苏教版 (2019)必修 第二册第二单元 重要的含氮化工原料练习题

这是一份苏教版 (2019)必修 第二册第二单元 重要的含氮化工原料练习题，共13页。
1. 在下列反应中，HNO3既表现出氧化性，又表现出酸性的是( )
A. H2S＋2HNO3（浓） eq \(====,\s\up7(△))S↓＋2NO2↑＋2H2O
B. CuO＋2HNO3===Cu(NO3)2＋H2O
C. 4HNO3（浓） eq \(=====,\s\up7(光/△))4NO2↑＋O2↑＋2H2O
D. Cu＋4HNO3（浓）===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
2. （2024无锡一中期末）下列关于硝酸的说法正确的是( )
A. 浓硝酸、稀硝酸都是强氧化剂
B. 浓硝酸、稀硝酸都可用铁制容器存放
C. 浓硝酸和铜反应产生无色气体
D. 稀硝酸和铜反应产生大量氢气
3. （2024北京八十中月考）下列有关浓硫酸和浓硝酸的说法不正确的是( )
A. 在常温下浓硫酸和浓硝酸都能够使铁、铝等金属钝化
B. 浓硫酸和浓硝酸都有强氧化性，能把氨气氧化
C. 将浓硫酸滴到蔗糖表面，蔗糖固体变黑膨胀，体现了浓硫酸的脱水性和强氧化性
D. 浓硝酸见光易分解，需要避光保存
4. 从降低成本和减少环境污染的角度考虑，制取硝酸铜最好的方法是( )
A. 铜和浓硝酸反应 B. 铜和稀硝酸反应
C. 氧化铜和硝酸反应 D. 氯化铜和硝酸银反应
5. （2023南通通州月考）某工厂以硝酸为原料生产亚硝酸钠，并对亚硝酸钠进行多角度探究。其工艺流程如下：
已知：Na2CO3＋NO＋NO2===2NaNO2＋CO2；Na2CO3＋2NO2===NaNO2＋NaNO3＋CO2。
(1) 分解塔中填有大量的瓷环，其目的是_______________________________ 。分解塔中的温度不宜过高，其原因是_____________________________________________________。
(2) 按一定计量比在分解塔中通SO2和喷入硝酸，若反应后生成的NO与NO2物质的量之比恰好为1∶1，则分解塔中发生反应的化学方程式为_____________________________________________________。
(3) 设计实验验证酸性条件下NaNO2具有氧化性：取一定量KI溶液，_____________________________________________________________________________。
（必须使用的试剂：NaNO2溶液、稀硫酸、淀粉溶液）
【提升素养】
6. （2023南师大附属扬子、江浦两校联考）废旧CPU中的金(Au)、Ag和Cu回收的部分流程如下：
已知：HAuCl4===H＋＋AuCl eq \\al(－,4)。下列说法正确的是( )
A. “酸溶”时用浓硝酸产生NOx的量比稀硝酸的少
B. “过滤”所得滤液中的阳离子只含有Cu2+和Ag＋
C. 用浓盐酸和NaNO3也可以溶解金
D. 用过量Zn粉将1 ml HAuCl4完全还原为Au，参加反应的Zn为1.5 ml
7. （2022常州期中）下述实验中均有红棕色气体产生，经对比分析所得结论不正确的是（已知：碎玻璃中的各成分均不与HNO3发生反应）( )

① ② ③
A. 由①中的红棕色气体，可推断产生的气体一定为混合气体
B. 由②中的红棕色气体，不能说明②中木炭与浓硝酸发生了反应
C. 由③中的红棕色气体，可说明浓硝酸具有挥发性
D. 由③的气体产物中检测出CO2，可说明木炭与浓硝酸发生了反应
8. （2024连云港期末）某化学小组同学用图示装置探究铜与过量浓硝酸反应后溶液呈绿色的原因。
实验现象记录如下：
下列说法正确的是( )
A. 步骤Ⅰ中，若产生的气体中只含有0.1 ml NO2和0.04 ml NO，则该反应消耗Cu的物质的量为0.1 ml
B. 步骤Ⅱ中，试管中发生的反应为NO＋NO2＋H2O===2HNO2
C. 步骤Ⅲ中，溶液颜色的变化能证明Cu(NO3)2溶液的颜色随浓度的变化而变化
D. 久置的浓硝酸呈黄色，通入适量的O2可使黄色消失
