2024-2025学年新教材高中化学第3章物质的性质与转化第3节第3课时硝酸人类活动对氮循环和环境的影响课时分层作业含解析鲁科版必修第一册

PAGE6-第3课时硝酸人类活动对氮循环和环境的影响(建议用时：40分钟)[合格过关练]1．在S＋6HNO3eq\o(=,\s\up8(△))H2SO4＋6NO2↑＋2H2O中，HNO3表现的性质是()A．还原性 B．酸性C．不稳定性 D．氧化性D[该反应HNO3中的氮元素化合价降低，故只表现氧化性。]2．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．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D[A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，与锌反应不产生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，避光保存。D项，硝酸使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去，是因为硝酸的酸性将氢氧化钠中和的原因。]3．将红热的木炭与浓硝酸共热产生的气体等分为①和②两份，第①份先通过适量蒸馏水，再通入少量澄清石灰水中；第②份干脆通入少量澄清石灰水中。则石灰水的改变最可能为()A．①不变浑浊，②变乳白色B．①变乳白色，②不变浑浊C．①变乳白色，②变乳白色D．①不变浑浊，②不变浑浊B[木炭与浓硝酸反应产生CO2和NO2的混合气体，而NO2可与水反应生成硝酸，故将混合气体干脆通入少量澄清石灰水中，会产生Ca(NO3)2溶液，难以得到CaCO3沉淀；将混合气体先通过适量蒸馏水，NO2与水反应生成硝酸和NO，NO和CO2的混合气体再通入少量澄清石灰水中会产生CaCO3沉淀。]4．现有下列物质，其中必需保存在棕色试剂瓶里的是()①氯水②氨水③浓硝酸④浓盐酸⑤烧碱A．①②③ B．①③④C．仅①③ D．②⑤C[见光易分解的物质保存在棕色试剂瓶中。]5．不法分子有时用铜锌合金制成假金币行骗。下列方法中，能有效鉴别其真假的是()A．视察颜色B．查看图案C．用手掂量轻重D．滴一滴硝酸在币的表面，视察现象D[真金不溶于HNO3，而假金可溶于HNO3。]6．将硝酸分解产生的气体收集于试管内然后倒立于水槽中，一段时间后试管内(假设没有空气混入)()A．剩余NO B．剩余O2C．剩余NO2 D．不剩余气体D[4HNO3eq\o(=,\s\up8(△))4NO2↑＋O2↑＋2H2O，将所得气体收集于试管内倒立于水槽中时，4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3，又全部转化为HNO3，无气体剩余。]7．下列气体的制备可采纳如图装置的是()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HClB[二氧化氮可以与水反应，氨气和氯化氢极易溶于水，三者均不能用排水法收集，故选B。]8．在酸性溶液中，下列各组离子能大量共存的是()A．K＋、NOeq\o\al(－,3)、COeq\o\al(2－,3)、Na＋B．Na＋、Ba2＋、NOeq\o\al(－,3)、HCOeq\o\al(－,3)C．NOeq\o\al(－,3)、Fe2＋、K＋、Cl－D．NOeq\o\al(－,3)、K＋、Mg2＋、Cl－D[A项，在酸性溶液中COeq\o\al(2－,3)不能大量存在；B项，HCOeq\o\al(－,3)在酸性溶液中不能大量存在；C项，NOeq\o\al(－,3)在酸性溶液中有强氧化性，Fe2＋不能大量共存。]9．肯定量的Cu和1mol·L－1的稀硝酸反应，假如NOeq\o\al(－,3)的浓度下降0.2mol·L－1，则溶液中c(H＋)同时下降(假定反应前后溶液体积不变)()A．0.2mol·L－1 B．0.4mol·L－1C．0.6mol·L－1 D．0.8mol·L－1D[由Cu与稀硝酸反应的离子方程式3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O可知，当NOeq\o\al(－,3)浓度下降0.2mol·L－1时，c(H＋)下降0.8mol·L－1。]10．关于硝酸的说法正确的是()A．硝酸与金属反应时，主要是＋5价的氮得电子B．浓硝酸与浓盐酸按3∶1的体积比混合所得的混合物叫王水C．硝酸电离出的H＋，能被Zn、Fe等金属还原成H2D．常温下，向浓硝酸中投入Fe片，会产生大量的红棕色气体A[HNO3中氮元素处于最高价(＋5价)，与金属反应时主要是＋5价的氮得电子，A项正确；王水指的是浓硝酸和浓盐酸按体积比1∶3混合所得混合物，B项错；硝酸与金属反应时得到的还原产物为NO、NO2、N2、N2O等，C项错；常温下浓硝酸可使Fe、Al发生钝化，D项错。]11．硝酸是一种重要的工业原料。(1)试验室中通常保存在棕色试剂瓶中，缘由是___________________(用化学方程式表示)。(2)储运浓硝酸时通常用铁罐或铝罐，缘由是___________________________________________________________________________________________。(3)硝酸是一种易挥发性的酸，当两支分别蘸有浓硝酸和浓氨水的玻璃棒靠近时会产生大量白烟，白烟的成分是________。(4)工业上通常用氨催化氧化法制硝酸，写出氨催化氧化的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________，硝酸工厂尾气的主要危害是_______________________________________。[解析]硝酸见光易分解，需避光保存；常温下，铁、铝遇浓硝酸钝化，可用铁、铝罐盛装；硝酸蒸气与氨气反应生成的白烟是硝酸铵。硝酸工厂尾气中氮氧化物会引起酸雨。[答案](1)4HNO3(浓)eq\o(=,\s\up8(光照或受热))4NO2↑＋O2↑＋2H2O(2)常温下，铁、铝遇浓硝酸钝化(3)NH4NO3(4)4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up8(催化剂),\s\do10(△))4NO＋6H2O形成酸雨12．