新人教版必修第二册2024春高中化学第五章化工生产中的重要非金属元素第二节氮及其化合物课后提能训练(3份打包 含解析)

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名称 新人教版必修第二册2024春高中化学第五章化工生产中的重要非金属元素第二节氮及其化合物课后提能训练(3份打包 含解析)
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2024-03-08 09:32:25

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第五章 第二节 第1课时
A组·基础达标
1.(2023·浙江嘉兴期中)下列气体中,对人体无毒害作用的是(  )
A.N2 B.SO2
C.NO D.NO2
2.(2023·四川南充二中段考)下列有关氮气叙述错误的是(  )
A.1 mol N2可与3 mol H2完全反应生成2 mol NH3
B.电闪雷鸣的雨天,N2与O2会发生反应并最终转化为硝酸盐被植物吸收
C.镁可以在N2中燃烧生成Mg3N2
D.为防止粮食、罐头、水果等食品腐烂,常用氮气作保护气
3.下列关于氮的氧化物的说法中,正确的是(  )
A.氮的氧化物都是酸性氧化物
B.氮的氧化物都既有氧化性,又有还原性
C.NO2与H2O反应生成HNO3,所以NO2是酸性氧化物
D.NO和NO2均有毒
4.发射卫星的运载火箭,其推进剂引燃后发生剧烈反应,产生大量高温气体从火箭尾部喷出。引燃后产生的高温气体主要是CO2、H2O、N2、NO,这些气体均为无色,但在卫星发射场看到火箭喷出大量红烟,产生红烟的原因是(  )
A.高温下N2遇空气生成NO2
B.NO遇空气生成NO2
C.CO2与NO反应生成CO和NO2
D.NO与H2O反应生成H2和NO2
5.按如下图进行实验,试管内装有12 mL NO,然后间歇而缓慢地通入8 mL O2,下面有关实验最终状态的描述正确的是(  )
A.试管内气体呈红棕色
B.试管内气体为无色的NO
C.试管内气体为无色的O2
D.试管内充满了液体
6.某无色混合气体中可能含有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的两种或多种。现将此混合气体通过品红溶液,品红溶液褪色;然后向剩余气体中通入空气,很快变为红棕色。则下列对原混合气体成分的判断中正确的是(  )
A.肯定含有SO2和NO
B.肯定没有Cl2、O2和NO
C.可能含有Cl2和O2
D.肯定含有Cl2和NO
7.(2021·广东佛山南海月考)下列关于自然界中氮循环(如下图)的说法不正确的是(  )
A.氮元素均被氧化
B.工业合成氨属于人工固氮
C.含氮无机物和含氮有机物可相互转化
D.碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环
8.(2023·广东东莞模拟)氮和氮的化合物与人类有密切关系。回答下列问题。
(1)下列属于氮的固定的是____(填序号)。
①工业上N2和H2合成NH3
②N2和O2放电条件下生成NO
③NH3催化氧化生成NO
写出反应③的反应方程式:_____________________。
(2)①治理NO污染通常是在氧化剂作用下,将NO氧化成溶解度高的NO2,然后用水或碱液吸收脱氮。下列物质可以用于氧化NO的是____(填序号)。
A.NaCl溶液  B.K2Cr2O7溶液
C.Na2CO3溶液  D.KMnO4溶液
②NO也可用NaClO碱性溶液氧化并将其转化为硝酸盐化肥,写出该反应的离子方程式:______________。
③目前处理柴油车尾气中NOx和PM2.5等的方法之一,是用车用尿素[CO(NH2)2]溶液在选择性催化还原系统中将NOx无害化处理,写出该系统无害化处理NO的化学方程式:____________。
(3)CO与NO在Rh催化剂上的氧化还原反应是控制汽车尾气对空气污染的关键反应,用Rh做催化剂时该反应的过程示意图如下。
过程Ⅰ为过程____(填“吸热”或“放热”)。该反应中氧化产物为____,当生成1 mol N2时,转移电子____mol。
9.(2021·广东江门月考)为了有效实现NO和NO2的相互转化,设计如下实验,按下图组装好实验装置,并检查装置气密性,实验前用排水法收集半瓶NO气体。
(1)打开弹簧夹,推动针筒活塞,使O2进入烧瓶。关上弹簧夹,首先观察到烧瓶中的现象是________________________。产生此现象的化学方程式为________________________。
(2)轻轻摇动烧瓶,观察到烧瓶中的现象为_____________,__________。产生此现象的化学方程式为________________________。
B组·能力提升
10.(2021·云南文山校级期末)氮的氧化物性质探究实验如下:
步骤1:在一支50 mL的注射器中充入20 mL无色气体NO,然后吸入5 mL水,用乳胶管和弹簧夹封住管口,如图所示。振荡注射器,无明显现象。
步骤2:打开弹簧夹,快速吸入少量O2后夹上弹簧夹,气体变成红棕色。
步骤3:振荡注射器,气体又变为无色,溶液仍无色。
下列说法错误的是(  )
A.步骤1说明NO难溶于水
B.步骤2中红棕色气体是NO2
C.步骤3中发生反应的氧化剂和还原剂的质量比为2∶1
D.重复步骤2、步骤3多次,可使NO充分转化
11.把少量NO2气体通入过量小苏打溶液中,再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管,最后收集到的气体是(  )
A.O2 B.NO2
C.O2和NO2 D.NO2和NO
12.利用固体表面催化工艺进行NO分解的过程如图所示。下列说法不正确的是(  )
A.NO是有毒气体
B.催化剂能改变NO的分解速率
C.NO分解生成N2和O2
D.过程②、过程③中分子、原子均发生变化
13.同温同压下,在3支相同体积的试管中分别充有等体积混合的两种气体,它们是:①NO和NO2,②NO2和O2,③NO和N2。现将3支试管均倒置于水槽中,充分反应后,试管中剩余气体的体积分别为 V1、 V2、 V3,则下列关系正确的是(  )
A.V1>V2>V3  B.V1>V3>V2
C.V2>V3>V1  D.V3>V1>V2
14.某活动小组利用如图装置验证NO的还原性及探究工业生产硝酸的原理(装置气密性已检查完毕)。
Ⅰ.向广口瓶中通入NO并测定NO的体积
(1)通入NO前,从滴定管向广口瓶中加入水。
(2)从导管a通入一定量的NO,并记录滴定管液面变化的示数为 V L(V<0.05,气体体积已换算为标准状况)。
Ⅱ.验证NO的还原性、探究工业生产硝酸的原理
