2019-2020年高中化学 3.2.2 硝酸 氮的循环每课一练（含解析）鲁科版必修1 .doc

2019-2020年高中化学 3.2.2 硝酸 氮的循环每课一练（含解析）鲁科版必修11下列对于硝酸的认识，不正确的是()A浓硝酸和稀硝酸都具有氧化性B铜与硝酸的反应属于置换反应C硝酸可氧化Fe2D可用铁或铝制品盛装浓硝酸解析：浓硝酸和稀硝酸都具有强氧化性，能氧化具有还原性的Fe2，能与除Pt、Au以外的大多数金属反应，但不是置换反应，常温下，Fe、Al在浓硝酸中钝化，所以可用铁或铝制品盛装浓硝酸。答案：B2下列反应中，硝酸既表现氧化性，又表现酸性的是()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与硫单质混合共热时生成硫酸和NO2解析：在反应A、C中，硝酸使指示剂变色、与弱酸盐反应均表现出酸性，在B、D中硝酸中氮元素的化合价均降低表现出氧化性，并且在B项中又有Cu(NO3)2和水生成，说明在此反应中硝酸还表现出酸性。故正确答案为B项。答案：B3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反应速率：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，后者少解析：铜分别和过量浓硝酸、稀硝酸反应，发生的反应是：Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O所以选项B正确，而选项C不正确；又因为相同质量的铜失电子一样多，所以选项D也不正确；由于浓硝酸的浓度大反应速率大，选项A也不正确。答案：B4下列各组离子因发生氧化还原反应而不能大量共存的是()ACl、NO、Fe2、HBAg、NO、Cl、SOCK、Ba2、OH、SO DCu2、NH、Br、OH解析：题中给出了一个限制条件“因发生氧化还原反应而不能大量共存”。A组：如果仅有NO和Fe2是不会发生氧化还原反应的，可以大量共存，但是溶液中还存在H，因而此时的NO就有了强氧化性，可以把Fe2氧化成Fe3，B、C、D组很显然均是因发生复分解反应而不能大量共存。故A选项符合题意。答案：A5某兴趣小组设计出右图所示装置来改进教材中“铜与硝酸反应”实验，以探究化学实验的绿色化。(1)实验前，关闭活塞b，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2 mL浓硝酸，c中反应的化学方程式是_。再由a向c中加2 mL蒸馏水，c中的实验现象是_。(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HNO3乙Cu、稀HNO3丙Cu、O2、稀HNO3解析：加2 mL蒸馏水，浓HNO3的浓度减小，化学反应速率减慢。甲：Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O乙：3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O丙：2CuO22CuOCuO2HNO3(稀)=Cu(NO3)2H2O甲、乙分别有污染环境的NO2与NO生成，而且甲、乙、丙制取1 mol的Cu(NO3)2时，耗硝酸分别为：4 mol， mol,2 mol，所以丙方案最佳。答案：(1)检查装置气密性(2)Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O反应变缓，气体颜色变淡(3)丙制得等量的Cu(NO3)2耗酸量最少，无污染能力提升1在自然界中，把空气中的氮气转化为氮的化合物以实现氮循环的途径是()A豆科植物根部的根瘤菌，把氮气转化为硝酸盐等含氮化合物B放电条件下，氮气与氧气结合生成氮氧化合物，并随降水进入土壤和水体中C通过化学方法把空气中的氮气转化为氨，再进一步转化为其他含氮的化合物D将化石燃料燃烧产生的氮氧化物通过大气进入陆地和海洋解析：自然界中，把空气中的氮气转化为氮的化合物的途径，即自然固氮过程，故A、B项正确；C项和D项不满足题意。答案：AB2下列有关硝酸反应的叙述中，错误的是()A稀硝酸与铁反应，有氢气放出B浓硝酸跟铜反应，有二氧化氮气体放出C硝酸跟碳酸钠反应，有二氧化碳气体放出D硝酸受热时，有二氧化氮、氧气放出解析：由于稀硝酸有强氧化性，与Fe反应时无H2放出。