2024-2025版教材新高中化学第3章第3节第3课时硝酸人类活动对氮循环和环境的影响练习含解析鲁科版必修第一册

PAGEPAGE6第3课时硝酸人类活动对氮循环和环境的影响课后篇巩固提升夯实基础·轻松达标1.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.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——强酸性答案D解析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,与铁反应不产生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浓硝酸,且避光保存;D项,稀硝酸与氢氧化亚铁反应生成硝酸铁、一氧化氮和水,表现了硝酸的酸性和强氧化性。2.将相同质量的铜分别和过量浓硝酸、稀硝酸反应,下列叙述正确的是()A.反应生成气体的物质的量相等B.消耗硝酸的物质的量:前者多,后者少C.反应生成气体的颜色:前者浅,后者深D.反应中转移的电子总数:前者多,后者少答案B解析由反应Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O和3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O可知,当铜质量相同,硝酸过量时,生成气体的物质的量前者多,消耗n(HNO3)前者多,反应中转移电子总数相等。3.将1.92gCu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.1mol B.0.05molC.1.05mol D.0.11mol答案D解析铜和硝酸反应,随着HNO3浓度的削减,硝酸的还原产物的价态越低,铜和浓硝酸反应生成NO2,而与稀硝酸反应时则生成NO,故生成的气体有NO2和NO,则n(NO2)+n(NO)=0.05mol,即被还原的硝酸的物质的量为0.05mol,n(Cu)=1.92g64g·mol-1=0.03mol,则生成n[Cu(NO3)2]=0.03mol,可知表现酸性的硝酸的物质的量为0.03mol×2=0.06mol,则4.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.少量氧化铁和硝酸C.硫化氢和硝酸 D.铜和浓硝酸答案D解析HNO3中N元素价态降低,表现HNO3的氧化性。反应中生成盐,表现出HNO3的酸性。Al2O3与HNO3反应生成Al(NO3)3和水,Fe2O3与HNO3生成Fe(NO3)3和水,都只表现HNO3的酸性。Cu与浓硝酸反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,既表现出氧化性又表现出酸性。5.已知3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,则下列说法不正确的是()A.Cu做还原剂,HNO3做氧化剂B.HNO3在该反应中只有部分表现出了氧化性C.每生成22.4L(标准状况)NO有3mol的电子转移D.假如有8molHNO3被还原,则生成了2molNO答案D解析依据反应:知,A项正确;HNO3在该反应中既表现酸性又表现氧化性,B项正确;依据双线桥分析,该反应每生成2molNO转移6mol电子,C项正确;HNO3被还原生成NO,若有8molHNO3被还原,则生成8molNO,D项错误。6.1L稀硝酸和稀硫酸的混合液,其物质的量浓度分别为0.1mol·L-1和0.4mol·L-1。若向该混合液中加入足量的铜粉,则最多能溶解铜粉的质量为()A.2.4g B.3.2g C.6.4g D.9.6g答案D解析据反应原理写出反应的离子方程式为3Cu+2NO3-+8H+3Cu2++2NO↑+4H2 0.1mol 0.9molH+过量,依据n(NO3-)计算溶解铜粉的质量,m(Cu)=3×7.将肯定质量由Cu和CuO组成的固体粉末加入到100mL11mol·L-1的浓硝酸中,充分反应后,固体溶解完全,收集到NO、NO2的混合气体6.72L(标准状况)。若将该混合气体与2.24LO2(标准状况)混合并通入到足量水中,恰好完全反应生成HNO3。(1)NO的体积是L,NO2的体积是L(标准状况)。

