苏教版 (2019)必修 第二册第二单元 重要的含氮化工原料第2课时巩固练习

硝　　酸

1.《本草纲目拾遗》记载：西洋人所造，性最猛烈，能蚀五金。王怡堂先生云：其水至强，五金八石皆能穿漏，惟玻璃可盛。这里“强水”是指              (　　)

A.氨水 B.硝酸

C.醋 D.卤水

【解析】选B。能蚀五金，其水至强，五金八石皆能穿漏，惟玻璃可盛，指的是硝酸。

2.(双选)下列反应中硝酸既表现出氧化性又表现出酸性的是 (　　)

A.氧化亚铁和硝酸

B.碳和硝酸

C.硫化氢和硝酸

D.铜和浓硝酸

【解析】选A、D。铜和浓硝酸反应、氧化亚铁与HNO3反应中硝酸既表现出氧化性又表现出酸性。

3.硝酸甘油又称硝化甘油，三硝酸甘油酯，用作血管扩张药，治疗心绞痛。硝酸与醇发生反应可制得硝化甘油。

下列关于硝酸的说法中不正确的是 (　　)

A.打开浓硝酸瓶盖，有大量白雾生成

B.常温下，向浓硝酸中投入木炭，立即产生大量的红棕色气体

C.向装有Fe(NO3)2溶液的试管中加入稀硫酸，可在试管口观察到红棕色气体

D.可用浓硝酸除去镀在铁制品表面的铜镀层

【解析】选B。硝酸具有挥发性，打开浓硝酸瓶盖，有大量白雾生成，A正确；浓硝酸中投入木炭加热条件才发生反应，B错误；稀硫酸电离出H+，N在酸性条件下具有强氧化性，被Fe2+还原为NO，试管口遇O2生成红棕色的NO2，C正确；浓硝酸能与铜发生反应，常温下与铁发生钝化反应，故可以除去镀在铁制品表面的铜镀层，D正确。

4.下列关于铁与硝酸的反应说法正确的是 (　　)

A.常温下将金属铁放入浓HNO3中，Fe将被氧化成Fe(NO3)3

B.将一定量的铁粉放入HNO3中，生成物中Fe的存在形式为Fe(NO3)3

C.铁粉与浓HNO3在加热条件下反应生成NO2，而与稀HNO3反应生成NO，说明稀HNO3比浓HNO3的氧化性更强

D.将一定量的Fe放入稀HNO3，其产物可能是Fe(NO3)3，也可能是Fe(NO3)2或它们的混合物

【解析】选D。常温下浓HNO3能使铁钝化，A错误；HNO3与Fe反应的产物除与HNO3的浓度有关外，还与Fe的量有关，若Fe过量，则有2Fe3++Fe3Fe2+，B错误，D正确；浓HNO3的氧化性强于稀HNO3，C错误。

5.下列离子在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存的是  (　　)

A.H+、N、Fe2+、Na+

B.Ag+、N、Cl-、K+

C.K+、Ba2+、OH-、S

D.Cu2+、N、Br-、OH-

【解析】选A。A组中H+、N、Fe2+会发生氧化还原反应而不能大量共存；B组中的Ag+和Cl-；C组中的Ba2+和S、D组中的Cu2+、N与OH-都不能共存，但不属于氧化还原反应。

6.为验证铜与稀硝酸反应的还原产物是NO而不是NO2。某同学设计了如图所示的装置，下列叙述错误的是 (　　)

A.应先打开活塞，再从U形管右侧加入稀硝酸

B.加入的稀硝酸应充满U形管左侧

C.关闭活塞后铜丝会全部溶解

D.反应停止后打开活塞，气体变成红棕色

【解析】选C。A项的做法是为了用稀硝酸排尽装置中的O2，防止NO被氧化，A正确；加入的稀硝酸应充满U形管左侧，目的是排尽O2，使铜丝与稀硝酸接触反应，生成的NO不与O2接触，B正确；稀硝酸与Cu反应，生成NO气体，左侧压强增大，Cu与稀硝酸分离，Cu不能完全反应，C错误；打开活塞，有O2与NO反应，生成红棕色的NO2，气体变成红棕色，D正确。

7.一定量的Cu和1 mol·L-1的稀硝酸反应，如果N的浓度下降0.2 mol·L-1，则溶液中c(H+)同时下降(假定反应前后溶液体积不变)              (　　)

A.0.2 mol·L-1 B.0.4 mol·L-1

C.0.6 mol·L-1 D.0.8 mol·L-1

【解析】选D。由Cu与稀硝酸反应的离子方程式3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O可知，当N浓度下降0.2 mol·L-1时，c(H+)下降0.8 mol·L-1。

8.如图所示，向一定量的铁粉中加入一定体积12 mol·L-1的HNO3，加热充分反应后，下列微粒在体系中一定大量存在的是              (　　)

