第3章 物质的性质与转化 分层作业21 硝酸的性质--2025鲁科版化学必修第一册同步练习题（含答案）
文档属性
| 名称 | 第3章 物质的性质与转化 分层作业21 硝酸的性质--2025鲁科版化学必修第一册同步练习题（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 464.5KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-04-27 18:47:17 | ||
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文档简介
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2025鲁科版化学必修第一册
分层作业21 硝酸的性质
A级 必备知识基础练
题组1.硝酸的性质
1.公元8世纪,阿拉伯炼金术士贾比尔·本·哈扬在干馏硝石的时候发现并制得了硝酸,这是人类关于硝酸最早的记录。下列关于硝酸的叙述正确的是( )
A.NO2溶于水生成硝酸,所以NO2是硝酸的酸酐
B.硝酸可与活泼金属反应生成盐和氢气
C.浓硝酸见光或受热易分解,必须保存在棕色瓶中
D.硝酸与铜的反应中,硝酸只表现强氧化性
2.下列关于硝酸的说法中正确的是( )
A.稀硝酸能与Fe发生反应,浓硝酸不能
B.浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂
C.稀硝酸是弱酸,浓硝酸是强酸
D.稀硝酸与Cu反应生成NO,而浓硝酸与Cu反应生成NO2,稀硝酸得电子更多,故稀硝酸的氧化性大于浓硝酸
3.下列反应中硝酸既表现酸性又表现氧化性的是( )
A.稀硝酸使石蕊溶液变红
B.稀硝酸与铜反应生成NO、Cu(NO3)2、H2O
C.稀硝酸与Na2CO3反应放出CO2气体
D.浓硝酸与硫单质共热时生成H2O、H2SO4和NO2
题组2.硝酸性质的实验探究
4.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( )
① ② ③
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
题组3.人类活动对氮循环及环境的影响
5.下列说法符合绿色化学思想的是( )
A.对工业生产硝酸产生的废气、废水进行严格处理
B.开发利用仿生固氮技术以减少氮肥使用
C.验证硝酸的强氧化性时在通风橱内进行实验
D.建设“花园式工厂”
6.(2024河北石家庄十五中高一月考)在汽车尾气处理装置中发生反应:2NO2+4CON2+4CO2,下列有关该反应的说法正确的是( )
A.置换反应
B.N元素化合价升高
C.非氧化还原反应
D.CO2是酸性氧化物
7.氮在自然界中的转化是一个复杂的过程,如图所示的氮循环是生态系统物质循环的重要组成部分。下列有关氮循环的说法不正确的是( )
A.雷雨天气容易发生转化②
B.图中转化②③④都属于氮的固定
C.动植物蛋白质中一定含有氮元素
D.转化⑥说明有机物可以转化为无机物
题组4.硝酸的工业制法
8.工业上制硝酸的原理是将氨经过一系列反应得到硝酸,如图所示,下列说法错误的是( )
A.过程①属于氮的固定
B.氮气在氧气中不能通过一步反应生成NO2
C.过程④反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1
D.常温下可用铁质容器储存浓硝酸
B级 关键能力提升练
以下选择题有1~2个选项符合题意。
9.浓(或稀)硝酸与铜反应的实验装置(夹持装置已略去)如图所示,下列有关叙述不正确的是( )
A.浓硝酸与稀硝酸都能与铜反应,生成硝酸铜
B.用稀硝酸实验时试管上方气体略有红棕色
C.用浓硝酸实验时所得溶液呈蓝绿色可能是因为溶有NO
D.若反应生成相同物质的量的NO与NO2,则反应消耗的HNO3的物质的量相同
10.(2024山东高密一中高一期末)下列关于氮及其化合物的说法正确的是( )
