高中化学人教版 (2019)必修 第二册第二节 氮及其化合物第4课时精练

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题组一 硝酸的性质
1．下列有关硝酸的性质及用途的叙述正确的是( )
A．纯净的硝酸是一种易挥发、有刺激性气味的黄色液体
B．硝酸不稳定，见光或受热易分解
C．硝酸必须密封保存在无色细口瓶中，并置于阴凉处
D．硝酸可用于制备炸药、染料及石膏等产品
2．(2023·南通高一月考)下列反应既表现硝酸的酸性，又表现硝酸的氧化性的是( )
A．CuO＋2HNO3===Cu(NO3)2＋H2O
B．FeO＋4HNO3(浓)===Fe(NO3)3＋2H2O＋NO2↑
C．C＋4HNO3(浓)eq \(====,\s\up7(△))CO2↑＋2H2O＋4NO2↑
D．NH3＋HNO3===NH4NO3
3．以下关于铜与浓硝酸、稀硝酸反应的说法错误的是( )
A．1 ml浓硝酸被还原转移2 ml电子
B．铜与浓硝酸反应比与稀硝酸反应剧烈
C．铜与浓、稀硝酸反应都不需要加热
D．生成等量的硝酸铜，消耗浓硝酸的量多
4．(2023·洛阳高一期末)下列各组离子能在溶液中大量共存的是( )
A．Na＋、Fe2＋、NOeq \\al(－,3)、H＋
B．Na＋、H＋、HCOeq \\al(－,3)、NOeq \\al(－,3)
C．K＋、NHeq \\al(＋,4)、SOeq \\al(2－,4)、OH－
D．H＋、Cu2＋、NOeq \\al(－,3)、SOeq \\al(2－,4)
5．为证明稀硝酸与铜反应产物中气体为NO，设计如图实验(实验过程中分液漏斗顶部玻璃塞上的凹槽与漏斗口颈上的小孔相通)，下列说法不正确的是( )
A．关闭活塞，加入稀硝酸至液面a处
B．在装置左侧稍加热可以加快稀硝酸与铜的反应速率
C．通过关闭或开启活塞可以控制反应的进行
D．反应开始后，胶塞下方有无色气体生成，但不能证明该气体为NO
题组二 酸雨及其防治
6．在碳、氮、硫的氧化物中，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．开发太阳能、水能、风能、氢能等新能源将有利于减少这些元素的氧化物的产生
B．这些元素的氧化物使雨水的pH＜7，我们把pH＜7的雨水称之为酸雨
C．氮与硫的氧化物还能引发呼吸道疾病，危害人的身体健康
D．“温室效应”与二氧化碳的排放有着直接的关系
7．下列环境问题与产生的主要原因不相符的是( )
①“光化学烟雾”主要是由汽车排放的氮氧化物所引起的
②“酸雨”主要是由空气中CO2浓度增大引起的
③“温室效应”主要是由空气中CO2浓度增大引起的
④“赤潮”主要是由于水体中N、P等元素含量过高而引起的
A．只有①② B．只有②③ C．全部 D．只有②
8．下列除去大气污染物的化学方程式不正确的是( )
A．汽车尾气经催化剂作用：2CO＋2NOeq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))N2＋2CO2
B．石灰乳吸收硫酸厂尾气：SO2＋Ca(OH)2===CaSO3＋H2O
C．燃烧法除去尾气中硫化氢：2H2S＋3O2eq \(=====,\s\up7(点燃))2SO2＋2H2O
D．氨气与一氧化氮在一定条件下反应：4NH3＋6NOeq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))5N2＋6H2O
9．(2023·南京高一期末)硝酸在工业上有着广泛的应用，可用于制化肥、农药、染料等。工业上制硝酸的原理是将氨经过一系列反应得到硝酸，其过程如图所示：
下列说法错误的是( )
A．合成塔实现了氮的固定
B．N2转化为硝酸的过程中，氮元素一直被氧化
C．从吸收塔出来的尾气不经处理任意排放可能会造成酸雨
D．合成塔和氧化炉中的反应均需要催化剂，目的是加快反应速率，提高生产效率
10．SO2通入足量Fe(NO3)3稀溶液中，溶液由棕黄色变为浅绿色，但立即又变为棕黄色，这时若滴入BaCl2溶液，会产生白色沉淀。针对上述一系列变化过程，下列说法不正确的是( )
A．上述过程，最终被还原的是NOeq \\al(－,3)
B．从上述过程中可以得出氧化性：HNO3＞Fe3＋＞稀H2SO4
C．假设通入的SO2完全反应，则同温同压下，SO2和逸出气体的体积比为1∶1
D．上述过程中，会产生一种无色的难溶于水的气体
11．一定温度下，探究铜与稀HNO3的反应过程如图，下列说法不正确的是( )
A．步骤Ⅰ中生成无色气体的离子方程式是3Cu＋2NOeq \\al(－,3)＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
