第二单元 重要的含氮化工原料 第2课时 硝酸--2026苏教版高中化学必修第二册章节练
文档属性
| 名称 | 第二单元 重要的含氮化工原料 第2课时 硝酸--2026苏教版高中化学必修第二册章节练 |
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| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 555.2KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2026-01-04 14:05:45 | ||
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文档简介
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2026苏教版高中化学必修第二册
专题7 氮与社会可持续发展
第二单元 重要的含氮化工原料
第2课时 硝酸
基础过关练
题组一 硝酸的一般性质
1.(2024江苏连云港七校期中)下列关于硝酸的说法正确的是( )
A.浓硝酸难挥发,保存在棕色细口瓶中
B.是氧化性酸,不能用硝酸代替盐酸和碳酸钙反应制取CO2
C.浓硝酸久置溶液会变黄是因为硝酸分解产生的NO2溶于浓硝酸中
D.硝酸与铜的反应中,硝酸只表现氧化性
2.(2025湖北武汉部分重点高中联考)实验室常利用难挥发性酸制备易挥发性酸,用浓硫酸与钠硝石(NaNO3)反应制备HNO3,反应装置如图,下列说法不正确的是( )
A.曲颈甑是原始的一种蒸馏烧瓶
B.反应温度如果过高,制得的HNO3可能会呈现黄色
C.反应方程式为NaNO3+H2SO4(浓)NaHSO4+HNO3↑
D.可从实验室中选用无色洁净的试剂瓶盛装制得的硝酸
题组二 硝酸的氧化性
3.(2025福建泉州南安第一中学阶段测试)下列关于硫酸、硝酸的认识中,正确的是( )
A.浓硫酸和蔗糖的反应主要体现了浓硫酸的脱水性和氧化性
B.锌与稀硝酸反应可制得氢气
C.常温下,浓硝酸和浓硫酸均可以用铝罐贮存,是因为铝与它们不反应
D.铜分别与浓硝酸、稀硝酸反应生成NO2和NO,故稀硝酸的氧化性强于浓硝酸
4.(2025江苏连云港月考)下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是( )
序号 实验操作 现象 解释或结论
① 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+
② 浓HNO3久置或光照 变黄色 HNO3不稳定易分解
③ 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
④ 用玻璃棒蘸取浓HNO3点到蓝色石蕊试纸上 试纸先变红,后褪色 浓HNO3具有酸性和强氧化性
A.①② B.③④
C.②③④ D.②④
5.(2025河北衡水安平中学测试)下述实验中均有红棕色气体产生,下列结论错误的是( )
① ② ③
A.红棕色气体均为还原产物
B.由实验①可推断浓硝酸不稳定,受热易分解
C.实验②中产生了红棕色气体不能说明木炭与浓硝酸发生了反应
D.若实验③的产物中检测出CO2,可说明木炭与浓硝酸发生了反应
6.(2025江苏无锡段考)碳与浓硫酸共热产生的气体X和铜与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(装置如图所示),下列有关说法正确的是( )
A.洗气瓶中产生的沉淀是硫酸钡
B.从Z导管出来的气体中无二氧化碳
C.洗气瓶中产生的沉淀是碳酸钡
D.Z导管口无明显现象
7.(易错题)(2025江苏常州期中)废旧CPU中的金(Au)、Ag和Cu回收的部分流程如下:
已知:HAuCl4 H++。
下列说法正确的是( )
A.“酸溶”时用浓硝酸产生NOx的量比用稀硝酸少
B.“过滤”所得滤液中的阳离子只有Cu2+和Ag+
C.用浓盐酸和NaNO3也可以溶解金
D.用过量Zn粉将1 mol HAuCl4完全还原为Au,参加反应的Zn为1.5 mol
8.(甄选真题)(2024湖南高考)某学生按图示方法进行实验,观察到以下实验现象:
①铜丝表面缓慢放出气泡,锥形瓶内气体呈红棕色;
②铜丝表面气泡释放速度逐渐加快,气体颜色逐渐变深;
③一段时间后气体颜色逐渐变浅,至几乎无色;
④锥形瓶中液面下降,长颈漏斗中液面上升,最终铜丝与液面脱离接触,反应停止。
下列说法正确的是( )
A.开始阶段铜丝表面气泡释放速度缓慢,原因是铜丝在稀HNO3中表面钝化
B.锥形瓶内出现了红棕色气体,表明铜和稀HNO3反应生成了NO2
C.红棕色逐渐变浅的主要原因是3NO2+H2O 2HNO3+NO
D.铜丝与液面脱离接触,反应停止,原因是硝酸消耗完全
题组三 与硝酸反应的简单计算
9.(2024江苏扬州大学附中期中)为了测定镁铜合金的组成,将6.6 g镁、铜合金加入100 mL某浓度的稀硝酸中,将合金完全溶解后,共收集到NO气体2.24 L(标准状况下),并测得溶液中H+的浓度为0.5 mol·L-1,若反应前后溶液的体积变化忽略不计,则下列判断不正确的是( )
A.上述反应中金属共失去电子0.3 mol
B.合金中,铜的质量为4.8 g
C.原硝酸的浓度为3 mol·L-1
D.要使溶液中的金属离子完全沉淀,需加5 mol·L-1的NaOH溶液70 mL
10.(2025江苏淮安段考)把1.92 g Cu投入盛有一定量浓硝酸的试管中,当收集到1 120 mL气体时(已折算为标准状况下),金属铜完全溶解,下列说法正确的是( )
A.生成的气体全部为NO
B.生成的气体为NO2和NO的混合气体,其中NO为0.005 mol
C.作氧化剂的硝酸为0.11 mol
D.生成的硝酸铜小于0.03 mol
11.(2024浙江5G联盟期中联考)取2 mol FeS与2 L一定浓度的硝酸反应,生成了Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3、NO、NO2、N2O4和H2O。反应后的溶液中c(H+)=1 mol/L,生成的NO、NO2和N2O4的物质的量之比为1∶1∶1(溶液体积变化忽略不计),请回答:
(1)反应后溶液中Fe3+的浓度为 。