气候条件独特，空气质量优良的新疆阿勒泰市，已成为我国第8个国家大气背景监测点。监测点安装的监测设备可日常监测二氧化硫、二氧化氮、一氧化氮及臭氧等大气污染物。请回答下列问题：(1)一氧化氮的危害在于________(填字母)。A．破坏臭氧层B．高温下能使一些金属氧化C．造成酸雨D．与人体血红蛋白结合(2)在含Cu＋的酶的活化中心中，亚硝酸根离子(NOeq\o\al(－,2))可转化为NO，写出Cu＋和亚硝酸根离子在酸性水溶液中反应的离子方程式：__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)为改善汽车尾气的排放质量，削减空气污染，汽车加装“三效催化净化器”，可将尾气中的一氧化碳和一氧化氮转化为参与大气循环的无毒混合气体，该无毒混合气体是________(填字母)。A．二氧化碳和氮气 B．二氧化碳和二氧化氮C．二氧化碳和氧气 D．二氧化碳和氢气[解析](1)一氧化氮气体在破坏臭氧层的过程中起催化作用；NO能与人体血红蛋白结合而使人中毒；NO被O2氧化生成NO2，NO2与水反应生成HNO3可形成酸雨。(2)NOeq\o\al(－,2)转化为NO时，N的化合价降低，则Cu＋在反应中化合价必上升转化为Cu2＋。(3)发生的反应为2CO＋2NOeq\o(=,\s\up8(催化剂))2CO2＋N2。[答案](1)ACD(2)Cu＋＋NOeq\o\al(－,2)＋2H＋=Cu2＋＋NO↑＋H2O(3)A13．如图所示为A、B、C、D、E五种含氮物质相互转化的关系图。其中A、B、C、D常温下都是气体，B为红棕色，写出A、B、C、D、E的化学式和各步反应的化学方程式。(1)A.________，B.________，C.________，D.______，E.________。(2)①A→C____________________________________________________。②A→D______________________________________________________。③D→C______________________________________________________。④C→B______________________________________________________。⑤B→E______________________________________________________。⑥E→C______________________________________________________。[解析]此题突破口为红棕色气体及A转化为C的条件为闪电，则B为NO2，C为NO，A为N2，E为HNO3。由A→D的反应条件为高温、高压、催化剂，可知该过程为合成氨，即D为NH3。[答案](1)N2NO2NONH3HNO3(2)①N2＋O2eq\o(=,\s\up8(放电))2NO②N2＋3H22NH3③4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up8(催化剂),\s\do10(高温))4NO＋6H2O④2NO＋O2=2NO2⑤3NO2＋H2O=2HNO3＋NO⑥3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O[素养培优练]14．用以下三种途径来制取相同质量的硝酸铜：①铜跟浓硝酸反应，②铜跟稀硝酸反应，③铜跟氧气反应生成氧化铜，氧化铜再跟硝酸反应。以下叙述正确的是()A．三种途径所消耗的铜的物质的量不相等B．三种途径所消耗的硝酸的物质的量相等C．所消耗铜的物质的量：途径③>途径①>途径②D．所消耗硝酸的物质的量：途径①>途径②>途径③D[三种途径发生的反应历程如下：由此可见，途径①、②消耗HNO3量多且产生有毒气体。]15．碳跟浓硫酸共热产生的气体X和铜跟浓硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中(如图装置)，下列有关说法正确的是()A．洗气瓶中产生的沉淀中有碳酸钡B．在Z导管出来的气体中无二氧化碳C．洗气瓶中产生的沉淀是硫酸钡D．在Z导管口没有红棕色气体出现C[碳与浓硫酸共热产生的X气体为CO2和SO2的混合气体，铜与浓硝酸反应产生的Y气体是NO2，SO2＋H2O＋NO2=H2SO4＋NO，故洗气瓶中产生的是硫酸钡沉淀，Z处逸出的气体中有CO2和NO，NO遇到空气中的氧气生成了红棕色的NO2，二氧化碳不与氯化钡反应，所以没有BaCO3生成。]16．将3.2gCu跟30.0mL10.0mol·L－1的HNO3充分反应，还原产物有NO和NO2，若反应后溶液中有amolH＋，溶液中含NOeq\o\al(－,3)的物质的量为()A．0.5amol B．(0.1＋aC．0.1amol D．2B[首先推断Cu与硝酸谁过量，经推断知HNO3过量，Cu全部反应，依据溶液中的电荷守恒，n(NOeq\o\al(－,3))＝n(H＋)＋2n(Cu2＋)n(Cu2＋)＝eq\f(3.2g,64g·mol－1)＝0.05mol所以n(NOeq\o\al(－,3))＝amol＋0.05mol×2＝(a＋0.1)mol。]17．将2.56gCu和肯定量的浓硝酸反应，随着Cu的不断削减，反应生成气体的颜色渐渐变浅，当Cu反应完毕时，共收集到气体1.12L(标准状况)，则反应中消耗HNO3的物质的量为()A．0.05mol B．1molC．1.05mol D．0.13molD[参与反应的硝酸由两部分构成，一是被还原为氮氧化物的硝酸，为0.05mol；二是作酸，生成Cu(NO3)2的硝酸，为0.08mol。]18．如图是进行木炭与浓硝酸反应，并检验生成的气体的试验装置，它具有无污染、现象明显的特点。具支试管A中所盛固体下层是无水CaCl2(作载体不参与反应)，上层是红热的木炭。试验时渐渐将浓硝酸滴到木炭上，反应即起先进行且能长时间猛烈反应。请回答下列问题：(1)A中反应的化学方程式为___________________________________________