2021学年微项目 科学使用含氯消毒剂——运用氧化还原反应原理解决实际问题当堂达标检测题

3.3.3  硝酸的性质 人类活动对氮循环和环境的影响

1.下列关于浓硝酸的说法不正确的是

A. 光照易分解

B. 露置于空气中溶液浓度降低

C. 能与碳反应说明其具有强氧化性

D. 常温下铜在浓硝酸中发生钝化

【答案】D

浓硝酸具有挥发性，见光分解和受热分解的不稳定性，还具有强的氧化性等。所以A、光照易分解是其不稳定性的表现，故A正确；B、露置于空气中因其挥发导致溶质减少，溶液浓度降低，故B正确；C、浓硝酸的强氧化性能氧化几乎所有的金属和绝大多数非金属，所以能与碳反应，故C正确；D、常温下铜可在浓、稀硝酸中发生反应，而铁、铝在浓硝酸中才能发生钝化，所以D错误。因此本题答案为D。

2.下列反应中HNO3既表现出酸性又表现出强氧化性的是（    ）

A．稀硝酸与CuO反应             B．稀硝酸与NaOH 溶液反应

C．浓硝酸与灼热的碳反应         D．浓硝酸与铜反应

【答案】D

试题分析：硝酸表现出酸性的特征是又硝酸盐生成。硝酸表现出氧化性的特征是氮元素的化合价降低，据此可知，A、B中只能表现出酸性，C中只能表现出氧化性，D中又硝酸铜、NO2和水生成，HNO3既表现出酸性又表现出强氧化性，答案选D。

3.导致下列现象的主要原因与排放氮氧化物无关的是(　　)

A．酸雨　　　　　　 　 B．光化学烟雾

C．雾霾  D．温室效应

【答案】D　

氮氧化物的排放可以引起酸雨、光化学烟雾、雾霾等，但是不能引起温室效应。

4.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5.6 L O2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。则消耗铜的质量为(　　)

A．16 g  B．32 g  C．64 g  D．无法计算

答案　B

该题氮元素变化为硝酸与金属铜反应生成氮的氧化物，氮的氧化物再与氧气和水反应又生成硝酸，因此总的硝酸的物质的量不变，可将题目中的反应抽象看作是铜与氧气的反应，其中硝酸为“催化剂”，所以铜的物质的量为2×＝0.5 mol，即32 g，B项正确。

5. 在铜与稀HNO3 的反应中，若有lmol HNO3 被还原，则参加反应的铜的物质的量为

A. 8/3mol    B. 3/8mol    C. 3/2mol    D. 3mol

【答案】C

HNO3被还原为NO，1mol N得3mol电子，而1mol Cu失2mol电子，若有lmol HNO3 被还原，则参加反应的铜的物质的量为 3/2mol，故C正确。

6.0.8mol锌跟稀硝酸反应，消耗2molHNO3，则还原产物可能是（假设只生成一种还原产物）（    ）

A．NO      B．NO2        C．N2O        D．NH4NO3

【答案】C

0.8mol锌跟稀硝酸反应，生成0.8mol硝酸锌，则起酸作用的硝酸为1.6mol，作化剂的硝酸为0.4mol，而0.8mol锌转移电子1.6mol，依据电子守恒0.4mol硝酸得到了1.6mol电子，故还原产物为正一价氮氧化物N2O。

7.制取相同质量的硝酸铜的下列方法中，消耗硝酸的物质的量最多的是（    ）

A．Cu＋HNO3 (浓)  B．Cu＋HNO3 (稀)    C．CuO＋HNO3     D．Cu(OH) 2＋HNO3

【答案】A

A、B项中铜为单质，参加反应的硝酸有两部分，一部分起酸作用，另一部分起氧化作用；C、D项中铜均为二价，故只需要消耗起酸作用的硝酸即可；假设制取1mol硝酸铜，用浓硝酸时起氧化作用的硝酸为2mol，起酸作用的硝酸为2mol，共消耗4mol；而用稀硝酸时起氧化作用的硝酸为2/3mol，起酸作用的硝酸为2mol，共消耗8/3mol。

8.下列物质中为硝酸的酸性氧化物（酸酐）的是

A．NO          B．N2O3          C．NO2           D．N2O5

【答案】D

试题分析：酸性氧化物指的是与酸反应只生成对应的酸的氧化物。酸与其酸酐化合价相等。硝酸中的氮是+5价，所以硝酸的酸酐是五氧化二氮，故答案为D。

9.取3张蓝色石蕊试纸放在玻璃上，然后按顺序分别滴加浓硝酸、浓硫酸、新制的氯水，3张试纸最后呈现的颜色是(　　)

A. 白、红、 白    B. 红、黑、红    C. 红、红、白    D. 白、黑、白

【答案】D

因硝酸具有强氧化性，能使试纸褪色，则滴加浓硝酸，先变红后褪色，最后为白色；因98.3%的硫酸为浓硫酸，具有脱水性，则能使蓝色石蕊试纸最后变为黑色；因氯水中含有盐酸和次氯酸，新制氯水具有漂白性，则在试纸上滴加氯水，先变红后褪色，最后为白色。故选D。

