2018_2019学年高中化学第3章自然界中的元素第2节氮的循环第3课时硝酸作业1鲁科版必修1.doc

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1、1第 3 课时 硝酸基础达标1下列对于硝酸的认识，正确的是( )A浓硝酸和稀硝酸都具有强氧化性B铜和稀硝酸的反应属于置换反应C在铜与浓硝酸的反应中，硝酸只发挥了氧化性，没有体现酸性D可用铝或铁制容器盛装稀硝酸解析：选 A。铜与稀硝酸反应无单质生成，B 不正确；铜与浓硝酸反应生成了 Cu(NO3)2和 H2O，体现了酸性，C 项不正确；可用铝或铁制容器盛装浓硝酸，D 不正确。2下列有关硝酸反应的叙述中，错误的是( )A稀硝酸与铁反应，有氢气放出B浓硝酸跟铜反应，有二氧化氮气体放出C硝酸跟碳酸钠反应，有二氧化碳气体放出D硝酸受热时，有二氧化氮、氧气放出解析：选 A。稀硝酸与铁反应生成 Fe(NO3

2、)2或 Fe(NO3)3、NO 及 H2O，无氢气放出。3硝酸被称为“国防工业之母”是因为它是制取炸药的重要原料。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退色酸性和强氧化性B不能用稀硝酸与锌反应制氢气强氧化性C要用棕色瓶盛装浓硝酸不稳定性D能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色退去强氧化性解析：选 D。D 项中表现硝酸的酸性。4向 100 mL 12 molL1 的浓硝酸中加入足量的铜片，充分反应后，被还原的硝酸的物质的量为( )A0.3 mol B0.6 molC小于 0.6 mol D介于 0.3 mol 和 0.6 mol 之间解析：选 D。因为 Cu 是足量的

3、，随着反应的进行，浓硝酸会逐渐变稀，所以本题涉及的反应有两个：Cu4HNO 3(浓)= =Cu(NO3)22NO 22H 2O3Cu8HNO 3(稀)= =3Cu(NO3)22NO4H 2O采用极限分析法：若只发生反应，则被还原 HNO3的物质的量为 1.2 mol0.6 12mol；若只发生反应，则被还原 HNO3的物质的量为 1.2 mol0.3 mol。所以本题的正14确答案为 D。5.2如右图所示，试管中盛装的是红棕色气体(可能是混合物)，当倒扣在盛有水的水槽中时，试管内水面上升，但不能充满试管，当向试管内鼓入氧气后，可以观察到试管中水柱继续上升，经过多次重复后，试管内完全被水充满，原

4、来试管中盛装的气体不可能是( )AN 2与 NO2的混合气体BO 2与 NO2的混合气体CNO 与 NO2的混合气体DNO 2一种气体解析：选 A。如果气体是 N2与 NO2的混合气体，则水不会充满整个试管，因为 N2不溶于水；如果是 NO2(或 O2和 NO2的混合气体)，发生反应：4NO 22H 2OO 2=4HNO3，水会充满试管；如果是 NO 与 NO2的混合气体，通入 O2会发生反应 4NO22H 2OO 2=4HNO3和4NO2H 2O3O 2=4HNO3，而使水充满试管。6在某稀硝酸的溶液中，加入 5.6 g 铁粉充分反应后，铁粉全部溶解，放出 NO 气体，溶液质量增加 3.2

5、g，所得溶液中 Fe2 和 Fe3 物质的量之比为( )A11 B32C21 D41解析：选 B。设 Fe2 的物质的量为 x，Fe 3 的物质的量为 y。由铁原子守恒，得 x y 。5.6 g56 gmol 1由得失电子守恒和质量守恒得 5.6 g mol30 gmol1 3.2 g。2x 3y3两式联立，解得 x0.06 mol， y0.04 mol。故 x y32。7将 7.68 g 铜与 50 mL 一定浓度的硝酸恰好完全反应，产生的 NO 和 NO2混合气体在标准状况下的体积为 4.48 L。请回答：(1)NO 的体积为_L，NO 2的体积为_L。(2)被还原的硝酸的物质的量是_mo

6、l。(3)硝酸的物质的量浓度是_molL 1 。(4)欲使铜和硝酸产生的气体收集在一倒置于水槽的容器中，当充入标准状况下O2_L 时，使水充满容器。解析： n(Cu) 0.12 mol，7.68 g64 gmol 1n(NO) n(NO2) 0.2 mol。4.48 L22.4 Lmol 1(1)解法一：设 n(NO2) x mol，则 n(NO)(0.2 x)mol，Cu 2NO2 3Cu 2NO 浓 HNO3 稀 HNO3 mol x mol (0.2 x)mol (0.2 x) molx2 32得 mol (0.2 x) mol0.12 mol，解得 x0.18，x2 32则 V(NO2

