2024届高三新高考化学大一轮专题复习课时作业：硝酸 环境保护与绿色化学

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2024届新高考化学大一轮专题复习课时作业
硝酸 环境保护与绿色化学
一、选择题（共15题）
1、下列说法不正确的是( )
A.在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，再加入Cu(NO3)2 固体，铜粉仍不溶解
B.某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，该气体的水溶液一定显碱性
C.铜与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu+8H++2NO3- 3Cu2++2NO↑+4H2O
D. ，以上各步变化均能通过一步实现
2、向含AgNO3 、Cu(NO3)2 均为0.02 mol 的混合溶液中加入常见金属R ,充分反应后过滤,得到无色溶液M 与滤渣W ,向W 中加入盐酸得到无色气体单质,下列说法正确的是( )
A.M中可能含有两种金属离子
B. 整个过程转移了0.06 mol 电子
C. R 不可能是铁但可能是锌
D. 无色溶液M 一定呈中性
3、研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关（如下图所示）。下列叙述错误的是()

A. 雾和霾的分散剂相同
B. 雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵
C. NH3 是形成无机颗粒物的催化剂
D. 雾霾的形成与过度施用氮肥有关
4、木炭屑与浓硝酸共热，产生的气体X等分为①和②两份，将两份气体分别按下图实验：

则石灰水的变化可能是（　　）
A．①不变浑浊，②变乳白色
B．①变为乳白色浑浊，②不变浑浊
C．①、②均变为乳白色浑浊
D．①、②都不变浑浊
5、某MOFs 多孔材料孔径大小和形状恰好将N2O4 “固定”，能高选择性吸附NO2 ，废气中的NO2 被吸附后，经处理能全部转化为HNO3 ，原理示意图如图。

已知： ，下列说法不正确的是()
A.气体温度升高后，不利于N2O4 的固定
B.N2O4 被固定后，平衡正移，有利于NO2 的去除
C.制备HNO3 的原理为2N2O4+O2+2H2O 4HNO3
D.每制备0.4 mol HNO3 ，转移电子数约为6.02×1022
6、下列离子方程式正确的是( )
A.实验室用氯化铵和熟石灰加热制氨：
B.NaOH 溶液与NH4Cl 溶液混合加热：
C.氨水中加盐酸：NH3?H2O+H+ NH4++H2O
D.氨水中通入少量CO2:CO2+NH3?H2O NH4++HCO3-
7、在Rh （铑）表面进行NRR （电催化反应）将N2 转化为NH3 的一种反应机理如图所示，下列说法不正确的是()

A. Rh 薄膜电极为电解池的阴极
B. 通过②③可知两个氮原子上的加氢过程分步进行
C. 上述所有过程都需铑电极提供电子才能进行
D. 反应⑤每转移2 mol 电子，生成22.4 L N2 （标准状况下）
8、下列各组反应中，硝酸既表现了氧化性，又表现了酸性的是( )
A．C＋HNO3 B．H2S＋HNO3
C．Fe(OH)3＋HNO3 D．Cu＋HNO3
9、 某同学进行如下实验：

实验步骤
实验现象
Ⅰ
将NH4Cl 固体加入试管中，并将湿润的pH 试纸置于试管口，试管口略向下倾斜，对试管底部进行加热
试纸颜色变化：黄色→蓝色 黄色→红色 ；试管中部有白色固体附着
Ⅱ
将饱和NH4Cl 溶液滴在pH 试纸上
试纸颜色变化：黄色→橙黄色
下列说法不正确的是( )
A.根据Ⅰ中试纸变蓝，说明NH4Cl 发生了分解反应
B.根据Ⅰ中试纸颜色变化，说明氨气比氯化氢气体扩散速率快
C.Ⅰ中试纸变成红色，是由于NH4Cl 水解造成的
D.根据试管中部有白色固体附着，说明不宜用加热NH4Cl 的方法制备NH3
10、甘油和浓硝酸、浓硫酸混合，会生成硝化甘油。下列关于浓硝酸和浓硫酸的叙述，正确的是(　　)
A．常温下都可用铜质容器贮存
B．露置在空气中，容器内酸溶液的质量都减小
C．常温下都能与铜反应
D．露置在空气中，容器内酸溶液的浓度都减小
11、一定温度下探究铜与稀硝酸的反应，反应过程如图：

