2024-2025新教材高中化學課時素養(yǎng)評價二十3.3.3硝酸的性質(zhì)人類活動對氮循環(huán)和環(huán)境的影響含解析魯科版必修第一冊

PAGEPAGE10硝酸的性質(zhì)人類活動對氮循環(huán)和環(huán)境的影響(40分鐘70分)一、選擇題(本題包括10小題,每小題4分,共40分)1.(2024·北京昌平區(qū)高一檢測)結(jié)合某城市某日空氣質(zhì)量報告內(nèi)容,以下敘述正確的是 ()A.該日空氣首要污染物是PM2.5B.該日空氣質(zhì)量等級屬于優(yōu)C.污染物NO2、CO可能主要來源于機動車尾氣D.PM2.5、PM10指的是懸浮顆粒物,不會影響人體健康【解析】選C。首要污染物是指污染最重的污染物,依據(jù)空氣質(zhì)量報告,PM10數(shù)值最大,所以該日空氣首要污染物是PM10,故A錯誤;首要污染物的污染指數(shù)即為空氣污染指數(shù),該日空氣污染指數(shù)為79,空氣質(zhì)量等級屬于良,故B錯誤;機動車尾氣中含有NO2、CO,故C正確;PM2.5指的是大氣中的細顆粒物,它的直徑僅有2.5微米,PM10指的是環(huán)境空氣中塵埃直徑在10微米以下的顆粒物,PM2.5、PM10會影響人體健康,故D錯誤。2.某化學愛好小組對2024年雅加達亞運會的金牌中金屬的成分提出猜想:甲認為該金屬是由純金制成;乙認為該金屬是由金銀合金制成;丙認為該金屬是由黃銅(銅鋅合金)制成。為了驗證他們的猜想,取制造這種金牌的材質(zhì)粉末少量進行試驗,加入下面一種試劑來證明甲、乙、丙猜想的正誤,該試劑應是 ()A.硫酸銅溶液 B.鹽酸C.稀硝酸 D.硝酸銀溶液【解析】選C。稀硝酸可以溶解Cu、Ag、Zn,但不與Au反應,因此可依據(jù)金屬粉末的變更來推斷,若不溶解則甲正確,若部分溶解則乙正確,若全部溶解則丙正確。3.下列試驗事實與硝酸性質(zhì)不相對應的一組是 ()A.濃硝酸使紫色石蕊溶液先變紅后褪色——酸性和強氧化性B.鐵與稀硝酸反應不能放出氫氣——強氧化性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——僅強酸性【解析】選D。A項,濃硝酸因有酸性而使紫色石蕊溶液變紅色,又因濃硝酸的強氧化性而使其褪色;B項,因稀硝酸有強氧化性,與鐵反應不產(chǎn)生H2;C項,因濃硝酸不穩(wěn)定,見光或受熱易分解,因此應用棕色瓶盛裝,避光保存;D項,稀硝酸與氫氧化亞鐵反應生成硝酸鐵、一氧化氮和水,表現(xiàn)了硝酸的酸性和強氧化性?！疽族e提示】(1)硝酸與金屬反應無H2生成。(2)硝酸與金屬、FeO、Fe(OH)2、Fe3O4、Na2SO3、Na2S等反應不僅表現(xiàn)酸性,還表現(xiàn)強氧化性;硝酸與碳等非金屬單質(zhì)、HI、HBr、H2S、SO2等還原性物質(zhì)反應時,只表現(xiàn)其氧化性。(3)在酸性溶液中,NO3-能將Fe2+、Br-、I-、S2-、SO3(4)稀硝酸與鐵反應,當HNO3過量時,產(chǎn)物為Fe(NO3)3;當Fe過量時,產(chǎn)物為Fe(NO3)2;當Fe與HNO3恰好耗盡時,產(chǎn)物可能是Fe(NO3)3或Fe(NO3)2或Fe(NO3)3、Fe(NO3)2的混合物。4.