(2)参加反应的FeS与HNO3的物质的量之比为 。
(3)原硝酸的浓度为 。
能力提升练
题组一 硝酸性质的实验探究
1.(2025江苏无锡锡山高级中学阶段检测)将铜丝插入浓硝酸中进行如图所示的实验,下列说法正确的是( )
A.装置a中出现红棕色气体,只体现HNO3的酸性
B.一段时间后抽出铜丝,向装置b中注入水,b中气体红棕色变浅
C.注入水后装置b中铜片表面产生气泡,说明Cu与硝酸反应生成H2
D.装置c用NaOH溶液吸收尾气,说明NO和NO2均是酸性氧化物
2.(2025江西九江期中)某小组探究Cu与硝酸反应,室温下,3 mol·L-1的稀硝酸与铜片短时间内无明显变化,一段时间后才有少量气泡产生,向溶液中加入适量硝酸铜,无明显现象;浓硝酸与铜片立即产生气泡,进一步操作如图:
已知:NO2易溶于水,可部分发生反应2NO2+H2O HNO2+HNO3。
下列说法错误的是( )
A.铜与浓硝酸反应的离子方程式为Cu+4H++2N Cu2++2NO2↑+2H2O
B.硝酸铜对稀硝酸与铜的反应具有催化作用
C.蓝色溶液B中的NO2或HNO2对稀硝酸与铜的反应起催化作用
D.稀硝酸与铜片产生的气体呈无色,该气体可用排水法收集
3.(2025北京海淀期中)某课外活动小组为了探究木炭与浓硝酸反应后的气态生成物,设计如下实验。
(1)甲同学设计实验如图甲。
甲
红热木炭未进入试管前,浓硝酸上方并无明显变化。当按图甲装置进行实验后,浓硝酸液面上方有明显的红棕色气体产生,且沾有澄清石灰水的玻璃片出现浑浊,后浑浊消失。
①液面上方出现红棕色气体,说明浓硝酸具有 (填字母)。
a.酸性 b.挥发性 c.不稳定性
②沾有澄清石灰水的玻璃片出现浑浊, (填“能”或“不能”)说明木炭与浓硝酸发生了反应,是因为
。
(2)乙同学设计实验如图乙。
乙
按图乙装置进行实验后,浓硝酸液面上方有明显的红棕色气体产生,且沾有澄清石灰水的玻璃片无明显变化。沾有澄清石灰水的玻璃片无明显变化, (填“能”或“不能”)说明木炭与浓硝酸未反应,是因为
。
(3)丙同学克服了甲、乙同学设计上的缺陷,设计实验如图丙。已知酸性高锰酸钾溶液能将NO、NO2氧化成N,Mn被还原为Mn2+。
丙
①如图连接装置后,需进行的实验操作为 ;加热木炭与浓硝酸前需先通一段时间N2,目的是
。
②装置A中木炭与浓硝酸反应的化学方程式为 。
③能证明木炭被氧化的实验现象为 。
④D装置中发生反应的离子方程式为
。
题组二 含氮化合物的转化
4.(2025江苏盐城五校联考)部分含氮物质的分类与相应化合价如图所示。下列推断不合理的是( )
A.液态a可用作制冷剂,g是农业上常用的化肥
B.b→a、b→c都属于氮的固定
C.工业上由b制备e的路线:bacde
D.足量e的稀溶液与6.4 g铜粉反应时,可以生成0.2 mol气体d
5.(2025河北保定期中)构建元素化合物之间的转化关系模型是学习元素化合物知识的一种方法。已知A、B、C、D、E是中学化学中常见的五种物质,常温下E是一种无色液体,它们之间有如下反应关系。回答下列问题:
A+BC+D+E
(1)若B是黄绿色气体,上述转化关系常用于实验室B气体的尾气吸收,则该反应的离子方程式为 。
(2)若A是一种紫红色金属单质,B是一种挥发性酸,反应时生成的C是无色气体,反应的离子方程式是
,
若反应中生成标准状况下1.12 L C气体,则被还原的B的物质的量为 mol。
(3)若实验室中利用A和B的反应制备气体C,C是一种无色、有刺激性气味、密度比空气小的气体,此反应的化学方程式为 ,实验室检验C的方法为
。
(4)若常温下A能使铁钝化,B是黑色固态非金属单质,D是一种能使品红溶液褪色的无色气体,A和B反应的化学方程式为 ,检验A的钠盐溶液中阴离子的方法是
。
题组三 金属与硝酸反应的综合计算
6.(2024江苏常州联盟校月考)向27.2 g Cu和Cu2O的混合物中加入某浓度的稀硝酸 0.5 L,固体物质完全反应,得到8.96 L NO和NO2的混合气体(已折算为标准状况下)及Cu(NO3)2溶液。在所得溶液中加入1.0 mol·L-1的NaOH溶液1.0 L,恰好使金属离子完全沉淀,沉淀质量为39.2 g。下列有关说法正确的是( )
A.硝酸浓度为2.4 mol·L-1
B.Cu、Cu2O物质的量之比为1∶1
C.产生的NO2为0.1 mol
D.固体与硝酸反应后剩余的HNO3为0.2 mol
7.(2025江苏苏州汾湖高级中学月考)向200 mL稀硫酸与稀硝酸的混合溶液中逐渐加入铁粉,已知加入铁粉的质量与产生气体的体积(标准状况)之间的关系如图所示,则下列说法不正确的是( )
已知:稀硝酸只被还原为NO气体。
A.OA段产生的气体是NO,BC段产生的气体是H2
B.该实验可以证明氧化性:稀硝酸>稀硫酸
C.m2=5.6
D.所用混合溶液中c(H2SO4)=0.4 mol/L
答案与分层梯度式解析
专题7 氮与社会可持续发展
第二单元 重要的含氮化工原料
第2课时 硝酸
基础过关练
1.C 浓硝酸易挥发,见光易分解,通常在棕色细口瓶中避光保存,A错误;能用硝酸和碳酸钙反应制取CO2,B错误;浓硝酸不稳定,久置会分解生成NO2、O2和水,分解生成的NO2溶于浓硝酸使溶液变为黄色,C正确;Cu与硝酸反应时,硝酸同时表现出氧化性和酸性,D错误。
2.D 曲颈甑是原始的一种蒸馏烧瓶,A正确;HNO3受热易分解,分解生成的NO2溶解在硝酸中呈现黄色,B正确;硝酸钠和浓硫酸反应可以生成硝酸和硫酸氢钠,反应方程式为NaNO3+H2SO4(浓)NaHSO4+HNO3↑,C正确;硝酸见光易分解,所以应避光保存,应放在棕色试剂瓶中,D错误。
3.A 浓硫酸使蔗糖脱水碳化,体现浓硫酸的脱水性,同时生成的C与浓硫酸发生氧化还原反应,体现浓硫酸的强氧化性,A正确;稀硝酸具有强氧化性,与锌反应生成NO,不生成H2,B错误;常温下,浓硝酸和浓硫酸均可以用铝罐贮存,是因为常温下铝遇浓硝酸和浓硫酸发生钝化,并非不反应,C错误;浓硝酸的氧化性强于稀硝酸,氧化性的强弱与得电子数目多少无关(易错点),D错误。
4.D 过量的铁粉加入稀HNO3生成Fe2+,加入KSCN溶液时颜色不变,故①错误;浓HNO3久置变黄是因为HNO3分解产生的NO2溶于HNO3所致,故②正确;常温下Al箔遇浓HNO3钝化,稀HNO3会使Al箔溶解,故③错误;浓硝酸具有酸性和强氧化性,可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色,故④正确。
