2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第3章物質(zhì)的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化第3節(jié)第3課時硝酸人類活動對氮循環(huán)和環(huán)境的影響練習(xí)含解析魯科版必修第一冊

PAGEPAGE1第3課時硝酸人類活動對氮循環(huán)和環(huán)境的影響夯實基礎(chǔ)·輕松達(dá)標(biāo)1.下列試驗事實與硝酸性質(zhì)不相對應(yīng)的一組是()A.濃硝酸使紫色石蕊溶液先變紅后褪色——酸性和強(qiáng)氧化性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——強(qiáng)酸性2.將相同質(zhì)量的銅分別和過量濃硝酸、稀硝酸反應(yīng),下列敘述正確的是()A.反應(yīng)生成氣體的物質(zhì)的量相等B.消耗硝酸的物質(zhì)的量:前者多,后者少C.反應(yīng)生成氣體的顏色:前者淺,后者深D.反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù):前者多,后者少3.(2024湖南張家界民族學(xué)校月考)木炭屑與濃硝酸共熱,產(chǎn)生的氣體X等分為①和②兩份,將兩份氣體分別按下圖試驗:則石灰水的改變可能是()A.①不變渾濁,②變?nèi)榘咨獴.①變?yōu)槿榘咨珳啙?②不變渾濁C.①、②均變?yōu)槿榘咨珳啙酓.①、②都不變渾濁4.下列反應(yīng)中硝酸既表現(xiàn)出氧化性又表現(xiàn)出酸性的是()A.氧化鋁和硝酸 B.少量氧化鐵和硝酸C.硫化氫和硝酸 D.銅和濃硝酸5.已知3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,則下列說法不正確的是()A.Cu做還原劑,HNO3做氧化劑B.HNO3在該反應(yīng)中只有部分表現(xiàn)出了氧化性C.每生成22.4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)NO,有3mol的電子轉(zhuǎn)移D.假如有8molHNO3被還原,則生成了2molNO6.(2024貴州遵義高一期中)對于下列事實的說明正確的是()A.在蔗糖中加入濃硫酸后出現(xiàn)發(fā)黑現(xiàn)象,說明濃硫酸具有吸水性B.濃硝酸在光照下顏色變黃,說明濃硝酸具有揮發(fā)性C.常溫下,濃硝酸可以用鋁罐貯存,說明鋁與濃硝酸不反應(yīng)D.氨氣可以完成噴泉試驗,說明氨氣極易溶于水7.1L稀硝酸和稀硫酸的混合液,其物質(zhì)的量濃度分別為0.1mol·L-1和0.4mol·L-1。若向該混合液中加入足量的銅粉,則最多能溶解銅粉的質(zhì)量為()A.2.4g B.3.2g C.6.4g D.9.6g8.(2024山東濰坊高一期末)氨氮廢水超標(biāo)排放是水體富養(yǎng)分化的重要緣由,可用以下流程處理:高濃度氨氮廢水低濃度氨氮廢水含硝酸廢水達(dá)標(biāo)廢水下列說法正確的是()A.過程Ⅰ中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)B.過程Ⅱ中N→N,每轉(zhuǎn)化1molN轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為6NAC.過程Ⅲ中CH3OH→CO2,甲醇做還原劑D.過程Ⅲ中HNO3→N2,轉(zhuǎn)移10mole-時可生成N211.2L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)9.(2024湖南瀏陽一中高一檢測)將加熱至紅熱的2.4g木炭投入盛有足量的12mol·L-1濃硝酸的試管中,馬上塞好塞子,如圖所示連接好裝置(已檢查裝置的氣密性)。(1)反應(yīng)起先后,試管a中除看到木炭猛烈反應(yīng)直至最終消逝外,還能視察到的現(xiàn)象是。

(2)試管b中最終(填“有”或“無”)沉淀產(chǎn)生,緣由是。

(3)試管c中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

(4)集氣瓶e中最終收集到的氣體為,理論上該氣體的總體積約為L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),但實際數(shù)值(填“大于”或“小于”)這個數(shù)值。

