2018-2019学年高中化学 第3章 自然界中的元素 第2节 氮的循环 第3课时 硝酸作业1 鲁科版必修1.doc

第3课时 硝酸 基础达标1下列对于硝酸的认识，正确的是()A浓硝酸和稀硝酸都具有强氧化性B铜和稀硝酸的反应属于置换反应C在铜与浓硝酸的反应中，硝酸只发挥了氧化性，没有体现酸性D可用铝或铁制容器盛装稀硝酸解析：选A。铜与稀硝酸反应无单质生成，B不正确；铜与浓硝酸反应生成了Cu(NO3)2和H2O，体现了酸性，C项不正确；可用铝或铁制容器盛装浓硝酸，D不正确。2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：选A。稀硝酸与铁反应生成Fe(NO3)2或Fe(NO3)3、NO及H2O，无氢气放出。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。下列实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解析：选D。D项中表现硝酸的酸性。4向100 mL 12 molL1的浓硝酸中加入足量的铜片，充分反应后，被还原的硝酸的物质的量为()A0.3 molB0.6 molC小于0.6 mol D介于0.3 mol和0.6 mol之间解析：选D。因为Cu是足量的，随着反应的进行，浓硝酸会逐渐变稀，所以本题涉及的反应有两个：Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O采用极限分析法：若只发生反应，则被还原HNO3的物质的量为1.2 mol0.6 mol；若只发生反应，则被还原HNO3的物质的量为1.2 mol0.3 mol。所以本题的正确答案为D。5.如右图所示，试管中盛装的是红棕色气体(可能是混合物)，当倒扣在盛有水的水槽中时，试管内水面上升，但不能充满试管，当向试管内鼓入氧气后，可以观察到试管中水柱继续上升，经过多次重复后，试管内完全被水充满，原来试管中盛装的气体不可能是()AN2与NO2的混合气体BO2与NO2的混合气体CNO与NO2的混合气体DNO2一种气体解析：选A。如果气体是N2与NO2的混合气体，则水不会充满整个试管，因为N2不溶于水；如果是NO2(或O2和NO2的混合气体)，发生反应：4NO22H2OO2=4HNO3，水会充满试管；如果是NO与NO2的混合气体，通入O2会发生反应4NO22H2OO2=4HNO3和4NO2H2O3O2=4HNO3，而使水充满试管。6在某稀硝酸的溶液中，加入5.6 g铁粉充分反应后，铁粉全部溶解，放出NO气体，溶液质量增加3.2 g，所得溶液中Fe2和Fe3物质的量之比为()A11 B32C21 D41解析：选B。设Fe2的物质的量为x，Fe3的物质的量为y。由铁原子守恒，得xy。由得失电子守恒和质量守恒得5.6 g mol30 gmol13.2 g。两式联立，解得x0.06 mol，y0.04 mol。故xy32。7将7.68 g铜与50 mL一定浓度的硝酸恰好完全反应，产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为 4.48 L。请回答：(1)NO的体积为_L，NO2的体积为_L。(2)被还原的硝酸的物质的量是_mol。(3)硝酸的物质的量浓度是_molL1。(4)欲使铜和硝酸产生的气体收集在一倒置于水槽的容器中，当充入标准状况下O2_L时，使水充满容器。解析：n(Cu)0.12 mol，n(NO)n(NO2)0.2 mol。(1)解法一：设n(NO2)x mol，则n(NO)(0.2x)mol，Cu2NO23Cu2NOmolx mol(0.2x)mol(0.2x) mol得 mol(0.2x) mol0.12 mol，解得x0.18，则V(NO2)0.18 mol22.4 Lmol14.032 L，V(NO)(0.20.18)mol22.4 Lmol10.448 L。解法二：CuCu2 2e 0.12 mol0.24 mol eHNO3NO2e HNO3NO3e n(NO2) n(NO2)n(NO) 3n(NO)由得失电子守恒得：n(NO2)3n(NO)0.24 mol又因n(NO2)n(NO)0.2 mol，解得n(NO2)0.18 mol，n(NO)0.02 mol，即V(NO2)4.032 L，V(NO)0.448 L。