2024-2025年新教材高中化学课时检测20硝酸的性质人类活动对氮循环和环境的影响含解析鲁科版必修第一册

PAGEPAGE8硝酸的性质人类活动对氮循环和环境的影响1．下列试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——强酸性解析：选DA项，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；B项，因稀硝酸有强氧化性，其与铁反应不产生H2；C项，因浓硝酸不稳定，见光或受热易分解，因此应用棕色瓶盛装浓硝酸，且避光保存；D项，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。2．下列说法不正确的是()A．HNO3→NO→NO2，以上各步改变均能通过一步试验完成B．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C．某气体能使潮湿的红色石蕊试纸变蓝，该气体的水溶液肯定显碱性D．铜与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O解析：选B硝酸被还原生成NO，NO被氧化生成NO2，所以HNO3→NO→NO2中各步改变均能通过一步试验完成，故A正确；在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，再加入Cu(NO3)2固体，在酸性溶液中硝酸根离子具有强氧化性，此时的铜粉被氧化而溶解，故B错误；某气体能使潮湿的红色石蕊试纸变蓝，该气体的水溶液肯定显碱性，故C正确；铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮气体和水，离子方程式为3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，故D正确。3．下列关于硝酸的说法中正确的是()A．稀硝酸能与Fe发生反应，浓硝酸不能B．浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂C．稀硝酸是弱酸，浓硝酸是强酸D．稀硝酸与Cu反应生成NO，而浓硝酸与Cu反应生成NO2，稀硝酸得电子更多，故稀硝酸的氧化性强于浓硝酸的氧化性解析：选BA项，常温下，Fe遇浓硝酸在表面生成致密的氧化物薄膜而发生钝化，Fe能与浓硝酸反应；B项，浓、稀硝酸均具有强氧化性；C项，硝酸属于强酸，与浓度大小无关；D项，硝酸的氧化性强弱与其浓度大小有关，浓硝酸的氧化性强于稀硝酸的氧化性，与HNO3和Cu的反应中HNO3得电子的数目无关。4．肯定质量的铜与浓硝酸恰好完全反应，生成NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体与2.24LO2(标准状况下)混合后通入水中，全部气体被水完全汲取生成硝酸。则参与反应的铜的质量为()A．3.2g B．6.4gC．12.8g D．条件不足，无法计算解析：选C总过程中，氮元素最终没有得电子，铜失去的电子数目与O2得到的电子数目相等，所以铜的质量为eq\f(2.24L,22.4L·mol－1)×4÷2×64g·mol－1＝12.8g，C正确。5．铜粉放入稀硫酸溶液中，加热后无明显现象发生。当加入一种盐后，铜粉的质量削减，溶液呈蓝色，同时有气体逸出。该盐是()A．FeSO4 B．Fe2(SO4)3C．Na2CO3 D．KNO3解析：选DCu与稀硫酸不反应，加入FeSO4混合后仍不反应，Cu不溶解，A不符合题意；Cu、稀硫酸、硫酸铁混合时，铜和硫酸铁发生氧化还原反应，生成硫酸亚铁和硫酸铜，造成铜粉的质量削减，但没有气体生成，B不符合题意；加入碳酸钠，有二氧化碳气体冒出，但铜质量不变，C不符合题意；Cu、稀硫酸、KNO3混合时发生反应：3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，则铜粉质量削减，同时溶液渐渐变为蓝色，且有气体逸出，D符合题意。6．木炭屑与浓HNO3共热，产生的气体X等分为①和②两份，将两份气体分别按下图试验：则澄清石灰水的改变可能是()A．①不变浑浊，②变乳白色B．①变为乳白色浑浊，②不变浑浊C．①、②均变为乳白色浑浊D．