5.2 氮及其化合物（第三课时 硝酸、酸雨及防治）-2021-2022学年高一化学同步课时练+单元测试（人教版2019必修第二册）（解析版）

第五章化工生产中的重要非金属元素第2节氮及其化合物（第3课时硝酸、酸雨及防治）一、选择题1．氮元素被氧化的反应是A．工业合成氨 B．实验室检验C．常温下浓硝酸使铁钝化 D．闪电时空气中产生NO【答案】D【详解】A．工业上是用N2与H2在高温、高压、催化剂条件下合成氨，在该反应过程中N元素化合价降低，得到电子被还原，A不符合题意；B．实验室检验的方法是将铵盐与碱共热发生复分解反应产生NH3，根据NH3能够使湿润的红色石蕊试纸变为蓝色检验，在这个过程中元素化合价不变，因此没有发生氧化还原反应，B不符合题意；C．常温下浓硝酸使铁钝化，是浓硝酸将铁氧化为Fe3O4，浓硝酸中的N得到电子被还原为NO2气体，氮元素发生的是还原反应，C不符合题意；D．闪电时空气中N2与O2在电火花作用下产生NO，N元素化合价升高，失去电子被氧化，D符合题意；故合理选项是D。2．氨能被氧气氧化，经一系列反应得到硝酸。分析如图实验所得结论错误的是（）A．浓氨水具有挥发性B．浓氨水中含有NH3•H2OC．若Pt丝始终保持红热，则该反应放热D．锥形瓶口有少量红棕色气体出现，图中反应为：4NH3+7O24NO2+6H2O【答案】D【解析】A．浓氨水具有挥发性，挥发产生的氨气能不断与铂丝接触被催化氧化，A项正确；B．浓氨水中的主要成分为，B项正确；C．若铂丝始终保持红热，证明该反应放热，放出的热量保持铂丝红热，C项正确；D．氨的催化氧化直接得到的是而不是，D项错误；答案为D3．实验室模拟氨催化氧化法制硝酸的装置如图所示（无水CaCl2可用于吸收氨气），下列说法错误的是A．装置①、②、⑤依次盛装碱石灰、无水CaCl2、NaOH溶液B．装置③中气体呈红棕色C．装置④中溶液可使紫色石蕊溶液变红，说明有HNO3生成D．通空气的主要作用是鼓出氨气，空气可用N2代替【答案】D【解析】空气通入浓氨水后，氨气和氧气的混合气体经过干燥后进入装有催化剂的硬质玻璃管，发生催化氧化，4NH3+5O24NO+6H2O，生成的气体经过无水CaCl2，除去氨气和水蒸气，在装置③中NO与空气中的氧气反应生成NO2，并收集，④中的水可以吸收排出的二氧化氮，尾气中的NO在⑤中被吸收，防止污染，因此⑤中可以选用氢氧化钠溶液，据此分析解答。A．根据上述分析，装置①、②、⑤依次盛装碱石灰、无水CaCl2、NaOH溶液，故A正确；B．装置③NO被氧化生成NO2，气体呈红棕色，故B正确；C．装置④中发生3NO2+H2O=2HNO3+NO，溶液显酸性，可使紫色石蕊溶液变红，故C正确；D．通空气的主要作用是鼓出氨气并提供氧气，空气不能用N2代替，故D错误；故选D。4．硝酸被称为“国防工业之母”是因为它是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸性质不相对应的一组是（）A．浓硝酸使紫色石蕊试液先变红后褪色——酸性和强氧化性B．不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性C．要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性D．能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去——强氧化性【答案】D【解析】A.浓硝酸使紫色石蕊试液先变红，表现出酸性；后褪色，表现出强氧化性，正确。B.不能用稀硝酸与锌反应制氢气，因为硝酸具有强氧化性，被锌还原生成氮氧化物等，而不生成氢气，正确。C.要用棕色瓶盛装浓硝酸，因为浓硝酸具有光的不稳定性，正确。D.能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去，可能是硝酸表现出强氧化性，将酚酞氧化而褪色；也可能是硝酸表现出酸性，中和了氢氧化钠的碱性，酚酞在中性溶液中呈无色，错误。故选D。5．对于硫酸和硝酸的比较中，下列叙述不正确的是（）A．冷的浓硫酸和浓硝酸都可以用铝、铁的容器盛装 B．稀硫酸和稀硝酸都具有氧化性C．