3.3 课时3 硝酸 人类活动对氢循环和环境的影响-【学霸黑白题】2024-2025学年新教材高中化学必修第一册(鲁科版2019)

课时3硝酸人类活动对氮循环和环境的彩响 白题 基础过关 限时：15min 题型1 硝酸的性质 要途径 1.下列关于硝酸的认识中，正确的是 C.上述所有反应都是氧化还原反应 A.浓硝酸光照和受热都会分解 D.氮气可在足量的氧气中通过一步反应生 B.浓硝酸与金属反应不放出氢气，而稀硝酸 成NO 与金属反应可置换出氢气 题型3人类活动对氮循环和环境的影响 C.常温下，因为铝和铁不与浓硝酸反应，所以 4.(2023·江苏扬州高一月考)人类活动大大加 浓硝酸可盛放在铝制或铁制容器中 剧了含氮化合物在大气圈和水圈中的总流 D.铜分别与浓硝酸、稀硝酸反应生成NO, 量，烟气中NO含量随温度和氧气含量的变化 和NO,故稀硝酸的氧化性强于浓硝酸 如图所示。下列说法不正确的是 ) 2.(2024·广东深圳高一月考)将铜丝插入浓硝 400 209%02 酸中进行如图所示的实验，下列说法正确的是 300 10%0 200 6%0 ( 100 2%0 600 80 1000 刊℃ A.燃煤过程中发生了氨的固定 硝酸、 溶液 B.燃煤温度越高NO污染越重 C.含氧量越高越容易生成NO A.装置a中出现红棕色气体，只体现HNO D.煤燃烧不影响自然界氮循环 的酸性 重难聚焦 B.一段时间后抽出铜丝，向装置b中U形管 题型硝酸与金属反应的计算 内注人水，液体在U形管内逐渐变成蓝色 5.(2024·天津高一月考)将9g铜 C.注入水后装置b中铜片表面产生气泡，说 和铁的混合物投入100mL稀硝 明Cu与硝酸生成H, 酸中，充分反应后得到标准状况下 D.装置c用NaOH吸收尾气，说明NO和NO, 1.12LN0,剩余4.8g金属；继续加入 均是酸性氧化物 100mL等浓度的稀硝酸，金属完全溶解，又 题型2氮及其化合物的转化 得到标准状况下1.12LNO。若向反应后的 3.(2024·江苏徐州高一月考)氮及其化合物的 溶液中加人KSCN溶液，溶液不变红，则下 转化关系如下图所示，则下列说法不正确的是 列说法不正确的是 ( A.原混合物中铜和铁各0.075mo 一m,边w多 B.稀硝酸的物质的量浓度为2.0mol·L C.第一次剩余的4.8g金属为铜 A.路线①②③是工业生产硝酸的主要途径 D.向反应后的溶液中再加入该稀硝酸 B.路线I、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主 100mL,又得到标准状况下的N01.12L 必修第一册：LK黑白题090 黑题 应用提优 很时：35min 1.某化学兴趣小组对金牌成分提出猜想：甲认为 金牌是由纯金制造：乙认为金牌是由金银合金 灼热碎 红热 制成：丙认为金牌是由黄铜（铜锌合金）制成。 一铁片 铁片 一沈到馥 —浓硝酸波码酸 浪酸 为了验证他们的猜想，请你选择一种试剂来证 ①D 3 明甲、乙、丙猜想的正误 下列说法正确的是 A.硫酸铜溶液 A.①中产生的气体一定是混合物 B.盐酸 B.②和③中发生的反应完全相同 C.稀硝酸 C.③能说明铁片与浓硝酸发生反应生成NO, D.硝酸溶液 D.由④可说明浓硝酸具有挥发性，且NO2为 还原产物 2.在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，再加入下 5.为证明稀硝酸与铜反应产物中的气体为N0, 列物质：①FeCl,、②Fe,0,、③Cu(NO3)2、 设计如图实验（实验过程中活塞2为打开状 ④KNO,铜粉溶解的是 态)，下列说法中不正确的是 ( A.