2023高中化学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课时3硝酸酸雨及防治测试新人教版

第二节氮及其化合物课时3硝酸酸雨及防护【基础巩固】1.我国清代《本草纲目拾遗》中记叙无机药物335种,其中“强水”条目下写道:“性最烈,能蚀五金……其水甚强,五金八石皆能穿滴,惟玻璃可盛。”这里的“强水”是指()A.氨水B.硝酸C.醋D.卤水答案:B2.环保部门测得某市空气里的成分有①N2、②O2、③CO2、④Ar、⑤SO2、⑥NO2、⑦可吸入碳颗粒。其中导致酸雨的是()A.①③⑤⑥ B.⑤⑥C.②④⑤⑦ D.③④⑥⑦答案:B3.下列实验事实与硝酸性质不相对应的一组是()A.稀硝酸使紫色石蕊溶液变红——酸性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——仅强酸性答案:D4.工业上用洗净的废铜屑作原料制取硝酸铜。为节约原料和减少环境污染,宜采取的方法是()A.Cu+HNO3(浓)Cu(NO3)2B.Cu+HNO3(稀)Cu(NO3)2答案:C5.(2022·广东珠海)氮及其化合物的变化关系如图所示。下列说法错误的是()A.路线①②③是工业生产硝酸的主要途径B.路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径C.图中所有标号的反应都是氧化还原反应D.N2可在足量的O2中通过一步反应生成NO2解析:工业上生成硝酸的路径为合成氨→氨的催化氧化→一氧化氮转化为二氧化氮→二氧化氮与水反应获得硝酸。氮气与氧气在雷电作用下生成一氧化氮,一氧化氮会迅速被氧气氧化为二氧化氮,二氧化氮与水反应获得硝酸。A项,由分析可得,路线①②③是工业生产硝酸的主要途径,正确;B项,由分析可得,路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径,正确;C项,图中所有标号的反应都有化合价变化,都是氧化还原反应,正确;D项,N2与O2化合生成NO,不能直接生成NO2,错误。答案:D6.(2022·广东揭阳)木炭与浓硫酸共热产生的气体X和铜与浓硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量的BaCl2溶液的洗气瓶中(如图所示),下列有关说法正确的是()A.洗气瓶中产生的沉淀有BaCO3B.Z导管口无红棕色气体出现C.洗气瓶中产生的沉淀是BaSO3D.Z导管出来的气体中有CO2解析:A项,木炭与浓硫酸共热产生的气体X是CO2和SO2的混合气体,Cu与浓硝酸反应产生的气体Y是NO2,SO2+H2O+NO2H2SO4+NO,故洗气瓶中产生的是BaSO4沉淀,CO2与BaCl2溶液不反应,所以没有BaCO3沉淀生成,错误;B项,Z处逸出的气体中有CO2和NO,NO遇到空气中的氧气生成红棕色的NO2,故Z导管口有红棕色气体出现,错误;C项,洗气瓶中产生的是BaSO4沉淀,错误;D项,Z处逸出的气体中有CO2,正确。答案:D7.(2022·广东汕头)CuSO4有关制备途径及性质如图所示。下列说法错误的是()A.途径①所用混酸中H2SO4与HNO3物质的量之比最好为3∶2B.相对于途径①③,途径②更好地体现了绿色化学思想C.若混合气体X中含两种不同价态的硫元素,则1molCuSO4在1100℃所得混合气体X中O2可能为0.75molD.Y可能具有还原性解析:由制备流程可知,①中发生反应3Cu+8H++2NO3-3Cu2++2NO↑+4H2O,②中发生反应2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O,③中发生反应Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,在1100℃时发生反应2CuSO4Cu2O+SO2↑+SO3↑+O2↑,CuSO4溶液与NaOH溶液反应生成Cu(OH)2沉淀,Cu(OH)2与Y反应生成Cu2O,Cu元素化合价降低,则Y作还原剂,具有还原性。A项,Cu与混酸发生反应3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,离子方程式为3Cu+8H++2NO3-3Cu2++2NO↑+4H2O,从方程式知,NO3-由硝酸提供,H+由HNO3和H2SO4提供,所以HNO3为2mol时,H2SO4为3mol,混酸中H2SO4与HNO3物质的量之比最好为3∶2,正确;B项,①③均生成有毒气体,②中生成CuSO4和H2O,途径②更好地体现了绿色化学思想,正确;C项,CuSO4分解生成Cu2O,Cu元素的化合价降低,S元素为最高价,不能升高,所以O元素的化合价升高,即有O2生成,发生反应2CuSO4Cu2O+SO2↑+SO3↑+O2↑,则1molCuSO4在1100℃所得混合气体X中O2可能为0.5mol,错误;D项,Cu(OH)2与Y反应生成Cu2O,Cu元素的化合价降低,则Y作还原剂,具有还原性,正确。答案:C【拓展提高】8.如图所示,甲是某学生验证铜与浓硝酸反应的装置,乙是另外一名学生对甲装置改进后的装置。甲乙丙(1)甲装置中发生的反应的化学方程式为

