2015-2016学高中化学 3.2.3 硝酸 人类活动对氮循环和环境的影响（精讲优练课型）课时提升作业 鲁科版必修1

1、硝酸人类活动对氮循环和环境的影响(25分钟50分)一、选择题(本题包括8小题,每小题4分,共32分) 1.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【解析】选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,是因为硝酸将氢氧化钠中和。2.(2015株洲高一检测)下列离子方程式错误的是()A.烧碱溶液与氯气的反应2OH-+Cl2H2O+ClO-+Cl-B.盐酸溶液与硝酸银溶液反应Cl-+Ag+AgClC.少量铜屑放入浓硝酸溶液中Cu + 4H+2NCu2+ 2NO2+2H2OD.将稀硫酸滴在铜片上Cu+2H+Cu2+H2【解析】选D。铜与稀硫酸不会发生反应,所以D不正确。【互动探究】

2、(1)若将C选项改为铜屑与少量浓硝酸,反应的离子方程式有变化吗?提示:有变化。铜与少量浓硝酸开始的反应为Cu+4H+2NCu2+2NO2+2H2O,随着反应的进行,硝酸浓度变小后的反应为3Cu+8H+2N3Cu2+2NO+4H2O。(2)若将D选项的“稀硫酸”改成“稀硝酸”是否正确?为什么?提示:不正确。稀硝酸与铜反应不生成氢气而生成NO。3.将3.2 g Cu跟30.0 mL 10.0 molL-1的HNO3充分反应,还原产物有NO和NO2,若反应后溶液中有amol H+,溶液中含N的物质的量为()A.0.5amolB.(0.1+a)molC.0.1amolD.2amol【解析】选B。由反应后溶液中含H+知HNO3过量,Cu全部反应,根据溶液中的电荷守恒,则n(N)=n(H+)+2n(Cu2+),n(Cu2+)=0.05 mol,所以n(N)=amol+0.05 mol2=(a+0.1)mol。4.下列反应中,硝酸既表现氧化性,又表现酸性的是()A.使石蕊溶液变红B.与铜反应放出NO气体,生成Cu(NO3)2和H2OC.与Na2CO3反应放出CO2气体,生成NaNO3D.与硫单质混合

3、共热时生成硫酸和NO2【解析】选B。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H2O生成,说明在此反应中硝酸还表现出酸性,故正确答案为B。5.(2015开封高一检测)下列对尾气处理的措施中不符合实际的是()A.使用尾气催化转化器来减少汽车尾气中氮氧化物的排放B.用石灰乳吸收合成氨工业尾气C.用烧碱溶液吸收硝酸工业尾气D.回收炼铁高炉气中的CO来作燃料【解析】选B。合成氨工业尾气中的氨气与石灰乳不发生反应,在碱性溶液中氨气的溶解度也较小,应该用酸溶液吸收氨气。6.(2015上海高一检测)在一定温度下,32 g金属铜与足量某浓度的硝酸完全反应,生成NO2和NO的物质的量之比为13,则反应过程中转移的电子为()A.1 molB.2 molC.3 molD.4 mol【解析】选A。因反应中硝酸足量,故32 g铜完全反应,故转移电子为2=1 mol。7.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()A.NO2B.NOC

4、.N2OD.N2【解析】选C。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(n-0)=1(5-x),即x=5-2n。讨论:当n=1时,x=3,硝酸的还原产物为N2O3;当n=2时,x=1,硝酸的还原产物为N2O;当n=3时,x=-1,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。8.足量铜与一定量浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体,这些气体与1.68 L O2(标准状况)混合后通入水中,所有气体完全被水吸收并生成硝酸,若向所得硝酸铜溶液中加入5 molL-1NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,则消耗NaOH溶液的体积是()A.60 mLB.45 mLC.30 mLD.15 mL【解析】选A。O2为氧化剂,Cu为还原剂,HNO3仅仅发生了复分解反应,n(Cu)=2n(O2)=0.15 mol,n(NaOH)=2n(Cu)=0.3 mol,V(NaOH)=0.06 L=60 mL,故选A。二、非选择题(本题包括2小题,共18分)9.(9分)(2015西安高一检测)硝酸是一种具有强氧化性、强腐蚀

5、性的无机酸,在储运过程中要严防泄漏。回答下列有关问题:(1)硝酸是一种强酸,并且具有强的氧化性,一般在运输浓硝酸时采用的储藏罐材料是(填序号)。铁铜铝陶瓷(2)对于硝酸的泄漏事故,必须采取正确的处理方法,由于硝酸泄漏出后与其他物质发生反应,放出大量的热,可能会导致车轮胎等着火,甚至可能会引发油罐爆炸,故要及时用水降温,另外可以在地面铺撒(填氯化钙熟石灰生石灰石灰石粉末氯化钠),目的是 。用铁粉可以吗? ,原因是 。(3)硝酸本来无色,但硝酸有挥发性,挥发出来的硝酸遇空气中的水蒸气形成白雾,白雾的成分是。而实际情况并非如此,从硝酸泄漏现场可以看到大量的红棕色气体弥漫,该红棕色气体的成分是;用化学方程式表示产生这种现象的原因 。【解析】(1)铝、铁遇到冷的浓硝酸和浓硫酸发生钝化。(2)对于硝酸泄漏事故的处理除用水外,还必须在有酸的地面铺撒碱性物质,一般用石灰乳,可以起到中和的作用,但不能用金属处理,原因是金属能够与硝酸反应产生氮的氧化物,会造成二次污染。(3)硝酸泄漏后,由于用水对铝罐进行降温处理,故浓硝酸变为稀硝酸,稀硝酸继而与铝等金属反应,产生了大量的二氧化氮气体,所以硝酸泄漏现场会有