碳與濃硝酸共熱,產(chǎn)生的氣體分為兩份,第一份氣體先導入適量蒸餾水中再導入石灰水中;其次份氣體干脆導入石灰水中,則石灰水的變更可能是 ()A.第一份不變渾濁;其次份變?nèi)榘咨獴.第一份變?nèi)榘咨?其次份不變渾濁C.第一份變?nèi)榘咨?其次份變?nèi)榘咨獶.第一份不變渾濁;其次份不變渾濁【解析】選B。碳與濃硝酸共熱,產(chǎn)生NO2和CO2的混合氣體,第一份氣體先導入適量蒸餾水中,NO2與水反應生成硝酸,剩余氣體(CO2)導入石灰水中,石灰水變?nèi)榘咨珳啙?其次份氣體干脆導入石灰水中,NO2與水反應生成硝酸,再與石灰水反應,CO2不能與石灰水反應,故不變渾濁。5.硝酸甘油又稱硝化甘油,三硝酸甘油酯,用作血管擴張藥,治療心絞痛。硝酸與醇發(fā)生酯化反應,即可制得硝化甘油。 下列關于硝酸的說法中正確的是 ()A.硝酸電離出的H+能被Zn還原成H2B.常溫下,向濃硝酸中投入Fe片,會產(chǎn)生大量的紅棕色氣體C.向裝有Fe(NO3)2溶液的試管中加入稀硫酸,可在試管口視察到紅棕色氣體D.過量的Fe粉中加入稀硝酸,充分反應后,滴入KSCN溶液,溶液呈紅色【解析】選C。A項,硝酸具有強氧化性,與Zn反應生成含氮氧化物等,不能生成H2;B項,Fe被濃硝酸鈍化,阻擋進一步反應;C項,稀硫酸電離出H+,NO3-在酸性條件下具有強氧化性,被Fe2+還原為NO,試管口遇O2生成紅棕色的NO2,正確;D項,過量的Fe粉中加入稀硝酸,生成的Fe2+與6.肯定質(zhì)量的銅分別與足量的稀硝酸和濃硝酸完全反應,在相同條件下用排水法收集反應產(chǎn)生的氣體,下列敘述正確的是 ()A.硝酸濃度越大,硝酸被還原之后的生成物的價態(tài)越低,對應的硝酸的氧化性越弱B.硝酸濃度不同,生成Cu(NO3)2的物質(zhì)的量不同C.硝酸濃度越大,產(chǎn)生的氣體越少D.兩者用排水法收集到的氣體體積相等【解析】選D。硝酸的濃度越大氧化性越強,故A錯誤;等量的Cu與足量濃度不同的硝酸反應,生成Cu(NO3)2的物質(zhì)的量相同,故B錯誤;等量的Cu與硝酸反應,濃硝酸反應生成氣體多,故C錯誤;因3NO2+H2O2HNO3+NO,最終收集氣體均為NO,由電子守恒可知,收集NO的體積相等,故D正確。7.(2024·懷安高一檢測)往兩支分別裝有淺綠色的Fe(NO3)2和FeSO4溶液的試管中分別逐滴加入稀鹽酸時,溶液的顏色變更應當是 ()A.前者基本沒有變更,后者變棕黃色B.前者變棕黃色,后者也變棕黃色C.前者變棕黃色,后者基本沒有變更D.前者、后者都基本沒有變更【解析】選C。Fe2+和NO3-、SO42-在溶液中可以大量共存,但加入鹽酸后,NO3-在酸性條件下表現(xiàn)出強氧化性,把Fe2+氧化成Fe3+,溶液由淺綠色變成棕黃色。SO42-與H+【易錯提示】本題簡單錯選D,緣由是忽視了Fe(NO3)2中存在NO3-,在酸性條件下顯示強氧化性,能將Fe2+氧化為Fe3+,從而使溶液變?yōu)樽攸S色;本題也簡單錯選B,緣由是錯誤認為加入HCl后,H+物質(zhì)的量濃度增大,H+和SO42-會結(jié)合成濃硫酸,從而把Fe2+8.2024年兩會期間全國人大代表就關于對危廢實施負面清單管理,加強有價金屬元素資源綜合利用,實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展提出了自己的看法。