A.植物从土壤中吸收N、N转化为氨基酸的过程属于氮的固定
B.汽车尾气中的氮氧化物是光化学烟雾形成的因素之一
C.NH3→NO→NO2→N2O4→HNO3的转化中氮元素均被氧化
D.铜比铁的还原性弱,因此可用铜质容器盛放浓硝酸
11.(2024福建三明一中高一月考)氮循环是海洋生态系统的基础和关键,其中无机氮循环过程如图所示。
下列关于海洋无机氮循环的说法中,不正确的是( )
A.过程2中,可能需要O2参与反应
B.过程3中,发生的均为还原反应
C.过程4中,生成1 mol N至少转移8 mol电子
D.过程5中,反应后氮元素的化合价均降低
12.(2024河北创新发展联盟高一联考)某煤炭化工公司采用氨法脱硫来脱去尾气中的SO2,反应机理如下:
①2NH3(g)+2SO2(g)+H2O(g)(NH4)2S2O5(s)
②2NH3(g)+SO2(g)+H2O(g)(NH4)2SO3(s)
③NH3(g)+SO2(g)+H2O(g)NH4HSO3(s)
下列说法错误的是( )
A.反应①②③均属于固氮过程
B.反应①②③均属于非氧化还原反应
C.(NH4)2SO3经氧化后生成的(NH4)2SO4可用作氮肥
D.NH4HSO3受热易分解生成有毒气体
13.(2024山东滨州高一期末)图示分析是学习化学的一种重要方法,结合所给图示回答相关问题。
(1)下图是氮及其化合物的“价—类”二维图部分信息。
①X的化学式为 。
②图中关于NO2和HNO3的相互转化,下列说法正确的是 (填字母)。
a.由NO2转化为HNO3,实现了氮的固定
b.工业上利用NO2与H2O反应制取HNO3
c.不加入还原剂,也可实现HNO3转化为NO2
d.由硝酸转化成等物质的量的NO2时,消耗碳单质和铜单质的物质的量相同
(2)NO2、NO是大气污染物的主要成分,NH3催化还原氮氧化物是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术,反应原理如图所示。若处理的污染物中NO2与NO的物质的量之比为1∶1,则相应的化学方程式为 。
(3)在微生物的作用下实现N→N→N转化,称为硝化过程。在碱性条件下,N被氧气氧化成N的总反应的离子方程式为 。
(4)硝酸可用作金属溶解剂。在不同浓度的HNO3-H2O2混合溶液中,金属溶解速率和生成NOx体积的变化如图。据图分析,混合溶液中HNO3的质量分数最佳为 %,理由是 。
C级 学科素养拔高练
14.(2024北京第八中学高一期中)某小组对Cu与浓硝酸的反应进行研究。记录如下:
序号 装置 药品 现象
实 验 1 0.64 g Cu片(0.01 mol)和20.0 mL浓硝酸 Cu片消失,得到绿色溶液A,放置较长时间后得到蓝色溶液B,……
Ⅰ.(1)Cu与浓硝酸反应的化学方程式是 。
Ⅱ.探究实验1中溶液A呈绿色而不是蓝色的原因。
(2)甲认为溶液呈绿色是由Cu2+离子浓度较大引起的。乙根据实验记录,认为此观点不正确,乙的依据是 。
(3)乙认为溶液呈绿色是由溶解的NO2引起的。进行实验2:先将NO2通入B中,再鼓入N2。结果证实假设成立。则以上两步操作对应的现象分别是 、
。
(4)为深入研究,丙查阅资料,有如下信息:
ⅰ.溶有NO2的浓硝酸呈黄色;水或稀硝酸中通少量NO2溶液呈无色。
ⅱ.NO2溶于水,会发生反应2NO2+H2OHNO3+HNO2;
HNO2是弱酸,只能稳定存在于冷、稀的溶液中,否则易分解。
ⅲ.N能与Cu2+反应:Cu2+(蓝色)+4NCu(NO2(绿色)
据此,丙进一步假设:
①可能是A中剩余的浓硝酸溶解了NO2得到的黄色溶液与Cu(NO3)2的蓝色溶液混合而形成的绿色;
②可能是A中生成了Cu(NO2使溶液呈绿色。
丙进行如下实验:
序号 操作 现象
实 验 3 ⅰ.配制与溶液A的c(H+)相同的硝酸溶液,取20.0 mL,通入NO2气体 溶液呈黄色
ⅱ.再加0.01 mol Cu(NO3)2固体搅拌至完全溶解 溶液变为绿色
ⅲ.加水稀释 溶液立即变蓝
