第5章 第2节 第3课时 硝酸 酸雨及防治-【金版教程】2024-2025学年高中化学必修第二册创新导学案word（人教版2019 不定项版）

第三课时　硝酸　酸雨及防治 [学习目标]　1．通过硝酸与不活泼金属、非金属反应，认识硝酸的强氧化性。2．通过比较浓硝酸与稀硝酸性质的差异，认识浓度、反应条件对反应产物的影响。3．知道氮的氧化物(NO2)、硫的氧化物(SO2)是主要的大气污染物及其防治措施，培养“科学态度与社会责任”的核心素养。 一、硝酸 1．物理性质 硝酸是无色，易挥发，有刺激性气味的液体。 2．化学性质 (1)酸性：硝酸是一种一元强酸，溶于水完全电离，电离方程式为HNO3===H＋＋NO。 (2)不稳定性：浓硝酸见光或受热会分解： 4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O。实验室常将浓硝酸保存在棕色试剂瓶中，并放置在阴凉处。 (3)强氧化性 ①与金属Cu反应 装置 现象 稀HNO3 浓HNO3 反应缓慢，试管中有少量气泡产生，溶液变蓝，试管口有红棕色气体产生 反应剧烈，试管中有大量气泡产生，溶液变蓝，液面上有红棕色气体产生 结论 缓慢反应生成NO气体 剧烈反应生成NO2气体 反应方程式 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O ②与铁、铝等金属的反应 常温下，铁、铝遇浓硫酸或浓硝酸后表面被氧化生成一层致密的氧化膜，这层膜阻止了酸与内层金属的进一步反应，该过程也可以称为“钝化”，因此常温下可用铝制或铁制的容器贮存浓硝酸或浓硫酸。在加热或高温条件下，铁、铝等直接与浓硫酸或浓硝酸反应。 ③王水 由浓硝酸和浓盐酸组成的混合物，体积比为1∶3。能使不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。 3．工业制法 写出上述转化的化学方程式： N2→NH3：N2＋3H22NH3。 NH3→NO：4NH3＋5O24NO＋6H2O。 NO→NO2：2NO＋O2===2NO2。 NO2→HNO3：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。 4．用途 是制炸药、染料、塑料等的原料，也是化学实验室的必备试剂。 二、酸雨及防治 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)硝酸具有腐蚀性和挥发性，使用时要注意防护和通风。(　　) (2)常温下铁、铝制容器可盛放浓硝酸，是因为Fe、Al与浓硝酸不反应。(　　) (3)铜与浓硝酸反应时，浓硝酸只表现强氧化性。(　　) (4)过量的铜与浓硝酸反应，生成的气体只有NO2。(　　) (5)稀硝酸与金属反应生成硝酸盐和氢气。(　　) (6)化石燃料燃烧产生大量的CO2，是形成酸雨的主要原因。(　　) 答案　(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)× 硝酸与Cu反应的实验探究 实验装置： 实验操作： 如图所示，在橡胶塞中嵌入下端卷成螺旋状的铜丝。向两支具支试管中分别加入2 mL浓硝酸和稀硝酸，用橡胶塞塞住试管口，使铜丝与硝酸接触，观察并比较实验现象。向上拉铜丝，终止反应。 [问题探究] 1．两支具支试管中观察到的实验现象是否完全相同？反应中浓硝酸、稀硝酸起什么作用？ 提示：不相同。加入浓硝酸的具支试管中出现的现象是铜片表面产生气泡，铜片溶解，溶液变蓝，具支试管上部空间气体由无色变为红棕色。加入稀硝酸的具支试管中出现的现象是铜片表面产生气泡，铜片溶解，溶液变蓝，具支试管上部空间气体由无色变为红棕色，后又变成无色。两支具支试管中浓、稀硝酸既表现出氧化性，又表现出酸性。 2．分析两支具支试管中发生反应的氮元素的价态变化，思考硝酸的浓度对还原产物有何影响。 提示：反应中，浓硝酸的还原产物是NO2，稀硝酸的还原产物是NO，即硝酸的浓度越低，还原产物的价态越低。 3．足量的铜与一定量的浓硝酸反应，得到气体的成分是什么？ 提示：NO、NO2的混合气体。