化学必修 第二册第二节 氮及其化合物第3课时一课一练

第二节 氮及其氧化物

5.2.3硝酸

一、单选题

1．对于硝酸的物理性质，下列叙述错误的是

A．可以与水以任意比互溶 B．不易挥发

C．有刺激性气味 D．无色液体

【答案】B

【解析】硝酸是一种无色，可以与水以任意比互溶，易挥发的液体，有刺激性气味，B项错误，故选B。

2．某无色酸性溶液中，则该溶液中一定能够大量共存的离子组是

A．Fe2+、Ba2+、NO、Cl- B．Na+、NH、SO、Cl-

C．Na+、K+、CO、NO D．Na+、K+、MnO、Br-

【答案】B

【解析】A．含Fe2+的溶液显浅绿色，且酸性条件下，有强氧化性，能将Fe2+氧化为Fe3+，A不符合题意；

B．所给离子在无色酸性条件下能大量共存，B符合题意；

C．由+2H+=CO2↑+H2O，知C不符合题意；

D．含的溶液显紫色，且具有强氧化性，能将Br-氧化，D不符合题意；

故答案选B。

3．将木炭屑与浓共热产生的气体分为①和②两等份，将两份气体分别进行如图所示实验，则石灰水的变化可能是

A．甲不变浑浊，乙变浑浊 B．甲变浑浊，乙不变浑浊

C．甲和乙均变浑浊 D．甲和乙均不变浑浊

【答案】B

【解析】木炭与浓硝酸共热可以得到二氧化碳和二氧化氮两种气体，混合气体先导入适量蒸馏水中，二氧化氮溶于水，得到硝酸和一氧化氮，二氧化碳几乎不溶于水，再导入澄清石灰水中，二氧化碳可以使澄清石灰水变浑浊，即甲中澄清石灰水出现浑浊；如果将气体直接导入澄清石灰水中，二氧化氮溶于水，得到硝酸和一氧化氮，二氧化碳和氢氧化钙反应生成的碳酸钙会被硝酸溶解，即乙中澄清石灰水不变浑浊。

故选B。

4．下列反应中硝酸既能表现出酸性又表现出氧化性的是

A．能使紫色石蕊溶液变为红色

B．与铜反应放出一氧化氮气体，生成硝酸铜

C．与碳酸钠反应放出二氧化碳气体，生成硝酸钠

D．与单质硫混合共热时生成硫酸和二氧化氮

【答案】B

【解析】A．硝酸使紫色石蕊溶液变为红色，只表现酸性，A不符合题意；

B．硝酸与铜反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，既表现其强氧化性又表现其酸性，B符合题意；

C．与碳酸钠反应放出二氧化碳气体，表现的是硝酸的酸性，C不符合题意；

D．硝酸与单质硫混合共热时生成硫酸和二氧化氮，表现的是硝酸的强氧化性，D不符合题意；

综上所述答案为B。

5．对下列事实的解释或现象描述正确的是

A．不用浓硝酸和铜屑反应制硝酸铜，说明浓硝酸具有挥发性。

B．久置的浓硝酸溶液呈黄色，说明浓硝酸具有不稳定性。

C．在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解：再加入固体，铜粉仍不溶解。

D．锌与稀硝酸反应得不到氢气，说明稀硝酸酸性太弱。

【答案】B

【解析】A．，铜和浓硝酸反应除了生成硝酸铜还生成二氧化氮，浓硝酸的利用率不高，与浓硝酸的挥发性无关，而制取硝酸铜通常利用稀硝酸与氧化铜反应，故A错误；

B．浓硝酸通常保存在棕色的试剂瓶，久置的浓硝酸溶液呈黄色，是因为浓硝酸遇光分解生成的NO2溶解在硝酸中的缘故，说明浓硝酸具有不稳定性，故B正确；

C．在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解。再加入固体，由于在酸溶液中硝酸根离子具有强氧化性，故此时铜粉溶解，故C错误；

