新教材2023_2024学年高中化学第3章物质的性质与转化分层作业21硝酸人类活动对氮循环和环境的影响课件鲁科版必修第一册

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分层作业21　硝酸　人类活动对氮循环和环境的影响1234567891011121314151617181.下列实验事实与硝酸性质不相对应的一组是(　　)A.浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红后褪色——酸性和强氧化性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——强酸性D123456789101112131415161718解析 A项,浓硝酸因有酸性而使紫色石蕊溶液变红色,又因浓硝酸的强氧化性而使其褪色;B项,因稀硝酸有强氧化性,与铁反应不产生H2;C项,因浓硝酸不稳定,见光或受热易分解,因此应用棕色瓶盛装浓硝酸,且避光保存;D项,稀硝酸与氢氧化亚铁反应生成硝酸铁、一氧化氮和水,表现了硝酸的酸性和强氧化性。1234567891011121314151617182.将相同质量的铜分别和过量浓硝酸、稀硝酸反应,下列叙述正确的是(　　)A.反应生成气体的物质的量相等B.消耗硝酸的物质的量:前者多,后者少C.反应生成气体的颜色:前者浅,后者深D.反应中转移的电子总数:前者多,后者少B解析 由反应Cu+4HNO3(浓) ══Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O和3Cu+8HNO3(稀)══3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O可知,当铜质量相同,硝酸过量时,生成气体的物质的量前者多,消耗HNO3的物质的量前者多,反应中转移电子总数相等。1234567891011121314151617183.涉及HNO3的下列反应中,不属于酸的通性的是(　　)A.4HNO3(浓)+S SO2↑+ 4NO2↑+2H2OB.HNO3+NaOH══NaNO3+ H2OC.2HNO3+CuO══Cu(NO3)2+H2OD.2HNO3+CaCO3══Ca(NO3)2+CO2↑+H2OA解析 HNO3属于酸,具有酸的通性,能与碱、碱性氧化物和某些盐反应,故B、C、D均体现了酸的通性;浓硝酸与S加热时发生氧化还原反应,体现了浓硝酸的强氧化性,A符合题意。1234567891011121314151617184.下列反应中硝酸既表现出氧化性又表现出酸性的是(　　)A.氧化铝和硝酸 B.少量氧化铁和硝酸C.硫化氢和硝酸 D.铜和浓硝酸D解析 HNO3中N元素价态降低,表现HNO3的氧化性。反应中生成盐,表现出HNO3的酸性。Al2O3与HNO3反应生成Al(NO3)3和水,Fe2O3与HNO3生成Fe(NO3)3和水,都只表现HNO3的酸性。Cu与浓硝酸反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓)══Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,HNO3既表现出氧化性又表现出酸性。1234567891011121314151617185.已知3Cu+8HNO3(稀)══3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,则下列说法不正确的是(　　)A.Cu做还原剂,HNO3做氧化剂B.HNO3在该反应中只有部分表现出了氧化性C.每生成22.4 L(标准状况)NO,有3 mol的电子转移D.如果有8 mol HNO3被还原,则生成了2 mol NOD123456789101112131415161718解析 根据反应: 知,A项正确;HNO3在该反应中既表现酸性又表现氧化性,B项正确;根据反应的方程式分析,该反应每生成2 mol NO转移6 mol电子,C项正确;HNO3被还原生成NO,若有8 mol HNO3被还原,则生成8 mol NO,D项错误。1234567891011121314151617186.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SO2B.硝酸的氧化性很强,能氧化所有金属C.可用铝质或铁质容器盛装稀硝酸D.浓硝酸因易挥发出HNO3而呈黄色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项正确;硝酸具有强氧化性,能氧化大部分金属,Au、Pt等除外,B项错误;常温下,Fe、Al均能与稀硝酸反应,不能用铝质或铁质容器盛装稀硝酸,C项错误;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项错误。1234567891011121314151617187.1 L稀硝酸和稀硫酸的混合溶液,其物质的量浓度分别为0.1 mol·L-1和0.4 mol·L-1。若向该混合液中加入足量的铜粉,则最多能溶解铜粉的质量为(　　)A.2.4 g B.3.2 g C.6.4 g D.9.6 gD解析 据反应原理写出反应的离子方程式为 1234567891011121314151617188.