10.下列关于浓硝酸的说法正确的是

A. 保存在棕色瓶中    B. 不易挥发    C. 与铜不反应    D. 受热不分解

【答案】A

A、浓硝酸见光受热易分解，保存在棕色试剂瓶，且避光保存，故A正确；B、硝酸易挥发，故B错误；C、铜和浓硝酸发生Cu＋4HNO3=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，故C错误；D、4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O，故D错误。

11.从经济效益和环境保护的角度考虑，大量制取硝酸铜最宜采用的方法是（   ）

A．Cu + HNO3（浓）→ Cu(NO3)2

B．Cu + HNO3（稀）→ Cu(NO3)2

C．Cu CuOCu(NO3)2

D．Cu CuSO4Cu(NO3)2

【答案】C

Cu + HNO3（浓）→ Cu(NO3)2有污染性气体NO2生成，故A错误；Cu + HNO3（稀）→ Cu(NO3)2有污染性气体NO生成，故B错误；Cu→CuO→ Cu(NO3)2没有污染性气体生成，故C正确；Cu + AgNO3 →Cu(NO3)2消耗价格昂贵的硝酸银，不符合经济效益，故D错误。

12.物质氧化性、还原性的强弱，不仅与物质的结构有关，还与物质的浓度和反应温度等有关。下列各组物质由于浓度不同而能发生不同氧化还原反应的是（   ）

         ①Cu与HNO3溶液　②Cu与FeCl3溶液　③Zn与H2SO4溶液　④Fe与HCl溶液

A．①③    B．③④    C．①②    D．①③④

【答案】A

①铜和稀硝酸反应生成NO，和浓硝酸生成NO2，故正确；②反应是Cu＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Cu2＋，故错误；③锌和浓硫酸产生SO2，和稀硫酸产生H2，故正确；④发生Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，故错误；故选项A正确。

13.一定质量的铁粉加入到装有100 mL 某浓度的稀硝酸溶液中充分反应。

（1）容器中剩有m g 的铁粉，收集到NO气体448 mL （标准状况下）。

①所得溶液中溶质的化学式为___________________________。

②原硝酸溶液的物质的量浓度为___________________________。

（2）向上述固液混合物中逐渐滴加稀硫酸至刚好不再产生NO为止。此时容器中有铁粉 n g 。

①此时溶液中溶质的化学式为___________________________。

②（m - n）的值为___________________________。（精确到0.1）

【答案】    (1)．Fe(NO3)2    (2)．0.8mol/L    (3)．FeSO4    (4)．5.0

（1）①由于容器中有铁剩余，所以所得溶液中的溶质为Fe(NO3)2 ；②n(NO)＝0.448L÷22.4L/mol ＝0.02 mol。

3Fe＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O

8          3        2

x       y       0.02 mol

x＝0.08mol y＝0.03 mol c(HNO3)＝0.08 mol÷0.1 L＝0.8 mol/L。

（2）①由于容器中仍有铁剩余，所以所得溶液中的溶质为FeSO4，②m－n即为反应消耗Fe的质量，通过“该气体遇空气变成红棕色”可知，产物为NO气体。由离子方程式可知： 3Fe＋8H＋＋2NO3－===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O

3       2

y     0.06 mol        y="0.09" mol

m(Fe)＝0.09 mol×56 g/mol＝5.04 g≈5.0 g，m－n＝5.0 g

14.某校化学兴趣小组用如下装置图验证NO2的氧化性和NO的还原性。请回答下列问题：

（1）写出甲中反应的离子方程式：______________；

（2）说明NO2具有氧化性的现象是_________________；

（3）说明NO具有还原性的操作和现象是______________；

（4）小组一成员对实验设计提出了质疑，他认为乙中的现象不足以证明NO2的氧化性，他的理由除了硝酸具有挥发性外，还有可能是_____________________________________；经小组讨论，他们设计了以下方案，其中合理的是__________

           A．NO2与HCl气体混合        B．NO2与H2S气体混合       C．NO2通入Na2S溶液中

【答案】   (1)．Cu + 4H+ + 2NO3- = Cu2+ + NO2↑ + 2H2O    (2)．淀粉KI溶液变蓝    (3)．打开开关，挤压气囊；丙中气体由无色变为红色    (4)．NO2和水反应生成的HNO3是一种氧化性酸，也可将I－氧化成I2，使溶液变蓝    (5)．B

（1）铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，离子反应方程式为Cu+4H++2NO3-＝Cu2++2NO2↑+2H2O；（2）NO2具有氧化性，能将碘离子氧化为单质碘，碘单质遇到淀粉变蓝色，所以乙试管中溶液变蓝色可以证明NO2具有氧化性；（3）二氧化氮和水反应生成的一氧化氮和氧气反应生成红棕色气体二氧化氮，说明NO具有还原性，所以看到的现象是：有红棕色气体生成；（4）二氧化氮和水反应生成硝酸，硝酸具有强氧化性，所以硝酸也能把碘离子氧化生成碘单质，对二氧化氮性质的检验造成干扰；为防止硝酸的干扰，故应在无水的环境中检验NO2的氧化性，将干燥的NO2与干燥的H2S气体混合，若有淡黄色固体生成，即可证明NO2的氧化性，答案选B。