答案：A3往浓、稀硝酸中各滴入少量石蕊试液，发生的现象是()A石蕊试液都变红色B石蕊试液都变褐色C在浓硝酸中变红色，在稀硝酸中先变红色后退色D在稀硝酸中变红色，在浓硝酸中先变红色后退色解析：不要只注意到硝酸的强酸性，而忽略浓硝酸的强氧化性，它可使某些有色物质氧化而退色。稀硝酸使石蕊试液变红，稀硝酸虽有氧化性，但不能将石蕊试液氧化；浓硝酸既有强酸性，又有强氧化性，浓硝酸使石蕊试液变红，后又慢慢退色。答案：D4下列有关硝酸的说法中正确的是()A硝酸的酸酐是NO2B硝酸具有强氧化性和不稳定性C硝酸通常略显黄色，是因为在其中溶解了Fe3的缘故D稀硝酸与铜反应，氮元素化合价由5价降为2价；浓硝酸与铜反应，氮元素化合价由5价降为4价。由前者降价多而后者降价少可知，稀硝酸的氧化性比浓硝酸强解析：HNO3的酸酐是N2O5而不是NO2，酸酐中中心元素(本题为N)与含氧酸中中心元素的价态应相同，故A选项的说法错误；HNO3中N元素处于最高价态，理论上分析具有氧化性的可能性，再结合浓、稀HNO3均可将一些不活泼的金属氧化的事实，可说明浓、稀HNO3均有强氧化性；HNO3在见光或加热的条件下较易分解，具有不稳定性。故B选项的说法正确；HNO3通常显黄色，是因HNO3易分解4HNO34NO2O22H2O，产生的NO2溶解在其中所显示的颜色，不是因为其中含Fe3。故C选项的说法错误；比较氧化剂的氧化性强弱时，可用将相同还原剂被氧化得到的价态高低进行比较，但不能由自身降价的多少进行比较。如Cl2与Fe反应生成FeCl3，而S与Fe反应只能生成FeS，前者Fe显3价，后者Fe显2价，这可说明Cl2的氧化性比S的氧化性强。故D选项的说法错误。答案：B538.4 mg铜粉与一定量浓硝酸反应，当铜粉完全作用时，收集到气体22.4 mL(标准状况)，则所消耗硝酸的物质的量是()A1.0103 mol B1.6103 molC2.2103 mol D2.4103 mol解析：Cu与适量浓硝酸反应，在反应过程中硝酸逐渐变稀，实际发生两个反应：Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O,3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O，由方程式知：无论发生哪个反应，反应过程中被还原的HNO3的物质的量n(HNO3)都等于反应过程中生成的气体的物质的量，即n(HNO3)还原1103mol；而Cu被氧化为Cu(NO3)2，所需HNO3的物质的量为：n(HNO3)酸21.2103 mol，所以反应消耗的HNO3的物质的量为：1103mol1.2103mol2.2103 mol。答案：C6某单质跟浓硝酸反应时，0.25 mol单质完全反应需消耗1 mol HNO3，则单质元素氧化后的化合价可能是()A1 B2 C3 D4解析：单质可能为非金属单质，反应掉的HNO3都作氧化剂，设单质元素氧化后的化合价为x，据得失电子数相等，则有如下关系：025 molx1 mol(54)(浓HNO3被还原为NO2) x4，为4价单质也可能为金属单质，反应后为硝酸盐，反应掉的HNO3一部分作氧化剂，则：025 molx(1 mol0.25 molx)(54) x2，为2价。答案：BD7浅绿色的Fe(NO3)2溶液中逐滴加入少量稀盐酸时，溶液的颜色变化是()A变浅 B变为红色C没有变化 D变为黄色解析：NO在酸性条件下(相当于稀硝酸)，具有较强的氧化性，将Fe2氧化为Fe3，使溶液呈黄色。答案：D8下列离子在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存的是()AH、Na、SO、Cl BNO、Fe2、H、ClCS2、Na、CO、H DH、Ag、NO、Cl解析：NO在酸性条件下(相当于稀硝酸)，具有较强的氧化性，将Fe2氧化为Fe3。答案：B9某金属单质跟一定浓度的硝酸反应，假定只有单一的还原产物。当参加反应的金属与被还原的硝酸的物质的量之比为21时，还原产物是()ANO2 BNO CN2O DN2解析：设金属的化合价为n，硝酸的还原产物中氮的化合价为x，则由得失电子守恒得：2(n0)1(5x)，即x52n，讨论：当n1时，x3，为N2O3。当n2时，x1，为N2O。当n3时，x1，不合理，舍去。由于金属离子一般不出现4以及以上的价态，故不再讨论。故正确答案为C项。