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课时测评7 硝酸 酸雨及防治
(时间:45分钟 满分:100分)
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(选择题1-13题,每题6分,第14题22分,共100分)
题点一 酸雨及防治
1.在碳、氮、硫的氧化物中,许多是工业上重要的化工原料,但是当它们分散到空气中时,会带来很多环境问题。下列有关这些元素的氧化物的说法,不正确的是( )
A.开发太阳能、水能、风能、氢能等新能源将有利于减少这些氧化物的产生
B.这些氧化物使雨水的pH<7,我们把pH<7的雨水称之为酸雨
C.氮与硫的氧化物还能直接危害人的身体健康,引发呼吸道疾病
D.“温室效应”与二氧化碳的排放有着直接的关系
答案:B
解析:正常雨水由于溶解了二氧化碳,其pH约为5.6,pH小于5.6的雨水才叫酸雨。
2.(2024·邻水县月考)下列有关环境问题的说法中,正确的是( )
A.煤、石油等化石燃料的燃烧过程中排放的废气是形成酸雨的主要原因,酸雨指的是pH小于7的雨水
B.CO2、SO2和NO2溶于水形成的溶液均显酸性,故这三种气体均可造成酸雨
C.在煤中添加适量的生石灰可减少燃烧过程中含硫化合物的排放,从而减少污染
D.氮和硫的氧化物都是引起化学烟雾的污染源
答案:C
解析:A.酸雨指的是pH小于5.6的雨水,A项错误;B.CO2导致温室效应,不会造成酸雨,B项错误;C.在煤中添加适量的生石灰,产生的二氧化硫会与其结合,可减少燃烧过程中含硫化合物的排放,从而减少污染,C项正确;D.氮的氧化物是引起化学烟雾的污染源,D项错误;答案选C。
3.下列除去大气污染物所利用的方法不正确的是( )
A.汽车尾气经催化剂作用:2CO+2NON2+2CO2
B.石灰乳吸收硫酸厂尾气:SO2+Ca(OH)2===CaSO3+H2O
C.燃烧法除去尾气中硫化氢:2H2S+3O22SO2+2H2O
D.氨气与一氧化氮在一定条件下反应:4NH3+6NO5N2+6H2O
答案:C
题点二 硝酸的性质
4.下列有关硝酸的性质及用途的叙述正确的是( )
A.纯净的硝酸是一种易挥发、有刺激性气味的黄色液体
B.硝酸不稳定,见光或受热易分解
C.硝酸必须密封保存在无色细口瓶中,并置于阴凉处
D.硝酸可用于制备炸药、染料及石膏等产品
答案:B
5.下列反应既表现硝酸的酸性,又表现硝酸的氧化性的是( )
A.CuO+2HNO3===Cu(NO3)2+H2O
B.FeO+4HNO3(浓)===Fe(NO3)3+2H2O+NO2↑
C.C+4HNO3(浓)CO2↑+2H2O+4NO2↑
D.NH3+HNO3===NH4NO3
答案:B
6.铜粉放入稀硫酸溶液中,加热后无明显现象发生。当加入一种盐后,铜粉的质量减少,溶液呈蓝色,同时有气体逸出。该盐是( )
A.硝酸铁 B.碳酸钠
C.硝酸钾 D.硫酸亚铁
答案:C
解析:A.Cu、稀硫酸、硝酸铁混合时,Cu与硝酸、Fe3+发生反应,铜粉的质量减少同时有气体逸出,若铜粉足量则最终生成Fe2+和Cu2+,若硝酸铁过量则最终生成Fe3+,溶液不一定是蓝色,A错误; B.Cu与稀硫酸不反应,加入Na2CO3后,Na2CO3与稀硫酸反应生成二氧化碳气体,但Cu不溶解,B错误;C.Cu、稀硫酸、KNO3混合时发生反应3Cu+8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O,则铜粉质量减少,同时溶液逐渐变为蓝色,且有气体逸出,C正确;D.Cu、稀硫酸、FeSO4混合时不发生反应,D错误。
7.(2024·洛阳高一期末)在下列条件的溶液中,一定能大量共存的离子组是( )
A.无色溶液:Ca2+、H+、Fe3+、HCO
B.澄清透明溶液:H+、K+、Cl-、MnO
C.加入铝粉放出H2的溶液:K+、Na+、NO、Fe2+
D.含有大量Ca2+的溶液中:NH、Na+、Cl-、Al3+
答案:D
解析:A.铁离子为黄色,且氢离子和碳酸氢根离子生成水和二氧化碳,不能大量共存,故A不符合题意;B.高锰酸根离子具有氧化性,在酸性条件可以氧化氯离子生成Cl2,不能大量共存,故B不符合题意;C.加入铝粉放出H2的溶液为酸性或碱性,酸性条件下,硝酸根离子会氧化亚铁离子生成铁离子,碱性条件下,氢氧根离子和亚铁离子生成氢氧化亚铁沉淀,不共存,故C不符合题意;D.Ca2+、NH、Na+、Cl-、Al3+相互之间不反应,能大量共存,故D符合题意。