下列说法不正确的是( )
A. 过程Ⅰ中生成气体的离子方程式为3Cu+8H++2NO3- 3Cu2++2NO↑+4H2O
B. 过程Ⅲ反应速率比过程Ⅰ快的原因是反应放热使温度升高致使速率加快
C. 当活塞不再移动时，即使再抽入空气，金属铜屑也不继续溶解
D. ②振荡时，针管内可能会发生的反应有4NO2+O2+2H2O 4HNO3
12、绿水青山是习近平总书记构建美丽中国的伟大构想，某工厂拟综合处理含NH4+ 废水和工业废气（主要含N2 、CO2 、SO2 、NO 、CO ，不考虑其他成分），设计了如下流程：

下列说法正确的是()
A. 固体1中主要含有CaCO3 、CaSO3
B. X 可以是空气，且需过量
C. 捕获剂所捕获的气体主要是CO
D. 处理含NH4+ 废水时，发生的反应为
13、将1.52g铜镁合金完全溶解于50mL密度为1.40g/mL、质量分数为63%的浓硝酸中，得到NO2和N2O4的混合气体0.05mol，向反应后的溶液中加入1.0mol/LNaOH溶液，当金属离子全部沉淀时，得到2.54g沉淀。下列说法正确的是（　　）
A．该合金中铜与镁的物质的量之比是1∶2
B．该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是7.0mol/L
C．NO2和N2O4的混合气体中，N2O4的体积分数是20%
D．得到2.54g沉淀时，加入NaOH溶液的体积是600mL
14、为了探究AgNO3 受热分解的产物，设计了如图实验。实验中观察到有红棕色气体产生，在装置D 中收集到无色气体，当反应结束后，试管中残留固体为黑色，已知新生成的Ag 和Ag2O 都是黑色固体。下列说法错误的是()

A. B 装置的作用是防倒吸
B. C 装置的主要作用是除去混合气体中的NO2
C. 用带火星的木条可检验D 中收集的气体是O2
D. 残留固体中加入稀HNO3 ，固体溶解，可证明生成的是Ag2O
15、某浓度稀HNO3与金属M反应时，能得到＋2价硝酸盐，反应时M与HNO3的物质的量之比为5∶12，则反应时HNO3的还原产物是( )
A．NH4NO3 B．N2
C．N2O D．NO
二、非选择题
16、为了证明铜与稀硝酸反应产生一氧化氮，某校学生实验小组设计了一个实验，其装置如图所示(加热装置和固定装置均已略去)，B为一个用金属丝固定的干燥管，内装块状碳酸钙固体；E为一个空的蒸馏烧瓶；F是用于鼓入空气的双连打气球。

(1)实验时，为在E烧瓶中收集到NO，以便观察颜色，必须事先赶尽其中的空气。其中第一步实验操作是________________。 如何确定E中空气已被赶尽_______________。
(2)如何证明E中收集到的是NO而不是H2_______________。 一段时间后，C中白色沉淀溶解，其原因是________________。
(3)装置D的作用是__________________________。
17、硝酸是极其重要的化工原料，工业上将NO2在密闭容器中用水多次反复循环吸收制备硝酸。
请回答下列问题：
（1）工业上用水吸收NO2生产HNO3，生成的气体经多次氧化、吸收的循环操作充分转化为硝酸（假定上述过程无其他损失）。试写出上述反应的化学方程式： 。
（2）查阅资料知：NO也可以与氧气和水共同反应生成HNO3，某学生设计了如图所示装置（有关夹持装置已略去）进行实验。

①检查装置气密性良好后，为观察到NO气体生成，打开K1，关闭K2，应从U形管的长管口注入稀硝酸至 后，迅速关闭K1，观察到U形管内的现象是 。
②装置Ⅲ中发生反应的化学方程式为 。
③蘸有NaOH溶液的棉花团的作用是 。
④打开K2，至装置Ⅱ中长玻璃管中的气体呈无色后，打开K3，反应一段时间后，关闭K2、K3，长玻璃管中并未充满液体。检验长玻璃管中的气体是否含NO的操作是________________。
18、某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是NO而设计了下列实验，装置如图所示(加热装置和固定装置均已略去)。图中K为止水夹(处于关闭状态)，F是一半空的注射器。