5.D 红棕色气体为NO2,由硝酸生成NO2,硝酸中N元素的化合价由+5价降为+4价,NO2为还原产物,A正确;实验①中硝酸分解得到NO2,说明浓硝酸不稳定,受热易分解,B正确;实验②中红棕色气体有可能是浓硝酸分解产生的,C正确;实验③中CO2有可能是C与空气中的氧气反应生成的,D错误。
6.A 碳和浓硫酸共热生成的X为CO2和SO2的混合气体,Cu和浓硝酸反应生成的Y为NO2,X、Y同时通入BaCl2溶液中,发生反应:3NO2+H2O 2HNO3+NO、2HNO3+3SO2+3BaCl2+2H2O 3BaSO4↓+2NO+6HCl,CO2不参与反应。综上所述,洗气瓶中产生的沉淀是BaSO4,A正确、C错误;Z导管口有NO逸出,NO在Z导管口与空气中的氧气反应生成NO2,NO2是红棕色气体,B、D错误。
7.C 硝酸与金不反应,与银和铜反应,酸溶后过滤得到金,滤液中含H+、Cu2+和Ag+,经过溶金、分离后得到HAuCl4溶液,锌粉还原HAuCl4得到金。浓硝酸被还原产生NO2,产生1 mol NO2得1 mol电子,稀硝酸被还原产生NO,产生1 mol NO得3 mol电子,金属的量相同,“酸溶”时用浓硝酸产生NOx的量比用稀硝酸多,A错误;“过滤”所得滤液中的阳离子有H+、Cu2+和Ag+,B错误;HCl和NaNO3在溶液中电离产生H+、Cl-、Na+和N,该溶液可以溶解金,C正确;HAuCl4 H++,H+也会与锌反应(易错点),1mol HAuCl4参加反应时转移电子的物质的量为4 mol,消耗锌的物质的量为2 mol,D错误。
8.C 开始阶段铜丝表面气泡释放速度缓慢,原因是体系温度低;铜丝和稀硝酸反应生成NO,且该反应放热,温度升高,反应速率加快,铜丝表面气泡释放速度逐渐加快;NO与锥形瓶中的氧气反应生成NO2,气体颜色加深;当锥形瓶内的氧气耗尽后,不再有NO2生成,且NO2和水反应生成无色的NO,导致气体颜色逐渐变浅,至几乎无色;随着瓶内NO的量增多,压强增大,将稀硝酸压入长颈漏斗中,稀硝酸液面下降,当铜丝不和稀硝酸接触时反应停止。故选C。
9.C n(NO)=0.1 mol,则反应中HNO3得到的电子的物质的量为0.1 mol×(5-2)=0.3 mol,设合金中Cu、Mg的物质的量分别为x mol和y mol,由得失电子守恒和质量守恒得2x+2y=0.3、64x+24y=6.6,解得x=0.075,y=0.075(破题关键)。由分析可知,金属共失去电子0.3 mol,A正确;合金中铜的质量为0.075 mol×64 g·mol-1=4.8 g,B正确;反应生成Cu(NO3)2、Mg(NO3)2消耗硝酸的物质的量为0.075 mol×2×2=0.3 mol,生成NO消耗0.1 mol HNO3,反应后溶液中剩余HNO3 0.5 mol·L-1×0.1 L=0.05 mol(易错点),故原溶液中n(HNO3)=0.3 mol+0.1 mol+0.05 mol=0.45 mol,则c(HNO3)==4.5 mol·L-1,C错误;要使溶液中Cu2+、Mg2+完全沉淀,溶液中的溶质恰好为NaNO3,n(NaNO3)=n(NaOH)=0.075 mol×2+0.075 mol×2+0.05 mol=0.35 mol,需5 mol·L-1的NaOH溶液体积为=0.07 L=70 mL,D正确。
10.B 1.92 g Cu的物质的量为0.03 mol,铜与浓硝酸反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,铜与稀硝酸反应的化学方程式为3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,现生成0.05 mol气体,设生成NO2 x mol,NO y mol,则x+y=0.05,根据得失电子守恒,x+3y=0.06,解得x=0.045,y=0.005。由分析可知A错误、B正确;作氧化剂的HNO3的物质的量等于NO2和NO的物质的量之和,则有0.05 mol硝酸作氧化剂,C错误;根据铜原子守恒,可知最后生成的硝酸铜为0.03 mol,D错误。
思维建模
11.答案 (1)1 mol/L (2)1∶7 (3)8 mol/L
解析 (1)2 mol FeS中的Fe全部转化为Fe3+,所以反应后溶液中Fe3+的浓度为=1 mol/L。(2)2 mol FeS参与反应,由硫原子守恒可知生成的Fe2(SO4)3为 mol,由铁原子守恒知Fe(NO3)3为 mol,故体现酸性的硝酸为2 mol;设生成的NO的物质的量为a mol,则有n(NO)=n(NO2)=n(N2O4)=a mol,根据得失电子守恒有2×(3-2)+2×[6-(-2)]=a×(5-4)+2a×(5-4)+a×(5-2),解得a=3(破题关建),故起氧化作用的硝酸为12 mol,所以参加反应的硝酸为2 mol+12 mol=14 mol,则参加反应的FeS与HNO3的物质的量之比为2∶14=1∶7。(3)由(2)可知,参加反应的HNO3为14 mol,反应后的溶液中c(H+)=1 mol/L,即n(HNO3)剩余=2 mol,所以原硝酸总物质的量为16 mol(易错点),则原硝酸的浓度为c(HNO3)==8 mol/L。
能力提升练
1.B 铜与浓硝酸反应生成NO2、H2O、硝酸铜,体现了硝酸的强氧化性和酸性,A错误;一段时间后抽出铜丝,向装置b中注入水,NO2与水反应生成硝酸和NO,b中气体红棕色变浅,B正确;注入水后装置b中铜片表面产生气泡,是因为Cu与稀硝酸反应生成NO气体,C错误;NO和NO2均不是酸性氧化物,D错误。
2.B Cu与浓HNO3反应的离子方程式为Cu+4H++2N Cu2++2NO2↑+2H2O,A正确;根据题中信息“向溶液中加入适量硝酸铜,无明显现象”(破题关键),说明Cu(NO3)2对稀硝酸与铜的反应没有催化作用,B错误;蓝色溶液B中c(HNO3)=3 mol·L-1,加入铜片立即产生气泡,与初始稀HNO3与铜片的反应进行对比,反应速率加快,可考虑为溶解的NO2或新生成的HNO2起催化作用,C正确;稀HNO3与铜片反应,产生的气体为无色的NO,该气体不溶于水,可用排水法收集,D正确。
