PAGEPAGE6第3課時硝酸人類活動對氮循環和環境的影響課后篇鞏固提升夯實基礎·輕松達標1.下列試驗事實與硝酸性質不相對應的一組是()A.濃硝酸使紫色石蕊溶液先變紅后褪色——酸性和強氧化性B.鐵與稀硝酸反應不能放出氫氣——強氧化性C.要用棕色瓶盛裝濃硝酸——不穩定性D.氫氧化亞鐵固體與稀硝酸混合——強酸性答案D解析A項,濃硝酸因有酸性而使紫色石蕊溶液變紅色,又因濃硝酸的強氧化性而使其褪色;B項,因稀硝酸有強氧化性,與鐵反應不產生H2;C項,因濃硝酸不穩定,見光或受熱易分解,因此應用棕色瓶盛裝濃硝酸,且避光保存;D項,稀硝酸與氫氧化亞鐵反應生成硝酸鐵、一氧化氮和水,表現了硝酸的酸性和強氧化性。2.將相同質量的銅分別和過量濃硝酸、稀硝酸反應,下列敘述正確的是()A.反應生成氣體的物質的量相等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,后者少答案B解析由反應Cu+4HNO3(濃)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O和3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O可知,當銅質量相同,硝酸過量時,生成氣體的物質的量前者多,消耗n(HNO3)前者多,反應中轉移電子總數相等。3.將1.92gCu和肯定量的濃硝酸反應,隨著Cu的不斷削減,反應生成氣體的顏色漸漸變淺,當Cu反應完畢時,共收集到氣體1.12L(標準狀況),則反應中消耗HNO3的物質的量為()A.1mol B.0.05molC.1.05mol D.0.11mol答案D解析銅和硝酸反應,隨著HNO3濃度的削減,硝酸的還原產物的價態越低,銅和濃硝酸反應生成NO2,而與稀硝酸反應時則生成NO,故生成的氣體有NO2和NO,則n(NO2)+n(NO)=0.05mol,即被還原的硝酸的物質的量為0.05mol,n(Cu)=1.92g64g·mol-1=0.03mol,則生成n[Cu(NO3)2]=0.03mol,可知表現酸性的硝酸的物質的量為0.03mol×2=0.06mol,則4.下列反應中硝酸既表現出氧化性又表現出酸性的是()A.氧化鋁和硝酸 B.少量氧化鐵和硝酸C.硫化氫和硝酸 D.銅和濃硝酸答案D解析HNO3中N元素價態降低,表現HNO3的氧化性。反應中生成鹽,表現出HNO3的酸性。Al2O3與HNO3反應生成Al(NO3)3和水,Fe2O3與HNO3生成Fe(NO3)3和水,都只表現HNO3的酸性。Cu與濃硝酸反應的化學方程式為Cu+4HNO3(濃)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,既表現出氧化性又表現出酸性。5.已知3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,則下列說法不正確的是()A.Cu做還原劑,HNO3做氧化劑B.HNO3在該反應中只有部分表現出了氧化性C.每生成22.4L(標準狀況)NO有3mol的電子轉移D.假如有8molHNO3被還原,則生成了2molNO答案D解析依據反應:知,A項正確;HNO3在該反應中既表現酸性又表現氧化性,B項正確;依據雙線橋分析,該反應每生成2molNO轉移6mol電子,C項正確;HNO3被還原生成NO,若有8molHNO3被還原,則生成8molNO,D項錯誤。6.1L稀硝酸和稀硫酸的混合液,其物質的量濃度分別為0.1mol·L-1和0.4mol·L-1。若向該混合液中加入足量的銅粉,則最多能溶解銅粉的質量為()A.2.4g B.3.2g C.6.4g D.9.6g答案D解析據反應原理寫出反應的離子方程式為3Cu+2NO3-+8H+3Cu2++2NO↑+4H2 0.1mol 0.9molH+過量,依據n(NO3-)計算溶解銅粉的質量,m(Cu)=3×7.將肯定質量由Cu和CuO組成的固體粉末加入到100mL11mol·L-1的濃硝酸中,充分反應后,固體溶解完全,收集到NO、NO2的混合氣體6.72L(標準狀況)。若將該混合氣體與2.24LO2(標準狀況)混合并通入到足量水中,恰好完全反應生成HNO3。(1)NO的體積是L,NO2的體積是L(標準狀況)。

