。【答案】B例5、在某100mL的混合液中，硝酸和硫酸的物质的量浓度分别为·L－1和·，向该混合液中加入1.92g铜粉，加热，充分反应后，所得溶液中的Cu2+浓度为（）A.·L－1 B.·L－1C.·L－1 D.无法计算【解析】依题意n（H+）=2n（H2SO4）+n（HNO3）=2×+=，=，n（Cu）=，在酸性溶液中，NO3－有氧化性，所以按3Cu+8H++2NO3－=3Cu2++2NO↑+4H2O反应，n（H+）不足，用n（H+）和方程式共同求得n（Cu2+）==·，故选A。【答案】A例6、将32.64g铜与140mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2L。请回答：（1）NO的体积为L，NO2的体积为L。（2）待产生的气体全部释放后，向溶液中加入VmLamol·L－1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为mol·L－1。（3）欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3，至少需要30%的双氧水g。【解析】本题主要应用反应过程中电子守恒和元素守恒来解决。（1）V（NO）+V（NO2）=11.2L ①（2）再由电子守恒可得： ②由①②解得：V（NO）=5.8LV（NO2）=5.4L（2）分析氮元素守恒：N最终以NO、NO2混合气及NaNO3形式存在。因此c（HNO3）==（3）依据电子守恒：NO、NO2混合气被H2O2氧化为NO3－的过程中，NO、NO2失去电子数等于H2O2（O由－1价变为－2价）得到电子数。由此列出：可得：m（H2O2）=57.8g【答案】（1）（2）（3）例7、为测定某铜银合金的成分，将30.0g合金溶于80mL·L－1浓HNO3中，将合金完全溶解后，收集到气体6.72L（标准状况下），并测得溶液的，假设反应后溶液的体积仍为80mL，试计算：（1）被还原的HNO3的物质的量；（2）合金中Ag的质量分数。【解析】本题的解题关键在于把握Cu，Ag与浓HNO3反应过程中，隐含了浓HNO3稀释的计算实质，即所涉及的反应有四个：Ag+2HNO3（浓）===AgNO3+NO2↑+H2O ①Cu+4HNO3（浓）===Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O ②3Ag+4HNO3（稀）===3AgNO3+NO↑+2H2O ③3Cu+8HNO3（稀）===3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O ④采取对应体系的始态与终态进行整体分析，利用守恒法即可获得十分简捷的计算。观察四个化学方程式，不难看出：被还原的HNO3均转化成NO和NO2，根据N原子数守恒分析，被还原的硝酸的物质的量等于NO和NO2物质的量之和。从已知的NO与NO2的总体积进而可求得被还原的HNO3的物质的量。从HNO3的作用分析：消耗HNO3的总物质的量等于被还原的HNO3与只起酸性作用的HNO3的物质的量之和。由化学式NOx和Cu（NO3）2，AgNO3可将只做酸用的HNO3的量以Ag和Cu的物质的量代换，即n（HNO3）=n（NO+NO2）+n（Ag）+2n（Cu）据此可简捷地求得Ag的质量分数。（1）n（HNO3）=n（气体）==（2）c（H+）=1mol·L－1所以参加反应的HNO3总物质的量为n（HNO3）=0.08L×（）mol·L－1－=设合金中Ag的质量为x，Cu的质量为（30g－x），则由NO3－守恒得：+=x=10.8gw（Ag）=×100%=36%【答案】：（1）（2）36%例8、现用U型管（用硬质玻璃管弯制）、干燥管、酒精灯、胶塞和玻璃导管等仪器设计下图装置来检验稀硝酸与铜反应生成的NO。（1）补充完成下列实验步骤：①检查装置的气密性，方法是_________________________________。