15.A～G及X、Y均是中学化学常见物质，其中B、D、E、F、G在常温下为气体且B为红棕色，C的硫酸盐溶液通常为蓝色，它们之间有如下转化关系（其中反应③④⑦的产物中的水已略去）．

（1）写出G分子的结构式　．

（2）写出反应⑦的离子方程式　．

（3）写出反应④的化学方程式　．

（4）若使F按下列途径完全转化为Y：

则参加反应的F与整个过程中消耗D的物质的量之比为　．

解析：B为红棕色气体，则B为NO2，二氧化氮溶于水得到硝酸和NO，E是气体，则E是NO、Y是HNO3，氮气和氧气放电生成NO，E能被D氧化生成B，则D是O2、G是N2，C是红色金属单质，为Cu，Cu和硝酸反应生成硝酸铜、NO，加热X能分解，则X是Cu（NO3）2，加热硝酸铜，硝酸铜分解生成CuO、二氧化氮和水，则A是CuO，F是气体，CuO和F反应生成氮气、Cu，根据元素守恒知，F为NH3，

（1）G分子为氮气，氮原子间形成三键结构，结构式为：N≡N，故答案为：N≡N；

（2）⑦为Cu和浓硝酸反应生成硝酸铜、NO2和水的反应，该反应的离子方程式Cu+2NO3﹣+4H+=Cu2++2NO2↑+2H2O，

故答案为：Cu+2NO3﹣+4H+=Cu2++2NO2↑+2H2O；

（3）④为CuO和氨气在加热条件下反应生成氮气、Cu和水，所以该反应的化学方程式为3CuO+2NH3N2+3Cu+3H2O，

故答案为：3CuO+2NH3N2+3Cu+3H2O；

（4）F为氨气，Y为硝酸，氨气被氧气氧化生成NO，NO被氧气氧化生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸和NO，如果氨气经过一系列反应后完全转化为硝酸时，发生反应可以写为NH3+2O2=HNO3+H2O，根据方程式知消耗氨气和氧气的物质的量之比为1：2，

故答案为：1：2．

16.硫酸和硝酸都是重要的化工原料，也是化学实验室里必备的重要试剂。

（1）常温下，可用铁或者铝制的容器盛放浓硝酸，说明浓硝酸具有_________ 性

 A.酸性       B.强氧化性        C.吸水性       D.脱水性

（2）工业上用洗净的废铜屑作原料来制备硫酸铜。下列制备方法符合“绿色化学”思想的是_______________________________（填序号）。

 ① Cu + H2SO4（浓） CuSO4      ② CuCuOuSO4

写出①中反应的化学方程式：________________________________________

【答案】    (1). B    (2). ②    (3). Cu + 2H2SO4（浓）CuSO4 + SO2 ↑ + 2H2O

（1）浓硫酸是氧化性酸，常温下，会使铁、铝发生钝化，即在铁、铝的表面形成一层致密的氧化物，从而阻止了酸与金属的接触，而使反应终止，因此可以在常温下用铁制容器、铝制容器来盛装浓硫酸；答案选B；（2）“绿色化学”思想指的是化学反应中没有污染性的物质生成、原子利用率高的反应，在反应①中铜与浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，污染环境，不符合“绿色化学”思想，反应的方程式为：Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O；在反应②中铜先与氧气反应生成CuO，再与硫酸反应，消耗硫酸最少，且没有生成污染性气体，符合“绿色化学”思想。

17.有一硫酸和硝酸的混合溶液，取出100 mL加入足量BaCl2溶液，过滤，洗涤，烘干后得到93.2 g沉淀；滤液与4mol·L-1 NaOH溶液反应，消耗400 mLNaOH溶液时恰好完全中和。计算：

（1）混合溶液中硫酸、硝酸的物质的量浓度；

（2）另取100 mL原混合溶液稀释至200 mL，加入44.8 g铜粉共热，可收集到的气体在标准状况下的体积

解析：（1）由题意可知：n(BaSO4)＝＝0.4 mol

n(H2SO4)＝n(BaSO4)＝0.4 mol

          c(H2SO4)＝＝4 mol/L

NaOH中和硫酸和硝酸中的H+，所以有：n(H+)＝ n(NaOH)＝ 4 mol/L×0.4L＝1.6mol

n(HNO3)＝1.6 mol－0.4 mol×2＝0.8 mol

c(HNO3)＝＝8 mol/L

（2）由方程式3Cu＋8H+＋2NO3-＝3Cu2+＋4H2O＋2NO↑ 可知，Cu与NO3-过量

n(NO)＝n(H+)×＝0.4 mol      V(NO)＝0.4 mol×22.4 L/mol＝8.96 L