(1)停止通入NO后关闭K1、K3,打开K2,从导管b缓缓通入O2,可观察到的现象是_________________,写出对应现象的化学方程式:________________、____________。
(2)继续通入O2,打开K3并及时调整滴定管。
(3)使滴定管的液面与广口瓶中液面相平,直至广口瓶中刚好充满液体。
①当通入氧气的体积为V L时,则广口瓶中剩余的气体体积为____;
②当广口瓶中刚好充满液体时,所得溶液的物质的量浓度为____mol·L-1。
第五章 第二节 第1课时
A组·基础达标
1.(2023·浙江嘉兴期中)下列气体中,对人体无毒害作用的是(  )
A.N2 B.SO2
C.NO D.NO2
【答案】A 【解析】N2是无色、无味、无毒的气体,对人体无毒害作用,A正确;SO2是无色有刺激性气味的有毒气体,B错误;NO是无色有毒气体,能与人体血红蛋白结合,从而使血红蛋白失去携氧能力,C错误;NO2为红棕色有毒气体,对人体有毒害作用,D错误。
2.(2023·四川南充二中段考)下列有关氮气叙述错误的是(  )
A.1 mol N2可与3 mol H2完全反应生成2 mol NH3
B.电闪雷鸣的雨天,N2与O2会发生反应并最终转化为硝酸盐被植物吸收
C.镁可以在N2中燃烧生成Mg3N2
D.为防止粮食、罐头、水果等食品腐烂,常用氮气作保护气
【答案】A 【解析】氮气和氢气生成氨气的反应是可逆反应,1 mol N2与3 mol H2不可能完全反应,生成氨气的物质的量小于2 mol,A错误;电闪雷鸣的雨天,N2与O2会在放电条件下发生反应生成NO,NO被氧气氧化为NO2,NO2和水反应生成硝酸和NO,硝酸和土壤里的矿物质结合为硝酸盐被植物吸收,B正确;镁可以在N2中燃烧生成Mg3N2,C正确;氮气化学性质稳定,为防止粮食、罐头、水果等食品腐烂,常用氮气作保护气,D正确。
3.下列关于氮的氧化物的说法中,正确的是(  )
A.氮的氧化物都是酸性氧化物
B.氮的氧化物都既有氧化性,又有还原性
C.NO2与H2O反应生成HNO3,所以NO2是酸性氧化物
D.NO和NO2均有毒
【答案】D 【解析】NO、NO2等都不是酸性氧化物,A、C均错误;N2O5 中氮元素为最高价,只有氧化性,B错误。
4.发射卫星的运载火箭,其推进剂引燃后发生剧烈反应,产生大量高温气体从火箭尾部喷出。引燃后产生的高温气体主要是CO2、H2O、N2、NO,这些气体均为无色,但在卫星发射场看到火箭喷出大量红烟,产生红烟的原因是(  )
A.高温下N2遇空气生成NO2
B.NO遇空气生成NO2
C.CO2与NO反应生成CO和NO2
D.NO与H2O反应生成H2和NO2
【答案】B 【解析】NO是一种极易被空气中O2氧化的气体,产物是红棕色气体NO2。
5.按如下图进行实验,试管内装有12 mL NO,然后间歇而缓慢地通入8 mL O2,下面有关实验最终状态的描述正确的是(  )
A.试管内气体呈红棕色
B.试管内气体为无色的NO
C.试管内气体为无色的O2
D.试管内充满了液体
【答案】B 【解析】在装有NO的试管内通入O2时依次发生反应2NO+O2===2NO2,3NO2+H2O===2HNO3+NO,将二者整理后相加得总反应为4NO+3O2+2H2O===4HNO3,由于=>,即NO过量,试管内剩余气体为无色的NO,液体未充满试管。
6.某无色混合气体中可能含有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的两种或多种。现将此混合气体通过品红溶液,品红溶液褪色;然后向剩余气体中通入空气,很快变为红棕色。则下列对原混合气体成分的判断中正确的是(  )
A.肯定含有SO2和NO
B.肯定没有Cl2、O2和NO
C.可能含有Cl2和O2
D.肯定含有Cl2和NO
【答案】A 【解析】混合气体无色,排除红棕色的NO2和黄绿色的Cl2;混合气体通过品红溶液,品红溶液褪色,说明含有SO2;向剩余气体中通入空气,很快变为红棕色,说明存在NO,则可推知一定不存在O2。故原混合气体中一定存在SO2和NO,肯定没有O2、NO2和Cl2。
7.(2021·广东佛山南海月考)下列关于自然界中氮循环(如下图)的说法不正确的是(  )
A.氮元素均被氧化
B.工业合成氨属于人工固氮
C.含氮无机物和含氮有机物可相互转化
D.碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环
【答案】A 【解析】N2→NH3过程中氮元素由0价变为-3价,被还原,A错误;工业合成氨的过程属于人工固氮,B正确;由题图可知硝酸盐被植物吸收可转化为蛋白质,动植物遗体可转化为氨或铵盐,则含氮无机物和含氮有机物可相互转换,C正确;由题图可知碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环。
8.(2023·广东东莞模拟)氮和氮的化合物与人类有密切关系。回答下列问题。
(1)下列属于氮的固定的是____(填序号)。
①工业上N2和H2合成NH3
②N2和O2放电条件下生成NO
③NH3催化氧化生成NO
写出反应③的反应方程式:_____________________。
(2)①治理NO污染通常是在氧化剂作用下,将NO氧化成溶解度高的NO2,然后用水或碱液吸收脱氮。下列物质可以用于氧化NO的是____(填序号)。
A.NaCl溶液  B.K2Cr2O7溶液
C.Na2CO3溶液  D.KMnO4溶液
②NO也可用NaClO碱性溶液氧化并将其转化为硝酸盐化肥,写出该反应的离子方程式:______________。
③目前处理柴油车尾气中NOx和PM2.5等的方法之一,是用车用尿素[CO(NH2)2]溶液在选择性催化还原系统中将NOx无害化处理,写出该系统无害化处理NO的化学方程式:____________。
(3)CO与NO在Rh催化剂上的氧化还原反应是控制汽车尾气对空气污染的关键反应,用Rh做催化剂时该反应的过程示意图如下。
过程Ⅰ为过程____(填“吸热”或“放热”)。该反应中氧化产物为____,当生成1 mol N2时,转移电子____mol。
【答案】(1)①② 4NH3+5O24NO+6H2O
(2)①BD ②2NO+3ClO-+2OH-===2NO+3Cl-+H2O ③2CO(NH2)2+6NO===5N2+2CO2+4H2O
(3)吸热 CO2 4
