1、硝酸的性质人类活动对氮循环和环境的影响【学习理解】共45分一、选择题(本题共6小题，每小题5分，共30分)1(2021合肥高一检测)作为硝酸盐和硝酸酯的必需原料，硝酸被用来制取一系列硝酸盐类氮肥，如硝酸铵、硝酸钾等；也用来制取硝酸酯类或含硝基的炸药。根据所学分析关于硝酸的下列叙述正确的是()ANO2溶于水生成硝酸，所以NO2是酸性氧化物B硝酸可与活泼金属反应生成盐和氢气C浓硝酸显黄色是因为溶有NO2D硝酸与木炭的反应中，硝酸既表现氧化性又表现酸性【解析】选C。NO2溶于水生成硝酸，同时还生成NO，所以NO2不是酸性氧化物，A项错误；硝酸与活泼金属反应得不到氢气，B项错误；浓硝酸显黄色是因为硝酸
2、分解生成的NO2溶解在浓硝酸中，C项正确；硝酸与木炭的反应中，硝酸只表现氧化性，不表现酸性，D项错误。2(2021济南高一检测)下列各组反应中，硝酸既表现了氧化性，又表现了酸性的是()ACHNO3BH2SHNO3CFe(OH)3HNO3 DCuHNO3【解析】选D。A项，发生的反应为C4HNO3(浓)CO24NO22H2O，硝酸只表现氧化性；B项，H2S被HNO3氧化，硝酸只表现氧化性；C项，Fe(OH)3和HNO3发生酸碱中和反应，硝酸表现酸性；D项，发生反应的化学方程式为3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O或Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O，硝酸既
3、表现了氧化性，又表现了酸性。3(2021石家庄高一检测)甘油和浓硝酸、浓硫酸混合，会生成硝化甘油。下列关于浓硝酸和浓硫酸的叙述，正确的是()A常温下都可用铜质容器贮存B露置在空气中，容器内酸溶液的质量都减小C常温下都能与铜反应D露置在空气中，容器内酸溶液的浓度都减小【解析】选D。常温下Cu与浓HNO3反应，故浓HNO3不能用铜质容器贮存；露置在空气中，硝酸挥发，浓H2SO4吸收空气中的水蒸气，故酸溶液的浓度都减小，浓HNO3质量减小，浓H2SO4质量增加；铜与浓硫酸在加热条件下才反应。4(2021福州高一检测)下列反应中，不能体现HNO3的酸的通性的是()A6HNO3(浓)SH2SO46NO2
4、2H2OBHNO3NaOH=NaNO3H2OC2HNO3CuO=Cu(NO3)2H2OD2HNO3CaCO3=Ca(NO3)2CO2H2O【解析】选A。A项，硝酸中氮元素的化合价降低，得到电子，硝酸体现氧化性，不能体现酸的通性；B项，HNO3和NaOH发生酸碱中和反应，体现酸的通性；C项，HNO3与碱性氧化物CuO反应，体现酸的通性；D项，HNO3与CaCO3发生反应，体现酸的通性。5(2021邢台高一检测)下列化学反应中，一种物质过量，另一种物质仍不能完全反应的是()A过量的镁与浓硝酸反应B过量的浓盐酸与MnO2在加热条件下反应C过量的铜与浓硫酸在加热条件下反应D过量的稀硝酸与铁反应【解析】
5、选C。A项，过量的镁与浓硝酸反应，浓硝酸和稀硝酸都具有强氧化性，都能与镁反应，硝酸能完全反应；B项，在加热条件下二氧化锰能与浓盐酸反应，浓盐酸过量，二氧化锰可以反应完；C项，铜在加热条件下能与浓硫酸反应，随着反应的进行，硫酸的浓度变稀，铜与稀硫酸不反应，所以硫酸不能反应完；D项，硝酸具有强氧化性，过量的稀硝酸能使铁反应完。6(2021潍坊高一检测) 在如图烧瓶中发生的反应中，若有2a mol HNO3被还原，则被氧化的Cu的物质的量为()Aa molBa molC3a mol Da mol【解析】选C。铜与稀硝酸发生反应：3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O，反应中Cu元素