B．步骤Ⅲ反应速率比Ⅰ快的原因是NO2溶于水，使c(HNO3)增大
C．由实验可知，NO2可能对该反应具有催化作用
D．当活塞不再移动时，再抽入空气，铜可以继续溶解
12．我国“蓝天保卫战”成果显著，肆虐的雾霾逐渐被遏止。科学家研究发现含氮化合物和含硫化合物在形成雾霾时与大气中的氨有关，转化关系如图所示：
回答下列问题：
(1)从物质分类的角度看，图中的物质属于酸性氧化物的有_______________(写化学式，下同)。
(2)图中物质溶于水溶液呈碱性的是________。
(3)写出工业中SO2转化为SO3的化学方程式：________________________________________。
(4)工业上利用氨制备一氧化氮，反应的化学方程式为_________________________________。
(5)实验室长期保存浓硝酸，需使用棕色试剂瓶，并放置在阴凉处，其原因为________________
_____________________________________________________________(用化学方程式表示)。
(6)氨与一氧化氮(NO)在一定条件下反应可生成对空气无污染的物质，该反应的化学方程式为
_______________________________________________________________________________。
13．甲、乙两组同学分别对铜、铁与硝酸的反应进行探究，请你参与并完成对有关问题的解答。
(1)甲组同学采用如图所示装置验证铜与硝酸的反应。已知仪器A中盛有足量的一定浓度的硝酸，试管B中盛有3.2 g铜。
①请写出铜与稀硝酸反应的离子方程式：____________________________________________。
②在铜与硝酸的反应中，硝酸所表现出的化学性质主要有______________________________。
③仪器C中收集到的气体主要是__________(填化学式)。
④待试管B中的铜反应完全后，如果向B中液体里加入足量氢氧化钠溶液，可生成沉淀的质量是______g。
(2)乙组同学对铁与稀硝酸的反应进行探究。他们用a ml Fe和含有b ml HNO3的稀硝酸进行实验，若两种物质恰好反应都无剩余，且HNO3只被还原成NO，反应结束后溶液中含有Fe3＋和Fe2＋。
①反应结束后的溶液中NOeq \\al(－,3)的物质的量的取值范围是__________________________ (用含a的代数式表示)。
②若反应结束后的溶液中Fe3＋、Fe2＋的物质的量之比n(Fe3＋)∶n(Fe2＋)＝3∶1，则eq \f(b,a)为_______。
14．(2023·长沙高一月考)工业上通过氮气和氢气反应合成氨，氨经一系列反应可以得到硝酸。反应如图1所示：
请回答：
(1)实验室制取氨气的化学方程式为________________________________________________。
(2)NH3与O2制取NO的化学方程式为 ______________________________________________。
(3)工业制硝酸时尾气中含有NO、NO2，可用以下方法吸收：
①水吸收法。结合化学用语说明用水吸收NO2的缺陷：_________________________________。
②NaOH溶液吸收法吸收NO2，发生的反应为_______________________________________ 。
③用不同浓度的NaOH溶液吸收NO2含量不同的尾气，关系如图2(α表示尾气中NO2的含量)。
ⅰ.根据图得知 ______(填字母)。
a．NO2含量越大，氮氧化物的吸收率越大
b．NaOH溶液浓度越大，氮氧化物的吸收率越大
ⅱ.当α小于50%时，加入H2O2能提升氮氧化物的吸收率，原因是_________________________
_______________________________________________________________________________。
第4课时 硝酸 酸雨及防治
1．B 2.B 3.A 4.D 5.A 6.B 7.D 8.C 9.B
10．C [溶液由棕黄色变为浅绿色，但立即又变为棕黄色，即三价铁离子变为亚铁离子，后又被氧化为三价铁离子，所以最终被还原的是NOeq \\al(－,3)，故A正确；溶液由棕黄色变为浅绿色，说明三价铁离子的氧化性强于稀硫酸，但在硝酸存在下立即又变为棕黄色，说明硝酸的氧化性强于三价铁离子，故B正确；上述过程相当于发生二氧化硫与硝酸根离子之间的氧化还原反应，由3SO2～2NOeq \\al(－,3)知，二氧化硫和逸出的一氧化氮的体积之比为3∶2，故C错误；硝酸根离子氧化亚铁离子时生成无色、难溶于水的一氧化氮气体，故D正确。]