[2023山东菏泽单县二中高一月考]将相同质量的铜分别与足量的浓硝酸、稀硝酸反应,下列叙述正确的是(　　)A.硝酸浓度越大消耗的硝酸越少,产生的有毒气体也越少B.反应中转移的电子总数稀硝酸少C.试管内壁上的铜用浓硝酸除去较好,因反应速率快D.两者用排水法收集的气体在同温同压下的体积相同D123456789101112131415161718解析 相同质量的铜分别与足量的稀硝酸和浓硝酸完全反应,化学方程式分别是3Cu+8HNO3(稀)══3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O、Cu+4HNO3(浓) ══Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。等质量的Cu与两种酸反应,消耗浓硝酸中溶质的物质的量多,生成有毒气体多,选项A错误;等质量的Cu与两种酸反应,生成Cu(NO3)2的物质的量相同,由Cu元素的化合价变化可知转移电子相同,选项B错误;等质量的Cu与两种酸反应,消耗的稀硝酸中溶质的物质的量少,则试管内壁上的铜用稀硝酸除去最好,选项C错误;因3NO2+H2O══2HNO3+NO,最终收集气体均为NO,由电子守恒可知,收集的NO在同温同压下的体积相等,选项D正确。123456789101112131415161718下列说法正确的是(　　)A.过程Ⅰ中发生的化学反应属于氧化还原反应C.过程Ⅲ中CH3OH→CO2,甲醇做还原剂D.过程Ⅲ中HNO3→N2,转移10 mol e-时可生成N211.2 L(标准状况)C123456789101112131415161718-2价,而CO2中的碳元素是+4价,因此甲醇变成CO2的过程中甲醇被氧化,做还原剂,C项正确;硝酸中的氮元素是+5价的,转化为氮气中0价的氮元素需要得到电子,因此转移10 mol电子可以得到2 mol的0价氮原子,即可生成1 mol氮气,D项错误。12345678910111213141516171810.将加热至红热的2.4 g木炭投入盛有足量的12 mol·L-1浓硝酸的试管中,立即塞好塞子,如图所示连接好装置(已检查装置的气密性)。123456789101112131415161718(1)反应开始后,试管a中除看到木炭剧烈反应直至最后消失外,还能观察到的现象是  　。 (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　　　　,理论上该气体的总体积约为　　　　L(标准状况),但实际数值　　　　(填“大于”或“小于”)这个数值。(5)若向集气瓶e中通入O2至液体又重新充满整个集气瓶,则通入O2的体积为　　　L(标准状况,按生成气体的理论值计算)。 123456789101112131415161718答案 (1)试管上部充满红棕色气体(2)无　NO2与水反应生成的HNO3(足量)中和了Ca(OH)2(3)Ba(OH)2+CO2══BaCO3↓+H2O、BaCO3+CO2+H2O══Ba(HCO3)2(4)NO　6.0　小于(5)4.5解析 (1)木炭在加热条件下与浓硝酸发生反应:C+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O。(2)将混合气体通入试管b中,由于NO2与水反应生成的HNO3(足量)中和了Ca(OH)2,故试管b中最终无沉淀产生。123456789101112131415161718(3)从b试管中出来的气体NO和CO2通入c试管中,CO2会和Ba(OH)2反应,经计算知CO2通过c试管后有剩余,试管d中的NaOH溶液能够吸收未反应的CO2。(4)集气瓶e中收集到的气体为NO;由相关化学方程式可知,12345678910111213141516171811.[2023湖南师大附中高一月考]某稀溶液中含有3.5 mol KNO3和2.2 mol H2SO4,向其中加入1.2 mol Fe,充分反应(已知 被还原为NO)。下列说法正确的是(设NA为阿伏加德罗常数的值)(　　)A.反应过程中转移的电子数是3NAB.反应后生成NO的体积为24.64 LC.所得溶液中c(Fe2+)∶c(Fe3+)=1∶3D.所得溶液中c( )=2.4 mol·L-1C123456789101112131415161718123456789101112131415161718由前面分析可知生成0.3 mol Fe2+和0.9 mol Fe3+,则所得溶液中c(Fe2+)∶c(Fe3+)=1∶3,故C正确;所得溶液中剩余n( )=2.4 mol,溶液的体积未知,无法计算c( ),故D错误。12345678910111213141516171812.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NO2B.③中反应的化学方程式:3Cu+Cu(NO3)2+4H2SO4══4CuSO4+2NO↑+4H2OC.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在常温下不能与稀硝酸反应B123456789101112131415161718解析 A项,实验①中溶液呈蓝色,试管口有红棕色气体产生,稀硝酸被Cu还原为NO,在试管口NO遇到空气中的氧气反应生成NO2,所以错误;B项,③中反应的化学方程式为3Cu+Cu(NO3)2+4H2SO4══4CuSO4+2NO↑+4H2O,所以正确;C项,实验③中滴加稀硫酸,铜片继续溶解,硝酸根离子在酸性条件下等同于硝酸,硝酸的氧化性强于稀硫酸,所以错误;D项,Cu在常温下可与稀硝酸反应,所以错误。