苏教版 (2019)必修 第二册第二单元 重要的含氮化工原料第二课时一课一练

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1.[2023江苏连云港赣榆智贤中学月考]下列有关硝酸的说法正确的是( )
A.保存在棕色瓶中B.不易挥发
C.与铜不反应D.受热不分解
2.[2023福建厦门二中月考]在一定条件下,不能溶解金属铜的物质是( )
A.浓硫酸B.浓硝酸
C.浓盐酸D.稀硝酸
3.[2023福建漳州月考]关于反应3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,下列说法错误的是( )
A.若3.2 g Cu参加反应,转移电子0.1 ml
B.氧化性:HNO3>Cu(NO3)2
C.NO是还原产物
D.氧化剂与还原剂的物质的量之比为8∶3
4.[2023江苏南京五中月考]用以下三种途径制取相同质量的硝酸铜,下列叙述不正确的是( )
①铜与浓硝酸反应 ②铜与稀硝酸反应 ③铜与氧气反应生成氧化铜,氧化铜再与稀硝酸反应
A.对环境造成的危害:③最小
B.所消耗的HNO3的物质的量:①>②>③
C.三种途径所消耗的铜的质量相同
D.铜与浓硝酸反应速率最快,故制取硝酸铜的最佳方案是①
5.已知含Fe3+的溶液为棕黄色,含Fe2+的溶液为浅绿色,向Fe(NO3)2溶液中逐滴加入少量稀盐酸时,溶液的颜色变化应该是( )
A.颜色变浅B.变为红色
C.没有改变D.变为棕黄色
6.[2023山东菏泽单县二中月考]某学习小组为研究铜与浓、稀HNO3反应的差异,设计了如图所示的实验装置。下列说法不正确的是( )
A.反应开始前通入过量的CO2气体,目的是排除装置内的空气
B.A中的离子方程式为Cu+2N+4H+C+2NO2↑+2H2O
C.当B中0.03 ml铜粉被氧化时,B中产生的NO物质的量大于0.02 ml
D.C装置中装入一定量的水进行尾气处理
7.将黑色固体单质甲加热至红热,投入黄色的溶液乙中,剧烈反应产生混合气体A,A在常温下不与空气反应,根据下列变化填空:
(1)甲是 ,乙是 ,丙是 。
(2)混合气体A的主要成分是 。
(3)丙与溶液D反应的化学方程式是 。
(4)若将32.0 g丙跟一定量的D的浓溶液反应,丙消耗完时,共产生13.44 L(标准状况)气体,则所消耗D的物质的量为 。
关键能力提升练
8.[2023河北邯郸鸡泽一中月考]某同学进行有关铜、硝酸、硫酸化学性质的实验,实验过程如图所示:
下列说法正确的是( )
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.NO2能和NaOH反应,因此是酸性氧化物
C.由上述实验得出结论:常温下,Cu既可与稀硝酸反应,也可与稀硫酸反应
D.③中反应的化学方程式:3Cu+Cu(NO3)2+4H2SO44CuSO4+2NO↑+4H2O
9.碳与浓硝酸共热,产生的气体分为两份,第一份气体先通入适量蒸馏水中再通入石灰水中;第二份气体直接通入石灰水中,则石灰水的变化可能是( )
A.第一份不变浑浊;第二份变浑浊
B.第一份变浑浊;第二份不变浑浊
C.第一份变浑浊;第二份变浑浊
D.第一份不变浑浊;第二份不变浑浊
10.[2023湖南株洲醴陵一中月考]碳跟浓硫酸共热产生气体X,铜跟浓硝酸反应产生气体Y,将X与Y同时通入装有稀BaCl2溶液的洗气瓶中(如图装置)。下列有关说法正确的是( )
A.洗气瓶中产生的沉淀可能含碳酸钡
B.在Z导管口处可收集到无色气体NO
C.在Z导管出来的气体中可能不含CO2
D.洗气瓶中产生的沉淀只有硫酸钡
11.[2023湖南师大附中月考]一定量的铁粉和铜粉混合物加入一定量稀硝酸中,充分反应后剩余固体m1 g,再向溶液中加入一定量的稀硫酸,充分反应后,剩余固体质量为m2 g。则m1和m2的关系是( )