实 验 4 ⅰ.向20.0 mL 0.5 mol·L-1 Cu(NO3)2蓝色溶液中通入少量NO2 溶液呈绿色
ⅱ.加入稀硫酸 有无色气体放出,遇空气变红棕色,溶液很快变为蓝色
①亚硝酸分解的化学方程式是 。
②根据实验得出结论:实验1中溶液A呈绿色的主要原因是 。
答案：
1.C 解析 NO2和硝酸中氮元素的化合价不相等,NO2不是酸性氧化物;硝酸与活泼金属反应时生成盐和氮氧化物;浓硝酸见光或受热易分解,应保存在棕色瓶中;硝酸与铜反应生成硝酸铜及NO或NO2,硝酸既表现强氧化性又表现酸性。
2.B 解析 A项,加热条件下,浓硝酸使铁钝化,发生反应;B项,浓、稀硝酸均具有强氧化性;C项,硝酸属于强酸,与浓度大小无关;D项,硝酸的氧化性强弱与其浓度大小有关,浓硝酸的氧化性大于稀硝酸的氧化性,这与HNO3和Cu反应中HNO3得电子数目多少无关。
3.B 解析 A项,稀硝酸使石蕊溶液变红体现硝酸的酸性;B项,稀硝酸与铜反应放出NO气体,氮元素化合价降低,体现硝酸的氧化性,有Cu(NO3)2生成,体现硝酸的酸性;C项,稀硝酸与Na2CO3反应放出CO2气体,只体现硝酸的酸性;D项,浓硝酸与硫单质共热时生成H2O、H2SO4和NO2,反应中氮元素化合价降低,只体现硝酸的氧化性。
4.D 解析 ①中浓硝酸受热分解,发生反应4HNO3(浓)4NO2↑+O2↑+2H2O,产生的气体为混合气体,A正确;由①可知,浓硝酸受热分解可生成红棕色气体NO2,所以“产生红棕色气体”不能说明②中木炭能与浓硝酸发生反应,B正确;根据①和②,浓硝酸反应产生红棕色NO2时需要加热,所以浓硝酸具有挥发性才可与上方红热木炭接触,同时,N元素化合价降低,所以生成的NO2为还原产物,C正确;红热的木炭可与空气中的O2反应生成CO2,D错误。
5.B 解析 A项,对废气、废水严格处理是补救措施,没有从源头上减少污染;B项,利用仿生固氮技术能减少氮肥使用,从源头上减少了污染物的排放;C项,在通风橱内进行实验并不能减轻对大气的污染;D项,“花园式工厂”也只是对环境的美化,没有从源头上减少污染。
6.D 解析 化学反应中,反应前后都存在单质的反应是置换反应,该反应的反应物中不存在单质,A错误;该反应中NO2中N的化合价由+4价降低到N2的0价,故N元素化合价降低,B错误;该反应中N元素和C元素的化合价发生改变,属于氧化还原反应,C错误;CO2属于酸性氧化物,D正确。
7.B 解析 雷雨天气,空气中的氮气和氧气化合生成NO,NO与空气中的氧气反应生成NO2,NO2和水反应生成硝酸和NO,硝酸跟土壤中的矿物质结合成硝酸盐,所以在雷雨天气容易发生转化②,A正确;氮的固定是游离态的氮转化为化合态的氮的过程,图中转化④不属于氮的固定,B错误;转化⑥是动植物蛋白质转化为氨和铵盐,说明有机物可以转化为无机物,D正确。
8.C 解析 过程①是氮气和氢气在高温、高压、催化剂作用下反应生成氨气,属于氮的固定,故A正确;氮气在足量氧气中通过一步反应生成NO,不能生成NO2,故B正确;过程④为3NO2+H2O2HNO3+NO,二氧化氮既是氧化剂也是还原剂,NO是还原产物,硝酸是氧化产物,反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2,故C错误;常温下,铁在浓硝酸中发生钝化,金属表面生成致密的氧化物薄膜,阻止反应进行,常温下可用铁质容器储存浓硝酸,故D正确。
9.CD 解析 根据Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O、3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O可知,A正确;用稀硝酸实验时生成NO,NO与试管中的O2反应生成NO2,NO2为红棕色气体,B正确;浓硝酸与铜反应生成NO2,实验所得溶液呈蓝绿色是因为溶有NO2,C不正确;若NO与NO2的物质的量相同,消耗的HNO3的物质的量不相同,D不正确。