3.答案 (1)①bc ②不能 木炭与空气中的氧气反应也能生成CO2,使澄清石灰水变浑浊
(2)不能 挥发出的硝酸和生成的NO2均能与Ca(OH)2和CaCO3反应
(3)①检查装置气密性 排尽装置中的空气
②C+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O
③C中澄清石灰水变浑浊
④5NO+3Mn+4H+ 5N+3Mn2++2H2O
解析 (1)①红热木炭未伸入浓硝酸中,液面上方出现红棕色气体,说明试管内含有硝酸蒸气,证明浓硝酸具有挥发性;气体可能是由硝酸分解产生的,因此推测浓硝酸具有不稳定性,故选b、c。②木炭和空气中的O2反应也能生成CO2,因此沾有澄清石灰水的玻璃片出现浑浊,并不能证明木炭与浓硝酸发生了反应。
(2)挥发出的硝酸和反应生成的NO2都能与Ca(OH)2和CaCO3反应,因此沾有澄清石灰水的玻璃片无明显变化,并不能证明木炭与浓硝酸没有反应。
(3)①装置中涉及气体制备的实验,因此实验开始前要检查装置气密性;为防止空气对实验的干扰,反应前需先通一段时间N2,排尽装置中的空气。③若澄清石灰水变浑浊,则可以证明木炭被氧化为CO2。④D装置中NO被氧化为N,Mn被还原为Mn2+,发生反应的离子方程式为5NO+3Mn+4H+ 5N+3Mn2++2H2O。
4.D 由题图可知,a为NH3,b为N2,c为NO,d为NO2,e为HNO3,f为NH3·H2O,g为铵盐。a为NH3,液氨可以用作制冷剂,g为铵盐,是农业上常用的铵态化肥,A正确;N2→NH3、N2→NO均为游离态的氮转化为化合态的氮,都属于氮的固定,B正确;工业上由N2制备硝酸,第一步N2在高温高压,催化剂存在条件下与H2反应生成NH3,第二步NH3在催化剂、加热条件下与O2反应生成NO,第三步NO与氧气反应生成NO2,第四步NO2与水反应生成HNO3,C正确;足量稀HNO3与Cu反应生成NO气体,不能生成NO2,D错误。
5.答案 (1)Cl2+2OH- ClO-+Cl-+H2O
(2)2N+3Cu+8H+ 2NO↑+4H2O+3Cu2+ 0.05
(3)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O 将湿润的红色石蕊试纸靠近气体,若试纸变蓝,则证明该气体为NH3(合理即可)
(4)C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O 取少量A的钠盐溶液于试管中,先加入稀盐酸,无白色沉淀,再加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,证明含有
解析 A、B、C、D、E是中学化学中常见的五种物质,常温下E是一种无色液体,E可能是水。
(1)黄绿色气体B为Cl2,实验室常用NaOH溶液吸收Cl2尾气,反应的离子方程式为Cl2+2OH- ClO-+Cl-+H2O。
(2)紫红色金属单质A为Cu,挥发性酸B为HNO3,C为NO,D为Cu(NO3)2,反应的离子方程式为2N+3Cu+8H+ 2NO↑+4H2O+3Cu2+,生成NO的物质的量为=0.05 mol,根据氮原子守恒可知被还原的HNO3为0.05 mol。
(3)实验室中利用A和B的反应制备气体C,C是一种无色、有刺激性气味、密度比空气小的气体,C为NH3,实验室利用铵盐与熟石灰反应制备NH3,化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O,检验NH3的方法为将湿润的红色石蕊试纸靠近气体,若试纸变蓝,则证明该气体为NH3,或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近该气体,若有白烟生成,则证明该气体为NH3。
(4)常温下A能使铁钝化,则A为浓硫酸或浓硝酸;D是一种能使品红溶液褪色的无色气体,则D为SO2,A为浓硫酸;B是黑色固态非金属单质,则B为C,E为水,C为CO2。A和B反应的化学方程式为C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O;A的钠盐溶液中阴离子为S,检验S的方法为先加入稀盐酸,无白色沉淀,再加入BaCl2溶液,产生白色沉淀说明存在S。
6.D 根据题意,溶液中加入的n(NaOH)=1.0 mol·L-1×1.0 L=1 mol,恰好使Cu2+完全沉淀,生成Cu(OH)2的物质的量为=0.4 mol;根据钠原子守恒可知最终生成1 mol NaNO3;反应生成的NO和NO2的总物质的量为=0.4 mol,则原稀硝酸中HNO3的物质的量为1 mol+0.4 mol=1.4 mol,即c(HNO3)==2.8 mol·L-1,A错误;设Cu、Cu2O物质的量分别为a mol、b mol,可列关系式,解得,即Cu、Cu2O物质的量之比为2∶1,B错误;Cu和Cu2O在反应中失去电子的物质的量为0.2 mol×2+0.1 mol×2=0.6 mol,设产生NO和NO2的物质的量分别为x mol、y mol,则,解得,故NO2的物质的量为0.3 mol,C错误;根据氮原子守恒,知固体与硝酸反应后剩余的HNO3的物质的量为1 mol-0.4 mol×2=0.2 mol,D正确。
7.D OA段发生的反应为Fe+N+4H+ Fe3++NO↑+2H2O,AB段发生的反应为Fe+2Fe3+ 3Fe2+,BC段发生的反应为Fe+2H+ Fe2++H2↑。OA段产生的气体是NO,BC段产生的气体是H2,A正确。HNO3、H2SO4同时存在时,Fe先和HNO3发生氧化还原反应,根据氧化还原反应规律可知,氧化性:稀硝酸>稀硫酸,B正确。OA段生成NO的物质的量为1.12 L÷22.4 L/mol=0.05 mol,根据Fe+4H++N Fe3++2H2O+NO↑,可知生成Fe3+的物质的量为0.05 mol,消耗Fe的物质的量为0.05 mol;根据2Fe3++Fe 3Fe2+,可知AB段又消耗0.025 mol Fe;BC段生成氢气的物质的量为(1.68 L-1.12 L)÷22.4 L/mol=0.025 mol,根据Fe+2H+ Fe2++H2↑,可知消耗Fe的物质的量为0.025 mol,参加反应的Fe的总物质的量为0.05 mol+0.025 mol+0.025 mol=0.1 mol,质量为5.6 g,C正确。最终反应生成FeSO4,根据n(Fe2+)=n(S)=0.1 mol(破题关键),可知混合溶液中n(H2SO4)=0.1 mol,则c(H2SO4)==0.5 mol/L,D错误。
