必修 第二册第五章 化工生产中的重要非金属元素第二节 氮及其化合物当堂检测题

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第二节　氮及其化合物
课时 3 硝酸 酸雨及防护
【基础巩固】　　　　　　　　　　　　
1.我国清代《本草纲目拾遗》中记叙无机药物335种,其中“强水”条目下写道:“性最烈,能蚀五金……其水甚强,五金八石皆能穿滴,惟玻璃可盛。”这里的“强水”是指 ( )
A.氨水　　 　B.硝酸　　　 C.醋　　 　D.卤水
答案:B
2.环保部门测得某市空气里的成分有①N2、②O2、③CO2、④Ar、
⑤SO2、⑥NO2、⑦可吸入碳颗粒。其中导致酸雨的是 ( )
A.①③⑤⑥ B.⑤⑥
C.②④⑤⑦ D.③④⑥⑦
答案:B
3.下列实验事实与硝酸性质不相对应的一组是 ( )
A.稀硝酸使紫色石蕊溶液变红——酸性
B.铁与稀硝酸反应不能放出氢气——强氧化性
C.要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性
D.氢氧化亚铁固体与稀硝酸混合——仅强酸性
答案:D
4.工业上用洗净的废铜屑作原料制取硝酸铜。为节约原料和减少环境污染,宜采取的方法是 ( )
A.Cu+HNO3(浓)Cu(NO3)2
B.Cu+HNO3(稀)Cu(NO3)2

答案:C
5.(2022·广东珠海)氮及其化合物的变化关系如图所示。下列说法错误的是 (　　)

A.路线①②③是工业生产硝酸的主要途径
B.路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径
C.图中所有标号的反应都是氧化还原反应
D.N2可在足量的O2中通过一步反应生成NO2
解析:工业上生成硝酸的路径为合成氨→氨的催化氧化→一氧化氮转化为二氧化氮→二氧化氮与水反应获得硝酸。氮气与氧气在雷电作用下生成一氧化氮,一氧化氮会迅速被氧气氧化为二氧化氮,二氧化氮与水反应获得硝酸。A项,由分析可得,路线①②③是工业生产硝酸的主要途径,正确;B项,由分析可得,路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径,正确;C项,图中所有标号的反应都有化合价变化,都是氧化还原反应,正确;D项,N2与O2化合生成NO,不能直接生成NO2,错误。
答案:D
6.(2022·广东揭阳)木炭与浓硫酸共热产生的气体X和铜与浓硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量的BaCl2溶液的洗气瓶中(如图所示),下列有关说法正确的是( )

A.洗气瓶中产生的沉淀有BaCO3
B.Z导管口无红棕色气体出现
C.洗气瓶中产生的沉淀是BaSO3
D.Z导管出来的气体中有CO2
解析:A项,木炭与浓硫酸共热产生的气体X是CO2和SO2的混合气体,Cu与浓硝酸反应产生的气体Y是NO2,SO2+H2O+NO2H2SO4+NO,故洗气瓶中产生的是BaSO4沉淀,CO2与BaCl2溶液不反应,所以没有BaCO3沉淀生成,错误;B项,Z处逸出的气体中有CO2和NO,NO遇到空气中的氧气生成红棕色的NO2,故Z导管口有红棕色气体出现,错误;C项,洗气瓶中产生的是BaSO4沉淀,错误;D项,Z处逸出的气体中有CO2,正确。
答案:D
7.(2022·广东汕头)CuSO4有关制备途径及性质如图所示。下列说法错误的是 ( )

A.途径①所用混酸中H2SO4与HNO3物质的量之比最好为3∶2
B.相对于途径①③,途径②更好地体现了绿色化学思想
C.若混合气体X中含两种不同价态的硫元素,则1 mol CuSO4在1 100 ℃所得混合气体X中O2可能为0.75 mol
D.Y可能具有还原性
解析:由制备流程可知,①中发生反应3Cu+8H++23Cu2++2NO↑+4H2O,②中发生反应2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O,③中发生反应Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,在1 100 ℃时发生反应2CuSO4Cu2O+SO2↑+SO3↑+O2↑,CuSO4溶液与NaOH溶液反应生成Cu(OH)2沉淀,Cu(OH)2与Y反应生成Cu2O,Cu元素化合价降低,则Y作还原剂,具有还原性。A项,Cu与混酸发生反应3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,离子方程式为3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O,从方程式知,N由硝酸提供,H+由HNO3和H2SO4提供,所以HNO3为2 mol时,H2SO4为3 mol,混酸中H2SO4与HNO3物质的量之比最好为3∶2,正确;B项,①③均生成有毒气体,②中生成CuSO4和H2O,途径②更好地体现了绿色化学思想,正确;C项,CuSO4分解生成Cu2O,Cu元素的化合价降低,S元素为最高价,不能升高,所以O元素的化合价升高,即有O2生成,发生反应2CuSO4Cu2O+SO2↑+SO3↑+O2↑,则1 mol CuSO4在1 100 ℃所得混合气体X中O2可能为0.5 mol,错误;D项,Cu(OH)2与Y反应生成Cu2O,Cu元素的化合价降低,则Y作还原剂,具有还原性,正确。
答案:C
【拓展提高】
8.如图所示,甲是某学生验证铜与浓硝酸反应的装置,乙是另外一名学生对甲装置改进后的装置。

