人教版 (2019)必修 第二册第二节 氮及其化合物第3课时练习

第五章　第二节　第3课时

A组·基础达标

1．大气中的二氧化硫和二氧化氮溶于水后会形成酸雨。下列说法错误的是(　　)

A．二氧化硫和二氧化氮是形成酸雨的主要物质

B．酸雨的主要成分为H2SO4和HNO3

C．汽车尾气中的NOx 指NO2

D．煤燃烧时加入适量生石灰，可减少废气中SO2的量

【答案】C

【解析】汽车尾气中的NOx主要指NO、NO2，C错误。

2．(2021·广东揭阳期末)下列反应既表现硝酸的氧化性，又表现硝酸的酸性的是(　　)

A．NH3＋HNO3===NH4NO3

B．FeO＋4HNO3(浓)===Fe(NO3)3＋2H2O＋NO2↑

C．CuO＋2HNO3===Cu(NO3)2＋H2O

D．C＋4HNO3(浓)CO2↑＋2H2O＋4NO2↑

【答案】B

3．从经济效益和环境保护的观点出发，由铜制取硝酸铜或硫酸铜最适宜的方法是(　　)

A．Cu与浓H2SO4CuSO4 B．Cu与稀HNO3―→Cu(NO3)2

C．CuCuOCuSO4 D．Cu＋AgNO3―→Cu(NO3)2

【答案】C

【解析】A中生成的SO2会造成大气污染，不正确；B中生成的NO也会造成大气污染，不正确；C中生成等量的CuSO4所用的原料少，比较经济，又不会对环境造成污染，正确；D中硝酸银成本较高，同时硝酸银会对环境造成一定的污染，主要是重金属污染，不正确。

4．一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，硝酸被还原之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

【答案】D

【解析】硝酸的浓度越大氧化性越强，与产物的价态无关，A错误；等量的Cu与酸反应，生成Cu(NO3)2的物质的量相同，B错误；等量的Cu与酸反应，浓硝酸反应生成气体多，C错误；因3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，最终收集到的气体均为NO，由电子守恒可知，收集到的NO的体积相等，D正确。

5.0．3 mol Cu和含1.2 mol HNO3的浓硝酸，充分反应后，生成NO2的量为(　　)

A．0.2 mol B．0.6 mol

C．小于0.6 mol D．大于0.6 mol

【答案】C

【解析】因铜与浓硝酸反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，随着反应的进行，浓硝酸变稀，稀硝酸与铜反应：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，所以放出的NO2小于0.6 mol。

6．(2021·广东梅州期末) 部分含氮物质的分类与相应氮元素的化合价关系如图所示。下列说法不正确的是(　　)

A．a可经催化氧化生成b B．b为无色气体，可氧化为c

C．c是酸性氧化物 D．d的稀溶液与Cu反应生成b

【答案】C

7．某兴趣小组设计出如图所示装置来改进教材中“硝酸与铜反应”的实验，以探究化学实验的绿色化。

(1)实验前，关闭活塞b，试管d中加水至浸没长导管口，塞紧试管c和d的胶塞，加热c，其目的是__________________________。

(2)在d中加适量NaOH溶液，c中放一小块铜片，由分液漏斗a向c中加入2 mL浓硝酸，c中反应的化学方程式是__________________________________。再由a向c中加2 mL蒸馏水，c中的实验现象是________________________________。

(3)下表是制取硝酸铜的三种方案，能体现绿色化学理念的最佳方案是__________，理由是________________________________________________________________________。

【答案】(1)检查装置气密性

(2)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O

反应变慢，气体颜色变淡

(3)丙　耗酸量最少，无污染

【解析】(1)加入药品之前要检查装置的气密性。(2)加入水后，浓硝酸变稀，与Cu反应变缓，产生NO无色气体。(3)丙方案发生的反应为2Cu＋O22CuO，CuO＋2HNO3===Cu(NO3)2＋H2O，无污染性气体生成，且HNO3只显酸性，耗酸量少。

8．为了证明稀硝酸与铜反应的气体产物是NO，某同学设计了如下实验装置和实验方案。

实验步骤：

(1)关闭K1，打开K2，向试管中加入适量石灰石，通过分液漏斗向其中加入一定的稀硝酸，则加入石灰石的作用是____________________________________________________，反应的化学方程式是_____________________________________。

(2)将铜丝插入稀硝酸中，微热大试管。该步反应的离子方程式是___________________________________________________________________。

(3)充分反应后，打开开关K1，通过气囊鼓入空气，可以观察到烧瓶中____________________________________，证明稀硝酸与铜反应的气体产物是NO。

(4)NaOH溶液的作用_______________________________________。

【答案】(1)石灰石与稀硝酸生成CO2，把装置中的氧气排尽

CaCO3＋2HNO3===Ca(NO3)2＋CO2↑＋H2O

(2)3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2+＋2NO↑＋4H2O

(3)无色气体变成红棕色气体

(4)处理尾气，以免气体污染环境

B组·能力提升

9．“保护环境，就是保护人类自己。”下列环境问题与产生的主要原因不相符的是(　　)

