2023高中化學(xué)第五章化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素第二節(jié)氮及其化合物課時(shí)3硝酸酸雨及防治測(cè)試新人教版

第二節(jié)氮及其化合物課時(shí)3硝酸酸雨及防護(hù)【基礎(chǔ)鞏固】1.我國(guó)清代《本草綱目拾遺》中記敘無(wú)機(jī)藥物335種,其中“強(qiáng)水”條目下寫(xiě)道:“性最烈,能蝕五金……其水甚強(qiáng),五金八石皆能穿滴,惟玻璃可盛?！边@里的“強(qiáng)水”是指()A.氨水B.硝酸C.醋D.鹵水答案:B2.環(huán)保部門(mén)測(cè)得某市空氣里的成分有①N2、②O2、③CO2、④Ar、⑤SO2、⑥NO2、⑦可吸入碳顆粒。其中導(dǎo)致酸雨的是()A.①③⑤⑥ B.⑤⑥C.②④⑤⑦ D.③④⑥⑦答案:B3.下列實(shí)驗(yàn)事實(shí)與硝酸性質(zhì)不相對(duì)應(yīng)的一組是()A.稀硝酸使紫色石蕊溶液變紅——酸性B.鐵與稀硝酸反應(yīng)不能放出氫氣——強(qiáng)氧化性C.要用棕色瓶盛裝濃硝酸——不穩(wěn)定性D.氫氧化亞鐵固體與稀硝酸混合——僅強(qiáng)酸性答案:D4.工業(yè)上用洗凈的廢銅屑作原料制取硝酸銅。為節(jié)約原料和減少環(huán)境污染,宜采取的方法是()A.Cu+HNO3(濃)Cu(NO3)2B.Cu+HNO3(稀)Cu(NO3)2答案:C5.(2022·廣東珠海)氮及其化合物的變化關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.路線①②③是工業(yè)生產(chǎn)硝酸的主要途徑B.路線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷電固氮生成硝酸的主要途徑C.圖中所有標(biāo)號(hào)的反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)D.N2可在足量的O2中通過(guò)一步反應(yīng)生成NO2解析:工業(yè)上生成硝酸的路徑為合成氨→氨的催化氧化→一氧化氮轉(zhuǎn)化為二氧化氮→二氧化氮與水反應(yīng)獲得硝酸。氮?dú)馀c氧氣在雷電作用下生成一氧化氮,一氧化氮會(huì)迅速被氧氣氧化為二氧化氮,二氧化氮與水反應(yīng)獲得硝酸。A項(xiàng),由分析可得,路線①②③是工業(yè)生產(chǎn)硝酸的主要途徑,正確;B項(xiàng),由分析可得,路線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷電固氮生成硝酸的主要途徑,正確;C項(xiàng),圖中所有標(biāo)號(hào)的反應(yīng)都有化合價(jià)變化,都是氧化還原反應(yīng),正確;D項(xiàng),N2與O2化合生成NO,不能直接生成NO2,錯(cuò)誤。答案:D6.(2022·廣東揭陽(yáng))木炭與濃硫酸共熱產(chǎn)生的氣體X和銅與濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體Y同時(shí)通入盛有足量的BaCl2溶液的洗氣瓶中(如圖所示),下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A.洗氣瓶中產(chǎn)生的沉淀有BaCO3B.Z導(dǎo)管口無(wú)紅棕色氣體出現(xiàn)C.洗氣瓶中產(chǎn)生的沉淀是BaSO3D.Z導(dǎo)管出來(lái)的氣體中有CO2解析:A項(xiàng),木炭與濃硫酸共熱產(chǎn)生的氣體X是CO2和SO2的混合氣體,Cu與濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體Y是NO2,SO2+H2O+NO2H2SO4+NO,故洗氣瓶中產(chǎn)生的是BaSO4沉淀,CO2與BaCl2溶液不反應(yīng),所以沒(méi)有BaCO3沉淀生成,錯(cuò)誤;B項(xiàng),Z處逸出的氣體中有CO2和NO,NO遇到空氣中的氧氣生成紅棕色的NO2,故Z導(dǎo)管口有紅棕色氣體出現(xiàn),錯(cuò)誤;C項(xiàng),洗氣瓶中產(chǎn)生的是BaSO4沉淀,錯(cuò)誤;D項(xiàng),Z處逸出的氣體中有CO2,正確。答案:D7.(2022·廣東汕頭)CuSO4有關(guān)制備途徑及性質(zhì)如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.途徑①所用混酸中H2SO4與HNO3物質(zhì)的量之比最好為3∶2B.相對(duì)于途徑①③,途徑②更好地體現(xiàn)了綠色化學(xué)思想C.若混合氣體X中含兩種不同價(jià)態(tài)的硫元素,則1molCuSO4在1100℃所得混合氣體X中O2可能為0.75molD.Y可能具有還原性解析:由制備流程可知,①中發(fā)生反應(yīng)3Cu+8H++2NO3-3Cu2++2NO↑+4H2O,②中發(fā)生反應(yīng)2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O,③中發(fā)生反應(yīng)Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O,在1100℃時(shí)發(fā)生反應(yīng)2CuSO4Cu2O+SO2↑+SO3↑+O2↑,CuSO4溶液與NaOH溶液反應(yīng)生成Cu(OH)2沉淀,Cu(OH)2與Y反應(yīng)生成Cu2O,Cu元素化合價(jià)降低,則Y作還原劑,具有還原性。A項(xiàng),Cu與混酸發(fā)生反應(yīng)3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,離子方程式為3Cu+8H++2NO3-3Cu2++2NO↑+4H2O,從方程式知,NO3-由硝酸提供,H+由HNO3和H2SO4提供,所以HNO3為2mol時(shí),H2SO4為3mol,混酸中H2SO4與HNO3物質(zhì)的量之比最好為3∶2,正確;B項(xiàng),①③均生成有毒氣體,②中生成CuSO4和H2O,途徑②更好地體現(xiàn)了綠色化學(xué)思想,正確;C項(xiàng),CuSO4分解生成Cu2O,Cu元素的化合價(jià)降低,S元素為最高價(jià),不能升高,所以O(shè)元素的化合價(jià)升高,即有O2生成,發(fā)生反應(yīng)2CuSO4Cu2O+SO2↑+SO3↑+O2↑,則1molCuSO4在1100℃所得混合氣體X中O2可能為0.5mol,錯(cuò)誤;D項(xiàng),Cu(OH)2與Y反應(yīng)生成Cu2O,Cu元素的化合價(jià)降低,則Y作還原劑,具有還原性,正確。答案:C【拓展提高】8.如圖所示,甲是某學(xué)生驗(yàn)證銅與濃硝酸反應(yīng)的裝置,乙是另外一名學(xué)生對(duì)甲裝置改進(jìn)后的裝置。甲乙丙(1)甲裝置中發(fā)生的反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。

