第3章 第3节 第3课时 硝酸 人类活动对氮循环和环境的影响-【金版教程】2025-2026学年新教材高中化学必修第一册创新导学案word（鲁科版2019）

化学 必修 第一册（鲁科） 第3课时　硝酸　人类活动对氮循环和环境的影响 核心素养发展重点 学业要求 1.能针对物质性质及物质转化的探究问题，提出有依据的假设，选取试剂，设计实验方案，基于实验事实得出结论。 2.能应用物质性质及物质转化关系，分析和探讨某些化学过程对人类健康、社会可持续发展可能带来的双重影响，并对这些影响从多个方面评估，从而更加科学、合理地选择和应用物质及其变化。 1.能从物质类别、元素化合价的角度，依据复分解反应规律和氧化还原反应原理预测硝酸的性质，设计实验进行初步验证，并能分析，解释有关实验现象，能用化学方程式、离子方程式正确表示硝酸的主要化学性质。 2.能根据HNO3的性质说明其妥善保存、合理使用的常见方法。 3.能说明HNO3的应用对社会发展的价值和对环境的影响，参与社会性科学议题——酸雨和雾霾防治、水体保护的讨论。 一、硝酸 1．物理性质 纯硝酸为无色、易挥发、有刺激性气味的液体，质量分数95%以上的浓硝酸称为“发烟硝酸”。 2．化学性质 (1)酸性：属于强酸，具有酸的通性，如CaCO3与HNO3反应的化学方程式为CaCO3＋2HNO3===Ca(NO3)2＋H2O＋CO2↑。 (2)不稳定性：见光或受热易分解，化学方程式为4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O，可使用棕色试剂瓶保存。 (3)强氧化性 ①与金属反应 硝酸能与除金、铂、钛以外的大多数金属反应。通常，浓HNO3与金属反应的还原产物主要是NO2，稀HNO3与金属反应的还原产物主要是NO。如： a．Cu与浓HNO3反应的化学方程式为Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O；Cu与稀HNO3反应的化学方程式为3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。 b．与Fe、Al反应： 常温下，浓硝酸可使铁、铝表面形成致密的氧化膜而钝化，所以可以用铁质或铝质容器盛放冷的浓硝酸。 ②与非金属反应 碳与浓硝酸反应的化学方程式为C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。 3．用途 硝酸是一种重要的化工原料，可用于制造炸药、染料、塑料、硝酸盐等。 二、人类活动对氮循环和环境的影响 1．氮氧化物的危害 (1)以一氧化氮和二氧化氮为主的氮氧化物是形成光化学烟雾、雾霾及酸雨的一个重要原因。 (2)光化学烟雾：汽车尾气中的氮氧化物与碳氢化合物经紫外线照射发生反应形成的有毒烟雾。 (3)酸雨：氮氧化物与降水反应生成的硝酸和亚硝酸是酸雨的组成成分。 (4)水体富营养化：当进入水体的氮元素的含量增大时，会造成水体的富营养化，导致藻类“疯长”并覆盖在水面上。 2．减少人类活动对氮循环和环境的影响的措施 (1)控制进入大气、土壤和水体中含有氮元素的物质的量。 (2)增强生态系统对含有氮元素的物质的吸收能力。 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)“光化学烟雾”主要是由NOx等引起的。(　　) (2)“酸雨”主要是由空气中SO2、NO2浓度增大引起的。(　　) (3)浓硝酸能用铁制容器或铝制容器存放是因为铝、铁与浓硝酸不反应。(　　) (4)向浓硝酸中滴加石蕊溶液，现象为先变红后褪色。(　　) (5)金属与硝酸反应无H2放出是因为硝酸中N元素的化合价处于最高价态，其得电子能力强于H＋。(　　) (6)碳、铜分别与浓硝酸反应，浓硝酸均只表现强氧化性。(　　) 答案：(1)√　(2)√　(3)×　(4)√　(5)√　(6)× 2．下列有关浓硝酸说法不正确的是(　　) A．实验室常用浓硝酸与金属锌反应制备氢气 B．常温下浓硝酸能使金属铝钝化 C．浓硝酸不稳定，见光易分解，需要避光保存 D．浓硝酸易挥发，打开瓶塞，瓶口有白雾产生 答案：A 解析：浓硝酸的氧化性很强，与锌反应不生成氢气而生成二氧化氮，A错误。 3．下列环境问题和氮元素无关的是(　　) A．水体富营养化 B．光化学烟雾 C．温室效应 D．酸雨 答案：C 解析：引起温室效应的气体主要有CO2等，和氮元素无关。 4．下列关于硝酸的说法中正确的是(　　) A．常温下，向浓硝酸中投入铁片，会产生大量的红棕色气体 B．与金属反应时，稀硝酸被还原为更低价态，则稀硝酸的氧化性强于浓硝酸 C．硝酸电离出的H＋能被锌、铁等金属还原成H2 D．硝酸与金属反应时，是＋5价的N得电子 答案：D 解析：常温下，铁遇浓硝酸发生钝化，不能产生大量的红棕色气体，A错误；浓硝酸比稀硝酸氧化性强，B错误；硝酸有强氧化性，主要是因为＋5价的N易得电子，而HNO3电离出的H＋不能被锌、铁等金属还原为H2，C错误，D正确。 