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化学人教版 (2019)第五章 化工生产中的重要非金属元素第二节 氮及其化合物一课一练
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这是一份化学人教版 (2019)第五章 化工生产中的重要非金属元素第二节 氮及其化合物一课一练，共9页。试卷主要包含了氮及其化合物在生活中有重要用途等内容，欢迎下载使用。
1.氮及其化合物在生活中有重要用途。下列关于氮及其化合物的性质与用途对应关系错误的是( )
A.氮气的化学性质很稳定,可用作某些反应的保护气
B.液氨汽化时要吸收大量的热,常用来作制冷剂
C.NH3具有还原性和碱性,可用来检验输送氯气管道的泄漏
D.硝酸是强酸,可以用来与金属反应制H2
2.下列有关氮元素的单质及其化合物的说法错误的是( )
①氮气与氧气在放电的条件下可直接生成NO2
②铵盐都不稳定,受热分解都生成NH3
③向Fe(NO3)2溶液中滴加稀盐酸无明显的变化
④实验室加热氯化铵固体,用碱石灰除去氯化氢的方法制备NH3
A.①③④B.①③
C.①④D.①②③④
3.下列叙述Ⅰ和叙述Ⅱ均正确,且有因果关系的是( )
4.植物对氮元素的吸收过程如下,下列说法正确的是( )
N2NH3/NNN植物吸收
A.高温有利于加快过程①
B.浇水和松土有利于过程②
C.过程③中N被还原
D.过程④属于氮的固定
5.某同学设计如图所示实验,探究Fe与稀硝酸、稀硫酸的反应。实验过程中发现①、③中产生的气体在试管口处变为红棕色。
下列说法中正确的是( )
A.②中大量存在的离子有Fe2+、N和H+
B.①、③产生气体的组成可能不同
C.③中发生了氧化还原反应
D.实验结论:稀硫酸的氧化性强于稀硝酸
6.部分含氮物质的分类与相应氮元素化合价的关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A.常温下,a的水溶液pH>7
B.一定条件下,b可以直接转化为a或d,液态a可用作制冷剂
C.一定条件下,c、d、e之间存在转化关系:cde
D.将分别蘸有a、e浓溶液的两根玻璃棒靠近时,可观察到白烟产生
7.下述实验中均有红棕色气体产生,对比分析所得结论不正确的是( )
A.由①中的红棕色气体,推断产生的气体含有NO2
B.红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应
C.由③说明浓硝酸具有挥发性,生成的红棕色气体为还原产物
D.③的气体产物中检测出CO2,由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应
8.(2023·江苏南京五中月考)用以下三种途径制取相同质量的硝酸铜,下列叙述不正确的是( )
①铜与浓硝酸反应 ②铜与稀硝酸反应 ③铜与氧气反应生成氧化铜,氧化铜再与稀硝酸反应
A.对环境造成的危害③最小
B.所消耗的HNO3的物质的量:①>②>③
C.三种途径所消耗的铜的质量相同
D.铜与浓硝酸反应速率最快,故制取硝酸铜的最佳方案是①
9.(2023·江苏扬州广陵红桥高级中学月考)如图是用浓硝酸、铜片、水等试剂,探究浓、稀硝酸强氧化性并观察还原产物的实验装置。
Ⅰ.浓硝酸的强氧化性实验
将铜片置于具支试管的底部,在分液漏斗中加入约5 mL浓硝酸,往具支试管中放入约2 mL浓硝酸,用排水法收集产生的气体。
(1)具支试管中发生反应的化学方程式为 。
(2)实验中观察到能证明浓硝酸具有强氧化性的现象是 。
Ⅱ.稀硝酸的强氧化性实验
(3)上述反应完成后,欲进一步证明稀硝酸也具有强氧化性,紧接的简便、合理的实验操作是 。发生反应的离子方程式是 。
(4)能证明稀硝酸与铜反应产生NO的实验现象是 (填序号)。
A.c中收集到无色气体
B.c中收集到的无色气体接触空气后变为红棕色
C.b中产生的无色气体接触空气后变为红棕色
Ⅲ.问题讨论
(5)用等质量铜片与等体积的浓硝酸、稀硝酸(硝酸均过量)反应时,发现反应后所得溶液前者呈绿色,后者呈蓝色。对此有两种看法:
①两者颜色不同,是由Cu2+浓度差异引起的。
②前者溶液呈绿色,是由生成的红棕色气体NO2溶解于溶液中引起的。
你认为上述看法 (填“①”或“②”)合理。若是①合理,说明理由,若是②合理,设计一个简单实验证明:
。
关键能力提升练
10.某小组设计了如图装置(省略夹持装置)探究木炭与浓硝酸的反应,已知铂丝在实验过程中不参与反应。
查阅资料可知:NO2可与NaOH溶液反应生成物质的量相同的两种盐。下列说法错误的是( )
A.将红热的木炭伸进浓硝酸中可以观察到有红棕色气体产生
B.通过三颈烧瓶内的现象可知该反应的化学方程式为C+2HNO3(浓)CO2↑+2NO2↑+H2O