9. （2024淮北一中月考）将1.76 g镁铜合金投入20 mL一定浓度的硝酸中，合金完全溶解，产生NO和NO2混合气体896 mL（不考虑其他气体，体积已折算为标准状况下），反应结束后向溶液中加入120 mL 1 ml/L NaOH溶液，恰好使溶液中的金属阳离子全部转化为3.12 g沉淀。若将盛有896 mL该混合气体的容器倒扣在水中，通入一定体积的氧气，恰好可将该混合气体完全转化。下列说法错误的是( )
A. Mg与Cu的物质的量之比为3∶1
B. NO和NO2的体积比为1∶1
C. 原硝酸的浓度为8 ml/L
D. 通入的O2的体积（标准状况下）为448 mL
10. （2023南通海安中学阶段考）氮的化合物是重要的化工原料，其转化一直是化学研究的热点。
(1) 氨催化氧化法是制硝酸的重要步骤，探究氨催化氧化反应的装置如图所示：
①氨催化氧化时会生成副产物N2O。生成含等物质的量氮元素的NO与N2O时，消耗O2的物质的量之比为 。
②一段时间后，观察到装置M中有白烟生成，该白烟成分是 （填化学式）。
③再经过一段时间观察到装置N中溶液变成蓝色，装置N中溶液变成蓝色的原因是_________________________________________________________________________________。
(2) 可用ClO2将氮氧化物转化成NO eq \\al(－,3)。向1 L含200 mg ClO2的溶液中加入NaOH溶液调节至碱性，ClO2转化为去除氮氧化物效果更好的NaClO2，再通入NO气体进行反应。碱性条件下NaClO2去除NO反应的离子方程式为___________ 。
(3) 纳米铁粉可去除水中的NO eq \\al(－,3)。控制其他条件不变，用纳米铁粉还原水体中的NO eq \\al(－,3)，测得溶液中含氮物质（NO eq \\al(－,3)、NO eq \\al(－,2)、NH eq \\al(＋,4)）浓度随时间变化如图所示：
①Fe去除水中的NO eq \\al(－,3)的机理：NO eq \\al(－,3)得到纳米铁粉失去的电子转化为NO eq \\al(－,2)，极少量NO eq \\al(－,2)在纳米铁粉或Cu表面得到电子转化为NH eq \\al(＋,4)。与不添加少量铜粉相比，添加少量铜粉时去除NO eq \\al(－,3)效率更高，主要原因是_____________________________________________________
______________________________________________________。
②与初始溶液中NO eq \\al(－,3)浓度相比，反应后溶液中所有含氮物质（NO eq \\al(－,3)、NO eq \\al(－,2)、NH eq \\al(＋,4)）总浓度减小，原因是____________________________________________________________________________________________________________。
11. （2023南通如皋长江高级中学月考）为探究Cu和一定浓度的HNO3溶液反应所得NO2气体中是否混有NO，某同学设计了如下两个实验方案。

方案一 方案二
已知：NO2的沸点为21 ℃，NO的沸点为－151 ℃。
(1) 铜和浓硝酸反应的化学方程式为_____________________________________________。
(2) 实验中能够让反应立刻停止的操作是 。
(3) 指出不能证明反应所得NO2气体中混有NO的方案并阐述理由：_________________________________________。
(4) 反应一段时间后，证明所得NO2气体中混有NO的实验操作及现象是_______________________________________________。
(5) 在催化剂作用下，CH4可将汽车尾气中的NO还原为空气中的常见物质。写出该反应的化学方程式：_______________________________________________。
基础小练12 硝酸
1. D HNO3既表现出酸性，又表现出氧化性，说明既有硝酸盐生成，又有NO或NO2等低价态的含氮化合物或单质生成，D符合题意。
