化学必修 第二册第二节 氮及其化合物第3课时同步达标检测题

六　硝酸　酸雨及其防治答案解析P176

　　　　　　　　　 (40分钟　70分)

一、选择题(本题包括10小题,每小题4分,共40分)

1.中办、国办在第二轮中央生态环保督察启动之际印发了《中央生态环境保护督察工作规定》。可见国家对环境保护的重视程度。

酸雨是一种突出的环境问题。下列有关酸雨及其防治的说法正确的是 (　　)

A.酸雨主要是由空气中CO2的浓度增大引起的

B.酸雨能直接损伤农作物,破坏森林,加速桥梁的腐蚀

C.向煤中加入适量石灰石,在燃烧时SO2最终生成CaSO3,可减少酸雨

D.汽车排气管上装有“催化转化器”,使有毒的CO和NO反应生成N2和CO2,但不利于酸雨的防治

2.一定量的浓硝酸与过量的铜充分反应,生成的气体是 (　　)

A.只有NO2　　　　　　B.只有NO

C.NO2和NO　 D.NO2和H2

3.浓硝酸加入下列溶液中,会出现先变红后褪色现象的是 (　　)

A.石蕊溶液　 B.红墨水的溶液

C.酚酞溶液　 D.Fe(SCN)2溶液

4.

硝酸泄漏让人惶恐,但硝酸是重要的工业试剂,也是化学实验室中最常用的试剂之一,下列有关硝酸的说法不正确的是              (　　)

A.HNO3和氯水用棕色试剂瓶保存,原理相同

B.将分别蘸有浓硝酸和浓氨水的玻璃棒相互靠近时,有白烟生成

C.常温下铁和铂都不溶于浓硝酸,原理相同

D.常温下,向浓HNO3中投入Fe片,不会产生大量的红棕色气体

5.0.3 mol Cu和含1.2 mol HNO3的浓硝酸充分反应后,生成NO2的量 (　　)

A.0.2 mol　 B.0.6 mol

C.小于0.6 mol　 D.大于0.6 mol

6.

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的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的红色褪去——强氧化性

7.(2020·三明高一检测)光照或受热时,观察到盛浓硝酸的试剂瓶中充满红棕色的气体,据此现象可知浓硝酸发生了分解,生成物中有红棕色的NO2。经理论分析,产物中含有H2O和另外一种产物。用以下式子描述这一变化:HNO3NO2+　+H2O。　内的物质可能是              (　　)

A.N2　　　　B.N2O　　　C.NO　　　D.O2

8.某实验过程如图所示,则图③的试管中的现象是 (　　)

A.无明显现象,因稀H2SO4不与铜反应

B.铜片溶解,产生无色气体,该气体遇到空气不变色

C.铜片溶解,放出红棕色有刺激性气味的气体

D.铜片溶解,产生无色气体,该气体在试管口变为红棕色

9.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.FeO　　　 B.Fe2O3

C.FeSO4　　　　 D.Fe3O4

10.(2020·杭州高一检测)下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是 (　　)

续表　　

二、非选择题(本题包括2小题,共30分)

11.(12分)(2020·福州高一检测)过量铁粉与稀硝酸反应的方程式为3Fe+8HNO3(稀)3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O。

(1)标出电子转移的方向和数目。

(2)该反应的氧化剂是　　　　　　　　,还原产物是　　　　　　　　。 

(3)标准状况下,当生成2.24 L NO气体时,有　　　　 g Fe参加反应,转移电子的物质的量为　　　　 mol,有　　　　 mol氧化剂被还原。 

12.(18分)(2020·新乡高一检测)现有常见金属单质A和气体甲、乙及物质B、C、D、E、F,它们之间能发生如下反应,已知B加入KSCN溶液显红色,气体乙显红棕色(图中有些反应的产物和反应的条件没有全部标出)。

请根据以上信息回答下列问题:

(1)写出下列物质的化学式:A.　　　,C.　。 

(2)写出下列反应的离子方程式:

反应①:　; 

反应②:　; 

(3)写出反应③的化学方程式:　。 

(4)B物质的阳离子用于制作印刷电路板的原理是　　　　　　　　　　　　(用离子方程式表示)。 

　　　　　　　　　 (20分钟　30分)