C.反应结束后,将NaOH溶液加入三颈烧瓶中吸收NO2,反应的离子方程式为2NO2+2OH-N+N+H2O
D.浓硝酸呈黄色的原因可能是浓硝酸分解生成的NO2溶解其中
11.(2023·江苏徐州阶段练习)下图的每一方格中表示有关的一种反应物或生成物,其中A、C、D、E为无色气体,F为红棕色气体。下列说法不正确的是( )
A.F与水的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
B.用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近瓶口可以检验C气体是否收集满
C.化合物M一定是正盐
D.D在一定条件下可以与C发生置换反应
12.在100 mL混合溶液中,HNO3和H2SO4的物质的量浓度分别为0.4 ml·L-1、0.1 ml·L-1,向该混合液中加入1.92 g铜粉,待充分反应后,下列叙述正确的是( )
A.反应后无红色固体在试管中
B.H2SO4没有参与反应
C.反应后溶液中c(Cu2+)=0.225 ml·L-1
D.溶液中剩余N的物质的量为0.03 ml
13.(2023·江苏南京调研)废旧CPU中的金(Au)、Ag和Cu回收的部分流程如下:
已知:HAuCl4H++AuC。下列说法正确的是( )
A.“酸溶”时用浓硝酸产生NOx的量比稀硝酸的少
B.“过滤”所得滤液中的阳离子只含有Cu2+和Ag+
C.用浓盐酸和NaNO3也可以溶解金
D.用过量Zn粉将1 ml HAuCl4完全还原为Au,参加反应的Zn的物质的量为1.5 ml
14.(2023·河北沧州高一期末)用体积相同的15 ml·L-1 HNO3溶液、4 ml·L-1 HNO3溶液分别将两份等质量的铜片完全溶解,发生如下反应:
①4HNO3(浓)+CuCu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,所得溶液为绿色
②8HNO3(稀)+3Cu3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,所得溶液为蓝色
用注射器分别取①、②中的少量溶液,夹上弹簧夹,完成如下实验:
下列分析正确的是( )
A.①中产生NO2,②中产生NO,说明氧化性:稀硝酸>浓硝酸
B.溶解等量的Cu,消耗HNO3(浓)的物质的量少于HNO3(稀)
C.Ⅰ中溶液上方呈红棕色,其原因是压强减小,NO2从溶液中逸出
D.向外拉动注射器活塞时,Ⅰ中溶液颜色不会发生变化
15.(2023·福建三明高一期末)化学在治理空气污染方面发挥着重要的作用。
Ⅰ.化石燃料的过度使用是导致酸雨的主要原因。研究表明,NOx、SO2形成酸雨时的转化关系如图所示:
(1)HNO3的电离方程式为 。
(2)SO2会被雨水吸收形成酸雨,这种酸雨在空气中久置酸性增强的原因是
(用化学方程式表示)。
Ⅱ.NOx、SO2等均为大气污染物,需处理后才能排放。
(3)用NaOH溶液可以吸收NOx,反应的化学方程式如下:
ⅰ.NO2+NO+2NaOH2NaNO2+H2O
ⅱ.2NO2+2NaOHNaNO2+NaNO3+H2O
①反应ⅰ中,每消耗0.3 ml NO2,转移电子数为 (设NA为阿伏加德罗常数的值)。
②反应ⅱ中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
(4)用氨水可以吸收SO2制取铵盐,用足量氨水吸收SO2的化学方程式为 。
(5)利用NaClO吸收液可在脱除烟气中NOx的同时脱除SO2。研究发现在不同的初始pH条件下,吸收液对流动烟气的脱硫效率都接近100%,而对NO的脱除率如下图所示。
pH=2时,脱除SO2的离子方程式为 ;对NO脱除率随反应时间的延长而逐渐降低的可能原因是 。
分层作业6 硝酸 酸雨及防治
1.D 解析 N2含氮氮三键,不易断裂,因此氮气的化学性质很稳定,常用作某些反应的保护气,A正确;液氨汽化时要吸收大量的热,使周围温度降低,因此常用来作制冷剂,B正确;NH3具有还原性和碱性,氯气和氨反应生成氯化铵和氮气,观察到的现象是有白烟生成,因此NH3可用来检验输送氯气管道的泄漏,C正确;硝酸是强酸,硝酸与金属反应生成氮的氧化物,其性质与用途不符,D错误。
2.D 解析 放电条件下,氮气与氧气反应生成一氧化氮,不能生成二氧化氮,①错误;有的铵盐受热产生NH3(如NH4Cl),有的铵盐受热不产生氨气(如NH4NO3),②错误;酸性条件下,硝酸根离子具有强氧化性,向硝酸亚铁溶液中加入稀盐酸,硝酸根离子与Fe2+发生氧化还原反应生成Fe3+和NO,③错误;NH4Cl受热易分解生成NH3和HCl,冷却时二者又发生化合反应生成氯化铵,得不到NH3,④错误。