6、的化合价由0价升高为2价，N元素的化合价由5价降低为2价，设被氧化的Cu的物质的量为n，则n22a mol(52)，解得n3a mol，故选C。【补偿训练】对于1 L H2SO4和HNO3的混合溶液，若H2SO4和HNO3物质的量浓度存在关系：c(H2SO4)c(HNO3)1.2 molL1，则理论上最多能溶解铜的物质的量为()A0.40 molB0.45 molC0.72 mol D0.80 mol【解析】选C。硝酸与铜反应生成硝酸铜，硝酸铜中的硝酸根离子与硫酸中的氢离子可以继续与Cu反应，故离子方程式为3Cu2NO8H=3Cu22NO4H2O，硝酸根离子的浓度与氢离子的浓度之比为14时，溶
7、解的铜最多。设硫酸的物质的量为x mol，硝酸的物质的量为y mol，则xy1.2，解得x0.72，y0.48。故溶解铜的物质的量最多为n(Cu)n(NO)0.48 mol0.72 mol，C正确。二、非选择题(本题共1小题，共15分)7(2021黄冈高一检测) 某兴趣小组设计出如图所示装置来进行铜与硝酸反应的实验，以探究化学实验的绿色化。(1)实验前，关闭活塞b，向试管d中加水至浸没长导管口，塞紧试管c和d的胶塞，加热c，其目的是_。 (2)在d中加适量NaOH溶液，c中放一小块铜片，由分液漏斗a向c中加入2 mL浓硝酸，c中反应的化学方程式是_。再由a向c中加2 mL蒸馏水，c中的实验现象
8、是_。 (3)下表是制取硝酸铜的三种方案，能体现绿色化学理念的最佳方案是_，理由是_。方案反应物甲Cu、浓硝酸乙Cu、稀硝酸丙Cu、O2、稀硝酸【解析】Cu与浓硝酸反应生成的NO2气体是有毒气体，可溶于水中或碱液中，Cu与稀硝酸反应生成的NO气体也是有毒气体，不溶于水或碱液，但可与O2反应生成NO2。丙方案不产生NO或NO2，且硝酸只表现酸性，且耗酸量少，能体现绿色化学理念。答案：(1)检查装置气密性(2)Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O反应变缓，气体颜色变浅(3)丙耗酸量最少，不产生NO或NO2等有毒气体【应用实践】共35分一、选择题(本题共4小题，每小题5分，共20分
9、)8一定质量的铜分别与足量的稀硝酸和浓硝酸完全反应，在相同条件下用排水法收集反应产生的气体，下列叙述正确的是()A硝酸浓度越大，硝酸被还原后的生成物的价态越低，对应的硝酸的氧化性越弱B硝酸浓度不同，生成Cu(NO3)2的物质的量不同C硝酸浓度越大，产生的气体越少D两者用排水法收集到的气体体积相等【解析】选D。硝酸的浓度越大氧化性越强，故A错误；等量的Cu与酸反应，生成Cu(NO3)2的物质的量相同，故B错误；等量的Cu与酸反应，与浓硝酸反应生成的气体多，故C错误；因为3NO2H2O=2HNO3NO，最终收集到的气体均为NO，由得失电子守恒可知，相同条件下收集到的NO的体积相等，故D正确。9(2
10、021西安高一检测)下列情况下，金属或氧化物可以完全溶解的是()A1 mol Zn与含1 mol HCl的稀盐酸共热B1 mol Cu与含2 mol H2SO4的浓硫酸共热C1 mol Cu与含4 mol HNO3的浓硝酸反应D1 mol MnO2与含4 mol HCl的浓盐酸共热【解析】选C。B、D项中浓硫酸和浓盐酸随着反应的进行，浓度变小，反应停止，故酸均不足，Cu和MnO2均有剩余；A项中H不足；C项中Cu与HNO3开始时按物质的量之比14反应，随着反应进行HNO3浓度减小，Cu与HNO3按物质的量之比38反应，故酸过量，Cu能全部溶解。10(2021莱州高一检测)木炭跟浓硫酸共热产生的