(2)和甲裝置相比,乙裝置的優(yōu)點(diǎn)是:①;

②。

(3)為了進(jìn)一步驗(yàn)證NO2與水的反應(yīng),某學(xué)生設(shè)計(jì)了丙裝置。實(shí)驗(yàn)時(shí)先關(guān)閉彈簧夾,再打開(kāi)彈簧夾,才能使NO2氣體充滿試管②;當(dāng)氣體充滿試管②后,將銅絲提起與溶液脫離。欲使燒杯中的水進(jìn)入試管②,應(yīng)該。

答案:(1)Cu+4HNO3(濃)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O(2)①可以控制反應(yīng)的發(fā)生和停止②可吸收NO2氣體,防止污染環(huán)境(3)ca、b先關(guān)閉b,再關(guān)閉a,然后打開(kāi)c,用手焐試管②9.(2022·廣東普寧)某校化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組為了證明銅與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生一氧化氮,用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(加熱裝置和夾持裝置均已略去,裝置氣密性良好,F是用于鼓入空氣的雙連打氣球)。實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象:實(shí)驗(yàn)操作現(xiàn)象Ⅰ.將裝置B下移,使碳酸鈣與稀硝酸接觸產(chǎn)生氣體Ⅱ.當(dāng)裝置C中產(chǎn)生白色沉淀時(shí),立刻將裝置B上提—Ⅲ.將裝置A中銅絲放入稀硝酸中,給裝置A微微加熱裝置A中產(chǎn)生無(wú)色氣體,裝置E中開(kāi)始時(shí)出現(xiàn)淺紅棕色氣體Ⅳ.用裝置F向裝置E中鼓入空氣裝置E中氣體顏色逐漸加深Ⅴ.一段時(shí)間后裝置C中白色沉淀溶解試回答下列問(wèn)題。(1)操作Ⅰ中產(chǎn)生氣體的化學(xué)式為,操作Ⅰ的

