第2節 氮的循環第3課時 硝酸 人類活動對氮循環和環境的影響1下列污染現象主要與no2有關的是()a臭氧空洞b水體富營養化c光化學煙霧 d溫室效應解析：選c引起污染的主要物質：臭氧空洞氟氯烴，水體富營養化含n、p、k物質，光化學煙霧no、no2，溫室效應co2。2關于硝酸的說法正確的是()a常溫下，向濃硝酸中投入fe片，不會產生大量的紅棕色氣體，沒有反應發生b與金屬反應時，稀硝酸可能被還原為更低價態，則稀硝酸氧化性強于濃硝酸c硝酸電離出的h，能被zn、fe等金屬還原成h2d硝酸與金屬反應時，是5價的氮得電子解析：選d常溫下，濃硝酸使鐵鈍化，無紅棕色氣體產生，因表面生成致密的氧化膜而阻止了濃硝酸與鐵的進一步反應，a錯誤；稀硝酸的氧化性比濃硝酸弱，不能根據氮元素化合價降低的多少判斷，b錯誤；硝酸能電離出h，有酸的通性，但與金屬反應不產生h2，此時是5價氮原子得電子，c錯誤，d正確。3下列對于硝酸的認識不正確的是()a濃硝酸和稀硝酸都具有氧化性b銅與硝酸的反應屬于置換反應c金屬與硝酸反應一定不產生氫氣d可用鐵或鋁質容器盛裝濃硝酸解析：選b硝酸是氧化性酸，濃、稀硝酸均有氧化性，a正確；銅不論與濃硝酸還是與稀硝酸反應都不是置換反應，b不正確；因為硝酸是強氧化性酸，金屬與硝酸反應均不產生氫氣，c正確；鐵或鋁遇冷濃硝酸鈍化，故可用鐵或鋁質容器盛裝濃硝酸，d正確。4下列反應中硝酸既表現出酸性又表現出氧化性的是()a使石蕊溶液變紅b與銅反應放出no氣體，生成cu(no3)2c與na2co3反應放出co2氣體，生成nano3d與硫單質混合共熱時生成h2so4和no2解析：選b在a、c兩項中hno3使指示劑變色、與弱酸鹽反應均表現酸性；在b、d兩項中hno3中氮元素的化合價均降低表現出氧化性，并且b項反應中又有cu(no3)2和水生成，說明此反應中hno3還表現出酸性，d項只表現出氧化性。5將硝酸分解產生的氣體收集于試管內然后倒立于水槽中，一段時間后試管內(假設沒有空氣混入)()a剩余no b剩余o2c剩余no2 d不剩余氣體解析：選d4hno34no2o22h2o，將所得氣體收集于試管內倒立于水槽中時，4no2o22h2o=4hno3，又全部轉化為hno3，無氣體剩余。60.3 mol cu和含1.2 mol hno3的濃硝酸，充分反應后，生成no2的量為()a0.2 mol b0.6 molc小于0.6 mol d大于0.6 mol解析：選c因銅與濃硝酸反應：cu4hno3(濃)=cu(no3)22no22h2o，隨著反應的進行，濃硝酸變稀，稀硝酸與銅反應：3cu8hno3(稀)=3cu(no3)22no4h2o，所以放出的no2小于0.6 mol。7將a g純銅片投入足量的一定濃度的硝酸中，反應后消耗的hno3為b g。若ab821，則反應中起酸性作用的硝酸的質量為()ab/2 g b2b gc3a/4 g d3b/4 g解析：選dcu與hno3的質量比為821，則二者的物質的量之比n(cu)n(hno3)38。設有3 mol cu參加反應，生成3 mol cu(no3)2，則起酸性作用的hno3為6 mol，占hno3總物質的量的，故選d。8如圖表示cu與hno3反應的量的關系，問哪一點表示銅與稀hno3反應中被還原的hno3與cu的量的關系()解析：選acu與稀硝酸反應的化學方程式為3cu8hno3=3cu(no3)22no4h2o，由方程式可知參加反應的硝酸只有被還原，故被還原的hno3與cu的關系為：3cu2hno3(還原)，a正確。9寫出下列反應的化學方程式，若為氧化還原反應，請標出電子轉移的方向與數目；若為離子反應，請寫出離子方程式。(1)銅與稀硝酸反應。(2)銅與濃硝酸反應。(3)氨與稀硝酸反應。(4)碳與濃硝酸反應。(5)碳酸鋇與稀硝酸反應。答案：(1)3cu8hn6eo3(稀)=3cu(no3)22no4h2o3cu8h2no=3cu22no4h2ocu4h2no=cu22no22h2o(3)nh3hno3=nh4no3nh3h=nhc4h4noco24no22h2o(5)baco32hno3=ba(no3)2co2h2obaco32h=ba2co2h2o10.某興趣小組設計出如圖所示裝置來改進教材中“銅與硝酸反應”的實驗，以探究化學實驗的綠色化。(1)實驗前，關閉活塞b，向試管d中加水至浸沒長導管口，塞緊試管c和d的塞子，加熱c，其目的是_。