人教版 (2019)必修 第二册第二节 氮及其化合物一课一练

这是一份人教版 (2019)必修 第二册第二节 氮及其化合物一课一练，共21页。试卷主要包含了硝酸的物理性质，硝酸的不稳定性，硝酸的酸性与强氧化性，硝酸的工业制法，酸雨及防治等内容，欢迎下载使用。
第07讲 硝酸

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知识精讲

一、硝酸的物理性质
颜色
气味
状态
挥发性
无色
刺激性
液体
易挥发，在空气中形成白雾

二、硝酸的不稳定性
1. 浓硝酸见光或受热发生分解，化学方程式为：________________________________________。
(硝酸分解产生的NO2又溶于硝酸，可能导致浓硝酸呈黄色)
2. 硝酸易分解，一般保存在_____色_____口瓶中，并放置在阴凉处。
【答案】4HNO3 4NO2↑+ O2↑ + 2H2O 棕 细

三、硝酸的酸性与强氧化性
除Au、Pt等少数金属外，硝酸几乎可以氧化所有的金属。
1．与金属Cu的反应
实验装置
实验现象
方程式

滴加稀硝酸的试管中反应较慢，有气泡产生，在接近管口处观察到浅红棕色。

滴加浓硝酸的试管中反应剧烈，有红棕色气体生成。


【答案】3Cu + 8HNO3(稀) === 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O
Cu + 4HNO3(浓) === Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O

思考与交流
（1）Cu与浓硝酸反应，气体产物是否只有NO2？


（2）Cu与硝酸的反应中，体现了硝酸的什么性质？


（3）1mol Cu与足量浓硝酸反应，求被还原的硝酸的物质的量。


（4）1 mol HNO3和2 mol H2SO4的混合稀溶液中，加入1.5 mol Cu，加热充分反应，求产生的气体在标准状况下的体积。



【答案】(1)随着反应的进行，硝酸的浓度渐渐变稀，生成NO (2)强氧化性和酸性 (3)2mol
(4)22.4L(要用离子方程式进行计算)3Cu + 8H+ + 2NO3- === 3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O


2．钝化作用
(1)常温下， Fe、Al与浓H2SO4或浓HNO3反应，生成了致密的氧化膜，阻止酸与内层金属进一步反应，从而保护了金属，这个过程叫做“钝化”。
(2)常温下可用铁制品或铝制品盛放浓硝酸，但要注意密封，以防硝酸挥发变稀后与铁、铝反应。

及时小练
在下列反应中，HNO3表现出什么性质？ A．酸性 B．还原性 C．氧化性
（1）H2S + 2HNO3 === S↓+ 2NO2↑+ 2H2O（ ）
（2）CuO + 2HNO3 === Cu(NO3)2 + H2O（ ）
（3）4HNO3 === 4NO2↑+ O2↑+ 2H2O（ ）
（4）3Cu + 8HNO3(稀) === 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O（ ）

【答案】(1)C (2)A (3)BC (4)AC
四、硝酸的工业制法
将氨和空气的混合气通入灼热的铂铑合金网，在其催化作用下，氨被氧化成NO，生成的NO继续被氧化为NO2，再将NO2通入水中制取硝酸。

方程式如下：
___________________________________________、___________________________________________、
___________________________________________、___________________________________________。
【答案】N2 + 3H2 2NH3 4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O 2NO + O2 === 2NO2
3NO2 + H2O === 2HNO3 + NO(或4NO2 + O2 + 2H2O === 4HNO3)

五、酸雨及防治
1．概念：pH小于5.6的雨水。
2．分类：硫酸型酸雨(煤、石油等化石燃料的燃烧和某些含硫的金属矿物的冶炼)
硝酸型酸雨(汽车尾气以及硝酸工业废气等)
3．危害：①直接损伤农作物，破坏森林和草原，使土壤、湖泊酸化；
②加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电缆的腐蚀等。
4．防治：①调整能源结构，发展清洁能源；
②研究煤的脱硫技术，改进燃烧技术，减少SO2的排放；
③加强工业废气的回收处理；
④改进汽车尾气的处理技术，提高汽车尾气排放标准。

