5.2.3硝酸-高一化学讲义习题（人教版2019）

第五章化工生产中的重要非金属元素第二节氮及其化合物第3课时硝酸1.通过金属与硝酸的反应，探究硝酸的强氧化性。2.根据氧化还原反应得失电子相等，进行有关硝酸的计算。知识点一硝酸知识点二酸雨及其防治知识点一硝酸1．硝酸的物理性质色味态：无色有刺激性气味的液体；挥发性：易挥发；水溶性：与水以任意比互溶；发烟硝酸：质量分数大于98%的硝酸。2．硝酸的化学性质（1）强酸性稀硝酸能使紫色石蕊试液变红色，浓硝酸能使石蕊试液先变红色，微热后褪色。（2）不稳定性：浓硝酸显黄色，是因为HNO3分解产生的NO2溶解在硝酸中，说明浓硝酸具有不稳定性，化学方程式为4HNO3eq\o(=,\s\up15(△或见光))4NO2↑＋O2↑＋2H2O。（3）强氧化性①与金属的反应a．除Pt、Au外，大部分金属均能与HNO3反应。b．Cu与浓、稀HNO3发生反应的化学方程式分别为Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O、3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。c．Fe、Al遇冷的浓HNO3或浓H2SO4能发生钝化，故可以用铁、铝容器贮存冷的浓HNO3、浓H2SO4。②与非金属反应与浓HNO3反应时，非金属单质一般被氧化为最高价氧化物或最高价含氧酸，如碳与浓HNO3反应的化学方程式为C＋4HNO3(浓)eq\o(=,\s\up15(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。③与某些还原性化合物或离子的反应，例如：H2S、SO2、HBr、HI、FeCl2等。④王水王水由浓硝酸与浓盐酸按体积比1∶3混合所得，具有更强的氧化性，能使Au、Pt溶解。3．硝酸的用途：是重要的化工原料，也是化学实验室里必备的重要试剂。工业上可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等。1.下列关于硝酸的说法不正确的是A．浓硝酸易挥发，因此打开浓硝酸的瓶口会出现大量白雾B．常温下，浓硝酸能使金属铁和金属铝钝化C．浓硝酸氧化性很强，常温下即可与碳发生氧化还原反应D．浓硝酸不稳定，见光易分解，因此需要避光保存【答案】C【解析】浓硝酸易挥发且易溶于水，打开浓硝酸的瓶口后，挥发出的HNO3溶于空气中水蒸气形成酸雾，故会出现大量白雾，A正确；浓硝酸具有强氧化性，常温下，浓硝酸能使铁、铝表面氧化生成致密氧化膜而钝化，B正确；浓硝酸氧化性很强，加热时可与碳发生氧化还原反应，C错误；浓硝酸不稳定，见光易分解，因此需要避光保存，D正确。2.（2023—2024福建福州高一校联考期中）关于硝酸的说法正确的是A．敞口放置的浓硝酸，浓度会变低是因为浓硝酸有吸水性B．稀硝酸与Cu反应生成NO和硝酸铜时，硝酸既表现强氧化性又表现酸性C．硝酸电离出的H+，能被Zn、Fe等金属还原成H₂D．常温下，向浓硝酸中投入Fe片，不会产生大量的红棕色气体，没有反应发生【答案】B【解析】敞口放置的浓硝酸浓度变小是因为浓硝酸的挥发性和不稳定性，浓硝酸没有吸水性，A错误；稀硝酸与Cu反应生成NO和硝酸铜时，HNO3中N元素化合价部分发生变化，既表现强氧化性又表现酸性，B正确；硝酸具有强氧化性，与金属反应不产生氢气，C错误；常温下，向浓硝酸中投入Fe片，发生钝化，不会产生大量的红棕色气体，钝化不是不反应，而是反应产生致密的不溶于浓硝酸的氧化物薄膜覆盖在铝的表面阻止了进一步的反应，D错误。3.下列关于浓硝酸和浓硫酸的叙述中正确的是A．露置在空气中，容器内酸液的浓度都增大B．露置在空气中，容器内酸液的质量都减轻C．常温下都能与铜较快反应D．常温下都可用铝制容器贮存【答案】D【解析】浓硝酸具有挥发性、浓硫酸具有吸水性，露置在空气中，容器内酸液的浓度都减小，A错误；浓硫酸具有吸水性，露置在空气中，浓硫酸增重，B错误；浓硫酸与铜需要在加热条件下反应，C错误；温下浓硝酸和浓硫酸均能使铁、铝钝化，都可用铝制容器贮存，D正确。4.