(2)在d中加適量naoh溶液，c中放一小塊銅片，由分液漏斗a向c中加入2 ml濃硝酸，c中發生反應的化學方程式是_；再由a向c中加入2 ml蒸餾水，c中的實驗現象是_。(3)下表是制取硝酸銅的三種方案，能體現綠色化學理念的最佳方案的是_(填“甲”、“乙”或“丙”)，理由是_。方案反應物甲cu、濃hno3乙cu、稀hno3丙cu、o2、稀hno3解析：(1)關閉活塞b，向試管d中加水浸沒長導管口，則封住了一部分氣體，再加熱c則使其內部壓強變大，由此可知目的是檢驗裝置的氣密性。(2)c中放一小塊銅片，由分液漏斗a向c中加入2 ml濃硝酸時發生反應：cu4hno3(濃)=cu(no3)22no22h2o；若再由a向c中加2 ml蒸餾水，硝酸的濃度變小，所以反應變緩，產生的氣體以no為主，故氣體顏色變淺。(3)甲方案制取硝酸銅的化學方程式為cu4hno3(濃)=cu(no3)22no22h2o，乙方案制取硝酸銅的化學方程式為3cu8hno3(稀)=3cu(no3)22no4h2o，丙方案制取硝酸銅的化學方程式為2cuo24hno3=2cu(no3)22h2o。比較這三種方案的化學方程式可以發現制取1 mol cu(no3)2時，三者消耗硝酸的物質的量分別為4 mol、 mol、2 mol，丙方案消耗的硝酸的量最少，且不產生污染，故方案丙最能體現綠色化學理念。答案：(1)檢查裝置氣密性(2)cu4hno3(濃)=cu(no3)22no22h2o反應變緩，氣體顏色變淺(3)丙耗酸量最少，無污染1有關硝酸化學性質的敘述中，正確的是()a硝酸能與na2co3、na2s、na2so3等鹽反應，產生co2、h2s和so2b硝酸與feo反應生成fe(no3)2和水，與fe反應生成fe(no3)2和h2c濃硝酸、稀硝酸都只能使藍色石蕊試紙變紅d濃硝酸因分解放出的no2又溶解于硝酸而使之呈黃色解析：選dhno3具有強氧化性，與na2s、na2so3反應生成na2so4，與feo反應生成fe(no3)3，與fe反應不產生h2，a、b不正確；濃硝酸使石蕊試紙先變紅后退色，c不正確；hno3不穩定，分解生成的no2溶于濃硝酸中而使之呈黃色，d正確。2將銅粉放入稀硫酸中，加熱無明顯現象發生，當加入下列一種物質后，銅粉的質量減小，溶液呈藍色， 同時有氣體逸出，該物質是()afe2(so4)3 bna2so4ckno3 dfeso4解析：選c“溶液呈藍色”說明銅被氧化生成cu2，在原稀硫酸中已含有h，加入fe3后，雖然也可以氧化cu，但此時并沒有氣體放出，若加入kno3其電離產生no，溶液中又有h2so4電離的h，相當于cu在稀硝酸的環境中，會被氧化并放出no氣體。3將相同質量的銅分別與過量濃硝酸、稀硝酸反應，下列敘述正確的是()a生成氣泡快慢：兩者相同b消耗硝酸的物質的量：前者多，后者少c反應生成氣體的顏色：前者淺，后者深d反應中轉移的電子總數：前者多，后者少解析：選b濃硝酸與cu反應生成no2：cu4hno3(濃)=cu(no3)22no22h2o，反應劇烈，稀硝酸與cu反應生成no：3cu8hno3(稀)=3cu(no3)22no4h2o，反應緩慢，反應中cu的質量相同，轉移的電子數相同。4將紅熱的木炭與濃硝酸共熱產生的氣體等分為和兩份，第份先通過適量蒸餾水，再通入少量澄清石灰水中；第份直接通入少量澄清石灰水中。則石灰水的變化最可能為()a不變渾濁，變乳白色b變乳白色，不變渾濁c變乳白色，變乳白色d不變渾濁，不變渾濁解析：選b木炭與濃硝酸反應產生co2和no2的混合氣體，而no2可與水反應生成硝酸，故將混合氣體直接通入少量澄清石灰水中，會產生ca(no3)2溶液，難以得到caco3沉淀；將混合氣體先通過適量蒸餾水，no2與水反應生成硝酸和no，no和co2的混合氣體再通入少量澄清石灰水中會產生caco3沉淀。5一定質量的銅分別與足量的稀硝酸和濃硝酸完全反應，在相同條件下用排水法收集反應產生的氣體，下列敘述正確的是()a硝酸濃度越大，硝酸被還原之后的生成物的價態越低，對應的硝酸的氧化性越弱b硝酸濃度不同，生成cu(no3)2的物質的量不同c硝酸濃度越大，產生的氣體越少d兩者用排水法收集到的氣體體積相等解析：選d硝酸的濃度越大氧化性越強，故a錯誤；等量的cu與酸反應，生成cu(no3)2的物質的量相同，故b錯誤；等量的cu與酸反應，濃硝酸反應生成氣體多，故c錯誤；因3no2h2o=2hno3no，最終收集氣體均為no，由電子守恒可知，收集no的體積相等，故d正確。