必修第二册 5.2 第3课时 硝酸 同步练习题(含解析)

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5.2 第3课时 硝酸 同步练习题
一、选择题（本题共有15小题，每小题4分，共60分，每小题只有一个正确选项）
1． 下列对于硝酸的认识，正确的是(　　)
A．浓硝酸和稀硝酸都具有强氧化性
B．铜与稀硝酸的反应属于置换反应
C．在铜与浓硝酸的反应中，硝酸只发挥了氧化性，没有体现酸性
D．可用铝或铁制容器盛装稀硝酸
2． 硝酸被称为“国防工业之母”，是因为它是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸的性质不相对应的是(　　)
A．浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红后褪色——酸性和强氧化性
B．不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性
C．要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性
D．能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液的红色褪去——强氧化性
3． 硝酸泄漏让人惶恐，但硝酸是重要的工业试剂，也是化学实验室中最常用的试剂之一，下列有关硝酸的说法不正确的是(　　)
A．HNO3和氯水用棕色试剂瓶保存，原理相同
B．将分别蘸有浓硝酸和浓氨水的玻璃棒相互靠近时，有白烟生成
C．常温下铁和铂都不溶于浓硝酸,原理相同
D．常温下，向浓HNO3中投入Fe片，不会产生大量的红棕色气体
4． 某实验过程如图所示,则图③的试管中的现象是(　　)
A．无明显现象,因稀H2SO4不与铜反应
B．铜片溶解,产生无色气体,该气体遇到空气不变色
C．铜片溶解,放出红棕色有刺激性气味的气体
D．铜片溶解,产生无色气体,该气体在试管口变为红棕色
5． 下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是(　　)
选项 实验操作 现象 解释或结论
A 过量的Fe粉中加入稀HNO3,充分反应后,滴入KSCN溶液 溶液呈红色 稀HNO3将Fe氧化为Fe3+
B 常温下,Fe、Al放入浓HNO3或浓H2SO4中 无明显现象 Fe、Al与浓HNO3或浓H2SO4发生钝化
C Al箔插入稀HNO3中 无现象 Al箔表面被HNO3氧化,形成致密的氧化膜
D 用玻璃棒蘸取浓HNO3点到红色石蕊试纸上 试纸变蓝色 浓HNO3具有酸性
6. 把加热浓HNO3所得的气体全部收集在一个原来几乎真空的容器中，将这个容器倒立在盛水的水槽里，待作用完毕，容器里的情况是(　　)
A．不存在任何气体 B．有NO2和O2
C．只有NO D．只有O2
7． 下述实验中均有红棕色气体产生,对比分析所得结论不正确的是(　　)
A．由①中的红棕色气体,推断产生的气体一定是混合气体
B．红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应
C．由③说明浓硝酸具有挥发性,生成的红棕色气体为还原产物
D．③的气体产物中检测出CO2,由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应
8． 某100 mL混合液中,HNO3和H2SO4的物质的量浓度分别是0.4 mol·L-1和0.1 mol·L-1。向该混合液中加入1.92 g铜粉,加热,待充分反应后,所得溶液中Cu2+的物质的量浓度(忽略体积变化)为 (　　)
A．0.15 mol·L-1 B．0.225 mol·L-1
C．0.35 mol·L-1 D．0.45 mol·L-1
9． 碳跟浓硫酸共热产生的气体X和铜跟浓硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中(如图装置)，下列有关说法正确的是 (　　)
①洗气瓶中产生的沉淀中有碳酸钡
②在Z导管出来的气体中无二氧化碳
③洗气瓶中产生的沉淀是硫酸钡
④在Z导管口有红棕色气体出现
A．①② B．③④ C．①④ D．②③
10．部分含氮物质的分类与相应氮元素的化合价关系如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．a可经催化氧化生成b
B．b为红棕色，可转化为c
C．密闭体系中，c存在2NO2??N2O4
D．d的溶液与Cu反应可生成b或c
11．将1.92 g铜粉与一定量的浓硝酸反应，当铜粉完全反应时收集到气体1.12 L(标准状况下)。则所消耗硝酸的物质的量是(　　)
A．0.12 mol B． 0.11 mol
C．0.09 mol D．0.08 mol