工業(yè)上用廢銅屑作原料制備硝酸銅。為節(jié)約原料和防止污染,宜實行的方法是 ()A.Cu+HNO3(稀)→Cu(NO3)2B.CuCuOCu(NO3)2C.CuCuSO4Cu(NO3)2D.Cu+4HNO3(濃)Cu(NO3)2【解析】選B。稀硝酸與銅反應生成硝酸銅和NO,NO是有毒氣體,會污染大氣,A錯誤;銅與氧氣反應生成CuO,CuO與稀硝酸反應生成硝酸銅,生成相同質(zhì)量的硝酸銅,反應消耗硝酸最少,且沒有生成污染性氣體,B正確;銅與濃硫酸反應生成硫酸銅和二氧化硫,二氧化硫有毒,屬于污染性氣體,C錯誤;濃硝酸與銅反應生成硝酸銅和二氧化氮,二氧化氮是有毒氣體,會污染大氣,所以不能用濃硝酸與銅反應制備硝酸銅,D錯誤。9.(2024·北京朝陽區(qū)高一檢測)下列各組離子中,能在水溶液中大量共存的是 ()A.Na+、Ag+、Cl-、COB.Na+、Mg2+、Cl-、SOC.Fe3+、K+、SO42-D.Fe2+、H+、SO42-【解析】選B。A項,Ag+與Cl-、CO32-可以形成AgCl沉淀、Ag2CO3沉淀,該組離子不能在溶液中大量共存,錯誤;B項,Na+、Mg2+、Cl-、SO42-間既不能形成沉淀也無氣體或水產(chǎn)生,該組離子可以在溶液中大量共存,正確;C項,Fe3+與OH-可以形成Fe(OH)3沉淀,該組離子不能在溶液中大量共存,錯誤;D項,酸性條件下NO10.如圖所示,向肯定量的鐵粉中加入肯定體積12mol·L-1的硝酸,加熱充分反應后,下列微粒在體系中肯定大量存在的是 ()①NO3-②Fe3+③H+④NO A.①B.①⑤C.②④⑤D.①②③⑤【解析】選B。由于Fe與濃硝酸反應時二者的相對用量不確定,所以H+、Fe3+是否存在是不確定的。即使有少量NO生成,也會被裝置內(nèi)氧氣氧化,故只能選NO3-和NO【補償訓練】1.(2024·聊城高一檢測)amolCu跟含bmolHNO3的溶液恰好完全反應,則被還原的HNO3的物質(zhì)的量肯定是 ()A.(b-2a)mol B.b4C.2a3mol D.2a【解析】選A。因硝酸的濃度未知,無法確定產(chǎn)物是NO2還是NO還是NO2和NO的混合氣體,但硝酸在反應中有兩個作用:酸性和氧化性,即鹽中的NO3-和被還原的硝酸的物質(zhì)的量之和等于bmol,即被還原的硝酸的物質(zhì)的量為(b-2a)2.(2024·?？诟咭粰z測)將0.1mol銅與40mL10mol·L-1HNO3充分反應后,溶液中含amolH+。由此可知 ()A.生成的氣體在標準狀況下的體積為4.48LB.生成的氣體在標準狀況下的體積為1.49LC.被還原的硝酸的物質(zhì)的量為(0.2-a)molD.反應后溶液中所含NO3-的物質(zhì)的量為0.2【解析】選C。依據(jù)題意知,剩余HNO3為amol,Cu(NO3)2的物質(zhì)的量為0.1mol,被還原的HNO3為0.04×10mol-amol-0.1×2mol=(0.2-a)mol,生成的NOx為(0.2-a)mol。二、非選擇題(本題包括2小題,共30分)11.(14分)將紅熱的黑色固體單質(zhì)甲投入顯黃色的溶液乙中猛烈反應產(chǎn)生混合氣體A,A在常溫下不與空氣作用,有如下變更關系:試推斷:(1)甲為________,乙為________,丙為__________________。