69.7 g cu和zn的合金與足量的稀硝酸反應，還原產物只有no氣體，其體積在標準狀況下為2.24 l。將溶液稀釋為1 l，測得溶液中的c(h)0.1 moll1，此時溶液中no的濃度為()a0.3 moll1 b0.4 moll1c0.2 moll1 d0.6 moll1解析：選bn(no)0.1 mol，轉移電子的物質的量為0.1 mol30.3 mol，因1 mol cu或zn與硝酸反應失去2 mol電子，可知：n(cuzn)0.3 mol20.15 mol，ncu(no3)2nzn(no3)20.15 mol，其中所含n(no)0.3 mol，溶液中c(hno3)c(h)0.1 moll1，其中含n(no)0.1 mol，溶液中no的總濃度為0.4 moll1。7足量銅與一定量濃硝酸反應，得到硝酸銅溶液和no2、no的混合氣體，這些氣體與1.68 l o2(標準狀況)混合后通入水中，所有氣體完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸銅溶液中加入5 moll1naoh溶液至cu2恰好完全沉淀，則消耗naoh溶液的體積是()a60 ml b45 mlc30 ml d15 ml解析：選a由題意分析反應過程中的轉化關系：hno3no2、nohno3由此可知cu失去的電子總數等于o2得到的電子總數，2cuo2，則n(cu)2n(o2)0.15 mol。根據cu22naoh得n(naoh)2n(cu)，故v(naoh)0.06 l60 ml。80.03 mol cu投入一定量的濃硝酸中，cu完全溶解，生成氣體的顏色越來越淺，共收集到標準狀況下672 ml氣體，將盛有此氣體的容器倒扣在盛滿水的水槽中，通入標準狀況下一定體積的o2，恰好使氣體完全溶于水，則通入o2的體積為()a504 ml b336 mlc224 ml d168 ml解析：選b根據得失電子守恒，cu失去的電子數等于hno3生成氮氧化物得到的電子數，氮氧化物和o2反應，氮氧化物失去的電子數等于o2得到的電子數，故0.03 mol cu失去的電子數等于o2得到的電子數，所以o2的體積為0.03 mol2422.4 lmol10.336 l336 ml。9在50 ml a moll1的硝酸中加入6.4 g cu，cu全部溶解，假設硝酸的還原產物只有no2和no，將反應后的溶液用蒸餾水稀釋至100 ml時測得溶液中c(no)3 moll1。(1)稀釋后的溶液中c(h)_。(2)若a9，則生成的氣體中no2的物質的量為_ mol。(3)治理氮氧化物污染的方法之一是用naoh溶液進行吸收，反應原理如下：no2no2naoh=2nano2h2o2no22naoh=nano2nano3h2o若將上述no2和no的混合氣體通入1 moll1的naoh溶液中，氣體恰好被吸收，則naoh溶液的體積為_ml。解析：(1)根據元素守恒，6.4 g(0.1 mol)cu完全反應生成0.1 mol cu(no3)2，cu(no3)2中的n(no)0.2 mol，反應后的溶液中n(no)為0.3 mol，則剩余0.1 mol hno3，c(h)0.1 mol/0.1 l1 moll1。(2)a9，即n(hno3)0.45 mol，反應中被還原生成no2和no的硝酸的物質的量為0.45 mol0.2 mol0.1 mol0.15 mol，設生成的no2為x mol，no為y mol，則有：xy0.15，根據得失電子守恒有：x3y0.2，解得：x0.125，y0.025。(3)no2、no被naoh溶液吸收后，所有的n元素都形成了nano2和nano3，根據nnaoh可知，消耗0.15 mol naoh，故需1 moll1的naoh溶液的體積為0.15 mol1 moll10.15 l150 ml。答案：(1)1 moll1(2)0.125(3)15010某化學學習小組采用下圖所示裝置，對濃硝酸與木炭的反應進行探究(已知：4hno34no2o22h2o)。請回答下列問題：(1)檢查裝置氣密性后，將燃燒匙中的木炭在酒精燈上加熱至紅熱狀態，伸入三口燒瓶中，并塞緊瓶塞，滴加濃硝