12．将0.1 mol铜与40 mL 10 mol·L－1HNO3充分反应后，溶液中含a mol H＋，由此可知(　　)
A．生成的气体在标准状况下的体积为4.48 L
B．生成的气体在标准状况下的体积为1.49 L
C．被还原的硝酸的物质的量为(0.2－a)mol
D．反应后溶液中所含NO的物质的量为0.2 mol
13．下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确的是(　　)
A．由①中的红棕色气体，推断浓硝酸受热易分解，应保存在低温阴暗处
B．红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应
C．由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物
D．③的气体产物中检测出CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应
14．将22.4 g铁粉完全溶解于某浓度的硝酸中，如反应只收集到0.2 mol NO2和0.3 mol NO，下列说法正确的是(　　)
A．反应后生成的盐只有硝酸铁
B．反应后生成的盐只有硝酸亚铁
C．反应后生成的盐为硝酸亚铁和硝酸铁，其物质的量之比为1：3
D．反应后生成的盐为硝酸亚铁和硝酸铁其物质的量之比为3：1
15．某化学兴趣小组进行了有关Cu、硝酸、硫酸化学性质的实验，实验过程如图所示。下列有关说法正确的是(　　)
A．①中溶液呈蓝色，试管口有红棕色气体产生，稀硝酸被还原为NO2
B．③中反应的化学方程式为3Cu＋Cu(NO3)2＋4H2SO4===4CuSO4＋2NO↑＋4H2O
C．③中滴加稀硫酸，铜片继续溶解，说明稀硫酸的氧化性比稀硝酸的强
D．由上述实验可知，Cu在常温下既可与稀硝酸反应，又可与稀硫酸反应
二、填空题（本题包括3个小题，共40分）
16．(12分)将32.64 g铜与140 mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2 L。请回答下列问题：
(1)NO的体积为________L，NO2的体积为________L。
(2)参加反应的HNO3的物质的量是______________。
(3)待产生的气体全部释放后，向溶液中加入V mL a mol·L-1的NaOH溶液，恰好使溶液中的
Cu2＋全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为____________mol·L-1。
(4)欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3，至少需要30%的双氧水____________g。
17．(14分)现有常见金属单质A和气体甲、乙及物质B、C、D、E、F,它们之间能发生如下反应,已知B加入KSCN溶液显红色,气体乙显红棕色(图中有些反应的产物和反应的条件没有全部标出)。
请根据以上信息回答下列问题:
(1)写出下列物质的化学式：A．_________，C．____________。
(2)写出下列反应的离子方程式：
反应①： ；反应②： ；
(3)写出反应③的化学方程式： 。
(4)B物质的阳离子用于制作印刷电路板的原理是_____________________(用离子方程式表示)。
18．(14分)小明为验证NO2的氧化性和NO的还原性，设计了如下装置制取NO2和NO，并验证其性质，装置图如下：
(1)写出甲中反应的离子方程式： ，乙中的现象是 ，可证明NO2的氧化性；在丙中鼓入空气后现象是__________________，可证明NO的还原性。
(2)实验前丙中充满水的作用是 (用反应方程式和简要文字回答)。
(3)小华对小明的实验设计提出了质疑，他认为乙中的现象不足以证明NO2的氧化性，他的理由是 。你认为怎样才能证明NO2的氧化性？ (简要回答出原理和现象即可)。
1．答案：A
解析：无论是浓硝酸还是稀硝酸，均具有强氧化性，是其中的＋5价N元素所体现的，因此选项A正确。铜与稀硝酸的反应方程式为：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，显然不是置换反应，故选项B错误。在反应中若HNO3中的氮元素化合价降低则体现了它的强氧化性，若反应产物中有NO，则体现了其酸性，铜与浓硝酸的反应方程式为Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，可见HNO3既体现了强氧化性又体现了酸性，故选项C错误。铁、铝等金属在冷浓硝酸或冷浓硫酸中会钝化，在金属的表面可形成致密的氧化膜，但铁、铝与稀硝酸常温就可发生反应，所以不能用铝或铁制容器盛装稀硝酸，故选项D错误。
2．答案：D
解析：向滴有酚酞的NaOH溶液中滴入硝酸，溶液红色褪去，利用的是硝酸的酸性。