6、大量红棕色的气体弥漫。答案:(1)(2)消耗地面上的酸不可以铁粉与稀硝酸(因为用水降温,对泄漏的硝酸起到了稀释的作用)反应产生氮的氧化物,会造成二次污染(3)硝酸液滴二氧化氮Al+6HNO3Al(NO3)3+3NO2+3H2O(其他合理答案也可)10.(9分)(2015南昌高一检测)某兴趣小组设计出如右图所示的装置来改进教材中“铜与硝酸反应”的实验,以探究化学实验的“绿色化学”。(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、浓硝酸乙Cu、稀硝酸丙Cu、O2、稀硝酸(4)此实验的不足之处是 。【解析】(1)连接好一整套装置,关闭分液漏斗活塞,把出气导管液封,加热发生装置,显然是为了检验装置的气密性。(2)铜片与2 mL浓硝酸发生反应的化学方程式是Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+

7、2NO2+2H2O,再加入2 mL蒸馏水,硝酸浓度变小,反应物浓度降低,反应减慢,同时产物气体由NO2变为NO,故装置中气体颜色变浅。(3)从题表中制取硝酸铜的三种方案可以看出:丙方案消耗反应物硝酸最少(只起酸性作用),且不产生NO、NO2等污染性气体,是体现绿色化学理念的最佳方案。(4)气体和溶液反应,尾气不一定被完全吸收,故还需要增加尾气吸收装置。答案:(1)检验装置气密性(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,无污染(4)没有处理尾气(30分钟50分)一、选择题(本题包括6小题,每小题5分,共30分)1.下列说法不正确的是()A.浓硝酸和稀硝酸都具有氧化性B.铜与HNO3的反应属于置换反应C.金属与HNO3反应不产生氢气D.浓硝酸需要低温、避光、密封保存【解析】选B。硝酸是氧化性酸,且浓硝酸的氧化性强于稀硝酸,A正确;铜与浓、稀硝酸反应的还原产物分别是NO2和NO,没有单质生成,故不属于置换反应,B错误;硝酸是氧化性酸,金属与HNO3反应均不产生H2,而生成水,C正确;硝酸受热或见光易分解,所以需要密封避光保存,D

8、正确。2.(2015延边高一检测)一定质量的铜分别与足量的稀硝酸和浓硝酸完全反应,在相同条件下用排水法收集反应产生的气体,下列叙述正确的是()A.硝酸浓度越大,硝酸被还原之后的生成物的价态越低,对应的硝酸的氧化性越弱B.硝酸浓度不同,生成Cu(NO3)2的物质的量不同C.硝酸浓度越大,产生的气体越少D.两者用排水法收集到的气体体积相等【解析】选D。硝酸的浓度越大氧化性越强,故A错误;等量的Cu与硝酸反应,生成Cu(NO3)2的物质的量相同,故B错误;等量的Cu与硝酸反应,与浓硝酸反应生成的气体多,故C错误;因3NO2+H2O2HNO3+NO,最终收集气体均为NO,由电子守恒可知,收集到的NO的体积相等,故D正确。【易错提醒】硝酸的浓度与硝酸氧化性之间的关系(1)并不是硝酸被还原的化合价越低,氧化性就越强。 (2)硝酸的氧化性与硝酸的浓度有关,硝酸的浓度越大,硝酸的氧化性越强。3.(2014山东高考)等质量的下列物质与足量稀硝酸反应,放出NO物质的量最多的是()A.FeOB.Fe2O3C.FeSO4D.Fe3O4【解析】选A。等质量mg物质中含+2价铁的物质的量依次可表示为、0(只含+3价铁)、,+2价铁含量最高的是FeO,与足量稀硝酸反应后放出NO最多,A正确。【互动探究】(1)上述反应中硝酸表现出的性质与其余三个反应有所不同的是哪一个?提示:B项中稀硝酸与Fe2O3反应时,硝酸仅表现酸性,而其他三个反应中硝酸既表现酸性又表现氧化性。(2)若改为等物质的量的上述物质,则放出NO物质的量有何关系?提示:等物质的量的上述物质,Fe2O3与稀硝酸反应不生成NO,其余三种物质中Fe2+的物质的量相等,因此生成的NO物质的量相等。4.(2015德州高一检测)某稀溶液中含有Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3,向其中逐渐加入铁粉,溶液中Fe2+的浓度(纵坐标/molL-1)和加入铁粉的物质的量(横坐标/mol)之间的关系如图所示。则溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3物质的量浓度之比为()A.114B.131C.338

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