对点训练

题型一：硝酸的性质
【例1】下列关于浓硝酸的说法正确的是( )
A．难挥发 B．常温下不能氧化铜
C．应保存在无色细口瓶中 D．常温下能使铝片钝化
【答案】D
【详解】
A．硝酸是挥发性酸，浓硝酸易挥发，故A错误；
B．常温下浓硝酸能和铜反应生成硝酸铜、二氧化氮、水，常温下能氧化铜单质，故B错误；
C．浓硝酸见光易分解，应保存在棕色细口瓶中，故C错误；
D．浓硝酸具有强氧化性，常温下能使铁、铝钝化，故D正确；
答案选D。
【变1】硝酸被称为“国防工业之母”是因为它是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸性质不相对应的一组是( )
A．浓硝酸使紫色石蕊试液先变红后褪色——酸性和强氧化性
B．不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性
C．要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性
D．能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去——强氧化性
【答案】D
【详解】
A. 浓硝酸使紫色石蕊试液先变红，表现出酸性；后褪色，表现出强氧化性，正确。
B. 不能用稀硝酸与锌反应制氢气，因为硝酸具有强氧化性，被锌还原生成氮氧化物等，而不生成氢气，正确。
C. 要用棕色瓶盛装浓硝酸，因为浓硝酸具有光的不稳定性，正确。
D. 能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去，可能是硝酸表现出强氧化性，将酚酞氧化而褪色；也可能是硝酸表现出酸性，中和了氢氧化钠的碱性，酚酞在中性溶液中呈无色，错误。
故选D。
【例2】对于硫酸和硝酸的比较中，下列叙述不正确的是( )
A．冷的浓硫酸和浓硝酸都可以用铝、铁的容器盛装 B．稀硫酸和稀硝酸都具有氧化性
C．浓硫酸和浓硝酸都具有很强的腐蚀性、脱水性 D．硫酸和硝酸都是重要的化工原料
【答案】C
【详解】
A. 铝、铁与冷的浓硫酸和浓硝酸发生的钝化，因此冷的浓硫酸和浓硝酸都可以用铝、铁的容器盛装，故A正确；
B. 稀硫酸和稀硝酸都具有氧化性，稀硫酸和金属反应生成氢气，表现氧化性，稀硝酸和金属反应生成硝酸盐和一氧化氮表现氧化性，故B正确；
C. 浓硫酸和浓硝酸都具有很强的腐蚀性，浓硫酸具有脱水性，浓硝酸不具有，故C错误；
D. 化工生产中用硝酸、硫酸生产化肥、农药、炸药、燃料，金属加工前的酸洗等，故D正确。
综上所述，答案为C。
【变2】相同质量的四份铜片，分别置于足量的下列酸中，在一定条件下反应，所得到的气体的物质的量最多的是(　　)
A．浓硫酸 B．稀硫酸 C．浓硝酸 D．稀硝酸
【答案】C
【详解】
设金属Cu均为1mol，则
A．Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O，1molCu完全反应，生成1mol气体；
B．由铜在金属活动性顺序表中的位置可知，铜不可以和非氧化性酸反应产生H2，即铜和稀硫酸不反应；
C．由Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，1molCu完全反应，生成2mol气体；
D．由3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，1molCu完全反应生成气体mol；
故相同质量的四份铜片与足量的酸反应，所得到的气体的物质的量最多的是浓HNO3；
答案选C。
【例3】将Cu、Zn混合物投入稀硝酸中，充分反应后，锌有剩余，则反应后的混合物中肯定不存在的是( )
①Cu ② ③ ④
A．①② B．②③ C．①③ D．②④
【答案】B
【详解】
Zn比Cu活泼，充分反应后，锌有剩余，则说明反应后的溶液中不存在、，因为锌与二者发生反应：，，答案选B。

题型二：硝酸的强氧化性
【例4】在一定条件下，硝酸与下列物质均能发生反应，其中硝酸表现出氧化性的是
A．木炭 B．氧化铜 C．氢氧化铁 D．碳酸钠
【答案】A
【详解】
A.浓硝酸和木炭反应生成二氧化碳、二氧化氮和水，氮元素由+5价变为+4价，硝酸表现出强氧化性，故选A；
B.硝酸和氧化铜反应生成硝酸铜和水，反应中元素的化合价均未发生变化，表现了硝酸的酸性，故不选B；
C.硝酸和氢氧化铁反应生成硝酸铁和水，为复分解反应，元素的化合价均未发生变化，表现了硝酸的酸性，故不选C；
D.硝酸和碳酸钠反应生成硝酸钠、二氧化碳和水，为复分解反应，元素的化合价均未发生变化，表现了硝酸的酸性，故不选D。
【例5】某实验小组同学把小块木炭在酒精灯上烧至红热，迅速投入热的浓硝酸中，发生剧烈反应，同时有大量红棕色气体产生，液面上木炭迅速燃烧发出亮光。经查阅资料可知浓硝酸分解产生NO2和O2。为了探究“液面上木炭迅速燃烧发出亮光”的原因，该小组同学用如图装置完成以下实验：

序号
实验I
实验II
集气瓶中所盛气体
O2
加热浓硝酸
产生的气体
现象
木炭迅速燃烧发出亮光
木炭迅速燃烧发出亮光
下列说法正确的是
A．浓硝酸分解产生的V(NO2):V(O2)=1:1
B．红棕色气体的产生表明木炭与浓硝酸发生了反应
C．能使液面上木炭迅速燃烧发出亮光的主要气体是氧气
D．以上实验不能确定使液面上木炭迅速燃烧发出亮光的主要气体一定是NO2
【答案】D
【详解】
A.浓硝酸分解的方程式为4HNO34 NO2↑+O2↑+2H2O，则V(NO2):V(O2)=4:1，故A错误；
B.红棕色气体为NO2，它的产生不能表明木炭与浓硝酸发生了反应，也可能是浓硝酸分解产生的，故B错误；
C.实验II中浓硝酸受热分解产生的气体为二氧化氮和氧气，木炭在此混合气体中能迅速燃烧发出亮光，可能是氧气助燃的作用，也可能二氧化氮也具有助燃作用，故C错误；
D.根据C的分析，浓硝酸受热分解产生的气体为二氧化氮和氧气，木炭在此混合气体中能迅速燃烧发出亮光，可能是氧气助燃的作用，也可能二氧化氮也具有助燃作用，以上实验不能确定使液面上木炭迅速燃烧发出亮光的主要气体一定是NO2，故D正确。答案选D。
【变5】某化学兴趣小组进行了有关Cu、稀硝酸、稀硫酸化学性质的实验，实验过程如图所示。下列有关说法正确的是