8.(2024·辽宁丹东高一期末)硝酸是一种无色液体,常用来制造火药、氮肥、染料。下列关于硝酸的认识正确的是( )
A.等质量的铜分别与足量的浓硝酸和稀硝酸反应,转移电子数不同
B.久置的浓硝酸呈黄色,体现了浓硝酸的不稳定性
C.检验久置于空气中的亚硫酸钠溶液是否变质,可以先加硝酸溶液,再加氯化钡溶液
D.工业制硝酸的原理:空气NO2硝酸→尾气处理
答案:B
解析:A.等质量的铜分别与足量的浓硝酸和稀硝酸反应,铜被氧化为硝酸铜,转移电子数相同,故A错误;B.久置的浓硝酸呈黄色,是因为硝酸分解生成的NO2溶于硝酸溶液中,体现了浓硝酸的不稳定性,故B正确;C.亚硫酸钠能被硝酸氧化为硫酸钠,检验久置于空气中的亚硫酸钠溶液是否变质,应该先加盐酸溶液,再加氯化钡溶液,若生成白色沉淀,证明亚硫酸钠已变质,故C错误;D.工业制硝酸的原理:氨气NO→NO2硝酸→尾气处理,故D错误。
9.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:①中浓HNO3受热分解,发生反应4HNO3(浓)4NO2↑+O2↑+2H2O,产生的气体为混合气体,故A正确;由①可知,浓硝酸受热分解可生成红棕色气体NO2,所以“产生红棕色气体”不能说明②中木炭与浓硝酸发生了反应,故B正确;根据①和②,浓硝酸反应产生红棕色气体NO2时需要加热,所以浓硝酸具有挥发性才可与上方红热木炭接触,同时,N元素化合价降低,所以生成的NO2为还原产物,故C正确;红热的木炭可与空气中的O2反应生成CO2,故D错误。
10.(2023·天津滨海新区高一期末)有一稀硫酸和稀硝酸的混合酸,其中H2SO4和HNO3的物质的量浓度分别是4 mol/L和2 mol/L。取10 mL此混合酸,向其中加入过量的铁粉,待反应结束后,生成气体的总物质的量为(设反应中HNO3被还原成NO)( )
A.0.045 mol B.0.03 mol
C.0.02 mol D.0.005 mol
答案:B
解析:n(H2SO4)= 4 mol/L×0.01 L=0.04 mol,n(HNO3)=2 mol/L×0.01 L=0.02 mol,n(H+)=2×0.04 mol+1×0.02 mol=0.10 mol,n(NO)=1×0.02 mol=0.02 mol。NO的氧化性比H+强,NO先反应,Fe过量,发生的反应为3Fe+8H++2NO===3Fe2++4H2O+2NO↑,0.02 mol NO消耗0.08 mol H+,同时得到0.02 mol NO。剩下(0.10-0.08) mol即0.02 mol H+,剩下的H+和Fe反应产生H2,Fe+2H+===Fe2++H2↑,0.02 mol H+反应得到0.01 mol H2,气体的总物质的量=0.02 mol+0.01 mol=0.03 mol。
11.(2024·上海徐汇高一校际联考)向Fe(NO3)3溶液中通入一定量SO2后再加入少量BaCl2溶液,溶液中增加最多的离子是( )
A.H+ B.SO
C.Ba2+ D.Fe2+
答案:A
解析:向Fe(NO3)3溶液中通入一定量SO2发生氧化还原反应:2NO+3SO2+2H2O===2NO+3SO+4H+,后再加入少量BaCl2溶液,发生反应Ba2++SO===BaSO4↓,因此溶液中增加最多的离子是H+。
12.(2023·山西怀仁一中高一期末)有某硫酸和硝酸的混合溶液20 mL,其中硫酸的浓度为2 mol·L-1,硝酸的浓度为1 mol·L-1,现向其中加入6.4 g铜粉,充分反应后,剩余铜的质量为( )
A.0.56 g B.1.12 g
C.2.24 g D.4.48 g
答案:D
解析:n(HNO3)=1 mol/L×0.02 L=0.02 mol,n(H2SO4)=2 mol/L×0.02 L=0.04 mol,n(H+)=n(HNO3)+2n(H2SO4)=0.02 mol+0.04 mol×2=0.1 mol,n(Cu)==0.1 mol,发生反应为3Cu+2NO+8H+===3Cu2++2NO↑+4H2O,根据方程式知,n(NO)=0.02 mol,n消耗(H+)=0.08 mol,可以溶解0.03 mol铜单质,故剩余(0.1-0.03) mol×64 g·mol-1=4.48 g。
