人教版 (2019)必修 第二册第二节 氮及其化合物第3课时课时训练

这是一份人教版 (2019)必修 第二册第二节 氮及其化合物第3课时课时训练，共6页。试卷主要包含了下列离子方程式正确的是，按要求回答下列问题等内容，欢迎下载使用。

合格考过关检验
1.汽车尾气装置中,气体在催化剂表面吸附与解吸附作用的过程如图所示,下列说法正确的是( )。

A.反应中CO为氧化剂,N2为氧化产物
B.汽车尾气的主要污染成分包括CO、NO和N2
C.NO与O2必须在催化剂表面才能反应
D.催化转化总化学方程式为2NO+O2+4CO4CO2+N2
答案D
解析反应过程中CO为还原剂,N2为还原产物;汽车尾气中的N2不是污染物;NO与O2的反应不需要催化剂;根据题中的图示,可将反应的过程分成如下两步写:2NO+O22NO2,2NO2+4CON2+4CO2,将两步反应合并可得总化学方程式为2NO+O2+4CO4CO2+N2。
2.下列离子方程式正确的是( )。
A.Zn与稀硝酸反应:Zn+2H+Zn2++H2↑
B.Fe(NO3)2溶液中加入稀硫酸:3Fe2++4H++N3Fe3++NO↑+2H2O
C.过量铁粉与稀硝酸反应:Fe+4H++NFe3++NO↑+2H2O
D.Cu与稀硝酸反应:Cu+4H++2NCu2++2NO2↑+2H2O
答案B
解析A项,不产生H2;C项,应生成Fe2+;D项,应生成NO。
3.铜粉放入稀硫酸中,加热后无明显现象。当加入一种盐后,铜粉的质量减少,溶液呈蓝色,同时有气体逸出,则该盐是( )。
A.Fe2(SO4)3B.KNO3
C.FeSO4D.Na2CO3
答案B
解析Cu、稀硫酸、硫酸铁混合时,铜与硫酸铁发生氧化还原反应,生成硫酸亚铁和硫酸铜,铜粉的质量减少,但没有气体生成,A项错误;Cu、稀硫酸、KNO3混合时发生反应:3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O,铜粉的质量减少,溶液变为蓝色,且有气体逸出,B项正确;Cu、稀硫酸、FeSO4混合时不发生反应,C项错误;Cu与稀硫酸不反应,加入的Na2CO3与稀硫酸反应生成二氧化碳气体,但Cu不溶解,D项错误。
4.分别利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.HNO3的利用率:③>②>①
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
答案D
解析途径①:Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2H2O+2NO2↑;途径②:3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+4H2O+2NO↑;途径③:2Cu+O22CuO、CuO+2HNO3Cu(NO3)2+H2O。由分析可知,③不生成污染性气体,对环境污染最小,A项正确;根据三种途径的化学方程式可知,HNO3的利用率为③>②>①,B项正确;根据铜元素守恒,制取相同质量的硝酸铜时,三种途径所消耗的铜的质量相同,C项正确;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项错误。
5.按要求回答下列问题。
(1)有时在实验室看到浓硝酸显黄色,原因是 。
由此可知,实验室保存浓硝酸的方法是 。
(2)铜与足量浓硝酸反应时,表现酸性的HNO3与表现氧化性的HNO3物质的量之比为 。
(3)一定量的浓硝酸与足量的铜充分反应,生成的气体为 ,写出反应的离子方程式: 。向反应后的溶液中加入稀硫酸,又有气泡产生,写出反应的离子方程式: 。
(4)从某金属粉末(含有Au、Cu、Ag)中分离出Au,应加入的试剂是 ,写出Ag参与反应的化学方程式: 。
答案(1)浓硝酸见光或受热发生了分解,生成的NO2溶于浓硝酸所致 应保存在棕色试剂瓶中,并置于阴凉处
(2)1∶1
(3)NO2、NO Cu+4H++2N2NO2↑+2H2O+Cu2+,3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O 3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O
