训练(4) 氮的氧化物和硝酸-2024年高一化学暑假作业（江苏专版）

训练(四)　氮的氧化物和硝酸 知识点一 NO和NO2性质的比较 NO NO2 物理 性质 颜色 ____色 ____色 毒性 ____毒 ____毒 溶解性 ____溶 ____溶 化学 性质 与O2反应 2NO＋O2=== 2NO2 不反应 与H2O 反应 不反应 3NO2＋H2O=== 2HNO3＋NO 知识点二 氮氧化物与O2、H2O反应的计算 关 系 式 法 (1)NO和O2通入水中 由2NO＋O2===2NO2和3NO2＋H2O===2HNO3＋NO得总反应为________________。 (2)NO2和O2混合气体通入水中 由3NO2＋H2O===2HNO3＋NO和2NO＋O2===2NO2得总反应为________________。 (3)NO、NO2和O2三种气体通入水中 先按3NO2＋H2O===2HNO3＋NO计算出生成的NO体积，然后加上原来混合气体中NO体积，再按(1)计算 电子守 恒法 当NOx转化为硝酸时失去电子，如果是NOx与O2混合，则反应中O2得到的电子数与NOx失去的电子数相等 知识点三 金属与硝酸的反应 1．下列叙述中正确的是(　　) A．SO2、NO2都能与水反应，其反应原理不同 B．NO、NO2都是酸性氧化物，都能与强碱溶液反应 C．往某溶液中滴加稀硝酸酸化若无明显现象，再滴加氯化钡产生白色沉淀，证明溶液中含有SO D．CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在 2．某混合气体中可能含有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的两种或多种气体。现将此无色透明的混合气体通过品红溶液后，品红溶液褪色，把剩余气体排入空气中，很快变为红棕色。对于原混合气体成分的判断中正确的是(　　) A．肯定有SO2、NO B．肯定没有Cl2、SO2和NO2 C．可能有Cl2和O2 D．肯定只有NO 3．将盛有6 mL NO2和O2的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余1 mL无色气体，则原混合气体中NO2的体积可能是(　　) A．0.6 mL　　　　　B．2 mL C．2.4 mL D．4 mL 4．在一支50 mL的注射器里充入20 mL NO，然后吸入5 mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器。设空气中氧气的体积分数为20%，下列说法错误的是(　　) A．振荡后注射器活塞不移动 B．打开弹簧夹，快速吸入15 mL空气后夹上弹簧夹，充分振荡注射器，活塞停留在大约33 mL 处 C．若将20 mL NO换为NO2，完全反应需吸入约15 mL空气 D．若注射器中是5 mL NO和15 mL NO2的混合气体，吸入5 mL水后充分振荡注射器，活塞停留在大约15 mL处 5．如图为含有同一种元素的a、b、c、d四种物质的转化关系，其中a是单质，b、c是氧化物，d是酸，各步转化均为一步实现，则a可能是①C、②N2、③S中的(　　) ―→―→―→ A．①和③ B．① C．①②③ D．①② 6．在标准状况下，将O2与NO按3∶4的体积比充满一个干燥烧瓶倒置于水中，瓶内液面逐渐上升后，最后烧瓶内溶液的物质的量浓度最接近于(　　) A．0.045 mol/L B．0.036 mol/L C．0.026 mol/L D．0.02 mol/L 7．某学习小组为研究铜与浓硝酸、稀硝酸反应的差异，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中反应的离子方程式：Cu＋2NO＋4H＋===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O C．当B中0.03 mol铜粉被氧化时，B中产生的NO气体大于0.02 mol D．C装置中装入一定量的水进行尾气处理 8．关于硝酸的说法正确的是(　　) A．硝酸电离出的H＋，能被Zn、Fe等金属还原成H2 B．浓HNO3与浓HCl按3∶1的体积比所得的混合物叫王水 C．硝酸与金属反应时，主要是＋5价的氮元素得电子 D．常温下，向浓HNO3中投入Fe片，会产生大量的红棕色气体 9．往两支分别装有浅绿色的Fe(NO3)2和FeSO4溶液的试管中分别逐滴加入稀盐酸时，溶液的颜色变化应该是(　　) A．前者基本没有改变，后者变棕黄色 B．前者变棕黄色，后者也变棕黄色 C．前者变棕黄色，后者基本没有改变 D．前者、后者都基本没有改变 10．0.3 mol Cu和含1.2 mol HNO3的浓硝酸充分反应后，生成NO2的量为(　　) A．0.2 mol B．0.6 mol C．小于0.6 mol D．大于0.6 mol 11．在NO2与水的反应中，下列说法错误的是(　　) A．H2O中各元素的化合价不发生变化 B．反应生成的气体在空气中能稳定存在 C．3 mol NO2完全反应转移电子的物质的量为2 mol D．NO2既是氧化剂，又是还原剂 12．化学兴趣小组按如图所示装置，将相同质量的铜分别和过量浓硝酸、稀硝酸反应，下列叙述正确的是(　　) A．反应生成气体的物质的量相等 B．消耗硝酸的物质的量：前者多，后者少 C．反应生成气体的颜色：前者浅，后者深 D．反应中转移的电子总数：前者多，后者少 13．氮的氧化物是大气污染的主要污染物之一，对人类危害很大，每天行驶的汽车排放的尾气中就含有大量的氮氧化物。回答下列问题： (1)写出汽车尾气中产生NO的化学方程式：__________________________________。 (2)NO2易溶于水。标准状况下将体积为V mL的试管充满NO2后倒扣在水中，如图所示。 ①NO2溶于水的化学方程式是________________________________________________。 ②使试管中NO2恰好完全被水吸收需要缓慢通入氧气，标准状况下通入氧气的体积为________。最终试管中所得硝酸的物质的量浓度为________。 ③为了消除NO2的污染，可将它与氨气在催化剂作用下反应，生成水和一种无污染的物质，该物质是空气的主要成分之一，该反应的化学方程式是_____________________________。 14．某化学学习小组借助如图装置对浓硝酸的性质进行探究。 (1)连接装置，________后开始如下实验：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，可观察到瓶中产生红棕色的气体。 (2)装置C中盛有足量的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)。 (3)装置D中收集到了无色气体，同学甲认为是NO，乙认为是O2，丙认为是NO和O2。 ①甲、乙、丙三人的判断中肯定不合理的是________。 ②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 ③如果集气瓶中收集到的无色气体是氧气，则氧气的来源是(用化学方程式表示) ________________________________________________________________________。 1．下列关于元素及其化合物的性质说法不正确的是(　　) A．Na和乙醇反应可生成H2 B．工业上煅烧黄铁矿(FeS2)生产SO2 C．工业上用氨的催化氧化制备NO D．常温下铁与浓硝酸反应可制备NO2 2．在标准状况下将1.92 g铜粉投入一定量浓HNO3中，随着铜粉的溶解，反应生成的气体颜色逐渐变浅，当铜粉完全溶解后共收集到由NO2和NO组成的混合气体1.12 L，则混合气体中NO的体积为(　　) A．112 mL B．1 008 mL C．224 mL D．448 mL 答案 训练(四)　氮的氧化物和硝酸 [知识巩固] 知识点一 无　红棕　有　有　不　能 知识点二 4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3　4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3 知识点三 酸　N原子　得失电子　氧化 [知能训练] 1．A　NO2与水反应为氧化还原反应，SO2与水反应为非氧化还原反应，二者反应原理不同，A正确；根据反应2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O可知，NO2不是酸性氧化物，NO与强碱溶液不反应，NO也不是酸性氧化物，B错误；若原溶液中含有SO2－3或Ag＋，也会有相同的现象，因而不能由此证明溶液中含有SO2－4，C错误；NO易与O2反应转化为NO2，NO2易与H2O反应生成HNO3，NO、NO2在空气中不能稳定存在，D错误。 2．A　气体无色，则说明不含有Cl2和NO2气体，此无色混合气体通过品红溶液后，品红溶液褪色，说明一定含有SO2，把剩余气体排入空气中，很快变为红棕色，说明含有气体NO，则一定没有O2；即混合气体肯定没有Cl2、O2和NO2，一定有SO2和NO。 3．D　根据化学方程式：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3、3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，设O2的体积为x，剩余的气体有两种可能：①若剩余1 mL O2，则另外5 mL气体发生反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，则NO2占5 mL气体的五分之四，即NO2体积为5 mL×＝4 mL；②若剩余1 mL NO，则生成1 mL NO气体需要3 mL NO2气体，说明另外还有3 mL气体发生反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，则这3 mL气体中NO2占五分之四，则总的NO2气体体积为3 mL＋3 mL×＝5.4 mL。 4．C　NO不溶于水也不与水反应，则容器内气体、液体体积不变，振荡后注射器活塞不移动，A正确；根据反应4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，20 mL NO反应需要15 mL氧气，15 mL空气中含氮气12 mL，含氧气3 mL，反应消耗4 mL NO，剩余16 mL，则针筒内气体体积为12 mL＋16 mL＝28 mL，还有5 mL水，注射器活塞停留在33 mL刻度附近，B正确；若将20 mL NO换为NO2，发生反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，20 mL NO2反应需要5 mL氧气，则完全反应需吸入空气约＝25 mL，C错误；若注射器中是5 mL NO和15 mL NO2的混合气体，吸入5 mL水后，15 mL NO2产生5 mL NO，则针筒内NO共5 mL＋5 mL＝10 mL，还有5 mL水，注射器活塞停留在15 mL刻度附近，D正确。 5．C　①CCOCO2H2CO3，符合转化关系；②N2NONO2HNO3，符合转化关系；③SSO2SO3H2SO4，符合转化关系；所以符合转化关系的为①②③，C正确。 6．C　设O2为3V，NO为4V，反应为：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，恰好完全反应，无气体剩余，由N元素守恒可知，n(HNO3)＝，c(HNO3)＝＝ mol/L≈0.026 mol/L；故选C。 7．