只有①② B.只有②④ C.只有①或②或③ 液面 D.上述物质中任意一种 钢 3.（2024·北京高一期中)研究表明，氨氧化物 和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关 A.关闭活塞1，加人稀硝酸至液面a处 (如下图所示)。下列叙述不正确的是( B.在装置左侧稍加热可以加快稀硝酸与铜的 ON,9H NHNO3无 反应速率 NH C.通过关闭或开启活塞1可以控制反应的 料 气体 H,S0扬 进行 烧 颗短物 D.反应开始后，胶塞下方有无色气体生成，打 开活塞1，漏斗中有红棕色气体，证明该气 A.雾和霾的分散质不同.分散剂相同 体为NO B.雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵 6.(2024·陕西咸阳高一月考)一定量的浓硝酸 C.NH,是形成无机颗粒物的催化剂 与38.4gCu恰好完全反应生成氮的氧化物， D.雾霾的形成与过度施用氨肥有关 这些氧化物恰好溶解在NaOH溶液中得 4.(双选)(2023·山东潍坊高一期末)为探究铁 到NaNO,和NaNO2的混合溶液，反应过程及 片与浓硝酸的反应原理，某同学设计如下4组 有关数据如图所示： 实验，所有实验过程中均有红棕色气体产生， 造量硝酸 0.5I,2ml1,- OH溶液 且③产生的红棕色气体明显比②多，④不考 0.9mnl氨的氧化物 Va(3、 虑空气对反应的影响。 N0、N,0,、N02 VaNO,溶液 第3章黑白题091 下列说法正确的是 请回答下列问题： A.硝酸在反应中只体现氧化性 (1)写出装置①中反应的离子方程式： B.氮氧化物与NaOH溶液反应时.NO作氧化剂 C.若浓硝酸体积为200mL,则其物质的量浓 (2)写出装置②中反应的化学方程式： 度为11mol·L D.混合气体中N,0,的物质的量是0.2mol (3)①~⑥装置中，没有发生氧化还原反应的 7.(2024·云南大理高一月考节选)浓硝酸在工 业生产中有着举足轻重的作用，某化学学习 是 (填装置序号)。 小组采用如图装置对浓硝酸与木炭的反应进 (4)下列说法正确的是 行探究。请回答下列问题： A.能证明氧化性相对强弱的实验现象为③ 浓硝酸 中溶液上方出现红棕色气体 B.②中的试剂为水 木炭 C.滴加浓硝酸前要先打开弹簧夹通一段时 间氮气 (1)a装置名称为 检查装置气密性 D.⑥的作用是吸收尾气NO 后，将燃烧匙中的木炭在酒精灯上加热至红 Ⅱ.测得铁与不同浓度硝酸反应时各还原产 热状态，立即放人该装置，滴加浓硝酸可观察 到其中气体的颜色为 ,反应的化学 物的物质的量相对含量与硝酸浓度的关系如 方程式是 图所示： (2)C中盛有足量淀粉-KI溶液，反应一段时 相01 间后可观察到C中的现象为 (3)B的作用是 ,0 压轴挑战 4.02 8.069.7312.2HN0/KL 8.(2024·山东济宁高一月考)某化 (5)下列说法正确的是 学学习小组探究浓度对硝酸氧化 A.硝酸的浓度越大，其还原产物中高价态 能力的影响。 的N元素成分越多 I.资料显示：浓硝酸能将NO氧化成NO2, B.硝酸与铁反应往往同时生成多种还原 而稀硝酸不能氧化NO:氢氧化钠能吸 产物 收NO2,但不能吸收NO。该学习小组按如 C.铁能与大于12.2mol·LHN0,溶液反 图装置进行验证实验（夹持仪器已略去）。 应说明不存在“钝化”现象 (6)已知：在上述反应条件下，反应后铁以 Fe+形式存在于溶液中。