(5)若向集氣瓶e中通入O2至液體又重新充溢整個集氣瓶,則通入O2的體積為L(標(biāo)準(zhǔn)狀況,按生成氣體的理論值計算)。

提升實力·跨越等級1.(2024天津一中期末)(雙選)某化學(xué)愛好小組進(jìn)行有關(guān)Cu、硝酸、硫酸化學(xué)性質(zhì)的試驗,試驗過程如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是()A.①中溶液呈藍(lán)色,試管口有紅棕色氣體產(chǎn)生,稀硝酸被還原為NO2B.③中反應(yīng)的化學(xué)方程式:3Cu+Cu(NO3)2+4H2SO44CuSO4+2NO↑+4H2OC.③中滴加稀硫酸,銅片接著溶解,說明稀硫酸的氧化性比稀硝酸強(qiáng)D.由上述試驗可知:Cu在常溫下即可與稀硝酸反應(yīng)2.(2024北京101中學(xué)高一期中)在通風(fēng)櫥中進(jìn)行下列試驗:步驟續(xù)表現(xiàn)象Fe表面產(chǎn)生大量無色氣泡,液面上方變?yōu)榧t棕色Fe表面產(chǎn)生少量紅棕色氣泡后,快速停止Fe、Cu接觸后,其表面均產(chǎn)生紅棕色氣泡下列說法不正確的是()A.Ⅰ中氣體由無色變紅棕色的化學(xué)方程式:2NO+O22NO2B.Ⅱ中的現(xiàn)象說明Fe表面形成致密的氧化層,阻擋Fe進(jìn)一步反應(yīng)C.對比Ⅰ、Ⅱ中現(xiàn)象,說明稀硝酸的氧化性強(qiáng)于濃硝酸D.針對Ⅲ中現(xiàn)象,說明常溫下Fe、Cu均能與濃硝酸反應(yīng)3.(2024浙江溫州十五校聯(lián)合體聯(lián)考)常溫下,將肯定量的鐵粉加入50mL10mol·L-1硝酸(①)中,待其充分反應(yīng)后,收集到的氣體換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為4.2L(②),所得溶液能夠使淀粉碘化鉀溶液變藍(lán)(③),該溶液也能使酸性高錳酸鉀溶液褪色(④)。下列說法中正確的是()A.①中數(shù)據(jù)表明,硝酸是濃硝酸,因此Fe已經(jīng)鈍化B.②中數(shù)據(jù)表明,生成的氣體中只有NO2C.③中現(xiàn)象表明,硝酸肯定有剩余D.④中現(xiàn)象表明,溶液中肯定含有Fe2+4.將銅粉放入稀硫酸中,加熱無明顯現(xiàn)象發(fā)生,當(dāng)加入下列一種物質(zhì)后,銅粉的質(zhì)量減小,溶液呈藍(lán)色,同時有氣體逸出,該物質(zhì)是()A.Fe2(SO4)3B.Na2SO4C.KNO3 D.FeSO45.3.2g銅與過量硝酸(8mol·L-1,30mL)充分反應(yīng),硝酸的還原產(chǎn)物為NO2和NO,反應(yīng)后溶液中所含H+為amol,則此時溶液中所含N為()A.(0.2+a)mol B.(0.1+a)molC.(0.05+a)mol D.amol6.1.92gCu投入肯定量的濃硝酸中,Cu完全溶解,生成氣體顏色越來越淺,共收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體672mL,將盛有此氣體的容器倒扣在水槽中,通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下肯定體積的氧氣,恰好使氣體完全溶于水,則通入的氧氣的體積為()A.504mL B.336mLC.224mL D.168mL7.(2024黑龍江大慶試驗中學(xué)高一期中)(一)試驗室模擬合成氨和氨催化氧化的流程如下:(1)氮氣和氫氣通過甲裝置,甲裝置的作用除了將氣體混合、干燥,還有的作用。