3．答案：C
解析：A项，HNO3和氯水中的HClO见光都易分解，都应避光保存，正确；B项,浓HNO3和浓氨水都具有挥发性，HNO3与NH3化合生成白色固体小颗粒NH4NO，正确；C项,铁在浓硝酸中钝化，而Pt与浓硝酸不反应，原理不同，错误；D项，常温下，向浓HNO3中投入Fe片，发生钝化，不会产生大量的红棕色气体，正确。
4．答案：D
解析：生成的Cu(NO3)2在H2SO4的酸性条件下相当于又有了HNO3,铜片会继续溶解生成NO。
5．答案：B
解析：稀硝酸与铁粉反应,铁首先被氧化成Fe3+,过量铁粉将Fe3+还原,最终得到Fe2+,滴入KSCN溶液不显红色,A错误;常温下,Fe、Al在浓HNO3或浓H2SO4中发生钝化,生成致密的保护膜阻止了反应进行,B正确;Al箔能与稀HNO3反应放出气体,C错误;浓硝酸具有强氧化性,能使蓝色石蕊试纸先变红后褪色,D错误。
6．答案：B
解析：方程式：4HNO32H2O＋4NO2↑＋O2↑表明NO2与O2按4∶1体积比都全部转化为HNO3，HNO3极易溶于水。
7．答案：D
解析：①中的碎玻璃不与浓硝酸反应，但仍有红棕色气体产生，说明浓硝酸受热分解产生了二氧化氮和氧气，A正确；②中红热的木炭可能与硝酸发生反应生成了二氧化氮，也可能硝酸受热分解产生二氧化氮，B正确；③中红热木炭未与浓硝酸接触，但产生了二氧化氮，说明浓硝酸具有挥发性，C正确；③的气体产物中检测出CO2，有可能是C与O2反应产生的，D错误。
8．答案：B
解析：解答本题要从离子反应的角度来考虑，H2SO4提供的H+可以和NO3-构成强氧化性环境，继续氧化铜单质。HNO3、H2SO4混合液中H+总的物质的量为0.06 mol，NO3-的物质的量为0.04 mol，Cu的物质的量为0.03 mol。Cu与稀硝酸发生反应：
3Cu　+　8H+　+　2NO3-3Cu2++2NO↑+4H2O
3　　　 8　　　 2
0.03 mol 0.06 mol 0.04 mol H+不足量,应根据H+的物质的量来计算。
3Cu+8H++2 NO3-3Cu2++2NO↑+4H2O
8　　　 3
0.06 mol n(Cu2+) n(Cu2+)=0.06 mol×=0.022 5 mol,c(Cu2+)==0.225 mol·L-1。
9．答案：B
解析：碳与浓硫酸共热产生的X气体为CO2和SO2的混合气体，铜与浓硝酸反应产生的Y气体是NO2，SO2+H2O+NO2===H2SO4+NO，故洗气瓶中产生的是硫酸钡沉淀，Z处逸出的气体中有CO2和NO，NO遇到空气中的氧气生成了红棕色的NO2，二氧化碳不与氯化钡反应，所以没有BaCO3生成。
10．答案：B
解析：根据图，a为NH3，b为NO，NH3可经催化氧化生成NO，A说法正确；b为NO，为无色气体，与氧气反应可转化为c，即NO2，B说法错误；＋4价的含氮氧化物有NO2、N2O4，密闭体系中，c存在2NO2??N2O4，C说法正确；d为硝酸，Cu与稀硝酸溶液反应生成NO，与浓硝酸反应生成NO2，D说法正确。
11．答案：B
解析：铜与HNO3反应时，消耗的HNO3转变为Cu(NO3)2和氮的氧化物(NO2或NO)。n(Cu)＝＝0.03 mol；n(气体)＝＝0.05 mol；所以共耗HNO3的物质的量n(HNO3)＝0.03 mol×2＋0.05 mol＝0.11 mol。
12．答案：C
解析：本题主要考查HNO3与金属反应时所起的作用和灵活利用化学方程式的计算能力。溶液中含有H＋，则HNO3过量。在反应过程中变稀，实际上发生了两个反应：①Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O、②3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。反应消耗的HNO3包括起酸和氧化剂作用两部分，前者反应后以Cu(NO3)2形式存在，后者被还原后生成NO2、NO气体，从两反应式看出：Cu～2HNO3(酸)～Cu(NO3)2，HNO3(氧化剂)～NO2(或NO)，作酸用的硝酸为0.2 mol，生成的气体为NO、NO2的混合气体，溶液中有a mol的HNO3过量，则被还原的HNO3为(0.4－a－0.2)mol，生成的气体的物质的量为(0.4－a－0.2)mol，溶液中的NO由过量的HNO3和Cu(NO3)2中的NO组成，为(a＋0.2)mol。
13．答案：D
解析：A、①中有红棕色气体，说明产生了NO2，根据氧化还原反应规律，反应前后氮元素的化合价降低，说明必然有元素化合价升高，而该元素只能是氧元素，因此必然有氧气生成。所以可推断产生的气体一定是混合气体，选项A正确；B、硝酸受热能分解产生NO2，所以②中产生的红棕色气体不一定是木炭与浓硝酸反应产生的，还有可能是硝酸分解产生的，选项B正确；C、③中红棕色气体的来源一定是硝酸，而硝酸并没有与红热木炭直接接触，必然是硝酸挥发后发生的变化，能体现硝酸的挥发性。不管NO2是由于硝酸分解产生的，还是与红热木炭反应产生的，均为硝酸中氮元素降价后的产物(即还原产物)，选项C正确；D、③的气体产物中检测出CO2，有可能是木炭被挥发出的浓硝酸氧化产生的，但因为试管是暴露在空气中的，也有可能是红热的木炭被空气中的氧气或者硝酸分解出的氧气氧化产生的，选项D不正确。答案选D。