【解析】(1)固氮是指将游离态的氮元素转化为化合态的氮元素,N2和H2合成NH3,N2和O2放电条件下生成NO,符合固氮的定义,①②正确;反应③NH3催化氧化生成NO和水,反应的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O。(2)①氧化NO需要氧化剂,NaCl溶液、Na2CO3溶液均不与NO反应,K2Cr2O7、KMnO4溶液具有强氧化性,可以氧化NO,B、D正确;②NO也可用NaClO碱性溶液氧化并将其转化为硝酸盐化肥,该反应的离子方程式为2NO+3ClO-+2OH-===2NO+3Cl-+H2O;③尿素[CO(NH2)2]溶液与NO反应生成氮气和二氧化碳,化学方程式为2CO(NH2)2+6NO===5N2+2CO2+4H2O。(3)过程Ⅰ断裂化学键需要吸热,该反应方程式为2CO+2NO===N2+2CO2,C元素化合价升高,氧化产物为CO2,氮元素从+2降低至0价,有2个N原子降价,当生成1 mol N2时,转移电子4 mol。
9.(2021·广东江门月考)为了有效实现NO和NO2的相互转化,设计如下实验,按下图组装好实验装置,并检查装置气密性,实验前用排水法收集半瓶NO气体。
(1)打开弹簧夹,推动针筒活塞,使O2进入烧瓶。关上弹簧夹,首先观察到烧瓶中的现象是________________________。产生此现象的化学方程式为________________________。
(2)轻轻摇动烧瓶,观察到烧瓶中的现象为_____________,__________。产生此现象的化学方程式为________________________。
【答案】(1)烧瓶中气体由无色变为红棕色 2NO+O2===2NO2
(2)烧瓶中红棕色气体又变为无色 烧杯中的水倒吸入烧瓶中(或烧瓶中液面上升) 3NO2+H2O===2HNO3+NO
【解析】(1)无色的NO能与O2反应产生红棕色的NO2。(2)轻轻摇动烧瓶,使得NO2与水发生反应3NO2+H2O===2HNO3+NO,所以烧瓶中红棕色气体又变为无色,因为烧瓶内气体减少,引起烧瓶内气体压强降低,所以烧杯内的水会被倒吸入烧瓶中,使烧瓶中液面上升。
B组·能力提升
10.(2021·云南文山校级期末)氮的氧化物性质探究实验如下:
步骤1:在一支50 mL的注射器中充入20 mL无色气体NO,然后吸入5 mL水,用乳胶管和弹簧夹封住管口,如图所示。振荡注射器,无明显现象。
步骤2:打开弹簧夹,快速吸入少量O2后夹上弹簧夹,气体变成红棕色。
步骤3:振荡注射器,气体又变为无色,溶液仍无色。
下列说法错误的是(  )
A.步骤1说明NO难溶于水
B.步骤2中红棕色气体是NO2
C.步骤3中发生反应的氧化剂和还原剂的质量比为2∶1
D.重复步骤2、步骤3多次,可使NO充分转化
【答案】C 【解析】步骤3中发生反应的化学方程式为3NO2+H2O===2HNO3+NO,反应中NO2既是氧化剂也是还原剂,且氧化剂和还原剂的质量比为1∶2,C错误。
11.把少量NO2气体通入过量小苏打溶液中,再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管,最后收集到的气体是(  )
A.O2 B.NO2
C.O2和NO2 D.NO2和NO
【答案】C 【解析】少量NO2气体通入过量小苏打溶液中,逸出的气体为NO、CO2,且二者的物质的量之比为1∶2,同时还有少量水蒸气逸出,再使逸出的气体通过装有足量过氧化钠颗粒的干燥管,CO2与过氧化钠反应生成O2,生成的O2与NO反应生成NO2,O2有剩余,同时逸出的少量水蒸气与过氧化钠反应也生成O2,所以最后收集到的气体是NO2和O2。
12.利用固体表面催化工艺进行NO分解的过程如图所示。下列说法不正确的是(  )
A.NO是有毒气体
B.催化剂能改变NO的分解速率
C.NO分解生成N2和O2
D.过程②、过程③中分子、原子均发生变化
【答案】D 【解析】NO是有毒气体,A正确;催化剂能改变NO的分解速率,B正确;根据图示,NO在催化剂作用下转化为氮气和氧气,该分解过程是2NON2+O2,C正确;过程②、过程③中分子发生变化,原子不变,D错误。
13.同温同压下,在3支相同体积的试管中分别充有等体积混合的两种气体,它们是:①NO和NO2,②NO2和O2,③NO和N2。现将3支试管均倒置于水槽中,充分反应后,试管中剩余气体的体积分别为 V1、 V2、 V3,则下列关系正确的是(  )
A.V1>V2>V3  B.V1>V3>V2
C.V2>V3>V1  D.V3>V1>V2
【答案】D 【解析】可假设试管体积均为2V,则每种气体的体积均为V;当倒置于水槽中时:①中有反应:3NO2+H2O===2HNO3+NO,则剩余气体的体积V1=V;②中有反应:4NO2+O2+2H2O===4HNO3,则剩余O2的体积V2=V;③中气体与水不反应,故试管中气体体积V3=2V。综上所述,V3>V1>V2。
14.某活动小组利用如图装置验证NO的还原性及探究工业生产硝酸的原理(装置气密性已检查完毕)。
Ⅰ.向广口瓶中通入NO并测定NO的体积
(1)通入NO前,从滴定管向广口瓶中加入水。
(2)从导管a通入一定量的NO,并记录滴定管液面变化的示数为 V L(V<0.05,气体体积已换算为标准状况)。
Ⅱ.验证NO的还原性、探究工业生产硝酸的原理
(1)停止通入NO后关闭K1、K3,打开K2,从导管b缓缓通入O2,可观察到的现象是_________________,写出对应现象的化学方程式:________________、____________。
(2)继续通入O2,打开K3并及时调整滴定管。
(3)使滴定管的液面与广口瓶中液面相平,直至广口瓶中刚好充满液体。
①当通入氧气的体积为V L时,则广口瓶中剩余的气体体积为____;
②当广口瓶中刚好充满液体时,所得溶液的物质的量浓度为____mol·L-1。
【答案】Ⅱ.(1)气体先变为红棕色,然后逐渐变浅,直至无色 2NO+O2===2NO2 3NO2+H2O===2HNO3+NO
(3)① L ②
【解析】Ⅱ.(3)①NO遇到O2生成红棕色的NO2,NO2与水反应生成HNO3和NO,上述两个方程式合并可得:4NO+3O2+2H2O===4HNO3,反应掉NO的体积为V(NO)=V(O2)=V L×=V L,剩余气体体积为 L;②生成HNO3的物质的量为n(HNO3)=n(NO)= mol,c(HNO3)== mol·L-1。第五章 第二节 第2课时
A组·基础达标
1.(2023·广东学业水平)N2常用于分子筛的孔结构测试,H、O和N元素可形成多种物质。下列说法不正确的是(  )
A.N2中含有共价三键
B.NO可由NH3催化氧化得到
C.NH3的水溶液呈碱性
D.稀HNO3与Cu反应产生H2
2.(2022·辽宁学业考试)下列关于氨的叙述错误的是(  )
A.液氨可作制冷剂
B.氨气属于电解质
C.氨气极易溶于水,可用于喷泉实验
D.氨气可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝
3.下列关于氨水的叙述正确的是(  )
A.氨水显碱性,能使酚酞溶液变蓝
B.氨水和液氨成分相同
C.氨水中物质的量浓度最大的粒子是NH3(除水外)
