蘇教版高一化學(xué)《含氮化合物的性質(zhì)和應(yīng)用》典型例題及綜合模擬

蘇教版化學(xué)必修1專題四第二單元含氮化合物的性質(zhì)和應(yīng)用（二）典型例題及綜合模擬【典型例題】例1、在下列反應(yīng)中，HNO3既表現(xiàn)出氧化性，又表現(xiàn)出酸性的是（）A.H2S+2HNO3S↓+2NO2↑+2H2OB.CuO+2HNO3Cu（NO3）2+H2OC.4HNO34NO2↑+O2↑+2H2OD.3Cu+8HNO33Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O【解析】硝酸在反應(yīng)中化合價降低，則表現(xiàn)出氧化性，生成硝酸鹽，則表現(xiàn)出酸性。A表現(xiàn)了HNO3的氧化性；B表現(xiàn)了HNO3的酸性；C主要表現(xiàn)HNO3的不穩(wěn)定性?！敬鸢浮緿例2、將3.84g銅粉與一定質(zhì)量濃硝酸反應(yīng)，當(dāng)銅完全作用時，收集到氣體2.24L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），則所消耗酸的物質(zhì)的量是（）A.0.11mol B. C. D.【解析】應(yīng)用元素守恒和電子守恒，消耗的硝酸的物質(zhì)的量應(yīng)是起氧化性的（）和起酸性的（（3.84g64gNO2 B.NO C.N2O D.NH4NO3【解析】4molZn失去8mol電子生成4molZn2+，如果HNO3的還原產(chǎn)物中有兩個氮原子，每個氮原子得到4個電子，還原產(chǎn)物中氮元素的化合價為+5+（－4）=+1，可能是N2O。如果HNO3的還原產(chǎn)物中有一個變價的氮原子，這個氮原子得到8個電子，還原產(chǎn)物中氮元素的化合價為+5+（－8）=－3，可能是NH4NO3。【答案】CD例4、銅和鎂的合金4.6g完全溶于濃硝酸，若反應(yīng)中硝酸被還原只產(chǎn)生4480mL的NO2氣體和336mL的N2O4氣體（都已折算到標(biāo)準(zhǔn)狀況），在反應(yīng)后的溶液中，加入足量的氫氧化鈉溶液，生成沉淀的質(zhì)量為A.0.02g B.8.51g C.8.26g D.7.04g【解析】因兩金屬都是+2價金屬，可推知每mol金屬還原得2molNO2。所以，兩金屬總的物質(zhì)的量為：（4480+336×2）／44800＝mol，兩種氫氧化物的總質(zhì)量可用金屬離子質(zhì)量加氫氧根離子質(zhì)量來計算：4.6g+mol×2×17g·mol－1＝8.51g?！敬鸢浮緽例5、在某100mL的混合液中，硝酸和硫酸的物質(zhì)的量濃度分別為·L－1和·，向該混合液中加入1.92g銅粉，加熱，充分反應(yīng)后，所得溶液中的Cu2+濃度為（）A.·L－1 B.·L－1C.·L－1 D.無法計算【解析】依題意n（H+）=2n（H2SO4）+n（HNO3）=2×+=，=，n（Cu）=，在酸性溶液中，NO3－有氧化性，所以按3Cu+8H++2NO3－=3Cu2++2NO↑+4H2O反應(yīng)，n（H+）不足，用n（H+）和方程式共同求得n（Cu2+）==·，故選A?！敬鸢浮緼例6、將32.64g銅與140mL一定濃度的硝酸反應(yīng)，銅完全溶解產(chǎn)生的NO和NO2混合氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2L。請回答：（1）NO的體積為L，NO2的體積為L。（2）待產(chǎn)生的氣體全部釋放后，向溶液中加入VmLamol·L－1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2+全部轉(zhuǎn)化成沉淀，則原硝酸溶液的濃度為mol·L－1。（3）欲使銅與硝酸反應(yīng)生成的氣體在NaOH溶液中全部轉(zhuǎn)化為NaNO3，至少需要30%的雙氧水g?！窘馕觥勘绢}主要應(yīng)用反應(yīng)過程中電子守恒和元素守恒來解決。（1）V（NO）+V（NO2）=11.2L ①（2）再由電子守恒可得： ②由①②解得：V（NO）=5.8LV（NO2）=5.4L（2）分析氮元素守恒：N最終以NO、NO2混合氣及NaNO3形式存在。