新教材同步備課2024春高中化學(xué)第5章化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素第2節(jié)氮及其化合物第3課時(shí)硝酸酸雨及防治課后訓(xùn)練新人教版必修第二冊(cè)

第3課時(shí)硝酸酸雨及防治課后·訓(xùn)練提升合格考過(guò)關(guān)檢驗(yàn)1.汽車(chē)尾氣裝置中,氣體在催化劑表面吸附與解吸附作用的過(guò)程如圖所示,下列說(shuō)法正確的是()。A.反應(yīng)中CO為氧化劑,N2為氧化產(chǎn)物B.汽車(chē)尾氣的主要污染成分包括CO、NO和N2C.NO與O2必需在催化劑表面才能反應(yīng)D.催化轉(zhuǎn)化總化學(xué)方程式為2NO+O2+4CO4CO2+N2答案D解析反應(yīng)過(guò)程中CO為還原劑,N2為還原產(chǎn)物;汽車(chē)尾氣中的N2不是污染物;NO與O2的反應(yīng)不須要催化劑;依據(jù)題中的圖示,可將反應(yīng)的過(guò)程分成如下兩步寫(xiě):2NO+O22NO2,2NO2+4CON2+4CO2,將兩步反應(yīng)合并可得總化學(xué)方程式為2NO+O2+4CO4CO2+N2。2.下列離子方程式正確的是()。A.Zn與稀硝酸反應(yīng):Zn+2H+Zn2++H2↑B.Fe(NO3)2溶液中加入稀硫酸:3Fe2++4H++NO3-3Fe3++NO↑+2H2C.過(guò)量鐵粉與稀硝酸反應(yīng):Fe+4H++NO3-Fe3++NO↑+2H2D.Cu與稀硝酸反應(yīng):Cu+4H++2NO3-Cu2++2NO2↑+2H2答案B解析A項(xiàng),不產(chǎn)生H2;C項(xiàng),應(yīng)生成Fe2+;D項(xiàng),應(yīng)生成NO。3.銅粉放入稀硫酸中,加熱后無(wú)明顯現(xiàn)象。當(dāng)加入一種鹽后,銅粉的質(zhì)量削減,溶液呈藍(lán)色,同時(shí)有氣體逸出,則該鹽是()。A.Fe2(SO4)3 B.KNO3C.FeSO4 D.Na2CO3答案B解析Cu、稀硫酸、硫酸鐵混合時(shí),銅與硫酸鐵發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成硫酸亞鐵和硫酸銅,銅粉的質(zhì)量削減,但沒(méi)有氣體生成,A項(xiàng)錯(cuò)誤;Cu、稀硫酸、KNO3混合時(shí)發(fā)生反應(yīng):3Cu+8H++2NO3-3Cu2++2NO↑+4H2O,銅粉的質(zhì)量削減,溶液變?yōu)樗{(lán)色,且有氣體逸出,B項(xiàng)正確;Cu、稀硫酸、FeSO4混合時(shí)不發(fā)生反應(yīng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;Cu與稀硫酸不反應(yīng),加入的Na2CO34.分別利用以下三種途徑制取相同質(zhì)量的硝酸銅,下列敘述不正確的是()。①銅與濃硝酸反應(yīng)②銅與稀硝酸反應(yīng)③銅與氧氣反應(yīng)生成氧化銅,氧化銅再與稀硝酸反應(yīng)A.對(duì)環(huán)境造成的危害:③最小B.HNO3的利用率:③>②>①C.三種途徑所消耗的銅的質(zhì)量相同D.銅與濃硝酸反應(yīng)速率最快,故制取硝酸銅的最佳方案是①答案D解析途徑①:Cu+4HNO3(濃)Cu(NO3)2+2H2O+2NO2↑;途徑②:3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+4H2O+2NO↑;途徑③:2Cu+O22CuO、CuO+2HNO3Cu(NO3)2+H2O。由分析可知,③不生成污染性氣體,對(duì)環(huán)境污染最小,A項(xiàng)正確;依據(jù)三種途徑的化學(xué)方程式可知,HNO3的利用率為③>②>①,B項(xiàng)正確;依據(jù)銅元素守恒,制取相同質(zhì)量的硝酸銅時(shí),三種途徑所消耗的銅的質(zhì)量相同,C項(xiàng)正確;銅與濃硝酸反應(yīng)生成污染性氣體且氮元素利用率低,方案③不生成污染性氣體且氮元素利用率高,故制取硝酸銅的最佳方案是③,D項(xiàng)錯(cuò)誤。5.按要求回答下列問(wèn)題。(1)有時(shí)在試驗(yàn)室看到濃硝酸顯黃色,緣由是。