(4)稀硝酸 3Ag+4HNO3(稀)3AgNO3+NO↑+2H2O
等级考素养提升
1.下列关于铜与浓硝酸反应的说法中错误的是( )。
A.HNO3是氧化剂,NO2是还原产物
B.若2 ml HNO3被还原,则反应中一定生成22.4 L NO2气体
C.参加反应的硝酸中,被还原和未被还原的硝酸的物质的量之比是1∶1
D.硝酸在反应中既表现强氧化性,又表现酸性
答案B
解析题目没有指明温度和压强,无法确定气体摩尔体积,故无法计算气体的体积,B项错误。
2.某学习小组为研究铜与浓硝酸、稀硝酸反应的差异,设计了如图所示的实验装置(夹持装置已省略)。
下列说法不正确的是( )。
A.反应开始前通入过量的CO2气体,目的是排除装置内的空气
B.A中的离子方程式为Cu+2N+4H+Cu2++2NO2↑+2H2O
C.当B中0.03 ml铜粉被氧化时,B中产生的NO气体大于0.02 ml
D.C装置中可装入一定量的水进行尾气处理
答案D
解析反应开始前通入过量的CO2气体,目的是排除装置内的空气,A项正确;A中铜与浓硝酸反应的离子方程式为Cu+2N+4H+Cu2++2NO2↑+2H2O,B项正确;B中发生反应3NO2+H2O2HNO3+NO,3Cu+8HNO33Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,因此当B中0.03ml铜粉被氧化时,B中产生的NO气体大于0.02ml,C项正确;NO不溶于水,C装置中装入一定量的水不能进行尾气处理,D项错误。
3.下述实验中均有红棕色气体产生,对比分析下列所得结论不正确的是( )。
A.由①中的红棕色气体,推断产生的气体一定是混合气体
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
答案D
解析①中灼热碎玻璃起加热作用,浓硝酸受热分解生成红棕色NO2,硝酸中氮元素化合价降低,必有元素化合价升高,只能为氧元素,因此还有O2生成,产生的气体为混合气体,A项正确;由①可知,浓硝酸受热分解可生成红棕色气体,所以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项正确;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项正确;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项错误。
4.现有稀硫酸和稀硝酸的混合溶液,已知其中稀硫酸浓度为4 ml·L-1,稀硝酸的浓度为2 ml·L-1。取10 mL混合酸,向其中加入过量铁粉,反应结束后,在标准状况下可收集到气体的体积为(假设HNO3只被还原为NO)( )。
L L
L L
答案C
解析该题解题的关键是运用离子方程式计算并考虑过量的H+继续反应的情况。混合溶液中n(H+)=(2×4ml·L-1+2ml·L-1)×0.01L=0.1ml,n(N)=2ml·L-1×0.01L=0.02ml,根据题意,发生反应的离子方程式为3Fe+2N+8H+3Fe2++2NO↑+4H2O,N完全反应,n(NO)=n(N)=0.02ml;剩余n(H+)=0.02ml,与过量的铁粉发生反应Fe+2H+Fe2++H2↑,n(H2)==0.01ml,因此收集到的气体是NO和H2的混合物,标准状况下气体体积为(0.02ml+0.01ml)×22.4L·ml-1=0.672L。
5.如图是用浓硝酸、铜片、蒸馏水等试剂探究浓硝酸、稀硝酸的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。
将足量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,向具支试管中放入约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: 。
(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,最简便、合理的实验操作是 。
(4)能证明稀硝酸与铜反应产生NO的实验现象是 (填字母)。
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.实验反思。