甲 乙

丙
(1)甲装置中发生的反应的化学方程式为 　 。 
(2)和甲装置相比,乙装置的优点是:
①　 ; 
②　 。 
(3)为了进一步验证NO2与水的反应,某学生设计了丙装置。实验时先关闭弹簧夹　　　　,再打开弹簧夹　　　　,才能使NO2气体充满试管②;当气体充满试管②后,将铜丝提起与溶液脱离。欲使烧杯中的水进入试管②,应该　 。 
答案:(1)Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
(2)①可以控制反应的发生和停止　②可吸收NO2气体,防止污染环境
(3)c　a、b　先关闭b,再关闭a,然后打开c,用手焐试管②
9.(2022·广东普宁)某校化学实验小组为了证明铜与稀硝酸反应产生一氧化氮,用如图所示装置进行实验(加热装置和夹持装置均已略去,装置气密性良好,F是用于鼓入空气的双连打气球)。

实验操作及现象:
实验操作
现象
Ⅰ.将装置B下移,使碳酸钙与稀硝酸接触
产生气体
Ⅱ.当装置C中产生白色沉淀时,立刻将装置B上提
—
Ⅲ.将装置A中铜丝放入稀硝酸中,给装置A微微加热
装置A中产生无色气体,装置E中开始时出现浅红棕色气体
Ⅳ.用装置F向装置E中鼓入空气
装置E中气体颜色逐渐加深
Ⅴ.一段时间后
装置C中白色沉淀溶解
试回答下列问题。
(1)操作Ⅰ中产生气体的化学式为　 ,操作Ⅰ的 目的是　 , 装置D的作用是　 。 
(2)装置C中白色沉淀的化学式是　　　　　。操作Ⅱ中当装置C中产生白色沉淀时立刻将装置B上提的原因是 　 。 
(3)操作Ⅲ中装置A中产生无色气体的化学方程式是 　 。 
(4)装置E内气体颜色逐渐加深的原因是 　 。 
(5)操作Ⅴ现象产生的原因是　 , 
　　　　　　　　　 　(用化学方程式表示)。 
解析:(1)操作Ⅰ是用CaCO3与稀硝酸反应产生的CO2气体将装置中的空气排尽,以防止空气中的氧气对实验的干扰。装置D的作用是平衡压强,吸收NO、NO2、CO2等尾气,防止污染空气。
(2)装置C中出现白色沉淀说明E中的空气排尽了,生成的沉淀为CaCO3。当装置C中产生白色沉淀时立刻将装置B上提是防止CaCO3消耗硝酸过多,从而影响Cu与稀硝酸的反应。
(3)Cu与稀硝酸反应生成Cu(NO3)2、无色气体NO和H2O,反应的化学方程式是3Cu+8HNO33Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。
(4)CO2的密度比空气的大,从长管进入装置E,并没有把E中的空气排尽,致使部分NO先与未排尽的空气反应生成少量红棕色气体NO2,当再从装置F鼓入空气时,装置E中有更多的NO2生成,所以气体颜色逐渐加深。
(5)装置C中白色沉淀溶解是因为NO2与水反应生成硝酸,发生反应3NO2+H2O2HNO3+NO(或4NO+3O2+2H2O4HNO3),硝酸能溶解碳酸钙沉淀,发生反应CaCO3+2HNO3Ca(NO3)2+H2O+CO2↑。
答案:(1)CO2　用CaCO3与稀硝酸反应产生的CO2气体将装置中的空气排尽　平衡压强,吸收NO、NO2、CO2等尾气,防止污染空气
(2)CaCO3　防止CaCO3消耗硝酸过多,从而影响Cu与稀硝酸的反应
(3)3Cu+8HNO33Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(4)CO2的密度比空气的大,从长管进入装置E,并没有把E中的空气排尽,致使部分NO先与未排尽的空气反应生成少量红棕色气体NO2,当再从装置F鼓入空气时,装置E中有更多的NO2生成
(5)3NO2+H2O2HNO3+NO(或4NO+3O2+2H2O4HNO3)　
CaCO3+2HNO3Ca(NO3)2+H2O+CO2↑
【挑战创新】
10.某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱,按如图所示装置进行实验(夹持仪器已略去)。实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2,而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。

可选试剂:浓硝酸、3 mol·L-1稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳。
已知:氢氧化钠溶液不与NO反应,能与NO2反应,反应的化学方程式为2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O。　
(1)实验应避免有害气体排放到空气中,装置③、④、⑥中盛放的试剂依次是　 。 
(2)滴加浓硝酸之前的操作除了“检验装置的气密性”外,还有“加入试剂,打开弹簧夹后 　　　　　　　　　　　　　　”。 
(3)装置②的作用是　　　　　　　　　,发生反应的化学方程式是　 。 
(4)该小组得出的结论所依据的实验现象是 　 。 
答案:(1)3 mol·L-1稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液
(2)通入CO2一段时间,关闭弹簧夹,将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内
(3)将NO2转化为NO　3NO2+H2O2HNO3+NO
(4)装置③中液面上方气体仍为无色,装置④中液面上方气体由无色变为红棕色