D.1 mol·L-1 的氨水指在1 L溶液中含NH3、NH3·H2O、NH物质的量之和为1 mol
4.(2023·四川成都七中段考)下列关于铵盐的叙述错误的是(  )
A.加热盛有少量NH4HCO3固体的试管,并在试管口放置湿润的红色石蕊试纸,石蕊试纸变蓝
B.可用烧碱处理含高浓度NH的废水并回收利用氨
C.(NH4)2SO4受热易分解,因而可用作化肥
D.加热NH4Cl或NH4NO3固体,不能用于实验室制取氨气
5.下列离子方程式书写正确的是(  )
A.实验室用氯化铵和熟石灰制取氨:NH+OH-NH3↑+H2O
B.NaOH浓溶液与NH4Cl溶液混合加热:NH+OH-NH3·H2O
C.氨水中加盐酸:NH3·H2O+H+===NH+H2O
D.氨水中加入氯化铁溶液:Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓
6.制备干燥的氨所需的药品是(  )
A.NH4Cl稀溶液、NaOH稀溶液、碱石灰
B.饱和氨水、NaOH固体、五氧化二磷固体
C.NaOH溶液、NH4Cl晶体、浓硫酸
D.NH4Cl固体、消石灰、碱石灰
7.如图所示装置常用来做“喷泉”实验。当打开止水夹后,挤压胶头滴管使液体b与气体a接触,烧瓶内的压强急剧减小,溶液c通过玻璃管进入烧瓶形成喷泉。下列常见较易形成喷泉实验组合中,实验药品与现象对应不一致的是(  )
选项 气体a 液体b 溶液c 喷泉颜色
A HCl H2O 酚酞溶液 蓝色
B Cl2 H2O AgNO3溶液 白色
C NO2 H2O 石蕊溶液 红色
D NH3 H2O FeCl3溶液 红褐色
8.某同学用如下图所示装置(固定仪器和橡胶管略)进行有关氨制取的实验探究。
回答下列问题:
(1)实验室常用装置①制取NH3,其反应的化学方程式为____________;若要测定生成的NH3的体积,则必须选择的装置是____(填装置序号),装置中所盛试剂应具有的性质是____________。
(2)若用装置②制取并收集干燥的NH3,烧瓶内装的试剂可能是__________,分液漏斗中装的试剂可能是__________,干燥和收集装置应选择__________(填装置序号)。
9.在50 mL锥形瓶中盛有20 mL浓氨水,向氨水中鼓入空气并迅速将烧红的铂丝伸入瓶中并接近浓氨水的液面。
(1)向浓氨水中鼓入空气的目的是________________________。
(2)这个反应叫作____________,化学方程式为____________。
(3)铂丝保持红热,说明此反应是___(填“吸热”或“放热”)反应,生成的红棕色气体是___,该反应的化学方程式是______________。
(4)实验中,有时会看到白烟,此白烟是____,生成的原因是_________________________(用化学方程式表示)。
B组·能力提升
10.氨气是一种重要的工业原料。工业上利用反应3Cl2+2NH3===N2+6HCl检查氯气管道是否漏气。下列说法错误的是(  )
A.若管道漏气,遇氨就会产生白烟
B.该反应利用了Cl2的强氧化性
C.该反应属于复分解反应
D.生成1 mol N2有6 mol电子转移
11.氨溶于水得到氨水,氯气溶于水得到氯水。下列关于新制的氨水、氯水的描述中正确的是(  )
A.“两水”都是混合物,溶液中含有的粒子种类、数目相同
B.“两水”都有刺激性气味,都能漂白有机色素
C.“两水”中都存在可逆反应
D.“两水”放置时间较久后都会因为相同的原理而变质
12.某课外活动小组用如图所示的实验装置探究氯气与氨气之间的反应。其中A、F为氨气和氯气的发生装置,C为纯净、干燥的氯气与氨气反应的装置。
备选装置
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
请回答下列问题:
(1)装置F中发生反应的离子方程式是___________________。
(2)装置A中的烧瓶内固体可选用___________(填字母)。
A. 碱石灰 B.浓硫酸 C.生石灰 D.五氧化二磷 E.烧碱
浓氨水与选择固体作用产生氨气的原因是
(3)虚线框内应添加必要的除杂装置,请从上图的备选装置中选择,并将编号填入下列横线上。
B___________,D___________,E___________。
(4)氯气和氨气在常温下混合就能发生反应生成氯化铵和氮气,该反应的化学方程式为_______________;装置C内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结,请设计一个实验方案鉴定该固体就是氯化铵:____________________________________。
(5)若从装置C中G处逸出的尾气中含有N2和少量Cl2,处理方法是__________________(用离子方程式表示)。
第五章 第二节 第2课时
A组·基础达标
1.(2023·广东学业水平)N2常用于分子筛的孔结构测试,H、O和N元素可形成多种物质。下列说法不正确的是(  )
A.N2中含有共价三键
B.NO可由NH3催化氧化得到
C.NH3的水溶液呈碱性
D.稀HNO3与Cu反应产生H2
【答案】D 【解析】N2是共价分子,氮原子之间共用三对电子对,故氮气分子中含有共价三键,A正确;NH3有还原性,能被氧气催化氧化为NO,B正确;NH3极易溶于水,存在变化:NH3+H2O NH3·H2O NH+OH-,水溶液显碱性,C正确;硝酸是氧化性酸,铜等金属和硝酸反应不产生氢气,稀HNO3与Cu反应:3Cu+8HNO3===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,D错误。
2.(2022·辽宁学业考试)下列关于氨的叙述错误的是(  )
A.液氨可作制冷剂
B.氨气属于电解质
C.氨气极易溶于水,可用于喷泉实验
D.氨气可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝
【答案】B 【解析】液氨汽化吸热,所以可作制冷剂,A正确;氨气溶于水,与水反应生成一水合氨,其水溶液能导电是因为有一水合氨的存在,所以氨气属于非电解质,B错误;氨气极易溶于水,所以可进行喷泉实验,C正确;氨气溶于水形成的溶液呈碱性,可以使石蕊试纸变蓝,D正确。
3.下列关于氨水的叙述正确的是(  )
A.氨水显碱性,能使酚酞溶液变蓝
B.氨水和液氨成分相同
C.氨水中物质的量浓度最大的粒子是NH3(除水外)
D.1 mol·L-1 的氨水指在1 L溶液中含NH3、NH3·H2O、NH物质的量之和为1 mol
【答案】D 【解析】溶于水的氨大部分与水反应生成NH3·H2O,所以除水外,物质的量浓度最大的粒子是NH3·H2O;氨水中共含有六种粒子,分别是H2O、NH3、NH3·H2O、NH、OH-和少量的H+,是一种混合物,而液氨是纯净物;氨水显碱性,能使酚酞溶液变红。