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2026苏教版高中化学必修第二册
专题7 氮与社会可持续发展
第二单元 重要的含氮化工原料
第2课时 硝酸
基础过关练
题组一 硝酸的一般性质
1.(2024江苏连云港七校期中)下列关于硝酸的说法正确的是( )
A.浓硝酸难挥发,保存在棕色细口瓶中
B.是氧化性酸,不能用硝酸代替盐酸和碳酸钙反应制取CO2
C.浓硝酸久置溶液会变黄是因为硝酸分解产生的NO2溶于浓硝酸中
D.硝酸与铜的反应中,硝酸只表现氧化性
2.(2025湖北武汉部分重点高中联考)实验室常利用难挥发性酸制备易挥发性酸,用浓硫酸与钠硝石(NaNO3)反应制备HNO3,反应装置如图,下列说法不正确的是( )
A.曲颈甑是原始的一种蒸馏烧瓶
B.反应温度如果过高,制得的HNO3可能会呈现黄色
C.反应方程式为NaNO3+H2SO4(浓)NaHSO4+HNO3↑
D.可从实验室中选用无色洁净的试剂瓶盛装制得的硝酸
题组二 硝酸的氧化性
3.(2025福建泉州南安第一中学阶段测试)下列关于硫酸、硝酸的认识中,正确的是( )
A.浓硫酸和蔗糖的反应主要体现了浓硫酸的脱水性和氧化性
B.锌与稀硝酸反应可制得氢气
C.常温下,浓硝酸和浓硫酸均可以用铝罐贮存,是因为铝与它们不反应
D.铜分别与浓硝酸、稀硝酸反应生成NO2和NO,故稀硝酸的氧化性强于浓硝酸
4.(2025江苏连云港月考)下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是( )
序号 实验操作 现象 解释或结论
① 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+
② 浓HNO3久置或光照 变黄色 HNO3不稳定易分解
③ 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
④ 用玻璃棒蘸取浓HNO3点到蓝色石蕊试纸上 试纸先变红,后褪色 浓HNO3具有酸性和强氧化性
A.①② B.③④
C.②③④ D.②④
5.(2025河北衡水安平中学测试)下述实验中均有红棕色气体产生,下列结论错误的是( )
① ② ③
A.红棕色气体均为还原产物
B.由实验①可推断浓硝酸不稳定,受热易分解
C.实验②中产生了红棕色气体不能说明木炭与浓硝酸发生了反应
D.若实验③的产物中检测出CO2,可说明木炭与浓硝酸发生了反应
6.(2025江苏无锡段考)碳与浓硫酸共热产生的气体X和铜与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(装置如图所示),下列有关说法正确的是( )
A.洗气瓶中产生的沉淀是硫酸钡
B.从Z导管出来的气体中无二氧化碳
C.洗气瓶中产生的沉淀是碳酸钡
D.Z导管口无明显现象
7.(易错题)(2025江苏常州期中)废旧CPU中的金(Au)、Ag和Cu回收的部分流程如下:
已知:HAuCl4 H++。
下列说法正确的是( )
A.“酸溶”时用浓硝酸产生NOx的量比用稀硝酸少
B.“过滤”所得滤液中的阳离子只有Cu2+和Ag+
C.用浓盐酸和NaNO3也可以溶解金
D.用过量Zn粉将1 mol HAuCl4完全还原为Au,参加反应的Zn为1.5 mol
8.(甄选真题)(2024湖南高考)某学生按图示方法进行实验,观察到以下实验现象:
①铜丝表面缓慢放出气泡,锥形瓶内气体呈红棕色;
②铜丝表面气泡释放速度逐渐加快,气体颜色逐渐变深;
③一段时间后气体颜色逐渐变浅,至几乎无色;
④锥形瓶中液面下降,长颈漏斗中液面上升,最终铜丝与液面脱离接触,反应停止。
下列说法正确的是( )
A.开始阶段铜丝表面气泡释放速度缓慢,原因是铜丝在稀HNO3中表面钝化
B.锥形瓶内出现了红棕色气体,表明铜和稀HNO3反应生成了NO2
C.红棕色逐渐变浅的主要原因是3NO2+H2O 2HNO3+NO
D.铜丝与液面脱离接触,反应停止,原因是硝酸消耗完全
题组三 与硝酸反应的简单计算
9.(2024江苏扬州大学附中期中)为了测定镁铜合金的组成,将6.6 g镁、铜合金加入100 mL某浓度的稀硝酸中,将合金完全溶解后,共收集到NO气体2.24 L(标准状况下),并测得溶液中H+的浓度为0.5 mol·L-1,若反应前后溶液的体积变化忽略不计,则下列判断不正确的是( )
A.上述反应中金属共失去电子0.3 mol
B.合金中,铜的质量为4.8 g
C.原硝酸的浓度为3 mol·L-1
D.要使溶液中的金属离子完全沉淀,需加5 mol·L-1的NaOH溶液70 mL
10.(2025江苏淮安段考)把1.92 g Cu投入盛有一定量浓硝酸的试管中,当收集到1 120 mL气体时(已折算为标准状况下),金属铜完全溶解,下列说法正确的是( )
A.生成的气体全部为NO
B.生成的气体为NO2和NO的混合气体,其中NO为0.005 mol
C.作氧化剂的硝酸为0.11 mol
D.生成的硝酸铜小于0.03 mol
11.(2024浙江5G联盟期中联考)取2 mol FeS与2 L一定浓度的硝酸反应,生成了Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3、NO、NO2、N2O4和H2O。反应后的溶液中c(H+)=1 mol/L,生成的NO、NO2和N2O4的物质的量之比为1∶1∶1(溶液体积变化忽略不计),请回答:
(1)反应后溶液中Fe3+的浓度为 。
(2)参加反应的FeS与HNO3的物质的量之比为 。
(3)原硝酸的浓度为 。
能力提升练
题组一 硝酸性质的实验探究
1.(2025江苏无锡锡山高级中学阶段检测)将铜丝插入浓硝酸中进行如图所示的实验,下列说法正确的是( )
A.装置a中出现红棕色气体,只体现HNO3的酸性
B.一段时间后抽出铜丝,向装置b中注入水,b中气体红棕色变浅
C.注入水后装置b中铜片表面产生气泡,说明Cu与硝酸反应生成H2