3.A 解析 浓硝酸见光易分解,故浓硝酸需要保存在棕色试剂瓶中,A正确;浓硫酸具有酸性和吸水性,可作为干燥剂,且不和一氧化碳、氢气、二氧化硫反应,能干燥氢气、一氧化碳和二氧化硫,浓硫酸能与碱性物质NH3反应,则不能干燥NH3,B错误;常温下,铁与浓硝酸发生钝化,该过程发生了化学反应,C错误;氨气是碱性气体,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色,D错误。
4.B 解析 过程①有根瘤菌参与反应,不能在高温下进行,A错误;过程②是NH3/N和O2反应生成N,浇水和松土有利于过程②的反应,B正确;过程③中N转化为N,N元素的化合价由+3价升高到+5价,N做还原剂被氧化,C错误;氮的固定是将游离态的氮转化为含氮化合物的过程,过程④是氮的化合物中氮的转变,D错误。
5.C 解析 ②中铁片剩余,则溶液中不可能含大量H+,且Fe2+、N和H+能发生氧化还原反应,不能大量共存,A错误;①、③中产生的气体均为NO,在试管口处被空气中的O2氧化变为红棕色NO2,B错误;③中加入稀硫酸后相当于存在稀硝酸,能将②中剩余的Fe氧化,则③中发生了氧化还原反应,C正确;③中加入稀硫酸,溶液中的N在H+存在的条件下具有强氧化性,稀硝酸具有强氧化性,稀硫酸具有弱氧化性,D错误。
6.B 解析 a为NH3,氨水显碱性,故a的水溶液pH>7,A正确。b为N2,d为NO2,氮气不能一步转化为二氧化氮,B错误。c为NO,d为NO2,e为硝酸,2NO+O22NO2、3NO2+H2O2HNO3+NO、Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,C正确。浓氨水和浓硝酸均易挥发,挥发的NH3和HNO3生成NH4NO3固体颗粒,可观察到白烟产生,D正确。
7.D 解析 ①中灼热的碎玻璃起加热作用,浓硝酸受热分解可生成红棕色NO2,产生的气体为混合气体,A正确;由①可知,浓硝酸受热分解可生成红棕色气体,故②中产生的红棕色气体不一定是木炭与浓硝酸发生反应产生的,B正确;③中浓硝酸挥发才能与红热木炭接触,产生的NO2是还原产物,C正确;红热的木炭还可与空气中的O2反应生成CO2,不一定是木炭与浓硝酸发生反应生成了CO2,D错误。
8.D 解析 ①铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2H2O+2NO2↑;②铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+4H2O+2NO↑;③铜与氧气反应生成氧化铜,氧化铜再与稀硝酸反应,反应为2Cu+O22CuO、CuO+2HNO3+H2O。③不生成污染性气体,对环境污染最小,故A正确;由分析可知,生成等量的硝酸铜,所消耗的HNO3的物质的量:①>②>③,B正确;根据铜元素守恒可知,三种途径所消耗的铜的质量相同,C正确;铜与浓硝酸反应生成污染性气体,且氮元素利用率低;方案③不生成污染性气体且氮元素利用率高,故制取硝酸铜的最佳方案是③,D错误。
9.答案 (1)Cu + 4HNO3(浓) Cu(NO3)2 + 2NO2↑+ 2H2O (2)铜片溶解,试管中溶液变蓝,且b中有红棕色气体产生
(3)向分液漏斗中加水,稀释浓硝酸,打开活塞,滴入稀硝酸
3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O (4)C
(5)② 往蓝色溶液中通NO2,溶液变绿(或加热绿色溶液,产生红棕色气体,溶液变蓝)
解析 (1)具支试管中铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,发生反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。
(2)浓硝酸具有强氧化性,铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,反应现象为铜片溶解,试管中溶液变蓝,且b中有红棕色气体产生。
(3)向分液漏斗中加水,稀释浓硝酸,打开活塞,放入稀硝酸,铜能继续溶解,证明稀硝酸具有强氧化性;铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,发生反应的离子方程式是3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O。
(4)A.NO2和水反应生成硝酸和NO,c中收集到无色气体,可能是NO2和水反应生成的NO,不能证明稀硝酸与铜反应产生NO;B.c中收集到的无色气体接触空气后变为红棕色,只能说明c中收集的气体是NO,NO可能是NO2和水反应生成的,不能证明稀硝酸与铜反应产生NO;C.b中产生的无色气体接触空气后变为红棕色,烧杯b中有NO生成,证明稀硝酸与铜反应产生NO。