5．将相同质量的铜分别与过量浓硝酸、稀硝酸反应，下列叙述正确的是(　　) A．反应完全所需时间：两者相同 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 答案：B 解析：相同质量的铜分别与过量浓硝酸、稀硝酸发生反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O、3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，前者反应较快，反应完全所需时间较短，A错误；消耗硝酸的物质的量前者多，B正确；前者生成红棕色NO2，气体颜色深，C错误；铜的质量相同，则转移的电子数目一样多，D错误。 6．地球是人类赖以生存的家园，但这个家园在百年来却遭到了前所未有的破坏，环境问题越来越成为一个社会问题。回答下列有关环境的问题： (1)造成水体富营养化的元素是________和________，水体富营养化的后果是导致水生藻类“疯长”，并迅速覆盖在水面上，在海水中形成________现象，而这种现象在淡水中称为________。 (2)大气中的下列氧化物的存在既不能形成酸雨，也不能形成光化学污染的是________。 A．二氧化硫 B．二氧化碳 C．二氧化氮 D．一氧化氮 (3)目前，大城市内的光化学污染是大气主要污染形式之一，该污染的现象是形成烟雾，故又叫光化学烟雾，形成光化学烟雾的过程属于________(填“化学变化”或“物理变化”)。 (4)汽车尾气中氮的氧化物来源除因为燃油中含有氮元素(燃烧时，氮转化为氮的氧化物)外，还有一个原因。请你用化学方程式表示这个原因：________________。 答案：(1)氮　磷　赤潮　水华　(2)B　(3)化学变化　(4)N2＋O22NO 探究一　硝酸的性质及应用 1．硝酸与金属的反应 一般规律：金属与硝酸反应不生成H2。 (1)硝酸能与除Au、Pt、Ti外的绝大多数金属反应 如：2HNO3(浓)＋Ag===AgNO3＋NO2↑＋H2O； 4HNO3(稀)＋3Ag===3AgNO3＋NO↑＋2H2O。 (2)浓硝酸与Fe、Al的反应 常温条件：Fe、Al钝化(化学变化)加热条件：生成硝酸盐＋NO2↑＋H2O (3)稀HNO3与Fe的反应 ①Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O； ②3Fe(过量)＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。 2．浓硝酸与非金属的反应 (1)浓硝酸与部分还原性较强(或氧化性较弱)的非金属单质(如C、S、P等)反应。 (2)反应规律：非金属单质＋浓HNO3最高价氧化物或最高价含氧酸＋NO2↑＋H2O。 (3)反应实例 C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O S＋6HNO3(浓)H2SO4＋6NO2↑＋2H2O P＋5HNO3(浓)H3PO4＋5NO2↑＋H2O [知识拓展]　 1．浓硝酸能使紫色石蕊溶液先变红，后褪色。 2．硝酸与铜的反应 浓硝酸开始HNO3被还原为NO2，随着反应的进行，硝酸变稀，HNO3被还原为NO，向反应后的溶液中加稀硫酸，NO又被还原为NO。 3．Fe与稀HNO3的反应 (1)反应关系： (2)反应产物与反应物用量关系 ①≥4，Fe(NO3)3； ②≤，Fe(NO3)2； ③<<4，Fe(NO3)3和Fe(NO3)2； ④n(参加反应的HNO3)＝4n(被还原的HNO3)。 4．常温下，浓HNO3使Fe、Al钝化，不是浓HNO3不与铁、铝反应，而是浓HNO3不与铁、铝表面形成的氧化物保护膜反应。 1．对下列事实的解释中，错误的是(　　) A．浓硝酸在光照下颜色变黄，说明浓硝酸不稳定 B．常温下，浓硝酸可以用铝槽车来贮存，说明铝与浓硝酸不反应 C．实验室不能用锌与稀硝酸反应制氢气，是因为稀硝酸具有强氧化性 D．浓硝酸露置在空气中，容器内硝酸的浓度降低，说明浓硝酸具有挥发性 答案：B 解析：常温下，浓硝酸可用铝槽车来贮存，是因为在常温下铝遇浓硝酸能发生钝化，钝化并不是不发生反应，而是发生氧化还原反应时在铝的表面形成一层致密的氧化物保护膜，阻止了反应的继续进行。 2．在Cu与稀硝酸的反应中，被还原的HNO3与参加反应的HNO3的物质的量之比为(　　) A．4∶1 B．1∶3 C．3∶1 D．1∶4 答案：D 解析：Cu与稀硝酸反应的化学方程式为3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，8 mol HNO3参加反应时，2 mol HNO3得电子被还原，即被还原的HNO3与参加反应的HNO3的物质的量之比是1∶4。 