(2)HNO3被还原生成NO和NO2，故被还原的n(HNO3)n(NO2)n(NO)0.2 mol。(3)参加反应的部分Cu(NO3)2部分做氧化剂被还原故n(HNO3)2n(Cu)n(NO)n(NO2)20.12 mol0.2 mol0.44 mol，则c(HNO3)8.8 molL1。(4)充入O2后，水充满容器，则O2将NO和NO2氧化又生成HNO3，其过程可表示为HNO3NONO2，两个相反的过程得失电子数相等。即：2CuO24e 0.12 mol 0.06 molV(O2)0.06 mol22.4 Lmol11.344 L。答案：(1)0.4484.032(2)0.2(3)8.8(4)1.3448.用图中的简易装置可以进行气体的制取和收集。(1)实验前检查装置的气密性的操作是_。(2)拔开试管a的橡皮塞，加入10 mL 6 molL1的稀硝酸和1 g薄铜片，立即用带有导管的橡皮塞塞紧试管口。请写出试管a中所发生的所有反应的化学方程式：_。(3)从反应开始到反应结束，预期在试管a中可以观察到哪些现象？请依次逐一写出：_。(4)在反应开始时，可观察到导管b中的水面先沿导管b慢慢上升到一定高度，此后又回落，然后有气泡从管口冒出。试说明反应开始时，导管中水面先上升的原因：_。解析：Cu与稀HNO3反应生成NO气体，遇空气生成NO2。气体颜色由无色红棕色。NO2溶于水生成NO，且3NO2NO，是气体体积减小的反应，压强降低。答案：(1)把导管b的末端浸入水中，用手握紧试管a，捂热后，导管口有气泡冒出，松开手后，水又会上升到导管b中，则证明装置的气密性良好(2)3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O，2NOO2=2NO2，3NO2H2O=2HNO3NO(3)铜片和稀硝酸反应，铜片逐渐溶解，有无色气泡产生，反应速率开始时较慢，逐渐加快，试管a上部空间由无色变为红棕色，试管a的溶液由无色逐渐变为蓝色(4)由于反应开始时，产生的NO和试管上部的O2反应生成NO2，NO2溶于水，和水反应，使装置内的气体压强减小，所以导管口的水面会上升一段高度能力提升9(原创题)11.2 g铁屑投入到100 mL 6.0 molL1的硝酸溶液中，二者恰好完全反应并收集到 3.36 L气体(标准状况下)，下列说法正确的是()A氧化产物只有一种B还原产物可能只有一种C生成的Fe2与Fe3物质的量之比为31D生成的气体中NO与NO2分子数之比为31解析：选C。设Fe(NO3)2、Fe(NO3)3、NO、NO2物质的量分别为x、y、a、b。则有xy0.2 mol，ab0.15 mol，2x3y3ab，2x3yab0.6 mol，解得x0.15 mol，y0.05 mol，a0.15 mol，b0。显然只有C项符合题意。10硝酸是一种重要的工业原料，仅2014年2月份，我国浓硝酸产量就达到234 799吨，下列对于硝酸的认识，正确的是()A露置于空气中，溶液浓度会减小B铜与硝酸的反应属于置换反应C硝酸不能氧化Fe2D常温下铁或铝与浓硝酸不反应解析：选A。浓HNO3易挥发，使浓度减小，A正确。Cu与HNO3不发生置换反应，B错。HNO3有强氧化性，可氧化有还原性的Fe2，C错。常温下铁、铝遇浓硝酸钝化，而钝化是化学变化，D错。11一定量的Cu与1 molL1的稀硝酸反应，如果NO的浓度下降0.2 molL1，则溶液中c(H)同时下降(假定反应前后溶液体积不变)()A0.2 molL1B0.4 molL1C0.6 molL1 D0.8 molL1解析：选D。Cu与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O。c(NO)下降0.2 molL1，c(H)应下降0.8 molL1。12往浅绿色的Fe(NO3)2溶液中逐滴加入稀盐酸时，溶液的颜色变化应该是()A颜色变浅 B逐渐变为红色C没有改变 D变为棕黄色解析：选D。Fe2和NO在溶液中可以大量共存，但加入稀盐酸后，NO在酸性条件下表现出强氧化性(即可认为H与NO结合成了HNO3)，把Fe2氧化为Fe3，溶液由浅绿色变成棕黄色。