①、②都不变浑浊解析：选B①中X先通过水，NO2转变为NO，故澄清石灰水只与CO2反应变浑浊，②中X通入澄清石灰水，依次发生的反应：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O，生成的CaCO3沉淀会被HNO3溶解，故澄清石灰水不变浑浊，所以B项正确。7．用以下三种途径来制取相等质量的硝酸铜：(1)铜跟浓硝酸反应；(2)铜跟稀硝酸反应；(3)铜先跟氧气反应生成氧化铜，氧化铜再跟硝酸反应。以下叙述中错误的是()A．三种途径所消耗的铜的物质的量相等B．途径(3)符合绿色化学的理念C．三种途径所消耗的硝酸的物质的量相等D．三种途径所消耗的硝酸的物质的量：途径(1)＞途径(2)＞途径(3)解析：选C从化学方程式可以看出，生成相同质量的Cu(NO3)2，三种途径所消耗的铜的物质的量相等，A正确；途径(3)中不产生污染环境的气体，符合绿色化学的理念，B正确；生成相同量的Cu(NO3)2，途径(1)中消耗硝酸最多，途径(3)中消耗硝酸最少，C错误；生成3molCu(NO3)2，三种途径所消耗的硝酸的物质的量依次是12mol、8mol、6mol，D正确。8．某化学爱好小组进行有关Cu、硝酸、硫酸化学性质的试验，试验过程如图所示。下列有关说法错误的是()A．①中溶液呈蓝色，试管口有红棕色气体产生，但稀硝酸的还原产物为NOB．③中反应的离子方程式为：3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2OC．③中滴加稀硫酸，铜片接着溶解，不能说明稀硫酸的氧化性比稀硝酸的氧化性强D．由上述试验可知，Cu在常温下既可与稀硝酸反应，也可与稀硫酸反应解析：选DA项，试验①中溶液呈蓝色，稀硝酸被Cu还原为NO，在试管口，NO遇到空气中的O2，生成红棕色气体NO2，正确；B项，③中反应的离子方程式：3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，正确；C项，试验③中滴加稀硫酸，铜片接着溶解，是由于硝酸根离子在酸性条件下等同于硝酸，硝酸的氧化性强于稀硫酸的氧化性，正确；D项，铜与稀硫酸不反应，错误。9．氨氮废水超标排放是水体富养分化的重要缘由，可用以下流程处理：下列说法正确的是()A．过程Ⅰ中发生的化学反应属于氧化还原反应B．过程Ⅱ中NHeq\o\al(＋,4)→NOeq\o\al(－,3)，每转化1molNHeq\o\al(＋,4)转移的电子数为6NAC．过程Ⅲ中CH3OH→CO2，甲醇做还原剂D．过程Ⅲ中HNO3→N2，转移10mole－时可生成N211.2L(标准状况)解析：选C过程Ⅰ相当于向含NHeq\o\al(＋,4)的溶液中加碱加热，将NHeq\o\al(＋,4)转变为氨气，此过程不是氧化还原反应，A项错误；NHeq\o\al(＋,4)中的氮元素是－3价，NOeq\o\al(－,3)中的氮元素是＋5价，因此每转化1molNHeq\o\al(＋,4)要转移8mol电子，B项错误；依据氢为＋1价、氧为－2价的规则不难看出甲醇中的碳是－2价，而CO2中的碳是＋4价，因此甲醇变成CO2的过程中甲醇被氧化，做还原剂，C项正确；硝酸中的氮是＋5价的，转化为氮气中0价的氮须要得到5个电子，因此转移10mol电子可以得到2mol的0价氮原子，即1mol氮气，体积为22.4L(标准状况)，D项错误。10．某化学小组为了探究铜与硝酸反应的状况，做了以下探究试验。按如图进行反应：(1)起先反应会出现的现象是_________________________________________________，反应的化学方程式为________________________________________________。(2)若铜有剩余，反应将要结束时发生反应的化学方程式是________________________________________________________________________。(3)待反应停止后，再加入少量质量分数为25%的稀硫酸，这时铜片上又有气泡产生，其缘由是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)若将12.8g铜跟肯定量的浓硝酸反应，铜消耗完时，共产生气体5.6L(标准状况)，消耗的硝酸的物质的量是________。