2024高中化学第3章自然界中的元素第2节氮的循环第3课时硝酸人类活动对氮循环和环境的影响课时作业含解析鲁科版必修1

PAGE6-硝酸人类活动对氮循环和环境的影响学习·理解1．近年来，光化学烟雾污染已引起人们的留意，下列哪些气体是造成光化学烟雾的主要因素()A．NO2 B．CO2C．CO D．SO2答案A解析NO2等氮氧化物是形成光化学烟雾的重要缘由。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退色——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退去——强氧化性答案D解析A项，浓硝酸因有酸性而使紫色石蕊试液变红色，又因浓硝酸的强氧化性而使其退色。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退去，是因为硝酸和氢氧化钠发生中和反应的原因。3．在下列反应中，HNO3既表现氧化性，又表现酸性的是()A．H2S＋2HNO3=S↓＋2NO2↑＋2H2OB．CuO＋2HNO3=Cu(NO3)2＋H2OC．4HNO3eq\o(=,\s\up17(△),\s\do15())4NO2↑＋O2↑＋2H2OD．3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O答案D解析A中HNO3只表现氧化性；B中HNO3只表现酸性；C中HNO3既表现氧化性，又表现还原性；D中HNO3既表现氧化性，又表现酸性。4．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．反应猛烈程度：两者相同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解析相同质量的铜分别和过量浓硝酸、稀硝酸反应时，浓硝酸参与的反应更猛烈，A错误；铜和浓硝酸、稀硝酸反应的方程式分别为：①4HNO3(浓)＋Cu=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，②8HNO3(稀)＋3Cu=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。①产生红棕色气体，②产生无色气体，C错误；由于参与反应的铜的质量相同，且两反应中还原剂都是铜，反应后铜的价态又相同，所以反应中转移的电子总数相等，D错误；1molCu和浓硝酸反应消耗4mol硝酸，1molCu和稀硝酸反应消耗eq\f(8,3)mol硝酸，同质量的铜和过量浓硝酸、稀硝酸反应时，消耗的浓硝酸多，B正确。5．已知某四种单质分别与浓硝酸混合出现的状况依次是：①反应生成相应的硝酸盐；②反应生成最高价含氧酸；③发生钝化；④不发生反应。则符合上述状况的单质可能是()A．Cu、Si、Zn、Au B．Ag、P、Al、PtC．Fe、C、Sb、Hg D．Cu、S、Fe、Pb答案B解析浓硝酸在常温下使铁、铝钝化，故A、C不正确；浓硝酸能与绝大多数金属反应，但不能与Au、Pt反应，故D不正确。6．在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，再加入下列哪种固体粉末，铜粉可溶解()A．FeCl2 B．Fe2O3C．Zn D．KCl答案B解析A中FeCl2与铜不反应；B中Fe2O3溶于稀硫酸得到Fe2(SO4)3，Fe2(SO4)3可与铜反应；C中Zn溶于稀硫酸生成的ZnSO4不与铜反应；D中KCl在酸性条件下与铜不反应。7．氮氧化物进入大气后，不仅会形成硝酸型酸雨，还可能形成光化学烟雾。因此必需对含有氮氧化物的废气进行处理。(1)用氢氧化钠溶液可以汲取废气中的氮氧化物，发生反应的化学方程式为NO2＋NO＋2NaOH=2NaNO2＋H2O，在该反应中，氧化剂是________，还原剂是________。(2)在肯定条件下氨气可用来将氮氧化物转化为无污染的物质。写出氨气和二氧化氮在肯定条件下反应的化学方程式：____________________，反应中氧化剂是________，还原剂是________。答案(1)NO2NO(2)6NO2＋8NH3eq\o(=,\s\up17(肯定条件),\s\do15())7N2＋12H2ONO2NH3解析(1)NO2中氮元素的化合价降低，NO2作氧化剂，NO中氮元素的化合价上升，NO作还原剂。(2)氨气和二氧化氮反应后生成的无污染的物质是氮气和水。应用·实践8．向浅绿色的Fe(NO3)2溶液中逐滴加入稀盐酸时，溶液的颜色改变是()A．绿色变深 B．变为黄色C．绿色变浅 D．无明显改变答案B解析向Fe(NO3)2溶液中逐滴加入稀盐酸，NOeq\o\al(－,3)在酸性条件下具有较强的氧化性，将Fe2＋氧化为Fe3＋，B项正确。9．下列反应中硝酸既能表现出酸性又表现出氧化性的是()A．使石蕊试液变红B．与铜反应放出NO气体生成Cu(NO3)2C．与Na2CO3反应放出CO2气体生成NaNO3D．与S单质混合共热时生成H2SO4和NO2答案B解析在上述反应A、C中HNO3使指示剂变色、与弱酸盐反应均只表现出酸性。在B、D中HNO3中氮元素的化合价均降低表现氧化性，并且在B项中又有Cu(NO3)2和水生成，说明此反应中HNO3还表现酸性。10．已知X、Y、Z、W(含同一元素)之间的转化关系为Xeq\o(→,\s\up17(O2))Yeq\o(→,\s\up17(O2))Zeq\o(→,\s\up17(H2O))W，且X能与W发生反应生成一种易溶于水的盐，则X可能是()A．N2 B．NO2C．NH3 D．