一、选择题(本题包括2小题,每小题5分,共10分)

13.(2017·北京高考)下述实验中均有红棕色气体产生,对比分析所得结论不正确的是 (　　)

A.由①中的红棕色气体,推断产生的气体一定是混合气体

B.红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应

C.由③说明浓硝酸具有挥发性,生成的红棕色气体为还原产物

D.③的气体产物中检测出CO2,由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应

14.(2020·冀州高一检测)某100 mL混合液中,HNO3和H2SO4的物质的量浓度分别是0.4 mol·L-1和0.1 mol·L-1。向该混合液中加入1.92 g铜粉,加热,待充分反应后,所得溶液中Cu2+的物质的量浓度(忽略体积变化)为              (　　)

A.0.15 mol·L-1 B.0.225 mol·L-1

C.0.35 mol·L-1 D.0.45 mol·L-1

二、非选择题(本题包括1小题,共20分)

15.实验室用稀硝酸与铜反应制备NO气体,如果采用图Ⅰ装置(烧瓶内加入稀硝酸和铜片,必要时可加热),实验效果不是十分理想,因为观察到的现象不能有力证明反应产物是NO。有人设计了图Ⅱ装置(橡皮塞下端连有铜丝圈),用来做该实验可以达到满意的效果。

(1)用图Ⅰ装置做实验时,用排水法收集到的气体的颜色为　　　　色;实验过程中由于　　　　　　　　　　　　,不易观察到　　　　　　　生成,从而不能有力证明反应产物是NO。 

(2)用图Ⅱ装置做实验时,将有关操作补充完全:

①将分液漏斗的活塞打开,从U形管的B侧管口注入稀硝酸,一直注到　　　　为止。 

②关闭活塞,用酒精灯在U形管的A侧加热,当　　　　时,立即撤去酒精灯。 

(3)根据图Ⅱ装置的实验完成下列问题:

①反应在什么情况下可以自动停止? 　。 

可在何处观察到无色的NO气体?　　　　　　　　　　。 

②如果将分液漏斗的活塞慢慢打开,可立即观察到哪些明显现象? 　。 

1.B　2.C　

3.A　浓硝酸可以使石蕊溶液变成红色,但是由于浓硝酸的强氧化性,可以将红色物质氧化成无色物质而使红色褪去;浓硝酸只能使红墨水褪色;浓硝酸不能使酚酞变红;浓硝酸可以将二价铁氧化成三价铁,所以只能使Fe(SCN)2溶液变红。

4.C　A项,HNO3和氯水中的HClO见光都易分解,都应避光保存,正确;B项,浓HNO3和浓氨水都具有挥发性,HNO3与NH3化合生成白色固体小颗粒NH4NO3,正确;C项,铁在浓硝酸中钝化,而Pt与浓硝酸不反应,原理不同,错误;D项,常温下,向浓HNO3中投入Fe片,发生钝化,不会产生大量的红棕色气体,正确。

5.C　因铜与浓硝酸反应:Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,随着反应的进行,浓硝酸变稀,稀硝酸与铜反应:3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,所以放出的NO2的量小于0.6 mol。

6.D　浓硝酸使紫色石蕊溶液变红表现的是酸性,使其褪色表现的是强氧化性,A项正确;稀硝酸具有强氧化性,与锌反应生成的是NO,不是氢气,B项正确;浓硝酸见光易分解,应用棕色试剂瓶存放,C项正确;硝酸将NaOH溶液中和后,使溶液中的红色褪去,利用的是酸性,D项错误。

7.D　一个氧化还原反应的过程中化合价有升必有降,在硝酸的分解产物中已经有了化合价的降低(即硝酸中的氮元素从+5价变成了+4价),所以一定有化合价的升高(即氧元素由-2价升高变成0价)。