14．答案：C
解析：铁失电子，NO2和NO得电子，得失电子守恒。0.2 mol NO2得0.2 mol电子，0.3 mol NO得3×0.3 mol=0.9 mol电子，共得1.1 mol电子；而n(Fe)=22.4 g÷56 g/mol=0.4 mol，这些电子由0.4 mol的铁提供。设生成硝酸铁的物质的量为x mol，硝酸亚铁的物质的量为y mol，每生成1 mol Fe3+提供3 mol电子，每生成1 mol Fe2+提供2 mol电子。则根据原子和电子得失守恒可知：x+y=0.4、3x+2y=1.1，解得：x=0.3，y=0.1，所以n(硝酸铁)：n(硝酸亚铁)=3：1。答案选C。
15．答案：B
解析：Cu与稀硝酸发生反应3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，稀硝酸被还原为NO，NO遇空气中的O2生成NO2，故试管口有红棕色气体产生，A错误；③中溶液含有NO，滴加稀硫酸后，Cu、NO、H＋继续反应生成NO，B正确；③中铜片继续溶解，是因为稀硫酸提供H＋，与NO形成HNO3，HNO3继续与Cu反应，C错误；Cu是不活泼金属，在常温下，可与稀硝酸反应，但不能与稀硫酸反应，D错误。
16．答案：(1)5.824　5.376　(2)1.52 mol　 (3)　(4)57.8
解析：(1)n(Cu)＝＝0.51 mol，设混合气体中NO的物质的量为x，NO2的物质的量为y。根据气体的总体积为11.2 L，有：x＋y＝0.5 mol。根据得失电子守恒，有：3x＋y＝(0.51×2)mol。解方程组得：x＝0.26 mol，y＝0.24 mol。则：V(NO)＝0.26 mol×22.4 L·mol－1＝5.824 L, V(NO2)＝11.2 L－5.824 L＝5.376 L。(2)参加反应的HNO3分两部分：一部分没有被还原，显酸性，生成Cu(NO3)2；另一部分被还原成NO2和NO，所以参加反应的HNO3的物质的量为0.51 mol×2＋0.5 mol＝1.52 mol。(3)HNO3在反应中一部分变成气体，一部分以NO的形式留在溶液中。变成气体的HNO3的物质的量为0.5 mol。加入NaOH溶液至正好使溶液中Cu2＋全部转化为沉淀，则溶液中只有NaNO3，其物质的量为10－3aV mol，也就是以NO形式留在溶液中的HNO3的物质的量为10－3aV mol。所以，c(HNO3)＝ mol·L－1。(4)由得失电子守恒得：2×n(Cu)＝2×n(H2O2)，×2＝n(H2O2)×2，n(H2O2)＝0.51 mol，则m(H2O2)＝17.34 g。需30%的双氧水：17.34 g÷30%＝57.8 g。
17．答案：(1)Fe　Fe(NO3)2
(2)Fe+NO3-+4H+Fe3++2H2O+NO↑ 3NO2+H2O2H++2N O3-+NO
(3)4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3
(4)2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+
解析：B加入KSCN溶液显红色,证明含铁离子,气体乙显红棕色证明为NO2,则气体甲为NO,E为HNO3,金属单质A为Fe;铁和过量稀硝酸反应生成硝酸铁、一氧化氮和水,所以B为Fe(NO3)3,硝酸铁和铁反应生成硝酸亚铁,所以C为Fe(NO3)2,硝酸亚铁和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化亚铁,则D为Fe(OH)2,氢氧化亚铁被氧气氧化生成氢氧化铁,所以F为Fe(OH)3。
18．答案：(1)Cu+4H++2===Cu2++2NO2↑+2H2O　
溶液变浑浊，有无色气体生成　 产生红棕色气体
(2)排净丙中空气，防止发生2NO+O2===2NO2，并用排水法收集NO
(3)NO2与水反应生成HNO3是一种氧化性酸，可将Na2S氧化，使溶液变浑浊 可将干燥的NO2与干燥的H2S气体混合，若有黄色固体生成，即可证明NO2的氧化性
解析：甲中的化学反应为Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，产生的NO2通过乙和水反应生成一氧化氮进入丙，一氧化氮可与气球中的氧气反应产生红棕色的二氧化氮，从而证明一氧化氮具有还原性。
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