D．硝酸为强氧化性酸，与锌反应不能生成氢气，与其酸性强弱无关，而是和酸根有关，为强酸，故D错误；

本题答案B。

6．对于硫酸和硝酸的比较中，下列叙述不正确的是（       ）

A．冷的浓硫酸和浓硝酸都可以用铝、铁的容器盛装 B．稀硫酸和稀硝酸都具有氧化性

C．浓硫酸和浓硝酸都具有很强的腐蚀性、脱水性 D．硫酸和硝酸都是重要的化工原料

【答案】C

【解析】A. 铝、铁与冷的浓硫酸和浓硝酸发生的钝化，因此冷的浓硫酸和浓硝酸都可以用铝、铁的容器盛装，故A正确；

B. 稀硫酸和稀硝酸都具有氧化性，稀硫酸和金属反应生成氢气，表现氧化性，稀硝酸和金属反应生成硝酸盐和一氧化氮表现氧化性，故B正确；

C. 浓硫酸和浓硝酸都具有很强的腐蚀性，浓硫酸具有脱水性，浓硝酸不具有，故C错误；

D. 化工生产中用硝酸、硫酸生产化肥、农药、炸药、燃料，金属加工前的酸洗等，故D正确。

综上所述，答案为C。

7．Fe(NO3)2的水溶液呈绿色，将Fe(NO3)2溶于水，水溶液存在如下平衡：Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+，现向溶液中加入一定量的稀硫酸，那么溶液变化正确的是

A．变得更绿 B．绿色变浅 C．变黄 D．没有变化

【答案】C

【解析】由于溶液中的和H2SO4电离出的H+能形成具有强氧化性的HNO3，能将Fe2+氧化为Fe3+，使溶液呈黄色，反应的离子方程式为：3Fe2++4H++=3Fe3++NO↑+2H2O，故答案为：C。

8．下列物质在常温下接触时，无明显现象的是

A．铁和浓盐酸 B．铁和稀盐酸 C．铁和浓硫酸 D．铁与稀硝酸

【答案】C

【解析】A． 铁和浓盐酸反应，铁溶解，有气泡产生，故A不符；

B． 铁和稀盐酸反应，铁溶解，有气泡产生，故B不符；

C． 铁和浓硫酸，在常温下接触时，发生钝化，无明显现象，故C符合；

D． 铁与稀硝酸反应，铁溶解，有无色气泡产生，在试管口变成红棕色，故D不符；

故选C。

二、元素或物质推断题

9．黑色固体A加热至红热投入无色溶液B中发生如下转化关系，已知X是两种气体组成的混合气体，其中一种为红棕色气体。

(1)由此可以推断：A为________，B为________，C为________，E为________。

(2)写出D与F反应的化学方程式____________________________________。

【答案】     C     浓硝酸     NO和CO2     NO     3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O

【解析】根据以上分析可知A为C，B为浓硝酸，C为NO和CO2，D为稀硝酸，E为NO，F为Cu，G是硝酸铜，X是NO2和CO2，则

（1）由以上分析可知A为C，B为浓硝酸，C为NO和CO2，E为NO；

（2）D与F为铜和稀硝酸的反应，方程式为3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O。

三、填空题

10．回答以下问题：

(1)将Cu片加入稀硝酸中，反应开始时，在试管中可以看到红棕色气体，原因是_______。

(2)将足量Cu片加入浓硝酸中，充分反应后，产生的气体有_______。

(3)将Cu片加入KNO3溶液中，再加入稀硫酸，发生反应的离子方程式为_______。

【答案】(1)试管中有少量氧气，与NO反应生成了NO2

(2)NO和NO2

(3)3Cu+8H++2NO=3Cu2++2NO↑+4H2O

【解析】

(1)

将Cu片加入稀硝酸中，反应生成无色一氧化氮气体，一氧化氮与空气中氧气生成红棕色二氧化氮气体，故开始时，在试管中可以看到红棕色气体。

(2)

将足量Cu片加入浓硝酸中，开始反应生成红棕色二氧化氮气体，随着反应的进行，硝酸浓度变小，反应生成一氧化氮气体，故充分反应后，产生的气体有NO和NO2。

(3)

将Cu片加入KNO3溶液中，再加入稀硫酸，铜在酸性溶液中和硝酸根离子反应生成铜离子、水、一氧化氮气体，发生反应的离子方程式为3Cu+8H++2NO=3Cu2++2NO↑+4H2O。

11．工业上可以废铜屑为原料制备硝酸铜，下列4种方法中，适宜采用的是哪一种________？请从节约原料和环境保护的角度说明原因_________。

①      

②

③

④

【答案】     ③     ③先将铜单质氧化得到氧化铜，再与稀硝酸反应得到硝酸铜和水，没有浪费原料，也没有生成其它有害物质；①、②和④铜单质与浓稀硝酸或浓硫酸反应都会生成氮氧化物或硫氧化物气体，浪费了原料，还需后续处理，不然会污染环境。

