高中鲁科版 (2019)第3节 氮的循环第3课时同步达标检测题

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第3课时　硝酸的性质及氮循环对环境的影响基础过关练题组一　硝酸的氧化性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2.(2020山东济南历城二中高一上期末)下列各组反应中,硝酸既表现了氧化性,又表现了酸性的是(　　)A.C+HNO3   B.H2S+HNO3C.Fe(OH)3+HNO3  D.Cu+HNO3题组二　硝酸与浓硫酸性质的比较3.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4.(2020北京房山高一上期末)下列反应中,不能体现HNO3的酸的通性的是(　　)A.4HNO3(浓)+S SO2↑+4NO2↑+2H2OB.HNO3+NaOH NaNO3+H2OC.2HNO3+CuO Cu(NO3)2+H2OD.2HNO3+CaCO3 Ca(NO3)2+CO2↑+H2O5.(2020河北邢台高一上期末)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6.盐酸、硫酸和硝酸是中学阶段常见的“三大酸”。现就“三大酸”与金属铜反应的情况,回答下列问题:(1)稀盐酸与Cu不反应,若在稀盐酸中加入H2O2(常见氧化剂,做氧化剂时还原产物为水)后,则可使铜溶解。该反应的化学方程式为　　                                                                                                  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)在一定体积的10 mol·L-1浓硫酸中加入过量铜片,加热使之反应,被还原的硫酸为0.9 mol。则浓硫酸的实际体积　　　　(填“大于”“等于”或“小于”)180 mL。若使剩余的铜片继续溶解,可在其中加入硝酸盐溶液(如KNO3溶液),则该反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)根据如图操作及现象推断酸X是　　　　(填字母)。 A.浓盐酸　　　B.浓硫酸　　　C.浓硝酸题组三　硝酸与金属反应的计算7.(2020安徽淮北师大附中高一上月考)在Cu与稀HNO3的反应中,若有1 mol HNO3被还原,则被氧化的Cu的物质的量为(　　)A. mol B. mol C.3 mol D. mol8.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 mol/L,则理论上最多能溶解铜的物质的量为(　　)A.0.40 mol B.0.45 molC.0.72 mol D.0.80 mol题组四　氮循环对环境的影响9.(2020河北唐山一中高一上期末)环境污染已成为人类社会面临的重大威胁,下列污染现象中与NO2无关的是(　　)A.臭氧空洞 B.光化学烟雾C.温室效应 D.酸雨10.C、N、S的氧化物中许多是工业上重要的化工原料,但是当它们分散到空气中时,会带来很多环境问题。下列有关这些元素的氧化物的说法不正确的是(　　)A.开发利用太阳能、水能、风能、氢能等新能源有利于减少这些氧化物的产生B.这些氧化物使雨水的pH<7,我们把pH<7的雨水称为酸雨C.N与S的氧化物能直接危害人体健康,引发呼吸道疾病D.“温室效应”与二氧化碳的排放有着直接的关系11.(2020江苏扬州中学高一上期中)反应2NO+2CO N2+2CO2可应用于汽车尾气的净化。下列说法正确的是(　　)A.该反应属于置换反应B.CO是氧化剂C.NO发生了还原反应D.每转移2 mol电子,生成22.4 L CO2能力提升练题组一　硝酸的氧化性1.(2020安徽淮北师大附中高一上月考,)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题组二　硝酸与浓硫酸性质的比较2.()下列情况下,金属或氧化物可以完全溶解的是(　　)A.1 mol Zn与含1 mol HCl的稀盐酸共热B.1 mol Cu与含2 mol H2SO4的浓硫酸共热C.1 mol Cu与含4 mol HNO3的浓硝酸反应D.1 mol MnO2与含4 mol HCl的浓盐酸共热3.()木炭跟浓硫酸共热产生的气体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题组三　硝酸与金属反应的计算4.(2020福建福州高三上调研,)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5∶12,则反应时HNO3的还原产物是　(　　)A.NH4NO3 B.N2C.N2O D.NO5.(2020山西运城高一上期末,)向500 mL稀硝酸中加入一定量的铁粉,铁粉完全溶解后,放出NO 6.272 L(标准状况下),同时溶液质量增加11.2 g。下列判断不正确的是(深度解析)A.原HNO3溶液的物质的量浓度为2.24 mol·L-1B.原溶液中投入铁粉的物质的量是0.2 molC.反应后溶液中c(Fe3+)∶c(Fe2+)=2∶3D.反应后的溶液还可以溶解铜粉4.48 g题组四　氮循环对环境的影响6.(2020山东烟台高三上期中,)践行绿水青山就是金山银山的发展理念,就要做好大气污染和水污染防治。(1)为落实“五水共治”,某工厂拟综合处理含N废水和工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO,不考虑其他成分),设计了如下流程:①气体1中主要含有　　　　　　　　　　　。 ②已知X是空气,通入过量X是否合理　　　　(填“是”或“否”),理由是　　　　　　　　　　　　;NaNO2溶液综合处理含N废水时,发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　;捕获剂所捕获的气体成分主要是　　　　。 (2)为了提高汽车尾气中NOx的去除率,有效降低NOx的排放,可以采用NSR(NOx储存还原)处理。其工作原理:NOx的储存和还原在不同时段交替进行,如图a所示。图a图b①通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原。储存NOx的物质是　　　　。 ②用H2模拟尾气中还原性气体研究Ba(NO3)2的催化还原过程,该过程分两步进行,图b表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。 ③有人根据上述模拟过程认为,使用了催化反应器虽然能将NOx转化为N2,但从环保角度汽车仍然需要限行。请简述限行的理由:　　                                                                                    　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案全解全析基础过关练1.C2.D3.D4.A5.C7.D8.C9.C10.B11.C      1.