2021版化学名师讲练大一轮复习鲁科新高考地区专用版题组训练过关：第3章 考点2 3-2氮 的 循 环 7页

温馨提示：‎ ‎ 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。‎ 题组训练过关 ‎ 硝酸的性质及应用 ‎1.硝酸被称为“国防工业之母”,是因为它是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸的性质不相对应的是 (　　)‎ A.浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红后褪色——酸性和强氧化性 B.不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性 C.要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性 D.能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液的红色褪去——强氧化性 ‎【解析】选D。向滴有酚酞的NaOH溶液中滴入硝酸,溶液红色褪去,利用的是硝酸的酸性。‎ ‎2.某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是NO而设计了下列实验,装置如图所示(加热装置和固定装置均已略去)。图中K为止水夹(处于关闭状态),F是一半空的注射器。 ‎ 请回答有关问题:‎ ‎(1)设计装置A的目的是________; ‎ 为达到此目的,应进行的操作是打开K,且打开分液漏斗活塞,当装置C中产生________时,关闭K。 ‎ ‎(2)在完成(1)中的“操作”后,将装置B中铜丝插入稀硝酸,并微热之,观察到装置B中的现象是_____________________________________________________; ‎ B中反应的离子方程式为________________________。 ‎ ‎(3)装置E和F的作用是________________________;为实现此作用,其操作方法是________________________。 ‎ ‎(4)装置D的作用是吸收多余的氮氧化物,防止污染空气,兼有________的功能。 ‎ ‎【解析】(1)由于装置中含有空气,能把NO氧化生成NO2,从而干扰实验。所以需要利用生成的二氧化碳将整个装置内的空气赶尽,避免NO和氧气反应生成二氧化氮对气体产物的观察产生干扰。澄清的石灰水能吸收CO2,产生白色沉淀,据此可以判断。‎ ‎(2)稀硝酸具有氧化性,能把铜氧化,生成硝酸铜、NO和水,所以现象就是铜丝表面产生气泡,稀硝酸液面上仍为无色,溶液变为蓝色。有关反应的离子方程式为3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O。‎ ‎(3)由于NO极易被氧气氧化生成NO2,所以E、F的作用是验证无色气体为NO。具体的操作是将注射器F中的空气推入E中或将E中的无色气体吸入注射器中。‎ ‎(4)NO2极易溶于水,所以还有防止倒吸的作用。‎ 答案:(1)利用生成的二氧化碳将整个装置内的空气赶尽,避免NO 和氧气反应生成二氧化氮对气体产物的观察产生干扰　白色沉淀 ‎(2)铜丝表面产生气泡,稀硝酸液面上仍为无色,溶液变为蓝色　3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O ‎(3)验证无色气体为NO　将注射器F中的空气推入E中或将E中的无色气体吸入注射器中 ‎(4)防止倒吸 ‎【归纳提升】‎ ‎(1)多角度突破HNO3的强氧化性 ‎①硝酸与金属的反应 a.除Au、Pt等少数金属外,硝酸几乎可以氧化所有的金属。‎ b.活泼金属与硝酸反应不生成H2,硝酸的浓度不同,还原产物不同。‎ c.常温下浓硝酸能使Fe、Al钝化。‎ ‎②硝酸与非金属的反应 非金属单质+浓硝酸→最高价氧化物或其含氧酸+NO2↑+H2O。‎ ‎③硝酸与还原性化合物的反应 硝酸的强氧化性还表现在可以氧化具有还原性的化合物或离子,如HI、HBr、SO2、Fe2+、FeO、Br-、I-、、S等均能被HNO3氧化。‎ ‎(2)现象描述答题模板 ‎①全面描述现象的程序——“海、陆、空”‎ ‎“海”——溶液有什么变化;“陆”——固体有什么变化;“空”——气体有什么变化。