在下图实验中(木炭未浸入浓硝酸中)，观察到红棕色气体产生，下列关于该实验的叙述中正确的是A．能说明硝酸的氧化性B．能说明硝酸的挥发性C．能说明硝酸的热不稳定性D．能说明硝酸的酸性【答案】C【解析】红热木炭并未接触浓硝酸，即木炭与浓硝酸之间未发生反应，不能证明浓硝酸的氧化性，A错误；浓硝酸易挥发，但由于其热稳定性差，遇到红热的炭时分解产生NO2，故会看到红棕色气体，B错误；浓硝酸热稳定性差，遇到红热的炭时分解产生NO2，故会看到红棕色气体，C正确；浓硝酸与木炭反应或者浓硝酸受热分解，均不体现酸性，D错误。5.硝酸是一种重要的化工原料，主要用于化肥、火药、染料、制药、塑料等产品的生产。下列关于浓硝酸的说法不正确的是A．常温下铜在浓硝酸中发生钝化B．光照易分解C．能与碳反应说明其具有强氧化性D．露置于空气中溶液浓度降低【答案】A【解析】常温下铜在浓硝酸中反应生成硝酸铜和二氧化氮气体，A项错误；硝酸不稳定，易分解为氧气和二氧化氮气体，B项正确；能与碳反应生成二氧化氮，氮元素化合价降低，发生还原反应，说明其具有强氧化性，C项正确；浓硝酸具有挥发性，露置于空气中溶液浓度降低，D项正确。知识点二酸雨及其防治1．SO2和NO2的主要来源（1）煤、石油和某些含硫的金属矿物的燃烧或冶炼；（2）汽车尾气、硫酸厂、硝酸厂的尾气。2．危害（1）引起大气污染，直接危害人体健康。（2）溶于水形成酸雨。3．酸雨（1）概念：一般把pH＜5.6的降水称为酸雨，主要是大气中的SO2和NO2溶于水造成的。（2）形成原理①H2SO4型酸雨形成过程：化石燃料的燃烧、含硫金属矿石的冶炼和硫酸的生产等过程中产生的二氧化硫，在光照、烟尘中的金属氧化物等作用下，与氧气反应生成三氧化硫，三氧化硫溶于雨水后形成硫酸。反应方程式：S＋O2=SO2、SO2＋O2=2SO3、SO2＋H2O＝H2SO3、2H2SO3＋O2＝2H2SO4、SO3＋H2O＝H2SO4。②HNO3型酸雨3NO2＋H2O===2HNO3＋NO（3）防治方法：从消除污染源入手，研发新能源，如氢能、太阳能、核能等；对含硫燃料进行脱硫处理；对工业生产中产生的SO2进行处理或回收利用；提高全民的环保意识。1．（2023—2024江苏扬州市广陵区红桥高级中学高一期中）在大气中下列气体的含量超标会造成酸雨的是A．CO2B．CH4C．SO2D．CO【答案】C【解析】大气中二氧化碳含量增多，会造成温室效应，A错误；大气中甲烷的含量增多，会造成温室效应，B错误；大气中SO2含量增多，经过复杂的大气化学反应，被雨水吸收会造成酸雨，C正确；一氧化碳有毒，CO大量排入大气中，会使人中毒，不会形成酸雨，D错误。2．（2023—2024宁夏银川唐徕回民中学期中）我国发电总量构成中火力发电占比近八成，每年需燃烧大量的原煤来发电。其中煤的脱硫是一个必要环节，它所起的主要作用是防止A．光化学烟雾的形成 B．酸雨加剧C．臭氧空洞扩大 D．温室效应【答案】B【解析】根据煤中含有硫，硫燃烧产生二氧化硫，二氧化硫能引起酸雨，故脱硫主要起的作用是防止酸雨加剧，B正确。3．研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关(如下图所示)。下列叙述错误的是A．雾和霾的分散剂相同B．雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵，其中和的的空间结构为正四面体C．NH3是形成无机颗粒物的催化剂，属于极性分子D．燃煤中加入CaO可以减少SO2气体的排放【答案】C【解析】雾和霾的分散剂相同，都为空气，A正确；根据图中信息雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵，和价层电子对数分别为、，因此和的的空间结构为正四面体，B正确；根据图中信息NH3与硝酸和硫酸反应生成无机颗粒物硝酸铵、硫酸铵，氨气不是催化剂，氨气是三角锥形，属于极性分子，C错误；氧化钙和二氧化硫加热反应生成亚硫酸钙，因此燃煤中加入CaO可以减少SO2气体的排放，D正确。4．（2023—2024安徽合肥一中校联考）我国始终坚持可持续发展，秉持“绿水青山就是金山银山”的理念。