浓硫酸和浓硝酸都具有很强的腐蚀性、脱水性 D．硫酸和硝酸都是重要的化工原料【答案】C【解析】A.铝、铁与冷的浓硫酸和浓硝酸发生的钝化，因此冷的浓硫酸和浓硝酸都可以用铝、铁的容器盛装，故A正确；B.稀硫酸和稀硝酸都具有氧化性，稀硫酸和金属反应生成氢气，表现氧化性，稀硝酸和金属反应生成硝酸盐和一氧化氮表现氧化性，故B正确；C.浓硫酸和浓硝酸都具有很强的腐蚀性，浓硫酸具有脱水性，浓硝酸不具有，故C错误；D.化工生产中用硝酸、硫酸生产化肥、农药、炸药、燃料，金属加工前的酸洗等，故D正确。综上所述，答案为C。6．化学反应中，有时存在“一种物质过量，另一种物质仍不能完全反应”的特殊情况。下列反应中不属于这种情况的是A．过量的稀硝酸和铁反应 B．常温下过量的浓硝酸与铝块C．加热下过量的二氧化锰与浓盐酸 D．加热条件下过量的铜与浓硫酸【答案】A【解析】A．过量稀硝酸与铁反应生成硝酸铁和NO，所以不存在稀硝酸过量，铁不完全反应的情况，故A选；B．常温下，Al和浓硝酸发生钝化现象而导致铝、浓硝酸都不完全反应，所以存一种物质过量，另一种物质仍不能完全反应的情况，故B不选；C．MnO2与浓盐酸在加热条件下反应生成氯气，MnO2和稀盐酸不反应，所以存在一种物质过量，另一种物质仍不能完全反应的情况，故C不选；D．加热条件下，Cu和浓硫酸反应，Cu和稀硫酸不反应，所以存在一种物质过量，另一种物质仍不能完全反应的情况，故D不选；故选A。7．（2021·重庆复旦中学高一期中）相同质量的四份铜片，分别置于足量的下列酸中，在一定条件下反应，所得到的气体的物质的量最多的是()A．浓硫酸 B．稀硫酸 C．浓硝酸 D．稀硝酸【答案】C【解析】设金属Cu均为1mol，则A．Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O，1molCu完全反应，生成1mol气体；B．由铜在金属活动性顺序表中的位置可知，铜不可以和非氧化性酸反应产生H2，即铜和稀硫酸不反应；C．由Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，1molCu完全反应，生成2mol气体；D．由3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，1molCu完全反应生成气体mol；故相同质量的四份铜片与足量的酸反应，所得到的气体的物质的量最多的是浓HNO3；答案选C。8．在100mL混合液中，HNO3和H2SO4物质的量浓度分别是0.4mol/L和0.1mol/L，向该混合液中加入1.92gCu粉，加热充分反应后，所得溶液中Cu2+的物质的量浓度是（）A．0.15mol/L B．0.3mol/L C．0.1mol/L D．0.225mol/L【答案】D【解析】溶液中的氢离子包括硝酸电离和硫酸电离的，因为硝酸和硫酸都是强酸，所以溶液中的氢离子的物质的量为：0.4mol/L×0.1L+0.1mol/L×0.1L×2=0.06mol，硝酸根离子的物质的量为：0.4mol/L×0.1L=0.04mol，1.92gCu的物质的量为：，则3Cu+8H++NO3-=2NO↑+3Cu2++4H2O，结合氢离子、铜、硝酸根离子的物质的量和铜与稀硝酸反应的离子方程式可知，氢离子的物质的量不足，根据氢离子的物质的量计算，反应中有0.06mol氢离子参加反应，则参加反应的铜的物质的量为：0.06：n(Cu)=8：3，n(Cu)=0.0225mol，则反应生成Cu2+的物质的量为0.0225mol，故所得溶液中Cu2+的物质的量浓度是，D符合题意；答案选D。9．用如图中装置进行实验，实验一段时间后，现象与预测不一致的是①中物质②中物质实验预测A浓氨水酚酞试液②中溶液变为红色B浓硝酸淀粉KI溶液②中溶液变为蓝色C浓盐酸浓氨水大烧杯中有白烟D饱和的亚硫酸溶液稀溴水②中无明显变化A．A B．B C．C D．D【答案】D【解析】A．浓氨水具有挥发性，氨气溶于水形成氨水，氨水显示碱性，使得酚酞溶液变为红色，现象与预测一致，故A不选；B．浓硝酸具有挥发性和强氧化性，能将碘离子氧化为碘单质，淀粉遇到单质碘显示蓝色，现象与预测一致，故B不选；C．