铜与浓HNO3反应生成NO2，随着反应的进行，浓硝酸变稀，铜与稀硝酸反应生成NO，故得到的是NO和NO2的混合气体。 知识点一　硝酸的化学性质 [重点讲解] 1．硝酸的不稳定性 HNO3在光照或加热条件下会分解，硝酸浓度越大越容易分解。所以HNO3应盛放在棕色细口试剂瓶中，且放在阴凉处；浓硝酸呈黄色是由于溶有NO2的缘故。 2．硝酸的强氧化性 (1)硝酸与金属的反应 ①除Au、Pt等少数金属外，硝酸几乎可以氧化所有的金属。 如：3Ag＋4HNO3(稀)===3AgNO3＋NO↑＋2H2O。 ②金属与HNO3反应不生成H2。 ③HNO3的浓度不同，还原产物不同，浓HNO3的还原产物为NO2，稀HNO3的还原产物为NO，一般HNO3的浓度越稀，还原产物中N元素的化合价越低。 ④常温下浓硝酸、浓H2SO4能使Fe、Al钝化(化学变化)。 ⑤稀硝酸与铁反应时，产物符合以下规律： (2)硝酸与非金属的反应 反应规律：非金属单质＋浓硝酸―→最高价氧化物或其含氧酸＋NO2↑＋H2O。 如：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。 (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－、S2－、SO等均能被HNO3氧化。 [对点练习] [练1]　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．反应剧烈程度：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　相同质量的铜分别和过量浓硝酸、稀硝酸反应时，浓硝酸参与的反应更剧烈，A错误；铜和浓硝酸、稀硝酸反应的方程式分别为①4HNO3(浓)＋Cu===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，②8HNO3(稀)＋3Cu===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。①产生红棕色气体，②产生无色气体，C错误；由于参加反应的铜的质量相同，且两反应中还原剂都是铜，反应后铜的价态又相同，所以反应中转移的电子总数相等，D错误；1 mol Cu和浓硝酸反应消耗4 mol硝酸，1 mol Cu和稀硝酸反应消耗 mol硝酸，同质量的铜和过量浓硝酸、稀硝酸反应时，消耗的浓硝酸多，B正确。 [练2]　某研究小组为了探究硝酸的性质，进行如下实验操作。 (1)从试剂柜中取一瓶浓硝酸，发现其保存在________色试剂瓶中，取少量浓硝酸于试管中，发现其溶液呈“黄色”，其原因是_________________________________________________ ____________________________(用化学方程式和适当文字描述)。该研究小组尝试将显“黄色”的浓硝酸恢复到原本的无色。下列措施合理的是________(填字母)。 a．向浓硝酸中加水 b．向浓硝酸中通入适量空气 c．加热浓硝酸 d．向浓硝酸中加入适量的NaOH固体 (2)向浓硝酸中加入稍过量铜片，该小组同学发现，生成的气体开始呈红棕色后逐渐变浅，最终气体变为无色，试写出上述反应的化学方程式：____________________________________ __________________________________________，在上述反应中，硝酸体现的性质为____________________。 (3)当实验完毕，该小组同学向试管中滴入少量稀H2SO4，发现铜片又逐渐溶解，产生无色气体，试写出上述反应的离子方程式：____________________________。 答案　(1)棕　浓硝酸不稳定，见光或受热易分解，4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O，NO2溶于浓HNO3使溶液呈黄色　b (2)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O、3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O　强氧化性和酸性 (3)3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O [易错警示] 1．