2019-2020学年新教材高中化学课时跟踪检测十九3.3第三课时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

PAGE7-课时跟踪检测（十九）硝酸的性质人类活动对氮循环和环境的影响A级—学业水平考试达标练1．导致下列现象的主要原因与排放氮氧化物无关的是()A．酸雨 B．光化学烟雾C．雾霾 D．温室效应解析：选D氮氧化物的排放可以引起酸雨、光化学烟雾、雾霾等，但是不能引起温室效应。2．有关硝酸化学性质的叙述中正确的是()A．硝酸能与Na2CO3、Na2S、Na2SO3等盐反应，产生CO2、H2S和SO2B．硝酸与FeO反应生成Fe(NO3)2和水，与Fe反应生成Fe(NO3)2和H2C．浓硝酸、稀硝酸都只能使蓝色石蕊试纸变红D．浓硝酸因分解放出的NO2又溶解于硝酸而使之呈黄色解析：选DHNO3具有强氧化性，与Na2S、Na2SO3反应生成Na2SO4，与FeO反应生成Fe(NO3)3，与Fe反应不产生H2，故A、B错误；浓硝酸使石蕊试纸先变红后褪色，C错误；HNO3不稳定，分解生成的NO2溶于浓硝酸而使之呈黄色，D正确。3．下列反应中硝酸既表现出氧化性又表现出酸性的是()A．氧化铝和硝酸 B．碳和硝酸C．硫化氢和硝酸 D．铜和浓硝酸解析：选DA项，Al2O3＋6HNO3=2Al(NO3)3＋3H2O，复分解反应，只表现酸性；B项，碳与硝酸反应仅表现硝酸的氧化性；C项，H2eq\o(S,\s\up6(－2))＋HNO3→eq\o(S,\s\up6(0))↓＋NOx↑＋H2O，HNO3只表现氧化性；D项，Ceq\o(u,\s\up6(0))＋4HNO3(浓)=Ceq\o(u,\s\up6(＋2))(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，HNO3表现了氧化性和酸性。4．为除去镀在铝表面的铜镀层，可选用的试剂是()A．浓H2SO4 B．稀硝酸C．NaOH溶液 D．浓HNO3解析：选D浓H2SO4只有在加热的条件下才能与铜发生反应，且加热的时候也可与铝反应，A错误；稀硝酸既可与铜反应也可与铝反应，B错误；NaOH溶液可与铝反应，但是不能与铜反应，C错误；浓HNO3在常温下能与铜反应，与铝可发生钝化，从而除去铝表面的铜而不溶解铝，D正确。5．(2018·山东合格考)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，可用作保护气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、银等不活泼金属解析：选BNO能够与空气中的O2发生反应生成NO2，在大气中不能稳定存在。6．将铜粉放入稀硫酸中，加热无明显现象发生，当加入下列一种物质后，铜粉的质量减少，溶液呈蓝色，同时有气体逸出，该物质是()A．Fe2(SO4)3 B．Na2SO4C．KNO3 D．FeSO4解析：选C“溶液呈蓝色”说明铜被氧化。A项，在原稀硫酸中已含有H＋，当加入Fe3＋，虽然也可以氧化Cu，但此时并没有气体放出，错误；C项，若加入KNO3(提供了NOeq\o\al(－,3))，相当于Cu在稀硝酸的环境中，会被氧化并放出NO气体；B、D项，加入后铜不溶解，错误。7.如图所示，向一定量的铁粉中加入一定体积12mol·L－1的HNO3，加热充分反应后，下列微粒在体系中一定大量存在的是()①NOeq\o\al(－,3)②Fe3＋③H＋④NO⑤NO2A．① B．①⑤C．②④⑤ D．①②③⑤解析：选B开始反应生成NO2，随反应的进行，硝酸浓度会变低，铁与稀硝酸反应生成NO，硝酸过量时生成Fe3＋，铁过量时生成Fe2＋，若铁粉过量，体系中大量存在NOeq\o\al(－,3)、Fe2＋、NO2、NO；若HNO3过量，体系中大量存在NOeq\o\al(－,3)、Fe3＋、H＋、NO2。8．硝酸铜是一种重要的工业原料，制取硝酸铜现有三种设计方案可供选用：①Cu与稀硝酸反应制取；②Cu与浓硝酸反应制取；③通氧气于铜屑与稀硝酸的体系中制取：2Cu＋4HNO3＋O2=2Cu(NO3)2＋2H2O。下列说法正确的是()A．制取相同量的硝酸铜需硝酸的量③最多B．制取相同量的硝酸铜①产生的有毒气体比②多C．三种方案中硝酸的利用率③>①>②D．三种方案的反应都可以在铁制容器中进行解析：选C有关反应为：①3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O；②Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O；③2Cu＋O2＋4HNO3(稀)=2Cu(NO3)2＋2H2O。