【解析】工业上可以废铜屑为原料制备硝酸铜，方法①和方法②铜单质与浓稀硝酸反应都会生成氮氧化物气体，浪费了原料，还需后续处理，不然会污染环境；方法④用到浓硫酸，与铜单质反应生成了二氧化硫气体，浪费原料，污染环境；最优方案是方法③，先将铜单质氧化得到氧化铜，再与稀硝酸反应得到硝酸铜和水，没有浪费原料，也没有生成其它有害物质。

12．已知氮元素及其化合物的转化关系如图所示，回答下列问题。

(1)①〜④各步转化中，属于氮的固定的是___________(填序号)。

(2)工业上用氨气制备NO的化学方程式是___________。

(3)工业制硝酸时尾气中含有NO、NO2，可用以下方法吸收：

①水吸收法。结合化学方程式说明用水吸收NO2的缺陷___________。

②NaOH溶液吸收法。发生的反应有：，___________(填化学式，不需要配平方程式)。

【答案】     ①          3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，NO2有转化成NO没有被吸收掉     NaNO3

【解析】(1)氮的固定是将游离态的氮转化为含化合态的氮的过程，根据上述分析，步骤①中氮气与氢气在一定条件下反应生成氨气，属于氮的固定；故答案为①；

(2)工业上利用氨气与氧气发生催化氧化反应制备NO，反应的化学方程式为4NH3＋5O24NO＋6H2O；故答案为4NH3＋5O24NO＋6H2O；

(3)①水与NO2反应生成硝酸和NO，反应的化学方程式为3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，NO2有转化成NO没有被吸收掉；故答案为3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，NO2有转化成NO没有被吸收掉；

②NaOH和NO2发生歧化反应，NO2中部分+4价的N化合价降低变为NaNO2中+3价的N，则还应有部分N化合价升高，应转化为NaNO3中+5价的N，因此方程式中的另一个产物为NaNO3；故答案为NaNO3。

13．(1)实验室二氧化硫尾气吸收与工业烟气脱硫的化学原理相通。

石灰---石膏法和碱法是常用的烟气脱硫法。

石灰---石膏法的吸收反应为。

吸收产物亚硫酸钙由管道输送至氧化塔氧化，反应为。其流程如图所示。

碱法的吸收反应为。碱法的特点是氢氧化钠碱性强、吸收快、效率高。其流程如图所示。

已知：

石灰---石膏法和碱法吸收二氧化硫的化学原理相同之处是_________________________。和碱法相比，石灰---石膏法的优点是_________________________，缺点是_________________________。

(2)在石灰---石膏法和碱法的基础上，设计一个改进的、能实现物料循环的烟气脱硫方案____(用流程图表示)。

【答案】     碱和酸性氧化物的反应     成本低     亚硫酸钙在输送中容易造成管道堵塞    

【解析】(1)NaOH和Ca(OH)2同为碱，石灰---石膏法和碱法吸收二氧化硫的化学原理相同之处是利用碱和酸性氧化物的反应，Ca(OH)2比NaOH价格低廉，但缺点是Ca(OH)2溶解性不好，容易造成管道堵塞，因此和碱法相比，石灰---石膏法的优点是成本低，缺点是亚硫酸钙在输送中容易造成管道堵塞，故答案为：碱和酸性氧化物的反应；成本低；亚硫酸钙在输送中容易造成管道堵塞；

(2)可用NaOH吸收SO2得Na2SO3，再用Ca(OH)2和Na2SO3反应得CaSO3和NaOH，然后NaOH循环利用，流程如下，故答案为：。

14．下列事实体现了硝酸的什么性质？写出有关反应的化学方程式或离子方程式。

(1)浓硝酸应存放于棕色试剂瓶中：浓硝酸具有______；反应的化学方程式为___________。

(2)银片溶于热的稀硝酸：硝酸具有________；反应的化学方程式为____________。

(3)石灰石和稀硝酸混合反应制取CO2：硝酸具有_______；反应的离子方程式为__________。

(4)红热的木炭投入浓硝酸中产生红棕色的气体：浓硝酸具有________；反应的化学方程式为____________。

【答案】     不稳定性(或见光易分解的性质)          强氧化性和酸性     (稀)     酸性          强氧化性    

【解析】(1)浓硝酸见光易分解，方程式为：，故答案为：不稳定性(或见光易分解的性质)；；

(2)稀硝酸具有强氧化性和酸性，与银反应的方程式为：(稀)，故答案为：强氧化性和酸性；(稀)；

(3)石灰石和稀硝酸混合反应制取CO2体现硝酸的酸性，离子方程式为：，故答案为：酸；；

(4)红热的木炭投入浓硝酸中产生红棕色的气体，体现浓硝酸的强氧化性，方程式为：，故答案为：强氧化性；。

四、实验题

15．某同学用下列装置(固定、加热仪器和橡胶管已略去)进行有关氨气制取的实验。回答下列问题：

(1)若用装置①制取NH3，其反应的化学方程式为_______；若要测定生成的NH3的体积，则必须选择的装置是_______(填装置序号)，装置中所盛试剂具有的性质是_______。

