2020版高中化学 第3章 自然界中的元素

2020版高中化学 第3章 自然界中的元素

‎3.2.3‎‎ 硝酸的性质 ‎1.“绿色化学”是指从技术、经济上设计可行的化学反应，尽可能减少对环境的副作用。下面化学反应不符合绿色化学概念的是(C)‎ A.消除硫酸厂尾气排放:SO2+2NH3+H2O (NH4)2SO3‎ B.消除制硝酸工业尾气排放:NO2+NO+2NaOH 2NaNO2+H2O C.制CuSO4:Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O D.制CuSO4:2Cu+O2 2CuOCuO+H2SO4(稀)CuSO4+H2O ‎2.下列试剂，必须用棕色瓶装的是(B)‎ ‎①浓氨水②氯水③硝酸银④浓硝酸⑤浓盐酸 A.全部 B.②③④‎ C.②③⑤ D.①③④‎ ‎3.（双选）下列反应中，硝酸既表现氧化性又表现酸性的是(AC)‎ A.FeO+HNO3 B.C+HNO3‎ C.Cu+HNO3 D.CuO+HNO3‎ ‎4.对下列事实的解释正确的是(A)‎ A.浓硝酸通常保存在棕色的试剂瓶中，说明浓硝酸不稳定 B.不用浓硝酸与铜屑反应来制取硝酸铜，说明浓硝酸具有挥发性 C.足量铁与稀硝酸反应后溶液呈浅绿色，说明稀硝酸不能氧化Fe2+‎ D.锌与稀硝酸反应得不到氢气，说明稀硝酸能使锌钝化 ‎5.2007年诺贝尔化学奖授予善于做“表面文章”的德国科学家格哈德·埃特尔。他的成就之一是证实了气体在固体催化剂表面进行的反应，开创了表面化学的方法论。在汽车尾气净化装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示。下列说法正确的是(D)‎ A.NO2是该过程的最终产物 B.NO和O2必须在催化剂表面才能反应 C.汽车尾气的主要污染成分是CO2和NO D.该催化转化的总反应方程式为2NO+O2+4CO 4CO2+N2‎ ‎6.下列有关试剂的保存方法，错误的是(A)‎ Ａ.浓硝酸保存在无色试剂瓶中 Ｂ.少量的钠保存在煤油中 Ｃ.氢氧化钠溶液保存在有橡皮塞的玻璃试剂瓶中 5‎ Ｄ.新制的氯水通常保存在棕色试剂瓶中 ‎7.因发生氧化还原反应不能大量共存的离子组是(A)‎ ‎8.碳与浓硝酸共热，产生的气体分为两份，第一份气体先导入适量蒸馏水中再导入石灰水中；第二份气体直接导入石灰水中，则石灰水的变化可能是(B)‎ A.第一份不变浑浊；第二份变乳白色 B.第一份变乳白色；第二份不变浑浊 C.第一份变乳白色；第二份变乳白色 D.第一份不变浑浊；第二份不变浑浊 ‎9.‎1.76 g铜镁合金完全溶解于50 mL、密度为‎1.40 g/cm3、质量分数为63%的浓硝酸中，得到NO2气体1 792 mL（标准状况），向反应后的溶液中加入适量的1.0 mol/L NaOH溶液，恰使溶液中的金属离子全部沉淀。下列说法不正确的是(B)‎ A.该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14.0 mol/L B.加入NaOH溶液的体积是50 mL C.浓硝酸在与合金反应中起了酸性和氧化性的双重作用，且起氧化性的硝酸的物质的量为0.08 mol D.得到的金属氢氧化物的沉淀为‎3.12 g 解析:密度为‎1.40 g/cm3、质量分数为63%的浓硝酸的物质的量浓度= mol/L=14 mol/L，A正确；加入适量的1.0 mol/L NaOH溶液，恰使溶液中的金属离子全部沉淀，此时溶液中溶质为NaNO3，由N元素守恒可知,n（NaNO3）+n（NO2）=n（HNO3），则n（NaNO3）=‎0.05 L×14 mol/L-=0.62 mol，由钠离子守恒得n（NaOH）=n（NaNO3）=0.62 mol，故需要1.0 mol/L NaOH溶液的体积为=‎0.62 L=620 mL，B错误；起氧化性的硝酸生成NO2气体，根据N原子守恒可知，起氧化性的硝酸的物质的量==0.08 mol，C正确；由电荷守恒可知，氢氧化物中氢氧根离子的物质的量等于转移电子的物质的量，即氢氧根离子的物质的量为0.08 mol×（5-4）=0.08 mol，故氢氧化物质量=‎1.76 g+0.08 mol×‎17 g/mol=‎3.12 g，D正确。‎ ‎10.你知道这些事实分别表现了硝酸的哪些性质？请填在后面的括号内。‎ ‎（1）久置的浓硝酸显黄色。(不稳定性)‎ ‎（2）铝质、铁质容器常温下可盛浓硝酸。(强氧化性)‎ ‎（3）铜片放入浓硝酸中，溶液变蓝且有红棕色的气体生成。(酸性和强氧化性)‎ 5‎ ‎（4）碳单质放入热的浓硝酸中产生大量红棕色的气体。(强氧化性)‎ ‎（5）浓硝酸敞口放置在空气中，质量会减少。(挥发性)‎ ‎11.将一定质量由Cu和CuO组成的固体粉末加入到100 mL 11 mol/L的浓HNO3中，充分反应后，固体溶解完全，收集到NO、NO2混合气体‎6.72 L(标准状况)。若将该混合气体与‎2.24 L O2(标准状况)混合并通入到足量水中，恰好生成HNO3。‎ ‎（1）NO的体积是‎1.12 L，NO2的体积是‎5.6 L(标准状况)。‎ ‎（2）固体粉末中Cu单质的质量是‎12.8 g。