10.B 解析 氮的固定是指将游离态的氮转化为化合态氮的过程,故A错误;汽车尾气中的氮氧化物是光化学烟雾形成的因素之一,故B正确;NO2→N2O4的转化中氮元素化合价没有变化,未被氧化,故C错误;铜可与浓硝酸反应,因此不可用铜质容器盛放浓硝酸,故D错误。
11.D 解析 过程2中,N、N2O、N、N中氮元素的化合价依次为-3价、+1价、+3价、+5价,氮元素的化合价升高,需要外加氧化剂,故有可能需要氧气参加反应,A正确;过程3中,N、N、N2O中氮元素化合价依次为+5价、+3价、+1价,化合价降低,故均为还原反应,B正确;过程4中,N生成N,氮元素化合价由+5价变为-3价,故生成1 mol N至少转移8 mol电子,C正确;过程5中,N转化为N2,氮元素化合价由-3价变为0价,化合价升高,D错误。
12.A 解析 氮元素由游离态(单质)变成化合态(化合物)的过程叫固氮,而反应①②③为NH3发生的化合反应,不属于固氮,A错误;反应①②③为NH3发生的化合反应,元素的化合价没有变化,所以都不是氧化还原反应,B正确;铵盐常用做氮肥,(NH4)2SO3不稳定,易被氧化生成(NH4)2SO4,稳定的(NH4)2SO4可用作氮肥,C正确;NH4HSO3受热易分解,NH4HSO3NH3↑+SO2↑+H2O,SO2为有毒气体,D正确。
13.答案 (1)①N2O5 ②bc
(2)NO2+NO+2NH32N2+3H2O
(3)N+2O2+2OH-N+3H2O
(4)10.5 溶解速率快,生成NOx的体积小
解析 (1)①由图可知,X为+5价氮的氧化物,化学式为N2O5。
②由NO2转化为HNO3,不是游离态氮转化为化合态氮的过程,不是氮的固定,a错误;工业上利用NO2与H2O反应制取HNO3,b正确;硝酸见光分解生成二氧化氮气体、氧气和水,故不加入还原剂,也可实现HNO3转化为NO2,c正确;4HNO3(浓)+CCO2↑+4NO2↑+2H2O、Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2H2O+2NO2↑,由方程式可知,硝酸转化成等物质的量的NO2时,消耗碳单质和铜单质的物质的量不相同,d错误。
(2)由图可知,NH3催化还原氮氧化物生成氮气和水,若处理的污染物中NO2与NO的物质的量之比为1∶1,则1 mol NO2与1 mol NO反应转移电子4 mol+2 mol=6 mol,根据电子守恒,则反应6 mol÷3=2 mol NH3,故反应为NO2+NO+2NH32N2+3H2O。
(3)在碱性条件下,N被氧气氧化成N,结合电子守恒,总反应的离子方程式为N+2O2+2OH-N+3H2O。
(4)由图可知,当混合溶液中HNO3的质量分数为10.5%时,溶解速率较快,生成NOx的体积小,因此最佳溶解金属的混合溶液中HNO3的质量分数为10.5%。
14.答案 (1)Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O (2)溶液A和溶液B中,c(Cu2+)基本相同
(3)溶液由蓝变绿 溶液由绿变蓝,有红棕色气体逸出
(4)①3HNO2HNO3+2NO↑+H2O ②A中剩余的浓硝酸溶解了NO2得到的黄色溶液与Cu(NO3)2的蓝色溶液混合而形成的绿色
解析 (1)硝酸具有强氧化性,可与铜反应生成硝酸铜和二氧化氮气体,反应方程式为Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。
(2)乙的依据是溶液A和溶液B中,c(Cu2+)基本相同。
(3)乙认为溶液呈绿色是由溶解的NO2引起的,若假设成立,则先将NO2通入B中,再鼓入N2,以上两步操作对应的现象分别是溶液由蓝变绿、溶液由绿变蓝,有红棕色气体逸出。