(2)用乙裝置汲取一段時間氨后,再通入空氣,同時將經(jīng)加熱的鉑絲插入乙裝置的錐形瓶內(nèi),能使鉑絲保持紅熱,錐形瓶中還可視察到的現(xiàn)象是。

(3)寫出乙裝置中氨氧化的化學(xué)方程式:。

(二)試驗室探究銅與硝酸反應(yīng)的相關(guān)問題,按下圖所示裝置進(jìn)行試驗。請回答下列問題:(4)裝置甲中盛放濃硝酸的儀器A的名稱是。

(5)試驗過程中,裝置丙中出現(xiàn)的現(xiàn)象是。

(6)裝置丙中的試管內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。取下裝置丙中的試管D,在其中滴加FeSO4溶液,再滴加KSCN溶液,溶液變?yōu)樯?/p>

(8)待反應(yīng)停止后,Cu片有剩余,取下B,加入少量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的稀硫酸,這時銅片上又有氣泡產(chǎn)生,離子方程式為。

8.將32.64g銅與140mL肯定濃度的硝酸反應(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。

貼近生活·拓展創(chuàng)新★為了證明銅與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生一氧化氮,某校學(xué)生試驗小組設(shè)計了一個試驗,其裝置如下圖所示(加熱裝置和固定裝置均已略去),B為一個用金屬絲固定的干燥管,內(nèi)裝塊狀碳酸鈣固體;E為一個空的蒸餾燒瓶;F是用于鼓入空氣的雙連打氣球。(1)試驗時,為在E燒瓶中收集到NO,以便視察顏色,必需事先趕盡其中的空氣。其中第一步試驗操作是。