(2)若用装置②制取并收集干燥的NH3，烧瓶内装的试剂是_______，分液漏斗中装的试剂是_______，干燥和收集装置应选择_______(填装置序号)。

(3)为防止污染环境，以下装置(盛放的液体均为水)可用于吸收多余氨气的是_______(填序号)。

【答案】     2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O     ③⑦     氨气难溶于该试剂，该试剂不易挥发，不与氨气反应     CaO或NaOH或碱石灰     浓氨水     ④⑥     ②④

【解析】(1)若用装置①制取NH3，则为实验室用氯化铵和氢氧化钙在加热条件下制取氨气，反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O；要测定氨气的体积，可以采用排液体的方法，选择的装置是③⑦，在液体选择上氨气和该液体不能反应，氨气不能溶于该液体，该液体不易挥发；

(2)若用装置②制取并收集干燥的NH3，是固体和液体不加热制备气体的方法，可以利用浓氨水滴入碱石灰中得到氨气，烧瓶中装入的试剂是CaO或NaOH或碱石灰，分液漏斗中是浓氨水；氨气极易溶于水，常温下氨气和空气中的成分不反应，且氨气密度小于空气，所以可以采用向下排空气法收集，氨气是碱性气体，应用碱石灰干燥，则应选择装置④⑥；

(3)因为氨气极易溶于水，吸收多余氨气的装置必须能够防止倒吸，则应选择装置②④。

16．某小组同学用如图所示装置制取氨气并验证氨气的性质。请回答：

(1)制取氨气的化学方程式是___________。

(2)采用题图的方法收集氨气，是因为氨气的密度比空气的________(填“大”或“小”)。

(3)把蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近集满氨气的试管口，观察到的实验现象是________。

(4)把湿润的红色石蕊试纸靠近收集氨气的试管口，试纸变蓝，可得出的结论是____。

(5)下列不能用于干燥氨气的是________(填标号，下同)。

A．浓硫酸             B．氢氧化钠                  C．五氧化二磷             D．碱石灰

(6)生石灰与水反应生成Ca(OH)2并放出热量。实验室利用此原理，向生石灰中滴加浓氨水，可以快速制取氨气。用此方法制取氨气应选用的气体发生装置是______。

【答案】          小     有大量白烟产生     氨气的水溶液呈碱性     AC     c

【解析】(1)实验室制取氨气的化学方程式是；

(2)氨气的密度比空气的小，极易溶于水，故只能用向下排空气法收集；

(3)浓盐酸易挥发出HCl气体，遇到氨气发生反应生成氯化铵固体小颗粒而形成白烟；

(4)氨气溶于水并与水发生反应生成一水合氨，一水合氨是弱碱，故氨气遇湿润的红色石蕊试纸变蓝；

(5)氨气是碱性气体，不能用酸性干燥剂进行干燥，故选AC；

(6)氧化钙与水反应采用固液不加热制取气体装置，故选c。

17．将加热至红热的木炭投入盛有足量的浓的试管中，立即塞好塞子，如图所示，连接好装置（已检查装置的气密性）。

请回答下列问题：

（1）反应开始后撤去酒精灯，试管a中除可看到木炭剧烈反应直至消失外，还观察到的现象是________________________________________________________。

（2）试管b中最终____________（填“有”或“无”）沉淀产生，原因是_____________________________________________________________。

（3）试管c中发生反应的化学方程式为___________________。

（4）集气瓶e中最后收集到的气体为______________________（填化学式），理论上该气体的总体积为_______________L（标准状况，结果保留小数点后2位数字）。

【答案】     试管上部充满红棕色气体     无     与水反应生成的（足量）中和了          NO     5.97

【解析】（1）根据实验流程，试管a中发生反应；为红棕色气体，故答案为：试管上部充满红棕色气体

（2）b中发生反应，，由于和水反应生成的中和了，故试管b中最终无沉淀产生；故答案为：无；与水反应生成的（足量）中和了；

（3）c中过量，发生反应，故答案为：

（4）中发生反应；e中收集到的气体为NO。由关系式可得，，故标准状况下，故答案为：NO；5.97。