下列关于环境问题的说法正确的是A．地球生物圈存在碳循环，故大气中的含量不会改变B．燃烧含硫物质并直接将尾气排入大气会导致酸雨的形成C．臭氧层是地球生物的保护伞，空气中臭氧含量越高越好D．全球气候变暖只是偶然因素，与人类的生产活动无关【答案】B【解析】地球上的碳元素是不断地循环着的，但含碳物质的量可以发生变化，化石燃料的大量使用，导致大气中的含量不断升高，A错误；燃烧含硫物质并直接将尾气排入大气，会导致大气中SO2含量升高，从而导致酸雨的形成，B正确；臭氧可以吸收紫外线，但臭氧具有强氧化性，所以臭氧的含量高对人体不利，C错误；气候变暖和焚烧化石燃料等有关,并不是偶然因素造成的，D错误。5．（2023—2024海南海口市第四中学期中）2020年9月22日，中国向全世界宜布，努力争取2060年前实现碳中和。下列措施不利于大气中减少的是A．用氨水捕集废气中的，将其转化为氮肥B．大力推广使用风能、水能、氢能等清洁能源C．通过植树造林，利用光合作用吸D．大力推广使用干冰实现人工增雨，缓解旱情收大气中的【答案】D【解析】氨水能与酸性氧化物二氧化碳反应生成碳酸铵或碳酸氢铵，则用氨水捕集废气中的二氧化碳，将其转化为氮肥，有利于大气中二氧化碳的减少，A不符合题意；大力推广使用风能、水能、氢能等清洁能源，可以减少化石能源的使用，从而减少二氧化碳气体的排放，有利于大气中二氧化碳的减少，B不符合题意；通过植树造林，利用光合作用吸收CO2，利于大气中二氧化碳的减少，C不符合题意；大力推广使用干冰实现人工增雨，会增加大气中二氧化碳的量，不利于大气中二氧化碳的减少，D符合题意。探究一硝酸1、硝酸与金属反应计算的思维模式2．硝酸的强氧化性的特殊表现类型规律与方法硝酸与金属反应金属与硝酸反应一般不生成H2。浓HNO3一般被还原为NO2，稀HNO3一般被还原为NO铜与浓HNO3反应，若Cu过量，开始时硝酸的还原产物为NO2，随着反应的进行，浓HNO3变稀，硝酸的还原产物为NO，最终能得到NO2和NO的混合气体硝酸与变价金属氧化物反应：如FeO与稀HNO3反应：3FeO＋10HNO3(稀)＝3Fe(NO3)3＋NO↑＋5H2O，反应中，硝酸既表现了氧化性，又表现了酸性。而不能错误地认为：FeO＋2HNO3＝Fe(NO3)2＋H2O离子共存判断中的NO3－在极弱酸性、中性或弱碱性条件下，NO3－氧化性很弱或几乎没有氧化性溶液中有大量H＋存在时，NO3－就表现出强氧化性，此时不能与Fe2＋、S2－、I－、SO32－、Br－等还原性离子共存【例1】（2023—2024四川广元中学高一期中）将12.8g铜投入100mL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4.48L，反应结束后向溶液中加入600mL1mol•L1NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2+全部转化为Cu(OH)2沉淀。若将盛有4.48L该混合气体的容器倒扣在水中，通入标准状况下一定体积的氧气，又可将气体完全转化为。则下列说法错误的是A．产生的混合气体中，NO和NO2的体积比为1：1B．原硝酸浓度为6mol•L1C．与铜反应中，起酸性作用的硝酸为0.4molD．通入标准状况下氧气的体积为2.24L【答案】B【解析】，生成的Cu(NO3)2的物质的量为0.2mol。根据得失电子守恒可列出方程，根据产生标准状况下4.48L的混合气体的体积可列出方程，解得，故产生的混合气体中，NO和NO2的体积比为1：1，A正确；将0.2molCu(NO3)2全部转化为Cu(OH)2沉淀，只需消耗0.4molNaOH，而实际消耗了0.6molNaOH，这说明硝酸与铜反应后，过量的HNO3为0.2mol。与铜反应中，起氧化作用的硝酸的物质的量，原硝酸溶液中溶质HNO3的物质的量，原硝酸浓度，B错误；与铜反应中，起酸性作用的硝酸的物质的量，C正确；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，故通入标准状况下氧气的物质的量为0.1mol，体积为2.24L(标准状况)，D正确。