②打开活塞A，从U型管长管一端注入稀硝酸，一直注到______________为止。③关闭活塞A，用酒精灯在U型管短管一侧加热，当观察到____________________的现象出现时，立即停止加热。（2）记录描述观察到的实验现象：①可在U型管短管上方处观察到_________色气体产生。若铜丝和稀硝酸均未完全反应，在____________时反应也可自行停止。②反应自行停止后，如果慢慢打开活塞A，可立即观察到_______。以上现象说明__。【解析】解实验题首要一点是审题：即本实验的目的，围绕实验目的根据实验的基本操作和基本原理去解决问题。【答案】（1）①关闭玻璃导管活塞A，向U型管长管一端加水至液面高于短管，静置一段时间后，若液面相对位置不变，则不漏气。②U型管短管一端没有气泡③铜丝上有气泡（2）①无；NO将硝酸溶液排入长管，使硝酸与铜脱离接触②U型管短管一端液面上升，干燥管的球型容器中有红棕色气体生成；Cu与稀HNO3反应生成NO例9、的铜与适量浓硝酸反应，铜全部作用后。共收集到NO2和NO的混合气体22.4mL（标准状况），则混合气体中NO2和NO的体积分别是多少？解析：根据电荷守恒。铜与硝酸的反应是一个氧化还原反应，在反应中得失电子数目相等。即反应中铜生成硝酸铜失去的电子数目等于硝酸生成NO2和NO的混合气体得到电子的数目。设产生NO2的物质的量为a，产生NO的物质的量为b。由题意知失电子的数目为，得电子数目为a+3b=×mol，而∴a=×molb=×mol∴NO2的体积为×mol×L=×LNO的体积为×mol×L=×L答案：见解析例10、某学生课外活动小组利用如图所示装置分别做如下实验：在试管中注入某红色溶液，加热试管，溶液颜色逐渐变浅，冷却后恢复为红色，则原溶液可能是________溶液；加热时溶液由红色逐渐变浅的原因是_______________。在试管中注入某无色溶液，加热试管，溶液变为红色，冷却后恢复为无色，则此溶液可能是________溶液；加热时溶液由无色变为红色的原因是___________。解析：原溶液是红色溶液，受热颜色变浅，是因其中物质以气态挥发所引起，常见的具有碱性的气体是氨气，氨气在水中呈碱性，可使酚酞变红，氨气减少，颜色变浅；原溶液是无色溶液，受热反而显红色，同上分析，这里挥发的是SO2气体，指示剂是品红溶液答案：稀氨水和酚酞；稀氨水中的NH3逸出，所以溶液的颜色变浅；溶有SO2的品红；SO2气体逸出，品红溶液恢复为红色。例11、有关物质存在如图所示的转化关系（部分产物已省略）。通常C为气体单质，G为紫黑色固体单质。实验室中，常用固体E在B的催化下加热制取气体单质H。请回答下列问题：（1）反应①的化学方程式为（2）反应②的离子方程式为（3）写出另外一种实验室制取H的化学方程式答案：（1）（2）（3）或（其他合理答案也可）例12、下图是铜与稀硝酸反应的两个实验装置图，请回答下列问题：（1）铜与稀硝酸反应的离子方程式为__。（2）I实验装置中能否证明铜与稀硝酸反应生成的是NO气体______________（填“能”或“不能”），简述理由_____。（3）若用Ⅱ实验装置进行实验，以证明铜与稀硝酸反应生成的气体是NO，则：检查气密性的操作是___________________________________________________________。在烧杯中加入一定体积的稀硝酸，打开止水夹，用注射器慢慢抽取干燥管内的空气，稀硝酸沿着干燥管慢慢上升，直到充满整个干燥管，停止抽拉注射器，关闭止水夹，观察干燥管内的现象_____________________________________________。反应停止后，打开止水夹，用注射器抽取干燥管内的气体（事先已将注射器内原有的空气推出），关闭止水夹后取下注射器，并抽取一定量的空气，观察到的现象是____________（4）上述实验完成后，将注射器内的气体通入到NaOH溶液中，其目的是_______。