5.2 氮及其化合物（第三課時(shí) 硝酸、酸雨及防治）-2021-2022學(xué)年高一化學(xué)同步課時(shí)練+單元測(cè)試（人教版2019必修第二冊(cè)）（解析版）

第五章化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素第2節(jié)氮及其化合物（第3課時(shí)硝酸、酸雨及防治）一、選擇題1．氮元素被氧化的反應(yīng)是A．工業(yè)合成氨 B．實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)C．常溫下濃硝酸使鐵鈍化 D．閃電時(shí)空氣中產(chǎn)生NO【答案】D【詳解】A．工業(yè)上是用N2與H2在高溫、高壓、催化劑條件下合成氨，在該反應(yīng)過(guò)程中N元素化合價(jià)降低，得到電子被還原，A不符合題意；B．實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)的方法是將銨鹽與堿共熱發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)產(chǎn)生NH3，根據(jù)NH3能夠使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變?yōu)樗{(lán)色檢驗(yàn)，在這個(gè)過(guò)程中元素化合價(jià)不變，因此沒(méi)有發(fā)生氧化還原反應(yīng)，B不符合題意；C．常溫下濃硝酸使鐵鈍化，是濃硝酸將鐵氧化為Fe3O4，濃硝酸中的N得到電子被還原為NO2氣體，氮元素發(fā)生的是還原反應(yīng)，C不符合題意；D．閃電時(shí)空氣中N2與O2在電火花作用下產(chǎn)生NO，N元素化合價(jià)升高，失去電子被氧化，D符合題意；故合理選項(xiàng)是D。2．氨能被氧氣氧化，經(jīng)一系列反應(yīng)得到硝酸。分析如圖實(shí)驗(yàn)所得結(jié)論錯(cuò)誤的是（）A．濃氨水具有揮發(fā)性B．濃氨水中含有NH3?H2OC．若Pt絲始終保持紅熱，則該反應(yīng)放熱D．錐形瓶口有少量紅棕色氣體出現(xiàn)，圖中反應(yīng)為：4NH3+7O24NO2+6H2O【答案】D【解析】A．濃氨水具有揮發(fā)性，揮發(fā)產(chǎn)生的氨氣能不斷與鉑絲接觸被催化氧化，A項(xiàng)正確；B．濃氨水中的主要成分為，B項(xiàng)正確；C．若鉑絲始終保持紅熱，證明該反應(yīng)放熱，放出的熱量保持鉑絲紅熱，C項(xiàng)正確；D．氨的催化氧化直接得到的是而不是，D項(xiàng)錯(cuò)誤；答案為D3．實(shí)驗(yàn)室模擬氨催化氧化法制硝酸的裝置如圖所示（無(wú)水CaCl2可用于吸收氨氣），下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．裝置①、②、⑤依次盛裝堿石灰、無(wú)水CaCl2、NaOH溶液B．裝置③中氣體呈紅棕色C．裝置④中溶液可使紫色石蕊溶液變紅，說(shuō)明有HNO3生成D．通空氣的主要作用是鼓出氨氣，空氣可用N2代替【答案】D【解析】空氣通入濃氨水后，氨氣和氧氣的混合氣體經(jīng)過(guò)干燥后進(jìn)入裝有催化劑的硬質(zhì)玻璃管，發(fā)生催化氧化，4NH3+5O24NO+6H2O，生成的氣體經(jīng)過(guò)無(wú)水CaCl2，除去氨氣和水蒸氣，在裝置③中NO與空氣中的氧氣反應(yīng)生成NO2，并收集，④中的水可以吸收排出的二氧化氮，尾氣中的NO在⑤中被吸收，防止污染，因此⑤中可以選用氫氧化鈉溶液，據(jù)此分析解答。A．根據(jù)上述分析，裝置①、②、⑤依次盛裝堿石灰、無(wú)水CaCl2、NaOH溶液，故A正確；B．裝置③NO被氧化生成NO2，氣體呈紅棕色，故B正確；C．裝置④中發(fā)生3NO2+H2O=2HNO3+NO，溶液顯酸性，可使紫色石蕊溶液變紅，故C正確；D．通空氣的主要作用是鼓出氨氣并提供氧氣，空氣不能用N2代替，故D錯(cuò)誤；故選D。4．硝酸被稱(chēng)為“國(guó)防工業(yè)之母”是因?yàn)樗侵迫≌ㄋ幍闹匾?。下列?shí)驗(yàn)事實(shí)與硝酸性質(zhì)不相對(duì)應(yīng)的一組是（）A．濃硝酸使紫色石蕊試液先變紅后褪色——酸性和強(qiáng)氧化性B．不能用稀硝酸與鋅反應(yīng)制氫氣——強(qiáng)氧化性C．要用棕色瓶盛裝濃硝酸——不穩(wěn)定性D．