(5)用等质量铜片与等体积的浓硝酸、稀硝酸(硝酸均过量)反应时,生成硝酸铜的浓度相等,两者颜色不同,不可能是Cu2+浓度差异引起的,所以②合理。往蓝色溶液中通NO2,溶液变绿,或加热绿色溶液,产生红棕色气体,溶液变蓝,证明②合理。
10.B 解析 浓硝酸受热易分解生成NO2、O2和H2O,故将红热的木炭伸进浓硝酸中可以观察到有红棕色气体产生,A正确;三颈烧瓶中产生红棕色气体,不能说明浓硝酸与木炭发生了化学反应,B错误;NO2可与NaOH溶液反应生成物质的量相同的两种盐,结合氧化还原反应规律推测,生成了NaNO2和NaNO3,该反应的离子方程式为2NO2+2OH-N+N+H2O,C正确;浓硝酸易分解生成NO2,NO2溶于浓硝酸中会使其呈黄色,D正确。
11.C 解析 F为二氧化氮,NO2与水发生反应3NO2+H2O2HNO3+NO,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2,A正确;C为NH3,可用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近瓶口检验是否收集满NH3,B正确;M可能为碳酸铵或碳酸氢铵,C错误;D为氧气,可与NH3发生置换反应生成氮气,D正确。
12.C 解析 n(Cu)==0.03ml,n(H+)=0.4ml·L-1×0.1L+0.1ml·L-1×2×0.1L=0.06ml,n(N)=0.4ml·L-1×0.1L=0.04ml,根据反应3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O可知,氢离子的物质的量不足,则Cu不能完全反应,反应后有红色固体在试管中,A错误;由离子方程式3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O可知,H2SO4电离出的H+参与了反应,B错误;由H+的物质的量及离子方程式可知,0.06mlH+参加反应,生成Cu2+的物质的量为0.06ml×=0.0225ml,故溶液中c(Cu2+)==0.225ml·L-1,C正确;H+完全反应,由离子方程式3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O可知,消耗N的物质的量为0.06ml×=0.015ml,溶液中剩余N的物质的量为0.4ml·L-1×0.1L-0.015ml=0.025ml,D错误。
13.C 解析 硝酸与金不反应,与银和铜反应,酸溶后过滤得到金,滤液中所含金属离子为铜离子和银离子,经过溶金分离后得到氯金酸溶液,用锌粉还原得到金。浓硝酸被还原产生NO2,产生1mlNO2得1ml电子,稀硝酸被还原产生NO,产生1mlNO得3ml电子,金属的量相同,“酸溶”时用浓硝酸产生NOx的量比稀硝酸的多,A错误;“过滤”所得滤液中的阳离子含有H+、Cu2+和Ag+,B错误;浓盐酸和NaNO3在溶液中电离产生氢离子和硝酸根离子,相当于有硝酸,也可以溶解金,C正确;HAuCl4H++AuC,氢离子也会与锌反应,1mlHAuCl4参加反应时转移电子的物质的量为4ml,消耗锌的物质的量为2ml,D错误。
14.C 解析 氧化性:稀硝酸<浓硝酸,A错误;由反应的化学方程式可知,溶解等量的铜消耗的浓硝酸更多,B错误;Ⅰ中溶液中溶有二氧化氮,当抽动针筒时压强减小,二氧化氮从溶液中逸出,从而出现红棕色,C正确;向外拉动注射器活塞时,Ⅰ中溶液中溶解的二氧化氮逸出,会使溶液的颜色发生变化,D错误。
15.答案 (1)HNO3H++N
(2)2H2SO3+O22H2SO4
(3)①0.3NA ②1∶1
(4)SO2+2NH3·H2O(NH4)2SO3+H2O
(5)ClO-+SO2+H2OS+Cl-+2H+ 随着反应进行NaClO的浓度降低
解析 (2)SO2气体溶于水后生成H2SO3,H2SO3可被空气中的氧气氧化生成易电离的H2SO4,反应的化学方程式为2H2SO3+O22H2SO4。
(3)①反应ⅰ中,氮元素发生归中反应,NO2转化为NaNO2,消耗1mlNO2转移1ml电子,则每消耗0.3mlNO2时转移电子数为0.3NA。②反应ⅱ中,N元素化合价由+4价分别变化为+5价、+3价,NO2既是氧化剂也是还原剂,氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶1。
(5)pH=2时,NaClO脱除SO2反应生成硫酸钠和氯化钠,离子方程式为ClO-+SO2+H2OS+Cl-+2H+;对NO脱除率随反应时间的延长而逐渐降低,其可能的原因是随着反应进行NaClO的浓度降低。选项
叙述Ⅰ
叙述Ⅱ
A
浓硝酸保存在棕色试剂瓶中
浓硝酸见光易分解
B
浓硫酸具有强氧化性和吸水性
浓硫酸可干燥H2和CO,不可干燥SO2和NH3
C