A．实验①中溶液呈蓝色，试管口有红棕色气体产生，说明HNO3被Cu还原为NO2
B．实验③中滴加稀硫酸，铜片继续溶解，说明稀硫酸的氧化性比稀硝酸的强
C．实验③发生反应的化学方程式为3Cu+Cu(NO3)2+4H2SO44CuSO4+2NO↑+4H2O
D．由上述实验可得出结论:Cu在常温下既可以和稀硝酸反应，又可以和稀硫酸反应
【答案】C
【详解】
A、稀硝酸被Cu还原为NO，故A错误；
B、Cu与稀硫酸不反应，但硝酸铜在酸性条件下具有硝酸的强氧化性，继续与Cu反应，稀硫酸的氧化性比稀硝酸弱，故B错误；
C、实验③发生反应的化学方程式为:3Cu+Cu(NO3)2+4H2SO4═4CuSO4+2NO↑+4H2O，正确；
D、由上述实验可得出结论：Cu在常温下可以和稀硝酸反应，故D错误。
故答案选C。
【例6】为了证明稀硝酸与铜反应的气体产物是，某同学设计了如下实验。

(1)关闭，打开，通过分液漏斗向石灰石中加入稀硝酸，则石灰石的作用是__________，反应的化学方程式是_______。
(2)将铜丝插入稀硝酸中，充分反应后，打开，通过气囊鼓人空气，可以观察到烧瓶中______，证明稀硝酸与铜反应的气体产物是。
(3)铜与稀硝酸反应的离子方程式为___________。
(4)溶液的作用是_________。
【答案】石灰石与稀硝酸反应生成，将装置中的氧气排尽 无色气体变成红棕色气体 处理尾气，以免气体污染环境
【分析】
(1)NO遇氧气生成红棕色NO2，石灰石与稀硝酸反应生成，将装置中的氧气排尽；
(2) 根据NO遇氧气生成红棕色NO2回答；
(3) 铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮、水；
(4)溶液吸收氮氧化物。
【详解】
(1)石灰石与稀硝酸反应生成，能把装置中的氧气排尽，防止NO遇氧气生成红棕色NO2，干扰反应现象的判断，反应的化学方程式是；
(2) NO遇氧气生成红棕色NO2，将铜丝插入稀硝酸中，充分反应后，打开，通过气囊鼓入空气，观察到烧瓶中无色气体变成红棕色，证明稀硝酸与铜反应产生的气体产物是；
(3) 铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮、水，反应的离子方程式是；
(4)、是大气污染物，由于它们可以与溶液反应生成盐，因此用溶液吸收尾气可以防止大气污染。
【点睛】
本题考查了NO的制备、NO性质的实验方案设计，侧重于实验设计的评价，明确硝酸的强氧化性、NO与氧气反应生成红棕色的NO2是回答问题的关键。

题型三：硝酸的相关计算
【例7】物质的量之比为2：5的锌与稀硝酸反应，若硝酸被还原的产物为N2O，反应结束后锌没有剩余，则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是
A．1：4 B．1：5 C．2：3 D．2：5
【答案】A
【详解】
设Zn为2mol、HNO3为5mol，锌与稀硝酸反应时硝酸既表现酸性又表现氢化性，根据原子守恒和电子守恒，2mol锌失去4mol电子，生成2mol锌离子，由于生成硝酸锌，则其结合的硝酸根离子是4mol，剩余的1mol硝酸被还原为N2O就得到4mol电子，说明硝酸也全部反应，则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是1：4，反应方程式为4Zn＋10HNO3=4Zn(NO3)2＋N2O↑＋5H2O，故选A。
【变7-1】将1.92g铜粉与一定量的浓硝酸反应，当铜粉完全反应时收集到气体1.12L(标准状况下)，则所消耗的硝酸的物质的量是
A．0.08mol B．0.09mol C．0.11mol D．0.12mol
【答案】C
【详解】
铜与硝酸反应时，消耗的硝酸转变为硝酸铜和氮的氧化物(NO2或NO)；由题意可知：n(Cu)= =0.03mol，n(气体)==0.05mol；所以共消耗硝酸的物质的量n(HNO3)=0.03mol×2+0.05mol=0.11mol；
故选C。
【变7-2】锌和某浓度的HNO3反应时，若参加反应的锌与HNO3的物质的量之比为2:5，产物有硝酸锌、X和水，则X可能是
A．NO B．N2O C．N2O3 D．NO2
【答案】B
【详解】
锌和稀硝酸发生氧化还原反应，参加反应的锌和硝酸的物质的量之比为2：5，假设锌为4mol，生成硝酸锌为4mol，作酸性的硝酸为8mol，反应后Zn被氧化为+2价，设硝酸还原产物为x价，则根据电子得失守恒可知4mol×(2-0)=2mol×(5-x)，解得x=+1，即还原产物为N2O，答案选B。

题型四：工业制硝酸
【例8】工业上制硝酸涉及反应：，下列对该反应的说法错误的是
A．是氧化剂 B．发生还原反应
C．NO既是氧化产物又是还原产物 D．1mol参加反应时，转移5mol电子
【答案】B
【详解】
A．O元素的化合价降低，是氧化剂，故A正确；
B．N元素的化合价升高，是还原剂，发生氧化反应，故B错误；
C．→NO，NO做还原产物，NO中O元素由转化得到，NO也做氧化产物，故C正确；
D．N元素的化合价从-3升高到+2，1mol参加反应时，转移5mol电子，故D正确；
故选：B。
【例9】研究氮的循环和转化对生产，生活有重要的价值。
Ⅰ.(1)写出实验室制备氨气的化学方程式：_______。
Ⅱ.氨是重要的化工原料。某工厂用氨制硝酸和铵盐的流程如图所示。