D.装置c用NaOH溶液吸收尾气,说明NO和NO2均是酸性氧化物
2.(2025江西九江期中)某小组探究Cu与硝酸反应,室温下,3 mol·L-1的稀硝酸与铜片短时间内无明显变化,一段时间后才有少量气泡产生,向溶液中加入适量硝酸铜,无明显现象;浓硝酸与铜片立即产生气泡,进一步操作如图:
已知:NO2易溶于水,可部分发生反应2NO2+H2O HNO2+HNO3。
下列说法错误的是( )
A.铜与浓硝酸反应的离子方程式为Cu+4H++2N Cu2++2NO2↑+2H2O
B.硝酸铜对稀硝酸与铜的反应具有催化作用
C.蓝色溶液B中的NO2或HNO2对稀硝酸与铜的反应起催化作用
D.稀硝酸与铜片产生的气体呈无色,该气体可用排水法收集
3.(2025北京海淀期中)某课外活动小组为了探究木炭与浓硝酸反应后的气态生成物,设计如下实验。
(1)甲同学设计实验如图甲。
甲
红热木炭未进入试管前,浓硝酸上方并无明显变化。当按图甲装置进行实验后,浓硝酸液面上方有明显的红棕色气体产生,且沾有澄清石灰水的玻璃片出现浑浊,后浑浊消失。
①液面上方出现红棕色气体,说明浓硝酸具有 (填字母)。
a.酸性 b.挥发性 c.不稳定性
②沾有澄清石灰水的玻璃片出现浑浊, (填“能”或“不能”)说明木炭与浓硝酸发生了反应,是因为
。
(2)乙同学设计实验如图乙。
乙
按图乙装置进行实验后,浓硝酸液面上方有明显的红棕色气体产生,且沾有澄清石灰水的玻璃片无明显变化。沾有澄清石灰水的玻璃片无明显变化, (填“能”或“不能”)说明木炭与浓硝酸未反应,是因为
。
(3)丙同学克服了甲、乙同学设计上的缺陷,设计实验如图丙。已知酸性高锰酸钾溶液能将NO、NO2氧化成N,Mn被还原为Mn2+。
丙
①如图连接装置后,需进行的实验操作为 ;加热木炭与浓硝酸前需先通一段时间N2,目的是
。
②装置A中木炭与浓硝酸反应的化学方程式为 。
③能证明木炭被氧化的实验现象为 。
④D装置中发生反应的离子方程式为
。
题组二 含氮化合物的转化
4.(2025江苏盐城五校联考)部分含氮物质的分类与相应化合价如图所示。下列推断不合理的是( )
A.液态a可用作制冷剂,g是农业上常用的化肥
B.b→a、b→c都属于氮的固定
C.工业上由b制备e的路线:bacde
D.足量e的稀溶液与6.4 g铜粉反应时,可以生成0.2 mol气体d
5.(2025河北保定期中)构建元素化合物之间的转化关系模型是学习元素化合物知识的一种方法。已知A、B、C、D、E是中学化学中常见的五种物质,常温下E是一种无色液体,它们之间有如下反应关系。回答下列问题:
A+BC+D+E
(1)若B是黄绿色气体,上述转化关系常用于实验室B气体的尾气吸收,则该反应的离子方程式为 。
(2)若A是一种紫红色金属单质,B是一种挥发性酸,反应时生成的C是无色气体,反应的离子方程式是
,
若反应中生成标准状况下1.12 L C气体,则被还原的B的物质的量为 mol。
(3)若实验室中利用A和B的反应制备气体C,C是一种无色、有刺激性气味、密度比空气小的气体,此反应的化学方程式为 ,实验室检验C的方法为
。
(4)若常温下A能使铁钝化,B是黑色固态非金属单质,D是一种能使品红溶液褪色的无色气体,A和B反应的化学方程式为 ,检验A的钠盐溶液中阴离子的方法是
。
题组三 金属与硝酸反应的综合计算
6.(2024江苏常州联盟校月考)向27.2 g Cu和Cu2O的混合物中加入某浓度的稀硝酸 0.5 L,固体物质完全反应,得到8.96 L NO和NO2的混合气体(已折算为标准状况下)及Cu(NO3)2溶液。在所得溶液中加入1.0 mol·L-1的NaOH溶液1.0 L,恰好使金属离子完全沉淀,沉淀质量为39.2 g。下列有关说法正确的是( )
A.硝酸浓度为2.4 mol·L-1
B.Cu、Cu2O物质的量之比为1∶1
C.产生的NO2为0.1 mol
D.固体与硝酸反应后剩余的HNO3为0.2 mol
7.(2025江苏苏州汾湖高级中学月考)向200 mL稀硫酸与稀硝酸的混合溶液中逐渐加入铁粉,已知加入铁粉的质量与产生气体的体积(标准状况)之间的关系如图所示,则下列说法不正确的是( )
已知:稀硝酸只被还原为NO气体。
A.OA段产生的气体是NO,BC段产生的气体是H2
B.该实验可以证明氧化性:稀硝酸>稀硫酸
C.m2=5.6
D.所用混合溶液中c(H2SO4)=0.4 mol/L
答案与分层梯度式解析
专题7 氮与社会可持续发展
第二单元 重要的含氮化工原料
第2课时 硝酸
基础过关练
1.C 浓硝酸易挥发,见光易分解,通常在棕色细口瓶中避光保存,A错误;能用硝酸和碳酸钙反应制取CO2,B错误;浓硝酸不稳定,久置会分解生成NO2、O2和水,分解生成的NO2溶于浓硝酸使溶液变为黄色,C正确;Cu与硝酸反应时,硝酸同时表现出氧化性和酸性,D错误。
2.D 曲颈甑是原始的一种蒸馏烧瓶,A正确;HNO3受热易分解,分解生成的NO2溶解在硝酸中呈现黄色,B正确;硝酸钠和浓硫酸反应可以生成硝酸和硫酸氢钠,反应方程式为NaNO3+H2SO4(浓)NaHSO4+HNO3↑,C正确;硝酸见光易分解,所以应避光保存,应放在棕色试剂瓶中,D错误。
3.A 浓硫酸使蔗糖脱水碳化,体现浓硫酸的脱水性,同时生成的C与浓硫酸发生氧化还原反应,体现浓硫酸的强氧化性,A正确;稀硝酸具有强氧化性,与锌反应生成NO,不生成H2,B错误;常温下,浓硝酸和浓硫酸均可以用铝罐贮存,是因为常温下铝遇浓硝酸和浓硫酸发生钝化,并非不反应,C错误;浓硝酸的氧化性强于稀硝酸,氧化性的强弱与得电子数目多少无关(易错点),D错误。
4.D 过量的铁粉加入稀HNO3生成Fe2+,加入KSCN溶液时颜色不变,故①错误;浓HNO3久置变黄是因为HNO3分解产生的NO2溶于HNO3所致,故②正确;常温下Al箔遇浓HNO3钝化,稀HNO3会使Al箔溶解,故③错误;浓硝酸具有酸性和强氧化性,可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色,故④正确。
5.D 红棕色气体为NO2,由硝酸生成NO2,硝酸中N元素的化合价由+5价降为+4价,NO2为还原产物,A正确;实验①中硝酸分解得到NO2,说明浓硝酸不稳定,受热易分解,B正确;实验②中红棕色气体有可能是浓硝酸分解产生的,C正确;实验③中CO2有可能是C与空气中的氧气反应生成的,D错误。
