2024-2025年新教材高中化學課時檢測20硝酸的性質(zhì)人類活動對氮循環(huán)和環(huán)境的影響含解析魯科版必修第一冊

PAGEPAGE8硝酸的性質(zhì)人類活動對氮循環(huán)和環(huán)境的影響1．下列試驗事實與硝酸性質(zhì)不相對應的一組是()A．濃硝酸使紫色石蕊溶液先變紅后褪色——酸性和強氧化性B．鐵與稀硝酸反應不能放出氫氣——強氧化性C．要用棕色瓶盛裝濃硝酸——不穩(wěn)定性D．氫氧化亞鐵固體與稀硝酸混合——強酸性解析：選DA項，濃硝酸因有酸性而使紫色石蕊溶液變紅色，又因濃硝酸的強氧化性而使其褪色；B項，因稀硝酸有強氧化性，其與鐵反應不產(chǎn)生H2；C項，因濃硝酸不穩(wěn)定，見光或受熱易分解，因此應用棕色瓶盛裝濃硝酸，且避光保存；D項，稀硝酸與氫氧化亞鐵反應生成硝酸鐵、一氧化氮和水，表現(xiàn)了硝酸的酸性和強氧化性。2．下列說法不正確的是()A．HNO3→NO→NO2，以上各步改變均能通過一步試驗完成B．在稀硫酸中加入銅粉，銅粉不溶解，再加入Cu(NO3)2固體，銅粉仍不溶解C．某氣體能使潮濕的紅色石蕊試紙變藍，該氣體的水溶液肯定顯堿性D．銅與稀硝酸反應的離子方程式為3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O解析：選B硝酸被還原生成NO，NO被氧化生成NO2，所以HNO3→NO→NO2中各步改變均能通過一步試驗完成，故A正確；在稀硫酸中加入銅粉，銅粉不溶解，再加入Cu(NO3)2固體，在酸性溶液中硝酸根離子具有強氧化性，此時的銅粉被氧化而溶解，故B錯誤；某氣體能使潮濕的紅色石蕊試紙變藍，該氣體的水溶液肯定顯堿性，故C正確；銅與稀硝酸反應生成硝酸銅、一氧化氮氣體和水，離子方程式為3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，故D正確。3．下列關于硝酸的說法中正確的是()A．稀硝酸能與Fe發(fā)生反應，濃硝酸不能B．濃硝酸和稀硝酸都是強氧化劑C．稀硝酸是弱酸，濃硝酸是強酸D．稀硝酸與Cu反應生成NO，而濃硝酸與Cu反應生成NO2，稀硝酸得電子更多，故稀硝酸的氧化性強于濃硝酸的氧化性解析：選BA項，常溫下，F(xiàn)e遇濃硝酸在表面生成致密的氧化物薄膜而發(fā)生鈍化，F(xiàn)e能與濃硝酸反應；B項，濃、稀硝酸均具有強氧化性；C項，硝酸屬于強酸，與濃度大小無關；D項，硝酸的氧化性強弱與其濃度大小有關，濃硝酸的氧化性強于稀硝酸的氧化性，與HNO3和Cu的反應中HNO3得電子的數(shù)目無關。4．肯定質(zhì)量的銅與濃硝酸恰好完全反應，生成NO2、N2O4、NO的混合氣體，這些氣體與2.24LO2(標準狀況下)混合后通入水中，全部氣體被水完全汲取生成硝酸。則參與反應的銅的質(zhì)量為()A．3.2g B．6.4gC．12.8g D．條件不足，無法計算解析：選C總過程中，氮元素最終沒有得電子，銅失去的電子數(shù)目與O2得到的電子數(shù)目相等，所以銅的質(zhì)量為eq\f(2.24L,22.4L·mol－1)×4÷2×64g·mol－1＝12.8g，C正確。5．銅粉放入稀硫酸溶液中，加熱后無明顯現(xiàn)象發(fā)生。當加入一種鹽后，銅粉的質(zhì)量削減，溶液呈藍色，同時有氣體逸出。該鹽是()A．FeSO4 B．Fe2(SO4)3C．Na2CO3 D．KNO3解析：選DCu與稀硫酸不反應，加入FeSO4混合后仍不反應，Cu不溶解，A不符合題意；Cu、稀硫酸、硫酸鐵混合時，銅和硫酸鐵發(fā)生氧化還原反應，生成硫酸亞鐵和硫酸銅，造成銅粉的質(zhì)量削減，但沒有氣體生成，B不符合題意；加入碳酸鈉，有二氧化碳氣體冒出，但銅質(zhì)量不變，C不符合題意；Cu、稀硫酸、KNO3混合時發(fā)生反應：3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，則銅粉質(zhì)量削減，同時溶液漸漸變?yōu)樗{色，且有氣體逸出，D符合題意。6．木炭屑與濃HNO3共熱，產(chǎn)生的氣體X等分為①和②兩份，將兩份氣體分別按下圖試驗：則澄清石灰水的改變可能是()A．①不變渾濁，②變?nèi)榘咨獴．①變?yōu)槿榘咨珳啙?，②不變渾濁C．①、②均變?yōu)槿榘咨珳啙酓．①、②都不變渾濁解析：選B①中X先通過水，NO2轉(zhuǎn)變?yōu)镹O，故澄清石灰水只與CO2反應變渾濁，②中X通入澄清石灰水，依次發(fā)生的反應：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O，生成的CaCO3沉淀會被HNO3溶解，故澄清石灰水不變渾濁，所以B項正確。7．