NO答案C解析依据题意可知X、Y、Z、W(含同一元素)均含N元素，由X能与W发生反应生成一种易溶于水的盐，知X是NH3，发生反应：4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up17(催化剂),\s\do15(△))4NO＋6H2O,2NO＋O2=2NO2,3NO2＋H2O=2HNO3＋NO；且HNO3＋NH3=NH4NO3。11．在某100mL的混合液中，硝酸和硫酸的物质的量浓度分别是0.4mol·L－1、0.1mol·L－1，向该混合液中加入1.92g铜粉，加热，待充分反应后(溶液体积改变忽视不计)，所得溶液中铜离子物质的量浓度(mol·L－1)是()A．0.15 B．0.225C．0.35 D．0.45答案B解析设Cu2＋的物质的量为x，依据3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O38230．030.060.04xH＋不足，由H＋来计算Cu2＋的浓度，解得x＝3×eq\f(0.06mol,8)＝0.0225mol，因此铜离子浓度为0.225mol·L－1。12．近年来在中国，汽车的销量大幅增长，同时也带来了严峻的空气污染。汽车尾气处理装置中，气体在催化剂表面吸附与解吸的过程如图所示，下列说法正确的是()A．反应中NO为氧化剂，N2为氧化产物B．汽车尾气的主要污染成分包括CO、NO和N2C．NO和O2必需在催化剂表面才能反应D．催化转化的总反应为2NO＋O2＋4COeq\o(=,\s\up17(催化剂))4CO2＋N2答案D解析NO首先与O2反应生成NO2：2NO＋O2=2NO2；NO2具有较强的氧化性，CO具有还原性，二者在催化剂表面发生氧化还原反应生成CO2和N2：2NO2＋4COeq\o(=,\s\up17(催化剂))N2＋4CO2；故总反应为2NO＋O2＋4COeq\o(=,\s\up17(催化剂))4CO2＋N2，在此反应中，NO、O2是氧化剂，N2是还原产物，CO2既是氧化产物，又是还原产物，A错误，D正确。N2不是大气污染物，B错误。NO在常温下不须要催化剂就可以和O2反应转化为NO2，C错误。13．在Fe、Cu的混合物中，加入肯定量的稀HNO3并微热，充分反应后剩余金属ag。再向其中加入肯定量的稀盐酸并加热，充分振荡后还剩余金属bg，则()A．a可能等于b B．a肯定大于bC．a可能大于b D．a可能小于b答案B解析Fe、Cu与肯定量的稀HNO3反应后生成硝酸盐，含有NOeq\o\al(－,3)离子，再加入肯定量的稀盐酸后相当于有HNO3，能与金属接着反应，故a肯定大于b。14．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__________________。答案(1)4HNO3(浓)eq\o(=,\s\up17(光或热))4NO2↑＋O2↑＋2H2O(2)常温时，浓硝酸可使铁、铝钝化(3)NH4NO3(4)4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up17(高温),\s\do15(催化剂))4NO＋6H2O形成酸雨和光化学烟雾解析硝酸见光易分解，需避光保存；常温时，浓硝酸可使铁、铝钝化，故可用铁、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和光化学烟雾。迁移·创新15．某探讨性学习小组的一个课题是“NO2能否支持木条的燃烧？”由于试验室中没有现成的NO2气体，该小组的同学设计了两个方案(图中铁架台等夹持仪器均已略去)：Ⅰ.试验装置如图甲所示。(1)硝酸铜固体加热分解的产物有氧化铜、二氧化氮和氧气。写出该反应的化学方程式：_______________________________________________________________________________________________________________________________。(2)当集气瓶中充溢红棕色气体时，木条复燃。有的同学得出“NO2能支持木条的燃烧”的结论。你认为这一结论是否正确？________(填“正确”或“不正确”)，理由是_____________________________________________________________________________________________________________________________。Ⅱ.试验装置如图乙所示。(1)写出浓硝酸受热分解的化学方程式：_________________________。(2)试验起先后木条上的火星渐渐熄灭，有的同学提出“NO2不能支持木条的燃烧”的结论。你认为这一结论是否正确？_________(填“正确”或“不正确”)，理由是___________________________________________________________________________________________________________________________________。答案Ⅰ.(1)2Cu(NO3)2eq\o(=,\s\up17(△))2CuO＋4NO2↑＋O2↑(2)正确Cu(NO3)2分解产生的O2的体积分数与空气中O2的体积分数相等，但空气不能使带火星的木条复燃，所以NO2能支持燃烧Ⅱ.(1)4HNO3(浓)eq\o(=,\s\up17(△))4NO2↑＋O2↑＋2H2O(2)不正确可能是由于产生大量的水蒸气所致解析Ⅰ.(1)硝酸铜固体加热分解的产物有氧化铜、二氧化氮和氧气，所以该反应的化学方程式是2Cu(NO3)2eq\o(=,\s\up17(△))2CuO＋4NO2↑＋O2↑。(2)2Cu(NO3)2eq\o(=,