解析：(1)反应起先时发生反应：Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，铜片渐渐溶解，溶液渐渐变蓝，有红棕色气体逸出；(2)随着反应的进行，硝酸浓度不断减小，故反应最终阶段发生的是铜与稀硝酸的反应；(3)加入稀硫酸后，H＋与原溶液中的NOeq\o\al(－,3)构成强氧化性的环境，又能与过量的Cu反应，反应的离子方程式：3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O；(4)n(NOx)＝eq\f(5.6L,22.4L·mol－1)＝0.25mol，故依据氮原子守恒可知，消耗n(HNO3)＝2n(Cu)＋n(NOx)＝2×eq\f(12.8g,64g·mol－1)＋0.25mol＝0.65mol。答案：(1)铜片渐渐溶解、溶液渐渐变蓝、有红棕色气体逸出Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O(2)3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(3)加入稀硫酸后，H＋与原溶液中的NOeq\o\al(－,3)构成强氧化性的环境，又能与过量的Cu反应，反应的离子方程式：3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O(4)0.65mol11．某课外活动小组为了探究木炭与浓硝酸反应后的气态生成物，设计如下试验。(1)甲同学设计试验如图甲。红热木炭未进入试管前，浓硝酸上方并无明显改变。当如图甲连接试验后，浓硝酸液面上方有明显的红棕色气体产生，且沾有澄清石灰水的玻璃片上出现浑浊，后浑浊消逝。①液面上方出现红棕色气体，说明浓硝酸具有________(填字母)。a．酸性b．挥发性c．不稳定性②沾有澄清石灰水的玻璃片上出现浑浊，________(填“能”或“不能”)说明木炭与浓硝酸发生了反应，缘由是___________________________________________________。(2)乙同学设计试验如图乙。如图乙连接试验后，浓硝酸液面上方有明显的红棕色气体产生，且沾有澄清石灰水的玻璃片上无明显改变。沾有澄清石灰水的玻璃片上无明显改变，________(填“能”或“不能”)说明木炭与浓硝酸未反应，缘由是____________________________________________________________________________________________________________________。(3)丙同学克服了甲、乙同学设计上的缺点，设计试验如图丙。已知酸性高锰酸钾能将NO、NO2氧化成NOeq\o\al(－,3)，MnOeq\o\al(－,4)被还原为Mn2＋。①如图连接装置后，需进行的试验操作为________；加热木炭与浓硝酸前需先通一段时间N2，目的为________________。②装置A中木炭与浓硝酸反应的化学方程式为____________________________。③能证明木炭被氧化的试验现象为________________________________________。④D装置中发生反应的离子方程式为______________________________________。解析：(1)①木炭未伸入浓硝酸中，液面上方出现红棕色NO2气体，说明试管内有硝酸蒸气，证明浓硝酸具有挥发性；NO2气体可能是硝酸分解产生的，证明浓硝酸具有不稳定性，故选b、c；②木炭与空气中的氧气反应也能生成二氧化碳，所以沾有澄清石灰水的玻璃片上出现浑浊，不能证明木炭与浓硝酸发生了反应；(2)挥发出的硝酸和反应生成的NO2都能与石灰水反应消耗石灰水，所以沾有澄清石灰水的玻璃片上无明显改变，不能证明木炭与浓硝酸未反应；(3)①涉及气体制备的试验要检查装置的气密性，所以连接装置后，需进行的试验操作为检查装置的气密性；为防止空气对试验的干扰，加热木炭与浓硝酸前需先通一段时间N2，将装置中的空气排尽。②木炭与浓硝酸反应生成二氧化碳、二氧化氮和水，反应的化学方程式为C＋4HNO3(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。③若澄清石灰水变浑浊，可证明木炭被氧化为二氧化碳，所以能证明木炭被氧化的试验现象为C中澄清石灰水变浑浊。④D装置中NO被氧化为NOeq\o\al(－,3)，MnOeq\o\al(－,4)被还原为Mn2＋，发生反应的离子方程式为5NO＋3MnOeq\o\al(－,4)＋4H＋=5NOeq\o\al(－,3)＋3Mn2＋＋2H2O。