分析以上三个反应，可以看出：生成相同质量的Cu(NO3)2，消耗相同质量的铜，但消耗硝酸的质量(或物质的量)不相同，途径②消耗HNO3最多，途径①次之，途径③消耗HNO3最少，A错误；产生的有毒气体②比①多，B错误；通过比较可以看出，生产Cu(NO3)2，途径③效果最佳，既不造成污染，又能提高HNO3的利用率，C正确；稀HNO3可与铁反应，①、③不能在铁制容器中进行，D错误。9．下列气体的制备可采用如图装置的是()A．铜与浓硝酸反应制NO2B．铜与稀硝酸反应制NOC．氯化铵与熟石灰反应制NH3D．氯化钠与浓硫酸反应制HCl解析：选B二氧化氮可以与水反应，氨气和氯化氢均极易溶于水，三者均不能用排水法收集。10．将0.1mol铜与40mL10mol·L－1HNO3充分反应后，溶液中含amolH＋。由此可知()A．生成的气体在标准状况下的体积为4.48LB．生成的气体在标准状况下的体积为1.49LC．被还原的硝酸的物质的量为(0.2－a)molD．反应后溶液中所含NOeq\o\al(－,3)的物质的量为0.2mol解析：选C溶液中含有H＋，则HNO3过量，在反应过程中变稀，实际上发生了两个反应，反应消耗的HNO3包括起酸的作用和氧化剂作用两部分，前者反应后以Cu(NO3)2形式存在，后者被还原后生成NO2、NO气体，Cu＋2HNO3(酸)～Cu(NO3)2，HNO3(氧化剂)～NO2(或NO)，作酸用的硝酸为0.2mol，生成的气体为NO、NO2的混合气体，溶液中有amol的HNO3过量，则被还原的HNO3为(0.4－a－0.2)mol，即生成的气体的物质的量为(0.4－a－0.2)mol，溶液中的NOeq\o\al(－,3)由过量的HNO3和Cu(NO3)2中NOeq\o\al(－,3)组成，为(a＋0.2)mol。11．将黑色固体单质甲加热至红热，投入黄色的溶液乙中，剧烈反应产生混合气体A，A在常温下不与空气反应，根据下列变化填空：(1)甲是________，乙是________，丙是________。(2)混合气体A的主要成分是____________。(3)丙与溶液D反应的化学方程式是__________________________________________________________________________________________________________________。(4)若将32.0g丙跟一定量的D的浓溶液反应，丙消耗完时，共产生13.44L(标准状况)气体。则所消耗D的物质的量为________。解析：由反应③可推测单质丙为单质铜，则溶液D中存在硝酸，进一步结合反应①②以及黑色固体单质甲加热至红热，投入黄色的溶液乙中，剧烈反应产生混合气体A，得知A为CO2与NO2的混合气体，B为NO，甲为C，乙为浓硝酸。(4)n(Cu)＝eq\f(32.0g,64g·mol－1)＝0.5mol，n(气体)＝eq\f(13.44L,22.4L·mol－1)＝0.6mol。利用氮原子守恒，消耗硝酸的物质的量为n(HNO3)＝2n(Cu)＋n(气体)＝2×0.5mol＋0.6mol＝1.6mol。答案：(1)C浓硝酸Cu(2)CO2和NO2(3)3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(4)1.6mol12．在浓硝酸中放入铜片：(1)反应开始的化学方程式为_______________________________________________。(2)若铜有剩余，则反应快要结束时的化学方程式是________________________________________________________________________。(3)待反应停止后，再加入少量25%的稀硫酸，这时铜片上又有气泡产生，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)若将12.8g铜跟一定质量的浓硝酸反应，铜耗完后，共产生气体5.6L(标准状况)，则所消耗的硝酸的物质的量是________。解析：该题综合了铜跟硝酸反应的多种情况。过量的铜跟浓硝酸反应时，随着反应的进行，硝酸的浓度逐渐变小，所以反应到后期，主要为铜跟稀硝酸反应；反应停止后，溶液中还有NOeq\o\al(－,3)，当加入强酸后，H＋跟NOeq\o\al(－,3)构成硝酸，使铜继续溶解。从定量的角度来看，硝酸跟铜的反应表现了硝酸的酸性和强氧化性，且表现酸性的硝酸的物质的量等于铜的物质的量的2倍[因生成了Cu(NO3)2]，表现氧化性的硝酸的物质的量等于生成气体(NO或NO2)的物质的量，根据原子守恒，可求消耗硝酸的物质的量。