能使滴有酚酞的氫氧化鈉溶液紅色褪去——強(qiáng)氧化性【答案】D【解析】A.濃硝酸使紫色石蕊試液先變紅，表現(xiàn)出酸性；后褪色，表現(xiàn)出強(qiáng)氧化性，正確。B.不能用稀硝酸與鋅反應(yīng)制氫氣，因?yàn)橄跛峋哂袕?qiáng)氧化性，被鋅還原生成氮氧化物等，而不生成氫氣，正確。C.要用棕色瓶盛裝濃硝酸，因?yàn)闈庀跛峋哂泄獾牟环€(wěn)定性，正確。D.能使滴有酚酞的氫氧化鈉溶液紅色褪去，可能是硝酸表現(xiàn)出強(qiáng)氧化性，將酚酞氧化而褪色；也可能是硝酸表現(xiàn)出酸性，中和了氫氧化鈉的堿性，酚酞在中性溶液中呈無(wú)色，錯(cuò)誤。故選D。5．對(duì)于硫酸和硝酸的比較中，下列敘述不正確的是（）A．冷的濃硫酸和濃硝酸都可以用鋁、鐵的容器盛裝 B．稀硫酸和稀硝酸都具有氧化性C．濃硫酸和濃硝酸都具有很強(qiáng)的腐蝕性、脫水性 D．硫酸和硝酸都是重要的化工原料【答案】C【解析】A.鋁、鐵與冷的濃硫酸和濃硝酸發(fā)生的鈍化，因此冷的濃硫酸和濃硝酸都可以用鋁、鐵的容器盛裝，故A正確；B.稀硫酸和稀硝酸都具有氧化性，稀硫酸和金屬反應(yīng)生成氫氣，表現(xiàn)氧化性，稀硝酸和金屬反應(yīng)生成硝酸鹽和一氧化氮表現(xiàn)氧化性，故B正確；C.濃硫酸和濃硝酸都具有很強(qiáng)的腐蝕性，濃硫酸具有脫水性，濃硝酸不具有，故C錯(cuò)誤；D.化工生產(chǎn)中用硝酸、硫酸生產(chǎn)化肥、農(nóng)藥、炸藥、燃料，金屬加工前的酸洗等，故D正確。綜上所述，答案為C。6．化學(xué)反應(yīng)中，有時(shí)存在“一種物質(zhì)過(guò)量，另一種物質(zhì)仍不能完全反應(yīng)”的特殊情況。下列反應(yīng)中不屬于這種情況的是A．過(guò)量的稀硝酸和鐵反應(yīng) B．常溫下過(guò)量的濃硝酸與鋁塊C．加熱下過(guò)量的二氧化錳與濃鹽酸 D．加熱條件下過(guò)量的銅與濃硫酸【答案】A【解析】A．過(guò)量稀硝酸與鐵反應(yīng)生成硝酸鐵和NO，所以不存在稀硝酸過(guò)量，鐵不完全反應(yīng)的情況，故A選；B．常溫下，Al和濃硝酸發(fā)生鈍化現(xiàn)象而導(dǎo)致鋁、濃硝酸都不完全反應(yīng)，所以存一種物質(zhì)過(guò)量，另一種物質(zhì)仍不能完全反應(yīng)的情況，故B不選；C．MnO2與濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)生成氯氣，MnO2和稀鹽酸不反應(yīng)，所以存在一種物質(zhì)過(guò)量，另一種物質(zhì)仍不能完全反應(yīng)的情況，故C不選；D．加熱條件下，Cu和濃硫酸反應(yīng)，Cu和稀硫酸不反應(yīng)，所以存在一種物質(zhì)過(guò)量，另一種物質(zhì)仍不能完全反應(yīng)的情況，故D不選；故選A。7．（2021·重慶復(fù)旦中學(xué)高一期中）相同質(zhì)量的四份銅片，分別置于足量的下列酸中，在一定條件下反應(yīng)，所得到的氣體的物質(zhì)的量最多的是()A．濃硫酸 B．稀硫酸 C．濃硝酸 D．稀硝酸【答案】C【解析】設(shè)金屬Cu均為1mol，則A．Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O，1molCu完全反應(yīng)，生成1mol氣體；B．由銅在金屬活動(dòng)性順序表中的位置可知，銅不可以和非氧化性酸反應(yīng)產(chǎn)生H2，即銅和稀硫酸不反應(yīng)；C．由Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，1molCu完全反應(yīng)，生成2mol氣體；D．由3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，1molCu完全反應(yīng)生成氣體mol；故相同質(zhì)量的四份銅片與足量的酸反應(yīng)，所得到的氣體的物質(zhì)的量最多的是濃HNO3；答案選C。8．在100mL混合液中，HNO3和H2SO4物質(zhì)的量濃度分別是0.4mol/L和0.1mol/L，向該混合液中加入1.92gCu粉，加熱充分反應(yīng)后，所得溶液中Cu2+的物質(zhì)的量濃度是（）A．0.15mol/L B．0.3mol/L C．0.1mol/L D．