探究二中学化学常用涉及的环保知识环境污染的主要类型大气污染、水污染、土壤污染、食品污染、固体废弃物污染、放射性污染、噪音污染等。重要与环境污染的名词如富营养化、雾霾、PM2.5、绿色化学、白色污染、光化学烟雾、酸雨、温室效应、一次能源、二次能源、空气质量日报等。化学中的环保（1）环境：大气、土地、水、矿产、森林、生物及风景游览区、自然保护区、生活居住区等构成了人类生存的环境。（2）环保措施：控制和减少污染物的排放，如硫酸厂尾气在排放前的回收处理、城市机动车的排气限制等。（3）工业三废：废水、废气、废渣。（4）粉尘：指煤、矿石、SiO2等固体物料在运输、筛选、粉碎、卸料等机械处理过程中产生的或是由风扬起的灰尘等。（5）破坏臭氧层的物质：SO2、NO、NO2、CF2Cl2(氟利昂)等。（6）氰化物：CN－有剧毒(电镀液中常含有)，含CN－的污水、废气会严重污染环境。（7）汞：剧毒。不慎洒出，可在汞上撒上硫粉(Hg＋S=HgS)。为了排除室内汞蒸气，排风机应装在墙的下部。【例2】（2023—2024广东联考）水体中氮污染已成为一个日益严重的环境问题，把水体中的氮转化为氮气如图所示，下列说法错误的是A．硝化过程和反硝化过程都不属于氮的固定B．该图示所涉及的化学反应均为氧化还原反应C．氨氧化过程是空气中的氧气把和氧化为D．除去硝态氮生成标准状况下时，转移电子数目为【答案】C【解析】氮的固定是游离态氮转化成化合态的氮，A正确；根据图示，所涉及的多个化学反应都存在化合价的变化，B正确；氨氧化过程中，与发生氧化还原反应生成，C错误；除去硝态氮每生成转移气体，标准状况下生成时转移电子数目为，D正确。1.（2023—2024江苏南通海安高级中学期中）合成氨是人工固氮的主要途径，工业生产采用HaberBosch法，反应条件严苛，能源消耗大。制取氢气原料的途径之一为：。研究和的反应机理，有利于开发新的氨气合成技术。下列变化属于“氮的固定”的是A．氮气→氨气B．氨气→氯化铵C．二氧化氮→硝酸D．硝酸→硝酸铜【答案】A【解析】“氮的固定”是将游离态的氮转化为含氮化合物的过程；氮气→氨气是将游离态的氮转化为含氮化合物的过程，A项正确；氨气→氯化铵中氨气是化合物不是游离态的氮，B项错误；二氧化氮→硝酸中二氧化氮不是游离态的氮，C项错误；硝酸→硝酸铜中硝酸是化合物不是游离态的氮，D项错误。2.（2023—2024江苏南通高一统考期末）硝酸是一种易挥发的液体，硝酸和纤维素可发生酯化反应制备硝酸纤维。下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是A．性质稳定，可用作食品保护气B．极易溶于水，常用作制冷剂C．受热易分解，可用作氮肥D．具有强氧化性，可用于制备硝酸纤维【答案】A【解析】性质稳定，很难与氧气等物质反应，常用作食品保护气，A正确；易被液化，液氨气化过程中吸收大量的热，常用液氨作制冷剂，B错误；中含有植物所需的N元素，可用作氮肥，与其稳定性无关，C错误；硝酸与纤维素能发生酯化反应生成硝酸纤维，与其强氧化性无关，D错误。3.关于硝酸的说法中正确的是A．硝酸电离出的H+，能被Zn还原成H2B．常温下，向浓HNO3中投入Fe片，会产生大量的红棕色气体C．王水是浓硝酸和浓盐酸体积比为3∶1的混合物，能溶解金和铂D．浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂【答案】D【解析】硝酸电离出的H+，其氧化能力比弱，所以能优先被Zn还原成氮的氧化物等，A错误；常温下，向浓HNO3中投入Fe片，Fe片发生钝化，不会产生大量的红棕色气体，B错误；王水是浓硝酸和浓盐酸按体积比为1∶3组成的混合物，它具有很强的氧化性，能溶解金和铂，C错误；浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂，与金属反应，通常都生成氮的氧化物，不生成氢气，D正确。4.（2023—2024广西柳州柳铁一中校考开学考试）关于非金属单质及化合物的性质，下列说法不正确的是A．