2024-2025学年新教材高中化学第5章化工生产中的重要非金属元素第2节第3课时硝酸酸雨及防治课时分层作业含解析新人教版必修第二册

PAGE6-硝酸酸雨及防治(建议用时：40分钟)[合格过关练]1．环保部门测得某市空气里的成分有①N2，②O2，③CO2，④Ar，⑤SO2，⑥NO2，⑦可吸入颗粒。其中导致酸雨的是()A．③⑤⑥ B．⑤⑥C．④⑤⑦ D．除①②以外B[SO2、NO2易形成酸雨。]2．C、N、S的氧化物中很多是工业上重要的化工原料，但是当它们分散到空气中时，会带来很多环境问题。下列有关这些元素的氧化物的说法不正确的是()A．开发太阳能、水能、风能、氢能等新能源将有利于削减这些氧化物的产生B．这些氧化物使雨水的pH＜7，我们把pH＜7的雨水称为酸雨C.N与S的氧化物还能干脆危害人的身体健康，引发呼吸道疾病D．温室效应与二氧化碳的排放有着干脆的关系B[正常雨水为CO2的饱和溶液，其pH约为5.6，pH小于5.6的雨水称为酸雨。]3．含硫煤燃烧会产生大气污染物，为防治该污染，某工厂设计了新的治污方法，同时可得到化工产品，该工艺流程如图所示，下列叙述不正确的是()A．该过程中可得到化工产品H2SO4B．该工艺流程是除去煤燃烧时产生的SO2C．该过程中化合价发生变更的元素只有Fe和SD．图中涉及的反应之一为Fe2(SO4)3＋SO2＋2H2O=2FeSO4＋2H2SO4C[依据工艺流程所示可知，该工艺中Fe2(SO4)3和H2O汲取SO2生成FeSO4和H2SO4，该反应的化学方程式为Fe2(SO4)3＋SO2＋2H2O=2FeSO4＋2H2SO4，该工艺不仅汲取了二氧化硫，还得到了化工产品硫酸亚铁和硫酸，A正确；依据A中分析可知该工艺流程是除去煤燃烧时产生的SO2，B正确；该过程中化合价发生变更的元素有氧、铁、硫，C错误；依据以上分析，结合得失电子守恒及原子守恒写出化学方程式：Fe2(SO4)3＋SO2＋2H2O=2FeSO4＋2H2SO4，D正确。]4．下列对于硝酸的相识，不正确的是()A．浓硝酸在见光或受热时会发生分解B．金属与硝酸反应不产生氢气C．可用铁和铝制品盛装浓硝酸D．铜与硝酸的反应属于置换反应[答案]D5．以下关于铜跟浓、稀硝酸反应的说法中错误的是()A．1mol浓硝酸被还原转移2mol电子B．Cu与浓硝酸反应比与稀HNO3反应猛烈C．Cu与浓、稀硝酸反应都不须要加热D．生成等量的Cu(NO3)2，消耗浓硝酸的量多A[1mol浓硝酸被还原生成1molNO2，转移1mol电子，A错误；浓硝酸的氧化性强于稀硝酸，Cu与浓硝酸反应比与稀硝酸反应猛烈，B正确；Cu与浓、稀硝酸反应都不须要加热，C正确；浓硝酸的还原产物是NO2，稀硝酸的还原产物是NO，依据得失电子守恒可推断生成等量的Cu(NO3)2，消耗浓硝酸的量多，D正确。]6．某化学爱好小组设计了如图所示的浓HNO3与Cu反应的微型试验。下列说法中错误的是()A．挤压塑料瓶使浓HNO3进入干燥管就可引发反应B．将装置口向上提起就可停止反应C．蘸碱液的棉花可起到汲取NO2的作用D．该装置适用于木炭与浓硝酸或浓硫酸的反应试验D[挤压塑料瓶使浓HNO3进入干燥管与铜接触，可以引发反应，A正确；将装置口向上提起使铜与浓HNO3分别，可使反应停止，B正确；NO2是酸性气体，可被碱液汲取，C正确；木炭与浓硝酸或浓硫酸的反应须要加热才能够进行，而该装置是在常温下进行的反应装置，D错误。]7．取三张蓝色石蕊试纸潮湿后贴在玻璃片上，然后按依次分别滴加65%硝酸溶液、98%的硫酸溶液、新制氯水，三张试纸最终变成()A．白、红、白 B．红、黑、白C．红、红、红 D．白、黑、白D[硝酸具有强氧化性，能使试纸褪色，则滴加65%的硝酸，先变红后褪色，最终为白色；98%的硫酸为浓硫酸，具有脱水性，则能使蓝色石蕊试纸最终变为黑色；氯水中含有盐酸和次氯酸，次氯酸具有漂白性，则在试纸上滴加新制氯水，先变红后褪色，最终为白色。]8．向50mL12mol·L的HNO3溶液中加入足量的铜粉，经完全反应后，产生的气体在标准状况下的体积(不考虑NO2转化为N2O4)为()A．大于3.36LB．等于3.36LC．等于6.72LD．在3.36L与6.72L之间D[肯定量的浓硝酸与足量的铜会发生以下两个反应：①Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，②3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。