因此c（HNO3）==（3）依據(jù)電子守恒：NO、NO2混合氣被H2O2氧化為NO3－的過程中，NO、NO2失去電子數(shù)等于H2O2（O由－1價變?yōu)椋?價）得到電子數(shù)。由此列出：可得：m（H2O2）=57.8g【答案】（1）（2）（3）例7、為測定某銅銀合金的成分，將30.0g合金溶于80mL·L－1濃HNO3中，將合金完全溶解后，收集到氣體6.72L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），并測得溶液的，假設(shè)反應(yīng)后溶液的體積仍為80mL，試計算：（1）被還原的HNO3的物質(zhì)的量；（2）合金中Ag的質(zhì)量分數(shù)?！窘馕觥勘绢}的解題關(guān)鍵在于把握Cu，Ag與濃HNO3反應(yīng)過程中，隱含了濃HNO3稀釋的計算實質(zhì)，即所涉及的反應(yīng)有四個：Ag+2HNO3（濃）===AgNO3+NO2↑+H2O ①Cu+4HNO3（濃）===Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O ②3Ag+4HNO3（稀）===3AgNO3+NO↑+2H2O ③3Cu+8HNO3（?。?==3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O ④采取對應(yīng)體系的始態(tài)與終態(tài)進行整體分析，利用守恒法即可獲得十分簡捷的計算。觀察四個化學(xué)方程式，不難看出：被還原的HNO3均轉(zhuǎn)化成NO和NO2，根據(jù)N原子數(shù)守恒分析，被還原的硝酸的物質(zhì)的量等于NO和NO2物質(zhì)的量之和。從已知的NO與NO2的總體積進而可求得被還原的HNO3的物質(zhì)的量。從HNO3的作用分析：消耗HNO3的總物質(zhì)的量等于被還原的HNO3與只起酸性作用的HNO3的物質(zhì)的量之和。由化學(xué)式NOx和Cu（NO3）2，AgNO3可將只做酸用的HNO3的量以Ag和Cu的物質(zhì)的量代換，即n（HNO3）=n（NO+NO2）+n（Ag）+2n（Cu）據(jù)此可簡捷地求得Ag的質(zhì)量分數(shù)。（1）n（HNO3）=n（氣體）==（2）c（H+）=1mol·L－1所以參加反應(yīng)的HNO3總物質(zhì)的量為n（HNO3）=0.08L×（）mol·L－1－=設(shè)合金中Ag的質(zhì)量為x，Cu的質(zhì)量為（30g－x），則由NO3－守恒得：+=x=10.8gw（Ag）=×100%=36%【答案】：（1）（2）36%例8、現(xiàn)用U型管（用硬質(zhì)玻璃管彎制）、干燥管、酒精燈、膠塞和玻璃導(dǎo)管等儀器設(shè)計下圖裝置來檢驗稀硝酸與銅反應(yīng)生成的NO。（1）補充完成下列實驗步驟：①檢查裝置的氣密性，方法是_________________________________。②打開活塞A，從U型管長管一端注入稀硝酸，一直注到______________為止。③關(guān)閉活塞A，用酒精燈在U型管短管一側(cè)加熱，當(dāng)觀察到____________________的現(xiàn)象出現(xiàn)時，立即停止加熱。（2）記錄描述觀察到的實驗現(xiàn)象：①可在U型管短管上方處觀察到_________色氣體產(chǎn)生。若銅絲和稀硝酸均未完全反應(yīng)，在____________時反應(yīng)也可自行停止。②反應(yīng)自行停止后，如果慢慢打開活塞A，可立即觀察到_______。以上現(xiàn)象說明__?！窘馕觥拷鈱嶒烆}首要一點是審題：即本實驗的目的，圍繞實驗?zāi)康母鶕?jù)實驗的基本操作和基本原理去解決問題?！敬鸢浮浚?）①關(guān)閉玻璃導(dǎo)管活塞A，向U型管長管一端加水至液面高于短管，靜置一段時間后，若液面相對位置不變，則不漏氣。②U型管短管一端沒有氣泡③銅絲上有氣泡（2）①無；NO將硝酸溶液排入長管，使硝酸與銅脫離接觸②U型管短管一端液面上升，干燥管的球型容器中有紅棕色氣體生成；Cu與稀HNO3反應(yīng)生成NO例9、的銅與適量濃硝酸反應(yīng)，銅全部作用后。共收集到NO2和NO的混合氣體22.4mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則混合氣體中NO2和NO的體積分別是多少？