A.m1>m2B.m1=m2
C.m1≥m2D.不能确定
12.[2023山东潍坊期末]为探究铁片与浓硝酸的反应原理,某同学设计如下4组实验,所有实验过程中均有红棕色气体产生,且③产生的红棕色气体明显比②多,④不考虑空气对反应的影响。
下列说法正确的是( )
A.①中产生的气体一定是混合物
B.②和③中发生的反应完全相同
C.③能说明铁片与浓硝酸发生反应生成NO2
D.由④可说明浓硝酸具有挥发性,且NO2为氧化产物
13.[2023河北石家庄一中月考]在100 mL的混合液中,硝酸和硫酸的物质的量浓度分别是0.4 ml·L-1、0.2 ml·L-1,向该混合液中加入2.56 g铜粉,加热,待充分反应后,所得溶液中铜离子的物质的量浓度是( )
ml·L-1 ml·L-1
ml·L-1 ml·L-1
14.某化学学习小组采用下列装置,对浓硝酸与木炭的反应进行探究(已知:4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O)。
请回答下列问题:
(1)检查装置气密性后,将燃烧匙中的木炭在酒精灯上加热至红热状态,立即伸入三颈烧瓶中,并塞紧瓶塞,滴加浓硝酸,可观察到三颈烧瓶中气体的颜色为 ,产生该气体的化学方程式是 。
(2)装置C中盛有足量Ba(OH)2溶液,反应一段时间后可观察到C中出现白色沉淀,该白色沉淀为 (写化学式)。其中的Ba(OH)2溶液 (填“能”或“不能”)用Ca(OH)2溶液代替,理由是

。
(3)装置B的作用是 。
(4)装置D中收集到了无色气体,部分同学认为是NO,还有部分同学认为是O2。下列对该气体的检验方法合适的是 (填字母)。
A.敞口观察集气瓶内气体的颜色变化
B.将润湿的蓝色石蕊试纸伸入集气瓶内,观察试纸是否变红
C.将带火星的木条伸入集气瓶中,观察木条是否复燃
学科素养创新练
15.[2023江苏南京调研]废旧CPU中的金(Au)、Ag和Cu回收的部分流程如下。
已知:HAuCl4H++AuC。下列说法正确的是( )
A.“酸溶”时用浓硝酸产生NOx的量比稀硝酸的少
B.“过滤”所得滤液中的阳离子只含有Cu2+和Ag+
C.用浓盐酸和NaNO3也可以溶解金
D.用过量Zn粉将1 ml HAuCl4完全还原为Au,参加反应的Zn的物质的量为1.5 ml
16.[2023江苏扬州广陵红桥高级中学月考]如图是用浓硝酸、铜片、水等试剂,探究浓、稀硝酸强氧化性并观察还原产物的实验装置。
Ⅰ.浓硝酸的强氧化性实验
将铜片置于具支试管的底部,在分液漏斗中加入约5 mL浓硝酸,往具支试管中滴入约2 mL浓硝酸,用排水法收集产生的气体。
(1)具支试管中发生反应的化学方程式为 。
(2)实验中观察到能证明浓硝酸具有强氧化性的现象是 。
Ⅱ.稀硝酸的强氧化性实验
(3)上述反应完成后,欲进一步证明稀硝酸也具有强氧化性,紧接的简便、合理的实验操作是 。发生反应的离子方程式是 。
(4)能证明稀硝酸与铜反应产生NO的实验现象是 (填序号)。
A.c中收集到无色气体
B.c中收集到的无色气体接触空气后变为红棕色
C.b中产生的无色气体接触空气后变为红棕色
Ⅲ.问题讨论
(5)用等质量铜片与等体积的浓硝酸、稀硝酸(硝酸均过量)反应时,发现反应后所得溶液前者呈绿色,后者呈蓝色。对此有两种看法:
①两者颜色不同,是由Cu2+浓度差异引起的。
②前者溶液呈绿色,是由生成的红棕色气体NO2溶解于溶液中引起的。
你认为上述看法 (填“①”或“②”)合理。若是①合理,说明理由,若是②合理,设计一个简单实验证明:
。
第2课时 硝酸