请回答下列问题：
(1)设计装置A的目的是________________；
为达到此目的，应进行的操作是______________。
(2)在完成(1)中的“操作”后，将装置B中铜丝插入稀硝酸，并微热之，观察到装置B中的现象是___________________。
(3)装置E和F的作用是____________________。
(4)装置D的作用是_________________。
19、某兴趣小组设计出如图所示装置来进行铜与硝酸反应的实验，以探究化学实验的绿色化。

(1)实验前，关闭活塞b，向试管d中加水至浸没长导管口，塞紧试管c和d的胶塞，加热c，其目的是______________。
(2)在d中加适量NaOH溶液，c中放一小块铜片，由分液漏斗a向c中加入2 mL浓硝酸，c中反应的化学方程式是________。
再由a向c中加2 mL蒸馏水，c中的实验现象是_______。
(3)下表是制取硝酸铜的三种方案，能体现绿色化学理念的最佳方案是________，理由是__________________。
方案
反应物
甲
Cu、浓硝酸
乙
Cu、稀硝酸
丙
Cu、O2、稀硝酸
答案与解析
1、A
解析：加入Cu(NO3)2 后，Cu 和H+ 、NO3- 发生反应：3Cu+8H++2NO3- 3Cu2++2NO↑+4H2O ，A项不正确；某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明该气体溶于水后使溶液显碱性，B项正确；Cu 与稀硝酸反应时，还原产物为NO ，NO 可与O2 反应生成NO2 ，C 、D 两项正确。
2、C
解析：由W 能与盐酸反应得到无色气体单质知，R 属于活泼金属而且是过量的。加入的金属过量，说明Ag+ 、Cu2+ 完全反应，M 中只含一种金属离子，A项错误；反应中0.02 mol Cu2+ 、0.02 mol Ag+ 共得到0.06 mol 电子，但过量的R 与盐酸反应也是氧化还原反应故转移的电子多于0.06 mol ，B项错误；R 若是铁，则M 溶液不可能是无色的，锌可置换铜、银，C项正确；若R 为Zn ，Zn(NO3)2 溶液呈酸性，D项错误。
3、C
解析：NH3 参与反应生成铵盐，是反应物，不是催化剂，C项错误；雾和霾的分散剂都是空气，A项正确；雾霾中的无机颗粒物含有硝酸铵和硫酸铵，B项正确；过度施用氮肥会增加大气中无机颗粒物的含量，D项正确。
4、B
解析：①中X先通过水，NO2转变为NO，故澄清石灰水只与CO2反应变浑浊，②中X通入澄清石灰水，依次发生3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，2HNO3＋Ca（OH）2===Ca（NO3）2＋2H2O，CO2未参与反应，故不变浑浊，所以B项正确。
5、D
解析：A.二氧化氮转化为四氧化二氮的反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，四氧化二氮的浓度减小，所以气体温度升高后，不利于四氧化二氮的固定，故A正确；B.四氧化二氮被固定后，四氧化二氮的浓度减小，二氧化氮转化为四氧化二氮的平衡向正反应方向移动，二氧化氮的浓度减小，所以四氧化二氮被固定后，有利于二氧化氮的去除，故B正确；C.由题意可知，被固定后的四氧化二氮与氧气和水反应生成硝酸，反应的化学方程式为2 N2 O4+O2+2 H2 O 4 HNO3 ，故C正确；D.四氧化二氮转化为硝酸时，生成1 mol 硝酸，反应转移1 mol 电子，则每制备0.4 mol 硝酸，转移电子数约为 ，故D错误。
6、 C
解析：A 项不能写离子方程式；B项NH3?H2O 不稳定，受热易分解生成NH3 和H2O ；D项应生成(NH4)2CO3 。
7、C