11、气体X和铜跟浓硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中(如图所示装置)，下列有关说法错误的是()A洗气瓶中产生的沉淀是碳酸钡B在Z导管出来的气体中有二氧化碳C洗气瓶中产生的沉淀是硫酸钡D在Z导管口有红棕色气体出现【解析】选A。木炭跟浓硫酸共热产生H2O、SO2和CO2，铜跟浓硝酸反应产生的气体为NO2，将题述气体X和气体Y同时通入足量BaCl2溶液中，SO2和NO2会发生氧化还原反应：SO2NO2H2O=H2SO4NO，H2SO4能与氯化钡反应生成BaSO4，CO2与氯化钡不反应，没有BaCO3生成，故A错误、C正确；NO、CO2不与氯化钡反应，从Z导管中逸出，故B正确；反应生
12、成的NO在Z导管口与空气中的氧气反应生成NO2，呈红棕色，故D正确。11(2021福州高一检测)某浓度稀HNO3与金属M反应时，能得到2价硝酸盐，反应时M与HNO3的物质的量之比为512，则反应时HNO3的还原产物是()ANH4NO3BN2CN2O DNO【解析】选B。稀HNO3与金属M反应时，能得到2价硝酸盐M(NO3)2，反应时M与HNO3的物质的量之比为512，则12 mol硝酸反应时10 mol硝酸表现酸性，2 mol硝酸表现氧化性，可知5 mol M失去的电子与2 mol HNO3得到的电子数目相等，设还原产物中N元素的化合价为x，则5 mol(20)2 mol(5x)，解得x0，即
13、硝酸的还原产物为N2，故选B。二、非选择题(本题共1小题，共15分)12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。(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_。 【解析】(1)由题所给装置可知，赶走空气要用到碳酸钙，则将装C
14、aCO3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中空气除尽；(2)证明NO存在是和O2反应生成红棕色NO2，NO2溶于水生成HNO3，HNO3与CaCO3反应使液体变澄清；(3)NO、NO2都是大气污染物，不能排放到空气中。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【迁移创新】共20分非选择题(本题共1小题，共20分)13某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸
15、反应产生的气体主要是NO而设计了下列实验，装置如图所示(加热装置和固定装置均已略去)。图中K为止水夹(处于关闭状态)，F是一半空的注射器。请回答下列问题：(1)设计装置A的目的是_；为达到此目的，应进行的操作是_。(2)在完成(1)中的“操作”后，将装置B中铜丝插入稀硝酸，并微热之，观察到装置B中的现象是_。(3)装置E和F的作用是_。(4)装置D的作用是_。【解析】(1)利用生成的二氧化碳将整个装置内的空气赶尽，避免NO和氧气反应生成二氧化氮对气体产物的观察产生干扰。当观察到装置C中产生白色沉淀时说明CO2已充满装置。(2)铜与稀硝酸反应的化学方程式为3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O，可以观察到铜丝上有无色气体生成，溶液逐渐变为蓝色。(3)将注射器F中的空气推入E中会有红棕色NO2生成。(4)NaOH溶液可以吸收氮氧化物防止污染，球形干燥管兼有防倒吸功能。答案：(1)排尽装置内空气防止干扰打开K，且打开分液漏斗活塞，当装置C中产生白色沉淀时，关闭K(2)铜丝表面产生气泡，稀硝酸液面上方仍为无色，溶液变为蓝色(3)验证反应生成的无色气体为NO(4)吸收多余的氮氧化物，防止污染空气，兼有防倒吸的功能