常温下向浓HNO3投入铁片会产生大量红棕色气体B．除去NO中少量的NO2，可以通过盛有水的洗气瓶C．上图路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径D．上图路线①②③是工业生产硝酸的主要途径，①中氧化剂与还原剂的物质的量之比为5：4【答案】A【解析】常温下，铁与浓硝酸发生钝化，不会生成大量红棕色二氧化氮，A错误；除去NO中少量的NO2，可将混合气体通入盛有水的洗气瓶，二氧化氮与水反应生成硝酸和NO，从而出去二氧化氮，B正确；在放电条件下，氮气和氧气发生化合反应：N2+O22NO路线Ⅰ；NO不稳定，易被氧气氧化为二氧化氮：2NO+O2=2NO2路线Ⅱ，二氧化氮溶于水生成硝酸：3NO2+H2O=2HNO3+NO路线Ⅲ，C正确；工业上生产硝酸的流程是：氮气和氢气生成氨气，氨气催化氧化生成一氧化氮，路线①，一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，路线②，二氧化氮与水反应生成硝酸③，路线①②③是工业生产硝酸的主要途径，①中反应为：，反应中氧气为氧化剂，氨气为还原剂，氧化剂与还原剂的物质的量之比为5：4，D正确。5.（双选）以下是进行氨氧化制硝酸的实验装置图，有关叙述正确的是A．烧杯中石蕊溶液变红B．烧瓶中发生喷泉现象C．加热后，通过Cr2O3的气体由无色变为红棕色D．Cr2O3起氧化剂的作用【答案】AC【解析】氨气被碱石灰干燥后，在大试管中氨气与氧气反应4NH3＋5O24NO＋6H2O，圆底烧瓶中一氧化氮被氧化2NO＋O2=2NO2，二氧化氮与水反应生成硝酸3NO2＋H2O==2HNO3＋NO。烧杯中紫色石蕊溶液遇硝酸变红，A项正确；圆底烧瓶中能够收集到NO2气体，由于圆底烧瓶中压强较大，不会发生喷泉现象，B项错误；加热后，氨气通过三氯化二铬的催化作用生成无色一氧化氮，一氧化氮被氧化生成红棕色的气体二氧化氮，C项正确；氨气与氧气在三氯化二铬的催化作用反应生成一氧化氮和水，D项错误。6.（2023—2024云南高二统考学业考试）氮是自然界各种生物体生命活动不可缺少的重要元素。氮元素的“价—类”二维图如下图所示，下列说法不正确的是A．在自然界里，氮元素主要以游离态存在于空气中B．具有一定的还原性，在一定条件下能与NO反应生成C．硝酸是强氧化性酸，在常温下能与铜发生反应D．与反应时，只作还原剂【答案】D【解析】N2在空气中占比78%，在自然界里，氮元素主要以游离态存在于空气中，A正确；具有一定的还原性，在一定条件下能与NO反应生成，B正确；硝酸是强氧化性酸，在常温下能与铜发生反应，C正确；与反应生成HNO3和NO，既是还原剂也是氧化剂，D错误。7.下列有关浓硝酸的说法有：①保存在棕色瓶中；②点在蓝色石蕊试纸上，最终显红色；③沸点很高；④常温即能与铜反应；⑤加热时可以氧化硫单质；⑥可用铁罐储存；⑦蘸有浓氨水的玻璃棒和蘸有浓硝酸的玻璃棒靠近，产生白烟；以上说法正确的有几个A．4B．5C．6D．7【答案】B【解析】①浓硝酸见光或受热分解、应保存在棕色瓶中，正确；②浓硝酸具有强氧化性、漂白性，点在蓝色石蕊试纸上，试纸先变红最终会褪色，错误；③浓硝酸是挥发性酸、沸点较低，错误；④浓硝酸常温下能与铜反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，正确；⑤浓硝酸具有强氧化性、加热时可以氧化硫单质生成二氧化硫、二氧化氮和水，正确；⑥浓硝酸具有强氧化性、铁在冷的浓硝酸中钝化，可用铁罐储存，正确；⑦浓硝酸是挥发性酸、蘸有浓氨水的玻璃棒和蘸有浓硝酸的玻璃棒靠近，挥发出的硝酸和氨气反应生成硝酸铵、产生白烟，正确；B正确。8.（2023—2024•L1稀硝酸，混合物完全溶解，同时生成4.48LNO(标准状况)。向所得溶液中加入VmL2.5mol•L1NaOH溶液，恰好使Cu2+沉淀完全，沉淀经洗涤、充分灼烧后得32.0g固体。下列分析判断错误的是A．m=27.2B．V=400C．mg混合物中n(Cu)：n(CuO)=1：1D．