如何確定E中空氣已被趕盡?。

(2)如何證明E中收集到的是NO而不是H2?。

一段時間后,C中白色沉淀溶解,其緣由是。

(3)裝置D的作用是。

參考答案第3課時硝酸人類活動對氮循環(huán)和環(huán)境的影響夯實基礎(chǔ)·輕松達(dá)標(biāo)1.DA項,濃硝酸因有酸性而使紫色石蕊溶液變紅色,又因濃硝酸的強(qiáng)氧化性而使其褪色;B項,因稀硝酸有強(qiáng)氧化性,與鐵反應(yīng)不產(chǎn)生H2;C項,因濃硝酸不穩(wěn)定,見光或受熱易分解,因此應(yīng)用棕色瓶盛裝濃硝酸,且避光保存;D項,稀硝酸與氫氧化亞鐵反應(yīng)生成硝酸鐵、一氧化氮和水,表現(xiàn)了硝酸的酸性和強(qiáng)氧化性。2.B由反應(yīng)Cu+4HNO3(濃)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O和3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O可知,當(dāng)銅質(zhì)量相同,硝酸過量時,生成氣體的物質(zhì)的量前者多,消耗n(HNO3)前者多,反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子總數(shù)相等。3.B①中X先通過水,NO2轉(zhuǎn)變?yōu)镹O,故澄清石灰水只與CO2反應(yīng)變渾濁,②中X通入澄清石灰水,依次發(fā)生3NO2+H2O2HNO3+NO,2HNO3+Ca(OH)2Ca(NO3)2+2H2O,CO2未參與反應(yīng),故不變渾濁,所以B項正確。4.DHNO3中N元素價態(tài)降低,表現(xiàn)HNO3的氧化性。反應(yīng)中生成鹽,表現(xiàn)出HNO3的酸性。Al2O3與HNO3反應(yīng)生成Al(NO3)3和水,Fe2O3與HNO3生成Fe(NO3)3和水,都只表現(xiàn)HNO3的酸性。Cu與濃硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu+4HNO3(濃)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,HNO3既表現(xiàn)出氧化性又表現(xiàn)出酸性。5.D依據(jù)反應(yīng):知,A項正確;HNO3在該反應(yīng)中既表現(xiàn)酸性又表現(xiàn)氧化性,B項正確;依據(jù)雙線橋分析,該反應(yīng)每生成2molNO轉(zhuǎn)移6mol電子,C項正確;HNO3被還原生成NO,若有8molHNO3被還原,則生成8molNO,D項錯誤。6.D在蔗糖中加入濃硫酸后出現(xiàn)發(fā)黑現(xiàn)象,說明濃硫酸具有脫水性,故A錯誤;濃硝酸見光或是加熱條件下易分解為二氧化氮、氧氣和水,NO2溶解在濃硝酸中導(dǎo)致濃硝酸顏色變黃,體現(xiàn)了濃硝酸的不穩(wěn)定性,故B錯誤;常溫下,金屬鋁遇到濃硝酸會鈍化,鈍化是發(fā)生反應(yīng)生成致密氧化膜的過程,故C錯誤;氨氣極易溶解于水,可利用氨氣易溶于水的性質(zhì)設(shè)計噴泉試驗,故D正確。7.D據(jù)反應(yīng)原理寫出反應(yīng)的離子方程式為3Cu+2N+8H+3Cu2++2NO↑+4H2O 0.1mol 0.9molH+過量,依據(jù)n(N)計算溶解銅粉的質(zhì)量,m(Cu)==9.6g。8.C過程Ⅰ相當(dāng)于向含的溶液中加堿加熱,將轉(zhuǎn)變?yōu)榘睔?此過程不是氧化還原反應(yīng),A項錯誤;中的氮元素是-3價,中的氮元素是+5價,因此每轉(zhuǎn)化1mol要轉(zhuǎn)移8mol電子,B項錯誤;甲醇中的碳元素是-2價,而CO2中的碳元素是+4價,因此甲醇變成CO2的過程中甲醇被氧化,做還原劑,C項正確;硝酸中的氮元素是+5價的,轉(zhuǎn)化為氮氣中0價的氮元素須要得到5個電子,因此轉(zhuǎn)移10mol電子可以得到2mol的0價氮原子,即可生成1mol氮氣,D項錯誤。9.答案(1)試管上部充溢紅棕色氣體(2)無NO2與水反應(yīng)生成的HNO3(足量)中和了Ca(OH)2(3)Ba(OH)2+CO2BaCO3↓+H2O、BaCO3+CO2+H2OBa(HCO3)2(4)NO6.0小于(5)4.5解析(1)木炭在加熱條件下與濃硝酸發(fā)生反應(yīng):C+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2↑+2H2O。(2)混合氣體通入試管b中,由于NO2與水反應(yīng)生成的HNO3(足量)中和了Ca(OH)2,故試管b中最終無沉淀產(chǎn)生。