化学必修 第二册氮及其化合物随堂练习题

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一、硝酸性质综合实验探究
1.硝酸的性质
由于硝酸中的氮元素为+5价，具有很强的非金属性，所以硝酸具有强氧化性。
(1)浓HNO3的氧化性强于稀HNO3。如稀硝酸只能使紫色石蕊溶液变红，浓硝酸则能使紫色石蕊溶液先变红，后褪色。
(2)浓HNO3的还原产物为NO2，稀HNO3的还原产物为NO，且还原剂一般会被氧化成最高价态。
特别提醒 硝酸的浓度越低，还原产物的价态越低；金属的活泼性越强，还原产物的价态越低。如较活泼的金属锌与稀硝酸反应的还原产物可能为NH4NO3。
2.硝酸反应的注意事项
(1)硝酸与金属反应时，部分被还原，表现强氧化性，还有一部分仍以NO3-形式存在，表现酸性。
(2)浓硝酸与金属反应的过程中，浓度逐渐减小，还原产物有可能是NO2和NO的混合物。
(3)在加热条件下，浓硝酸可将非金属单质氧化为最高价态的氧化物或含氧酸。
(4)中性和碱性溶液中NO3-无氧化性，当溶液中有大量H+存在时，NO3-就表现出强氧化性，如有H+、NO3-存在的溶液中就不能大量存在I-、Br-、Fe2+、S2-、SO32-等还原性离子。
(5)硝酸与具有还原性的弱酸盐(如Na2SO3等)、碱性氧化物、碱反应时，优先发生氧化还原反应。
1.(2023·威海高一期末)下列有关硝酸化学性质的叙述正确的是( )
A.硝酸能与Na2SO3反应，但不生成SO2
B.硝酸的氧化性很强，能氧化所有金属
C.可用铝或铁制容器盛装稀硝酸
D.浓硝酸因易挥发出HNO3而呈黄色
答案 A
解析 硝酸与Na2SO3发生氧化还原反应，Na2SO3被氧化生成Na2SO4，不会生成SO2，A正确；硝酸具有强氧化性，能氧化大部分金属，Au、Pt等除外，B错误；常温下，Fe、Al均能与稀硝酸反应，不能用铝或铁制容器盛装稀硝酸，C错误；浓硝酸见光或受热易分解，生成的NO2溶于其中而使浓硝酸呈黄色，D错误。
2.(2024·南京高一期中)下列离子组在指定条件下一定能大量共存的是( )
A.强酸溶液中：Na+、K+、HCO3-、Cl-
B.澄清透明的溶液中：Fe3+、Mg2+、Br-、Cl-
C.使酚酞变红色的溶液：Fe2+、NH4+、SO42-、Cl-
D.加入铝粉产生大量氢气的溶液中：K+、Na+、NO3-、SO42-
答案 B
解析 强酸溶液中含有H+，与HCO3-反应，不能大量共存，A不选；澄清透明的溶液中，Fe3+、Mg2+、Br-、Cl-相互不反应，可以大量共存，B选；使酚酞变红色的溶液中有OH-，与Fe2+、NH4+均会反应，不能大量共存，C不选；溶液含有NO3-，若为酸性溶液，与铝反应不能产生大量氢气，D不选。
3.某化学兴趣小组进行有关Cu、硝酸、硫酸化学性质的实验，实验过程如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.①中溶液呈蓝色，试管口有红棕色气体产生，稀硝酸被还原为NO2
B.若③中加入足量稀硫酸，则在相同条件下①中产生的气体体积比③中产生的气体体积小
C.③中滴加稀硫酸，铜片继续溶解，说明稀硫酸的氧化性比稀硝酸强
D.由上述实验可知：Cu在常温下既可与稀硝酸反应，也可与稀硫酸反应
答案 B
解析 ①中发生反应：3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，生成的硝酸铜溶液为蓝色，在试管口NO与空气中的O2发生反应产生NO2，气体由无色变为红棕色，但硝酸被还原生成的是无色的NO，A错误；由A项分析，假设①中加入的稀硝酸中含有8 ml HNO3，则生成2 ml NO、6 ml NO3-；实验③发生反应的离子方程式为3Cu+8H++2NO3-===3Cu2++2NO↑+4H2O，反应产生的3 ml Cu(NO3)2电离产生的6 ml NO3-完全反应后会生成 6 ml NO，故若③中加入足量稀硫酸，则在相同条件下①中产生的气体体积比③中产生的气体体积小，B正确；③中加稀硫酸，金属Cu会继续溶解，不是因为Cu与稀硫酸反应，而是由于NO3-与H+起HNO3的作用，表现强氧化性，继续与Cu反应，说明硝酸的氧化性强，C、D错误。
二、硝酸与金属反应的相关计算
1.原子守恒
硝酸与金属单质或化合物反应，一部分以NO3-的形式存在，另一部分转化为还原产物，这两部分中氮原子的物质的量之和与反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量相等。
2.得失电子守恒
硝酸与金属单质或化合物的反应中，HNO3得到电子的物质的量等于金属原子失去电子的物质的量。
3.变价金属与硝酸的反应
如铁与稀硝酸的反应：Fe(少量)+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O；
3Fe(过量)+8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O。
(1)n(HNO3)n(Fe)≥4，氧化产物为Fe(NO3)3；
(2)n(HNO3)n(Fe)≤83，氧化产物为Fe(NO3)2；
(3)83