解析：A.根据图像可知，Rh 薄膜电极得电子，Rh 薄膜电极为电解池的阴极，A 说法正确；B.根据图像可知，通过②③可知两个氮原子上分2步分别得到氢原子，则加氢过程分步进行，B 说法正确；C.根据图像可知，①⑤中，Rh 未提供电子，C 说法错误；D.反应⑤为3 N2 H2 2 NH3+2 N2 ，每转移4 mol 电子，生成2 mol N2 （标准状况下），转移2 mol 电子，22.4 L 标准状况下的氮气，D 说法正确。
8、D
解析：A项，发生的反应为C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O，硝酸只表现氧化性；B项，H2S被HNO3氧化，硝酸只表现氧化性；C项，Fe(OH)3和HNO3发生酸碱中和反应，硝酸表现酸性；D项，发生反应的化学方程式为3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O或Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，硝酸既表现了氧化性，又表现了酸性。
9、C
解析：实验Ⅰ中对NH4Cl 固体试管加热，湿润的pH 试纸由黄色→蓝色 黄色→红色 ，说明加热过程中生成了氨气，氨气与水形成一水合氨，一水合氨为弱碱，使试纸变蓝，同时产生了氯化氢气体，氯化氢极易溶于水形成盐酸，中和了一水合氨恢复到黄色，最后变为红色，该过程可证明氯化铵受热发生分解生成氨气和氯化氢气体，试纸先变蓝后变红，说明氨气扩散的速度比氯化氢快；试管中部有白色固体附着，说明氯化铵分解产生的氨气和氯化氢在扩散过程中又化合生成氯化铵；实验Ⅱ中将氯化铵溶液滴在pH 试纸上，试纸颜色变化：黄色→橙黄色 ，说明氯化铵溶液中铵根离子水解使溶液显酸性。氯化铵是强酸弱碱盐，其水溶液显酸性，会使湿润的pH 试纸变红，根据Ⅰ中试纸变蓝，说明NH4Cl 发生了分解反应，故A正确；根据Ⅰ中试纸颜色变化，说明氨气比氯化氢气体扩散速率快，故B正确；Ⅰ中试纸变成红色，是由于NH4Cl 分解产生的氯化氢造成的，故C错误；根据试管中部有白色固体附着，说明氯化铵分解产生的氨气和氯化氢在扩散过程中又化合生成氯化铵，则不宜用加热NH4Cl 的方法制备NH3 ，故D正确。
10、D
解析：常温下Cu与浓HNO3反应，故浓HNO3不能用铜质容器贮存；露置在空气中，硝酸挥发，浓H2SO4吸收空气中的水蒸气，故酸溶液的浓度都减小，浓HNO3质量减小，浓H2SO4质量增加；铜与浓硫酸在加热条件下才反应。
11、C
解析：A 项，铜与稀硝酸的反应产物为NO ，反应的离子方程式为3Cu+8H++2NO3- 3Cu2++2NO↑+4H2O ，故A正确；B项，铜和稀硝酸的反应放热，随反应的进行，体系内的温度升高，温度越高反应速率越快，故B正确；C项，活塞不再移动时，再抽入空气，NO 和氧气在水中发生反应生成硝酸，能继续溶解铜，故C错误；D项，②振荡时，针管内的二氧化氮与氧气在水中可以发生反应生成硝酸，反应的化学方程式为4NO2+O2+2H2O 4HNO3 ，故D正确。
12、C
解析：固体1还包括过量的Ca(OH)2 ，A项错误；通入空气不能过量，不然会生成NO3- ，B项错误；通过分析，气体2为CO 和N2 的混合气体，N2 无污染，所以捕获气体为CO ，C项正确；NH4+ 和NO2- 发生氧化还原反应生成无污染的气体N2 ，离子方程式为NH4++NO2- N2↑+2H2O ，D项错误。
13、C
解析：由题可知m（HNO3）＝50mL×1.40g/mL×63%＝44.1g，n（HNO3）＝0.7mol，n（NO2）＋n（N2O4）＝0.05mol；设铜镁合金中Cu、Mg的物质的量分别为xmol、ymol，则64x＋24y＝1.52，（64＋17×2）x＋（24＋17×2）y＝2.54，解得x＝0.02，y＝0.01，故合金中铜与镁的物质的量之比是0.02mol∶0.01mol＝2∶1，A项错误；c（HNO3）＝＝14mol/L，B项错误；设NO2的物质的量为amol，则N2O4的物质的量为（0.05－a）mol，根据得失电子守恒可知，a×1＋（0.05－a）×2＝0.02×2＋0.01×2，解得a＝0.04，故N2O4的体积分数是×100%＝20%，C项正确；根据钠元素守恒可知，NaOH的物质的量等于反应后溶液中NaNO3的物质的量，根据氮元素守恒可知，NaNO3的物质的量为0.05L×14mol/L－0.04mol－（0.05－0.04）×2mol＝0.64mol，故需要NaOH溶液的体积为＝0.64L＝640mL，D项错误。