4.(2023·四川成都七中段考)下列关于铵盐的叙述错误的是(  )
A.加热盛有少量NH4HCO3固体的试管,并在试管口放置湿润的红色石蕊试纸,石蕊试纸变蓝
B.可用烧碱处理含高浓度NH的废水并回收利用氨
C.(NH4)2SO4受热易分解,因而可用作化肥
D.加热NH4Cl或NH4NO3固体,不能用于实验室制取氨气
【答案】C 【解析】加热盛有少量NH4HCO3固体的试管,NH4HCO3受热分解生成氨气,在试管口放置湿润的红色石蕊试纸,石蕊试纸变蓝,A正确;烧碱可与NH反应生成氨气,故可用烧碱处理含高浓度NH的废水并回收利用氨,B正确;(NH4)2SO4受热易分解,与作化肥无关,C错误;加热NH4Cl生成的氨气和HCl遇冷又化合为氯化铵,加热NH4NO3固体易爆炸,不能用于实验室制取氨气,D正确。
5.下列离子方程式书写正确的是(  )
A.实验室用氯化铵和熟石灰制取氨:NH+OH-NH3↑+H2O
B.NaOH浓溶液与NH4Cl溶液混合加热:NH+OH-NH3·H2O
C.氨水中加盐酸:NH3·H2O+H+===NH+H2O
D.氨水中加入氯化铁溶液:Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓
【答案】C 【解析】NH4Cl和Ca(OH)2固体加热制取氨,不是在溶液中进行的反应,不属于离子反应,A错误;NaOH浓溶液和NH4Cl溶液混合加热放出NH3,不能写成NH3·H2O,B错误;氨水与酸或盐反应,实质是NH3·H2O电离出的OH-参与反应,NH3·H2O为弱碱,应写成分子形式,C正确,D错误。
6.制备干燥的氨所需的药品是(  )
A.NH4Cl稀溶液、NaOH稀溶液、碱石灰
B.饱和氨水、NaOH固体、五氧化二磷固体
C.NaOH溶液、NH4Cl晶体、浓硫酸
D.NH4Cl固体、消石灰、碱石灰
【答案】D 【解析】不能用NH4Cl稀溶液与NaOH稀溶液混合制取NH3,A错误;NH3不能用P2O5固体干燥,B错误;不能用NH4Cl晶体与NaOH溶液混合制NH3,也不能用浓硫酸干燥NH3,C错误;实验室用NH4Cl固体与消石灰共热的方法制取NH3,并用碱石灰干燥NH3,D正确。
7.如图所示装置常用来做“喷泉”实验。当打开止水夹后,挤压胶头滴管使液体b与气体a接触,烧瓶内的压强急剧减小,溶液c通过玻璃管进入烧瓶形成喷泉。下列常见较易形成喷泉实验组合中,实验药品与现象对应不一致的是(  )
选项 气体a 液体b 溶液c 喷泉颜色
A HCl H2O 酚酞溶液 蓝色
B Cl2 H2O AgNO3溶液 白色
C NO2 H2O 石蕊溶液 红色
D NH3 H2O FeCl3溶液 红褐色
【答案】A 【解析】HCl的水溶液呈酸性,遇酚酞呈无色,A错误;AgCl是白色,B正确;NO2溶于水生成硝酸和一氧化氮,硝酸呈酸性,遇石蕊显红色,C正确;NH3·H2O水溶液呈碱性,与Fe3+生成的Fe(OH)3呈红褐色,D正确。
8.某同学用如下图所示装置(固定仪器和橡胶管略)进行有关氨制取的实验探究。
回答下列问题:
(1)实验室常用装置①制取NH3,其反应的化学方程式为____________;若要测定生成的NH3的体积,则必须选择的装置是____(填装置序号),装置中所盛试剂应具有的性质是____________。
(2)若用装置②制取并收集干燥的NH3,烧瓶内装的试剂可能是__________,分液漏斗中装的试剂可能是__________,干燥和收集装置应选择__________(填装置序号)。
【答案】(1)2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O
③⑦ 氨难溶于该试剂,该试剂不易挥发,且该试剂不与氨反应 (2)CaO(或固体NaOH或碱石灰) 浓氨水 ④⑥
【解析】(1)装置①适用于固固加热制取气体,实验室制取NH3的试剂是NH4Cl和Ca(OH)2。若测定生成的NH3的体积,必须用排液法,而NH3极易溶于水,故不能用排水法,要求所用的液体应不易挥发,不能与NH3反应,也不能溶解NH3。(2)装置②是固液不加热装置,制取NH3时,可用浓氨水和CaO或固体NaOH或碱石灰作用。
9.在50 mL锥形瓶中盛有20 mL浓氨水,向氨水中鼓入空气并迅速将烧红的铂丝伸入瓶中并接近浓氨水的液面。
(1)向浓氨水中鼓入空气的目的是________________________。
(2)这个反应叫作____________,化学方程式为____________。
(3)铂丝保持红热,说明此反应是___(填“吸热”或“放热”)反应,生成的红棕色气体是___,该反应的化学方程式是______________。
(4)实验中,有时会看到白烟,此白烟是____,生成的原因是_________________________(用化学方程式表示)。
【答案】(1)补充O2并将NH3吹出
(2)氨的催化氧化 4NH3+5O24NO+6H2O
(3)放热 NO2 2NO+O2===2NO2
(4)NH4NO3 3NO2+H2O===2HNO3+NO,NH3+HNO3===NH4NO3
B组·能力提升
10.氨气是一种重要的工业原料。工业上利用反应3Cl2+2NH3===N2+6HCl检查氯气管道是否漏气。下列说法错误的是(  )
A.若管道漏气,遇氨就会产生白烟
B.该反应利用了Cl2的强氧化性
C.该反应属于复分解反应
D.生成1 mol N2有6 mol电子转移
【答案】C 【解析】HCl遇NH3生成白烟(NH4Cl),A正确;Cl2在此反应中作氧化剂,体现强氧化性,B正确;此反应存在元素化合价的变化,为氧化还原反应,氧化还原反应不可能为复分解反应,C错误;2NH3N2,所以生成1 mol N2将有6 mol电子转移,D正确。
11.氨溶于水得到氨水,氯气溶于水得到氯水。下列关于新制的氨水、氯水的描述中正确的是(  )
A.“两水”都是混合物,溶液中含有的粒子种类、数目相同
B.“两水”都有刺激性气味,都能漂白有机色素
C.“两水”中都存在可逆反应
D.“两水”放置时间较久后都会因为相同的原理而变质
【答案】C 【解析】新制的氯水中存在的微粒(三分子四离子):Cl2、H2O、HClO和Cl-、ClO-、H+、OH-;氨水中存在的微粒(三分子三离子):NH3、H2O、NH3·H2O和NH、H+、OH-,A错误;氨水无漂白性,B错误;氨溶于水发生反应:NH3+H2O NH3·H2O,氯气溶于水发生反应:Cl2+H2O HClO+HCl,C正确;新制的氯水长时间放置,因HClO发生分解最终形成稀盐酸(化学变化),新制的氨水长时间放置,因NH3易挥发而变稀,但不会变质,D错误。
12.某课外活动小组用如图所示的实验装置探究氯气与氨气之间的反应。其中A、F为氨气和氯气的发生装置,C为纯净、干燥的氯气与氨气反应的装置。