答案：C10金属加工后的废切削液中含2%3%的NaNO2，它是一种环境污染物，人们用NH4Cl溶液来处理废切削液，使NaNO2转化为无毒物质，该反应分两步进行：第一步：NaNO2NH4Cl=NaClNH4NO2第二步：NH4NO2N22H2O下列对第二步反应的叙述中，正确的是()NH4NO2不是氧化剂NH4NO2不是还原剂NH4NO2发生了分解反应只有氮元素的化合价发生了变化NH4NO2既是氧化剂又是还原剂A B C D解析：NH4NO2=N22H2O，既是分解反应，又是氧化还原反应，NO被NH还原生成N2，NH被NO氧化生成N2，显然都是氮元素的化合价发生了变化。答案：D11铜与浓硝酸反应和铜与稀硝酸反应，产物不同，实验现象也不同。(1)某课外活动小组为了证明并观察到铜与稀硝酸反应的产物为NO，设计了如图所示的实验装置，请你根据他们的思路，选择下列药品，完成该实验，并叙述实验步骤。药品：稀硝酸、稀盐酸、Zn粒、CaCO3固体步骤：检查装置的气密性；向试管中加入一定量CaCO3固体；向试管中倒入过量的稀HNO3，并迅速盖上带铜丝和导管的橡皮塞；待反应完全后，将右边导管插入试管内接近液面；将铜丝插入到溶液中；用注射器向试管内推入氧气(或空气)。步骤、的目的是_。步骤的目的是_。(2)分别将等质量的铜片与等体积均过量的浓硝酸、稀硝酸反应，所得到的溶液前者呈绿色，后者呈蓝色，某同学提出这可能是Cu2浓度差异引起的，你同意这种看法吗？_(填“同意”或“不同意”)，原因是_。(3)另一同学提出溶液呈“绿色”是Cu2与NO2混合的结果，请你设计一个实验证明之(简述实验方案和实验现象)：_。解析：(1)本实验的目的是观察并证明Cu与稀HNO3反应的产物为NO，需要利用题中所给的药品CaCO3固体和稀硝酸反应产生的CO2气体将试管中的空气赶走，然后使Cu丝和过量的稀HNO3反应产生NO，因为NO遇氧气可以被氧化成红棕色的NO2，可用此方法检验NO气体。再向试管中通入O2或空气，根据现象的变化来确定NO的生成。(2)、(3)是设计实验探究浓、稀HNO3与Cu反应溶液颜色不同的原理。可分析出(2)中两实验Cu2浓度相同，排除Cu2浓度的影响。(3)加热可直接赶出与Cu2混合的NO2。答案：(1)反应产生的CO2气体将试管中的空气赶出检验生成的NO气体(2)不同意铜片质量相同，溶液体积相同，生成的Cu2浓度相同(3)加热“绿色”溶液，有红棕色气体产生，溶液变成蓝色123.84 g Cu与一定量的浓硝酸作用，随着反应的进行，生成的气体的颜色由深渐渐变浅，Cu最终完全反应。在标准状况下共收集到1.12 L的气体，若这些气体用排水集气法收集，所得到的气体在标准状况下的体积为多少毫升？答案：解法1根据化学方程式，先求出1.12 L混合气体中NO2、NO的体积分别为多少，再利用3NO2H2O=2HNO3NO进行求解。设与浓硝酸和稀硝酸反应的Cu的物质的量分别为x、y，则有：Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O1 mol 2 molx 2x3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O3 mol 2 moly 2y/3xy3.84 g/64 gmol10.06 mol2x2y/31.12 L/22.4 Lmol10.05 mol解得：x0.03/4 moly0.21/4 mol3NO2H2O=2HNO3NO3 mol 1 mol20.03/4 mol 0.02/4 mol则用排水集气法收集的NO的体积为(0.02/4 mol2/30.21/4 mol)22.4 Lmol10.04 mol22.4 Lmol10.896 L896 mL。解法2利用氧化还原反应中电子得失守恒求解。先求出1.12 L气体中NO2、NO的物质的量。设1.12 L气体中NO2、NO的物质的量分别为x、y，则有：xy1.12 L/22.4 Lmol10.05 molx3y23.84 g/64 gmol120.06 mol0.12 mol(得失电子守恒)x0.015 moly0.035 mol所以，用排水集气法收集的NO的体积为(1/3xy)22.4 Lmol1(1/30.015 mol0.035 mol)22.4 Lmol10.896 L896 mL。解法3本题作为一道氧化还原反应的计算题，过程看似复杂，但通过分析知道还原剂和最终的还原产物的关系，问题便可迎刃而解。设若用排水法收集，所得到气体在标准状况下的体积为x。根据电子得失守恒可知：23.84 g/64 gmol1x/22.4 Lmol1(5)(2)(铜原子失去电子成Cu2，HNO3得到电子最终被还原成NO)解得：x0.896 L896 mL。