D　研究铜与浓硝酸、稀硝酸反应的差异，先利用二氧化碳将装置中的空气排出，防止Cu与稀硝酸反应生成的NO被氧化，滴加浓硝酸时Cu与浓硝酸反应生成二氧化氮，在B中发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO、3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，C中收集到NO气体，最后进行尾气处理。反应开始前通入过量的CO2气体，目的是排除装置内的空气，A正确；A中铜与浓硝酸反应的离子方程式为Cu＋2NO－3＋4H＋===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O，B正确；B中发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO、3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，因此当B中有0.03 mol铜粉被氧化时，B中产生的NO气体大于0.02 mol，C正确；NO不溶于水，故C装置中装入一定量的水不能进行尾气处理，D错误。 8．C　硝酸能电离出H＋，但氧化性：NO－3(H＋)>H＋，H＋不能被Zn、Fe等金属还原成H2，A错误；浓HNO3与浓HCl按1∶3的体积比所得的混合物叫王水，B错误；硝酸与金属反应时，主要是＋5价的氮元素得电子，C正确；常温下，向浓HNO3中投入Fe片，发生钝化，不会产生大量的红棕色气体，D错误。 9．C　Fe2＋和NO－3、SO2－4在溶液中可以大量共存，但加入盐酸后，NO－3在酸性条件下表现出强氧化性，把Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液由浅绿色变成棕黄色。SO2－4与H＋在水溶液中不能结合成浓硫酸，不能把Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液颜色基本没变。 10．C　因铜与浓硝酸反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，随着反应的进行，浓硝酸变稀，稀硝酸与铜反应：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，所以放出的NO2小于0.6 mol。 11．B　NO2与水反应的化学方程式为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，H2O中H、O元素的化合价反应前后没有发生变化，NO2中＋4价N元素，部分化合价升高到＋5价，部分降低到＋2价，则NO2既是氧化剂，又是还原剂，3 mol NO2完全反应转移2 mol电子；反应生成的NO立即会和空气中的氧气反应生成NO2，因而不能稳定存在，B错误。 12．B　由反应Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O和3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O可知，当铜质量相同，硝酸过量时，生成气体的物质的量前者多，消耗n(HNO3)前者多，反应中转移的电子总数相等。 13．解析　(1)汽车尾气中的NO是由空气中的氮气和氧气在汽缸中高温条件下反应生成的，化学方程式为N2＋O2高温,2NO。(2)①NO2溶于水生成HNO3和NO，反应的化学方程式是3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。②根据化学方程式4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可知，使试管中NO2恰好完全被水吸收需要通入标准状况下氧气的体积为 mL，根据化学方程式可知最终试管中所含的硝酸的物质的量浓度为＝ mol·L－1。③由题意知，生成的无污染的物质是空气的主要成分之一，该物质是氮气，反应的化学方程式是6NO2＋8NH3催化剂,7N2＋12H2O。 答案　(1)N2＋O2高温,2NO (2)①3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ② mL　 mol·L－1 ③6NO2＋8NH3催化剂,7N2＋12H2O 14．解析　(1)按图示连接好装置后，需对装置进行气密性检验； (2)混合气体进入C中与氢氧化钡反应生成BaCO3沉淀； (3)①NO和氧气混合能发生反应生成NO2，因此丙的判断肯定不合理； ②NO及NO2均有毒，不能敞口观察气体的颜色变化，故A错误；NO和氧气均不能使润湿的蓝色石蕊试纸变红，故B错误；将带火星的木条伸入集气瓶中，观察木条是否复燃，利用NO不支持燃烧而氧气支持燃烧的性质检验，故C正确； ③如果集气瓶中收集到的无色气体是氧气，则氧气的来源可能是硝酸的分解，反应为4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O。 答案　(1)检验装置气密性　(2)BaCO3 (3)①丙　②C　③4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O [提升演练] 1．D　乙醇分子中含有羟基，可以和钠反应生成氢气，A正确；黄铁矿(FeS2)在空气中煅烧生成二氧化硫和氧化铁，B正确；工业上利用氨与氧气催化氧化生成一氧化氮和副产物水，C正确；常温下铁与浓硝酸会发生钝化，不能制备二氧化氮，D错误。 2．A　混合气体的总物质的量为1.12 L÷22.4 L/mol＝0.05 mol,1.92 g铜粉的物质的量为 0．03 mol。设NO的物质的量为n1 mol，则NO2的物质的量为(0.05－n1)mol，根据得失电子守恒得3n1＋(0.05－n1)×1＝0.03×2，解得n1＝0.005 mol，V(NO)＝0.005 mol×22.4 L/mol＝0.112 L＝112 mL。 学科网（北京）股份有限公司 $$