备选装置
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
请回答下列问题:
(1)装置F中发生反应的离子方程式是___________________。
(2)装置A中的烧瓶内固体可选用___________(填字母)。
A. 碱石灰 B.浓硫酸 C.生石灰 D.五氧化二磷 E.烧碱
浓氨水与选择固体作用产生氨气的原因是
(3)虚线框内应添加必要的除杂装置,请从上图的备选装置中选择,并将编号填入下列横线上。
B___________,D___________,E___________。
(4)氯气和氨气在常温下混合就能发生反应生成氯化铵和氮气,该反应的化学方程式为_______________;装置C内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结,请设计一个实验方案鉴定该固体就是氯化铵:____________________________________。
(5)若从装置C中G处逸出的尾气中含有N2和少量Cl2,处理方法是__________________(用离子方程式表示)。
【答案】(1)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
(2)ACE 碱石灰、生石灰、氢氧化钠都是碱性物质,且溶于水放出大量的热,使溶液温度升高,有利于NH3·H2O分解
(3)Ⅱ Ⅲ Ⅰ
(4)8NH3+3Cl2===6NH4Cl+N2 将固体在烧杯中溶解,再用试管取少量烧杯中的溶液,然后滴加少量硝酸酸化的AgNO3溶液,有白色沉淀产生,证明有Cl-;再用试管取少量烧杯中的溶液,加入浓烧碱溶液,加热,再将湿润的红色石蕊试纸放在试管口,红色石蕊试纸变蓝,证明有NH
(5)Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O
【解析】(2)利用物质溶解时放出的热量促进氨水的挥发来制取氨气,且该物质和氨气不反应,氨气是碱性气体,所以溶解的物质必须是碱性物质。(3)氨气中混有水蒸气,氨气是碱性气体,要除去水蒸气只能用碱性物质,故B选Ⅱ;制取的氯气中混有氯化氢气体和水蒸气,除去氯气中的氯化氢,故E选Ⅰ;水蒸气常用浓硫酸除去,故D选Ⅲ。(4)氯气和氨气在常温下混合就能发生反应生成氯化铵和氮气;氯化铵中含有氯离子和铵根离子,氯离子用硝酸酸化的硝酸银溶液检验;氨气用湿润的红色石蕊试纸检验。(5)氯气有毒,不能直接排放到空气中,氯气能够与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,可以用氢氧化钠溶液吸收尾气。第五章 第二节 第3课时
A组·基础达标
1.大气中的二氧化硫和二氧化氮溶于水后会形成酸雨。下列说法错误的是(  )
A.二氧化硫和二氧化氮是形成酸雨的主要物质
B.酸雨的主要成分为H2SO4和HNO3
C.汽车尾气中的NOx 指NO2
D.煤燃烧时加入适量生石灰,可减少废气中SO2的量
2.(2021·广东揭阳期末)下列反应既表现硝酸的氧化性,又表现硝酸的酸性的是(  )
A.NH3+HNO3===NH4NO3
B.FeO+4HNO3(浓)===Fe(NO3)3+2H2O+NO2↑
C.CuO+2HNO3===Cu(NO3)2+H2O
D.C+4HNO3(浓)CO2↑+2H2O+4NO2↑
3.(2023·江苏镇江中学段考)氮是生命的基础,氮及其化合物在生产生活中具有广泛应用。工业上用氨的催化氧化生产硝酸,其化学方程式为4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g),NO2和N2H4反应放出大量的热,在火箭燃料中使用。下列氮及其化合物的性质与用途具有对应关系的是(  )
A.N2不溶于水,可用作保护气
B.NH3极易溶于水,可用作制冷剂
C.NO2具有强氧化性,可做火箭燃料推进剂
D.HNO3易挥发,可用来制备硝酸盐
4.一定质量的铜分别与足量的稀硝酸和浓硝酸完全反应,在相同条件下用排水法收集反应产生的气体,下列叙述正确的是(  )
A.硝酸浓度越大,硝酸被还原之后的生成物的价态越低,对应的硝酸的氧化性越弱
B.硝酸浓度不同,生成Cu(NO3)2的物质的量不同
C.硝酸浓度越大,产生的气体越少
D.两者用排水法收集到的气体体积相等
5.(2023·江苏常州期中)人类的认识依赖于生产活动。下列生产活动与所述的化学知识关联正确的是(  )
选项 生产活动 化学知识
A 向薯片袋内充入氮气 氮气无色无味
B 用铁罐车运输浓硝酸 常温下,铁遇浓硝酸发生钝化
C 用氨水处理二氧化硫烟气 氨水具有挥发性
D 施用铵态氮肥时,要避开草木灰 铵态氮肥受热易分解
6.(2023·广东广州二中段考)如图是某元素常见物质的价类二维图,其中d为红棕色气体,f和g均为正盐。下列说法不正确的是(  )
A.b是空气中含量最多的气体
B.工业上通过a→c→d→e来制备HNO3
C.g只能做氧化剂
D.f可用于制化肥和火药
7.某兴趣小组设计出如图所示装置来改进教材中“硝酸与铜反应”的实验,以探究化学实验的绿色化。
(1)实验前,关闭活塞b,试管d中加水至浸没长导管口,塞紧试管c和d的胶塞,加热c,其目的是_____________。
(2)在d中加适量NaOH溶液,c中放一小块铜片,由分液漏斗a向c中加入2 mL浓硝酸,c中反应的化学方程式是_________________。再由a向c中加2 mL蒸馏水,c中的实验现象是________________。
(3)下表是制取硝酸铜的三种方案,能体现绿色化学理念的最佳方案是_____,理由是____________。
方案 反应物
甲 Cu、浓硝酸
乙 Cu、稀硝酸
丙 Cu、O2、稀硝酸
8.为了证明稀硝酸与铜反应的气体产物是NO,某同学设计了如下实验装置和实验方案。
实验步骤:
(1)关闭K1,打开K2,向试管中加入适量石灰石,通过分液漏斗向其中加入一定的稀硝酸,则加入石灰石的作用是_________________,反应的化学方程式是___________________。
(2)将铜丝插入稀硝酸中,微热大试管。该步反应的离子方程式是___________________。
(3)充分反应后,打开开关K1,通过气囊鼓入空气,可以观察到烧瓶中_________________,证明稀硝酸与铜反应的气体产物是NO。
(4)NaOH溶液的作用____________________。
B组·能力提升
9.“保护环境,就是保护人类自己。”下列环境问题与产生的主要原因不相符的是(  )
①“臭氧空洞”主要是大量使用氟氯代烃等引起的
②“光化学烟雾”主要是由NO2等引起的
③“酸雨”主要是由空气中CO2浓度增大间接引起的
