1、课时训练17硝酸人类活动对氮循环和环境的影响1.下列关于硝酸的叙述正确的是()A.NO2溶于水生成硝酸,所以NO2是硝酸酐B.铜与浓硝酸和稀硝酸都能反应生成二氧化氮C.硝酸与铜的反应既表现出氧化性又表现出酸性D.稀硝酸与活泼金属反应放出氢气,而浓硝酸则使金属钝化解析:硝酸酐是N2O5,不是NO2,A不正确;Cu与浓硝酸反应生成NO2,与稀硝酸反应生成NO,B不正确;硝酸与金属反应时,不会生成H2,常温下只有Fe、Al遇浓硝酸、浓硫酸“钝化”,D不正确。答案:C2.在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶,再加入下列固体粉末:FeCl2Fe2O3ZnKNO3HCl,铜粉可溶解的是()A.B.C.D.解析:H
2、2SO4与Fe2O3反应生成的Fe3+会氧化Cu,可以;在酸性条件下,NO3-有强氧化性,可以氧化Cu,正确。答案:B3.已知:向硫酸亚铁溶液中滴入几滴稀硝酸,溶液呈黄色,并产生无色气体。下列有关判断与描述中不正确的是()A.实验中FeSO4作还原剂B.产生的无色气体为NOC.上述实验证明,酸性条件下的氧化性:Fe3+NO3-D.反应的离子方程式为3Fe2+4H+NO3-3Fe3+NO+2H2O解析:FeSO4与稀硝酸能发生氧化还原反应:3Fe2+4H+NO3-3Fe3+NO+2H2O,在该反应中FeSO4作还原剂,氧化性:NO3-Fe3+。答案:C4.将相同质量的铜分别和过量浓硝酸、稀硝酸反
3、应,下列叙述正确的是()A.反应剧烈程度:两者相同B.消耗硝酸的物质的量:前者多,后者少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,后者少解析:相同质量的铜分别和过量浓硝酸、稀硝酸反应时,浓硝酸参与的反应更剧烈,A错;铜和浓硝酸、稀硝酸反应的方程式分别为:Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2+2H2O,3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2O。产生红棕色气体,产生无色气体,C错误;由于参加反应的铜的质量相同,且两反应中还原剂都是铜,反应后铜的价态又相同,所以反应中转移的电子总数相等,D错;1 mol Cu和浓硝酸反应消耗4 mol硝酸
4、,1 mol Cu和稀硝酸反应消耗83 mol硝酸,同质量的铜和过量浓硝酸、稀硝酸反应时,消耗的浓硝酸多,B正确。答案:B5.在下列变化:大气固氮实验室制取NO2实验室制取氨气中,按氮元素被氧化、被还原、既不被氧化又不被还原的顺序排列,正确的是()A.B.C.D.解析:大气固氮生成的是NO,氮元素的化合价升高,被氧化;实验室制取NO2的原理是浓硝酸和金属铜的反应,氮元素的化合价降低,被还原;实验室制取氨气的原理是铵盐与碱的反应,氮元素的化合价不变。答案:A6.在Fe、Cu的混合物中,加入一定量的稀硝酸并微热,充分反应后剩余金属a g。再向其中加入一定量的稀盐酸并加热,充分振荡后剩余金属b g,
5、则()A.a可能等于bB.a一定小于bC.a可能大于bD.a一定大于b解析:在含有NO3-的溶液中加盐酸,相当于硝酸的存在,能够继续氧化金属,所以固体质量减少。答案:D7.3.2 g铜与过量硝酸(8 molL-1,30 mL)充分反应后,硝酸的还原产物为NO2和NO,反应后溶液中含a mol H+,则此溶液中所含NO3-的物质的量为()A.(0.2+a) molB.(0.1+a) molC.(0.05+a) molD.a mol解析:反应后NO3-存在于硝酸和硝酸铜中,nCu(NO3)2=n(Cu)=3.2 g64 gmol-1=0.05 mol,n(HNO3)=a mol,n(NO3-)=2
6、nCu(NO3)2+n(HNO3)=(0.1+a) mol。答案:B8.在100 mL某混合溶液中,c(HNO3)=0.4 molL-1,c(H2SO4)=0.1 molL-1,向其中加入1.92 g铜粉,微热,充分反应后溶液中c(Cu2+)为()A.0.15 molL-1B.0.3 molL-1C.0.225 molL-1D.无法计算解析:根据题意,可知n(NO3-)=n(HNO3)=0.1 L0.4 molL-1=0.04 mol,n(H2SO4)=0.1 L0.1 molL-1=0.01 mol,n(Cu)=1.92 g64 gmol-1=0.03 mol,混合液中H+的物质的量为:n(
7、H+)=0.04 mol+0.01 mol2=0.06 mol,根据离子方程式:3Cu+2NO3-+8H+3Cu2+2NO+4H2O可知n(H+)不足,应根据n(H+)计算,由上述离子方程式可计算出n(Cu2+)=38n(H+)=0.022 5 mol,故c(Cu2+)=0.225 molL-1。答案:C9.某金属单质与一定浓度的硝酸反应,假定只有单一的还原产物。当参加反应的金属与被还原的硝酸的物质的量之比为21时,还原产物是()A.NO2B.NOC.N2OD.N2解析:设金属的化合价为+n,硝酸的还原产物中氮的化合价为+x,则由得失电子守恒得:2(n-0)=1(5-x),即x=5-2n。讨论