7、)0.18 mol22.4 Lmol 1 4.032 L，V(NO)(0.20.18)mol22.4 Lmol 1 0.448 L。解法二：CuCu 2 2e 30.12 mol 0.24 mol e HNO3NO 2e HNO 3NO3e n(NO2) n(NO2) n(NO) 3n(NO)由得失电子守恒得： n(NO2)3 n(NO)0.24 mol又因 n(NO2) n(NO)0.2 mol，解得 n(NO2)0.18 mol， n(NO)0.02 mol，即 V(NO2)4.032 L， V(NO)0.448 L。(2)HNO3被还原生成 NO 和 NO2，故被还原的 n(HNO3)

8、n(NO2) n(NO)0.2 mol。(3)参加反应的 部分 Cu(NO3)2 部分做氧化剂被还原HNO3故 n(HNO3)2 n(Cu) n(NO) n(NO2)20.12 mol0.2 mol0.44 mol，则 c(HNO3) 8.8 molL 1 。n（ HNO3）V 0.44 mol0.05 L(4)充入 O2后，水充满容器，则 O2将 NO 和 NO2氧化又生成 HNO3，其过程可表示为 HNO3NONO 2，两个相反的过程得失电子数相等。 被 Cu还 原 被 O2氧 化即：2Cu O 2 4e 0.12 mol 0.06 molV(O2)0.06 mol22.4 Lmol 1

9、1.344 L。答案：(1)0.448 4.032 (2)0.2 (3)8.8 (4)1.3448.用图中的简易装置可以进行气体的制取和收集。(1)实验前检查装置的气密性的操作是_。(2)拔开试管 a 的橡皮塞，加入 10 mL 6 molL1 的稀硝酸和 1 g 薄铜片，立即用带有导管的橡皮塞塞紧试管口。请写出试管 a 中所发生的所有反应的化学方程式：_。(3)从反应开始到反应结束，预期在试管 a 中可以观察到哪些现象？请依次逐一写出：_。(4)在反应开始时，可观察到导管 b 中的水面先沿导管 b 慢慢上升到一定高度，此后又回落，然后有气泡从管口冒出。试说明反应开始时，导管中水面先上升的原因

10、：_。解析：Cu 与稀 HNO3反应生成 NO 气体，遇空气生成 NO2。气体颜色由无色 红棕色。NO2溶于水生成 NO，且 3NO2 NO，是气体体积减小的反应，压强降低。 H2O 答案：(1)把导管 b 的末端浸入水中，用手握紧试管 a，捂热后，导管口有气泡冒出，松开手后，水又会上升到导管 b 中，则证明装置的气密性良好4(2)3Cu8HNO 3(稀)= =3Cu(NO3)22NO4H 2O，2NOO 2=2NO2，3NO 2H 2O=2HNO3NO(3)铜片和稀硝酸反应，铜片逐渐溶解，有无色气泡产生，反应速率开始时较慢，逐渐加快，试管 a 上部空间由无色变为红棕色，试管 a 的溶液由无色

11、逐渐变为蓝色(4)由于反应开始时，产生的 NO 和试管上部的 O2反应生成 NO2，NO 2溶于水，和水反应，使装置内的气体压强减小，所以导管口的水面会上升一段高度能力提升9(原创题)11.2 g 铁屑投入到 100 mL 6.0 molL1 的硝酸溶液中，二者恰好完全反应并收集到 3.36 L 气体(标准状况下)，下列说法正确的是( )A氧化产物只有一种B还原产物可能只有一种C生成的 Fe2 与 Fe3 物质的量之比为 31D生成的气体中 NO 与 NO2分子数之比为 31解析：选 C。设 Fe(NO3)2、Fe(NO 3)3、NO、NO 2物质的量分别为 x、 y、 a、 b。则有 x y

12、0.2 mol， a b0.15 mol，2 x3 y3 a b，2 x3 y a b0.6 mol，解得 x0.15 mol， y0.05 mol， a0.15 mol， b0。显然只有 C 项符合题意。10硝酸是一种重要的工业原料，仅 2014 年 2 月份，我国浓硝酸产量就达到 234 799吨，下列对于硝酸的认识，正确的是( )A露置于空气中，溶液浓度会减小B铜与硝酸的反应属于置换反应C硝酸不能氧化 Fe2D常温下铁或铝与浓硝酸不反应解析：选 A。浓 HNO3易挥发，使浓度减小，A 正确。Cu 与 HNO3不发生置换反应，B 错。HNO3有强氧化性，可氧化有还原性的 Fe2 ，C 错。