由此可知,試驗(yàn)室保存濃硝酸的方法是。

(2)銅與足量濃硝酸反應(yīng)時(shí),表現(xiàn)酸性的HNO3與表現(xiàn)氧化性的HNO3物質(zhì)的量之比為。

(3)確定量的濃硝酸與足量的銅充分反應(yīng),生成的氣體為,寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式:

。向反應(yīng)后的溶液中加入稀硫酸,又有氣泡產(chǎn)生,寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式:。

(4)從某金屬粉末(含有Au、Cu、Ag)中分別出Au,應(yīng)加入的試劑是,寫(xiě)出Ag參與反應(yīng)的化學(xué)方程式:。

答案(1)濃硝酸見(jiàn)光或受熱發(fā)生了分解,生成的NO2溶于濃硝酸所致應(yīng)保存在棕色試劑瓶中,并置于陰涼處(2)1∶1(3)NO2、NOCu+4H++2NO3-2NO2↑+2H2O+Cu2+,3Cu+8H++2NO3-3Cu2++2NO↑+4H2O3Cu+8H++2NO3-3Cu2++2NO↑(4)稀硝酸3Ag+4HNO3(稀)3AgNO3+NO↑+2H2O等級(jí)考素養(yǎng)提升1.下列關(guān)于銅與濃硝酸反應(yīng)的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()。A.HNO3是氧化劑,NO2是還原產(chǎn)物B.若2molHNO3被還原,則反應(yīng)中確定生成22.4LNO2氣體C.參與反應(yīng)的硝酸中,被還原和未被還原的硝酸的物質(zhì)的量之比是1∶1D.硝酸在反應(yīng)中既表現(xiàn)強(qiáng)氧化性,又表現(xiàn)酸性答案B解析題目沒(méi)有指明溫度和壓強(qiáng),無(wú)法確定氣體摩爾體積,故無(wú)法計(jì)算氣體的體積,B項(xiàng)錯(cuò)誤。2.某學(xué)習(xí)小組為探討銅與濃硝酸、稀硝酸反應(yīng)的差異,設(shè)計(jì)了如圖所示的試驗(yàn)裝置(夾持裝置已省略)。下列說(shuō)法不正確的是()。A.反應(yīng)起從前通入過(guò)量的CO2氣體,目的是解除裝置內(nèi)的空氣B.A中的離子方程式為Cu+2NO3-+4H+Cu2++2NO2↑+2H2C.當(dāng)B中0.03mol銅粉被氧化時(shí),B中產(chǎn)生的NO氣體大于0.02molD.C裝置中可裝入確定量的水進(jìn)行尾氣處理答案D解析反應(yīng)起從前通入過(guò)量的CO2氣體,目的是解除裝置內(nèi)的空氣,A項(xiàng)正確;A中銅與濃硝酸反應(yīng)的離子方程式為Cu+2NO3-+4H+Cu2++2NO2↑+2H2O,B項(xiàng)正確;B中發(fā)生反應(yīng)3NO2+H2O2HNO3+NO,3Cu+8HNO33Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,因此當(dāng)B中0.03mol銅粉被氧化時(shí),B中產(chǎn)生的NO氣體大于0.02mol,C項(xiàng)正確;NO不溶于水,C裝置中裝入確定量的水不能進(jìn)行尾氣處理,D項(xiàng)錯(cuò)誤。3.下述試驗(yàn)中均有紅棕色氣體產(chǎn)生,對(duì)比分析下列所得結(jié)論不正確的是()。①②③A.由①中的紅棕色氣體,推斷產(chǎn)生的氣體確定是混合氣體B.紅棕色氣體不能表明②中木炭與濃硝酸發(fā)生了反應(yīng)C.由③說(shuō)明濃硝酸具有揮發(fā)性,生成的紅棕色氣體為還原產(chǎn)物D.③的氣體產(chǎn)物中檢測(cè)出CO2,由此說(shuō)明木炭確定與濃硝酸發(fā)生了反應(yīng)答案D解析①中灼熱碎玻璃起加熱作用,濃硝酸受熱分解生成紅棕色NO2,硝酸中氮元素化合價(jià)降低,必有元素化合價(jià)上升,只能為氧元素,因此還有O2生成,產(chǎn)生的氣體為混合氣體,A項(xiàng)正確;由①可知,濃硝酸受熱分解可生成紅棕色氣體,所以②中產(chǎn)生的“紅棕色氣體”不愿定是木炭與濃硝酸發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生的,B項(xiàng)正確;③中濃硝酸揮發(fā)才能與紅熱木炭接觸,產(chǎn)生的NO2是還原產(chǎn)物,C項(xiàng)正確;紅熱的木炭還可與空氣中的O2反應(yīng)生成CO2,不愿定是木炭與濃硝酸發(fā)生反應(yīng)生成了CO2,D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.現(xiàn)有稀硫酸和稀硝酸的混合溶液,已知其中稀硫酸濃度為4mol·L-1,稀硝酸的濃度為2mol·L-1。取10mL混合酸,向其中加入過(guò)量鐵粉,反應(yīng)結(jié)束后,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下可收集到氣體的體積為(假設(shè)HNO3只被還原為NO) ()。A.0.224L B.0.448LC.0.672L D.0.896L答案C解析該題解題的關(guān)鍵是運(yùn)用離子方程式計(jì)算并考慮過(guò)量的H+接著反應(yīng)的狀況?；旌先芤褐衝(H+)=(2×4mol·L-1+2mol·L-1)×0.01L=0.1mol,n(NO3-)=2mol·L-1×0.01L=0.02mol,依據(jù)題意,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為3Fe+2NO3-+8H+3Fe2++2NO↑+4H2O,NO3-完全反應(yīng),n(NO)=n(NO3-)=0.02mol;剩余n(H+)=0.02mol,與過(guò)量的鐵粉發(fā)生反應(yīng)Fe+2H+Fe2++H2↑,n(H2)=n(H+)2=0.02mol2=0.01mol,因此收集到的氣體是NO和H5.如圖是用濃硝酸、銅片、蒸餾水等試劑探究濃硝酸、稀硝酸的強(qiáng)氧化性并視察還原產(chǎn)物的試驗(yàn)裝置。Ⅰ.濃硝酸的強(qiáng)氧化性試驗(yàn)。將足量銅片置于具支試管的底部,在分液漏斗中加入約5mL濃硝酸,向具支試管中放入約2mL濃硝酸,用排水法收集產(chǎn)生的氣體。(1)具支試管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:。