13.(双选)利用下图实验装置,探究NO与Cu能否发生氧化还原反应。下列说法错误的是( )
A.②中的水可除去NO2和硝酸蒸气
B.当④中红棕色气体消失时,再点燃酒精灯
C.因反应生成N2,故无需尾气处理
D.④中红色固体变黑说明NO2能氧化Cu
答案:CD
解析:A.硝酸具有挥发性,NO2和水反应生成硝酸和NO,②中的水可除去NO2和硝酸蒸气,故A正确;B.当装置④中红棕色气体消失时,说明装置中空气已排尽,可排除氧气的干扰,再点燃酒精灯进行实验验证,故B正确;C.反应生成了N2,但尾气中仍含有一定量的NO气体,会造成环境污染,需进行尾气处理,故C错误;D.若④中红色固体变黑,即Cu发生氧化反应生成了黑色的CuO,说明NO能氧化Cu为CuO,故D错误。
14.(22分)某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱,按下图装置进行试验(夹持仪器已略去)。实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2,而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。
可选药品:浓硝酸、3 mol/L稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳。
已知:氢氧化钠溶液不与NO反应,能与NO2反应:2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O。
(1)装置①中发生反应的化学方程式是______________________________________
________________________________________________________________________。
(2)装置②中盛放的是蒸馏水,其中发生反应的化学方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)实验应避免有害气体排放到空气中,装置③、④中盛放的药品依次是 、 。
(4)滴加浓硝酸之前的操作是检验装置的气密性,加入药品,打开弹簧夹后,向装置中通入N2一段时
间,此操作的目的是_________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)该小组得出的结论依据的实验现象是______________________________________
________________________________________________________________________。
答案:(1)Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
(2)3NO2+H2O===2HNO3+NO
(3)3 mol/L稀硝酸 浓硝酸
(4)排出装置中的空气,避免氧气把一氧化氮氧化,影响对硝酸氧化性强弱的判断
(5)③中洗气瓶内液面上方无明显现象,④中洗气瓶内液面上方有红棕色气体生成
解析:(1)铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,反应的化学方程式是Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O;(2)装置②中盛放蒸馏水,使二氧化氮与水反应生成一氧化氮,反应的化学方程式是3NO2+H2O===2HNO3+NO;(3)根据装置特点和实验目的,因为要验证稀硝酸不能氧化NO,所以装置③中应盛放稀硝酸,装置⑤的作用是收集NO,装置④中应该盛放浓硝酸,达到验证浓硝酸能氧化NO的目的,装置⑥中盛放NaOH溶液吸收NO2防止污染大气;(4)装置中残存的空气能氧化NO,对实验产生干扰,所以滴加浓硝酸之前需通入一段时间N2,排出装置中的空气,避免氧气把一氧化氮氧化,影响对硝酸氧化性强弱的判断;(5)NO通过装置③稀HNO3溶液后,若无红棕色气体NO2产生,说明稀硝酸不能氧化NO,所以盛放稀硝酸装置的液面上方没有颜色变化即可说明,装置④中盛放的是浓硝酸,若浓硝酸能氧化NO,则装置④液面的上方会产生红棕色气体。
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