0.225mol/L【答案】D【解析】溶液中的氫離子包括硝酸電離和硫酸電離的，因?yàn)橄跛岷土蛩岫际菑?qiáng)酸，所以溶液中的氫離子的物質(zhì)的量為：0.4mol/L×0.1L+0.1mol/L×0.1L×2=0.06mol，硝酸根離子的物質(zhì)的量為：0.4mol/L×0.1L=0.04mol，1.92gCu的物質(zhì)的量為：，則3Cu+8H++NO3-=2NO↑+3Cu2++4H2O，結(jié)合氫離子、銅、硝酸根離子的物質(zhì)的量和銅與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式可知，氫離子的物質(zhì)的量不足，根據(jù)氫離子的物質(zhì)的量計(jì)算，反應(yīng)中有0.06mol氫離子參加反應(yīng)，則參加反應(yīng)的銅的物質(zhì)的量為：0.06：n(Cu)=8：3，n(Cu)=0.0225mol，則反應(yīng)生成Cu2+的物質(zhì)的量為0.0225mol，故所得溶液中Cu2+的物質(zhì)的量濃度是，D符合題意；答案選D。9．用如圖中裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)一段時(shí)間后，現(xiàn)象與預(yù)測(cè)不一致的是①中物質(zhì)②中物質(zhì)實(shí)驗(yàn)預(yù)測(cè)A濃氨水酚酞試液②中溶液變?yōu)榧t色B濃硝酸淀粉KI溶液②中溶液變?yōu)樗{(lán)色C濃鹽酸濃氨水大燒杯中有白煙D飽和的亞硫酸溶液稀溴水②中無(wú)明顯變化A．A B．B C．C D．D【答案】D【解析】A．濃氨水具有揮發(fā)性，氨氣溶于水形成氨水，氨水顯示堿性，使得酚酞溶液變?yōu)榧t色，現(xiàn)象與預(yù)測(cè)一致，故A不選；B．濃硝酸具有揮發(fā)性和強(qiáng)氧化性，能將碘離子氧化為碘單質(zhì)，淀粉遇到單質(zhì)碘顯示藍(lán)色，現(xiàn)象與預(yù)測(cè)一致，故B不選；C．濃鹽酸具有揮發(fā)性和酸性，能和氨氣之間發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生氯化銨固體，大燒杯中有白煙，現(xiàn)象與預(yù)測(cè)一致，故C不選；D．飽和亞硫酸不穩(wěn)定分解產(chǎn)生二氧化硫，二氧化硫能和溴水發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸和氫溴酸，所以溴水的顏色會(huì)褪去，現(xiàn)象與預(yù)測(cè)不一致，故D選；答案選D。10．下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．空氣中的SO2溶于水，最終形成酸雨B．汽車(chē)排放的尾氣、硝酸廠(chǎng)和化肥廠(chǎng)的廢氣都含有氮氧化物C．工業(yè)廢水任意排放是造成酸雨的主要原因D．為了減少酸雨的形成，可對(duì)燃料進(jìn)行脫硫處理【答案】C【解析】A．SO2與水反應(yīng)生成亞硫酸，亞硫酸能被氧化為硫酸，形成酸雨，故A正確；B．汽車(chē)排放的尾氣、硝酸廠(chǎng)和化肥廠(chǎng)的廢氣都含有氮元素，含有氮氧化物，故B正確；C．工業(yè)廢水任意排放引起江河湖泊污染，與酸雨無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)誤；D．燃料脫硫可減少二氧化硫的排放，為了減少酸雨的形成，可對(duì)燃料進(jìn)行脫硫處理，故D正確；答案選C。12．下列關(guān)于濃硝酸的說(shuō)法正確的是（）A．難揮發(fā) B．常溫下不能氧化銅C．應(yīng)保存在無(wú)色細(xì)口瓶中 D．常溫下能使鋁片鈍化【答案】D【解析】A．硝酸是揮發(fā)性酸，濃硝酸易揮發(fā)，故A錯(cuò)誤；B．常溫下濃硝酸能和銅反應(yīng)生成硝酸銅、二氧化氮、水，常溫下能氧化銅單質(zhì)，故B錯(cuò)誤；C．濃硝酸見(jiàn)光易分解，應(yīng)保存在棕色細(xì)口瓶中，故C錯(cuò)誤；D．濃硝酸具有強(qiáng)氧化性，常溫下能使鐵、鋁鈍化，故D正確；答案選D。二、非選擇題13．銅與稀硝酸反應(yīng)，氧化劑是_______，氧化產(chǎn)物是_______，3個(gè)Cu參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移_______個(gè)電子，HNO3在該反應(yīng)中體現(xiàn)_______性質(zhì)。