11．B [步骤 Ⅰ 的反应是Cu和稀HNO3的反应，离子方程式为3Cu＋2NOeq \\al(－,3)＋8H＋===
3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，A项正确；随着反应的进行，溶液中生成Cu(NO3)2，根据氮原子守恒，c(HNO3)不会增大，B项错误；生成NO2后，反应速率加快，说明NO2可能对该反应具有催化作用，C项正确；再抽入空气，NO和O2反应生成NO2，NO2和水反应生成HNO3，铜可以与HNO3继续反应而溶解，D项正确。]
12．(1)SO2、SO3、N2O5 (2)NH3 (3)2SO2＋O2eq \(,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))2SO3 (4)4NH3＋5O2eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))4NO＋6H2O (5)4HNO3eq \(======,\s\up7(△或光照))4NO2↑＋O2↑＋2H2O (6)6NO＋4NH3eq \(======,\s\up7(一定条件))5N2＋6H2O
解析 (1)酸性氧化物是能与碱反应生成盐和水的氧化物，符合要求的有SO2、SO3和N2O5。(4)氨气经催化氧化可以形成一氧化氮：4NH3＋5O2eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))4NO＋6H2O。(6)氨中的氮为－3价，一氧化氮中的氮为＋2价，因此二者可以在一定条件下发生归中反应得到氮气：6NO＋4NH3eq \(======,\s\up7(一定条件))5N2＋6H2O。
13．(1)①3Cu＋8H＋＋2NOeq \\al(－,3)===3Cu2＋＋4H2O＋2NO↑ ②酸性和强氧化性 ③NO ④4.9 (2)①2a ml解析 (1)③若硝酸为稀硝酸，生成的气体为NO，若硝酸为浓硝酸，则进入仪器C的气体为NO2，NO2与水反应生成NO，所以仪器C中收集到的气体主要是NO。④3.2 g铜的物质的量为eq \f(3.2 g,64 g·ml－1)＝0.05 ml，向B中加入足量氢氧化钠溶液，铜离子完全转化为氢氧化铜沉淀，根据铜原子守恒可知n[Cu(OH)2]＝n(Cu)＝0.05 ml，故m[Cu(OH)2]＝0.05 ml×98 g·
ml－1＝4.9 g。
(2)铁与稀硝酸的反应可能为Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O或3Fe＋8HNO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。①全部生成Fe3＋时，溶液中NOeq \\al(－,3)的物质的量最多，为3a ml，全部生成Fe2＋时，溶液中NOeq \\al(－,3)的物质的量最少，为2a ml，由于溶液中同时含有
Fe3＋和Fe2＋，故2a mln(Fe2＋)＝eq \f(1,4)a ml，故溶液中n(NOeq \\al(－,3))＝3n(Fe3＋)＋2n(Fe2＋)＝eq \f(3,4)a ml×3＋eq \f(1,4)a ml×2＝eq \f(11a,4) ml，由氮原子守恒可知，n(NO)＝b ml－eq \f(11a,4) ml，根据得失电子守恒有：eq \f(3,4)a ml×3＋eq \f(1,4)a ml×2＝(b－eq \f(11a,4)) ml×(5－2)，整理得eq \f(b,a)＝eq \f(11,3)。
14．(1)2NH4Cl＋Ca(OH)2eq \(=====,\s\up7(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
(2)4NH3＋5O2eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))4NO＋6H2O
(3)①二氧化氮和水反应生成污染性气体NO
②2NaOH＋2NO2===NaNO2＋NaNO3＋H2O
③ⅰ.a ⅱ.加入H2O2能氧化一氧化氮生成二氧化氮，二氧化氮含量越大氮氧化物吸收率越大
解析 (1)实验室常用氯化铵和消石灰共热制氨气。(2)在加热和催化剂条件下，NH3与O2反应生成NO和H2O。(3)②二氧化氮和氢氧化钠溶液反应生成硝酸钠、亚硝酸钠和水。