(2)设备1、3中 发生反应的化学方程式分别是_______。设备2中通入的物质 A 是_______。
Ⅲ.氨氮废水的去除是当前科学研究的热点问题。氨氮废水中的氮元素多以NH和NH3·H2O 的形式存在。某工厂处理氨氮废水的流程如图：
含NH的废水低浓度氨氮废水含余氯废水达标
(3)过程①的目的是将 NH转化为NH3，并通过鼓入大量空气将氨气吹出，写出 NH转化为NH3的离子方程式：_______。
(4)过程②加入NaClO 溶液可将氨氮物质转化为无毒物质，反应后含氮元素、氯元素的物质化学式分别为______、__________
(5)含余氯废水的主要成分是 NaClO以及 HClO，X可选用以下哪种溶液以达到去除余氯的目的_______(填字母)。
a.KOH b.Na2SO3 c.KMnO4 d.NaCl
写出其中一个反应的离子方程式：_______
【答案】2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O 4NH3+5O24NO+6H2O、HNO3+NH3=NH4NO3 O2 NH+OH-NH3↑+H2O N2 NaCl b SO+ClO-=SO+Cl-或者SO+HClO=SO+Cl-+H+
【分析】
Ⅱ．氨气在设备1中被催化氧化生成NO，NO在设备2中和氧气、水反应得到硝酸，硝酸和氨气在设备3反应得到硝酸铵；
【详解】
(1)实验室利用固体氯化铵和氢氧化钙混合物加热反应生成氨气，化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O；
(2)设备1中氨气被催化氧化得到NO，化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O；硝酸和氨气在设备3反应得到硝酸铵，反应方程式为HNO3+NH3=NH4NO3；设备2中NO不能与水直接反应，需要氧气发生的反应4NO+O2+H2O=4HNO3，故A是O2；
(3)铵根和强碱反应后受热逸出氨气，离子方程式为NH+OH-NH3↑+H2O；
(4)过程②加入NaClO溶液可将氨氮转化为无毒物质，根据元素价态变化规律可知，反应后含氮元素、氯元素的物质化学式分别为：N2、NaCl；
(5)含余氯废水的主要成分是NaClO，具有强氧化性，要除去需加入还原性物质达到去除余氯的目的；
a．KOH与NaClO不反应，无法去除NaClO，故a错误；
b．Na2SO3具有强还原性，能达到去除余氯的目的，故b正确；
c．KMnO4具有强氧化性，无法去除NaClO，故c错误；
d．NaClO与NaCl可能反应生成氯气，不能用来去除NaClO，故d错误；
故选b；
亚硫酸根可以被次氯酸根(或次氯酸)氧化为硫酸根，离子方程式为SO+ClO-=SO+Cl-或者SO+HClO=SO+Cl-+H+。
题型五：酸雨的形成与防治
【例10】如图所示是酸雨的形成示意图。根据图示回答下列问题。

(1)下列气体容易形成酸雨的是_____。
A．CO2 B．SO2 C．N2 D．NO2
(2)现有雨水样品1份，每隔一段时间测定该雨水样品的pH，所得数据如下：
测试时间/h
0
1
2
3
4
与水的pH
4.73
4.63
4.56
4.55
4.55
分析数据，回答下列问题：
①雨水样品的pH变化的原因是____(用化学方程式表示)。
②如果将刚取样的上述雨水和自来水相混合，pH将变____，原因是_____(用化学方程式表示)。
(3)下列措施中，可减少酸雨产生的途径的是____(填字母)。
①少用煤作燃料 ②把工厂烟囱造高 ③燃料脱硫 ④在已酸化的土壤中加石灰 ⑤开发新能源
A．①②③ B．②③④⑤ C．①③⑤ D．①③④⑤
【答案】BD SO2＋H2OH2SO3、2H2SO3＋O2＝2H2SO4 变小 Cl2＋2H2O＋SO2＝H2SO4＋2HCl(或H2SO3＋Cl2＋H2O＝H2SO4＋2HCl) C
【详解】
(1)酸雨是指pH小于5.6的雨水，酸雨分为硫酸型酸雨和硝酸型酸雨，分别是由SO2和NOx引起，而N2和CO2是空气组成成分，不能引起酸雨，故选项BD正确；答案选BD；
(2)①空气中SO2与水生成H2SO3，NOx的氧化物与水生成HNO3，酸雨放置一段时间后，H2SO3被空气中的氧气氧化成H2SO4，酸性增强，其反应方程式为SO2＋H2OH2SO3、2H2SO3＋O2＝2H2SO4；
②自来水常用Cl2消毒，用上述雨水与自来水混合，SO2与Cl2反应：Cl2＋2H2O＋SO2＝H2SO4＋2HCl或H2SO3＋Cl2＋H2O＝H2SO4＋2HCl，因此溶液的pH将变小；
(3)①要减少酸雨的产生，需减少SO2的排放，大气中SO2来源主要是化石燃料的燃烧以及含硫矿石的冶炼和硫酸、造纸等生产过程中产生的尾气，煤中含有硫，燃烧过程中生成大量SO2，因此少用煤作燃料或对燃料进行脱硫处理，是减少酸雨的有效措施，故①符合题意；
②把烟囱造高，不能减少酸雨的生成，故②不符合题意；
③燃料脱硫，是减少酸雨的有效措施，故③符合题意；
④在已酸化的土壤中加石灰是为了中和酸，不是为了减少酸雨，故④不符合题意；
⑤开发新能源能从根本上杜绝SO2的产生，故⑤符合题意；
综上所述选项C正确；答案选C。