(填“氧化性”、“還原性”、“酸性”)【答案】HNO3Cu(NO3)26氧化性、酸性【解析】在該反應(yīng)中N元素化合價(jià)由反應(yīng)前HNO3中的+5價(jià)變?yōu)榉磻?yīng)后NO中的+2，化合價(jià)降低，得到電子被還原，所以HNO3作氧化劑；Cu元素化合價(jià)由反應(yīng)前Cu單質(zhì)的0價(jià)變?yōu)榉磻?yīng)后Cu(NO3)2中的+2價(jià)，化合價(jià)升高，失去電子被氧化，所以Cu為還原劑，Cu(NO3)2是氧化產(chǎn)物；在反應(yīng)中Cu由單質(zhì)0價(jià)變?yōu)镃u(NO3)2中的+2價(jià)，化合價(jià)升高2價(jià)，每1個(gè)Cu發(fā)生反應(yīng)轉(zhuǎn)移2個(gè)電子，則3個(gè)Cu參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移6個(gè)電子，在該反應(yīng)中HNO3作氧化劑，表現(xiàn)氧化性；同時(shí)有部分HNO3反應(yīng)后仍以+5價(jià)的形式存在，與Cu2+結(jié)合形成Cu(NO3)2，又表現(xiàn)酸性，故該反應(yīng)中HNO3的作用體現(xiàn)氧化性、酸性。14．工業(yè)上可以廢銅屑為原料制備硝酸銅，下列4種方法中，適宜采用的是哪一種________？請(qǐng)從節(jié)約原料和環(huán)境保護(hù)的角度說(shuō)明原因_________。①②③④【答案】③③先將銅單質(zhì)氧化得到氧化銅，再與稀硝酸反應(yīng)得到硝酸銅和水，沒(méi)有浪費(fèi)原料，也沒(méi)有生成其它有害物質(zhì)；①、②和④銅單質(zhì)與濃稀硝酸或濃硫酸反應(yīng)都會(huì)生成氮氧化物或硫氧化物氣體，浪費(fèi)了原料，還需后續(xù)處理，不然會(huì)污染環(huán)境。【詳解】工業(yè)上可以廢銅屑為原料制備硝酸銅，方法①和方法②銅單質(zhì)與濃稀硝酸反應(yīng)都會(huì)生成氮氧化物氣體，浪費(fèi)了原料，還需后續(xù)處理，不然會(huì)污染環(huán)境；方法④用到濃硫酸，與銅單質(zhì)反應(yīng)生成了二氧化硫氣體，浪費(fèi)原料，污染環(huán)境；最優(yōu)方案是方法③，先將銅單質(zhì)氧化得到氧化銅，再與稀硝酸反應(yīng)得到硝酸銅和水，沒(méi)有浪費(fèi)原料，也沒(méi)有生成其它有害物質(zhì)。15．利用下圖所示裝置進(jìn)行銅與硝酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。（1）硝酸一般盛放在棕色試劑瓶中，請(qǐng)用化學(xué)方程式說(shuō)明其原因：___________。（2）使用稀硝酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：反應(yīng)開(kāi)始后，銅絲逐漸變細(xì)，有氣泡產(chǎn)生，溶液變藍(lán)。①銅與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)__________。②實(shí)驗(yàn)中觀(guān)察到試管中的氣體略有紅棕色，其原因是___________(用化學(xué)方程式表示)。（3）使用濃硝酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：反應(yīng)劇烈進(jìn)行，銅絲逐漸變細(xì)，溶液變綠，試管上方出現(xiàn)紅棕色氣體。①銅與濃硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)__________。②某同學(xué)推測(cè)反應(yīng)后溶液呈綠色的原因是在溶液中達(dá)到飽和，的飽和溶液呈黃色，硝酸銅溶液呈藍(lán)色，兩者混合后呈綠色。他取少量該綠色溶液，向其中加入適量水后溶液變?yōu)樗{(lán)色，可能的原因是___________(用化學(xué)方程式表示)?！敬鸢浮浚?）（2）（3）【分析】（1）硝酸見(jiàn)光易分解，一般盛放在棕色試劑瓶中。（2）使用稀硝酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，銅絲被氧化逐漸變細(xì)，生成一氧化氮?dú)怏w，有氣泡產(chǎn)生，得到硝酸銅溶液顯藍(lán)色。（3）使用濃硝酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，