答案：(1)①bc②不能木炭与空气中的氧气反应也能生成二氧化碳，使澄清石灰水变浑浊(2)不能挥发出的硝酸和生成的NO2均能与澄清石灰水反应(3)①检查装置的气密性将装置中的空气排尽②C＋4HNO3(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O③C中澄清石灰水变浑浊④5NO＋3MnOeq\o\al(－,4)＋4H＋=5NOeq\o\al(－,3)＋3Mn2＋＋2H2O12．用如图所示装置进行下列试验：将①中溶液逐滴加入②中，预料现象与实际相符的是()选项①②预料现象A浓盐酸二氧化锰产生黄绿色气体B稀盐酸饱和碳酸钠溶液马上产生大量气泡C浓硝酸用砂纸打磨过的铝条无明显现象D稀硝酸铜片产生大量红棕色气体解析：选C二氧化锰氧化浓盐酸须要加热，常温下不反应，故A错误；盐酸与碳酸钠先发生反应生成碳酸氢钠，最终盐酸与碳酸氢钠反应生成气体，则现象不符合实际，故B错误；常温下，Al遇浓硝酸发生钝化，则现象合理，故C正确；稀硝酸与铜反应生成NO气体，不是红棕色的NO2气体，预料现象不符合实际，故D错误。13．在某100mL的混合液中，硝酸和硫酸的物质的量浓度分别是0.4mol·L－1、0.1mol·L－1，向该混合液中加入1.92g铜粉，加热，待充分反应后，所得溶液中铜离子的物质的量浓度(mol·L－1)是()A．0.15 B．0.225C．0.35 D．0.45解析：选B溶液中的氢离子包括硝酸、硫酸电离出的H＋，所以n(H＋)＝0.4mol·L－1×0.1L＋0.1mol·L－1×0.1L×2＝0.06mol，n(NOeq\o\al(－,3))＝0.4mol·L－1×0.1L＝0.04mol,1.92g铜的物质的量为eq\f(1.92g,64g·mol－1)＝0.03mol，依据：3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O3820．03mol0.08mol0.02mol知氢离子的物质的量不足，所以应依据氢离子的物质的量计算，由离子方程式可知0.06mol氢离子参与反应，生成的铜离子的物质的量为0.06mol×eq\f(3,8)＝0.0225mol，所以溶液中c(Cu2＋)＝eq\f(0.0225mol,0.1L)＝0.225mol·L－1，故选B。14．(1)试验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如下：①氮气和氢气通过甲装置，甲装置的作用除了将气体混合、干燥，还有________________________的作用。②用乙装置汲取一段时间氨后，再通入空气，同时将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内，能使铂丝保持红热，锥形瓶中还可视察到的现象是________________________。③写出乙装置中氨氧化的化学方程式：________________________________。(2)试验室探究铜与硝酸反应的相关问题，按下图所示装置进行试验。请回答下列问题：①装置甲中盛放浓硝酸的仪器A的名称是_______________________________________________________________________。②试验过程中，装置丙中出现的现象是________________________________________________________________________________________________________________。③装置丙中的试管内发生反应的离子方程式为__________________________________________________________________________________________________________。取下装置丙中的试管D，在其中滴加FeSO4溶液，再滴加KSCN溶液，溶液变为________色。④待反应停止后，Cu片有剩余，取下B，加入少量质量分数为25%的稀硫酸，这时铜片上又有气泡产生，反应的离子方程式为_____________________________________。解析：(1)①浓硫酸具有吸水性，可干燥气体，因此装置甲的作用是干燥气体，浓硫酸的另一个作用是通过视察气泡冒出的速率，限制氢气和氮气的流速；②此反应是NH3的催化氧化，铂丝保持红热，说明氨的催化氧化是放热反应，氨气催化氧化的化学方程式为4NH3＋5O