当硝酸浓度为 9.75mol·L时，计算氧化剂与还原剂的物 质的量之比为 进阶突破拔高练P1西 必修第一册：LK黑白题092氧化氨，二氧化氯为红棕色气体，二氧化氯溶于水生成硝酸，使紫色 以再加睛酸生成0为0.075m1=0025mal,其体积为0.025ml× 石蕊试液变红，熜灭A处酒精灯，继续加热B处酒精灯，产生氨气， 3 过量氢气和装置D中的二氧化氯反应.红棕色气体慢慢裙去，进人装 22.4L·mo1=0.56L.,D错误 置E内和挥发出的硝酸反应生成硝酸核（有白烟生成），过量氨气使 四技巧点拨 溶液显腻性，溶液颜色由红色变为蓝色。(4)过量的氨氧化物会污 1.硝酸与金属反应的3个易错点 染环境，需要进行尾气处理，可用NO川溶液吸收，因此装置F中的 (1)硝酸具有强氧化姓，与金属反应一般不产生H: 试剂是NaOH溶液 (2)球酸的还原产物除NO、NO,外，很稀的硝酸还可能生成 课时3硝酸人类活动对氨循环和环境的影响 N0.N2,NHNO1等： 白题 基础过关 (3)硝酸与全属反应时，表现酸性和强氧化性 2硝酸与金属反应计算的思维模型 题号12345 答案ABDD D 两AA原子守迎 你现 1,A解析：浓硝酸不稳定，光照和受热都会分解，A正确：浓，稀硝酸 10 F恤 得失它子守恒 均由N元素体现氧化性，不由H元素体现氧化性，故浓，稀硝酸与金 套加 体现 属反应均不放出氢气，B错误：由于常温下，浓硝酸与A1,F反应生 反应 N、N0,￥ 起酸难作呢的HO 复化性 的物质的圣等于生 成一层致密的氧化膜，C错误：浓硝酸的氧化性强于稀硝酸D错误 HNO 关系 成的破液盐中AO丽 四归纳总结 东参加全部电黄， 的海质的量 可1以 反总 金属的纯化问题常见于两种金属“铁、都”，两种酸“求硫酸、求硝 参加芹他反应 一个 湖川游宁方程式快 酸”，一个条件“常温下”，要求这三个方面同时具备，金属才会纯 遮找出各钟量之问 技巧 的相互关系 化。另外，乾化体现了求硫酸，浪硝酸的强氧化性，属于化学变 化，并不是没有发生反应 黑题 应用提优 2.B解析：铜与浓硝酸反应生成红棕色的二氧化氨气体和硝酸铜，体 现了硝酸的强氧化性和酸性，A错误：装置b中有铜与浓硝酸反应生 题号123456 答案C D C AD A C 成的二氧化氮气体，向其中注人水，二氧化氨与水反应生成硝酸和 氧化氨，而硝酸可将铜片氧化为硝酸铜.则U形管内的液体逐渐变成 1.C解析：银，钢和锌能和硝酸反应，面金不和稀硝酸反应，可以根据 益色，B正确：注入水后装置b中铜片表面产生气泡，说明铜片与稀 金牌与稀硝酸的反应情况证明甲，乙，丙的猜想，答案选C。 硝酸反应生成了NO气体，C错误：酸性氧化物是指和碱反应只能生 2.D解析：①铜能和氯化铁反应生成氯化亚铁和氯化铜，所以铜能在 成盐和水的氧化物，NO和NO,均不是酸性氧化物，D错误 氯化铁溶液中溶解，正确：②因F0,能与稀硫酸反应生成 3.D解析：工业上是用氨催化氧化法制取硝酸，路线①②③就是工业 Fc2(S0,)3,Fe2(S0,),能与铜粉反应，所以闲粉溶解，正确：③加人 生产销酸的主要途径，A正确：雷电固氯就是空气中的N,与O,在电 硝酸铜后，溶液中含有H和NO:,相当于溶液中含有硝酸，硝酸能和 火花作用下反应产生NO.NO被O2氧化产生NO2,NO,被水吸收得 铜反应，所以加人硝酸铜后能溶解铜，正确：④依据③的分析可知，加 到硝酸故路线【，Ⅱ、Ⅲ是雷电周氨生成硝酸的主要途径，B正确： 人硝酸钾相当于加人NO;,也与硫酸中的H构成确酸使铜溶 在上述反应中都存在N元素化合价的变化，因此都是氧化还原反应， 解，正确。 C正确：氯气与氧气在高温或放电时反应产生N0,无法一步得到二 3.C解析：雾是一种气溶胶.