3．在盛有一定量浓硝酸的试管中加入6.4 g铜片，发生反应。请回答下列问题： (1)开始阶段，观察到的现象为________________________________________，反应的化学方程式是________________________________________________________________________。 (2)反应结束后，铜片有剩余，再加入少量20%的稀硫酸，这时铜片上又有气泡产生，反应的离子方程式是________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________。 (3)若6.4 g铜片消耗完时，共产生气体2.8 L(已折算成标准状况)。则整个反应过程中所消耗的HNO3的物质的量为________。 答案：(1)铜片逐渐溶解，溶液由无色变为蓝色，产生红棕色的气体　Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O (2)3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O (3)0.325 mol 解析：(3)起酸性作用的HNO3的物质的量n(HNO3)＝2n(Cu)＝0.2 mol；被还原的HNO3的物质的量n(HNO3)＝＝0.125 mol。故整个反应过程中所消耗的HNO3的物质的量为0.2 mol＋0.125 mol＝0.325 mol。 探究二　人类活动对氮循环和环境的影响 1．含氮物质的来源及其危害 2．氮氧化物污染治理方法 (1)汽车尾气“催化转化法” 2CO＋2NO2CO2＋N2 (2)氨还原法 6NO＋4NH35N2＋6H2O 6NO2＋8NH37N2＋12H2O (3)碱液吸收法 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O 3．环境问题与产生原因 (1)“臭氧空洞”主要是大量使用氟氯代烃等引起的。 (2)“光化学烟雾”主要是由汽车尾气的排放引起的。 (3)“酸雨”主要是由空气中SO2、NOx浓度增大引起的。 (4)“白色污染”主要是由聚乙烯塑料等引起的。 (5)“温室效应”主要是由空气中CO2浓度增大引起的。 4．大气污染是环境污染的一个重要方面，常见的大气污染分一次污染和二次污染，二次污染是排入环境中的一次污染物在物理化学因素或生物作用下发生变化，或与环境中其他物质发生反应生成新的污染物。下列物质：①SO2　②NO　③NO2　④HCl　⑤CO2，不易导致二次污染的是(　　) A．①②③④⑤ B．①③⑤ C．④和⑤ D．只有④ 答案：C 解析：①二氧化硫可以形成酸雨，造成二次污染；②NO可被氧化生成二氧化氮，造成二次污染；③二氧化氮可形成光化学烟雾等污染，造成二次污染；④HCl性质稳定，不易再发生反应导致二次污染；⑤CO2也不易再发生反应导致二次污染。 5．汽车尾气是城市空气的污染源之一。治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”。它可以使CO与NO反应，生成可参与大气循环的无毒气体。 (1)下列与汽车尾气的排放密切相关的是________(填序号)。 A．光化学烟雾 B．水体富营养化与赤潮 C．白色污染 D．雾霾 (2)写出一氧化碳与一氧化氮反应的化学方程式：________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)AD　(2)2CO＋2NO2CO2＋N2 解析：(1)汽车尾气中含有大量的氮氧化物，氮氧化物是形成光化学烟雾和雾霾的主要原因之一。 本课小结 课时作业 题号 1 2 3 4 5 6 7 难度 ★ ★ ★ ★★ ★ ★★ ★★ 对点 氮循环对环境的影响 硝酸的性质 硝酸的性质 NO2、浓HNO3的性质 Cu、硝酸、硫酸反应的实验探究 硝酸性质的综合应用与实验探究 金属单质与硝酸反应的有关计算 题号 8 9 10 11 12 13 难度 ★ ★ ★★★ ★★★ ★★ ★★ 对点 硝酸的性质、物质的推断 硝酸性质的综合应用 有硝酸参与的氧化还原的有关计算 金属及其氧化物与硝酸反应的相关计算 硝酸性质的综合应用与实验探究 硝酸性质的综合应用与实验探究 一、选择题(每小题只有一个选项符合题意) 1．化学与环境密切相关，下列有关说法错误的是(　　) A．CO2、NO2或SO2都会导致酸雨的形成 B．对酸性物质的排放加以控制和开发新清洁能源是减少酸雨的有效措施 C．NO2、NO等氮氧化物是形成光化学烟雾的重要原因 D．大气中CO2含量不断上升，会导致温室效应加剧 答案：A 2．