1.A 解析 硝酸见光易分解,保存在棕色瓶中,A正确;硝酸易挥发,浓度大于90%时为“发烟”硝酸,B错误;硝酸氧化性很强,常温下能与铜反应生成硝酸铜、氮氧化物和水,C错误;硝酸受热易分解生成二氧化氮、氧气和水,D错误。
2.C 解析 浓硫酸和铜在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,A不符合题意;浓硝酸和铜反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,B不符合题意;浓盐酸与铜不反应,C符合题意;稀硝酸和铜反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,D不符合题意。
3.D 解析 根据反应3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O可知,每有3mlCu反应,反应过程中转移电子6ml,3.2gCu的物质的量是0.05ml,则其完全发生上述反应时转移电子的物质的量是0.1ml,A正确;反应中,HNO3作氧化剂,Cu(NO3)2为氧化产物, 所以氧化性:HNO3>Cu(NO3)2,B正确;N元素化合价降低,所以HNO3为氧化剂,NO为还原产物,C正确;Cu元素化合价升高,所以Cu为还原剂,在化学方程式中8个HNO3参加反应,其中只有2个作氧化剂,故氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3,D错误。
4.D 解析 ①铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2H2O+2NO2↑;②铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+4H2O+2NO↑;③铜与氧气反应生成氧化铜,氧化铜再与稀硝酸反应,反应为2Cu+O22CuO、CuO+2HNO3+H2O。③不生成污染性气体,对环境污染最小,故A正确;由分析可知,生成等量的硝酸铜,所消耗的HNO3的物质的量:①>②>③,B正确;根据铜元素守恒可知,三种途径所消耗的铜的质量相同,C正确;铜与浓硝酸反应生成污染性气体,且氮元素利用率低;方案③不生成污染性气体且氮元素利用率高,故制取硝酸铜的最佳方案是③,D错误。
5.D 解析 溶液中存在N,再加入盐酸相当于提供了H+,Fe2+会被N(H+)氧化成Fe3+,硝酸被还原为NO,所以溶液变成棕黄色。
6.D 解析 铜与浓硝酸反应生成NO2,NO2为红棕色气体,铜与稀硝酸反应生成NO,NO为无色气体,NO能与氧气反应生成NO2,为了避免空气中氧气对实验干扰,先通入二氧化碳,排除装置内的空气,然后打开分液漏斗活塞,滴加浓硝酸,三颈烧瓶中出现红棕色气体,说明铜与浓硝酸反应生成NO2,NO2与B中水反应生成NO和HNO3,B中铜粉溶解,溶液变蓝,试管B中气体不显红棕色,说明铜和稀硝酸反应生成NO,氮的氧化物有毒,需要尾气处理。为了便于观察B中生成无色气体,防止NO被氧化,开始前通入二氧化碳气体,排除装置内的空气,A正确;A中Cu与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,离子方程式为Cu+2N+4H+C+2NO2↑+2H2O,B正确;B中Cu与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水,根据得失电子守恒,0.03ml×(2-0)=n(NO)×(5-2),解得n(NO)=0.02ml,NO2与水反应也能产生NO,因此试管B中产生NO物质的量大于0.02ml,C正确;NO不与水反应,不能装入一定量的水进行尾气处理,D错误。
7.答案 (1)碳 浓硝酸 Cu (2)CO2和NO2