常温下,铁遇浓硝酸发生钝化
常温下,铁与浓硝酸不反应
D
用湿润的蓝色石蕊试纸检验NH3变红
氨气是碱性气体
①
②
③
Ⅰ
向外拉动
注射器活塞
液面上方呈红棕色,……
Ⅱ
无明显变化
1.氮及其化合物在生活中有重要用途。下列关于氮及其化合物的性质与用途对应关系错误的是( )
A.氮气的化学性质很稳定,可用作某些反应的保护气
B.液氨汽化时要吸收大量的热,常用来作制冷剂
C.NH3具有还原性和碱性,可用来检验输送氯气管道的泄漏
D.硝酸是强酸,可以用来与金属反应制H2
2.下列有关氮元素的单质及其化合物的说法错误的是( )
①氮气与氧气在放电的条件下可直接生成NO2
②铵盐都不稳定,受热分解都生成NH3
③向Fe(NO3)2溶液中滴加稀盐酸无明显的变化
④实验室加热氯化铵固体,用碱石灰除去氯化氢的方法制备NH3
A.①③④B.①③
C.①④D.①②③④
3.下列叙述Ⅰ和叙述Ⅱ均正确,且有因果关系的是( )
4.植物对氮元素的吸收过程如下,下列说法正确的是( )
N2NH3/NNN植物吸收
A.高温有利于加快过程①
B.浇水和松土有利于过程②
C.过程③中N被还原
D.过程④属于氮的固定
5.某同学设计如图所示实验,探究Fe与稀硝酸、稀硫酸的反应。实验过程中发现①、③中产生的气体在试管口处变为红棕色。
下列说法中正确的是( )
A.②中大量存在的离子有Fe2+、N和H+
B.①、③产生气体的组成可能不同
C.③中发生了氧化还原反应
D.实验结论:稀硫酸的氧化性强于稀硝酸
6.部分含氮物质的分类与相应氮元素化合价的关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A.常温下,a的水溶液pH>7
B.一定条件下,b可以直接转化为a或d,液态a可用作制冷剂
C.一定条件下,c、d、e之间存在转化关系:cde
D.将分别蘸有a、e浓溶液的两根玻璃棒靠近时,可观察到白烟产生
7.下述实验中均有红棕色气体产生,对比分析所得结论不正确的是( )
A.由①中的红棕色气体,推断产生的气体含有NO2
B.红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应
C.由③说明浓硝酸具有挥发性,生成的红棕色气体为还原产物
D.③的气体产物中检测出CO2,由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应
8.(2023·江苏南京五中月考)用以下三种途径制取相同质量的硝酸铜,下列叙述不正确的是( )
①铜与浓硝酸反应 ②铜与稀硝酸反应 ③铜与氧气反应生成氧化铜,氧化铜再与稀硝酸反应
A.对环境造成的危害③最小
B.所消耗的HNO3的物质的量:①>②>③
C.三种途径所消耗的铜的质量相同
D.铜与浓硝酸反应速率最快,故制取硝酸铜的最佳方案是①
9.(2023·江苏扬州广陵红桥高级中学月考)如图是用浓硝酸、铜片、水等试剂,探究浓、稀硝酸强氧化性并观察还原产物的实验装置。
Ⅰ.浓硝酸的强氧化性实验
将铜片置于具支试管的底部,在分液漏斗中加入约5 mL浓硝酸,往具支试管中放入约2 mL浓硝酸,用排水法收集产生的气体。
(1)具支试管中发生反应的化学方程式为 。
(2)实验中观察到能证明浓硝酸具有强氧化性的现象是 。
Ⅱ.稀硝酸的强氧化性实验
(3)上述反应完成后,欲进一步证明稀硝酸也具有强氧化性,紧接的简便、合理的实验操作是 。发生反应的离子方程式是 。
(4)能证明稀硝酸与铜反应产生NO的实验现象是 (填序号)。
A.c中收集到无色气体
B.c中收集到的无色气体接触空气后变为红棕色
C.b中产生的无色气体接触空气后变为红棕色
Ⅲ.问题讨论
(5)用等质量铜片与等体积的浓硝酸、稀硝酸(硝酸均过量)反应时,发现反应后所得溶液前者呈绿色,后者呈蓝色。对此有两种看法:
①两者颜色不同,是由Cu2+浓度差异引起的。
②前者溶液呈绿色,是由生成的红棕色气体NO2溶解于溶液中引起的。
你认为上述看法 (填“①”或“②”)合理。若是①合理,说明理由,若是②合理,设计一个简单实验证明:
。
关键能力提升练
10.某小组设计了如图装置(省略夹持装置)探究木炭与浓硝酸的反应,已知铂丝在实验过程中不参与反应。
查阅资料可知:NO2可与NaOH溶液反应生成物质的量相同的两种盐。下列说法错误的是( )
A.将红热的木炭伸进浓硝酸中可以观察到有红棕色气体产生
B.通过三颈烧瓶内的现象可知该反应的化学方程式为C+2HNO3(浓)CO2↑+2NO2↑+H2O
C.反应结束后,将NaOH溶液加入三颈烧瓶中吸收NO2,反应的离子方程式为2NO2+2OH-N+N+H2O
D.浓硝酸呈黄色的原因可能是浓硝酸分解生成的NO2溶解其中
11.(2023·江苏徐州阶段练习)下图的每一方格中表示有关的一种反应物或生成物,其中A、C、D、E为无色气体,F为红棕色气体。下列说法不正确的是( )