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性质不相对应的一组是(　　) 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红色褪去——强氧化性 答案：D 解析：D项，硝酸使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去，是因为硝酸和氢氧化钠发生中和反应，体现硝酸的酸性。 3．下列反应中硝酸既能表现出酸性又能表现出氧化性的是(　　) A．使石蕊溶液变红 B．与铜反应放出NO气体且生成Cu(NO3)2 C．与Na2CO3反应放出CO2气体且生成NaNO3 D．与S单质混合共热时生成H2SO4和NO2 答案：B 解析：在A、C项的反应中HNO3均只表现出酸性。在B、D项的反应中HNO3中氮元素的化合价均降低表现出氧化性，并且在B项中又有Cu(NO3)2生成，说明此反应中HNO3还表现出酸性。 4．木炭屑与浓HNO3共热，产生的气体X等分为①和②两份，将两份气体分别按下图进行实验： 则澄清石灰水的变化可能是(　　) A．①不变浑浊，②变浑浊 B．①变浑浊，②不变浑浊 C．①、②均变浑浊 D．①、②都不变浑浊 答案：B 解析：木炭与浓硝酸共热可以得到二氧化碳和二氧化氮两种气体，气体先导入适量蒸馏水中，二氧化氮与水反应，得到硝酸和一氧化氮，二氧化碳微溶于水，再导入澄清石灰水中，二氧化碳可以使石灰水变浑浊，即①变浑浊；气体直接导入澄清石灰水中，二氧化氮将氢氧化钙转化为硝酸钙，二氧化碳不与硝酸钙溶液反应，即②不变浑浊。 5．某化学兴趣小组进行有关Cu、硝酸、硫酸化学性质的实验，实验过程如图所示。下列有关说法正确的是(　　) 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．③中反应的化学方程式：3Cu＋Cu(NO3)2＋4H2SO4===4CuSO4＋2NO↑＋4H2O C．③中滴加稀硫酸，铜片继续溶解，说明稀硫酸的氧化性比稀硝酸强 D．由上述实验可知Cu在常温下既可与稀硝酸反应，也可与稀硫酸反应 答案：B 解析：①中发生反应3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，生成的硝酸铜溶液为蓝色，试管口处NO被氧气氧化生成红棕色的二氧化氮，但稀硝酸被还原生成NO，A错误；③中加稀硫酸，Cu与稀硫酸不反应，但NO在酸性条件下具有强氧化性，继续与Cu反应，稀硝酸的氧化性比稀硫酸强，C、D错误。 6．下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确的是(　　) ① ② ③ A.由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体 B．红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应 C．由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物 D．③的气体产物中检测出CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应 答案：D 解析：浓HNO3具有不稳定性，①中浓HNO3受热发生分解反应：4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O，故①中所得红棕色气体是NO2和O2的混合气体，A正确。②中红热木炭加入浓HNO3中，有红棕色气体产生，该气体为NO2，但不能说明浓HNO3与木炭发生了反应，可能是浓HNO3在红热木炭作用下发生分解产生了NO2，B正确。③中红热木炭未插入浓HNO3中，有红棕色气体产生，说明浓HNO3具有挥发性，且挥发的HNO3无论是在红热木炭作用下发生分解反应产生NO2，还是与木炭发生反应生成NO2，红棕色气体NO2均为还原产物，C正确。③的气体产物中检测出CO2，不能说明木炭一定与浓HNO3发生了反应，可能是浓HNO3分解产生NO2、O2和H2O，红热木炭与分解产生的O2反应生成CO2，D错误。 7．38.4 mg铜与适量的浓硝酸反应，铜全部反应后，共收集到22.4 mL(已换算成标准状况)气体，反应消耗的HNO3物质的量可能是(　　) A．1.0×10－3 mol B．1.6×10－3 mol C．2.2×10－3 mol D．2.4×10－3 mol 答案：C 解析：铜与浓硝酸反应的化学方程式为Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。随着反应的进行，浓硝酸会逐渐变稀，反应则变为3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。