n(HNO3)＝0.6mol，若只发生反应①，生成气体n(NO2)＝0.3mol，标准状况下体积为6.72L；若只发生反应②，生成气体n(NO)＝0.15mol，标准状况下体积为3.36L，故气体为两者的混合物，标准状况下体积介于3.36L与6.72L之间。]9．汽车尾气主要含有CO2、CO、SO2、NOx等物质，这种尾气渐渐成为城市空气污染的主要来源之一。(1)汽车尾气中的CO来自__________________________________，NO来自________________________________________________。汽车尾气对环境的危害主要有___________________(至少填两种)。(2)NOx能形成酸雨，写出NO2转化为HNO3的化学方程式：________________________________________________________________。(3)汽车尾气中的CO、NOx在相宜温度下采纳催化转化法处理，使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。写出NO被CO还原的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。已知：4NH3＋6NOeq\o(=,\s\up9(催化剂),\s\do9(△))5N2＋6H2O，8NH3＋6NO2eq\o(=,\s\up9(催化剂),\s\do9(△))7N2＋12H2O。同温同压下，3.5LNH3恰好将3.0LNO和NO2的混合气体完全转化为N2，则原混合气体中NO和NO2的体积之比是________。[解析](1)汽车汽缸内不断进行着汽油的燃烧反应，当空气不足时，汽油不完全燃烧，会产生CO；当空气过量时，N2和O2在放电或高温条件下反应生成NO。汽车尾气对环境的危害很大，可以形成硝酸型酸雨，导致光化学烟雾，产生温室效应。(3)CO、NOx反应后生成的无毒气体为CO2和N2。(4)设NO的体积为V(NO)，NO2的体积为V(NO2)，依据方程式知，处理NO需V(NH3)＝eq\f(2,3)V(NO)，处理NO2需V(NH3)＝eq\f(4,3)V(NO2)，则eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(V（NO）＋V（NO2）＝3.0L,\f(2,3)V（NO）＋\f(4,3)V（NO2）＝3.5L))解得V(NO)＝0.75L，V(NO2)＝2.25L，V(NO)∶V(NO2)＝1∶3。[答案](1)汽油的不完全燃烧N2与O2在汽车汽缸内的高温环境下的反应形成硝酸型酸雨、导致光化学烟雾、产生温室效应(任选填两种即可)(2)3NO2＋H2O=2HNO3＋NO(3)2CO＋2NOeq\o(=,\s\up9(催化剂))N2＋2CO2(4)1∶310．下列事实体现了硝酸的什么性质？写出有关反应的化学方程式或离子方程式。(1)浓硝酸应存放于棕色试剂瓶中。浓硝酸具有________；反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________。(2)银片溶于热的稀硝酸。硝酸具有________；反应的化学方程式为__________________________________________________________________________________________。(3)石灰石和稀硝酸混合反应制取CO2。硝酸具有________；反应的离子方程式为__________________________________________________________________________________________。(4)红热的木炭投入浓硝酸中产生红棕色的气体。浓硝酸具有________；反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________。[答案](1)不稳定性(或见光易分解的性质)4HNO3eq\o(=,\s\up9(光照))4NO2↑＋O2↑＋2H2O(2)强氧化性和酸性3Ag＋4HNO3(稀)eq\o(=,\s\up9(△))3AgNO3＋NO↑＋2H2O(3)酸性CaCO3＋2H＋=Ca2＋＋CO2↑＋H2O(4)强氧化性C＋4HNO3eq\o(=,\s\up9(△))4NO2↑＋CO2↑＋2H2O[素养培优练]11．(素养题)某学习小组为探讨铜与浓、稀硝酸反应的差异，设计了如图所示的试验装置。下列说法不正确的是()A．反应起先前通入过量的CO2气体，目的是解除装置内的空气B．