8.D　生成的Cu(NO3)2在H2SO4的酸性条件下相当于又有了HNO3,铜片会继续溶解生成NO。

9.A　FeO、FeSO4及Fe3O4(可写成Fe2O3·FeO)与稀硝酸反应时均为铁元素被氧化,且氧化产物均为Fe3+,还原产物均为NO。等质量的还原剂与稀硝酸反应时转移电子的物质的量越多,放出NO的物质的量越多,由FeO、FeSO4及Fe3O4的化学式及铁元素的化合价看出等质量的三种物质参与反应时,FeO转移电子的物质的量最多。Fe2O3与稀硝酸反应时无NO气体放出。

10.B　稀硝酸与铁粉反应,铁首先被氧化成Fe3+,过量铁粉将Fe3+还原,最终得到Fe2+,滴入KSCN溶液不显红色,A错误;常温下,Fe、Al在浓HNO3或浓H2SO4中发生钝化,生成致密的保护膜阻止了反应进行,B正确;Al箔能与稀HNO3反应放出气体,C错误;浓硝酸具有强氧化性,能使蓝色石蕊试纸先变红后褪色,D错误。

11.【解析】(1)根据化合价的变化情况,见答案。(2)该反应中的氧化剂是HNO3,还原产物是NO。(3)当生成2.24 L NO时即生成0.1 mol的NO,反应掉的铁的物质的量是0.15 mol,所以反应掉的铁的质量是8.4 g,转移电子的物质的量是0.3 mol,有0.1 mol的氧化剂被还原。

答案:(1)

(2)HNO3　NO　(3)8.4　0.3　0.1

12.【解析】B加入KSCN溶液显红色,证明含铁离子,气体乙显红棕色证明为NO2,则气体甲为NO,E为HNO3,金属单质A为Fe;铁和过量稀硝酸反应生成硝酸铁、一氧化氮和水,所以B为Fe(NO3)3,硝酸铁和铁反应生成硝酸亚铁,所以C为Fe(NO3)2,硝酸亚铁和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化亚铁,则D为Fe(OH)2,氢氧化亚铁被氧气氧化生成氢氧化铁,所以F为Fe(OH)3。

答案:(1)Fe　Fe(NO3)2　(2)Fe+N+4H+Fe3++2H2O+NO↑　3NO2+H2O2H++2N+NO

(3)4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3　(4)2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+

13.D　①中的碎玻璃不与浓硝酸反应,但仍有红棕色气体产生,说明浓硝酸受热分解产生了二氧化氮和氧气,A正确;②中红热的木炭可能与硝酸发生反应生成了二氧化氮,也可能硝酸受热分解产生二氧化氮,B正确;③中红热木炭未与浓硝酸接触,但产生了二氧化氮,说明浓硝酸具有挥发性,C正确;③的气体产物中检测出CO2,有可能是C与O2反应产生的,D错误。

14.B　解答本题要从离子反应的角度来考虑,H2SO4提供的H+可以和N构成强氧化性环境,继续氧化铜单质。HNO3、H2SO4混合液中H+总的物质的量为0.06 mol,N的物质的量为0.04 mol,Cu的物质的量为0.03 mol。Cu与稀硝酸发生反应:

3Cu　+　8H+　+2N3Cu2++2NO↑+4H2O

 3　　　 8　　　 2

 0.03 mol　 0.06 mol　 0.04 mol

H+不足量,应根据H+的物质的量来计算。

3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O

 8　　　　 3

 0.06 mol　　 n(Cu2+)

n(Cu2+)=0.06 mol×=0.022 5 mol,c(Cu2+)==0.225 mol·L-1。

15.【解析】由于NO易被空气中O2氧化成NO2(红棕色),所以在铜与稀硝酸反应的常规实验中,很难观察到无色NO气体的生成,而是观察到红棕色气体。本题图Ⅱ装置提供无氧气环境,使NO能存在相当长一段时间。

答案:(1)无　烧瓶中有空气,可以将产生的NO氧化成NO2　无色的NO

(2)①液面与橡皮塞接触(或A侧管中恰好充满液体)　②铜丝上有气泡产生

(3)①当反应产生的NO气体将稀硝酸排入U形管B侧管内,使铜丝圈与稀硝酸脱离时,反应立刻停止　在U形管A侧管内可观察到无色NO气体

②U形管B侧管内的稀硝酸又回到A侧管中,分液漏斗中有红棕色气体产生