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.D　A项,发生的反应为C+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O,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3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O或Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,硝酸既表现了氧化性,又表现了酸性。3.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.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的反应,体现酸的通性;D项,HNO3与CaCO3发生反应,体现酸的通性。5.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.答案　(1)Cu+H2O2+2HCl2H2O+CuCl2　(2)大于　3Cu+2N+8H+3Cu2++2NO↑+4H2O　(3)B解析　(1)根据题意可知,在盐酸存在的条件下,H2O2与铜发生氧化还原反应,H2O2做氧化剂,铜做还原剂。(2)浓硫酸和Cu发生氧化还原反应,稀硫酸和Cu不反应,所以当被还原的硫酸为0.9 mol时,浓硫酸的实际体积一定大于根据方程式计算的理论值。(3)将酸X加入铁粉中,铁粉未见溶解,加入水中后溶解,向反应后的溶液中滴加BaCl2 溶液,产生白色沉淀,说明酸X是浓硫酸。7.D　铜与稀硝酸发生反应:3Cu+8HNO3 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,反应中Cu元素的化合价由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n×2=1 mol×(5-2),解得n=1.5 mol,故选D。8.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3Cu+2N+8H+3Cu2++2NO↑+4H2O,硝酸根离子的浓度与氢离子的浓度之比为1∶4时,溶解的铜最多。设硫酸的物质的量为x mol,硝酸的物质的量为y mol,则x+y=1.2,=,解得x=0.72,y=0.48。故溶解铜的物质的量最多为n(Cu)=n(N)×=0.48 mol×=0.72 mol,C正确。9.C　NO2的大量排放会破坏臭氧层、形成光化学烟雾和酸雨等大气环境问题,NO2不是产生温室效应的气体,故选C。10.B　pH小于5.6的雨水称为酸雨,B项错误。11.C　反应2NO+2CO N2+2CO2,反应物中不存在单质,不属于置换反应,故A错误;C元素的化合价升高,则CO为还原剂,故B错误;N元素的化合价降低,则NO为氧化剂,发生还原反应,故C正确;气体所处状况不知,无法求体积,故D错误。能力提升练1.D2.C3.A4.B5.B   1.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,浓硝酸反应生成的气体多,故C错误;因为3NO2+H2O 2HNO3+NO,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。2.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1∶4反应,随着反应的进行HNO3浓度减小,Cu与HNO3按物质的量之比3∶8反应,故酸过量,Cu能全部溶解。3.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:SO2+NO2+H2O H2SO4+NO,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。4.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5∶12,若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×(2-0)=2 mol×(5-x),解得x=0,即硝酸的还原产物为N2,故选B。5.B　NO的物质的量为=0.28 mol,m(NO)=0.28 mol×30 g·mol-1=8.4 g,根据题意可知参加反应的铁粉的质量为11.2 g+8.4 g=19.6 g,铁粉的物质的量为0.35 mol,生成0.28 mol NO转移电子的物质的量为0.84 mol,0.35 mol Fe完全转化为Fe2+转移电子的物质的量为0.70 mol,完全转化为Fe3+转移电子的物质的量为1.05 mol,所以溶液中Fe2+、Fe3+都有,故HNO3完全反应;设Fe2+的物质的量为n,则Fe3+的物质的量为0.35 mol-n,根据得失电子守恒可得2n+3×(0.35 mol-n)=0.84 mol,n=0.21 mol。反应共消耗HNO3的物质的量为0.21 mol×2+3×(0.35 mol-0.21 mol)+0.28 mol=1.12 mol,c(HNO3)==2.24 mol·L-1,故A正确;投入的铁粉为0.35 mol,故B不正确;溶液中c(Fe3+)∶c(Fe2+)=n(Fe3+)∶n(Fe2+)=0.14 mol∶0.21 mol=2∶3,故C正确;根据2Fe3++Cu 2Fe2++Cu2+可知,溶液中还能溶解铜的物质的量为0.07 mol,质量为0.07 mol×64 g·mol-1=4.48 g,故D正确。　金属与硝酸的反应是氧化还原反应,此类问题常利用得失电子守恒、原子守恒进行解答。6.答案　(1)①N2、NO、CO　②否　会使部分NO最终转化为NaNO3,降低含N废水的处理效果　N+N N2↑+2H2O　CO　(2)①BaO　②8H2+Ba(NO3)2 BaO+2NH3+5H2O　③催化反应器的使用增加了NH3的排放,对环境产生污染解析　(1)①工业废气中CO2、SO2可被石灰乳吸收,生成的固体1为CaCO3、CaSO3,气体1是不能被过量石灰乳吸收的N2、NO、CO;②气体1通入气体X,用氢氧化钠溶液处理后得到NaNO2,X可为空气,但不能过量,否则得到硝酸钠,NaNO2与含有N的溶液反应生成无污染气体,发生反应的离子方程式为N+N N2↑+2H2O;气体2中含有CO、N2,捕获剂所捕获的气体主要是CO。(2)①由图示可知BaO和NOx反应生成Ba(NO3)2,Ba(NO3)2再还原为N2,则储存NOx的物质为BaO;②第一步反应中H2被氧化生成水,氢元素化合价由0价升高到+1价,Ba(NO3)2中氮元素化合价由+5价降低到-3价,反应的化学方程式为8H2+Ba(NO3)2 BaO+2NH3+5H2O;③催化反应器使用增加了氨气的排放,对环境有污染,所以汽车仍然需要限行。