(4)①根据加入稀硫酸有无色气体放出,遇空气变红棕色,可知有一氧化氮生成,则亚硝酸歧化分解的化学方程式是3HNO2HNO3+2NO↑+H2O;②根据实验得出结论:实验1中溶液A呈绿色的主要原因是A中剩余的浓硝酸溶解了NO2得到的黄色溶液与Cu(NO3)2的蓝色溶液混合而形成的绿色;依据实验现象阐述理由:实验4中加稀硫酸,溶液变为蓝色,说明酸性较强的A溶液中N不能大量存在,因此在A溶液中,绿色的Cu(NO2不能大量存在,Cu2+与N反应生成Cu(NO2不是溶液呈绿色的主要原因。
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2025鲁科版化学必修第一册
分层作业21 硝酸的性质
A级 必备知识基础练
题组1.硝酸的性质
1.公元8世纪,阿拉伯炼金术士贾比尔·本·哈扬在干馏硝石的时候发现并制得了硝酸,这是人类关于硝酸最早的记录。下列关于硝酸的叙述正确的是( )
A.NO2溶于水生成硝酸,所以NO2是硝酸的酸酐
B.硝酸可与活泼金属反应生成盐和氢气
C.浓硝酸见光或受热易分解,必须保存在棕色瓶中
D.硝酸与铜的反应中,硝酸只表现强氧化性
2.下列关于硝酸的说法中正确的是( )
A.稀硝酸能与Fe发生反应,浓硝酸不能
B.浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂
C.稀硝酸是弱酸,浓硝酸是强酸
D.稀硝酸与Cu反应生成NO,而浓硝酸与Cu反应生成NO2,稀硝酸得电子更多,故稀硝酸的氧化性大于浓硝酸
3.下列反应中硝酸既表现酸性又表现氧化性的是( )
A.稀硝酸使石蕊溶液变红
B.稀硝酸与铜反应生成NO、Cu(NO3)2、H2O
C.稀硝酸与Na2CO3反应放出CO2气体
D.浓硝酸与硫单质共热时生成H2O、H2SO4和NO2
题组2.硝酸性质的实验探究
4.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( )
① ② ③
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
题组3.人类活动对氮循环及环境的影响
5.下列说法符合绿色化学思想的是( )
A.对工业生产硝酸产生的废气、废水进行严格处理
B.开发利用仿生固氮技术以减少氮肥使用
C.验证硝酸的强氧化性时在通风橱内进行实验
D.建设“花园式工厂”
6.(2024河北石家庄十五中高一月考)在汽车尾气处理装置中发生反应:2NO2+4CON2+4CO2,下列有关该反应的说法正确的是( )
A.置换反应
B.N元素化合价升高
C.非氧化还原反应
D.CO2是酸性氧化物
7.氮在自然界中的转化是一个复杂的过程,如图所示的氮循环是生态系统物质循环的重要组成部分。下列有关氮循环的说法不正确的是( )
A.雷雨天气容易发生转化②
B.图中转化②③④都属于氮的固定
C.动植物蛋白质中一定含有氮元素
D.转化⑥说明有机物可以转化为无机物
题组4.硝酸的工业制法
8.工业上制硝酸的原理是将氨经过一系列反应得到硝酸,如图所示,下列说法错误的是( )
A.过程①属于氮的固定
B.氮气在氧气中不能通过一步反应生成NO2
C.过程④反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1
D.常温下可用铁质容器储存浓硝酸
B级 关键能力提升练
以下选择题有1~2个选项符合题意。
9.浓(或稀)硝酸与铜反应的实验装置(夹持装置已略去)如图所示,下列有关叙述不正确的是( )
A.浓硝酸与稀硝酸都能与铜反应,生成硝酸铜
B.用稀硝酸实验时试管上方气体略有红棕色
C.用浓硝酸实验时所得溶液呈蓝绿色可能是因为溶有NO
D.若反应生成相同物质的量的NO与NO2,则反应消耗的HNO3的物质的量相同
10.(2024山东高密一中高一期末)下列关于氮及其化合物的说法正确的是( )
A.植物从土壤中吸收N、N转化为氨基酸的过程属于氮的固定
B.汽车尾气中的氮氧化物是光化学烟雾形成的因素之一
C.NH3→NO→NO2→N2O4→HNO3的转化中氮元素均被氧化
D.铜比铁的还原性弱,因此可用铜质容器盛放浓硝酸
11.(2024福建三明一中高一月考)氮循环是海洋生态系统的基础和关键,其中无机氮循环过程如图所示。