提分特训

【题1】下列关于浓硝酸的说法正确的是( )
A．难挥发 B．常温下不能氧化铜
C．应保存在无色细口瓶中 D．常温下能使铝片钝化
【答案】D
【详解】
A．硝酸是挥发性酸，浓硝酸易挥发，故A错误；
B．常温下浓硝酸能和铜反应生成硝酸铜、二氧化氮、水，常温下能氧化铜单质，故B错误；
C．浓硝酸见光易分解，应保存在棕色细口瓶中，故C错误；
D．浓硝酸具有强氧化性，常温下能使铁、铝钝化，故D正确；
答案选D。
【题2】硝酸被称为“国防工业之母”是因为它是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸性质不相对应的一组是( )
A．浓硝酸使紫色石蕊试液先变红后褪色——酸性和强氧化性
B．不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性
C．要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性
D．能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去——强氧化性
【答案】D
【解析】
【详解】
A. 浓硝酸使紫色石蕊试液先变红，表现出酸性；后褪色，表现出强氧化性，正确。
B. 不能用稀硝酸与锌反应制氢气，因为硝酸具有强氧化性，被锌还原生成氮氧化物等，而不生成氢气，正确。
C. 要用棕色瓶盛装浓硝酸，因为浓硝酸具有光的不稳定性，正确。
D. 能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去，可能是硝酸表现出强氧化性，将酚酞氧化而褪色；也可能是硝酸表现出酸性，中和了氢氧化钠的碱性，酚酞在中性溶液中呈无色，错误。
故选D。
【题3】在100mL混合液中，HNO3和H2SO4物质的量浓度分别是0.4mol/L和0.1mol/L，向该混合液中加入1.92gCu粉，加热充分反应后，所得溶液中Cu2+的物质的量浓度是( )
A．0.15 mol/L B．0.3 mol/L C．0.1 mol/L D．0.225 mol/L
【答案】D
【解析】
【详解】
溶液中的氢离子包括硝酸电离和硫酸电离的，因为硝酸和硫酸都是强酸，所以溶液中的氢离子的物质的量为：0.4mol/L×0.1L+0.1mol/L×0.1L×2=0.06mol，硝酸根离子的物质的量为：0.4mol/L×0.1L=0.04mol，1.92gCu的物质的量为：，则3Cu+8H++NO3-=2NO↑+3Cu2++4H2O，结合氢离子、铜、硝酸根离子的物质的量和铜与稀硝酸反应的离子方程式可知，氢离子的物质的量不足，根据氢离子的物质的量计算，反应中有0.06mol氢离子参加反应，则参加反应的铜的物质的量为：0.06：n(Cu) = 8：3，n(Cu) =0.0225mol，则反应生成Cu2+的物质的量为0.0225mol，故所得溶液中Cu2+的物质的量浓度是 ，D符合题意；
答案选D。
【题4】物质的量之比为2：5的锌与稀硝酸反应，若硝酸被还原的产物为N2O，反应结束后锌没有剩余，则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是
A．1：4 B．1：5 C．2：3 D．2：5
【答案】A
【解析】
【详解】
设Zn为2mol、HNO3为5mol，锌与稀硝酸反应时硝酸既表现酸性又表现氢化性，根据原子守恒和电子守恒，2mol锌失去4mol电子，生成2mol锌离子，由于生成硝酸锌，则其结合的硝酸根离子是4mol，剩余的1mol硝酸被还原为N2O就得到4mol电子，说明硝酸也全部反应，则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是1：4，反应方程式为4Zn＋10HNO3=4Zn(NO3)2＋N2O↑＋5H2O，故选A。
【题5】向稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量的变化如图所示(已知硝酸只被还原为NO气体)。下列分析错误的是(　　)

A．OA段产生的是NO，AB段的反应为Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，BC段产生H2
B．A点溶液中的溶质为Fe(NO3)3和H2SO4
C．原混合酸中NO3-物质的量为0.2 mol
D．原混合酸中H2SO4的物质的量浓度为2 mol·L-1
【答案】B
【解析】
【分析】
由图象可知，由于铁过量，OA段发生反应为：Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O，AB段发生反应为：Fe+2Fe3+=3Fe2+，BC段发生反应为：Fe+2H+=Fe2++H2↑；最终消耗22.4gFe，溶液中溶质为FeSO4，根据Fe元素守恒可以计算n(FeSO4)，进而计算硫酸的物质的量浓度。
【详解】
A．根据分析可知，OA段发生反应为：Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O，AB段发生反应为：Fe+2Fe3+=3Fe2+，BC段发生反应为：Fe+2H+=Fe2++H2↑，所以OA段产生的是NO，BC段产生H2，A选项正确；
B．A点时，NO3-被Fe全部还原为NO，因此溶液中不再含有NO3-，B选项错误；
C．OA段消耗11.2gFe，即0.2molFe，根据方程式Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O可知消耗的HNO3的物质的量为0.2mol，因此原混合酸中NO3-物质的量为0.2 mol，C选项正确；
D．最终消耗22.4gFe，即0.4molFe，最后溶液中溶质为FeSO4，根据Fe元素守恒可得n(FeSO4)=0.4mol，则n(H2SO4)=0.4mol，原混合酸中H2SO4的物质的量浓度为，D选项正确；
【点睛】
本题以图象为载体，考查有关金属和酸反应的计算题，关键根据图象分析各段发生的反应，注意与铁的反应中硝酸全部起氧化剂作用。
【题6】关于硝酸的说法正确的是(　　)
A．硝酸与金属反应时，主要是＋5价的氮得电子
B．浓HNO3与浓盐酸按3∶1的体积比混合所得的混合物叫王水
C．硝酸电离出的 H＋，能被Zn、Fe等金属还 原成H2
D．常温下，向浓HNO3中投入Fe片，会产生大量的红棕色气体
【答案】A
【解析】
【详解】
A．硝酸中N元素为+5价，为最高价态，则硝酸具有强氧化性，所以与金属反应时，主要是+5价的氮得电子，故A正确；
B．王水中浓硝酸和浓盐酸的体积被为1：3，王水能溶解金、铂等金属，故B错误；
C．酸性条件下，硝酸根离子具有强氧化性，能被Zn、Fe等金属还原成氮的化合物，得不到氢气，故C错误；
D．常温下，铁和浓硝酸发生钝化现象，铁表面生成一层致密的氧化物薄膜而阻止进一步反应，所以得不到大量红棕色气体，故D错误；
故选A。
【题7】下列有关实验操作、现象及解释或结论都正确的是
选项
实验操作
现象
解释或结论