④“白色污染”主要是由聚乙烯塑料等引起的
⑤“厄尔尼诺”现象是由空气中CO2浓度增大引起的
⑥“温室效应”主要是由空气中CO2浓度增大引起的
⑦“赤潮”主要是由水体中P、N等元素过量引起的
A.①②  B.②③⑤
C.全部  D.③
10.将红热的木炭与浓硝酸共热产生的气体等分为①和②两份,第①份先通过适量蒸馏水,再通入足量澄清石灰水中;第②份直接通入少量澄清石灰水中。则澄清石灰水的变化最可能为(  )
A.①不变浑浊,②变乳白色
B.①变乳白色,②不变浑浊
C.①变乳白色,②变乳白色
D.①不变浑浊,②不变浑浊
11.某稀溶液中HNO3和H2SO4的物质的量浓度分别为3.0 mol/L和2.0 mol/L。取该溶液20 mL,加入3.2 g铜粉,充分反应后,产生的气体在标准状况下的体积约是(  )
A.0.75 L    B.0.336 L
C.1.5 L     D.0.448 L
12.将0.1 mol铜与40 mL 10 mol·L-1 HNO3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.(1)实验室用金属铜和稀硝酸制取NO的化学方程式为____________。
(2)NO是有毒气体,某学生为防止污染,用分液漏斗和烧杯装配了一套简易的,能随开随用、随关随停的NO气体发生装置,如图甲所示。
 
①实验室若没有铜丝,而只有小铜粒,在使用上述装置进行实验时,可用丝状材料包裹铜粒以代替铜丝进行实验,这种丝状材料的成分可以是____(填字母)。
A.铁 B.铝
C.铂 D.玻璃
②打开分液漏斗的活塞使反应进行,在分液漏斗中实际看到的气体是红棕色的,原因是______________(用化学方程式表示)。
(3)为证明铜丝与稀硝酸反应生成的确实是NO,某学生另设计了一套如图乙所示的装置制取NO。反应开始后,可以在U形管右端观察到无色的NO气体。
①长玻璃管的作用是________________________。
②让反应停止的操作方法及原因是_______________________________________。
(4)以下收集NO气体的装置,合理的是____(填字母)。
第五章 第二节 第3课时
A组·基础达标
1.大气中的二氧化硫和二氧化氮溶于水后会形成酸雨。下列说法错误的是(  )
A.二氧化硫和二氧化氮是形成酸雨的主要物质
B.酸雨的主要成分为H2SO4和HNO3
C.汽车尾气中的NOx 指NO2
D.煤燃烧时加入适量生石灰,可减少废气中SO2的量
【答案】C 【解析】汽车尾气中的NOx主要指NO、NO2,C错误。
2.(2021·广东揭阳期末)下列反应既表现硝酸的氧化性,又表现硝酸的酸性的是(  )
A.NH3+HNO3===NH4NO3
B.FeO+4HNO3(浓)===Fe(NO3)3+2H2O+NO2↑
C.CuO+2HNO3===Cu(NO3)2+H2O
D.C+4HNO3(浓)CO2↑+2H2O+4NO2↑
【答案】B
3.(2023·江苏镇江中学段考)氮是生命的基础,氮及其化合物在生产生活中具有广泛应用。工业上用氨的催化氧化生产硝酸,其化学方程式为4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g),NO2和N2H4反应放出大量的热,在火箭燃料中使用。下列氮及其化合物的性质与用途具有对应关系的是(  )
A.N2不溶于水,可用作保护气
B.NH3极易溶于水,可用作制冷剂
C.NO2具有强氧化性,可做火箭燃料推进剂
D.HNO3易挥发,可用来制备硝酸盐
【答案】C 【解析】N2常用作保护气,与其无毒无害,且性质稳定有关,与溶解性无关,A错误;NH3常用作制冷剂,是因为其易液化,与溶解性无关,B错误;NO2具有强氧化性,能与N2H4发生氧化还原反应,反应放出大量热,因此可作火箭推进剂,C正确;HNO3可用来制备硝酸盐,是因为硝酸是典型的强酸,可与碱或盐等物质反应生成硝酸盐,与其挥发性无关,D错误。
4.一定质量的铜分别与足量的稀硝酸和浓硝酸完全反应,在相同条件下用排水法收集反应产生的气体,下列叙述正确的是(  )
A.硝酸浓度越大,硝酸被还原之后的生成物的价态越低,对应的硝酸的氧化性越弱
B.硝酸浓度不同,生成Cu(NO3)2的物质的量不同
C.硝酸浓度越大,产生的气体越少
D.两者用排水法收集到的气体体积相等
【答案】D 【解析】硝酸的浓度越大氧化性越强,与产物的价态无关,A错误;等量的Cu与酸反应,生成Cu(NO3)2的物质的量相同,B错误;等量的Cu与酸反应,浓硝酸反应生成气体多,C错误;因3NO2+H2O===2HNO3+NO,最终收集到的气体均为NO,由电子守恒可知,收集到的NO的体积相等,D正确。
5.(2023·江苏常州期中)人类的认识依赖于生产活动。下列生产活动与所述的化学知识关联正确的是(  )
选项 生产活动 化学知识
A 向薯片袋内充入氮气 氮气无色无味
B 用铁罐车运输浓硝酸 常温下,铁遇浓硝酸发生钝化
C 用氨水处理二氧化硫烟气 氨水具有挥发性
D 施用铵态氮肥时,要避开草木灰 铵态氮肥受热易分解
【答案】B 【解析】用氮气来保存薯片,与氮气的化学性质稳定有关,与其无色无味无关,A错误;铁在常温时遇到浓硫酸会钝化,可以用铁罐车运输浓硝酸,B正确;氨水具有碱性,可以吸收二氧化硫烟气,C错误;草木灰溶于水显碱性,铵态氮肥中的铵根离子遇草木灰容易生成氨气而使其失效,D错误。
6.(2023·广东广州二中段考)如图是某元素常见物质的价类二维图,其中d为红棕色气体,f和g均为正盐。下列说法不正确的是(  )
A.b是空气中含量最多的气体
B.工业上通过a→c→d→e来制备HNO3
C.g只能做氧化剂
D.f可用于制化肥和火药
【答案】C 【解析】由题干信息d为红棕色气体,则d为NO2,说明该图为N元素的价类二维图,则可知a为NH3、b为N2、c为NO、d为NO2,e为HNO3,f和g均为正盐,则f为硝酸盐、g为亚硝酸盐。由分析可知,b为N2,是空气中含量最多的气体,A正确;NH3和氧气催化氧化生成一氧化氮气体,一氧化氮和氧气生成二氧化氮,二氧化氮和水反应生成硝酸,B正确;由分析可知,g为亚硝酸盐,其中氮元素的价态为+3价,根据价态分析即可作为氧化剂也可以作为还原剂,C错误;由分析可知,f为硝酸盐,是火药中最常用的氧化剂之一,且属于氮肥可作为化肥,D正确。
7.某兴趣小组设计出如图所示装置来改进教材中“硝酸与铜反应”的实验,以探究化学实验的绿色化。
(1)实验前,关闭活塞b,试管d中加水至浸没长导管口,塞紧试管c和d的胶塞,加热c,其目的是_____________。
(2)在d中加适量NaOH溶液,c中放一小块铜片,由分液漏斗a向c中加入2 mL浓硝酸,c中反应的化学方程式是_________________。再由a向c中加2 mL蒸馏水,c中的实验现象是________________。