参加反应的硝酸一部分起酸性作用，一部分做氧化剂被还原(一部分被还原为NO，一部分被还原为NO2)。n(HNO3)＝n(做酸用HNO3)＋n(做氧化剂用HNO3)＝2n[Cu(NO3)2]＋n(NO)＋n(NO2)＝2n(Cu)＋n(气体)＝2× mol＋ mol＝2.2×10－3 mol。 8．将Cu、Zn混合物投入稀硝酸中，充分反应后，铜有剩余，则反应后的混合物中肯定不存在的是(　　) A．Zn B．Cu(NO3)2 C．HNO3 D．Zn(NO3)2 答案：C 解析：若Cu有剩余，则说明反应后的溶液中不存在HNO3，因为Cu与稀HNO3反应：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。 9．(2024·北京汇文中学高一期中)用以下三种途径来制取相同物质的量的硝酸铜：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CuO，CuO再与稀硝酸反应。下列有关叙述错误的是(　　) A．理论上所消耗的HNO3的物质的量：①＞②＞③ B．③对环境造成的危害最小 C．理论上①和②转移的电子数之比为1∶3 D．理论上三种途径所消耗的铜的质量相等 答案：C 解析：①铜与浓硝酸反应的化学方程式为Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O；②铜与稀硝酸反应的化学方程式为3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O；③铜与氧气反应的化学方程式为2Cu＋O22CuO，CuO与稀硝酸反应的化学方程式为CuO＋2HNO3===Cu(NO3)2＋H2O。假设制取1 mol硝酸铜，则理论上①消耗4 mol HNO3、②消耗 mol HNO3、③消耗2 mol HNO3，A正确；③中没有氮氧化物生成，对环境造成的危害最小，B正确；制取相同物质的量的硝酸铜，理论上①和②消耗的Cu的物质的量相同，又Cu的化合价均由0升高为＋2，故理论上①和②转移的电子数之比为1∶1，C错误；根据铜元素守恒可知，制取相同物质的量的硝酸铜，理论上①②③消耗的铜的质量相等，D正确。 10．某溶液中含有Fe(NO3)3和H2SO4两种溶质，其浓度分别为0.2 mol·L－1和1.5 mol·L－1，现向1 L该溶液中加入39.2 g铁粉使其充分反应，下列有关说法正确的是(　　) A．反应后溶液中Fe3＋的物质的量为0.8 mol B．反应后产生13.44 L(标准状况下)H2 C．反应后溶液中Fe2＋和Fe3＋的物质的量之和为0.9 mol D．由于氧化性：Fe3＋＞H＋，故开始没有气体产生，一段时间后有气体产生 答案：C 解析：已知氧化性：HNO3＞Fe3＋＞H＋，则可能发生的反应依次为①Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O、②Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋、③Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。由题意可知，Fe(NO3)3、H2SO4的物质的量分别为0.2 mol、1.5 mol，n(Fe3＋)＝0.2 mol，n(NO)＝0.2 mol×3＝0.6 mol，n(H＋)＝1.5 mol×2＝3 mol，n(Fe)＝＝0.7 mol。则： ①Fe＋ 4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O 起始量/mol 0.7 3 0.6 0 0 转化量/mol 0.6 2.4 0.6 0.6 0.6 即反应①结束后剩余的n(Fe)＝0.1 mol、n(H＋)＝0.6 mol、n(Fe3＋)＝0.2 mol＋0.6 mol＝0.8 mol，Fe继续发生反应②，则： 　　　　　 Fe　＋　2Fe3＋===　3Fe2＋ 起始量/mol 0.1 0.8 0 转化量/mol 0.1 0.2 0.3 即反应②结束后，Fe完全反应，没有剩余，反应③未发生，最终溶液中存在0.6 mol Fe3＋、0.3 mol Fe2＋、0.6 mol H＋，A、B、D错误。 11．向13.6 g由Cu和Cu2O组成的混合物中加入一定浓度的稀硝酸250 mL，当固体物质完全溶解后生成Cu(NO3)2和NO气体。在所得溶液中加入0.5 mol·L－1的NaOH溶液1.0 L，生成沉淀的质量为19.6 g，此时溶液呈中性且金属离子已完全沉淀。下列有关说法正确的是(　　) A．原固体混合物中Cu和Cu2O的物质的量之比为1∶1 B．原稀硝酸中HNO3的物质的量浓度为1.3 mol·L－1 C．产生NO的体积为2.24 L D．