1、第二节氮及其化合物第3课时硝酸酸雨及防治课后训练巩固提升一、双基巩固学考突破1.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的性质不相对应的是()。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.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的红色褪去强氧化性答案:D解析:向滴有酚酞的NaOH溶液中滴入硝酸,溶液红色褪去,利用的是硝酸的酸性。2.铜粉放入稀硫酸中无明显变化,但加入某盐并放置一段时间后,发现铜粉质量明显减少,则该盐不可能是()。 A.FeCl3B.NaClC.KNO3D.Cu(NO3)2答案:
2、B解析:A项,发生反应2Fe3+CuCu2+2Fe2+,铜粉溶解;C、D项,均发生反应:8H+2N+3Cu3Cu2+2NO+4H2O,铜粉溶解。3.将相同质量的铜分别与过量浓硝酸、稀硝酸反应,下列叙述正确的是()。A.反应速率:两者相同B.消耗HNO3的物质的量:前者大,后者小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,后者少答案:B解析:HNO3浓度越大,反应速率越大。Cu与浓硝酸、稀硝酸反应的化学方程式分别为Cu+4HNO3(浓)+2NO2+2H2O,3Cu+8HNO3(稀)+2NO+4H2O,由反应的化学方程式可知,等质量的Cu分别与浓硝酸、稀硝酸完全反应时,
3、耗酸量前者大,还原产物前者NO2为红棕色气体,后者NO为无色气体,而氧化产物都为Cu(NO3)2,反应过程中转移电子数相等。4.下列有关环境污染的说法正确的是()。A.燃煤时加入适量石灰石,可减少废气中SO2的量B.臭氧的体积分数超过10-4%的空气有利于人体健康C.pH在5.67之间的降水通常称为酸雨D.含磷洗涤剂易被细菌分解,故不会导致水体污染答案:A解析:燃煤时加入石灰石发生的反应有CaCO3CaO+CO2,CaO+SO2CaSO3,2CaSO3+O22CaSO4(炉渣),因此能减少SO2的排放,A项正确;空气中臭氧体积分数达到10-5%时可加速人体血液循环,令人产生振奋的感觉,超过10
4、-4%时可能对人体造成伤害,B项错误;pH”“”或“=”)5.6。(2)D物质的化学式为。(3)反应的化学方程式为。(4)现有某地含C酸雨水样1 m3,其中c(H+)=0.005 molL-1,若用生石灰处理该水样至中性,理论上需生石灰 kg。答案:(1)(2)H2SO3(3)2SO2+O22SO3(4)0.14解析:A为SO2,B为SO3,C为H2SO4,D为H2SO3。(4)CaOH2SO42H+0.056 kg 2 molm(CaO)0.005 molL-11103 L解得:m(CaO)=0.14 kg。二、选考奠基素养提升1.(双选)下列关于硝酸的说法正确的是()。A.硝酸与金属反应时
5、,主要是+5价的氮得电子B.浓硝酸与浓盐酸按13的体积比所得的混合物叫王水C.HNO3溶于水电离出的H+能被Zn、Fe等金属还原成H2D.常温下,向浓硝酸中投入铁片,会产生大量红棕色气体答案:AB解析:硝酸是一种强氧化性的酸,它的氧化性主要是由+5价的氮元素表现出来的;王水中浓盐酸与浓硝酸的体积比是31;硝酸是强氧化性酸,与金属反应,一般不产生H2;常温下Fe在浓硝酸中发生钝化,不会产生大量红棕色气体。2.下图所示是酸雨的形成示意图。根据图示回答下列问题。(1)下列气体容易形成酸雨的是。CO2SO2N2NO2A.B.C.D.(2)酸雨有很大的危害,下列不属于酸雨危害的是。A.腐蚀建筑物、桥梁、
6、电信电缆设施B.破坏森林及农作物C.使碱性土壤得到改善D.使土壤、湖泊酸化(3)下列做法,与控制酸雨无关的是。A.开发新能源,少用煤作燃料B.倡导骑自行车或乘坐公交车出行C.对工业废气排放前进行回收处理,例如把SO2转化为工业原料D.把工厂迁到农村,远离城市人口密集的地方答案:(1)D(2)C(3)D3.如图甲是验证铜与浓硝酸反应的装置,乙、丙是师生对实验改进后的装置:(1)甲、乙、丙三个装置中都发生的反应的化学方程式是。(2)与装置甲相比,装置乙的优点是, 。(3)为了进一步验证NO2与水的反应,某学生设计了装置丙。实验时先关闭弹簧夹,再打开弹簧夹,才能使NO2气体充满试管B;当气体充满试管
7、B后,将铜丝提起与溶液脱离。欲使烧杯中的水进入试管B,应如何操作? 。答案:(1)Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2+2H2O(2)可控制反应的发生和停止可吸收NO2,防止污染环境(3)ca、b先关闭b,再关闭a,然后打开c,双手紧握试管B解析:本题考查的是Cu与浓硝酸反应的装置,利用对比的方法,找出装置的优缺点,且注意NO2有毒,要进行尾气吸收。丙中要使NO2充满试管B,应先关闭弹簧夹c,再打开a、b,NO2充满试管B后,把铜丝拉起,然后关闭b,再关闭a后打开c,双手紧握试管B,使气体受热膨胀,与水接触,NO2极易与水反应,使系统内压强减小,水便进入了试管B。4.如图是AE五种