用以下三種途徑來制取相等質(zhì)量的硝酸銅：(1)銅跟濃硝酸反應；(2)銅跟稀硝酸反應；(3)銅先跟氧氣反應生成氧化銅，氧化銅再跟硝酸反應。以下敘述中錯誤的是()A．三種途徑所消耗的銅的物質(zhì)的量相等B．途徑(3)符合綠色化學的理念C．三種途徑所消耗的硝酸的物質(zhì)的量相等D．三種途徑所消耗的硝酸的物質(zhì)的量：途徑(1)＞途徑(2)＞途徑(3)解析：選C從化學方程式可以看出，生成相同質(zhì)量的Cu(NO3)2，三種途徑所消耗的銅的物質(zhì)的量相等，A正確；途徑(3)中不產(chǎn)生污染環(huán)境的氣體，符合綠色化學的理念，B正確；生成相同量的Cu(NO3)2，途徑(1)中消耗硝酸最多，途徑(3)中消耗硝酸最少，C錯誤；生成3molCu(NO3)2，三種途徑所消耗的硝酸的物質(zhì)的量依次是12mol、8mol、6mol，D正確。8．某化學愛好小組進行有關Cu、硝酸、硫酸化學性質(zhì)的試驗，試驗過程如圖所示。下列有關說法錯誤的是()A．①中溶液呈藍色，試管口有紅棕色氣體產(chǎn)生，但稀硝酸的還原產(chǎn)物為NOB．③中反應的離子方程式為：3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2OC．③中滴加稀硫酸，銅片接著溶解，不能說明稀硫酸的氧化性比稀硝酸的氧化性強D．由上述試驗可知，Cu在常溫下既可與稀硝酸反應，也可與稀硫酸反應解析：選DA項，試驗①中溶液呈藍色，稀硝酸被Cu還原為NO，在試管口，NO遇到空氣中的O2，生成紅棕色氣體NO2，正確；B項，③中反應的離子方程式：3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，正確；C項，試驗③中滴加稀硫酸，銅片接著溶解，是由于硝酸根離子在酸性條件下等同于硝酸，硝酸的氧化性強于稀硫酸的氧化性，正確；D項，銅與稀硫酸不反應，錯誤。9．氨氮廢水超標排放是水體富養(yǎng)分化的重要緣由，可用以下流程處理：下列說法正確的是()A．過程Ⅰ中發(fā)生的化學反應屬于氧化還原反應B．過程Ⅱ中NHeq\o\al(＋,4)→NOeq\o\al(－,3)，每轉(zhuǎn)化1molNHeq\o\al(＋,4)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為6NAC．過程Ⅲ中CH3OH→CO2，甲醇做還原劑D．過程Ⅲ中HNO3→N2，轉(zhuǎn)移10mole－時可生成N211.2L(標準狀況)解析：選C過程Ⅰ相當于向含NHeq\o\al(＋,4)的溶液中加堿加熱，將NHeq\o\al(＋,4)轉(zhuǎn)變?yōu)榘睔猓诉^程不是氧化還原反應，A項錯誤；NHeq\o\al(＋,4)中的氮元素是－3價，NOeq\o\al(－,3)中的氮元素是＋5價，因此每轉(zhuǎn)化1molNHeq\o\al(＋,4)要轉(zhuǎn)移8mol電子，B項錯誤；依據(jù)氫為＋1價、氧為－2價的規(guī)則不難看出甲醇中的碳是－2價，而CO2中的碳是＋4價，因此甲醇變成CO2的過程中甲醇被氧化，做還原劑，C項正確；硝酸中的氮是＋5價的，轉(zhuǎn)化為氮氣中0價的氮須要得到5個電子，因此轉(zhuǎn)移10mol電子可以得到2mol的0價氮原子，即1mol氮氣，體積為22.4L(標準狀況)，D項錯誤。10．某化學小組為了探究銅與硝酸反應的狀況，做了以下探究試驗。按如圖進行反應：(1)起先反應會出現(xiàn)的現(xiàn)象是_________________________________________________，反應的化學方程式為________________________________________________。(2)若銅有剩余，反應將要結(jié)束時發(fā)生反應的化學方程式是________________________________________________________________________。(3)待反應停止后，再加入少量質(zhì)量分數(shù)為25%的稀硫酸，這時銅片上又有氣泡產(chǎn)生，其緣由是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)若將12.8g銅跟肯定量的濃硝酸反應，銅消耗完時，共產(chǎn)生氣體5.6L(標準狀況)，消耗的硝酸的物質(zhì)的量是________。