Cu、Cu2O与硝酸反应后剩余的HNO3为0.1 mol 答案：D 解析：生成的沉淀为Cu(OH)2，质量为19.6 g，其物质的量为0.2 mol。设Cu、Cu2O的物质的量分别为x、y，则x＋2y＝0.2 mol，64 g·mol－1×x＋144 g·mol－1×y＝13.6 g，解得x＝0.1 mol，y＝0.05 mol，Cu与Cu2O的物质的量之比为2∶1，A错误；Cu和Cu2O中的Cu都变为＋2价的Cu，转移电子的物质的量为(0.1×2＋0.05×2) mol＝0.3 mol，根据得失电子守恒可知，生成的NO的物质的量应为0.1 mol，但未注明是否为标准状况，故气体体积不一定为2.24 L，C错误；n(NaOH)＝0.5 mol，生成0.2 mol Cu(OH)2时消耗了0.4 mol NaOH，另外0.1 mol NaOH中和了剩余的0.1 mol硝酸，D正确；硝酸的总物质的量为0.1 mol(剩余的)＋0.1 mol(表现氧化性的)＋0.4 mol(表现酸性的)＝0.6 mol，其物质的量浓度为2.4 mol·L－1，B错误。 二、非选择题 12．将加热至红热的2.4 g木炭投入盛有足量12 mol/L的浓HNO3的试管中，立即塞好塞子，如图所示，连接好装置(已检查装置的气密性)。 请回答下列问题： (1)反应开始后撤去酒精灯，试管a中除可看到木炭剧烈反应直至最后消失外，还观察到的现象是______________________。 (2)试管b中最终________(填“有”或“无”)沉淀产生，原因是________________________ ______________。 (3)试管c中发生反应的化学方程式为____________________________________。 (4)集气瓶e中最后收集到的气体为________(填化学式)，理论上该气体的总体积为________L(标准状况，结果保留小数点后两位数字)。 答案：(1)试管上部充满红棕色气体 (2)无　NO2与水反应生成的HNO3(足量)中和了Ca(OH)2 (3)Ba(OH)2＋2CO2===Ba(HCO3)2 (4)NO　5.97 解析：根据实验流程，试管a中发生反应C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O；b中发生反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，2HNO3＋Ca(OH)2===Ca(NO3)2＋2H2O，由于NO2和水反应生成的HNO3中和了Ca(OH)2，故试管b中最终无沉淀产生；c中CO2过量，发生反应Ba(OH)2＋2CO2===Ba(HCO3)2；d中发生反应2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O；e中收集到的气体为NO。 (4)由关系式C～4NO2～NO可得，n(NO)＝×＝ mol，故标准状况下V(NO)＝ mol×22.4 L/mol≈5.97 L。 13．某研究性学习小组的一个课题是“NO2能否支持木条的燃烧？”由于实验室中没有现成的NO2气体，该小组的同学设计了两个方案(图中铁架台等夹持仪器均已略去)： Ⅰ.实验装置如图甲所示。 (1)硝酸铜固体加热分解的产物有氧化铜、二氧化氮和氧气。写出该反应的化学方程式：______________________________________。 (2)当集气瓶中充满红棕色气体时，木条复燃。有的同学得出“NO2能支持木条的燃烧”的结论。你认为这一结论________(填“正确”或“不正确”)，理由是__________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________。 Ⅱ.实验装置如图乙所示。 (3)写出浓硝酸受热分解的化学方程式：__________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________。 (4)实验开始后木条上的火星逐渐熄灭，有的同学提出“NO2不能支持木条的燃烧”的结论。你认为这一结论____________(填“正确”或“不正确”)，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 答案：(1)2Cu(NO3)22CuO＋4NO2↑＋O2↑ (2)正确　Cu(NO3)2分解产生的O2的体积分数与空气中O2的体积分数相等，但空气不能使带火星的木条复燃，所以NO2能支持燃烧 (3)4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O (4)不正确　可能是产生大量的水蒸气所致 14 学科网（北京）股份有限公司 $$