(3)下表是制取硝酸铜的三种方案,能体现绿色化学理念的最佳方案是_____,理由是____________。
方案 反应物
甲 Cu、浓硝酸
乙 Cu、稀硝酸
丙 Cu、O2、稀硝酸
【答案】(1)检查装置气密性
(2)Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
反应变慢,气体颜色变淡
(3)丙 耗酸量最少,无污染
【解析】(1)加入药品之前要检查装置的气密性。(2)加入水后,浓硝酸变稀,与Cu反应变缓,产生NO无色气体。(3)丙方案发生的反应为2Cu+O22CuO,CuO+2HNO3=== Cu(NO3)2+H2O,无污染性气体生成,且HNO3只显酸性,耗酸量少。
8.为了证明稀硝酸与铜反应的气体产物是NO,某同学设计了如下实验装置和实验方案。
实验步骤:
(1)关闭K1,打开K2,向试管中加入适量石灰石,通过分液漏斗向其中加入一定的稀硝酸,则加入石灰石的作用是_________________,反应的化学方程式是___________________。
(2)将铜丝插入稀硝酸中,微热大试管。该步反应的离子方程式是___________________。
(3)充分反应后,打开开关K1,通过气囊鼓入空气,可以观察到烧瓶中_________________,证明稀硝酸与铜反应的气体产物是NO。
(4)NaOH溶液的作用____________________。
【答案】(1)石灰石与稀硝酸生成CO2,把装置中的氧气排尽
CaCO3+2HNO3===Ca(NO3)2+CO2↑+H2O
(2)3Cu+8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O
(3)无色气体变成红棕色气体
(4)处理尾气,以免气体污染环境
B组·能力提升
9.“保护环境,就是保护人类自己。”下列环境问题与产生的主要原因不相符的是(  )
①“臭氧空洞”主要是大量使用氟氯代烃等引起的
②“光化学烟雾”主要是由NO2等引起的
③“酸雨”主要是由空气中CO2浓度增大间接引起的
④“白色污染”主要是由聚乙烯塑料等引起的
⑤“厄尔尼诺”现象是由空气中CO2浓度增大引起的
⑥“温室效应”主要是由空气中CO2浓度增大引起的
⑦“赤潮”主要是由水体中P、N等元素过量引起的
A.①②  B.②③⑤
C.全部  D.③
【答案】D 【解析】“酸雨”主要是二氧化硫、氮氧化物引起,故③不正确。
10.将红热的木炭与浓硝酸共热产生的气体等分为①和②两份,第①份先通过适量蒸馏水,再通入足量澄清石灰水中;第②份直接通入少量澄清石灰水中。则澄清石灰水的变化最可能为(  )
A.①不变浑浊,②变乳白色
B.①变乳白色,②不变浑浊
C.①变乳白色,②变乳白色
D.①不变浑浊,②不变浑浊
【答案】B 【解析】碳与浓硝酸反应产生CO2和NO2的混合气体,而NO2可与水反应生成硝酸,故将混合气体直接通入少量澄清石灰水中,会生成Ca(NO3)2溶液,难以得到CaCO3沉淀;将混合气体先通过适量蒸馏水,NO2与水反应生成硝酸和NO,则NO和CO2的混合气体再通入足量澄清石灰水中会生成CaCO3沉淀。
11.某稀溶液中HNO3和H2SO4的物质的量浓度分别为3.0 mol/L和2.0 mol/L。取该溶液20 mL,加入3.2 g铜粉,充分反应后,产生的气体在标准状况下的体积约是(  )
A.0.75 L    B.0.336 L
C.1.5 L     D.0.448 L
【答案】A 【解析】20 mL溶液中:n(H+)=0.14 mol,n(NO)=0.06 mol,n(Cu)=0.05 mol。依据离子方程式计算:
3Cu  + 8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O
3     8   2      2×22.4 L
0.05 mol 0.14 mol 0.06 mol   V(NO)
反应时,H+与NO均过量,依据Cu的物质的量可得V(NO)≈0.75 L。
12.将0.1 mol铜与40 mL 10 mol·L-1 HNO3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
【答案】C 【解析】溶液中含有H+,则HNO3过量。在反应过程中HNO3逐渐变稀,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HNO3一部分起酸性作用,一部分起氧化剂作用,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),用作酸的硝酸为0.2 mol,则被还原的HNO3的物质的量=生成的气体的物质的量=(0.4-a -0.2) mol=(0.2-a) 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.(1)实验室用金属铜和稀硝酸制取NO的化学方程式为____________。
(2)NO是有毒气体,某学生为防止污染,用分液漏斗和烧杯装配了一套简易的,能随开随用、随关随停的NO气体发生装置,如图甲所示。
 
①实验室若没有铜丝,而只有小铜粒,在使用上述装置进行实验时,可用丝状材料包裹铜粒以代替铜丝进行实验,这种丝状材料的成分可以是____(填字母)。
A.铁 B.铝
C.铂 D.玻璃
②打开分液漏斗的活塞使反应进行,在分液漏斗中实际看到的气体是红棕色的,原因是______________(用化学方程式表示)。
(3)为证明铜丝与稀硝酸反应生成的确实是NO,某学生另设计了一套如图乙所示的装置制取NO。反应开始后,可以在U形管右端观察到无色的NO气体。
①长玻璃管的作用是________________________。
②让反应停止的操作方法及原因是_______________________________________。
(4)以下收集NO气体的装置,合理的是____(填字母)。
【答案】(1)3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(2)①CD ②2NO+O2===2NO2
(3)①接收被气体压出U形管的液体,防止稀硝酸溢出
②关闭U形管右端导气管上的活塞;反应产生的气体将U形管右端管内的稀硝酸向下压,使铜丝与稀硝酸分开,反应就会停止
(4)CD
【解析】(2)①这种丝状材料的成分不能与稀硝酸反应,所以A、B项不可选;②红棕色的气体是NO2,原因是生成的NO与空气中的氧气反应。(3)该实验装置是防止产生的气体与空气接触,长玻璃管的作用是暂时储存稀硝酸,防止稀硝酸溢出;关闭活塞,产生的气体使稀硝酸液面下降,从而将铜丝与稀硝酸分开,反应停止。(4)不能用排空气法来收集NO,因为NO与空气中的氧气反应,只能用排水法,C和D装置符合题意。