6.A 碳和浓硫酸共热生成的X为CO2和SO2的混合气体,Cu和浓硝酸反应生成的Y为NO2,X、Y同时通入BaCl2溶液中,发生反应:3NO2+H2O 2HNO3+NO、2HNO3+3SO2+3BaCl2+2H2O 3BaSO4↓+2NO+6HCl,CO2不参与反应。综上所述,洗气瓶中产生的沉淀是BaSO4,A正确、C错误;Z导管口有NO逸出,NO在Z导管口与空气中的氧气反应生成NO2,NO2是红棕色气体,B、D错误。
7.C 硝酸与金不反应,与银和铜反应,酸溶后过滤得到金,滤液中含H+、Cu2+和Ag+,经过溶金、分离后得到HAuCl4溶液,锌粉还原HAuCl4得到金。浓硝酸被还原产生NO2,产生1 mol NO2得1 mol电子,稀硝酸被还原产生NO,产生1 mol NO得3 mol电子,金属的量相同,“酸溶”时用浓硝酸产生NOx的量比用稀硝酸多,A错误;“过滤”所得滤液中的阳离子有H+、Cu2+和Ag+,B错误;HCl和NaNO3在溶液中电离产生H+、Cl-、Na+和N,该溶液可以溶解金,C正确;HAuCl4 H++,H+也会与锌反应(易错点),1mol HAuCl4参加反应时转移电子的物质的量为4 mol,消耗锌的物质的量为2 mol,D错误。
8.C 开始阶段铜丝表面气泡释放速度缓慢,原因是体系温度低;铜丝和稀硝酸反应生成NO,且该反应放热,温度升高,反应速率加快,铜丝表面气泡释放速度逐渐加快;NO与锥形瓶中的氧气反应生成NO2,气体颜色加深;当锥形瓶内的氧气耗尽后,不再有NO2生成,且NO2和水反应生成无色的NO,导致气体颜色逐渐变浅,至几乎无色;随着瓶内NO的量增多,压强增大,将稀硝酸压入长颈漏斗中,稀硝酸液面下降,当铜丝不和稀硝酸接触时反应停止。故选C。
9.C n(NO)=0.1 mol,则反应中HNO3得到的电子的物质的量为0.1 mol×(5-2)=0.3 mol,设合金中Cu、Mg的物质的量分别为x mol和y mol,由得失电子守恒和质量守恒得2x+2y=0.3、64x+24y=6.6,解得x=0.075,y=0.075(破题关键)。由分析可知,金属共失去电子0.3 mol,A正确;合金中铜的质量为0.075 mol×64 g·mol-1=4.8 g,B正确;反应生成Cu(NO3)2、Mg(NO3)2消耗硝酸的物质的量为0.075 mol×2×2=0.3 mol,生成NO消耗0.1 mol HNO3,反应后溶液中剩余HNO3 0.5 mol·L-1×0.1 L=0.05 mol(易错点),故原溶液中n(HNO3)=0.3 mol+0.1 mol+0.05 mol=0.45 mol,则c(HNO3)==4.5 mol·L-1,C错误;要使溶液中Cu2+、Mg2+完全沉淀,溶液中的溶质恰好为NaNO3,n(NaNO3)=n(NaOH)=0.075 mol×2+0.075 mol×2+0.05 mol=0.35 mol,需5 mol·L-1的NaOH溶液体积为=0.07 L=70 mL,D正确。
10.B 1.92 g Cu的物质的量为0.03 mol,铜与浓硝酸反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,铜与稀硝酸反应的化学方程式为3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,现生成0.05 mol气体,设生成NO2 x mol,NO y mol,则x+y=0.05,根据得失电子守恒,x+3y=0.06,解得x=0.045,y=0.005。由分析可知A错误、B正确;作氧化剂的HNO3的物质的量等于NO2和NO的物质的量之和,则有0.05 mol硝酸作氧化剂,C错误;根据铜原子守恒,可知最后生成的硝酸铜为0.03 mol,D错误。
思维建模
11.答案 (1)1 mol/L (2)1∶7 (3)8 mol/L
解析 (1)2 mol FeS中的Fe全部转化为Fe3+,所以反应后溶液中Fe3+的浓度为=1 mol/L。(2)2 mol FeS参与反应,由硫原子守恒可知生成的Fe2(SO4)3为 mol,由铁原子守恒知Fe(NO3)3为 mol,故体现酸性的硝酸为2 mol;设生成的NO的物质的量为a mol,则有n(NO)=n(NO2)=n(N2O4)=a mol,根据得失电子守恒有2×(3-2)+2×[6-(-2)]=a×(5-4)+2a×(5-4)+a×(5-2),解得a=3(破题关建),故起氧化作用的硝酸为12 mol,所以参加反应的硝酸为2 mol+12 mol=14 mol,则参加反应的FeS与HNO3的物质的量之比为2∶14=1∶7。(3)由(2)可知,参加反应的HNO3为14 mol,反应后的溶液中c(H+)=1 mol/L,即n(HNO3)剩余=2 mol,所以原硝酸总物质的量为16 mol(易错点),则原硝酸的浓度为c(HNO3)==8 mol/L。
能力提升练
1.B 铜与浓硝酸反应生成NO2、H2O、硝酸铜,体现了硝酸的强氧化性和酸性,A错误;一段时间后抽出铜丝,向装置b中注入水,NO2与水反应生成硝酸和NO,b中气体红棕色变浅,B正确;注入水后装置b中铜片表面产生气泡,是因为Cu与稀硝酸反应生成NO气体,C错误;NO和NO2均不是酸性氧化物,D错误。
2.B Cu与浓HNO3反应的离子方程式为Cu+4H++2N Cu2++2NO2↑+2H2O,A正确;根据题中信息“向溶液中加入适量硝酸铜,无明显现象”(破题关键),说明Cu(NO3)2对稀硝酸与铜的反应没有催化作用,B错误;蓝色溶液B中c(HNO3)=3 mol·L-1,加入铜片立即产生气泡,与初始稀HNO3与铜片的反应进行对比,反应速率加快,可考虑为溶解的NO2或新生成的HNO2起催化作用,C正确;稀HNO3与铜片反应,产生的气体为无色的NO,该气体不溶于水,可用排水法收集,D正确。
3.答案 (1)①bc ②不能 木炭与空气中的氧气反应也能生成CO2,使澄清石灰水变浑浊
(2)不能 挥发出的硝酸和生成的NO2均能与Ca(OH)2和CaCO3反应
(3)①检查装置气密性 排尽装置中的空气
②C+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O
③C中澄清石灰水变浑浊