(5)利用该装置先进行铜与浓硝酸的反应,再进行铜与稀硝酸的反应,其优点是 。
Ⅳ.问题讨论。
用等质量的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。对此有两种说法。
①两者颜色不同的原因是Cu2+浓度差异引起的。
②前者溶液呈绿色,是因为生成的红棕色NO2溶解于溶液中引起的。
(6)你认为上述说法 (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: 。
答案Ⅰ.(1)Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
(2)铜片逐渐溶解,溶液变为绿色,放出红棕色气体
Ⅱ.(3)向分液漏斗中加蒸馏水稀释浓硝酸,打开活塞,滴入稀硝酸
(4)C
Ⅲ.(5)利用Cu与浓硝酸反应生成的NO2将具支试管中的空气排出,有利于观察Cu与稀硝酸的反应产物
Ⅳ.(6)② 向蓝色溶液中通入NO2,溶液变成绿色(或加热绿色溶液,有红棕色气体产生,溶液变成蓝色)
解析Ⅰ.铜与浓硝酸反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,实验中具支试管中溶液变为绿色,且有红棕色气体产生。
Ⅱ~Ⅲ.向分液漏斗中加蒸馏水将浓硝酸稀释后,可以继续进行铜与稀硝酸反应的实验,这样可以利用Cu与浓硝酸反应产生的NO2将具支试管中的空气排出,有利于观察铜与稀硝酸反应的产物。
Ⅳ.由于硝酸均过量,铜的质量相同,溶液的体积相同,所以铜无论是与稀硝酸反应,还是与浓硝酸反应,生成的Cu2+的浓度是相同的,说法①是不合理的。可通过向蓝色溶液中通入NO2看溶液是否变绿,或加热绿色溶液看是否有红棕色气体产生来证明。
6.已知木炭在一定条件下与浓硝酸反应生成两种+4价的氧化物。为了探究一氧化氮(NO)能否与过氧化钠反应,以及反应后的产物中是否有亚硝酸钠(NaNO2),某小组同学设计了如图所示装置(夹持装置和连接用的胶管已略去)。
(1)为了完成该实验,虚线框内还需要连接B~E四套装置,按气流方向连接的顺序为a→( )( )→( )( )→( )( )→( )( )(填仪器接口的字母编号)。连接好仪器(装置气密性良好),装入试剂后,要通入一段时间的氮气,再滴加浓硝酸,点燃酒精灯。通入氮气的主要目的是 。
(2)装置E中观察到的主要实验现象有 。
(3)装置C的作用是 。
(4)某同学经查阅资料后发现亚硝酸是弱酸,性质不稳定,室温下易分解成一氧化氮和二氧化氮。装置D中充分反应后,设计实验证明D中是否有亚硝酸钠生成: (写出实验步骤及现象)。
答案(1)h i d e b c f g(或h i d e
b c g f) 排尽装置中的空气,防止一氧化氮被空气中的氧气氧化为二氧化氮
(2)溶液由无色变为蓝色,有无色气体逸出
(3)除去一氧化氮中的二氧化碳
(4)取少量D中的固体放入试管中,加入稀硫酸,若溶液中有气泡产生,且在试管液面上方出现红棕色气体,则证明D中有亚硝酸钠生成(或其他合理答案)
解析(1)由题意可知A中发生的反应为C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O,故a处出来的气体有CO2、NO2和少量水蒸气。要得到NO,则要在装置E中发生反应3NO2+H2O2HNO3+NO,3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,为了防止NO被氧化为NO2,装置中要保持无氧的条件,则装入试剂后,要先通入一段时间氮气,再滴加浓硝酸,最后点燃酒精灯。从装置E中出来的气体是CO2、NO和少量的水蒸气。要得到干燥的NO,要先用装置C除去CO2,后用装置B除去水蒸气。在装置D中探究一氧化氮(NO)能否与过氧化钠反应,因此按气流方向连接的顺序为a→h→i→d→e→b→c→f→g(或a→h→i→d→e→b→c→g→f)。(2)装置E中溶液由无色变成蓝色,有无色气体逸出。(3)装置C的作用是除去一氧化氮中的二氧化碳。(4)根据题给信息,可以利用HNO2的不稳定性,证明D中是否有亚硝酸钠生成,其原理为取少量D中的固体放入试管中,加入稀硫酸,若溶液中有气泡产生,且在试管液面上方出现红棕色气体,则证明D中有亚硝酸钠生成。①
②
③