面霍是由包含PM,在内的大量颗粒物飘 氧化氮，D错误。 浮在空气中形成的，雾的分撒质是细小的小水滴，分敢剂是室气，霸 4.D解析：燃煤过程中发生了N2一NO的反应，为氨的周定，A正确： 的分散质是固体小颗粒，分散剂是空气，A正确：由图示可知大气中 由图可知，温度越高，烟气中N0浓度越高，污染越重，B正确：由图可 的HNO:和HSO,分别与NH反应生成NH,NO和(NH,),SO,的 知.含氧量越高，烟气中N0浓度越高，越容易生成NO.C正确：煤燃 局体颗粒物形成雾霾，B正确：结合选项B可知，NH,是形成无机颗 烧使得N,生成NO,污染环境，影啊了氮循环，D正确 粒物时消耗的反应物而不是催化剂，C错误：铵态氮肥在施用或保存 重难聚焦 过程中会产生NH1,雾箱的形成与过度施用氮肥有关.D正确。 5.D解析：整个过程可以看作是9g钥和铁的混合物与200mL硝酸反 4.AD解析：浓硝酸具有不稳定性，加热条件下分解生成二氧化氮和 应生成0.1mlNO,金属完全溶解，向反应后的溶液中加人KSCN溶 氧气，则产生的气体一定为混合物.A正确：常温下，F会被浓硝酸 液，溶液不变红，说明生成硝酸亚铁，硝酸铜，且硝酸完全反应，发生 钝化，表面形成致密的氧化膜，阻止反应继续进行，加热后，氧化膜被 反应的化学方程式为3Fe+8HN0,一3Fe(N03),+2N0↑+4H0, 破坏，F可以与浓硝酸反应，B错误：对比实险①D和3可知，在没有铁 3Cm+8HN03一3Cu(N03)2+2N0↑+4H,0,设铁为￥mml,铜为 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,C错误：浓硝酸易挥发.与铁反应生成NO2.销酸 y,根据二者质量与生成0的体积列方程，有56r+64,=9: 2 中N元素化合价为+5价，二氧化氮中N元素的化合价为+4价，化合 (x)=224联立方程.解得x=0.075y=0.075,原混合物中铜和铁 价降低，NO,为还原产物，D正确。 22.41 5,A解析：关闭活塞1，加入硝酸，液面不能达到a处，因为装置中有空 各为0.075mol,A正确：根据方程式可知.n(HN02)=0,4ml.稀硝酸 气，加入稀硝酸，气体压强增大，到达一定压强，液体不能加人，A错 的物质的量浓度为04m心-2.0m·L,B正确：9g混合物中含铁 误：铜和稀硝酸常温下进行反应，加热后化学反应速率加快，B正确： 0.2L 关闭活塞1，铜和硝酸反应产生气体，气体压强增大，把液体压人装置 质量为0.075mol×56g·mo1=4.2g,含铜质量为0.075mol× 右侧.当铜和硝酸脱离，反应停止：打开活塞1，气体压强藏小，硝酸和 64g·=4.8g,故4.8g剩余金属为Cu的质量，C正确：再加人 铜接触，反应进行，C正确：铜和稀硝酸反应产生N0,打开活塞1，NO 100m该稀硝酸.亚铁离子与硝酸反应生成、0与硝酸铁.溶液中亚 进人分液漏斗.NO遇空气产生N02,无色气体变为红棕色气体，说明 铁离子为0.075ml.根据电子转移守恒可知，亚铁离子完全反应，所 该气体为NO.D正确。 正本参考答案黑白题41 6.C解析：铜和硝酸反应生成硝酸铜和氨的氧化物，硝酸部分被还原， 还原物只有N0且HNO,完全反应，则发生反应的化学方程式是 作氧化剂.部分生成盐，表现出酸性，A错误：氨氧化物与NOH溶液 3Fe+8HN02(稀)=3Fe(N03)2+2N0↑+4H20.n(HN03)= 反应时生成NNO,和NNO2,NO作还原剂，B错误：铜和硝酸反应 2mol·L×0.1L=0.2ol,根据化学方程式可知H(Fe): 生城酷酸钢和氣的化合物a(O@)=没沿=06ml.