A中的离子方程式为：Cu＋2NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋4H＋=Cu2＋＋2NO2↑＋2H2OC．当B中0.03mol铜粉被氧化时，B中产生的NO气体大于0.02molD．C装置中装入肯定量的水进行尾气处理D[探讨铜与浓、稀硝酸反应的差异，先利用二氧化碳将装置中的空气排出，防止Cu与稀硝酸反应生成的NO被氧化，滴加浓硝酸时Cu与浓硝酸反应生成二氧化氮，在B中发生3NO2＋H2O=2HNO3＋NO、3Cu＋8HNO3=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，C中收集到NO气体，最终尾气处理。反应起先前通入过量的CO2气体，目的是解除装置内的空气，A正确；A中铜与浓硝酸反应的离子方程式为：Cu＋2NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋4H＋=Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O，B正确；B中发生反应为：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO、3Cu＋8HNO3=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，因此由B中发生的反应知当B中0.03mol铜粉被氧化时，B中产生的NO气体大于0.02mol，C正确；NO不溶于水，C装置中装入肯定量的水不能进行尾气处理，D错误。]12．(易错题)锌和某浓度的HNO3溶液反应时，若参与反应的锌与HNO3的物质的量之比为2∶5，产物有硝酸锌、X和水，则X可能是()A．NO B．N2OC．N2O3 D．NO2B[锌和某浓度的硝酸溶液发生氧化还原反应，参与反应的锌和硝酸的物质的量之比为2∶5，假设锌为4mol，生成4mol硝酸锌，表现酸性的硝酸的物质的量为8mol，反应后Zn被氧化为＋2价，设硝酸还原产物中氮元素为x价，则依据得失电子守恒可知4mol×(2－0)＝(10－8)mol×(5－x)，解得x＝＋1，即还原产物为N2O，B正确。]13．(素养题)如图甲、乙、丙均为验证铜和浓硝酸反应的装置：(1)甲、乙、丙三个装置中共同发生反应的化学方程式是____________________________________________________________________________。(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和水的反应，某学生设计了丙装置。试验时先关闭活塞______，再打开活塞________，才能使NO2气体充溢②试管；当气体充溢②试管后，将铜丝提起与溶液脱离。欲使烧杯中的水进入②试管，应当________________________________________________________________。[解析]铜和浓硝酸反应的化学方程式是Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。乙装置的优点是依据题目给定的装置图可知乙装置有尾气处理装置，同时可以通过移动铜丝来限制反应的发生与停止。试验丙中，试验时先关闭活塞c，再打开活塞a、b，才能使NO2气体充溢②试管；当气体充溢②试管后，将铜丝提起与溶液脱离停止反应。欲使烧杯中的水进入②试管应当先关闭b，再关闭a，然后打开c，用手捂住试管②。[答案](1)Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O(2)可以限制反应的发生与停止可汲取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，用手捂住试管②14．将6.4g铜加入50mLamol·L－1的硝酸溶液中，铜全部溶解，得到NO2和NO的混合气体。将反应后溶液稀释至100mL，测得NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))的浓度为3mol·L－1。(1)混合气体中NO2和NO的总物质的量为________mol(用含a的式子表示)。(2)稀释后的溶液中H＋的物质的量浓度为__________mol·L－1。(3)若a＝9，则收集到NO2和NO混合气体在标准状况下体积为________L。[解析]因为得到NO2和NO混合气体，说明原硝酸