解析：根據(jù)電荷守恒。銅與硝酸的反應(yīng)是一個氧化還原反應(yīng)，在反應(yīng)中得失電子數(shù)目相等。即反應(yīng)中銅生成硝酸銅失去的電子數(shù)目等于硝酸生成NO2和NO的混合氣體得到電子的數(shù)目。設(shè)產(chǎn)生NO2的物質(zhì)的量為a，產(chǎn)生NO的物質(zhì)的量為b。由題意知失電子的數(shù)目為，得電子數(shù)目為a+3b=×mol，而∴a=×molb=×mol∴NO2的體積為×mol×L=×LNO的體積為×mol×L=×L答案：見解析例10、某學(xué)生課外活動小組利用如圖所示裝置分別做如下實驗：在試管中注入某紅色溶液，加熱試管，溶液顏色逐漸變淺，冷卻后恢復(fù)為紅色，則原溶液可能是________溶液；加熱時溶液由紅色逐漸變淺的原因是_______________。在試管中注入某無色溶液，加熱試管，溶液變?yōu)榧t色，冷卻后恢復(fù)為無色，則此溶液可能是________溶液；加熱時溶液由無色變?yōu)榧t色的原因是___________。解析：原溶液是紅色溶液，受熱顏色變淺，是因其中物質(zhì)以氣態(tài)揮發(fā)所引起，常見的具有堿性的氣體是氨氣，氨氣在水中呈堿性，可使酚酞變紅，氨氣減少，顏色變淺；原溶液是無色溶液，受熱反而顯紅色，同上分析，這里揮發(fā)的是SO2氣體，指示劑是品紅溶液答案：稀氨水和酚酞；稀氨水中的NH3逸出，所以溶液的顏色變淺；溶有SO2的品紅；SO2氣體逸出，品紅溶液恢復(fù)為紅色。例11、有關(guān)物質(zhì)存在如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系（部分產(chǎn)物已省略）。通常C為氣體單質(zhì)，G為紫黑色固體單質(zhì)。實驗室中，常用固體E在B的催化下加熱制取氣體單質(zhì)H。請回答下列問題：（1）反應(yīng)①的化學(xué)方程式為（2）反應(yīng)②的離子方程式為（3）寫出另外一種實驗室制取H的化學(xué)方程式答案：（1）（2）（3）或（其他合理答案也可）例12、下圖是銅與稀硝酸反應(yīng)的兩個實驗裝置圖，請回答下列問題：（1）銅與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式為__。（2）I實驗裝置中能否證明銅與稀硝酸反應(yīng)生成的是NO氣體______________（填“能”或“不能”），簡述理由_____。（3）若用Ⅱ?qū)嶒炑b置進行實驗，以證明銅與稀硝酸反應(yīng)生成的氣體是NO，則：檢查氣密性的操作是___________________________________________________________。在燒杯中加入一定體積的稀硝酸，打開止水夾，用注射器慢慢抽取干燥管內(nèi)的空氣，稀硝酸沿著干燥管慢慢上升，直到充滿整個干燥管，停止抽拉注射器，關(guān)閉止水夾，觀察干燥管內(nèi)的現(xiàn)象_____________________________________________。反應(yīng)停止后，打開止水夾，用注射器抽取干燥管內(nèi)的氣體（事先已將注射器內(nèi)原有的空氣推出），關(guān)閉止水夾后取下注射器，并抽取一定量的空氣，觀察到的現(xiàn)象是____________（4）上述實驗完成后，將注射器內(nèi)的氣體通入到NaOH溶液中，其目的是_______。答案：（1）3Cu+2NO3–+8H+3Cu2++2NO↑+4H2O（2）不能，因為圓底燒瓶中有空氣，空氣中的氧氣會與NO反應(yīng)生成NO2，出現(xiàn)紅棕色。（3）關(guān)閉止水夾，將干燥管放入帶有水的燒杯中，若干燥管內(nèi)的液面比燒杯中的液面低，且過一段時間后干燥管內(nèi)的液面位置保持不變，則表明該裝置的氣密性良好。銅片溶解，且表面有無色氣泡產(chǎn)生，溶液變成藍色，液面下降。有紅棕色氣體產(chǎn)生。（4）防止污染環(huán)境。【模擬試題】（答題時間：60分鐘）一、選擇題1.下列藥品，在空氣中既不易被氧化，也不易分解，且可以用無色玻璃瓶存放的是（）A.氯水 B.鈉 C.濃硝酸 D.濃鹽酸2.下列試劑不需要保存在棕色試劑瓶內(nèi)的是（）A.濃HNO3 B.NaCl溶液 C.新制氯水 D.AgNO3溶液3.