④5NO+3Mn+4H+ 5N+3Mn2++2H2O
解析 (1)①红热木炭未伸入浓硝酸中,液面上方出现红棕色气体,说明试管内含有硝酸蒸气,证明浓硝酸具有挥发性;气体可能是由硝酸分解产生的,因此推测浓硝酸具有不稳定性,故选b、c。②木炭和空气中的O2反应也能生成CO2,因此沾有澄清石灰水的玻璃片出现浑浊,并不能证明木炭与浓硝酸发生了反应。
(2)挥发出的硝酸和反应生成的NO2都能与Ca(OH)2和CaCO3反应,因此沾有澄清石灰水的玻璃片无明显变化,并不能证明木炭与浓硝酸没有反应。
(3)①装置中涉及气体制备的实验,因此实验开始前要检查装置气密性;为防止空气对实验的干扰,反应前需先通一段时间N2,排尽装置中的空气。③若澄清石灰水变浑浊,则可以证明木炭被氧化为CO2。④D装置中NO被氧化为N,Mn被还原为Mn2+,发生反应的离子方程式为5NO+3Mn+4H+ 5N+3Mn2++2H2O。
4.D 由题图可知,a为NH3,b为N2,c为NO,d为NO2,e为HNO3,f为NH3·H2O,g为铵盐。a为NH3,液氨可以用作制冷剂,g为铵盐,是农业上常用的铵态化肥,A正确;N2→NH3、N2→NO均为游离态的氮转化为化合态的氮,都属于氮的固定,B正确;工业上由N2制备硝酸,第一步N2在高温高压,催化剂存在条件下与H2反应生成NH3,第二步NH3在催化剂、加热条件下与O2反应生成NO,第三步NO与氧气反应生成NO2,第四步NO2与水反应生成HNO3,C正确;足量稀HNO3与Cu反应生成NO气体,不能生成NO2,D错误。
5.答案 (1)Cl2+2OH- ClO-+Cl-+H2O
(2)2N+3Cu+8H+ 2NO↑+4H2O+3Cu2+ 0.05
(3)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O 将湿润的红色石蕊试纸靠近气体,若试纸变蓝,则证明该气体为NH3(合理即可)
(4)C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O 取少量A的钠盐溶液于试管中,先加入稀盐酸,无白色沉淀,再加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,证明含有
解析 A、B、C、D、E是中学化学中常见的五种物质,常温下E是一种无色液体,E可能是水。
(1)黄绿色气体B为Cl2,实验室常用NaOH溶液吸收Cl2尾气,反应的离子方程式为Cl2+2OH- ClO-+Cl-+H2O。
(2)紫红色金属单质A为Cu,挥发性酸B为HNO3,C为NO,D为Cu(NO3)2,反应的离子方程式为2N+3Cu+8H+ 2NO↑+4H2O+3Cu2+,生成NO的物质的量为=0.05 mol,根据氮原子守恒可知被还原的HNO3为0.05 mol。
(3)实验室中利用A和B的反应制备气体C,C是一种无色、有刺激性气味、密度比空气小的气体,C为NH3,实验室利用铵盐与熟石灰反应制备NH3,化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O,检验NH3的方法为将湿润的红色石蕊试纸靠近气体,若试纸变蓝,则证明该气体为NH3,或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近该气体,若有白烟生成,则证明该气体为NH3。
(4)常温下A能使铁钝化,则A为浓硫酸或浓硝酸;D是一种能使品红溶液褪色的无色气体,则D为SO2,A为浓硫酸;B是黑色固态非金属单质,则B为C,E为水,C为CO2。A和B反应的化学方程式为C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O;A的钠盐溶液中阴离子为S,检验S的方法为先加入稀盐酸,无白色沉淀,再加入BaCl2溶液,产生白色沉淀说明存在S。
6.D 根据题意,溶液中加入的n(NaOH)=1.0 mol·L-1×1.0 L=1 mol,恰好使Cu2+完全沉淀,生成Cu(OH)2的物质的量为=0.4 mol;根据钠原子守恒可知最终生成1 mol NaNO3;反应生成的NO和NO2的总物质的量为=0.4 mol,则原稀硝酸中HNO3的物质的量为1 mol+0.4 mol=1.4 mol,即c(HNO3)==2.8 mol·L-1,A错误;设Cu、Cu2O物质的量分别为a mol、b mol,可列关系式,解得,即Cu、Cu2O物质的量之比为2∶1,B错误;Cu和Cu2O在反应中失去电子的物质的量为0.2 mol×2+0.1 mol×2=0.6 mol,设产生NO和NO2的物质的量分别为x mol、y mol,则,解得,故NO2的物质的量为0.3 mol,C错误;根据氮原子守恒,知固体与硝酸反应后剩余的HNO3的物质的量为1 mol-0.4 mol×2=0.2 mol,D正确。
7.D OA段发生的反应为Fe+N+4H+ Fe3++NO↑+2H2O,AB段发生的反应为Fe+2Fe3+ 3Fe2+,BC段发生的反应为Fe+2H+ Fe2++H2↑。OA段产生的气体是NO,BC段产生的气体是H2,A正确。HNO3、H2SO4同时存在时,Fe先和HNO3发生氧化还原反应,根据氧化还原反应规律可知,氧化性:稀硝酸>稀硫酸,B正确。OA段生成NO的物质的量为1.12 L÷22.4 L/mol=0.05 mol,根据Fe+4H++N Fe3++2H2O+NO↑,可知生成Fe3+的物质的量为0.05 mol,消耗Fe的物质的量为0.05 mol;根据2Fe3++Fe 3Fe2+,可知AB段又消耗0.025 mol Fe;BC段生成氢气的物质的量为(1.68 L-1.12 L)÷22.4 L/mol=0.025 mol,根据Fe+2H+ Fe2++H2↑,可知消耗Fe的物质的量为0.025 mol,参加反应的Fe的总物质的量为0.05 mol+0.025 mol+0.025 mol=0.1 mol,质量为5.6 g,C正确。最终反应生成FeSO4,根据n(Fe2+)=n(S)=0.1 mol(破题关键),可知混合溶液中n(H2SO4)=0.1 mol,则c(H2SO4)==0.5 mol/L,D错误。
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