解析：(1)反應起先時發(fā)生反應：Cu＋4HNO3(濃)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，銅片漸漸溶解，溶液漸漸變藍，有紅棕色氣體逸出；(2)隨著反應的進行，硝酸濃度不斷減小，故反應最終階段發(fā)生的是銅與稀硝酸的反應；(3)加入稀硫酸后，H＋與原溶液中的NOeq\o\al(－,3)構(gòu)成強氧化性的環(huán)境，又能與過量的Cu反應，反應的離子方程式：3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O；(4)n(NOx)＝eq\f(5.6L,22.4L·mol－1)＝0.25mol，故依據(jù)氮原子守恒可知，消耗n(HNO3)＝2n(Cu)＋n(NOx)＝2×eq\f(12.8g,64g·mol－1)＋0.25mol＝0.65mol。答案：(1)銅片漸漸溶解、溶液漸漸變藍、有紅棕色氣體逸出Cu＋4HNO3(濃)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O(2)3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(3)加入稀硫酸后，H＋與原溶液中的NOeq\o\al(－,3)構(gòu)成強氧化性的環(huán)境，又能與過量的Cu反應，反應的離子方程式：3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O(4)0.65mol11．某課外活動小組為了探究木炭與濃硝酸反應后的氣態(tài)生成物，設計如下試驗。(1)甲同學設計試驗如圖甲。紅熱木炭未進入試管前，濃硝酸上方并無明顯改變。當如圖甲連接試驗后，濃硝酸液面上方有明顯的紅棕色氣體產(chǎn)生，且沾有澄清石灰水的玻璃片上出現(xiàn)渾濁，后渾濁消逝。①液面上方出現(xiàn)紅棕色氣體，說明濃硝酸具有________(填字母)。a．酸性b．揮發(fā)性c．不穩(wěn)定性②沾有澄清石灰水的玻璃片上出現(xiàn)渾濁，________(填“能”或“不能”)說明木炭與濃硝酸發(fā)生了反應，緣由是___________________________________________________。(2)乙同學設計試驗如圖乙。如圖乙連接試驗后，濃硝酸液面上方有明顯的紅棕色氣體產(chǎn)生，且沾有澄清石灰水的玻璃片上無明顯改變。沾有澄清石灰水的玻璃片上無明顯改變，________(填“能”或“不能”)說明木炭與濃硝酸未反應，緣由是____________________________________________________________________________________________________________________。(3)丙同學克服了甲、乙同學設計上的缺點，設計試驗如圖丙。已知酸性高錳酸鉀能將NO、NO2氧化成NOeq\o\al(－,3)，MnOeq\o\al(－,4)被還原為Mn2＋。①如圖連接裝置后，需進行的試驗操作為________；加熱木炭與濃硝酸前需先通一段時間N2，目的為________________。②裝置A中木炭與濃硝酸反應的化學方程式為____________________________。③能證明木炭被氧化的試驗現(xiàn)象為________________________________________。④D裝置中發(fā)生反應的離子方程式為______________________________________。解析：(1)①木炭未伸入濃硝酸中，液面上方出現(xiàn)紅棕色NO2氣體，說明試管內(nèi)有硝酸蒸氣，證明濃硝酸具有揮發(fā)性；NO2氣體可能是硝酸分解產(chǎn)生的，證明濃硝酸具有不穩(wěn)定性，故選b、c；②木炭與空氣中的氧氣反應也能生成二氧化碳，所以沾有澄清石灰水的玻璃片上出現(xiàn)渾濁，不能證明木炭與濃硝酸發(fā)生了反應；(2)揮發(fā)出的硝酸和反應生成的NO2都能與石灰水反應消耗石灰水，所以沾有澄清石灰水的玻璃片上無明顯改變，不能證明木炭與濃硝酸未反應；(3)①涉及氣體制備的試驗要檢查裝置的氣密性，所以連接裝置后，需進行的試驗操作為檢查裝置的氣密性；為防止空氣對試驗的干擾，加熱木炭與濃硝酸前需先通一段時間N2，將裝置中的空氣排盡。②木炭與濃硝酸反應生成二氧化碳、二氧化氮和水，反應的化學方程式為C＋4HNO3(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。③若澄清石灰水變渾濁，可證明木炭被氧化為二氧化碳，所以能證明木炭被氧化的試驗現(xiàn)象為C中澄清石灰水變渾濁。④D裝置中NO被氧化為NOeq\o\al(－,3)，MnOeq\o\al(－,4)被還原為Mn2＋，發(fā)生反應的離子方程式為5NO＋3MnOeq\o\al(－,4)＋4H＋=5NOeq\o\al(－,3)＋3Mn2＋＋2H2O。