(2)試驗(yàn)中視察到能證明濃硝酸具有強(qiáng)氧化性的現(xiàn)象是。

Ⅱ.稀硝酸的強(qiáng)氧化性試驗(yàn)。(3)上述反應(yīng)完成后,欲進(jìn)一步證明稀硝酸也具有強(qiáng)氧化性,最簡(jiǎn)便、合理的試驗(yàn)操作是。

(4)能證明稀硝酸與銅反應(yīng)產(chǎn)生NO的試驗(yàn)現(xiàn)象是(填字母)。

A.c中收集到無(wú)色氣體B.c中收集到的無(wú)色氣體接觸空氣后變?yōu)榧t棕色C.b中產(chǎn)生的無(wú)色氣體接觸空氣后變?yōu)榧t棕色Ⅲ.試驗(yàn)反思。(5)利用該裝置先進(jìn)行銅與濃硝酸的反應(yīng),再進(jìn)行銅與稀硝酸的反應(yīng),其優(yōu)點(diǎn)是。

Ⅳ.問(wèn)題探討。用等質(zhì)量的銅片與等體積的濃硝酸、稀硝酸(硝酸均過(guò)量)反應(yīng)時(shí),發(fā)覺(jué)反應(yīng)后所得溶液前者呈綠色,后者呈藍(lán)色。對(duì)此有兩種說(shuō)法。①兩者顏色不同的緣由是Cu2+濃度差異引起的。②前者溶液呈綠色,是因?yàn)樯傻募t棕色NO2溶解于溶液中引起的。(6)你認(rèn)為上述說(shuō)法(填“①”或“②”)合理。若是①合理,說(shuō)明理由;若是②合理,設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)潔試驗(yàn)證明:。