(3)3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(4)1.6 ml
解析 由反应③可推测单质丙为单质铜,则溶液D中存在硝酸,进一步结合反应①②以及将黑色固体单质甲加热至红热,投入黄色的溶液乙中,剧烈反应产生混合气体A,得知A为CO2与NO2的混合气体,B为NO,甲为C(碳),乙为浓硝酸。
(3)由分析可知化学方程式为3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。
(4)n(Cu)==0.5ml,n(气体)==0.6ml。利用氮原子守恒,消耗硝酸的物质的量n(HNO3)=2n(Cu)+n(气体)=2×0.5ml+0.6ml=1.6ml。
8.D 解析 稀硝酸与铜反应生成一氧化氮和硝酸铜,稀硝酸被还原为一氧化氮,A错误;NO2与NaOH反应生成NaNO3、NaNO2和H2O,生成的盐是两种,且发生元素化合价的变化,所以NO2不是酸性氧化物,B错误;实验①~③中,由于在滴加稀硫酸前,溶液中含有硝酸根离子,滴加稀硫酸后,使得硝酸根的氧化性增强,从而将剩余的铜氧化,因此只能说明稀硝酸能与铜反应,C错误;在实验③中,滴加稀硫酸后增强了硝酸根的氧化性,从而将剩余的铜氧化,因此反应的化学方程式为3Cu+Cu(NO3)2+4H2SO44CuSO4+2NO↑+4H2O,D正确。
9.B 解析 碳与浓硝酸共热,产生NO2和CO2的混合气体,第一份气体先通入适量蒸馏水中,NO2与水反应生成硝酸和NO,NO和剩余气体(CO2)通入石灰水中,石灰水变浑浊;第二份气体直接通入石灰水中,NO2与水反应生成硝酸,再和石灰水反应,石灰水不变浑浊。
10.D 解析 碳与浓硫酸共热产生的气体X为CO2和SO2,铜与浓硝酸反应产生的气体Y是NO2,CO2与稀BaCl2溶液不反应,无BaCO3沉淀生成,A错误;NO2溶于水生成的HNO3将SO2氧化为H2SO4,与BaCl2反应生成BaSO4沉淀,过程中会产生NO气体,NO在常温下与O2反应生成红棕色NO2,B错误;因为CO2在溶液中不发生化学反应,只有少量溶解,所以在Z导管出来的气体中应含有CO2,C错误;CO2与BaCl2溶液不反应,SO2被氧化生成的H2SO4与BaCl2反应,所以洗气瓶中产生的沉淀只有硫酸钡,D正确。
11.A 解析 铁与铜的混合物中,加入一定量的稀硝酸,反应后剩余金属m1g,该金属为Cu或Cu、Fe;铁和铜都能与硝酸反应生成硝酸盐,再加入硫酸,提供氢离子,在酸性条件下,硝酸盐中的硝酸根具有强氧化性,还能与剩余金属反应,金属又部分溶解,故m1一定大于m2,A正确。
12.A 解析 浓硝酸具有不稳定性,加热条件下分解生成二氧化氮、氧气和水,则产生的气体一定为混合物,A正确;常温下,Fe会被浓硝酸钝化,表面形成致密的氧化膜,阻止反应继续进行,加热时Fe可以与浓硝酸持续反应,B错误;对比实验①和③可知,在没有铁片存在的情况下也产生了红棕色气体,所以不能说明铁片与浓硝酸发生反应生成NO2,故C错误;浓硝酸易挥发,与铁反应生成NO2,硝酸中N元素化合价为+5价,生成二氧化氮的N的化合价为+4价,化合价降低,NO2为还原产物,D错误。
13.C 解析 反应离子方程式为3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O,由题可知,n(N)=0.04ml,n(H+)=0.08ml,当n(Cu)=0.04ml,H+量不足,计算得到n(Cu2+)=×0.08ml=0.03ml,c(Cu2+)==0.30ml·L-1,C正确。
14.答案 (1)红棕色 C+4HNO3(浓)4NO2↑+CO2↑+2H2O (2)BaCO3 不能 Ca(OH)2溶液中Ca(OH)2浓度较低,NO2、CO2过量,最终溶液显酸性,不能形成CaCO3沉淀 (3)防倒吸 (4)AC