答案：(1)①bc②不能木炭與空氣中的氧氣反應也能生成二氧化碳，使澄清石灰水變渾濁(2)不能揮發(fā)出的硝酸和生成的NO2均能與澄清石灰水反應(3)①檢查裝置的氣密性將裝置中的空氣排盡②C＋4HNO3(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O③C中澄清石灰水變渾濁④5NO＋3MnOeq\o\al(－,4)＋4H＋=5NOeq\o\al(－,3)＋3Mn2＋＋2H2O12．用如圖所示裝置進行下列試驗：將①中溶液逐滴加入②中，預料現(xiàn)象與實際相符的是()選項①②預料現(xiàn)象A濃鹽酸二氧化錳產(chǎn)生黃綠色氣體B稀鹽酸飽和碳酸鈉溶液馬上產(chǎn)生大量氣泡C濃硝酸用砂紙打磨過的鋁條無明顯現(xiàn)象D稀硝酸銅片產(chǎn)生大量紅棕色氣體解析：選C二氧化錳氧化濃鹽酸須要加熱，常溫下不反應，故A錯誤；鹽酸與碳酸鈉先發(fā)生反應生成碳酸氫鈉，最終鹽酸與碳酸氫鈉反應生成氣體，則現(xiàn)象不符合實際，故B錯誤；常溫下，Al遇濃硝酸發(fā)生鈍化，則現(xiàn)象合理，故C正確；稀硝酸與銅反應生成NO氣體，不是紅棕色的NO2氣體，預料現(xiàn)象不符合實際，故D錯誤。13．在某100mL的混合液中，硝酸和硫酸的物質(zhì)的量濃度分別是0.4mol·L－1、0.1mol·L－1，向該混合液中加入1.92g銅粉，加熱，待充分反應后，所得溶液中銅離子的物質(zhì)的量濃度(mol·L－1)是()A．0.15 B．0.225C．0.35 D．0.45解析：選B溶液中的氫離子包括硝酸、硫酸電離出的H＋，所以n(H＋)＝0.4mol·L－1×0.1L＋0.1mol·L－1×0.1L×2＝0.06mol，n(NOeq\o\al(－,3))＝0.4mol·L－1×0.1L＝0.04mol,1.92g銅的物質(zhì)的量為eq\f(1.92g,64g·mol－1)＝0.03mol，依據(jù)：3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O3820．03mol0.08mol0.02mol知氫離子的物質(zhì)的量不足，所以應依據(jù)氫離子的物質(zhì)的量計算，由離子方程式可知0.06mol氫離子參與反應，生成的銅離子的物質(zhì)的量為0.06mol×eq\f(3,8)＝0.0225mol，所以溶液中c(Cu2＋)＝eq\f(0.0225mol,0.1L)＝0.225mol·L－1，故選B。14．(1)試驗室模擬合成氨和氨催化氧化的流程如下：①氮氣和氫氣通過甲裝置，甲裝置的作用除了將氣體混合、干燥，還有________________________的作用。②用乙裝置汲取一段時間氨后，再通入空氣，同時將經(jīng)加熱的鉑絲插入乙裝置的錐形瓶內(nèi)，能使鉑絲保持紅熱，錐形瓶中還可視察到的現(xiàn)象是________________________。③寫出乙裝置中氨氧化的化學方程式：________________________________。(2)試驗室探究銅與硝酸反應的相關問題，按下圖所示裝置進行試驗。請回答下列問題：①裝置甲中盛放濃硝酸的儀器A的名稱是_______________________________________________________________________。②試驗過程中，裝置丙中出現(xiàn)的現(xiàn)象是________________________________________________________________________________________________________________。③裝置丙中的試管內(nèi)發(fā)生反應的離子方程式為__________________________________________________________________________________________________________。取下裝置丙中的試管D，在其中滴加FeSO4溶液，再滴加KSCN溶液，溶液變?yōu)開_______色。④待反應停止后，Cu片有剩余，取下B，加入少量質(zhì)量分數(shù)為25%的稀硫酸，這時銅片上又有氣泡產(chǎn)生，反應的離子方程式為_____________________________________。解析：(1)①濃硫酸具有吸水性，可干燥氣體，因此裝置甲的作用是干燥氣體，濃硫酸的另一個作用是通過視察氣泡冒出的速率，限制氫氣和氮氣的流速；②此反應是NH3的催化氧化，鉑絲保持紅熱，說明氨的催化氧化是放熱反應，氨氣催化氧化的化學方程式為4NH3＋5O