下列关于海洋无机氮循环的说法中,不正确的是( )
A.过程2中,可能需要O2参与反应
B.过程3中,发生的均为还原反应
C.过程4中,生成1 mol N至少转移8 mol电子
D.过程5中,反应后氮元素的化合价均降低
12.(2024河北创新发展联盟高一联考)某煤炭化工公司采用氨法脱硫来脱去尾气中的SO2,反应机理如下:
①2NH3(g)+2SO2(g)+H2O(g)(NH4)2S2O5(s)
②2NH3(g)+SO2(g)+H2O(g)(NH4)2SO3(s)
③NH3(g)+SO2(g)+H2O(g)NH4HSO3(s)
下列说法错误的是( )
A.反应①②③均属于固氮过程
B.反应①②③均属于非氧化还原反应
C.(NH4)2SO3经氧化后生成的(NH4)2SO4可用作氮肥
D.NH4HSO3受热易分解生成有毒气体
13.(2024山东滨州高一期末)图示分析是学习化学的一种重要方法,结合所给图示回答相关问题。
(1)下图是氮及其化合物的“价—类”二维图部分信息。
①X的化学式为 。
②图中关于NO2和HNO3的相互转化,下列说法正确的是 (填字母)。
a.由NO2转化为HNO3,实现了氮的固定
b.工业上利用NO2与H2O反应制取HNO3
c.不加入还原剂,也可实现HNO3转化为NO2
d.由硝酸转化成等物质的量的NO2时,消耗碳单质和铜单质的物质的量相同
(2)NO2、NO是大气污染物的主要成分,NH3催化还原氮氧化物是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术,反应原理如图所示。若处理的污染物中NO2与NO的物质的量之比为1∶1,则相应的化学方程式为 。
(3)在微生物的作用下实现N→N→N转化,称为硝化过程。在碱性条件下,N被氧气氧化成N的总反应的离子方程式为 。
(4)硝酸可用作金属溶解剂。在不同浓度的HNO3-H2O2混合溶液中,金属溶解速率和生成NOx体积的变化如图。据图分析,混合溶液中HNO3的质量分数最佳为 %,理由是 。
C级 学科素养拔高练
14.(2024北京第八中学高一期中)某小组对Cu与浓硝酸的反应进行研究。记录如下:
序号 装置 药品 现象
实 验 1 0.64 g Cu片(0.01 mol)和20.0 mL浓硝酸 Cu片消失,得到绿色溶液A,放置较长时间后得到蓝色溶液B,……
Ⅰ.(1)Cu与浓硝酸反应的化学方程式是 。
Ⅱ.探究实验1中溶液A呈绿色而不是蓝色的原因。
(2)甲认为溶液呈绿色是由Cu2+离子浓度较大引起的。乙根据实验记录,认为此观点不正确,乙的依据是 。
(3)乙认为溶液呈绿色是由溶解的NO2引起的。进行实验2:先将NO2通入B中,再鼓入N2。结果证实假设成立。则以上两步操作对应的现象分别是 、
。
(4)为深入研究,丙查阅资料,有如下信息:
ⅰ.溶有NO2的浓硝酸呈黄色;水或稀硝酸中通少量NO2溶液呈无色。
ⅱ.NO2溶于水,会发生反应2NO2+H2OHNO3+HNO2;
HNO2是弱酸,只能稳定存在于冷、稀的溶液中,否则易分解。
ⅲ.N能与Cu2+反应:Cu2+(蓝色)+4NCu(NO2(绿色)
据此,丙进一步假设:
①可能是A中剩余的浓硝酸溶解了NO2得到的黄色溶液与Cu(NO3)2的蓝色溶液混合而形成的绿色;
②可能是A中生成了Cu(NO2使溶液呈绿色。
丙进行如下实验:
序号 操作 现象
实 验 3 ⅰ.配制与溶液A的c(H+)相同的硝酸溶液,取20.0 mL,通入NO2气体 溶液呈黄色
ⅱ.再加0.01 mol Cu(NO3)2固体搅拌至完全溶解 溶液变为绿色
ⅲ.加水稀释 溶液立即变蓝
实 验 4 ⅰ.向20.0 mL 0.5 mol·L-1 Cu(NO3)2蓝色溶液中通入少量NO2 溶液呈绿色
ⅱ.加入稀硫酸 有无色气体放出,遇空气变红棕色,溶液很快变为蓝色
①亚硝酸分解的化学方程式是 。
②根据实验得出结论:实验1中溶液A呈绿色的主要原因是 。
答案：