浓硝酸能使紫色石蕊试液先变红，后褪色(酸性、强氧化性)。 2．浓硝酸与Cu反应时，若Cu过量，反应开始时浓硝酸的还原产物为NO2，但随着反应的进行，硝酸变稀，其还原产物将变为NO，最终得到NO2与NO的混合气体，可利用氧化还原反应过程中化合价升降总数相等的规律求解有关Cu、HNO3和混合气体之间的量的关系。 3．注意NO在离子共存问题的判断中的特殊性。在水溶液中，NO本无氧化性，但当水溶液中有大量H＋存在时，NO就表现出强氧化性，如在有H＋、NO存在的溶液中就不能存在Fe2＋、S2－、I－、SO、Br－等还原性离子。 知识点二　酸雨及防治 [重点讲解] 1．酸雨类型 (1)硫酸型：①SO2→H2SO3→H2SO4，SO2＋H2OH2SO3，2H2SO3＋O2===2H2SO4；②SO2→SO3→H2SO4，2SO2＋O22SO3，SO3＋H2O===H2SO4。 (2)硝酸型：NO2→HNO3，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。 2．防治措施 (1)调整能源结构，发展清洁能源。 (2)研究原煤的脱硫技术，改进燃烧技术，减少二氧化硫和氮氧化物的排放，如用石灰法对煤燃烧后的烟气脱硫。 (3)加强工厂废气的回收处理。 (4)改进汽车尾气的处理技术，控制尾气排放。 [知识拓展]　SO2和NOx的吸收与处理 (1)含有SO2废气的两种处理方法 ①钙基固硫法 工业上常用生石灰和含硫的煤混合后燃烧，燃烧时硫、生石灰、O2共同反应生成硫酸钙，从而使硫转移到煤渣中，反应的化学方程式为CaO＋SO2CaSO3、2CaSO3＋O22CaSO4，总反应的化学方程式为2CaO＋2SO2＋O22CaSO4。 ②氨水脱硫法 该脱硫法采用喷雾吸收法，雾化的氨水与烟气中的SO2直接接触吸收SO2，其反应的化学方程式为2NH3＋SO2＋H2O===(NH4)2SO3、2(NH4)2SO3＋O2===2(NH4)2SO4。 (2)含有NOx尾气的处理方法 ①碱液吸收法 硝酸工业产生的废气中含有较多的NO、NO2，可用强碱溶液进行吸收，同时获得副产品。如：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O；NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O[NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)≥n(NO)]。 ②催化转化法 在催化剂、加热条件下，氮氧化物通过与氨或CO反应转化为无毒气体(N2)，一般适用于汽车尾气的处理。如：6NO＋4NH35N2＋6H2O；6NO2＋8NH37N2＋12H2O。 [对点练习] [练3]　下列说法不正确的是(　　) A．酸雨形成过程中有氧化还原反应发生 B．煤和石油的燃烧是形成酸雨的唯一来源 C．二氧化硫以及氮氧化物是形成酸雨的主要物质 D．燃煤时加入适量石灰石，可减少废气中SO2的含量，从而减少酸雨的产生 答案　B [练4]　汽车尾气(含CO、SO2和NO等)是城市空气污染源之一，治理的方法之一是在汽车的排放管上装一个“催化转化器”，它能使CO跟NO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体，并促进二氧化硫的转化。 (1)汽车尾气中导致酸雨形成的主要物质是________。 (2)写出在催化剂的作用下CO跟NO反应的化学方程式：____________________________。 (3)使用“催化转化器”的缺点是在一定程度上提高了排放废气的酸度，有可能促进酸雨的形成，其原因是________________________________________________________________。 