(2)固體粉末中Cu單質的質量是g。

(3)向濃硝酸反應后的溶液中加入4mol·L-1的NaOH溶液,當Cu2+恰好沉淀完時,須要NaOH溶液的體積是L。

答案(1)1.125.6(2)12.8(3)0.2解析銅與濃硝酸反應的化學方程式為Cu+4HNO3(濃)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,銅與稀硝酸反應的化學方程式為3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,設生成的NO的物質的量為x,NO2的物質的量為y,依據題意,反應中銅失去的電子總數等于O2得到的電子總數,則:x+y=63x+y=2.24L解得x=0.05moly=0.25mol(1)NO的體積是0.05mol×22.4L·mol-1=1.12L;NO2的體積為0.25mol×22.4L·mol-1=5.6L。(2)依據電子轉移守恒可得n(Cu)=2n(O2)=0.2mol,所以m(Cu)=0.2mol×64g·mol-1=12.8g。(3)當溶液中的Cu2+恰好完全沉淀時,則溶液中的溶質是NaNO3,依據氮原子個數守恒得,硝酸的物質的量是n(NaNO3)+n(NO2)+n(NO)=0.1×11mol,所以n(NaNO3)=1.1mol-0.3mol=0.8mol,即氫氧化鈉的物質的量是0.8mol,所以NaOH溶液的體積V=nc=0提升實力·跨越等級1.不法分子有時用銅鋅合金制成假金幣行騙。下列方法中,能有效鑒別金幣真假的是()A.視察顏色B.查看圖案C.用手掂量輕重D.滴一滴硝酸在幣的表面,視察現象答案D解析真的金幣不溶于硝酸,假金幣(銅鋅合金)能溶于硝酸。2.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.無剩余氣體答案D解析4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O,將所得氣體收集于試管內倒立于水槽中時,發生反應4NO2+O2+2H2O4HNO3,又全部轉化為HNO3,無氣體剩余。3.硝酸被稱為“國防工業之母”是因為它是制取炸藥的重要原料。下列試驗事實與硝酸性質不相對應的一組是()A.濃硝酸使紫色石蕊溶液先變紅后褪色——酸性和強氧化性B.不能用稀硝酸與鋅反應制氫氣——強氧化性C.要用棕色瓶盛裝濃硝酸——不穩定性D.能使滴有酚酞的氫氧化鈉溶液紅色褪去——強氧化性答案D解析A項,濃硝酸因有酸性而使紫色石蕊溶液變紅色,又因濃硝酸的強氧化性而使其褪色。B項,因稀硝酸有強氧化性,與鋅反應不產生H2。C項,因濃硝酸不穩定,見光或受熱易分解,因此應用棕色瓶盛裝,避光保存。D項,硝酸使滴有酚酞的氫氧化鈉溶液紅色褪去,是因為硝酸與氫氧化鈉發生中和反應的原因。4.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()A.Fe2(SO4)3 B.Na2SO4C.KNO3 D.FeSO4答案C解析“溶液呈藍色”說明銅被氧化,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(供應了NO35.3.2g銅與過量硝酸(8mol·L-1,30mL)充分反應,硝酸的還原產物為NO2和NO,反應后溶液中所含H+為amol,則此時溶液中所含NO3A.(0.2+a)mol B.(0.1+a)molC.(0.05+a)mol D.amol答案B解析反應后NO3-存在于硝酸和硝酸銅中,n[Cu(NO3)2]=n(Cu)=3.2g64g·mol-1=0.05mol,n(HNO3)剩余=amol,n(NO3-)=2n[Cu(NO3)6.1.92gCu投入肯定量的濃硝酸中,Cu完全溶解,生成氣體顏色越來越淺,共收集到標準狀況下的氣體672mL,將盛有此氣體的容器倒扣在水槽中,通入標準狀況下肯定體積的氧氣,恰好使氣體完全溶于水,則通入的氧氣的體積為()A.504mL B.336mLC.224mL D.168mL答案B解析由題意分析整個過程可看作HNO3未參與氧化還原反應,而是1.92gCu被氧氣氧化,由2Cu~O2知通入的氧氣(標準狀況下)的體積為336mL。7.某愛好小組設計出如圖所示裝置來進行銅與硝酸反應的試驗,以探究化學試驗的綠色化。(1)試驗前,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的膠塞,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2mL濃硝酸,c中反應的化學方程式是。再由a向c中加2mL蒸餾水,c中的試驗現象是。

(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是,理由是。

方案反應物甲Cu、濃硝酸乙Cu、稀硝酸丙Cu、O2、稀硝酸答案(1)檢查裝置氣密性(2)Cu+4HNO3(濃)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O反應變緩,氣體顏色變淺(3)丙耗酸量最少,不產生NO或NO2等有毒氣體解析Cu與濃硝酸反應生成的NO2氣體是有毒氣體,可溶于水中或堿液中,Cu與稀硝酸反應生成的NO氣體也是有毒氣體,不溶于水或堿液,但可與O2反應生成NO2。丙方案不產生NO或NO2,且硝酸只表現酸性,且耗酸量少,能體現綠色化學理念。8.為了證明銅與稀硝酸反應產生一氧化氮,某校學生試驗小組設計了一個試驗,其裝置如下圖所示(加熱裝置和固定裝置均已略去),B為一個用金屬絲固定的干燥管,內裝塊狀碳酸鈣固體;E為一個空的蒸餾燒瓶;F是用于鼓入空氣的雙連打氣球。(1)試驗時,為在E燒瓶中收集到NO,以便視察顏色,必需事先趕盡其中的空氣。其中第一步試驗操作是。

如何確定E中空氣已被趕盡。

(2)如何證明E中收集到的是NO而不是H2。

一段時間后,C中白色沉淀溶解,其緣由是。

(3)裝置D的作用是。

答案(1)將裝CaCO3的干燥管下移與稀硝酸反應產生CO2當C處出現白色沉淀時,則說明空氣除盡(2)用F向E中鼓入空氣,E內顏色變為紅棕色NO2進入C生成HNO3,HNO3使CaCO3溶解(3)汲取過量的NO、NO2,防止空氣污染解析由題所給裝置可知,趕走空氣要用到碳酸鈣,則將裝CaCO3的干燥管下移與稀硝酸反應產生CO2,當C處出現白色沉淀時,說明生成的CO2已進入C試管,則E中空氣除盡;(2)證明NO存在是和O2反應生成紅棕色NO2,NO2溶于水生成HNO3,HNO3與CaCO3反應使液體變澄清;(3)NO、NO2都是大氣污染物,不能排放到空氣中。貼近生活·拓展創新★將32.64g銅與140mL肯定濃度的硝酸反應,銅完全溶解產生的NO和NO2混合氣體在標準狀況下的體積為11.2L。請回答:(1)NO的體積為L,NO2的體積為L。

(2)待產生的氣