①N　　②Fe3+　　③H+　　④NO　　⑤NO2

A.① B.①⑤ C.②④⑤ D.①②③⑤

【解析】选B。12 mol·L-1的HNO3属于浓硝酸，其与金属铁反应时，首先生成NO2、Fe(NO3)3和H2O，①⑤一定存在，由于铁粉的量不确定，其他物质可能存在，也可能不存在。

9.碳与浓硝酸共热，产生的气体分两份，第一份气体先导入适量蒸馏水中再导入石灰水中；第二份气体直接导入石灰水中，则石灰水的变化可能是              (　　)

A.第一份不变浑浊；第二份变乳白色

B.第一份变乳白色浑浊；第二份不变浑浊

C.第一份变乳白色浑浊；第二份变乳白色

D.第一份不变浑浊；第二份不变浑浊

【解析】选B。碳与浓硝酸共热，产生NO2和CO2的混合气体，第一份气体先导入适量蒸馏水中，NO2与水反应生成硝酸，剩余气体(CO2)导入石灰水中，石灰水变乳白色浑浊；第二份气体直接导入石灰水中，NO2与水反应生成硝酸，再与石灰水反应，CO2不能与石灰水反应，故不变浑浊。

10.在1 L稀硝酸和稀硫酸的混合液中，硝酸和硫酸的物质的量浓度均为

0.1 mol·L-1。若向混合溶液中加入足量的铜粉，则最多能溶解铜粉的质量为 (　　)

A.2.4 g B.3.2 g C.7.2 g D.9.6 g

【解析】选C。用离子方程式来计算。铜与稀硝酸和稀硫酸组成的混合溶液反应的离子方程式为3Cu+2N+8H+3Cu2++2NO↑+4H2O，由题意可知，n(N)=

0.1 mol，n(H+)=0.1 mol+2×0.1 mol=0.3 mol，故N过量，应根据n(H+)来计算溶解铜粉的质量，m(Cu)=×64 g·mol-1=7.2 g。

11.(11分)某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是NO而设计了下列实验，装置如图所示(加热装置和固定装置均已略去)。图中K为止水夹(处于关闭状态)，F是一半空的注射器。

请回答下列问题：

(1)设计装置A的目的是　           ； 

为达到此目的，应进行的操作是　               。 

(2)在完成(1)中的“操作”后，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　            。 

(3)装置E和F的作用是　             。 

(4)装置D的作用是　                。 

【解析】(1)利用生成的二氧化碳将整个装置内的空气赶尽，避免NO和氧气反应生成二氧化氮对气体产物的观察产生干扰。当观察到装置C中产生白色沉淀时说明CO2已充满装置。

(2)铜与稀硝酸反应的化学方程式为3Cu+8HNO33Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，可以观察到铜丝上有无色气体生成，溶液逐渐变蓝色。

(3)将注射器F中的空气推入E中或将E中的无色气体吸入注射器中会有红棕色NO2生成。

(4)NaOH溶液可以吸收氮氧化物防止污染，球形干燥管兼有防倒吸功能。

答案：(1)排尽整个装置内空气防止干扰

打开K，且打开分液漏斗活塞，当装置C中产生白色沉淀时，关闭K

(2)铜丝表面产生气泡，溶液变为蓝色

(3)验证反应生成的无色气体为NO

(4)吸收多余的氮氧化物，防止污染空气，兼有防倒吸的功能

12.(9分)(1)76.8 g铜与适量浓硝酸反应，铜完全反应后，若N减少了2 mol，则溶液中的H+同时下降_______mol。 

(2)12.8 g铜与一定量浓硝酸反应，铜完全反应后，共收集到标准状况下5.6 L气体，则所得气体的平均相对分子质量是_______。 

(3)14 g铜银合金与足量某浓度的硝酸反应，将放出的气体与标准状况1.12 L的O2混合通入水中恰好全部被吸收，则合金中铜的质量是_______g。 

【解析】(1)反应中消耗掉的n(H+)=参加反应的n(总HNO3)=2 mol+(76.8 g÷

64 g·mol-1)×2=4.4 mol。

(2)设产生的混合气体中NO物质的量为x mol ， NO2的物质的量为y mol

则：①x mol+y mol=5.6 L÷22.4 L·mol-1

由电子得失守恒得：

②(12.8 g÷64 g·mol-1)×2=(x mol×3)+(y mol×1)