①“臭氧空洞”主要是大量使用氟氯代烃等引起的

②“光化学烟雾”主要是由NO2等引起的

③“酸雨”主要是由空气中CO2浓度增大间接引起的

④“白色污染”主要是由聚乙烯塑料等引起的

⑤“厄尔尼诺”现象是由空气中CO2浓度增大引起的

⑥“温室效应”主要是由空气中CO2浓度增大引起的

⑦“赤潮”主要是由水体中P、N等元素过量引起的

A．①② B．②③⑤

C．全部 D．③

【答案】D

【解析】“酸雨”主要是二氧化硫、氮氧化物引起，故③不正确。

10．将红热的木炭与浓硝酸共热产生的气体等分为①和②两份，第①份先通过适量蒸馏水，再通入足量澄清石灰水中；第②份直接通入少量澄清石灰水中。则澄清石灰水的变化最可能为(　　)

A．①不变浑浊，②变乳白色 B．①变乳白色，②不变浑浊

C．①变乳白色，②变乳白色 D．①不变浑浊，②不变浑浊

【答案】B

【解析】碳与浓硝酸反应产生CO2和NO2的混合气体，而NO2可与水反应生成硝酸，故将混合气体直接通入少量澄清石灰水中，会生成Ca(NO3)2溶液，难以得到CaCO3沉淀；将混合气体先通过适量蒸馏水，NO2与水反应生成硝酸和NO，则NO和CO2的混合气体再通入足量澄清石灰水中会生成CaCO3沉淀。

11．某稀溶液中HNO3和H2SO4的物质的量浓度分别为3.0 mol/L和2.0 mol/L。取该溶液20 mL，加入3.2 g铜粉，充分反应后，产生的气体在标准状况下的体积约是(　　)

A．0.75 L B．0.336 L

C．1.5 L D．0.448 L

【答案】A

【解析】20 mL溶液中：n(H＋)＝0.14 mol，n(NO)＝0.06 mol，n(Cu)＝0.05 mol。依据离子方程式计算：

3Cu　＋　8H＋　＋　2NO===3Cu2+＋2NO↑＋4H2O

 3　 　　 8　　 　　2　　　　　 2×22.4 L

0.05 mol 0.14 mol 0.06 mol　　　　　V(NO)

反应时，H＋与NO均过量，依据Cu的物质的量可得 V(NO)≈0.75 L。

12．将0.1 mol铜与40 mL 10 mol·L－1 HNO3充分反应后，溶液中含a mol H＋，由此可知(　　)

A．生成的气体在标准状况下的体积为4.48 L

B．生成的气体在标准状况下的体积为1.49 L

C．被还原的硝酸的物质的量为(0.2－a) mol

D．反应后溶液中所含NO的物质的量为0.2 mol

【答案】C

【解析】溶液中含有H＋，则HNO3过量。在反应过程中HNO3逐渐变稀，实际上发生了两个反应：①Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，②3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。反应消耗的HNO3一部分起酸性作用，一部分起氧化剂作用，前者反应后以Cu(NO3)2形式存在，后者被还原后生成NO2、NO气体，从两反应式看出：Cu～2HNO3(酸)～Cu(NO3)2，HNO3(氧化剂)～NO2(或NO)，用作酸的硝酸为0.2 mol，则被还原的HNO3的物质的量＝生成的气体的物质的量＝(0.4－a －0.2) mol＝(0.2－a) mol。溶液中的NO由过量的HNO3和Cu(NO3)2中的NO组成，为(a＋0.2) mol。

13．(1)实验室用金属铜和稀硝酸制取NO的化学方程式为_________________________________________________________________________________________。

(2)NO是有毒气体，某学生为防止污染，用分液漏斗和烧杯装配了一套简易的，能随开随用、随关随停的NO气体发生装置，如图甲所示。

①实验室若没有铜丝，而只有小铜粒，在使用上述装置进行实验时，可用丝状材料包裹铜粒以代替铜丝进行实验，这种丝状材料的成分可以是________(填字母)。

A．铁　　 B．铝　

C．铂　　 D．玻璃

②打开分液漏斗的活塞使反应进行，在分液漏斗中实际看到的气体是红棕色的，原因是____________________________(用化学方程式表示)。

(3)为证明铜丝与稀硝酸反应生成的确实是NO，某学生另设计了一套如图乙所示的装置制取NO。反应开始后，可以在U形管右端观察到无色的NO气体。

①长玻璃管的作用是________________________________________________。

②让反应停止的操作方法及原因是________________________________________________________________________________________________________________。

(4)以下收集NO气体的装置，合理的是________(填字母)。

【答案】(1)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O

(2)①CD　②2NO＋O2===2NO2

(3)①接收被气体压出U形管的液体，防止稀硝酸溢出

②关闭U形管右端导气管上的活塞；反应产生的气体将U形管右端管内的稀硝酸向下压，使铜丝与稀硝酸分开，反应就会停止

(4)CD

【解析】(2)①这种丝状材料的成分不能与稀硝酸反应，所以A、B项不可选；②红棕色的气体是NO2，原因是生成的NO与空气中的氧气反应。(3)该实验装置是防止产生的气体与空气接触，长玻璃管的作用是暂时储存稀硝酸，防止稀硝酸溢出；关闭活塞，产生的气体使稀硝酸液面下降，从而将铜丝与稀硝酸分开，反应停止。(4)不能用排空气法来收集NO，因为NO与空气中的氧气反应，只能用排水法，C和D装置符合题意。