12345678910111213141516171813.下列事实不能说明浓硝酸氧化性比稀硝酸强的是(NA表示阿伏加德罗常数的值)(　　)A.浓硝酸遇石蕊溶液变红后褪色,稀硝酸遇石蕊溶液只变红不褪色B.浓硝酸能与NO反应生成NO2,而稀硝酸不能与NO反应C.浓硝酸在加热条件下可与碳单质反应,而稀硝酸则不能D.足量的铜与浓硝酸、稀硝酸反应消耗1 mol HNO3转移电子数分别为NA和3NAD123456789101112131415161718解析 由于浓硝酸的强氧化性能将有色物质氧化,因此浓硝酸遇石蕊溶液先变红后褪色,而稀硝酸只能使石蕊溶液变红,不能褪色,能够说明浓硝酸的氧化性强于稀硝酸,A不符合题意;浓硝酸能将NO氧化成NO2,体现浓硝酸的强氧化性,而稀硝酸不能将NO氧化成NO2,从而说明浓硝酸的氧化性强于稀硝酸,B不符合题意;浓硝酸在加热条件下能与碳单质反应生成CO2、NO2和H2O,体现浓硝酸的强氧化性,而稀硝酸则不与碳单质发生反应,从而推出浓硝酸的氧化性强于稀硝酸,C不符合题意;不能从转移电子多少判断氧化性的强弱,D符合题意。12345678910111213141516171814.常温下,将一定量的铁粉加入50 mL 10 mol·L-1硝酸(①)中,待其充分反应后,收集到的气体换算成标准状况下的体积为4.2 L(②),所得溶液能够使淀粉碘化钾溶液变蓝(③),该溶液也能使酸性高锰酸钾溶液褪色(④)。下列说法中正确的是(　　)A.①中数据表明,硝酸是浓硝酸,因此Fe已经钝化B.②中数据表明,生成的气体中只有NO2C.③中现象表明,硝酸一定有剩余D.④中现象表明,溶液中一定含有Fe2+D123456789101112131415161718解析 A项,两者反应有气体生成,由此可知硝酸与铁发生了氧化还原反应,未发生钝化,所以错误;B项,由题意可知反应中生成了Fe3+、Fe2+,说明铁过量,则硝酸先被还原生成NO2,后生成NO,所以错误;C项,铁过量硝酸无剩余,所以错误;D项,使酸性高锰酸钾溶液褪色的是Fe2+,所以正确。12345678910111213141516171815.3.2 g铜与过量硝酸(8 mol·L-1,30 mL)充分反应,硝酸的还原产物为NO2和NO,反应后溶液中所含H+为a mol,则此时溶液中所含 为(　　)A.(0.2+a) mol B.(0.1+a) molC.(0.05+a) mol D.a molB12345678910111213141516171816.1.92 g Cu投入一定量的浓硝酸中,Cu完全溶解,生成气体的颜色越来越浅,共收集到标准状况下的气体672 mL,将盛有此气体的容器倒扣在水槽中,通入标准状况下一定体积的氧气,恰好使气体完全溶于水,则通入氧气的体积为(　　)A.504 mL B.336 mL C.224 mL D.168 mLB解析 由题意分析整个过程可看作HNO3未参加氧化还原反应,而是1.92 g Cu被氧气氧化,由2Cu~O2可知通入氧气(标准状况下)的体积为336 mL。 12345678910111213141516171817.将32.64 g铜与140 mL一定浓度的硝酸反应,铜完全溶解产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2 L。请回答:(1)NO的体积为　　　 L,NO2的体积为　　　 L。 (2)待产生的气体全部释放后,向溶液中加入V mL a mol·L-1的NaOH溶液,恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀,则原硝酸溶液的浓度为　　　 mol·L-1。123456789101112131415161718解析 本题主要应用反应过程中得失电子守恒和元素守恒来解决。(1)V(NO)+V(NO2)=11.2 L①由①②解得:V(NO)=5.8 L,V(NO2)=5.4 L。(2)根据氮元素守恒,N最终以NO、NO2及NaNO3的形式存在。12345678910111213141516171818.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。123456789101112131415161718(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 　　　　　　　　　　　　　。 123456789101112131415161718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,则说明空气已除尽(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,防止空气污染解析 (1)由题给装置可知,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中空气已除尽。(2)证明NO存在,使其和O2反应生成红棕色NO2,NO2溶于水生成HNO3,HNO3与CaCO3反应使沉淀溶解。(3)NO、NO2都是大气污染物,不能排放到空气中。