得：x=0.075　y=0.175

所得气体的平均摩尔质量为

(0.075 mol×30 g·mol-1+0.175 mol×46 g·mol-1)÷(5.6 L÷

22.4 L·mol-1)=41.2 g·mol-1，则气体的平均相对分子质量是41.2。

(3)设Cu、Ag合金中Cu的物质的量为x mol ， Ag的物质的量为y mol

由Cu、Ag合金质量得：

①x mol×64 g·mol-1+y mol×108 g·mol-1=14 g；

由电子得失守恒得：

②2x mol+y mol=(1.12 L÷22.4 L·mol-1)×4

①②联合解方程组得：x=0.05　y=0.1

则合金中Cu的质量为0.05 mol×64 g·mol-1=3.2 g。

答案：(1)4.4　(2)41.2　(3)3.2

13.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N的物质的量为0.2 mol

【解析】选C。溶液中含有H+，则HNO3过量，在反应过程中变稀，实际上发生了两个反应，反应消耗的HNO3包括起酸的作用和氧化剂作用两部分，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，Cu+2HNO3(酸)～Cu(NO3)2，HNO3(氧化剂)～NO2(或NO)，作酸用的硝酸为0.2 mol，生成的气体为NO、NO2的混合气体，溶液中有a mol的HNO3过量，则被还原的HNO3为(0.4-a-0.2)mol，即生成的气体的物质的量为(0.4-a-0.2)mol，溶液中的N由过量的HNO3和Cu(NO3)2中N组成，为(a+0.2)mol。

14.(2020·衡水高一检测)在15.2 g铁和铜组成的合金中加入过量的硝酸溶液，合金完全溶解，同时生成气体X，再向所得溶液中加入足量的NaOH溶液，生成25.4 g沉淀，则下列表示气体X组成的选项中合理的是               (　　)

A.0.3 mol NO、0.1 mol NO2

B.0.3 mol NO2

C.0.6 mol NO

D.0.3 mol NO2、0.1 mol NO

【解析】选D。铁和铜与过量的硝酸反应生成硝酸铁和硝酸铜，再加入氢氧化钠生成氢氧化铁沉淀和氢氧化铜沉淀，沉淀比金属多的质量为结合的OH-的质量，为25.4 g-15.2 g=10.2 g，即10.2 g÷17 g·mol-1=0.6 mol，说明金属失去0.6 mol电子，根据反应中得失电子守恒分析。A项氮原子得到的电子数为0.3 mol×3+0.1 mol×1=1 mol，错误；B项氮原子得到电子数为0.3 mol×1=0.3 mol，错误；C项氮原子得到电子数为0.6 mol×3=1.8 mol，错误；氮原子得到电子数为0.3 mol×1+0.1 mol×3=0.6 mol，D正确。

15.(2020·泰安高一检测)某化学学习小组采用下列装置，对浓硝酸与木炭的反应进行探究(已知：4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O)。

请回答下列问题：

(1)检查装置气密性后，将燃烧匙中的木炭在酒精灯上加热至红热状态，立即伸入三口瓶中，并塞紧瓶塞，滴加浓硝酸，可观察到三口瓶中气体的颜色为_______，产生该气体的化学反应方程式是　 　。 

(2)装置C中盛有足量Ba(OH)2溶液，反应一段时间后可观察到C中出现白色沉淀，该白色沉淀为__________(写化学式)。其中的Ba(OH)2溶液________(填“能”或“不能”)用Ca(OH)2溶液代替，理由是　。 

(3)装置B的作用是　               。 

(4)装置D中收集到了无色气体，部分同学认为是NO，还有部分同学认为是O2。下列对该气体的检验方法合适的是_______(填序号)。 

A.敞口观察集气瓶内气体的颜色变化

B.将润湿的蓝色石蕊试纸伸入集气瓶内，观察试纸是否变红

C.将带火星的木条伸入集气瓶中，观察木条是否复燃

【解析】(1)装置A中是浓硝酸与木炭的反应，生成NO2、CO2、H2O，由于NO2为红棕色气体，故三口瓶中的气体为红棕色。

(2)将NO2、CO2通入Ba(OH)2溶液中分别生成Ba(NO3)2和BaCO3，由于Ba(OH)2溶液足量，故溶液为碱性环境，BaCO3不溶解以沉淀形式析出。Ba(OH)2溶液不能用Ca(OH)2溶液代替，因为Ca(OH)2微溶于水，溶液中Ca(OH)2含量太少，浓度太低，不足以完全吸收生成的酸性气体，导致溶液呈酸性，不能生成CaCO3沉淀。

(3)装置B可以防止装置C中酸性气体因溶解速率太快而出现倒吸。

(4)NO与足量O2反应生成红棕色的NO2，A正确；NO和O2均不具有酸性，B错误；O2能使带火星的木条复燃，而NO不能，C正确。

答案：(1)红棕色

C+4HNO3(浓)4NO2↑+CO2↑+2H2O

(2)BaCO3　不能　

Ca(OH)2溶液中Ca(OH)2浓度较低，NO2、CO2过量，最终溶液显酸性，不能形成CaCO3沉淀

(3)防倒吸　(4)AC