1.C 解析 NO2和硝酸中氮元素的化合价不相等,NO2不是酸性氧化物;硝酸与活泼金属反应时生成盐和氮氧化物;浓硝酸见光或受热易分解,应保存在棕色瓶中;硝酸与铜反应生成硝酸铜及NO或NO2,硝酸既表现强氧化性又表现酸性。
2.B 解析 A项,加热条件下,浓硝酸使铁钝化,发生反应;B项,浓、稀硝酸均具有强氧化性;C项,硝酸属于强酸,与浓度大小无关;D项,硝酸的氧化性强弱与其浓度大小有关,浓硝酸的氧化性大于稀硝酸的氧化性,这与HNO3和Cu反应中HNO3得电子数目多少无关。
3.B 解析 A项,稀硝酸使石蕊溶液变红体现硝酸的酸性;B项,稀硝酸与铜反应放出NO气体,氮元素化合价降低,体现硝酸的氧化性,有Cu(NO3)2生成,体现硝酸的酸性;C项,稀硝酸与Na2CO3反应放出CO2气体,只体现硝酸的酸性;D项,浓硝酸与硫单质共热时生成H2O、H2SO4和NO2,反应中氮元素化合价降低,只体现硝酸的氧化性。
4.D 解析 ①中浓硝酸受热分解,发生反应4HNO3(浓)4NO2↑+O2↑+2H2O,产生的气体为混合气体,A正确;由①可知,浓硝酸受热分解可生成红棕色气体NO2,所以“产生红棕色气体”不能说明②中木炭能与浓硝酸发生反应,B正确;根据①和②,浓硝酸反应产生红棕色NO2时需要加热,所以浓硝酸具有挥发性才可与上方红热木炭接触,同时,N元素化合价降低,所以生成的NO2为还原产物,C正确;红热的木炭可与空气中的O2反应生成CO2,D错误。
5.B 解析 A项,对废气、废水严格处理是补救措施,没有从源头上减少污染;B项,利用仿生固氮技术能减少氮肥使用,从源头上减少了污染物的排放;C项,在通风橱内进行实验并不能减轻对大气的污染;D项,“花园式工厂”也只是对环境的美化,没有从源头上减少污染。
6.D 解析 化学反应中,反应前后都存在单质的反应是置换反应,该反应的反应物中不存在单质,A错误;该反应中NO2中N的化合价由+4价降低到N2的0价,故N元素化合价降低,B错误;该反应中N元素和C元素的化合价发生改变,属于氧化还原反应,C错误;CO2属于酸性氧化物,D正确。
7.B 解析 雷雨天气,空气中的氮气和氧气化合生成NO,NO与空气中的氧气反应生成NO2,NO2和水反应生成硝酸和NO,硝酸跟土壤中的矿物质结合成硝酸盐,所以在雷雨天气容易发生转化②,A正确;氮的固定是游离态的氮转化为化合态的氮的过程,图中转化④不属于氮的固定,B错误;转化⑥是动植物蛋白质转化为氨和铵盐,说明有机物可以转化为无机物,D正确。
8.C 解析 过程①是氮气和氢气在高温、高压、催化剂作用下反应生成氨气,属于氮的固定,故A正确;氮气在足量氧气中通过一步反应生成NO,不能生成NO2,故B正确;过程④为3NO2+H2O2HNO3+NO,二氧化氮既是氧化剂也是还原剂,NO是还原产物,硝酸是氧化产物,反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2,故C错误;常温下,铁在浓硝酸中发生钝化,金属表面生成致密的氧化物薄膜,阻止反应进行,常温下可用铁质容器储存浓硝酸,故D正确。
9.CD 解析 根据Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O、3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O可知,A正确;用稀硝酸实验时生成NO,NO与试管中的O2反应生成NO2,NO2为红棕色气体,B正确;浓硝酸与铜反应生成NO2,实验所得溶液呈蓝绿色是因为溶有NO2,C不正确;若NO与NO2的物质的量相同,消耗的HNO3的物质的量不相同,D不正确。
10.B 解析 氮的固定是指将游离态的氮转化为化合态氮的过程,故A错误;汽车尾气中的氮氧化物是光化学烟雾形成的因素之一,故B正确;NO2→N2O4的转化中氮元素化合价没有变化,未被氧化,故C错误;铜可与浓硝酸反应,因此不可用铜质容器盛放浓硝酸,故D错误。