目的是,

裝置D的作用是。

(2)裝置C中白色沉淀的化學(xué)式是。操作Ⅱ中當(dāng)裝置C中產(chǎn)生白色沉淀時(shí)立刻將裝置B上提的原因是

。

(3)操作Ⅲ中裝置A中產(chǎn)生無(wú)色氣體的化學(xué)方程式是

。

(4)裝置E內(nèi)氣體顏色逐漸加深的原因是

。

(5)操作Ⅴ現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是,

(用化學(xué)方程式表示)。

解析:(1)操作Ⅰ是用CaCO3與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的CO2氣體將裝置中的空氣排盡,以防止空氣中的氧氣對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾。裝置D的作用是平衡壓強(qiáng),吸收NO、NO2、CO2等尾氣,防止污染空氣。(2)裝置C中出現(xiàn)白色沉淀說(shuō)明E中的空氣排盡了,生成的沉淀為CaCO3。當(dāng)裝置C中產(chǎn)生白色沉淀時(shí)立刻將裝置B上提是防止CaCO3消耗硝酸過(guò)多,從而影響Cu與稀硝酸的反應(yīng)。(3)Cu與稀硝酸反應(yīng)生成Cu(NO3)2、無(wú)色氣體NO和H2O,反應(yīng)的化學(xué)方程式是3Cu+8HNO33Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。(4)CO2的密度比空氣的大,從長(zhǎng)管進(jìn)入裝置E,并沒(méi)有把E中的空氣排盡,致使部分NO先與未排盡的空氣反應(yīng)生成少量紅棕色氣體NO2,當(dāng)再?gòu)难b置F鼓入空氣時(shí),裝置E中有更多的NO2生成,所以氣體顏色逐漸加深。(5)裝置C中白色沉淀溶解是因?yàn)镹O2與水反應(yīng)生成硝酸,發(fā)生反應(yīng)3NO2+H2O2HNO3+NO(或4NO+3O2+2H2O4HNO3),硝酸能溶解碳酸鈣沉淀,發(fā)生反應(yīng)CaCO3+2HNO3Ca(NO3)2+H2O+CO2↑。答案:(1)CO2用CaCO3與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的CO2氣體將裝置中的空氣排盡平衡壓強(qiáng),吸收NO、NO2、CO2等尾氣,防止污染空氣(2)CaCO3防止CaCO3消耗硝酸過(guò)多,從而影響Cu與稀硝酸的反應(yīng)(3)3Cu+8HNO33Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O(4)CO2的密度比空氣的大,從長(zhǎng)管進(jìn)入裝置E,并沒(méi)有把E中的空氣排盡,致使部分NO先與未排盡的空氣反應(yīng)生成少量紅棕色氣體NO2,當(dāng)再?gòu)难b置F鼓入空氣時(shí),裝置E中有更多的NO2生成(5)3NO2+H2O2HNO3+NO(或4NO+3O2+2H2O4HNO3)CaCO3+2HNO3Ca(NO3)2+H2O+CO2↑【挑戰(zhàn)創(chuàng)新】10.某學(xué)習(xí)小組探究濃、稀硝酸氧化性的相對(duì)強(qiáng)弱,按如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(夾持儀器已略去)。實(shí)驗(yàn)表明濃硝酸能將NO氧化成NO2,而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的結(jié)論是濃硝酸的氧化性強(qiáng)于稀硝酸?？蛇x試劑:濃硝酸、3mol·L1稀硝酸、蒸餾水、濃硫酸、氫氧化鈉溶液及二氧化碳。已知:氫氧化鈉溶液不與NO反應(yīng),能與NO2反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O。(1)實(shí)驗(yàn)應(yīng)避免有害氣體排放到空氣中,裝置③、④、⑥中盛放的試劑依次是。

(2)滴加濃硝酸之前的操作除了“檢驗(yàn)裝置的氣密性”外,還有“加入試劑,打開(kāi)彈簧夾后

”。

(3)裝置②的作用是