标准状况下，将4.48LNO与3.36LO2通入足量水中，恰好完全反应【答案】C【解析】铜和氧化铜的混合物溶于稀硝酸中，铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、4.48LNO(0.2mol)和水，氧化铜和硝酸反应生成硝酸铜和水，向所得溶液中加入NaOH溶液，Cu2+和OH反应生成Cu(OH)2沉淀，过滤洗涤后灼烧得到氧化铜的质量为32g(0.4mol)。铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水，生成的NO的物质的量为0.2mol，则转移电子0.6mol，根据电子守恒，消耗的铜为0.3mol，质量为19.2g；最后得到的氧化铜为0.4mol，则其中有0.3mol来自原混合物中的铜，则0.1mol来自原混合物中的氧化铜，则原有氧化铜0.1mol，质量为8g，所以铜和氧化铜的混合物为19.2g+8g=27.2g，A正确；向反应后的溶液中加入NaOH溶液，恰好使Cu2+完全沉淀，此时溶液中的溶质为NaNO3，根据原子守恒，反应后溶液中的氮原子的物质的量和加入的NaOH的物质的量相等，即有0.6L×2.0mol/L0.2mol=2.5mol/L×V×103，解得V=400，B正确；由A分析可知，mg混合物中铜有0.3mol，氧化铜有0.1mol，所以n(Cu)：n(CuO)=3：1，C错误；标准状况下，4.48LNO是0.2mol，3.36LO2是0.15mol，NO和氧气通入足量水中，NO和O2反应生成NO2，NO2和水反应生成硝酸和NO，NO再继续和氧气反应生成NO2，NO2再继续和水反应生成硝酸和NO，不断循环，将方程式相加得到总反应：4NO+3O2+2H2O=4HNO3，所以0.2molNO和0.15molO2恰好完全反应，D正确。9.（2023—2024重庆高一校联考期中）将铜与一定质量的浓硝酸反应，铜消耗完时，共产生混合气混合体(标准状况)，则整个反应过程中消耗总的物质的量为A．B．C．D．【答案】D【解析】Cu与浓硝酸的反应为4HNO3(浓)+Cu=Cu(NO3)2+2H2O+2NO2↑、3Cu+8HNO3=2NO↑+3Cu(NO3)2+4H2O。按照原子守恒，HNO3的总物质的量=n(NO2)+n(NO)+n()。已知NO、NO2混合气混合体5.6L(标准状况)即n(NO2)+n(NO)=。12.8g铜物质的量为=，则=0.4mol。则HNO3的总物质的量=n(NO2)+n(NO)+n()=0.25+0.4=0.65mol；D正确。10.（双选）（2023—2024山东淄博校联考二模）探究铜与硝酸反应的生成时的硝酸浓度。如图所示，先通一段时间后关闭活塞K，将铜丝伸入溶液中，当A中气体变为无色时，上提铜丝，再将B中溶液稀释至，取，用的溶液滴定至终点时消耗(忽略硝酸的挥发、分解及溶液体积变化)。下列说法正确的是A．可用盛有溶液的洗气瓶进行尾气吸收B．铜与硝酸反应主要生成时的硝酸浓度不大于C．若不通，可能导致所得实验结果偏高D．若通过直接滴定A中剩余酸的量(掩蔽掉的干扰)进行求算，所得实验结果偏低【答案】BD【解析】A瓶中的反应为4HNO3(浓)+Cu=2NO2↑+2H2O+Cu(NO3)2。B中发生的反应为3NO2+H2O=2HNO3+NO。用0.20mol⋅L−1的NaOH溶液滴定至终点时消耗15.00mL，即n(NaOH)=0.20×15.00×103mol=3×103mol，有关系式为NaOH~HNO3则B瓶中产生的n(HNO3)=3×103mol×10=3×102mol，又3NO2~2HNO3则A瓶中产生的NO2为3×102mol×=4.5×102mol。由关系式得4HNO3(浓)~2NO2则消耗的浓硝酸为4.5×102×2=9×102mol。NaOH溶液不能直接与NO反应，所以它不能吸收尾气，A错误；溶液中剩余的硝酸浓度为。因此当反应主要产生NO时，硝酸浓度不大于8mol⋅L−1，B正确；若不同如N2，B瓶中NO也转变为HNO3，从而导致消耗的HNO3偏大，A中剩余HNO3偏低，结果偏低，C错误；当A中气体变为无色时停止反应，产生NO的浓度应该比A瓶的大。