所以生成硝配 3 3 n(HN0,)=3:8,所以n(Fe）=8(HN0,)=8×0.2mml= 铜0.6mo,含有硝酸根离子1.2m.氨的氧化物为0.9mol,与氢氧化 0.075mol,所以反应消耗的铁的质量是m(Fe)=0.075mol× 钠恰好完全反应生成NaNO,和NNO,根据原子守相可知：n(Na= 56g·mol1=4.2g,答案选C。 n(N)=n(NaOH)=0,5L×2l·1.-=1d.所以硝酸的总量为 3,C解析：n(H2S0,)=5mal·L-1×0.1L=0.5mol.n(HN03)= 1,2md+1ml=2.2m©l,若浓硝酸体积为200ml.,则其物质的量浓度 2mol·L'×0.1L=0.2mol,n(H)=2×0.5mol+1×0.2mol=1.2mol. 生=22m川mmC正确：由题意可知09mm氮的 n(N0)=1x0.2mm=0.2mal。NO3的氧化性比强，N0;先反应， Fe过量，发生的反应为3fe+8r+2N0一3Fe2+4H,0+201, 化物转化为钠盐的量为(0.5×2)mol=1mol,所以混合气体中N,0, 0.2 mol NO消耗0.8molH',同时得到0.2N0。剩下(1.2- 的物质的量是0.1wl.D错误。 0.8)ol(即0.4mol)H,利下的H和Fe反应产生H2,Fe+2H 7.(1)三颈烧瓶红棕色C+4HNO,(浓)△4N0,↑+C0,1+2H,0 Fe2+H2↑，0.4molH'反应得到0.2mlH2,气体的总物质的量= (2)溶液变为蓝色(3)防倒吸 02mol+0.2l=0.4mol,标准状况下体积=0.4ml×22.4L·mo1= 解析：(1)：为三颈烧瓶：木炭和浓硝酸加热反应生成二氧化碳、二氧 896L.容案选C- 化氯和水，二氧化氮为红棕色气体，则可观察到三颈烧瓶中气体的颜 32.64g 色为红棕色，产生该气体的反应的化学方程式是C+4HO,(来)△ 4B解折：n(Cm父40,51，氮氧化物的物质的一 402↑+C02↑+2H,0。(2)二氧化氨与水反应生成的硝酸具有氧 11.2L 化性，能将胰离子氧化为碘单质，淀粉溶液遇碘单质变蓝，则反应一 量=元224L:mr0.5ms设N0为xm.0,为ym.因为 段时间后可观察到C中的现象为溶液变为蓝色。(3)装置B中两个 铜与硝酸的反应是一个氧化还原反应，根据题意及电子得失守恒，有 导管都是短管，作为安全装置，作用是防倒吸。 x+y=0.5,3x+y=0.51×2,解得x=0.26.y=0.24,A正确：参加反应 的H、O,分两部分，一部分起酸性作用生成硝酸铜，一部分起氧化剂 压轴挑战 作用生成一氧化氨和二氧化氨，则参加反应的HNO:总的物质的量 8.(1）Cu+4H'+2N0-Ca2+2H0+2N02↑(2)H20+ 3N02=2HN01+N0↑(3)36⑤(4)BC(5)AB(6)15:13 n=2n(C)+n(N0,)=(2×0.51)mol+0.5mol=1.52mol.面非氧化还 解析：(3)①-6装置中，①中是钢与浓硝酸的反应.②中是二氧化氯 原反应的HNO,的物质的量，B错误：最后溶液中的溶质是NaNO,根 与水的反应.③中的稀硝酸不能氧化N0.④中浓硝酸能将一氧化氯 据钠原子守恒计算，起酸作用的n(HNO3)=n(NaOH)=a×103ml, 氧化成二氧化氯，⑤中一氧化氨与水不发生反应，⑥中氢氧化钠能吸 根据N原子守恒计算.作氧化剂的硝酸的物质的量=0.5.则 收N0,因此没有发生氧化还原反应的是③和⑤。