(2)混合氣體A為________。

(3)氣體B為________,藍色溶液C為__________________。

(4)甲與乙反應的化學方程式是______________________。

【解析】由“紅熱的黑色固體單質(zhì)”可知甲為單質(zhì)碳,顯黃色的溶液常見的有濃硝酸,C與濃硝酸反應的化學方程式為C+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2↑+2H2O,即混合氣體A為CO2、NO2;NO2與H2O反應生成NO和HNO3,CO2與澄清石灰水反應,則氣體B為NO,單質(zhì)丙與硝酸反應生成氣體B和藍色溶液C,藍色溶液應為Cu(NO3)2,故單質(zhì)丙為Cu。答案:(1)C濃硝酸Cu(2)NO2、CO2(3)NOCu(NO3)2(4)C+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2↑+2H2O12.(16分)某愛好小組設計出如圖所示裝置來改進教材中“銅與硝酸反應”的試驗,以探究化學試驗的綠色化學。(1)試驗前,關閉活塞b,試管d中加水至浸沒長導管口,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中反應的化學方程式是__________________。

再由a向c中加2mL蒸餾水,c中的試驗現(xiàn)象是______________________。

(3)下表是制取硝酸銅的三種方案,能體現(xiàn)綠色化學理念的最佳方案是________,理由是__

______________________________________。

方案反應物甲Cu、濃硝酸乙Cu、稀硝酸丙Cu、O2、稀硝酸【解析】(1)加入藥品之前要檢驗裝置的氣密性;(2)加入水后,濃硝酸變稀,與Cu反應變緩,產(chǎn)生NO無色氣體;(3)丙方案發(fā)生的反應為2Cu+O22CuO,CuO+2HNO3Cu(NO3)2+H2O,無污染性氣體生成,且HNO3只顯酸性,耗酸量少。答案:(1)檢查裝置氣密性(2)Cu+4HNO3(濃)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O反應變慢,氣體顏色變淡(3)丙耗酸量最少,無污染(20分鐘30分)一、選擇題(本題包括2小題,每小題7分,共14分)13.(2024·西安高一檢測)下列反應中硝酸既表現(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【解析】選D。HNO3中N價態(tài)降低,表現(xiàn)HNO3的氧化性。反應中生成鹽,表現(xiàn)出HNO3的酸性。Al2O3與HNO3反應生成Al(NO3)3和水,Fe2O3與HNO3生成Fe(NO3)3和水,硫化氫與硝酸反應生成SO2和NO2,都只表現(xiàn)HNO3的酸性。Cu與濃硝酸反應:Cu+4HNO3(濃)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,既表現(xiàn)出氧化性又表現(xiàn)出酸性。14.在稀硫酸中加入銅粉,銅粉不溶解,再加入下列物質(zhì)①FeCl3,②Fe2O3,③Cu(NO3)2,④KNO3,⑤NaCl,銅粉溶解的是 ()A.只有①② B.只有②④C.只有①②③ D.除⑤之外【解析】選D。銅粉在稀硫酸中不溶解,加入①②兩種物質(zhì)時,相當于加入了Fe3+,會發(fā)生反應Cu+2Fe3+2Fe2++Cu2+,銅粉溶解;當加入③④兩種物質(zhì)時,相當于加入了NO3-,會發(fā)生反應3Cu+8H++2NO3-3Cu2++2NO↑+4H2O。因此上述物質(zhì)中除【補償訓練】(2024·西安高一檢測)在某稀硝酸的溶液中,加入5.6g鐵粉充分反應后,鐵粉全部溶解,放出NO氣體,溶液質(zhì)量增加3.2g,所得溶液中Fe2+和Fe3+A.1∶1 B.3∶2 C.2∶1 D.4∶1【解析】選B。設Fe2+的物質(zhì)的量為x,Fe3+的物質(zhì)的量為y。由鐵原子守恒,得x+y=5.6g56g·mol-1。由得失電子守恒和質(zhì)量守恒得5.6g-2x+3y3mol×30g二、非選擇題(本題包括1小題,共16分)15.(2024·西安高一檢測)有人用如圖所示的試驗裝置探究濃硝酸、稀硝酸分別跟銅片的反應:(1)試驗a