将过量的粉加入稀中，充分反应后，滴入溶液
溶液呈
红色
稀将氧化为

常温下，、放入浓中
无明显现象
、 在浓中发生钝化

铝箔插入稀中
无现象
箔表面被氧化，形成致密的氧化膜

用玻璃棒蘸取浓点到蓝色石蕊试纸上
试纸变红色
浓具有酸性
A．A B．B C．C D．D
【答案】B
【解析】
【详解】
A.稀硝酸与铁粉反应，铁首先被氧化成，过量的铁粉将还原，最终得到，滴人溶液不显红色，故错误；
B.常温下，、在浓中发生钝化，生成致密的氧化膜阻止了反应的进行，故正确；
C.铝箔能与稀反应放出气体，故项错误；
D.浓硝酸是强氧化性酸，能使蓝色石蕊试纸先变红后褪色，故错误。
【题9】某课外活动小组为了探究木炭与浓硝酸反应后的气态生成物，设计如下实验。
(1)甲同学设计实验如图甲。

红热木炭未进入试管前，浓硝酸上方并无明显现象。如图甲连接实验装置后，浓硝酸液面上方有明显的红棕色气体产生，且沾有澄清石灰水的玻璃片出现浑浊，后浑浊消失。沾有澄清石灰水的玻璃片出现浑浊，_______(填“能”或“不能”)说明木炭与浓硝酸发生了反应，是因为_______。
(2)乙同学设计实验如图乙。

如图乙连接实验装置后，浓硝酸液面上方有明显的红棕色气体产生，且沾有澄清石灰水的玻璃片无明显变化。沾有澄清石灰水的玻璃片无明显变化，_______(填“能”或“不能”)说明木炭与浓硝酸未反应，是因为_______。
(3)丙同学克服了甲、乙同学设计上的缺点，设计实验如图丙。已知酸性高锰酸钾溶液能将NO、NO2氧化成，被还原为Mn2+。

①如图连接装置后，需进行的实验操作为_______；加热木炭与浓硝酸前需先通一段时间N2，目的为_______。
②装置A中木炭与浓硝酸反应的化学方程式为_______。
③能证明木炭被氧化的实验现象为_______。
④装置D中发生反应的离子方程式为_______。
【答案】 不能 红热木炭与空气中的氧气反应也能生成二氧化碳，使澄清石灰水变浑浊 不能 挥发出的硝酸和生成的NO2都能与石灰水反应 检查装置气密性 将装置中的空气排尽 C中澄清石灰水变浑浊
【解析】
【详解】
(1) 红热木炭与空气中的氧气反应也能生成二氧化碳，所以沾有澄清石灰水的玻璃片出现浑浊，不能证明木炭与浓硝酸发生了反应，故答案为：不能；红热木炭与空气中的氧气反应也能生成二氧化碳，使澄清石灰水变浑浊；
(2) 挥发出的硝酸和生成的NO2都能与石灰水反应消耗石灰水，所以沾有澄清石灰水的玻璃片无明显变化，不能证明木炭与浓硝酸未反应，故答案为：不能；挥发出的硝酸和生成的NO2都能与石灰水反应；
(3)①涉及气体制备的实验要检查装置气密性，所以连接装置后，需进行的实验操作为检查装置气密性；为防止空气对实验产生干扰，加热木炭与浓硝酸前需先通一段时间N2，将装置中的空气排尽，故答案为：检查装置气密性；将装置中的空气排尽；
②木炭与浓硝酸反应生成二氧化碳、二氧化氮和水，反应的化学方程式为，故答案为：；
③若澄清石灰水变浑浊，可证明木炭被氧化为二氧化碳，所以能证明木炭被氧化的实验现象为C中澄清石灰水变浑浊，故答案为：C中澄清石灰水变浑浊；
④装置D中NO被氧化为，被还原为Mn2+，发生反应的离子方程式为，故答案为：。