答案：（1）3Cu+2NO3–+8H+3Cu2++2NO↑+4H2O（2）不能，因为圆底烧瓶中有空气，空气中的氧气会与NO反应生成NO2，出现红棕色。（3）关闭止水夹，将干燥管放入带有水的烧杯中，若干燥管内的液面比烧杯中的液面低，且过一段时间后干燥管内的液面位置保持不变，则表明该装置的气密性良好。铜片溶解，且表面有无色气泡产生，溶液变成蓝色，液面下降。有红棕色气体产生。（4）防止污染环境。【模拟试题】（答题时间：60分钟）一、选择题1.下列药品，在空气中既不易被氧化，也不易分解，且可以用无色玻璃瓶存放的是（）A.氯水 B.钠 C.浓硝酸 D.浓盐酸2.下列试剂不需要保存在棕色试剂瓶内的是（）A.浓HNO3 B.NaCl溶液 C.新制氯水 D.AgNO3溶液3.有关硝酸化学性质的叙述中，正确的是（）A.浓、稀硝酸都能使蓝色石蕊试纸变红色B.硝酸能与Na2CO3反应，但不生成CO2C.硝酸可与Na2S反应制得H2S气体D.浓硝酸因分解放出的NO2又溶解于硝酸而呈黄色4.用铜锌合金制成的假金元宝骗人的事件屡有发生，下列不易区别其真伪的方法是（）A.测定密度 B.放入硝酸中 C.放入盐酸中 D.观察外观5.为了除去镀在铝表面的铜镀层，可选用的试剂是（）A.稀硝酸 B.浓硝酸 C.浓盐酸 D.浓硫酸*6.在铁铜的混合物中，加入一定量的稀硝酸并微热，充分反应后，剩余金属ag，再向其中加入一定量的稀盐酸并加热，充分振荡后，还剩余金属bg，则（）A.a可能等于b B.a一定等于b C.a可能小于b D.a一定大于b7.某强酸性溶液中可能存在NO3－，Cl－，I－，Fe3+中的一种或几种，向该溶液中加入溴水，单质溴被还原，由此推断该溶液中（）A.不含NO3－也不含Fe3+ B.含有NO3－，I－，Cl－C.含I－但不能确定是否含Cl－ D.含有Fe3+8.Cu与足量的浓硝酸反应产生气体，用排水法收集aL此气体（标况），从理论上讲，被还原的硝酸的物质的量是下列中的（）A.a/mol B.a/mol C.3a/mol D.3a/mol9.铜跟1mol/L的硝酸反应，若NO3－的浓度下降L，则H+的浓度下降为（）A.0.2mol/L B.L C.L D.L10.将1.92克铜粉与一定量的浓硝酸反应，当铜粉完全作用时，用排水法收集的气体在标况下的体积可能为（A.1.12L B.0.56L C.0.448L D.0.224L11.单质跟浓硝酸反应时，每有单质反应就消耗1mol硝酸，则单质被氧化后的化合价可能是（）A.+1 B.+2 C.+3 D.+4*12.1.92克铜投入一定量的浓硝酸中，铜完全溶解，生成气体颜色越来越浅，共收集到气体672mL（标况），将盛有此气体的容器倒扣在水中，容器内液面上升，再通入标况下一定体积的氧气，恰好使气体完全溶于水中，则通入的氧气的体积是（A.504mL B.168mL C.336mL D.224mL13.某金属单质能与足量浓硝酸反应，放出NO2气体，若参加反应的金属单质与硝酸的物质的量之比为1：ａ，则该金属元素在反应后生成的硝酸盐中的化合价是（）A.+2a B.+a C.+a/2 D.+a/414.在某100mL混合溶液中，硝酸和硫酸的物质的量浓度分别为L和L，向该混合溶液中加入1.92克铜粉，加热待充分反应后，所得溶液中的Cu2+的物质的量浓度（mol/L）是（A.0.15 B.0.225 C. D.二、填空题15.某兴趣小组设计出下图所示装置来改进教材中“铜与硝酸反应”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HNO3乙Cu、稀HNO3丙Cu、O2、稀HNO3（4）该小组还用上述装置进行实验证明氧化性KMnO4＞Cl2＞Br2。操作步骤为，实验现象；但此实验的不足之处是。16.铜与浓硝酸反应和铜与稀硝酸反应，产物不同，实验现象也不同.（1）某课外活动小组为了证明并观察到铜与稀硝酸反应的产物为NO，设计了如图所示的实验装置，请你根据他们的思路，选择下列药品，完成该实验，并叙述实验步骤：药品：稀硝酸稀盐酸锌粒石灰石固体步骤：①检查装置的气密性②；③；④