答案：(1)Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O(2)3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(3)加入稀硫酸后，硫酸电离的H＋与原溶液中的NOeq\o\al(－,3)又组成了具有强氧化性的稀硝酸，稀硝酸又跟过量的铜反应产生气体(4)0.65mol13．(2018·山东合格考)如图所示为实验室常用装置。回答下列问题：(1)仪器a的名称为________。(2)利用二氧化锰与浓盐酸反应制备并收集Cl2时，依次连接装置A、B、C、D、E并加入适当的试剂。装置B中饱和食盐水的作用是_________________________；利用装置C干燥Cl2，选用的试剂是__________；装置E的作用是_________________________。(3)利用铜和稀硝酸反应制备并收集NO时，连接装置A、B、E并加入适当的试剂。A中反应的离子方程式为________________________________________________________________________，A中导气管应连接B的____(填“b”或“c”)端。实验过程中观察到A中出现了红棕色，但收集的气体为无色，原因是____________________________________________________(用化学方程式表示)。解析：(1)仪器a的名称为分液漏斗。(2)装置B中饱和食盐水的作用是吸收HCl气体；利用装置C干燥Cl2，选用的试剂是浓硫酸；装置E的作用是吸收尾气中的Cl2，防止污染空气。(3)利用铜和稀硝酸反应制备并收集NO时，连接装置A、B、E并加入适当的试剂。A中反应的离子方程式为3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，A中导气管应连接B的c端，利用排水法收集NO。实验过程中观察到A中出现了红棕色，但收集的气体为无色，原因是3NO2＋H2O=2HNO3＋NO。答案：(1)分液漏斗(2)吸收HCl气体浓硫酸吸收尾气中的Cl2，防止污染空气(3)3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2Oc3NO2＋H2O=2HNO3＋NOB级—选考等级考试增分练1．某元素的单质与足量浓HNO3反应时，参加反应的单质与HNO3的物质的量之比为1∶4，则反应后的产物中，该元素的价态可能为()A．＋1 B．＋5C．＋3 D．＋4解析：选DHNO3被还原生成NO2。(1)若为金属单质M：M＋4HN2e－O3(浓)=M(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O反应后M为＋2价。(2)若为非金属单质M：M＋4HN4e－O3(浓)=MO2＋4NO2↑＋2H2O反应后M为＋4价。2．足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体与1.68LO2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5mol·L－1NaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是()A．60mL B．45mLC．30mL D．15mL解析：选A根据得失电子守恒，可以知道铜在反应中失去的电子与O2得到电子的物质的量相等：n(O2)＝eq\f(1.68L,22.4L·mol－1)＝0.075mol，n(e－)＝4n(O2)＝4×0.075mol＝0.3mol，n(Cu2＋)＝eq\f(1,2)n(e－)＝0.15mol，n(NaOH)＝2n(Cu2＋)＝0.3mol，则消耗NaOH溶液的体积＝eq\f(0.3mol,5mol·L－1)＝0.06L＝60mL。3．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而设计了下列实验，装置如图所示(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。请回答下列问题：(1)设计装置A的目的是_____________________________________________________；为达到此目的，应进行的操作是_____________________________________________________________________。(2)在完成(1)中的“操作”后，将装置B