浓盐酸具有挥发性和酸性，能和氨气之间发生反应，产生氯化铵固体，大烧杯中有白烟，现象与预测一致，故C不选；D．饱和亚硫酸不稳定分解产生二氧化硫，二氧化硫能和溴水发生氧化还原反应生成硫酸和氢溴酸，所以溴水的颜色会褪去，现象与预测不一致，故D选；答案选D。10．下列说法错误的是A．空气中的SO2溶于水，最终形成酸雨B．汽车排放的尾气、硝酸厂和化肥厂的废气都含有氮氧化物C．工业废水任意排放是造成酸雨的主要原因D．为了减少酸雨的形成，可对燃料进行脱硫处理【答案】C【解析】A．SO2与水反应生成亚硫酸，亚硫酸能被氧化为硫酸，形成酸雨，故A正确；B．汽车排放的尾气、硝酸厂和化肥厂的废气都含有氮元素，含有氮氧化物，故B正确；C．工业废水任意排放引起江河湖泊污染，与酸雨无关，故C错误；D．燃料脱硫可减少二氧化硫的排放，为了减少酸雨的形成，可对燃料进行脱硫处理，故D正确；答案选C。12．下列关于浓硝酸的说法正确的是（）A．难挥发 B．常温下不能氧化铜C．应保存在无色细口瓶中 D．常温下能使铝片钝化【答案】D【解析】A．硝酸是挥发性酸，浓硝酸易挥发，故A错误；B．常温下浓硝酸能和铜反应生成硝酸铜、二氧化氮、水，常温下能氧化铜单质，故B错误；C．浓硝酸见光易分解，应保存在棕色细口瓶中，故C错误；D．浓硝酸具有强氧化性，常温下能使铁、铝钝化，故D正确；答案选D。二、非选择题13．铜与稀硝酸反应，氧化剂是_______，氧化产物是_______，3个Cu参加反应转移_______个电子，HNO3在该反应中体现_______性质。(填“氧化性”、“还原性”、“酸性”)【答案】HNO3Cu(NO3)26氧化性、酸性【解析】在该反应中N元素化合价由反应前HNO3中的+5价变为反应后NO中的+2，化合价降低，得到电子被还原，所以HNO3作氧化剂；Cu元素化合价由反应前Cu单质的0价变为反应后Cu(NO3)2中的+2价，化合价升高，失去电子被氧化，所以Cu为还原剂，Cu(NO3)2是氧化产物；在反应中Cu由单质0价变为Cu(NO3)2中的+2价，化合价升高2价，每1个Cu发生反应转移2个电子，则3个Cu参加反应转移6个电子，在该反应中HNO3作氧化剂，表现氧化性；同时有部分HNO3反应后仍以+5价的形式存在，与Cu2+结合形成Cu(NO3)2，又表现酸性，故该反应中HNO3的作用体现氧化性、酸性。14．工业上可以废铜屑为原料制备硝酸铜，下列4种方法中，适宜采用的是哪一种________？请从节约原料和环境保护的角度说明原因_________。①②③④【答案】③③先将铜单质氧化得到氧化铜，再与稀硝酸反应得到硝酸铜和水，没有浪费原料，也没有生成其它有害物质；①、②和④铜单质与浓稀硝酸或浓硫酸反应都会生成氮氧化物或硫氧化物气体，浪费了原料，还需后续处理，不然会污染环境。【详解】工业上可以废铜屑为原料制备硝酸铜，方法①和方法②铜单质与浓稀硝酸反应都会生成氮氧化物气体，浪费了原料，还需后续处理，不然会污染环境；方法④用到浓硫酸，与铜单质反应生成了二氧化硫气体，浪费原料，污染环境；最优方案是方法③，先将铜单质氧化得到氧化铜，再与稀硝酸反应得到硝酸铜和水，没有浪费原料，也没有生成其它有害物质。15．利用下图所示装置进行铜与硝酸反应的实验。（1）硝酸一般盛放在棕色试剂瓶中，请用化学方程式说明其原因：___________。（2）使用稀硝酸进行实验：反应开始后，铜丝逐渐变细，有气泡产生，溶液变蓝。①铜与稀硝酸反应的离子方程式为___________。②实验中观察到试管中的气体略有红棕色，其原因是___________(用化学方程式表示)。（3）使用浓硝酸进行实验：反应剧烈进行，铜丝逐渐变细，溶液变绿，试管上方出现红棕色气体。①铜与浓硝酸反应的化学方程式为___________。②某同学推测反应后溶液呈绿色的原因是在溶液中达到饱和，的饱和溶液呈黄色，硝酸铜溶液呈蓝色，两者混合后呈绿色。他取少量该绿色溶液，向其中加入适量水后溶液变为蓝色，可能的原因是___________(用化学方程式表示)。【答案】（1）（2）（3）【分析】（1）硝酸见光易分解，一般盛放在棕色试剂瓶中。（2）使用稀硝酸进行实验，铜丝被氧化逐渐变细，生成一氧化氮气体，有气泡产生，得到硝酸铜溶液显蓝色。（3）使用浓硝酸进行实验，