所以直接测定A瓶中的酸可能导致结果偏低，D正确。11.为了探究浓硝酸的性质，进行以下五组实验，均观察到红棕色气体。下列分析错误的是A．将带火星的木条靠近①的试管口，木条复燃，说明NO2能支持燃烧B．②中的铁片钝化，红棕色气体由浓硝酸分解产生，③中溶液变为绿色C．①④⑤实验对比，④中的红棕色气体可能是由挥发的浓硝酸受热分解产生的D．五支试管中的红棕色气体均为还原产物【答案】B【解析】灼热的玻璃棒插入浓硝酸中，HNO3分解生成NO2、O2和H2O，带火星的木条靠近①的试管口，木条复燃，说明NO2和O2均能支持燃烧，A正确；灼热的铁片在浓硝酸中发生反应，且生成红棕色的NO2，不能钝化，B错误；浓硝酸具有强挥发性，挥发出的HNO3(g)受灼热木炭作用，发生分解反应生成红棕色NO2，C正确；红棕色气体均为NO2，都是HNO3被还原生成，均为还原产物，D正确。12.（2023—2024湖南常德市一中期中）向稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量的变化如图所示(已知硝酸只被还原为NO气体)。下列分析错误的是A．OA段产生的是NO，AB段的反应为B．A点溶液中的溶质为和C．原混合酸中H2SO4的物质的量浓度为2mol·L1D．原混合酸中和物质的量之比为2∶1【答案】D【解析】氧化能力：(H+)＞Fe3+＞H+，OA段发生反应：Fe++4H+=Fe3++NO↑+2H2O，AB段发生反应：Fe+2Fe3+=3Fe2+，BC段发生反应：Fe+2H+=Fe2++H2↑，完全反应消耗11.2gFe，根据OA段离子方程式计算n()，最终消耗22.4gFe，产生溶液中溶质为FeSO4，根据守恒可知n()=n(H2SO4)=n(FeSO4)=n(Fe)。氧化能力：(H+)＞Fe3+＞H+，OA段发生反应：Fe++4H+=Fe3++NO↑+2H2O，AB段发生反应：Fe+2Fe3+=3Fe2+，BC段发生反应：Fe+2H+=Fe2++H2↑，故OA段生成的气体为NO，BC段生成的气体为H2，A正确；OA段发生反应：Fe++4H+=Fe3++NO↑+2H2O，A点溶液中恰好完全反应，硫酸有溶液，A点溶液中溶质为H2SO4、Fe2(SO4)3，B正确；原溶液中n(H2SO4)=0.4mol，则原混合酸中H2SO4的物质的量浓度为=2mol•L1，C正确；完全反应消耗11.2gFe,消耗Fe的物质的量为=0.2mol,由Fe++4H+=Fe3++NO↑+2H2O可知，原溶液中n()=n(Fe)=0.2mol，最终消耗22.4gFe，此时溶液中溶质为FeSO4，根据Fe元素守恒可n(FeSO4)=n(Fe)==0.4mol,再根据硫酸根守恒，可知原溶液中n(H2SO4)=n(FeSO4)=0.4mol,则原混合酸中和物质的量之比为0.2mol：0.4mol=1：2，D错误。13.教材中用如下装置来探究铜与不同浓度硝酸反应的情况：（1）①写出盛放硝酸的仪器名称：______________。②分别写出铜与浓硝酸、稀硝酸反应的化学方程______________、______________。（2）比较两个反应，通过什么现象可能判断浓硝酸的氧化性大于稀硝酸？______________。（3）氮氧化合物进入大气后，不仅会形成硝酸型酸雨，还可能形成光化学烟雾。已知和为酸性氧化物，实验室通常用氢氧化钠溶液来处理硝酸与铜反应后的有毒气体。其中与NaOH溶液反应可形成两种盐，写出其化学反应方程式_______________；等物质的量的NO和与NaOH溶液反应只能得到一种盐，写出其离子方程式，并用单线桥表示电子转移情况：_______________。（4）若32gCu与一定体积的浓硝酸反应生成了8.96L(换算成标准状况后的体积)气体，若将这些气体与水反应全部转化为硝酸，需要通入氧气的物质的量为_________________。