2. A 浓硝酸、稀硝酸都具有强氧化性，都是强氧化剂，A正确；稀硝酸与铁能快速反应，不能用铁制容器存放，B错误；常温下，铜和浓硝酸发生反应，产生红棕色气体NO2，C错误；稀硝酸和铜反应产生NO，不会生成H2，D错误。
3. B 浓硫酸和浓硝酸都具有强氧化性，在常温下浓硫酸和浓硝酸都能够使铁、铝等金属表面形成致密的氧化物保护膜，从而发生钝化，A正确；浓硫酸和浓硝酸都有强氧化性，能与氨气反应生成盐，但不能把氨气氧化，B错误；将浓硫酸滴到蔗糖表面，蔗糖固体变黑，体现了浓硫酸的脱水性，黑色固体体积膨胀，体现了浓硫酸的强氧化性，C正确；浓硝酸稳定性差，见光易分解，所以保存浓硝酸时需要避光，D正确。
氨气具有还原性，但是氨气与浓硫酸反应生成硫酸铵，不发生氧化还原反应。
4. C 氧化铜和硝酸反应，既节约用酸，又不产生有毒气体。故选C。
5. (1) 增大接触面积，使两者充分接触反应，提高原料利用率 硝酸受热会挥发、分解
(2) 2HNO3＋2SO2＋H2O===NO＋NO2＋2H2SO4
(3) 向其中滴加稀硫酸酸化，滴加淀粉溶液，无明显现象，滴加少许NaNO2溶液，溶液变蓝，证明NaNO2有氧化性
解析：将SO2通入7～10 ml/L的硝酸溶液，硝酸具有强氧化性，SO2被硝酸氧化成H2SO4，HNO3被还原为NO与NO2；将生成的混合物冷却后，向NO与NO2的混合气体中淋入碳酸钠溶液，最后将溶液结晶得到NaNO2，据此分析解答。(1) 分解塔中填有大量的瓷环，可增大反应物的接触面积，使气、液两相充分接触，提高原料利用率；硝酸受热易分解，且硝酸易挥发，因此为了防止硝酸的挥发与分解，分解塔中的温度不宜过高。(2) “分解塔”中通SO2和硝酸发生氧化还原反应生成硫酸、NO和NO2，反应后生成的NO与NO2物质的量之比恰好为1∶1，反应的化学方程式见答案。(3) 若NaNO2具有氧化性，可将KI氧化为单质碘，淀粉遇单质碘变蓝。
6. C 硝酸与金不反应但能与银和铜反应，酸溶后过滤得到金，滤液中含有Cu2+和Ag＋，经过溶金、分离后得到HAuCl4溶液，用锌粉还原得到金。浓硝酸被还原产生NO2，产生1 ml NO2得1 ml e－，稀硝酸被还原产生NO，产生1 ml NO得3 ml e－，金属的量相同，转移电子数相同，“酸溶”时用浓硝酸产生NOx的量比稀硝酸的多，A错误；“过滤”所得滤液中的阳离子含有H＋、Cu2+和Ag＋，B错误；浓盐酸和NaNO3组成的溶液成分与浓硝酸和NaCl组成的溶液成分相同，因此两种组合都可以溶解金，C正确；HAuCl4完全电离产生的H＋也会与锌反应，则1 ml HAuCl4参加反应时得到的电子物质的量为4 ml，消耗锌的物质的量为2 ml，D错误。
7. D 加热条件下，浓硝酸分解生成NO2和O2，则产生的气体一定是混合气体，A正确；红热木炭与浓硝酸反应生成NO2、CO2，NO2气体为红棕色，在红热木炭作用下，浓硝酸也可自身分解生成NO2，故红棕色气体不一定是浓硝酸与木炭反应生成的，B正确；红热木炭没有接触浓硝酸，仅提高了环境温度，在加热条件下，浓硝酸可分解生成NO2，③中的红棕色气体是浓硝酸遇热产生，故可说明浓硝酸具有挥发性，C正确；木炭加热至红热，可与空气中氧气反应生成CO2，不一定是与浓硝酸发生了反应，D错误。
8. D HNO3～NO2～e－，生成0.1 ml NO2转移0.1 ml电子，HNO3～NO～3e－，生成0.04 ml NO转移0.12 ml电子，若产生的气体中只含有0.1 ml NO2和0.04 ml NO，则转移电子0.22 ml，Cu～Cu2+～2e－，消耗Cu的物质的量为0.11 ml，A错误；步骤Ⅱ中，试管中发生的反应为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，B错误；烧瓶中溶液中存在硝酸铜和溶解的二氧化氮，因此水倒吸入烧瓶后颜色变化为两者共同变化的结果，不能证明 Cu(NO3)2 溶液的颜色随浓度的变化而变化，C错误；久置的浓硝酸因分解生成二氧化氮，溶于硝酸使其呈黄色，通入适量的O2发生反应：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，可使黄色消失，D正确。