(3)從b試管中出來的氣體NO和CO2通入c試管中,CO2會和Ba(OH)2反應(yīng),經(jīng)計算知CO2通過c試管后有剩余,試管d中的NaOH溶液能夠汲取未反應(yīng)的CO2。(4)集氣瓶e中收集到的氣體為NO;由相關(guān)化學(xué)方程式可知,n(NO)=n(NO2)=n(C)=mol,V(NO)=mol×22.4L·mol-1≈6.0L。(5)向集氣瓶e中通入O2后發(fā)生反應(yīng):4NO+3O2+2H2O4HNO3,可得V(O2)=V(NO)=4.5L。提升實力·跨越等級1.BDA項,試驗①中溶液呈藍(lán)色,試管口有紅棕色氣體產(chǎn)生,稀硝酸被Cu還原為NO,在試管口,NO遇到空氣中的氧氣反應(yīng)生成NO2,所以錯誤;B項,③中反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Cu+Cu(NO3)2+4H2SO44CuSO4+2NO↑+4H2O,所以正確;C項,試驗③中滴加稀硫酸,銅片接著溶解,硝酸根離子在酸性條件下等同于硝酸,硝酸的氧化性強(qiáng)于稀硫酸,所以錯誤;D項,Cu在常溫下可與稀硝酸反應(yīng),所以正確。2.CⅠ中由于稀硝酸有強(qiáng)的氧化性,與鐵發(fā)生氧化還原反應(yīng),硝酸得到電子被還原變?yōu)镹O,NO氣體為無色,當(dāng)遇到空氣時,NO發(fā)生反應(yīng)2NO+O22NO2變?yōu)榧t棕色的NO2,A正確;在Ⅱ中濃硝酸有強(qiáng)的氧化性,在室溫下遇鐵、鋁會使金屬表面氧化產(chǎn)生一層氧化物薄膜,對內(nèi)層金屬起愛護(hù)作用,從而防止金屬的進(jìn)一步反應(yīng),即發(fā)生鈍化現(xiàn)象,因此不能進(jìn)一步反應(yīng),這恰好說明濃硝酸的氧化性比稀硝酸強(qiáng),因此B正確;依據(jù)以上分析可知,C錯誤;Fe和Cu在常溫下均能與濃硝酸反應(yīng),D正確。3.DA項,兩者反應(yīng)有氣體生成,由此可知硝酸與鐵發(fā)生了氧化還原反應(yīng),未發(fā)生鈍化,所以錯誤;B項,由題意可知反應(yīng)中生成了Fe3+、Fe2+,說明鐵過量,則硝酸先被還原生成NO2,后生成NO,所以錯誤;C項,鐵過量硝酸無剩余,所以錯誤;D項,使酸性高錳酸鉀溶液褪色的是Fe2+,所以正確。4.C“溶液呈藍(lán)色”說明銅被氧化,在原稀硫酸中已含有H+,加入Fe3+后,雖然也可以氧化Cu,但此時并沒有氣體放出,若加入KNO3(供應(yīng)了N),相當(dāng)于Cu在稀硝酸的環(huán)境中,會被氧化并放出NO氣體。5.B反應(yīng)后N存在于硝酸和硝酸銅中,n[Cu(NO3)2]=n(Cu)==0.05mol,n(HNO3)剩余=amol,n(N)=2n[Cu(NO3)2]+n(HNO3)剩余=(0.1+a)mol。6.B由題意分析整個過程可看作HNO3未參與氧化還原反應(yīng),而是1.92gCu被氧氣氧化,由2Cu~O2知通入的氧氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)的體積為336mL。7.答案(1)限制氣體流速從而限制氣體體積比(2)有紅棕色氣體產(chǎn)生(3)4NH3+5O24NO+6H2O(4)分液漏斗(5)蒸餾水中有氣泡產(chǎn)生,生成的氣體在試管上方變?yōu)榧t棕色(6)3NO2+H2O2H++2N+NO紅3Cu+2N+8H+3Cu2++2NO↑+4H2O解析(1)濃硫酸具有吸水性,可干燥N2和H2,因此裝置甲作用是干燥氣體,濃硫酸的另一個作用通過視察氣泡,限制氫氣和氮氣的流速。(2)此反應(yīng)是NH3的催化氧化,鉑絲保持紅熱,說明氨的催化氧化是放熱反應(yīng),氨氣催化氧化反應(yīng)的化學(xué)方程式為4NH3+5O24NO+6H2O,錐形瓶上方有空氣,NO與空氣中的氧氣反應(yīng)生成NO2,因此現(xiàn)象是有紅棕色氣體產(chǎn)生。(3)氨氣的催化氧化,氨氣被氧化生成NO,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為4NH3+5O24NO+6H2O。(4)裝置甲中盛放濃硝酸的儀器A的名稱是分液漏斗。(5)銅與濃硝酸在裝置甲中的反應(yīng)為Cu+4HNO3(濃)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,生成紅棕色的二氧化氮氣體進(jìn)入丙裝置,發(fā)生反應(yīng)3NO2+H2O2HNO3+NO,生成的一氧化氮與液面上方的空氣反應(yīng)生成紅棕色的二氧化氮,所以裝置丙中出現(xiàn)的現(xiàn)象為蒸餾水中有