答案Ⅰ.(1)Cu+4HNO3(濃)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O(2)銅片漸漸溶解,溶液變?yōu)榫G色,放出紅棕色氣體Ⅱ.(3)向分液漏斗中加蒸餾水稀釋濃硝酸,打開(kāi)活塞,滴入稀硝酸(4)CⅢ.(5)利用Cu與濃硝酸反應(yīng)生成的NO2將具支試管中的空氣排出,有利于視察Cu與稀硝酸的反應(yīng)產(chǎn)物Ⅳ.(6)②向藍(lán)色溶液中通入NO2,溶液變成綠色(或加熱綠色溶液,有紅棕色氣體產(chǎn)生,溶液變成藍(lán)色)解析Ⅰ.銅與濃硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu+4HNO3(濃)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,試驗(yàn)中具支試管中溶液變?yōu)榫G色,且有紅棕色氣體產(chǎn)生。Ⅱ~Ⅲ.向分液漏斗中加蒸餾水將濃硝酸稀釋后,可以接著進(jìn)行銅與稀硝酸反應(yīng)的試驗(yàn),這樣可以利用Cu與濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的NO2將具支試管中的空氣排出,有利于視察銅與稀硝酸反應(yīng)的產(chǎn)物。Ⅳ.由于硝酸均過(guò)量,銅的質(zhì)量相同,溶液的體積相同,所以銅無(wú)論是與稀硝酸反應(yīng),還是與濃硝酸反應(yīng),生成的Cu2+的濃度是相同的,說(shuō)法①是不合理的?？赏ㄟ^(guò)向藍(lán)色溶液中通入NO2看溶液是否變綠,或加熱綠色溶液看是否有紅棕色氣體產(chǎn)生來(lái)證明。6.已知木炭在確定條件下與濃硝酸反應(yīng)生成兩種+4價(jià)的氧化物。為了探究一氧化氮(NO)能否與過(guò)氧化鈉反應(yīng),以及反應(yīng)后的產(chǎn)物中是否有亞硝酸鈉(NaNO2),某小組同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示裝置(夾持裝置和連接用的膠管已略去)。(1)為了完成該試驗(yàn),虛線框內(nèi)還須要連接B~E四套裝置,按氣流方向連接的依次為a→()()→()()→()()→()()(填儀器接口的字母編號(hào))。連接好儀器(裝置氣密性良好),裝入試劑后,要通入一段時(shí)間的氮?dú)?再滴加濃硝酸,點(diǎn)燃酒精燈。通入氮?dú)獾闹饕康氖恰?/p>

(2)裝置E中視察到的主要試驗(yàn)現(xiàn)象有。

(3)裝置C的作用是。

(4)某同學(xué)經(jīng)查閱資料后發(fā)覺(jué)亞硝酸是弱酸,性質(zhì)不穩(wěn)定,室溫下易分解成一氧化氮和二氧化氮。裝置D中充分反應(yīng)后,設(shè)計(jì)試驗(yàn)證明D中是否有亞硝酸鈉生成:(寫(xiě)出試驗(yàn)步驟及現(xiàn)象)。

答案(1)hidebcfg(或hidebcgf)排盡裝置中的空氣,防止一氧化氮被空氣中的氧氣氧化為二氧化氮(2)溶液由無(wú)色變?yōu)樗{(lán)色,有無(wú)色氣體逸出(3)除去一氧化氮中的二氧化碳(4)取少量D中的固體放入試管中,加入稀硫酸,若溶液中有氣泡產(chǎn)生,且在試管液面上方出現(xiàn)紅棕色氣體,則證明D中有亞硝酸鈉生成(或其他合理答案)解析(1)由題意可知A中發(fā)生的反應(yīng)為C+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2↑+2H2O,故a處出來(lái)的氣體有CO2、NO2和少量水蒸氣。要得到NO,則要在裝置E中發(fā)生反應(yīng)3NO2+H2O2HNO3+NO,3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,為了防止NO被氧化為NO2,裝置中要保持無(wú)氧的條件,則裝入試劑后,要先通入一段時(shí)間氮?dú)?再滴加濃硝酸,最終點(diǎn)燃酒精燈。從裝置E中出來(lái)的氣體是CO2、NO和少量