9. A 根据得失电子守恒可知，镁、铜失去电子总和等于硝酸生成NO和NO2得到电子总和，而镁、铜失去电子的物质的量与Mg2+、Cu2+生成沉淀结合的OH－的物质的量相等，且OH－的物质的量是镁、铜物质的量总和的两倍，最终沉淀比开始合金的增重即OH－的质量，故OH－的物质的量＝ eq \f(3.12 g－1.76 g,17 g/ml)＝0.08 ml，Mg与Cu的物质的量之和为0.04 ml，设镁的物质的量为a ml，则铜的物质的量为(0.04－a) ml，则24a＋64×(0.04－a)＝1.76，解得a＝0.02，即Mg与Cu的物质的量都是0.02 ml，物质的量之比为1∶1，A错误；NO和NO2混合气体共896 mL，标准状况下混合气体总物质的量为 0.04 ml，设混合气体中NO的物质的量为x ml，则NO2的物质的量为(0.04－x) ml，根据得失电子守恒可知，镁、铜失去电子总和等于硝酸生成NO和NO2得到电子总和，而镁、铜失去电子与Mg2+、Cu2+生成沉淀结合的OH－的物质的量相等，则：3x＋0.04－x＝0.08，解得x＝0.02，故NO和NO2的物质的量都为0.02 ml，体积比为1∶1，B正确；金属离子恰好完全沉淀时，溶液的溶质为NaNO3，则未被还原的HNO3的物质的量等于n(NaOH)＝1 ml/L×0.12 L＝0.12 ml，根据N原子守恒，原硝酸的物质的量为n(气体)＋n(未被还原的HNO3)＝0.04 ml＋0.12 ml＝0.16 ml，原硝酸的浓度＝ eq \f(0.16 ml,0.020 L)＝8 ml/L，C正确；NO、NO2与氧气、水反应又转化为HNO3，反应方程式为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3、4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，NO、NO2的物质的量都是0.02 ml，因此根据方程式可得 n(O2)＝0.02× eq \f(1,4)＋0.02× eq \f(3,4)＝0.02(ml)，标准状况下通入氧气的体积为 0.02 ml×22.4 L/ml＝0.448 L，即448 mL，D正确。
解答有关金属与硝酸反应的思维流程
10. (1) ①5∶4 ②NH4NO3 ③NH3在催化条件下被氧化生成NO，NO进一步被氧化为NO2，NO2被水吸收生成HNO3，Cu与HNO3反应生成Cu(NO3)2 (2) 3ClO eq \\al(－,2)＋4NO＋4OH－===3Cl－＋4NO eq \\al(－,3)＋2H2O (3) ①添加少量铜粉后形成铜铁原电池，加快了氧化还原反应速率 ②反应过程中有部分NO eq \\al(－,3)被还原为N2而逸出溶液(或还原为不溶于水的气体)
解析：(1) ①已知反应4NH3＋5O2 eq \(=====,\s\up14(催化剂),\s\d5(△))4NO＋6H2O、2NH3＋2O2 eq \(=====,\s\up14(催化剂),\s\d5(△))N2O＋3H2O，则生成含4 ml N的NO与N2O时消耗O2的物质的量分别为5 ml和4 ml，即消耗的O2的物质的量之比为5∶4。②NH3催化氧化生成NO和H2O后，M中发生如下反应：2NO＋O2===2NO2、3NO2＋H2O===2HNO3＋NO、NH3＋HNO3===NH4NO3，白烟成分为NH4NO3的固体小颗粒。③NH3在催化条件下被氧化生成NO，NO进一步被氧化为NO2，NO2被水吸收生成HNO3，Cu与HNO3反应生成Cu(NO3)2，因生成Cu2+导致装置N中溶液变成蓝色。(2) ClO eq \\al(－,2)氧化NO，NO失电子被氧化为NO eq \\al(－,3)，ClO eq \\al(－,2)得电子被还原为Cl－，离子方程式见答案。
11. (1) Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O (2) 抽动铜丝，使铜丝脱离硝酸
(3) 方案二，因为NO2与水反应有NO生成，无法证明NO是来自Cu和硝酸的反应
(4) 打开方案一中的止水夹，向其中鼓入空气(或氧气)，广口瓶内气体变红
(5) 4NO＋CH4 eq \(=====,\s\up7(催化剂))2N2＋CO2＋2H2O
步骤
实验现象
Ⅰ
开始时铜与浓硝酸剧烈反应，生成绿色溶液和红棕色气体
Ⅱ
红棕色气体充满烧瓶后不久，撤去酒精灯，试管内水开始倒吸入烧瓶
Ⅲ
当水进入烧瓶时，溶液颜色由绿色变蓝色，最终水吸入烧瓶后，溶液变为蓝色，瓶中气体变为无色