11.D 解析 过程2中,N、N2O、N、N中氮元素的化合价依次为-3价、+1价、+3价、+5价,氮元素的化合价升高,需要外加氧化剂,故有可能需要氧气参加反应,A正确;过程3中,N、N、N2O中氮元素化合价依次为+5价、+3价、+1价,化合价降低,故均为还原反应,B正确;过程4中,N生成N,氮元素化合价由+5价变为-3价,故生成1 mol N至少转移8 mol电子,C正确;过程5中,N转化为N2,氮元素化合价由-3价变为0价,化合价升高,D错误。
12.A 解析 氮元素由游离态(单质)变成化合态(化合物)的过程叫固氮,而反应①②③为NH3发生的化合反应,不属于固氮,A错误;反应①②③为NH3发生的化合反应,元素的化合价没有变化,所以都不是氧化还原反应,B正确;铵盐常用做氮肥,(NH4)2SO3不稳定,易被氧化生成(NH4)2SO4,稳定的(NH4)2SO4可用作氮肥,C正确;NH4HSO3受热易分解,NH4HSO3NH3↑+SO2↑+H2O,SO2为有毒气体,D正确。
13.答案 (1)①N2O5 ②bc
(2)NO2+NO+2NH32N2+3H2O
(3)N+2O2+2OH-N+3H2O
(4)10.5 溶解速率快,生成NOx的体积小
解析 (1)①由图可知,X为+5价氮的氧化物,化学式为N2O5。
②由NO2转化为HNO3,不是游离态氮转化为化合态氮的过程,不是氮的固定,a错误;工业上利用NO2与H2O反应制取HNO3,b正确;硝酸见光分解生成二氧化氮气体、氧气和水,故不加入还原剂,也可实现HNO3转化为NO2,c正确;4HNO3(浓)+CCO2↑+4NO2↑+2H2O、Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2H2O+2NO2↑,由方程式可知,硝酸转化成等物质的量的NO2时,消耗碳单质和铜单质的物质的量不相同,d错误。
(2)由图可知,NH3催化还原氮氧化物生成氮气和水,若处理的污染物中NO2与NO的物质的量之比为1∶1,则1 mol NO2与1 mol NO反应转移电子4 mol+2 mol=6 mol,根据电子守恒,则反应6 mol÷3=2 mol NH3,故反应为NO2+NO+2NH32N2+3H2O。
(3)在碱性条件下,N被氧气氧化成N,结合电子守恒,总反应的离子方程式为N+2O2+2OH-N+3H2O。
(4)由图可知,当混合溶液中HNO3的质量分数为10.5%时,溶解速率较快,生成NOx的体积小,因此最佳溶解金属的混合溶液中HNO3的质量分数为10.5%。
14.答案 (1)Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O (2)溶液A和溶液B中,c(Cu2+)基本相同
(3)溶液由蓝变绿 溶液由绿变蓝,有红棕色气体逸出
(4)①3HNO2HNO3+2NO↑+H2O ②A中剩余的浓硝酸溶解了NO2得到的黄色溶液与Cu(NO3)2的蓝色溶液混合而形成的绿色
解析 (1)硝酸具有强氧化性,可与铜反应生成硝酸铜和二氧化氮气体,反应方程式为Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。
(2)乙的依据是溶液A和溶液B中,c(Cu2+)基本相同。
(3)乙认为溶液呈绿色是由溶解的NO2引起的,若假设成立,则先将NO2通入B中,再鼓入N2,以上两步操作对应的现象分别是溶液由蓝变绿、溶液由绿变蓝,有红棕色气体逸出。
(4)①根据加入稀硫酸有无色气体放出,遇空气变红棕色,可知有一氧化氮生成,则亚硝酸歧化分解的化学方程式是3HNO2HNO3+2NO↑+H2O;②根据实验得出结论:实验1中溶液A呈绿色的主要原因是A中剩余的浓硝酸溶解了NO2得到的黄色溶液与Cu(NO3)2的蓝色溶液混合而形成的绿色;依据实验现象阐述理由:实验4中加稀硫酸,溶液变为蓝色,说明酸性较强的A溶液中N不能大量存在,因此在A溶液中,绿色的Cu(NO2不能大量存在,Cu2+与N反应生成Cu(NO2不是溶液呈绿色的主要原因。
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