13、常温下铁、铝遇浓硝酸钝化，而钝化是化学变化，D 错。11一定量的 Cu 与 1 molL1 的稀硝酸反应，如果 NO 的浓度下降 0.2 3molL1 ，则溶液中 c(H )同时下降(假定反应前后溶液体积不变)( )A0.2 molL 1 B0.4 molL 1C0.6 molL 1 D0.8 molL 1解析：选 D。Cu 与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu8H 2NO =3Cu2 2NO4H 2O。 c(NO )下降 0.2 molL1 ， c(H )应下降 0.8 3 3molL1 。12往浅绿色的 Fe(NO3)2溶液中逐滴加入稀盐酸时，溶液的颜色变化应该是( )A颜色变浅 B逐渐变为红

14、色C没有改变 D变为棕黄色解析：选 D。Fe 2 和 NO 在溶液中可以大量共存，但加入稀盐酸后，NO 在酸性条件 3 3下表现出强氧化性(即可认为 H 与 NO 结合成了 HNO3)，把 Fe2 氧化为 Fe3 ，溶液由浅绿 3色变成棕黄色。13在一大试管中装入 10 mL NO 倒立于水槽中，然后向其中缓慢通入 6 mL O2(气体体积均在相同条件下测定)，下面有关实验最终状态的描述，正确的是( )A试管内气体呈红棕色B试管内气体呈无色，是 3 mL NOC试管内气体呈无色，是 2 mL O2D试管内液面上升5解析：选 D。根据 4NO3O 22H 2O=4HNO3可知， V(NO) V(

15、O2)43 时，NO 有剩余。由题意， V(NO) V(O2)53 可知，NO 剩余 2 mL，则试管内液面上升。14如图所示为 A、B、C、D、E 五种含氮物质相互转化的关系图，其中 A、B、C、D 常温下都是气体，B 为红棕色，写出 A、B、C、D、E 的化学式和各步反应的化学方程式。(1)各物质的化学式为 A_；B_；C_；D_；E_。(2)各步反应的化学方程式为AC_；DC_；BE_；EC_。解析：B 为红棕色气体，是 NO2，逆推 C 是 NO，因此 E 是稀硝酸。答案：(1)N 2 NO 2 NO NH 3 HNO 3(2)N2O 2 2NO= = = = =放 电 4NH35O

16、2 4NO6H 2O= = = = =催 化 剂 3NO2H 2O=2HNO3NO3Cu8HNO 3(稀)= =3Cu(NO3)22NO4H 2O15某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按下图装置进行实验(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。可选药品：浓硝酸、3 molL 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。2NO22NaOH= =NaNO3NaNO 2H 2O。(1)实验应避免有害气体排放到空气中。装置、中盛放的药品依次是_。(

17、2)滴加浓硝酸之前的操作是检验装置的气密性，加入药品，打开弹簧夹后_。(3)装置中发生反应的化学方程式是6_。(4)装置的作用是_，发生反应的化学方程式是_。(5)该小组得出的结论所依据的实验现象是_。(6)实验结束后，同学们发现装置中溶液呈绿色，而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别设计了以下 4 个实验来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是_(填字母序号)。a加热该绿色溶液，观察颜色变化b加水稀释该绿色溶液，观察颜色变化c向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化d向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察颜色变

18、化解析：本题主要考查 HNO3的性质、化学实验方案设计和评价的能力。(1)根据装置特点和实验目的，装置收集 NO，装置中盛放 NaOH 溶液吸收 NO2，因为要验证稀 HNO3不能氧化 NO，所以装置中应该盛放稀 HNO3。(2)由于装置中残存的空气能氧化 NO 而对实验产生干扰，所以滴加浓 HNO3之前需要通入一段时间 CO2赶走装置中的空气，同时也需将装置中导管末端伸入倒置的烧瓶内，防止反应产生的 NO 气体逸出。(4)装置中盛放蒸馏水，使 NO2与 H2O 反应生成 NO：3NO 2H 2O=2HNO3NO。(5)NO 通过稀 HNO3溶液后，若无红棕色气体产生，说明稀 HNO3不能氧化

19、 NO，所以盛放稀 HNO3装置的液面上方没有颜色变化即可说明这一点。装置中盛放的是浓 HNO3，若浓HNO3能氧化 NO，则装置液面的上方会产生红棕色气体。(6)要证明是 Cu(NO3)2浓度过高或是溶解了 NO2导致装置中溶液呈绿色，可设计实验将溶解的 NO2赶走(a、c 项)再观察颜色变化，也可在 Cu(NO3)2浓溶液中通入 NO2观察反应后的颜色变化(d 项)。方案 b 中由于 Cu(NO3)2和溶解在其中的 NO2浓度同时发生变化，故无法确定是哪一种因素引起的。答案：(1)3 molL1 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，将装置中导管末端伸入倒置的烧瓶内(3)Cu4HNO 3(浓)= =Cu(NO3)22NO 22H 2O(4)将 NO2转化为 NO 3NO 2H 2O=2HNO3NO(5)装置中液面上方气体仍为无色，装置中液面上方气体为红棕色(6)acd