8、:当n=1时,x=3,硝酸的还原产物为N2O3;当n=2时,x=1,硝酸的还原产物为N2O;当n=3时,x=-1,不合理,舍去。由于金属离子一般不出现+4以及以上的价态,故不再讨论。答案:C10.某铜粉样品含少量金(Au),不含其他成分。测定该样品中金的含量时,有两种溶解样品的方法:用稀硝酸溶解样品,用双氧水和稀盐酸溶解样品,其反应的化学方程式为Cu+H2O2+2HClCuCl2+2H2O。已知金不与稀硝酸、双氧水和盐酸反应。(1)写出铜与稀硝酸反应的离子方程式。(2)在铜与双氧水、盐酸的反应中氧化剂是,若有2 mol的H2O2参加反应,则转移电子的物质的量是。(3)方法和相比较,你认为哪种更
9、好?理由是。解析:方法的原理为3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2O,同时产生大气污染物NO;由方法的化学方程式分析,反应中Cu被氧化,作还原剂;H2O2作氧化剂。有1 mol H2O2反应时,转移2 mol电子,故2 mol H2O2反应时转移4 mol电子。答案:(1)3Cu+8H+2NO3-3Cu2+2NO+4H2O(2)H2O24 mol(3)方法更好,因为方法中产生污染空气的有毒气体NO11.将红热的黑色固体单质甲放入一黄色的溶液乙中,充分反应后,产生由两种气体组成的混合气体A,A在常温下不与空气作用,将A做如下的实验:(1)推断各物质的化学式:甲:;乙:;丙:
10、;A:;B:;C:。(2)写出甲与乙反应的化学方程式:。解析:黄色溶液、蓝色溶液、气体与澄清石灰水反应生成白色沉淀、红热的单质都是解答该题的重要突破口。浓硝酸常显黄色,且红热的碳单质可与浓硝酸反应生成气体混合物,由此可初步推断甲和乙分别为C、浓硝酸,并可确定A的组成。然后再根据物质的转化关系图可推断其他各物质。答案:(1)CHNO3CuNO2和CO2CaCO3NO(2)C+4HNO3(浓)CO2+4NO2+2H2O12.汽车尾气中的NO是造成大气污染的物质之一,但NO又是工业生产硝酸的中间产物,另外NO在人体的血管系统内又有传送信息的功能,有三位教授因此项研究成果而获得诺贝尔奖。(1)汽车尾气
11、中NO的来源是(填字母代号)。A.汽油、柴油中含氮,是其燃烧产物B.是空气中的N2与汽油、柴油的反应产物C.是空气中的N2与O2在汽车汽缸内的高温环境下的反应产物D.是汽车高温尾气导致了空气中N2与O2的化合反应(2)写出NO造成酸雨的两个化学方程式:、。(3)在汽车尾气排放管中安装一个“催化转换器”(用铂钯合金作催化剂),可将尾气中另一种有害气体CO与NO反应转化为无毒气体,并促使汽油、柴油等物质充分燃烧及SO2的转化。写出CO与NO反应的化学方程式:。“催化转换器”的缺点是在一定程度上提高了空气的酸度,其原因是。(4)控制或者减少城市汽车尾气污染的方法可以有(填字母代号)。A.开发氢能B.
12、使用电动车C.使用含铅汽油D.严禁车辆行驶解析:(1)汽车尾气中的NO的来源是空气中的N2与O2在汽车汽缸内高温放电等环境下产生的。(2)NO造成酸雨的两个化学方程式:2NO+O22NO2、3NO2+H2O2HNO3+NO。(3)“催化转换器”可将尾气中一种有害气体CO与NO反应转化为无毒气体,则反应的化学方程式为2CO+2NO2CO2+N2。汽车尾气的燃烧产物中存在SO2,催化转换器可以将SO2转化为SO3,产生了硫酸酸雾。(4)开发绿色能源是减少城市汽车尾气的主要途径。答案:(1)C(2)2NO+O22NO23NO2+H2O2HNO3+NO(3)2CO+2NO2CO2+N2SO2转化为SO
13、3,产生了硫酸酸雾(4)A、B13.实验室中可用图中的简易装置进行氮的氧化物的制取和收集。(1)实验前应如何检查装置的气密性?。(2)拔开试管a的橡皮塞,加入适量浓硝酸和足量薄铜片,立即将带有导管的橡皮塞塞紧试管口,请写出试管a中反应开始时所发生反应的化学方程式:;从反应开始到反应结束,试管a中现象为。(3)若将过量铜粉与一定量浓硝酸反应,当反应完全停止时,共收集气体1.12 L(标准状况),则反应中所消耗的硝酸的物质的量可能为下列数据中的。A.0.1 molB.0.15 molC.0.2 molD.0.25 mol解析:(1)检查装置的气密性时,把导管b的下端浸入水中,用手握紧试管a,焐热后
14、,导管口会有气泡冒出,松开手后,水又上升到导管b中,则证明装置的气密性良好。(2)反应开始时铜片和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水;后浓硝酸变稀,与铜反应生成一氧化氮、硝酸铜和水;试管a中反应的现象:铜片逐渐溶解,开始产生红棕色气体,后气体颜色变浅,试管内的溶液由无色逐渐变为浅蓝色。(3)收集的气体的物质的量为0.05 mol,假设气体全部为NO,根据化学方程式:3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2O可知消耗HNO3 0.2 mol;假设气体全部为NO2,根据化学方程式:Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2+2H2O知消耗HNO3 0.1 mol,故所消耗的硝酸的物质的量介于0.10.2 mol,可能为0.15 mol。答案:(1)把导管b的下端浸入水中,用手握紧试管a,焐热后,导管口会有气泡冒出,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(2)Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2+2H2O铜片逐渐溶解,开始产生红棕色气体,后气体颜色变浅,试管内的溶液由无色逐渐变为浅蓝色(3)B