‎ ‎（3）向浓HNO3反应后的溶液中加入4 mol/L的NaOH溶液，当Cu2+恰好沉淀完时，需要NaOH溶液的体积是‎0.2 L。‎ 解析: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，设生成的NO的物质的量为x mol，NO2的物质的量为y mol，反应中铜失去的电子总数等于硝酸得到的电子总数，则:‎ 解得x=0.05,y=0.25。‎ ‎（1）NO的体积是0.05 mol×‎22.4 L/mol=‎1.12 L；NO2的体积为0.25 mol×‎22.4 L/mol=‎5.6 L。‎ ‎（2）n(Cu)=2n(O2)=0.2 mol，所以m(Cu)=0.2 mol×‎64 g/mol=‎12.8 g。‎ ‎（3）依据氮原子个数守恒得，硝酸的物质的量=n(NaNO3)+n(NO2）+n(NO)=(0.1×11) mol，所以n(NaNO3)=1.1 mol-0.3 mol=0.8 mol，所以氢氧化钠的物质的量是0.8 mol，体积为V==‎0.2 L。‎ ‎12.某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按下图装置进行实验(夹持仪器已略去)。实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。‎ 5‎ 可选药品:浓硝酸、3 mol/L稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳。‎ 已知:氢氧化钠溶液不与NO反应，能与NO2反应。2NO2+2NaOH NaNO3+NaNO2+H2O。‎ ‎(1)实验应避免有害气体排放到空气中。装置③④⑥中盛放的药品依次是3 mol/L稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液。‎ ‎(2)滴加浓硝酸之前的操作是检验装置的气密性，加入药品，打开弹簧夹后通入CO2一段时间，关闭弹簧夹，将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内。‎ ‎(3)装置①中发生反应的化学方程式是Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O、3Cu+8HNO3（稀）3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。‎ ‎(4)装置②的作用是将NO2转化为NO，发生反应的化学方程式为 ‎3NO2+H2O2HNO3+NO。‎ ‎(5)该小组得出的结论所依据的实验现象是装置③中液面上方气体仍为无色，装置④中液面上方气体由无色变为红棕色。‎ ‎(6)实验结束后，同学们发现装置①中溶液呈绿色，而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别设计了以下4个实验来判断两种说法是否正确，这些方案中可行的是acd(填字母)。‎ a.加热该绿色溶液，观察颜色变化 b.加水稀释该绿色溶液，观察颜色变化 c.向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化 d.向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察颜色变化 解析:(1)根据装置特点和实验目的，装置⑤收集NO，装置⑥中盛放NaOH溶液吸收NO2，因为要验证稀硝酸不能氧化NO，所以装置③中应该盛放稀硝酸。‎ ‎(2)由于装置中残存的空气能氧化NO而对实验产生干扰，所以滴加浓硝酸之前需要通入一段时间CO2赶走装置中的空气，同时也需将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内，防止反应产生的NO气体逸出。‎ ‎(3)Cu与浓HNO3反应生成Cu(NO3)2、NO2和H2O:Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。待浓硝酸变为稀硝酸后，Cu与稀硝酸反应生成Cu（NO3）2、NO和H2O:3Cu+8HNO3（稀）3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。‎ ‎(4)装置②中盛放蒸馏水，使NO2与H2O反应生成NO:3NO2+H2O2HNO3+NO。‎ ‎(5)NO通过稀HNO3溶液后，若无红棕色NO2产生，说明稀HNO3不能氧化NO，所以盛放稀HNO3‎ 5‎ 装置的液面上方没有颜色变化即可说明。装置④中盛放的是浓HNO3，若浓HNO3能氧化NO,则装置④液面的上方会产生红棕色气体。‎ ‎(6)要证明是Cu(NO3)2浓度过高或是溶解了NO2导致装置①中溶液呈绿色，可设计将溶解的NO2赶走(a、c方案)再观察颜色变化，也可在Cu(NO3)2浓溶液中通入NO2进行比较观察反应后的颜色变化(d方案)，确定是否是因溶有NO2引起的。方案b中由于Cu(NO3)2和溶解在其中的NO2浓度均可发生变化，无法确定是哪一种因素引起的。‎ 5‎