【答案】（1）具支试管（2）铜与浓硝酸反应生成的气体快(或浓硝酸与铜在常温下可以快速反应，而稀硝酸常温下反应缓慢；或浓硝酸可以氧化低化合价还原产物，如将NO氧化为等其他合理答案)（3）（4）0.25mol【解析】（1）①根据装置图可知，盛放硝酸的仪器名称为具支试管；故答案为具支试管；铜与浓硝酸反应生成硝酸铜和NO2，其反应方程式为Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，铜与稀硝酸反应生成硝酸铜和NO，其②反应方程式为3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O；（2）判断浓硝酸氧化性大于稀硝酸，可以通过产生气体快慢、反应速率的快慢等等；或浓硝酸可以氧化低化合价还原产物，如将NO氧化为NO2等其他合理答案)；（3）NO2与NaOH溶液发生歧化反应，生成NaNO2和NaNO3，其化学反应方程式为2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O；NO、NO2与NaOH溶液发生归中反应，生成亚硝酸钠，其化学方曾是为NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O，用单线桥表示电子转移：；（4）Cu失去电子，给了硝酸，硝酸得电子后转化成氮的氧化物，氮的氧化物与氧气发生氧化还原反应，氮的氧化物失去电子，氧气得电子，因此可以看作Cu失去电子最终给了氧气，根据得失电子数目守恒有：n(Cu)×2=n(O2)×2×2，n(O2)==0.25mol。14.图示分析是学习化学重要手段之一，学习过程中常遇到各类“数形结合”问题。结合所给图示回答相关问题：（1）从元素化合价和物质类别两个维度学习、研究物质的性质及转化，是一种行之有效的方法。下图是氮元素的“价类二维图”的部分信息。①X的电子式为__________；Y的化学式为__________。②图中关于转化为的反应过程，下列说法不正确的是__________。a．氮元素的化合价不发生变化b．该转化过程中，一定既是氧化剂，又是还原剂c．若用与反应制取，可生成另一种产物③下图为氨气水溶性的探究：利用如图所示的装置进行实验，欲观察的现象是__________；合理的验证操作为__________。④和在固氮酶的作用下转化为氨气，最后生成被植物吸收的，其中固氮酶的作用是__________。（2）、和是大气初期污染物的主要成分，催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如图所示。当与的物质的量之比为1：1时，与足量氨气在一定条件下发生反应，该反应的化学方程式为__________。（3）研究表明硝酸与金属反应时，最容易生成亚硝酸(，弱酸)，然后才转化成，如果溶液中存在更强的氧化剂，如过氧化氢，它完全有能力将新产生的亚硝酸再氧化成硝酸，如图为金属在不同浓度的混合溶液中的溶解速率和生成的体积V的变化示意图，请回答下列问题：①最佳溶解金属的混合溶液中的质量分数为___________，理由是__________。②过氧化氢与亚硝酸反应的化学方程式为__________。【答案】（1）N2O5a烧瓶内形成红色喷泉，最终水充满烧瓶挤压胶头滴管，少量的水进入烧瓶，打开止水夹催化剂（2）（3）10.5%溶解速率较快，生成NOx的体积少HNO2+H2O2=HNO3+H2O【解析】（1）①X是NH3，电子式为；Y是+5价N元素的氧化物，Y是N2O5。②转化为，氮元素的化合价升高，a错误；该转化过程中，和水反应生成硝酸和NO，N元素化合价既升高又降低，NO2既是氧化剂又是还原剂，b正确；与反应生成和，c正确。③氨气极易溶于水，利用如图所示的装置进行实验，欲观察的现象是烧瓶内形成红色喷泉，最终水充满烧瓶；引发喷泉的验证操作为：挤压胶头滴管，少量的水进入烧瓶，打开止水夹，烧瓶内形成喷泉。④和在固氮酶的作用下转化为氨气，固氮酶的作用是催化剂。（2）当与的物质的量之比为1：1时，、和NH3反应生成氮气和水，根据得失电子守恒，该反应的化学方程式为。（3）①由图可知，当混合溶液中HNO3的质量分数为10.5%时，溶解速率较快，生成NOx的体积少，因此最佳溶解金属的混合溶液中HNO3的质量分数为10.5%。②过氧化氢把亚硝酸氧化为硝酸，根据得失电