13在一大试管中装入10 mL NO倒立于水槽中，然后向其中缓慢通入6 mL O2(气体体积均在相同条件下测定)，下面有关实验最终状态的描述，正确的是()A试管内气体呈红棕色B试管内气体呈无色，是3 mL NOC试管内气体呈无色，是2 mL O2D试管内液面上升解析：选D。根据4NO3O22H2O=4HNO3可知，V(NO)V(O2)43时，NO有剩余。由题意，V(NO)V(O2)53可知，NO剩余2 mL，则试管内液面上升。14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)各物质的化学式为A_；B_；C_；D_；E_。(2)各步反应的化学方程式为AC_；DC_；BE_；EC_。解析：B为红棕色气体，是NO2，逆推C是NO，因此E是稀硝酸。答案：(1)N2NO2NONH3HNO3(2)N2O22NO4NH35O24NO6H2O3NO2H2O=2HNO3NO3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O15某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按下图装置进行实验(夹持仪器已略去)。实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。可选药品：浓硝酸、3 molL1稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳。已知：氢氧化钠溶液不与NO反应，能与NO2反应。2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O。(1)实验应避免有害气体排放到空气中。装置、中盛放的药品依次是_。(2)滴加浓硝酸之前的操作是检验装置的气密性，加入药品，打开弹簧夹后_。(3)装置中发生反应的化学方程式是_。(4)装置的作用是_，发生反应的化学方程式是_。(5)该小组得出的结论所依据的实验现象是_。(6)实验结束后，同学们发现装置中溶液呈绿色，而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别设计了以下4个实验来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是_(填字母序号)。a加热该绿色溶液，观察颜色变化b加水稀释该绿色溶液，观察颜色变化c向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化d向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察颜色变化解析：本题主要考查HNO3的性质、化学实验方案设计和评价的能力。(1)根据装置特点和实验目的，装置收集NO，装置中盛放NaOH溶液吸收NO2，因为要验证稀HNO3不能氧化NO，所以装置中应该盛放稀HNO3。(2)由于装置中残存的空气能氧化NO而对实验产生干扰，所以滴加浓HNO3之前需要通入一段时间CO2赶走装置中的空气，同时也需将装置中导管末端伸入倒置的烧瓶内，防止反应产生的NO气体逸出。(4)装置中盛放蒸馏水，使NO2与H2O反应生成NO：3NO2H2O=2HNO3NO。(5)NO通过稀HNO3溶液后，若无红棕色气体产生，说明稀HNO3不能氧化NO，所以盛放稀HNO3装置的液面上方没有颜色变化即可说明这一点。装置中盛放的是浓HNO3，若浓HNO3能氧化NO，则装置液面的上方会产生红棕色气体。(6)要证明是Cu(NO3)2浓度过高或是溶解了NO2导致装置中溶液呈绿色，可设计实验将溶解的NO2赶走(a、c项)再观察颜色变化，也可在Cu(NO3)2浓溶液中通入NO2观察反应后的颜色变化(d项)。方案b中由于Cu(NO3)2和溶解在其中的NO2浓度同时发生变化，故无法确定是哪一种因素引起的。答案：(1)3 molL1稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液(2)通入CO2一段时间，关闭弹簧夹，将装置中导管末端伸入倒置的烧瓶内(3)Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O(4)将NO2转化为NO3NO2H2O=2HNO3NO(5)装置中液面上方气体仍为无色，装置中液面上方气体为红棕色(6)acd