(2)固体粉末中Cu单质的质量是g。

(3)向浓硝酸反应后的溶液中加入4mol·L-1的NaOH溶液,当Cu2+恰好沉淀完时,须要NaOH溶液的体积是L。

答案(1)1.125.6(2)12.8(3)0.2解析铜与浓硝酸反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,铜与稀硝酸反应的化学方程式为3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,设生成的NO的物质的量为x,NO2的物质的量为y,依据题意,反应中铜失去的电子总数等于O2得到的电子总数,则:x+y=63x+y=2.24L解得x=0.05moly=0.25mol(1)NO的体积是0.05mol×22.4L·mol-1=1.12L;NO2的体积为0.25mol×22.4L·mol-1=5.6L。(2)依据电子转移守恒可得n(Cu)=2n(O2)=0.2mol,所以m(Cu)=0.2mol×64g·mol-1=12.8g。(3)当溶液中的Cu2+恰好完全沉淀时,则溶液中的溶质是NaNO3,依据氮原子个数守恒得,硝酸的物质的量是n(NaNO3)+n(NO2)+n(NO)=0.1×11mol,所以n(NaNO3)=1.1mol-0.3mol=0.8mol,即氢氧化钠的物质的量是0.8mol,所以NaOH溶液的体积V=nc=0提升实力·跨越等级1.不法分子有时用铜锌合金制成假金币行骗。下列方法中,能有效鉴别金币真假的是()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,视察现象答案D解析真的金币不溶于硝酸,假金币(铜锌合金)能溶于硝酸。2.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.无剩余气体答案D解析4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O,将所得气体收集于试管内倒立于水槽中时,发生反应4NO2+O2+2H2O4HNO3,又全部转化为HNO3,无气体剩余。3.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——强氧化性答案D解析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,是因为硝酸与氢氧化钠发生中和反应的原因。4.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,铜粉的质量减小,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答案C解析“溶液呈蓝色”说明铜被氧化,在原稀硫酸中已含有H+,加入Fe3+后,虽然也可以氧化Cu,但此时并没有气体放出,若加入KNO3(供应了NO35.3.2g铜与过量硝酸(8mol·L-1,30mL)充分反应,硝酸的还原产物为NO2和NO,反应后溶液中所含H+为amol,则此时溶液中所含NO3A.(0.2+a)mol B.(0.1+a)molC.(0.05+a)mol D.amol答案B解析反应后NO3-存在于硝酸和硝酸铜中,n[Cu(NO3)2]=n(Cu)=3.2g64g·mol-1=0.05mol,n(HNO3)剩余=amol,n(NO3-)=2n[Cu(NO3)6.1.92gCu投入肯定量的浓硝酸中,Cu完全溶解,生成气体颜色越来越浅,共收集到标准状况下的气体672mL,将盛有此气体的容器倒扣在水槽中,通入标准状况下肯定体积的氧气,恰好使气体完全溶于水,则通入的氧气的体积为()A.504mL B.336mLC.224mL D.168mL答案B解析由题意分析整个过程可看作HNO3未参与氧化还原反应,而是1.92gCu被氧气氧化,由2Cu~O2知通入的氧气(标准状况下)的体积为336mL。7.某爱好小组设计出如图所示装置来进行铜与硝酸反应的试验,以探究化学试验的绿色化。(1)试验前,关闭活塞b,向试管d中加水至浸没长导管口,塞紧试管c和d的胶塞,加热c,其目的是。

(2)在d中加适量NaOH溶液,c中放一小块铜片,由分液漏斗a向c中加入2mL浓硝酸,c中反应的化学方程式是。再由a向c中加2mL蒸馏水,c中的试验现象是。

(3)下表是制取硝酸铜的三种方案,能体现绿色化学理念的最佳方案是,理由是。

方案反应物甲Cu、浓硝酸乙Cu、稀硝酸丙Cu、O2、稀硝酸答案(1)检查装置气密性(2)Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O反应变缓,气体颜色变浅(3)丙耗酸量最少,不产生NO或NO2等有毒气体解析Cu与浓硝酸反应生成的NO2气体是有毒气体,可溶于水中或碱液中,Cu与稀硝酸反应生成的NO气体也是有毒气体,不溶于水或碱液,但可与O2反应生成NO2。丙方案不产生NO或NO2,且硝酸只表现酸性,且耗酸量少,能体现绿色化学理念。8.为了证明铜与稀硝酸反应产生一氧化氮,某校学生试验小组设计了一个试验,其装置如下图所示(加热装置和固定装置均已略去),B为一个用金属丝固定的干燥管,内装块状碳酸钙固体;E为一个空的蒸馏烧瓶;F是用于鼓入空气的双连打气球。(1)试验时,为在E烧瓶中收集到NO,以便视察颜色,必需事先赶尽其中的空气。其中第一步试验操作是。

如何确定E中空气已被赶尽。

(2)如何证明E中收集到的是NO而不是H2。

一段时间后,C中白色沉淀溶解,其缘由是。

(3)装置D的作用是。

答案(1)将装CaCO3的干燥管下移与稀硝酸反应产生CO2当C处出现白色沉淀时,则说明空气除尽(2)用F向E中鼓入空气,E内颜色变为红棕色NO2进入C生成HNO3,HNO3使CaCO3溶解(3)汲取过量的NO、NO2,防止空气污染解析由题所给装置可知,赶走空气要用到碳酸钙,则将装CaCO3的干燥管下移与稀硝酸反应产生CO2,当C处出现白色沉淀时,说明生成的CO2已进入C试管,则E中空气除尽;(2)证明NO存在是和O2反应生成红棕色NO2,NO2溶于水生成HNO3,HNO3与CaCO3反应使液体变澄清;(3)NO、NO2都是大气污染物,不能排放到空气中。贴近生活·拓展创新★将32.64g铜与140mL肯定浓度的硝酸反应,铜完全溶解产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2L。请回答:(1)NO的体积为L,NO2的体积为L。

(2)待产生的气