提分作业

【练1】对于硝酸的物理性质，下列叙述不正确的是
A．可以与水以任意比互溶
B．不易挥发
C．有刺激性气味
D．质量分数足够大时可形成发烟硝酸
【答案】B
【详解】
A. 硝酸易溶于水，可以与水以任意比互溶，故A正确；
B. 硝酸具有挥发性，故B错误；
C. 硝酸具有挥发性，有刺激性气味，故C正确；
D.硝酸质量分数为86%~97.5%以上时可形成发烟硝酸，故D正确。
【练2】下列有关浓硝酸说法不正确的是
A．实验室常用浓硝酸与金属锌反应制备氢气
B．常温下浓硝酸能使金属铝钝化
C．浓硝酸不稳定，见光易分解，需要避光保存
D．浓硝酸易挥发，打开瓶塞，瓶口有白雾产生
【答案】A
【详解】
A．硝酸的氧化性很强，与金属反应时一般不生成氢气而生成氮氧化物，所以实验室中不能使用硝酸制备氢气，故A错误；
B．在常温下铁、铝遇浓硝酸会被氧化，在表面产生一层致密的氧化物薄膜，对内层的金属起到了保护作用，这种现象叫钝化，故B正确；
C．浓硝酸不稳定，见光容易分解，所以应避光保存，故C正确；
D．浓硝酸易挥发，打开瓶塞，瓶口有白雾产生，故D正确；
选A。
【练3】下列关于浓硝酸和浓硫酸的叙述，正确的是
A．常温下都用铜制容器贮存
B．露置在空气中，容器内酸液的质量都减轻
C．与金属铁反应，都有氢气生成
D．露置在空气中，容器内酸液的浓度都降低
【答案】D
【分析】
浓硫酸具有强氧化性、吸水性、难挥发性、酸性大等性质，浓硝酸具有强的氧化性、易挥发性、酸性等性质，据此解答。
【详解】
A．常温下浓硫酸与铜不反应，但是浓硝酸与铜反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，故A错误；
B．浓硫酸具有吸水性，浓硝酸具有挥发性，露置在空气中，容器内浓硫酸液的质量增重，浓硝酸溶液质量减轻，故B错误；
C．浓硝酸和浓硫酸都具有强氧化性，常温下，都能使铁发生钝化，高温下可与铁反应，生成其气体分别为二氧化氮，二氧化硫，随浓硝酸和浓硫酸的浓度降低，稀硫酸与铁反应生成氢气，稀硝酸与铁反应生成一氧化氮，故C错误；
D．因浓硝酸具有挥发性，溶质减少，浓度减小，而浓硫酸具有吸水性，溶剂增加，溶质不变，浓度减小，故D正确；
答案选D。
【点睛】
浓硫酸和浓硝酸都具有强氧化性，比较它们的性质差异，从理性质上比较，浓硝酸有挥发性，浓硫酸有吸水性，注意浓硝酸或浓硫酸随着反应进行，浓度减小。
【练4】在下列反应中，HNO3既表现出氧化性，又表现出酸性的是
A．3Cu＋8HNO3(稀) =3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O↑
B．CuO＋2HNO3=Cu(NO3)2＋H2O
C．4HNO3(浓) 4NO2↑＋O2↑＋2H2O
D．H2S＋2HNO3(浓) S↓＋2NO2＋2H2O
【答案】A
【详解】
A.铜和稀硝酸的反应中硝酸里+5价氮在反应后，部分降低到+2价，体现了氧化性，还有一部分化合价没有变化，生成了硝酸铜里，这部分硝酸表现出酸性，故A选；
B.氧化铜和硝酸发生的是复分解反应，不是氧化还原反应，硝酸只体现出酸性，没有表现氧化性，故B不选；
C.硝酸的分解反应中硝酸既作氧化剂又作还原剂，既表现出氧化性，又表现出还原性，没有表现出酸性，故C不选；
D.硫化氢和硝酸的反应中，硝酸里的氮的化合价全部降低，只表现氧化性，没有表现酸性，故D不选。
故选A。
【练5】工业上制硝酸的原理是将氨经过一系列反应得到硝酸，如下图所示：