A.F与水的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
B.用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近瓶口可以检验C气体是否收集满
C.化合物M一定是正盐
D.D在一定条件下可以与C发生置换反应
12.在100 mL混合溶液中,HNO3和H2SO4的物质的量浓度分别为0.4 ml·L-1、0.1 ml·L-1,向该混合液中加入1.92 g铜粉,待充分反应后,下列叙述正确的是( )
A.反应后无红色固体在试管中
B.H2SO4没有参与反应
C.反应后溶液中c(Cu2+)=0.225 ml·L-1
D.溶液中剩余N的物质的量为0.03 ml
13.(2023·江苏南京调研)废旧CPU中的金(Au)、Ag和Cu回收的部分流程如下:
已知:HAuCl4H++AuC。下列说法正确的是( )
A.“酸溶”时用浓硝酸产生NOx的量比稀硝酸的少
B.“过滤”所得滤液中的阳离子只含有Cu2+和Ag+
C.用浓盐酸和NaNO3也可以溶解金
D.用过量Zn粉将1 ml HAuCl4完全还原为Au,参加反应的Zn的物质的量为1.5 ml
14.(2023·河北沧州高一期末)用体积相同的15 ml·L-1 HNO3溶液、4 ml·L-1 HNO3溶液分别将两份等质量的铜片完全溶解,发生如下反应:
①4HNO3(浓)+CuCu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,所得溶液为绿色
②8HNO3(稀)+3Cu3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,所得溶液为蓝色
用注射器分别取①、②中的少量溶液,夹上弹簧夹,完成如下实验:
下列分析正确的是( )
A.①中产生NO2,②中产生NO,说明氧化性:稀硝酸>浓硝酸
B.溶解等量的Cu,消耗HNO3(浓)的物质的量少于HNO3(稀)
C.Ⅰ中溶液上方呈红棕色,其原因是压强减小,NO2从溶液中逸出
D.向外拉动注射器活塞时,Ⅰ中溶液颜色不会发生变化
15.(2023·福建三明高一期末)化学在治理空气污染方面发挥着重要的作用。
Ⅰ.化石燃料的过度使用是导致酸雨的主要原因。研究表明,NOx、SO2形成酸雨时的转化关系如图所示:
(1)HNO3的电离方程式为 。
(2)SO2会被雨水吸收形成酸雨,这种酸雨在空气中久置酸性增强的原因是
(用化学方程式表示)。
Ⅱ.NOx、SO2等均为大气污染物,需处理后才能排放。
(3)用NaOH溶液可以吸收NOx,反应的化学方程式如下:
ⅰ.NO2+NO+2NaOH2NaNO2+H2O
ⅱ.2NO2+2NaOHNaNO2+NaNO3+H2O
①反应ⅰ中,每消耗0.3 ml NO2,转移电子数为 (设NA为阿伏加德罗常数的值)。
②反应ⅱ中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
(4)用氨水可以吸收SO2制取铵盐,用足量氨水吸收SO2的化学方程式为 。
(5)利用NaClO吸收液可在脱除烟气中NOx的同时脱除SO2。研究发现在不同的初始pH条件下,吸收液对流动烟气的脱硫效率都接近100%,而对NO的脱除率如下图所示。
pH=2时,脱除SO2的离子方程式为 ;对NO脱除率随反应时间的延长而逐渐降低的可能原因是 。
分层作业6 硝酸 酸雨及防治
1.D 解析 N2含氮氮三键,不易断裂,因此氮气的化学性质很稳定,常用作某些反应的保护气,A正确;液氨汽化时要吸收大量的热,使周围温度降低,因此常用来作制冷剂,B正确;NH3具有还原性和碱性,氯气和氨反应生成氯化铵和氮气,观察到的现象是有白烟生成,因此NH3可用来检验输送氯气管道的泄漏,C正确;硝酸是强酸,硝酸与金属反应生成氮的氧化物,其性质与用途不符,D错误。
2.D 解析 放电条件下,氮气与氧气反应生成一氧化氮,不能生成二氧化氮,①错误;有的铵盐受热产生NH3(如NH4Cl),有的铵盐受热不产生氨气(如NH4NO3),②错误;酸性条件下,硝酸根离子具有强氧化性,向硝酸亚铁溶液中加入稀盐酸,硝酸根离子与Fe2+发生氧化还原反应生成Fe3+和NO,③错误;NH4Cl受热易分解生成NH3和HCl,冷却时二者又发生化合反应生成氯化铵,得不到NH3,④错误。
3.A 解析 浓硝酸见光易分解,故浓硝酸需要保存在棕色试剂瓶中,A正确;浓硫酸具有酸性和吸水性,可作为干燥剂,且不和一氧化碳、氢气、二氧化硫反应,能干燥氢气、一氧化碳和二氧化硫,浓硫酸能与碱性物质NH3反应,则不能干燥NH3,B错误;常温下,铁与浓硝酸发生钝化,该过程发生了化学反应,C错误;氨气是碱性气体,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色,D错误。