有關(guān)硝酸化學(xué)性質(zhì)的敘述中，正確的是（）A.濃、稀硝酸都能使藍色石蕊試紙變紅色B.硝酸能與Na2CO3反應(yīng)，但不生成CO2C.硝酸可與Na2S反應(yīng)制得H2S氣體D.濃硝酸因分解放出的NO2又溶解于硝酸而呈黃色4.用銅鋅合金制成的假金元寶騙人的事件屢有發(fā)生，下列不易區(qū)別其真?zhèn)蔚姆椒ㄊ牵ǎ〢.測定密度 B.放入硝酸中 C.放入鹽酸中 D.觀察外觀5.為了除去鍍在鋁表面的銅鍍層，可選用的試劑是（）A.稀硝酸 B.濃硝酸 C.濃鹽酸 D.濃硫酸*6.在鐵銅的混合物中，加入一定量的稀硝酸并微熱，充分反應(yīng)后，剩余金屬ag，再向其中加入一定量的稀鹽酸并加熱，充分振蕩后，還剩余金屬bg，則（）A.a可能等于b B.a一定等于b C.a可能小于b D.a一定大于b7.某強酸性溶液中可能存在NO3－，Cl－，I－，F(xiàn)e3+中的一種或幾種，向該溶液中加入溴水，單質(zhì)溴被還原，由此推斷該溶液中（）A.不含NO3－也不含F(xiàn)e3+ B.含有NO3－，I－，Cl－C.含I－但不能確定是否含Cl－ D.含有Fe3+8.Cu與足量的濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生氣體，用排水法收集aL此氣體（標(biāo)況），從理論上講，被還原的硝酸的物質(zhì)的量是下列中的（）A.a/mol B.a/mol C.3a/mol D.3a/mol9.銅跟1mol/L的硝酸反應(yīng)，若NO3－的濃度下降L，則H+的濃度下降為（）A.0.2mol/L B.L C.L D.L10.將1.92克銅粉與一定量的濃硝酸反應(yīng)，當(dāng)銅粉完全作用時，用排水法收集的氣體在標(biāo)況下的體積可能為（A.1.12L B.0.56L C.0.448L D.0.224L11.單質(zhì)跟濃硝酸反應(yīng)時，每有單質(zhì)反應(yīng)就消耗1mol硝酸，則單質(zhì)被氧化后的化合價可能是（）A.+1 B.+2 C.+3 D.+4*12.1.92克銅投入一定量的濃硝酸中，銅完全溶解，生成氣體顏色越來越淺，共收集到氣體672mL（標(biāo)況），將盛有此氣體的容器倒扣在水中，容器內(nèi)液面上升，再通入標(biāo)況下一定體積的氧氣，恰好使氣體完全溶于水中，則通入的氧氣的體積是（A.504mL B.168mL C.336mL D.224mL13.某金屬單質(zhì)能與足量濃硝酸反應(yīng)，放出NO2氣體，若參加反應(yīng)的金屬單質(zhì)與硝酸的物質(zhì)的量之比為1：ａ，則該金屬元素在反應(yīng)后生成的硝酸鹽中的化合價是（）A.+2a B.+a C.+a/2 D.+a/414.在某100mL混合溶液中，硝酸和硫酸的物質(zhì)的量濃度分別為L和L，向該混合溶液中加入1.92克銅粉，加熱待充分反應(yīng)后，所得溶液中的Cu2+的物質(zhì)的量濃度（mol/L）是（A.0.15 B.0.225 C. D.二、填空題15.某興趣小組設(shè)計出下圖所示裝置來改進教材中“銅與硝酸反應(yīng)”實驗，以探究化學(xué)實驗的綠色化。（1）實驗前，關(guān)閉活塞b，試管d中加水至浸沒長導(dǎo)管口，塞緊試管c和d的膠塞，加熱c。其目的是。（2）在d中加適量NaOH溶液，c中放一小塊銅片，由分液漏斗a向c中加入2mL濃硝酸。c中反應(yīng)的化學(xué)方程式是。再由a向c中加2mL蒸餾水，c中的實驗現(xiàn)象是。（3）下表是制取硝酸銅的三種方案，能體現(xiàn)綠色化學(xué)理念的最佳方案是。理由是_____________。方案反應(yīng)物甲Cu、濃HNO3乙Cu、稀HNO3丙Cu、O2、稀HNO3（4）該小組還用上述裝置進行實驗證明氧化性KMnO4＞Cl2＞Br2。操作步驟為，實驗現(xiàn)象；但此實驗的不足之處是。16.銅與濃硝酸反應(yīng)和銅與稀硝酸反應(yīng)，產(chǎn)物不同，實驗現(xiàn)象也不同.（1）某課外活動小組為了證明并觀察到銅與稀硝酸反應(yīng)的產(chǎn)物為NO，設(shè)計了如圖所示的實驗裝置，請你根據(jù)他們的思路，選擇下列藥品，完成該實驗，并敘述實驗步驟：藥品：稀硝酸稀鹽酸鋅粒石灰石固體步驟：①檢查裝置的氣密性②；③；④