14、D
解析：由于Ag2O 或Ag 均为黑色，均能与HNO3 反应而溶解，Ag2O+2HNO3 2AgNO3+H2O ，3Ag+4HNO3 3AgNO3+NO↑+2H2O ，故通过残留固体中加入稀HNO3 ，固体溶解，不可证明生成的是Ag2O ，D错误。
15、B
解析：稀HNO3与金属M反应时，能得到＋2价硝酸盐M(NO3)2，反应时M与HNO3的物质的量之比为5∶12，则12 mol硝酸反应时10 mol硝酸表现酸性，2 mol硝酸表现氧化性，可知5 mol M失去的电子与2 mol HNO3得到的电子数目相等，设还原产物中N元素的化合价为x，则5 mol×(2－0)＝2 mol×(5－x)，解得x＝0，即硝酸的还原产物为N2，故选B。
16、解析：(1)由题所给装置可知，赶走空气要用到碳酸钙，则将装CaCO3的干燥管下移与稀硝酸反应产生CO2，当C处出现白色沉淀时，说明生成的CO2已进入C试管，则E中空气除尽；(2)证明NO存在是和O2反应生成红棕色NO2，NO2溶于水生成HNO3，HNO3与CaCO3反应使液体变澄清；(3)NO、NO2都是大气污染物，不能排放到空气中。
答案：(1)将装CaCO3的干燥管下移与稀硝酸反应产生CO2　当C处出现白色沉淀时，则说明空气除尽
(2)用F向E中鼓入空气，E内颜色变为红棕色　NO2进入C生成HNO3，HNO3使CaCO3溶解
(3)吸收过量的NO、NO2，防止空气污染
17、解析：装置Ⅰ是铜与稀硝酸的反应装置，因氮氧化物会污染空气，故用蘸有NaOH溶液的棉花团吸收氮氧化物。装置Ⅱ是NO、O2和H2O的反应装置，紫色石蕊溶液用来检验生成的硝酸。装置Ⅲ是制备O2的装置。检验NO的方法是使其与氧气接触，观察是否有红棕色气体生成。
答案：（1）4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3（或3NO2＋H2O===2HNO3＋NO、2NO＋O2===2NO2）
（2）①U形管右侧胶塞下沿　U形管左端液面高于右端，铜丝慢慢溶解，产生无色气体，溶液逐渐变蓝（至少答三点）
②2H2O22H2O＋O2↑
③吸收氮氧化物，防止污染环境
④再打开K3，若观察到长玻璃管中的气体迅速变为红棕色，则证明含有NO，若无颜色变化，则证明不含NO（其他合理答案也可）
18、解析：(1)利用生成的二氧化碳将整个装置内的空气赶尽，避免NO和氧气反应生成二氧化氮对气体产物的观察产生干扰。当观察到装置C中产生白色沉淀时说明CO2已充满装置。(2)铜与稀硝酸反应的化学方程式为3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，可以观察到铜丝上有无色气体生成，溶液逐渐变为蓝色。(3)将注射器F中的空气推入E中会有红棕色NO2生成。(4)NaOH溶液可以吸收氮氧化物防止污染，球形干燥管兼有防倒吸功能。
答案：(1)排尽装置内空气防止干扰　打开K，且打开分液漏斗活塞，当装置C中产生白色沉淀时，关闭K
(2)铜丝表面产生气泡，稀硝酸液面上方仍为无色，溶液变为蓝色
(3)验证反应生成的无色气体为NO
(4)吸收多余的氮氧化物，防止污染空气，兼有防倒吸的功能
19、解析：Cu与浓硝酸反应生成的NO2气体是有毒气体，可溶于水中或碱液中，Cu与稀硝酸反应生成的NO气体也是有毒气体，不溶于水或碱液，但可与O2反应生成NO2。丙方案不产生NO或NO2，且硝酸只表现酸性，且耗酸量少，能体现绿色化学理念。
答案：(1)检查装置气密性
(2)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O　反应变缓，气体颜色变浅
(3)丙　耗酸量最少，不产生NO或NO2等有毒气体