(4)装置③应盛放 e(H0)=x103+0.5 wd·11,C正确：设需要30%的双氧 0.14 稀硝酸，验证稀硝酸不能氧化O,装置④中应盛放的是浓硝酸，若浓 水m,根据电子得失守恒，根据上面的数据，有0.26×3+024×1= 硝酸能氧化NO则装置④液面的上方会产生红棕色气体，能证明氧 化性相对强弱的实骏现象为③中溶液上方不出现红棕色气体，装置 30%2.解得m=57.8,D正确 ④液面的上方产生红棕色气体，A错误：装置②利用二氧化氨和水反 5.CD解析：该反应可以看作两步①Fe+4H+NO:一F#+ 应生成硝酸和一氧化氨.试剂为水，B正确：空气能氧化N0而对实验 N0↑+2H,0.N0:过量，H不足：②2Fe3+Fe一3Fe2“。a表示 产生干扰，所以滴加浓硝酸之前需要通入一段时间N2,赶走装置中 Fe的关系曲线，A正确：溶液中共有3mlH参加反应消耗铁为 的空气，C正确：装置⑥中盛放NOH溶液吸收NO,防止污染大气， 0.75mol,B正确：P点时，n(Fe2)=n(Fe),二者均为0.45ml,C错 D错误：故选BC。(5)由图可知，硝酸的浓度越大，其还原产物中高 误：P点剩余0.45 mol Fe,由反应2Fe++Cu一2Fe2++Cu24可知， 价态的N元素成分越多，A正确：由图可知，硝酸与铁反应的还原产 消耗0.225mal削，质量为14.4g.D错误 物有一氧化氨、二氧化氮、氮气等，B正确：常温下，铁在浓硝酸中纯 6.B解析：稀HNO,溶液中加人阁粉和铁粉的混合物，固体完全溶解。 化，表面生成致密的氧化物薄膜，C错误：故选AB。(6)当硝酸浓度 在反应后溶液中滴加硫氯化钾溶液，溶液没有出现红色，则反应生成 为975mml·L.'时，还原产物为一氧化二氮，二氧化氯、一氧化氨.反 C(NO3)2,F(NO,)2,由于硝酸可以氧化亚铁离子，放硝酸设有剩 应后铁以F·的形式存在于溶液中，铁与足量硝酸反应的离子方程 余.n(HN03)=0.08L×0.1mol·L-1=0.008mol,由3A+8HN03= 式为52Fe+216H+60N0552Fe"+18N02↑+30N0↑+6N201+ 108H,0,即氧化剂与还原剂的物质的量之比为60：52=15：13 3A(N0,:+2N01+4H,0,则a(Cu+a(Fe)=0.008mlx3 专题探究7金属与硝酸反应的有关计算 0.003ml,全部为Cu时，金属质量最大，最大质量为0.003ml× 64g·mol=0.I92:全部为F#时，金属质量最小，最小质量为 黑题 专题强化 0.003mol×56g·mo1=0.168g,故混合物质量为0.168-0.192：答 题号1234567 案选B。 答案BC CBCD BAD 7.AD解折：Mg2二Mg2*20(0H2,u2CC2+20E 1.B解析：锌和稀硝酸发生氧化还原反应，参加反应的锌和硝酸的物 C(OH)2,最后得到的沉淀是氢氧化镁和氢氧化铜的混合物.根据 质的量之比为2：5，假设锌为4ml,生成硝酸锌4m,起酸性作用 上述分析可以得知，金属失去电子的物质的量等于得到氢氧根离子 的硝酸为8wl.反应后Zm被氧化为+2价，设硝酸的还原产物中N 的物质的量。合金的质量为64n(C)+24n(Mg)=1.76:,沉淀是氢 元素为x价.则根据电子得失守恒可知4mml×(2-0)=2×(5-x) 氧化镁和氢氧化铜的混合物，金属失去电子的物质的量等于得到氢 解得x=+1,即还原产物为N,0。 2.C解析：将过量铁粉放人100ml2mad·L1的HNO,溶液中，股设 氧根离子的物质的量，2n(C)+2n(Me)=312-1.76， l=0.08mod. 17 必修第一册·LK黑白题42