4.B 解析 过程①有根瘤菌参与反应,不能在高温下进行,A错误;过程②是NH3/N和O2反应生成N,浇水和松土有利于过程②的反应,B正确;过程③中N转化为N,N元素的化合价由+3价升高到+5价,N做还原剂被氧化,C错误;氮的固定是将游离态的氮转化为含氮化合物的过程,过程④是氮的化合物中氮的转变,D错误。
5.C 解析 ②中铁片剩余,则溶液中不可能含大量H+,且Fe2+、N和H+能发生氧化还原反应,不能大量共存,A错误;①、③中产生的气体均为NO,在试管口处被空气中的O2氧化变为红棕色NO2,B错误;③中加入稀硫酸后相当于存在稀硝酸,能将②中剩余的Fe氧化,则③中发生了氧化还原反应,C正确;③中加入稀硫酸,溶液中的N在H+存在的条件下具有强氧化性,稀硝酸具有强氧化性,稀硫酸具有弱氧化性,D错误。
6.B 解析 a为NH3,氨水显碱性,故a的水溶液pH>7,A正确。b为N2,d为NO2,氮气不能一步转化为二氧化氮,B错误。c为NO,d为NO2,e为硝酸,2NO+O22NO2、3NO2+H2O2HNO3+NO、Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,C正确。浓氨水和浓硝酸均易挥发,挥发的NH3和HNO3生成NH4NO3固体颗粒,可观察到白烟产生,D正确。
7.D 解析 ①中灼热的碎玻璃起加热作用,浓硝酸受热分解可生成红棕色NO2,产生的气体为混合气体,A正确;由①可知,浓硝酸受热分解可生成红棕色气体,故②中产生的红棕色气体不一定是木炭与浓硝酸发生反应产生的,B正确;③中浓硝酸挥发才能与红热木炭接触,产生的NO2是还原产物,C正确;红热的木炭还可与空气中的O2反应生成CO2,不一定是木炭与浓硝酸发生反应生成了CO2,D错误。
8.D 解析 ①铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2H2O+2NO2↑;②铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+4H2O+2NO↑;③铜与氧气反应生成氧化铜,氧化铜再与稀硝酸反应,反应为2Cu+O22CuO、CuO+2HNO3+H2O。③不生成污染性气体,对环境污染最小,故A正确;由分析可知,生成等量的硝酸铜,所消耗的HNO3的物质的量:①>②>③,B正确;根据铜元素守恒可知,三种途径所消耗的铜的质量相同,C正确;铜与浓硝酸反应生成污染性气体,且氮元素利用率低;方案③不生成污染性气体且氮元素利用率高,故制取硝酸铜的最佳方案是③,D错误。
9.答案 (1)Cu + 4HNO3(浓) Cu(NO3)2 + 2NO2↑+ 2H2O (2)铜片溶解,试管中溶液变蓝,且b中有红棕色气体产生
(3)向分液漏斗中加水,稀释浓硝酸,打开活塞,滴入稀硝酸
3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O (4)C
(5)② 往蓝色溶液中通NO2,溶液变绿(或加热绿色溶液,产生红棕色气体,溶液变蓝)
解析 (1)具支试管中铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,发生反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。
(2)浓硝酸具有强氧化性,铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,反应现象为铜片溶解,试管中溶液变蓝,且b中有红棕色气体产生。
(3)向分液漏斗中加水,稀释浓硝酸,打开活塞,放入稀硝酸,铜能继续溶解,证明稀硝酸具有强氧化性;铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,发生反应的离子方程式是3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O。
(4)A.NO2和水反应生成硝酸和NO,c中收集到无色气体,可能是NO2和水反应生成的NO,不能证明稀硝酸与铜反应产生NO;B.c中收集到的无色气体接触空气后变为红棕色,只能说明c中收集的气体是NO,NO可能是NO2和水反应生成的,不能证明稀硝酸与铜反应产生NO;C.b中产生的无色气体接触空气后变为红棕色,烧杯b中有NO生成,证明稀硝酸与铜反应产生NO。
(5)用等质量铜片与等体积的浓硝酸、稀硝酸(硝酸均过量)反应时,生成硝酸铜的浓度相等,两者颜色不同,不可能是Cu2+浓度差异引起的,所以②合理。往蓝色溶液中通NO2,溶液变绿,或加热绿色溶液,产生红棕色气体,溶液变蓝,证明②合理。