解析 (1)装置A中是浓硝酸与木炭的反应,生成NO2、CO2和H2O,由于NO2为红棕色气体,故三颈烧瓶中的气体为红棕色,化学方程式见答案。
(2)将NO2、CO2通入Ba(OH)2溶液中分别生成Ba(NO3)2和BaCO3,由于Ba(OH)2溶液足量,故溶液为碱性环境,BaCO3不溶解,以沉淀形式析出。Ba(OH)2溶液不能用Ca(OH)2溶液代替,因为Ca(OH)2微溶于水,溶液中Ca(OH)2浓度太低,不足以完全吸收生成的气体,导致溶液呈酸性,不能生成CaCO3沉淀。
(3)装置B可以防止装置C中气体因溶解速率太快而出现倒吸。
(4)NO与足量O2反应生成红棕色气体NO2,A正确;NO和O2均不具有酸性,B错误;O2能使带火星的木条复燃,而NO不能,C正确。
15. C 解析 硝酸与金不反应,与银和铜反应,酸溶后过滤得到金,滤液中所含金属离子为铜离子和银离子,经过溶金分离后得到氯金酸溶液,用锌粉还原得到金。浓硝酸被还原产生NO2,产生1mlNO2得1ml电子,稀硝酸被还原产生NO,产生1mlNO得3ml电子,金属的量相同,“酸溶”时用浓硝酸产生NOx的量比稀硝酸的多,A错误;“过滤”所得滤液中的阳离子含有H+、Cu2+和Ag+,B错误;浓盐酸和NaNO3在溶液中电离产生氢离子和硝酸根离子,相当于有硝酸,也可以溶解金,C正确;HAuCl4H++AuC,氢离子也会与锌反应,1mlHAuCl4参加反应时转移电子的物质的量为4ml,消耗锌的物质的量为2ml,D错误。
16.答案 (1)Cu + 4HNO3(浓) Cu(NO3)2 + 2NO2↑+ 2H2O (2)铜片溶解,试管中溶液变蓝,且b中有红棕色气体产生
(3)向分液漏斗中加水,稀释浓硝酸,打开活塞,滴入稀硝酸
3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O (4)C
(5)② 往蓝色溶液中通NO2,溶液变绿(或加热绿色溶液,产生红棕色气体,溶液变蓝)
解析 (1)具支试管中铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮、水,发生反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。
(2)浓硝酸具有强氧化性,铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮、水,反应现象为铜片溶解,试管中溶液变蓝,且b中有红棕色气体产生。
(3)向分液漏斗中加水,稀释浓硝酸,打开活塞,放入稀硝酸,铜能继续溶解,证明稀硝酸具有强氧化性;铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮、水,发生反应的离子方程式是3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O。
(4)A.NO2和水反应生成硝酸和NO,c中收集到无色气体,可能是NO2和水反应生成的NO,不能证明稀硝酸与铜反应产生NO;B.c中收集到的无色气体接触空气后变为红棕色,只能说明c中收集的气体是NO,NO可能是NO2和水反应生成的,不能证明稀硝酸与铜反应产生NO;C.b中产生的无色气体接触空气后变为红棕色,烧杯b中有NO生成,证明稀硝酸与铜反应产生NO。
(5)用等质量铜片与等体积的浓硝酸、稀硝酸(硝酸均过量)反应时,生成硝酸铜的浓度相等,两者颜色不同,不可能是Cu2+浓度差异引起的,所以②合理。往蓝色溶液中通NO2,溶液变绿,或加热绿色溶液,产生红棕色气体,溶液变蓝,证明②合理。
①
②
③
④