。

(2)和甲装置相比,乙装置的优点是:①;

②。

(3)为了进一步验证NO2与水的反应,某学生设计了丙装置。实验时先关闭弹簧夹,再打开弹簧夹,才能使NO2气体充满试管②;当气体充满试管②后,将铜丝提起与溶液脱离。欲使烧杯中的水进入试管②,应该。

答案:(1)Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O(2)①可以控制反应的发生和停止②可吸收NO2气体,防止污染环境(3)ca、b先关闭b,再关闭a,然后打开c,用手焐试管②9.(2022·广东普宁)某校化学实验小组为了证明铜与稀硝酸反应产生一氧化氮,用如图所示装置进行实验(加热装置和夹持装置均已略去,装置气密性良好,F是用于鼓入空气的双连打气球)。实验操作及现象:实验操作现象Ⅰ.将装置B下移,使碳酸钙与稀硝酸接触产生气体Ⅱ.当装置C中产生白色沉淀时,立刻将装置B上提—Ⅲ.将装置A中铜丝放入稀硝酸中,给装置A微微加热装置A中产生无色气体,装置E中开始时出现浅红棕色气体Ⅳ.用装置F向装置E中鼓入空气装置E中气体颜色逐渐加深Ⅴ.一段时间后装置C中白色沉淀溶解试回答下列问题。(1)操作Ⅰ中产生气体的化学式为,操作Ⅰ的

目的是,

装置D的作用是。

(2)装置C中白色沉淀的化学式是。操作Ⅱ中当装置C中产生白色沉淀时立刻将装置B上提的原因是

。

(3)操作Ⅲ中装置A中产生无色气体的化学方程式是

。

(4)装置E内气体颜色逐渐加深的原因是

。

(5)操作Ⅴ现象产生的原因是,

(用化学方程式表示)。

解析:(1)操作Ⅰ是用CaCO3与稀硝酸反应产生的CO2气体将装置中的空气排尽,以防止空气中的氧气对实验的干扰。装置D的作用是平衡压强,吸收NO、NO2、CO2等尾气,防止污染空气。(2)装置C中出现白色沉淀说明E中的空气排尽了,生成的沉淀为CaCO3。当装置C中产生白色沉淀时立刻将装置B上提是防止CaCO3消耗硝酸过多,从而影响Cu与稀硝酸的反应。(3)Cu与稀硝酸反应生成Cu(NO3)2、无色气体NO和H2O,反应的化学方程式是3Cu+8HNO33Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。(4)CO2的密度比空气的大,从长管进入装置E,并没有把E中的空气排尽,致使部分NO先与未排尽的空气反应生成少量红棕色气体NO2,当再从装置F鼓入空气时,装置E中有更多的NO2生成,所以气体颜色逐渐加深。(5)装置C中白色沉淀溶解是因为NO2与水反应生成硝酸,发生反应3NO2+H2O2HNO3+NO(或4NO+3O2+2H2O4HNO3),硝酸能溶解碳酸钙沉淀,发生反应CaCO3+2HNO3Ca(NO3)2+H2O+CO2↑。答案:(1)CO2用CaCO3与稀硝酸反应产生的CO2气体将装置中的空气排尽平衡压强,吸收NO、NO2、CO2等尾气,防止污染空气(2)CaCO3防止CaCO3消耗硝酸过多,从而影响Cu与稀硝酸的反应(3)3Cu+8HNO33Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O(4)CO2的密度比空气的大,从长管进入装置E,并没有把E中的空气排尽,致使部分NO先与未排尽的空气反应生成少量红棕色气体NO2,当再从装置F鼓入空气时,装置E中有更多的NO2生成(5)3NO2+H2O2HNO3+NO(或4NO+3O2+2H2O4HNO3)CaCO3+2HNO3Ca(NO3)2+H2O+CO2↑【挑战创新】10.某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱,按如图所示装置进行实验(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。可选试剂:浓硝酸、3mol·L1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,反应的化学方程式为2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O。(1)实验应避免有害气体排放到空气中,装置③、④、⑥中盛放的试剂依次是。

(2)滴加浓硝酸之前的操作除了“检验装置的气密性”外,还有“加入试剂,打开弹簧夹后

”。

(3)装置②的作用是