10.B 解析 浓硝酸受热易分解生成NO2、O2和H2O,故将红热的木炭伸进浓硝酸中可以观察到有红棕色气体产生,A正确;三颈烧瓶中产生红棕色气体,不能说明浓硝酸与木炭发生了化学反应,B错误;NO2可与NaOH溶液反应生成物质的量相同的两种盐,结合氧化还原反应规律推测,生成了NaNO2和NaNO3,该反应的离子方程式为2NO2+2OH-N+N+H2O,C正确;浓硝酸易分解生成NO2,NO2溶于浓硝酸中会使其呈黄色,D正确。
11.C 解析 F为二氧化氮,NO2与水发生反应3NO2+H2O2HNO3+NO,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2,A正确;C为NH3,可用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近瓶口检验是否收集满NH3,B正确;M可能为碳酸铵或碳酸氢铵,C错误;D为氧气,可与NH3发生置换反应生成氮气,D正确。
12.C 解析 n(Cu)==0.03ml,n(H+)=0.4ml·L-1×0.1L+0.1ml·L-1×2×0.1L=0.06ml,n(N)=0.4ml·L-1×0.1L=0.04ml,根据反应3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O可知,氢离子的物质的量不足,则Cu不能完全反应,反应后有红色固体在试管中,A错误;由离子方程式3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O可知,H2SO4电离出的H+参与了反应,B错误;由H+的物质的量及离子方程式可知,0.06mlH+参加反应,生成Cu2+的物质的量为0.06ml×=0.0225ml,故溶液中c(Cu2+)==0.225ml·L-1,C正确;H+完全反应,由离子方程式3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O可知,消耗N的物质的量为0.06ml×=0.015ml,溶液中剩余N的物质的量为0.4ml·L-1×0.1L-0.015ml=0.025ml,D错误。
13.C 解析 硝酸与金不反应,与银和铜反应,酸溶后过滤得到金,滤液中所含金属离子为铜离子和银离子,经过溶金分离后得到氯金酸溶液,用锌粉还原得到金。浓硝酸被还原产生NO2,产生1mlNO2得1ml电子,稀硝酸被还原产生NO,产生1mlNO得3ml电子,金属的量相同,“酸溶”时用浓硝酸产生NOx的量比稀硝酸的多,A错误;“过滤”所得滤液中的阳离子含有H+、Cu2+和Ag+,B错误;浓盐酸和NaNO3在溶液中电离产生氢离子和硝酸根离子,相当于有硝酸,也可以溶解金,C正确;HAuCl4H++AuC,氢离子也会与锌反应,1mlHAuCl4参加反应时转移电子的物质的量为4ml,消耗锌的物质的量为2ml,D错误。
14.C 解析 氧化性:稀硝酸<浓硝酸,A错误;由反应的化学方程式可知,溶解等量的铜消耗的浓硝酸更多,B错误;Ⅰ中溶液中溶有二氧化氮,当抽动针筒时压强减小,二氧化氮从溶液中逸出,从而出现红棕色,C正确;向外拉动注射器活塞时,Ⅰ中溶液中溶解的二氧化氮逸出,会使溶液的颜色发生变化,D错误。
15.答案 (1)HNO3H++N
(2)2H2SO3+O22H2SO4
(3)①0.3NA ②1∶1
(4)SO2+2NH3·H2O(NH4)2SO3+H2O
(5)ClO-+SO2+H2OS+Cl-+2H+ 随着反应进行NaClO的浓度降低
解析 (2)SO2气体溶于水后生成H2SO3,H2SO3可被空气中的氧气氧化生成易电离的H2SO4,反应的化学方程式为2H2SO3+O22H2SO4。
(3)①反应ⅰ中,氮元素发生归中反应,NO2转化为NaNO2,消耗1mlNO2转移1ml电子,则每消耗0.3mlNO2时转移电子数为0.3NA。②反应ⅱ中,N元素化合价由+4价分别变化为+5价、+3价,NO2既是氧化剂也是还原剂,氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶1。
(5)pH=2时,NaClO脱除SO2反应生成硫酸钠和氯化钠,离子方程式为ClO-+SO2+H2OS+Cl-+2H+;对NO脱除率随反应时间的延长而逐渐降低,其可能的原因是随着反应进行NaClO的浓度降低。选项
叙述Ⅰ
叙述Ⅱ
A
浓硝酸保存在棕色试剂瓶中
浓硝酸见光易分解
B
浓硫酸具有强氧化性和吸水性
浓硫酸可干燥H2和CO,不可干燥SO2和NH3
C
常温下,铁遇浓硝酸发生钝化
常温下,铁与浓硝酸不反应
D
用湿润的蓝色石蕊试纸检验NH3变红
氨气是碱性气体
①
②
③
Ⅰ
向外拉动
注射器活塞
液面上方呈红棕色,……
Ⅱ
无明显变化
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