下列说法错误的是
A．过程①属于氮的固定
B．氮气在足量氧气中也可以通过一步反应生成NO2
C．过程④反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：2
D．常温下可用铁质容器储存浓硝酸
【答案】B
【详解】
A． 过程①是氮气和氢气高温高压催化剂作用下反应生成氨气，属于氮的固定，故A正确；
B． 氮气在足量氧气中可以通过一步反应生成NO，不能生成NO2，故B错误；
C． 过程④3NO2+H2O=2HNO3+NO，反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：2，故C正确；
D． 铁在浓硝酸中发生钝化，金属表面生成一薄层致密氧化物薄膜，阻止内部反应继续进行，常温下可用铁质容器储存浓硝酸，故D正确；
故选B。
【练6】在一定温度下，32g金属铜与足量某浓度的硝酸完全反应，生成NO2和NO的物质的量之比为1∶3，则反应过程中转移的电子为
A．1 mol B．2 mol C．3mol D．4 mol
【答案】A
【详解】
在氧化还原反应中电子得失数目相等。所以在一定温度下，1 mol金属铜与足量某浓度的硝酸完全反应，Cu失去电子2mol，HNO3得到的电子的物质的量也是2mol，即关系式为1Cu2e-,32gCu的物质的量为=0.5mol，则转移的电子数是1mol。答案选A。
【练7】将6.4g铜投入30mL一定浓度的硝酸中，恰好完全反应，产生标准状况下的NO和NO2混合气体共2.24L。则下列叙述正确的是
A．NO体积为0.56L B．原硝酸浓度10.0mol/L
C．NO和NO2物质的量之比为2∶1 D．体现酸性的硝酸为0.1mol
【答案】B
【解析】
【分析】
6.4gCu的物质的量为0.1mol，与硝酸恰好反应，生成标况下NO和NO2共2.24L，0.1mol，根据电子转移守恒，Cu失去电子=N得到的电子，0.1molCu被氧化失去0.2mol电子，设NO的物质的量为xmol，NO2的物质的量为ymol，故有3x+y=0.2和x+y=0.1mol，解得x=0.05mol，y=0.05mol。
【详解】
根据上述分析可知，
A．NO的物质的量为0.05mol，标况下体积为1.12L，A错误；
B．根据原子守恒，消耗的硝酸的总物质的量=起氧化剂作用的硝酸的物质的量(还原产物的总物质的量)+起酸性作用的硝酸的物质的量(生成盐中的硝酸根的物质的量)，故有n(HNO3)=n(NO)+n(NO2)+2n(Cu(NO3)2)=0.1+0.2=0.3mol，V=30mL，c(HNO3)=0.3mol/0.03L=10.0moL，B正确；
C．由以上分析可知NO和NO2物质的量之比为1∶1，C错误；
D．体现酸性的硝酸的物质的量=生成盐中的硝酸根的物质的量=2n(Cu(NO3)2)=2n(Cu)=0.2mol，D错误；
故选：B。
【练8】下列事实体现了硝酸的什么性质？写出有关反应的化学方程式或离子方程式。
(1)浓硝酸应存放于棕色试剂瓶中：浓硝酸具有______；反应的化学方程式为___________。
(2)银片溶于热的稀硝酸：硝酸具有________；反应的化学方程式为____________。
(3)石灰石和稀硝酸混合反应制取CO2：硝酸具有_______；反应的离子方程式为__________。
(4)红热的木炭投入浓硝酸中产生红棕色的气体：浓硝酸具有________；反应的化学方程式为____________。
【答案】不稳定性(或见光易分解的性质) 强氧化性和酸性 (稀) 酸性 强氧化性
【分析】
(1)浓硝酸见光易分解，据此作答；
(2)稀硝酸具有强氧化性和酸性，据此作答；
(3)石灰石和稀硝酸混合反应制取CO2体现硝酸的酸性，据此作答；
(4)红热的木炭投入浓硝酸中产生红棕色的气体，体现浓硝酸的强氧化性。
【详解】
(1)浓硝酸见光易分解，方程式为：，故答案为：不稳定性(或见光易分解的性质)；；
(2)稀硝酸具有强氧化性和酸性，与银反应的方程式为：(稀)，故答案为：强氧化性和酸性；(稀)；
(3)石灰石和稀硝酸混合反应制取CO2体现硝酸的酸性，离子方程式为：，故答案为：酸；；
(4)红热的木炭投入浓硝酸中产生红棕色的气体，体现浓硝酸的强氧化性，方程式为：，故答案为：强氧化性；。
【练8】某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的是NO气体，设计了如下实验。实验装置如图所示：

(1)装置A中生成CO2的作用是___________，证明该实验目的达到的现象是___________。
(2)观察到(1)中的现象后，关闭K，将装置B中铜丝插入稀硝酸，并微热之，观察到装置B中的现象是___________；B中反应的离子方程式是___________。
(3)装置E和F的作用是___________；为实现此目的，需推动注射器，将F中空气通入E中，可观察到的现象是___________。
(4)D装置的作用是___________(答两点)。
【答案】(1) 利用生成的CO2将整套装置内的空气赶尽，以排除对Cu与稀HNO3反应生成的气体产物观察的干扰 C中产生白色沉淀
(2) 铜丝上产生气泡，稀硝酸液面上气体仍为无色，溶液变为淡蓝色 3Cu＋8H＋＋2NO=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
(3) 验证NO的生成 无色气体变为红棕色
(4)吸收一氧化氮排出的二氧化碳和反应生成的氮氧化物，防止氮氧化物污染空气
【解析】
【分析】
由实验装置图可知，装置A中稀硝酸与碳酸钙反应生成的二氧化碳气体赶净装置中的空气，避免对一氧化氮气体检验产生干扰；装置B中铜与硝酸的反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，装置E中收集到无色气体一氧化氮，将F中的空气充入E中可检验一氧化氮的生成；装置C可检验装置中空气是否排尽；装置D为尾气处理装置，用于吸收装置中的二氧化碳和反应生成氮的氧化物，防止污染空气。
(1)
因烧瓶中有空气，反应生成的一氧化氮能与空气中的氧气反应生成二氧化氮，干扰一氧化氮的检验，利用A装置中稀硝酸与碳酸钙反应生成的二氧化碳气体赶净装置中的空气，避免对一氧化氮气体检验产生干扰；当C中澄清石灰水变浑浊时，说明装置中的空气已经排尽，故答案为：利用生成的二氧化碳赶尽整个装置内的空气，避免对NO的检验造成干扰；C中产生白色沉淀；
(2)
关闭K，将装置B中铜丝插入稀硝酸，并微热之，铜与硝酸的反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，反应的离子方程式为3Cu＋8H＋＋2NO=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，实验时可观察到铜丝上产生气泡，稀硝酸液面上气体仍为无色，溶液变为淡蓝色，故答案为：铜丝上产生气泡，稀硝酸液面上气体仍为无色，溶液变为淡蓝色；3Cu＋8H＋＋2NO=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O；
(3)
将F中的空气推入E中，一氧化氮与空气中的氧气反应生成红棕色的二氧化氮，当E中无色气体变为红棕色，可以验证一氧化氮的生成，故答案为：验证NO的生成；无色气体变为红棕色；
(4)
装置D中的氢氧化钠溶液可以吸收一氧化氮排出的二氧化碳，也能吸收反应生成的氮氧化物，防止氮氧化物污染空气，故答案为：吸收一氧化氮排出的二氧化碳和反应生成的氮氧化物，防止氮氧化物污染空气。