8、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,且A为单质,B为红棕色气体。(1)写出AE各物质的化学式:A、B、C、D、E。(2)写出各步反应的化学方程式:。答案:(1)N2NO2NONH3HNO3(2)N2+O22NO4NH3+5O24NO+6H2O2NO+O22NO23Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2O3NO2+H2ONO+2HNO3解析:根据B为含氮元素的气体和红棕色气体判断出B是NO2,以此为突破口推断其他。5.将6.4 g铜加入50 mL a molL-1的HNO3溶液中,铜全部溶解,得到NO2和NO的混合气体。将反应后溶液稀释至100 mL,测
9、得N的浓度为3 molL-1。(1)混合气体中NO2和NO的总物质的量为(用含a的式子表示)。(2)稀释后的溶液中H+的物质的量浓度为 molL-1。(3)若a=9,则收集到NO2和NO混合气体在标准状况下体积为 L。答案:(1)(0.05a-0.3) mol(2)1.0(3)3.36解析:因为得到NO2和NO混合气体,说明原溶液为浓硝酸。发生的反应有:Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2+2H2O和3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2O。由n(Cu)=0.1 mol和反应后溶液中含有n(N)=0.1 L3 molL-1=0.3 mol可知,反应完毕后还有HN
10、O3剩余。剩余n(HNO3)为0.3 mol-0.1 mol2=0.1 mol。(1)由氮原子守恒得n(NO2)+n(NO)=n(HNO3)总-n(N)余=(0.05a-0.3) mol。(2)因为与Cu2+组合的n(N)=2n(Cu2+)=2=0.2 mol,故溶液中与H+结合的n(N)=0.3 mol-0.2 mol=0.1 mol,则c(H+)=1.0 molL-1。(3)当a=9时,HNO3的总物质的量为0.45 mol,则收集到混合气体的总物质的量为0.45 mol-0.3 mol=0.15 mol,V(NOx)=0.15 mol22.4 Lmol-1=3.36 L。6.将32.64
11、 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。请回答下列问题。(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b mL a molL-1的NaOH溶液。恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀,则原硝酸的浓度为 molL-1。(3)欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3,至少需要30%的H2O2溶液 g。答案:(1)5.8245.376(2)(3)57.8解析:(1)设生成NO、NO2的物质的量分别为x、y。则有解得x=0.26 mol,y=0.24 mol。V(NO)=
12、0.26 mol22.4 Lmol-1=5.824 L,V(NO2)=0.24 mol22.4 Lmol-1=5.376 L。(2)根据反应后的溶液中只有一种溶质NaNO3,由氮元素守恒,可得n(HNO3)=n(气体)+n(NaOH)所以c(HNO3)= molL-1。(3)从反应的始态和最终状态看,铜在反应中失去电子,H2O2在反应中得到电子,根据得失电子守恒,2n(H2O2)=2,n(H2O2)=0.51 mol,m(H2O2)=57.8 g。7.某学习小组探究浓硝酸、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
13、此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸的氧化性。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,2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O。(1)实验时应避免有害气体排放到空气中。上图各装置中盛放的药品依次是,。(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)装置的作用是,发生反应的化学方程式是。(4)该小组得出的结论所依据的实验现象是。答案:(1)3 molL-1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)将NO2转化为
14、NO3NO2+H2O2HNO3+NO(4)装置中液面上方气体仍为无色,装置中液面上方气体由无色变为红棕色解析:(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,因为要验证稀硝酸不能氧化NO,所以装置中应盛放稀硝酸。(2)由于装置中残存的空气能氧化NO而对实验产生干扰,所以滴加浓硝酸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圆底烧瓶内防止反应产生的NO气体逸出。(3)装置中盛放蒸馏水,使NO2与H2O反应生成NO。(4)NO通过稀硝酸后,若无红棕色NO2产生,说明稀硝酸不能氧化NO,所以盛放稀硝酸装置的液面上方没有颜色变化即可说明。装置中盛放的是浓硝酸,若浓硝酸能氧化NO,则装置液面上方会产生红棕色气体。6