‎ ‎②规范描述现象的答题模板 如颜色:……由……(具体颜色)变为……(具体颜色);气体:溶液中产生……(颜色)的气体,(或)在固体表面产生……(颜色)气体;沉淀:在……(颜色)溶液中产生……(颜色)的沉淀(浑浊)。‎ 金属与硝酸反应的多角度计算 ‎3.将一定量铁粉和铜粉混合均匀后分为四等份,分别加入同浓度的稀硝酸,充分反应,在标准状况下生成NO的体积和剩余金属的质量如表所示(设HNO3的还原产物只有NO):‎ 实验序号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 稀硝酸的体积/mL ‎100‎ ‎200‎ ‎300‎ ‎400‎ 剩余金属的质量/g ‎18.0‎ ‎9.6‎ ‎0‎ ‎0‎ NO的体积(标准状况)/mL ‎2 240‎ ‎4 480‎ ‎6 720‎ V 下列推断不正确的是 (　　)‎ A.实验Ⅰ所溶解的金属质量为‎8.4 g B.实验Ⅱ中剩余金属是纯铜 C.实验Ⅳ中V大于6 720‎ D.稀硝酸的浓度为8 mol·L-1‎ ‎【解析】选D。实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ生成NO的物质的量依次为0.1 mol、0.2 mol、0.3 mol。由于实验Ⅰ有金属剩余,所以只生成亚铁盐,不会生成铁盐。假设实验Ⅰ只有铁溶解,则发生反应3Fe+2N+8H+3Fe2++2NO↑+4H2O,溶解的金属m(Fe)=0.15 mol×‎56 g·mol-1=‎8.4 g,‎ 在实验Ⅰ的基础上加100 mL稀硝酸到实验Ⅱ,溶解了‎8.4 g金属,产生NO为 0.1 mol,说明实验Ⅰ、Ⅱ中均只有铁溶解,A项正确。在实验Ⅱ的基础上加100 mL稀硝酸到实验Ⅲ,假设只有铜溶解,发生反应3Cu+2N+8H+3Cu2++2NO↑+4H2O,产生0.1 mol NO,则消耗铜的质量m(Cu)=0.15 mol×‎64 g·mol-1=‎9.6 g,与题意相符,B项正确。实验Ⅲ中金属离子是Cu2+、Fe2+,在实验Ⅲ的基础上加100 mL稀硝酸到实验Ⅳ时,稀硝酸氧化Fe2+生成Fe3+和NO,C项正确。实验Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ中稀硝酸都已反应完,可以根据实验中NO的量计算出稀硝酸的浓度为4 mol·L-1,D项错误。‎ ‎4.某100 mL混合液中,HNO3和H2SO4的物质的量浓度分别是0.4 mol·L-1和 ‎0.1 mol·L-1。向该混合液中加入‎1.92 g铜粉,加热,待充分反应后,所得溶液中Cu2+的物质的量浓度(忽略体积变化)为(　　)‎ A.0.15‎‎ mol·L-1 B.0.225 mol·L-1‎ C.0.35 mol·L-1 D.0.45 mol·L-1‎ ‎【解析】选B。解答本题要从离子反应的角度来考虑,H2SO4提供的H+可以和N构成强氧化性环境,继续氧化铜单质。HNO3、H2SO4混合液中H+总的物质的量为0.06 mol,N的物质的量为0.04 mol,Cu的物质的量为0.03 mol。Cu与稀硝酸发生反应:‎ ‎3Cu　+　8H+　+　2N3Cu2++2NO↑+4H2O ‎3 8 2‎ ‎0.03 mol 0.06 mol 0.04 mol H+不足量,应根据H+的物质的量来计算。‎ ‎3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O ‎ 8 3‎ ‎ 0.06 mol n(Cu2+)‎ n(Cu2+)=0.06 mol×=0.022 5 mol c(Cu2+)==0.225 mol·L-1。‎ ‎(1)金属与硝酸反应的思维模型 ‎(2)计算方法 ‎①电子守恒法:硝酸与金属反应属于氧化还原反应,氮原子得到的电子数等于金属原子失去的电子数,由此可求出氮元素被还原后的价态,根据价态确定反应产物。‎ ‎②原子守恒法:硝酸与金属反应时,一部分以N的形式存在,一部分转化为还原产物,这两部分中N的物质的量与反应消耗的HNO3中N的物质的量相等。‎ ‎③电荷守恒法:Mn+和H+所带正电荷总数应等于N所带负电荷总数(因为这种溶液中OH-浓度很小,可被忽略)。‎ ‎④离子方程式法:HNO3与H2SO4混合液跟金属的反应,当金属足量时,不能用HNO3与金属反应的化学方程式计算,应用离子方程式计算,因为生成的硝酸盐的N借助H+仍能继续与金属反应。‎ 关闭Word文档返回原板块