答案　(1)SO2、NO (2)2CO＋2NON2＋2CO2 (3)由于“催化转化器”促进了SO2的转化，生成的SO3增多，SO3＋H2O===H2SO4，提高了废气的酸度 [易错警示] 1．引起温室效应的气体除CO2之外，还有CH4等。 2．酸雨、光化学烟雾、臭氧层空洞均与氮氧化物有关。 3．CO2不属于空气污染物。 微专题　硝酸与金属反应的有关计算 1．反应规律 反应通式：M＋HNO3―→M(NO3)x＋还原产物＋H2O。 还原产物：浓HNO3→NO2；稀HNO3→NO。 2．思维模型 3．计算方法 (1)原子守恒法：反应前所有的N只存在于HNO3中，反应后含N的物质有HNO3的还原产物(假设有NO2、NO)和M(NO3)x，若HNO3过量，则过量HNO3中也含N，则有n(N)＝n(NO2)＋n(NO)＋xn[M(NO3)x]＋n剩(HNO3)。 (2)得失电子守恒法(以Cu和少量浓硝酸反应为例)：反应中失去电子的是参加反应的Cu，Cu－2e－―→Cu2＋；得到电子的是被还原的HNO3(假设还原产物为NO2、NO)，NO＋e－―→NO2、NO＋3e－―→NO。根据得失电子守恒，则有2n(Cu)＝n(NO2)＋3n(NO)。若将生成的氮的氧化物与一定量的氧气共同通入水中，氮的氧化物完全生成硝酸，由于开始反应物为硝酸，中间生成了氮的氧化物，但最终又生成了硝酸，所以相当于铜失的电子最终由氧气得到，则有n(Cu)＝2n(O2)。 (3)溶液中电荷守恒：若向反应后的溶液中加入NaOH溶液恰好使Mx＋沉淀完全，此时溶质为NaNO3，则存在：n(Na＋)＝n(NO)＝n剩余(HNO3)＋xn[M(NO3)x]＝n总(HNO3)－n(NO)－n(NO2)。 (4)离子方程式计算法：金属与硫酸、硝酸的混合酸反应时， 如铜与硝酸、硫酸的混合溶液反应，依据离子方程式3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O确定反应比例，先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H＋或NO进行相关计算，且要符合电荷守恒。 1．某稀溶液中HNO3和H2SO4的物质的量浓度分别为3．0 mol/L和2．0 mol/L。取该溶液20 mL，加入3．2 g铜粉，充分反应后，产生的气体在标准状况下的体积约是(　　) A．0．75 L B．0．336 L C．1．5 L D．0．448 L 答案　A 解析　20 mL溶液中：n(H＋)＝0．14 mol，n(NO)＝0．06 mol，n(Cu)＝0．05 mol。依据离子方程式计算： 3Cu　＋　 8H＋ ＋　 2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O 3 8 2 2×22．4 L 0．05 mol 0．14 mol 0．06 mol V(NO) 三者反应时，H＋与NO均过量，依据Cu的物质的量可得V(NO)≈0．75 L。 2．9．7 g Cu和Zn的合金与足量的稀硝酸反应，还原产物只有NO气体，其体积在标准状况下为2．24 L。将反应后所得溶液稀释为1 L，测得溶液的c(H＋)＝0．1 mol·L－1，此时溶液中NO的浓度为(　　) A．0．3 mol·L－1 B．0．4 mol·L－1 C．0．2 mol·L－1 D．0．6 mol·L－1 答案　B 解析　n(NO)＝0．1 mol，转移电子的物质的量为0．1 mol×3＝0．3 mol，n(Cu＋Zn)＝0．3 mol÷2＝0．15 mol，n[Cu(NO3)2]＋n[Zn(NO3)2]＝0．15 mol，其中所含n(NO)＝0．3 mol，溶液中c(HNO3)＝c(H＋)＝0．1 mol·L－1，其中含n(NO)＝0．1 mol，溶液中NO的总浓度为0．4 mol·L－1。 3．38．4 g Cu与适量的浓硝酸反应，Cu全部反应后，共收集到1 mol气体(不考虑NO2与N2O4的转化)。反应消耗的HNO3的物质的量是(　　) A．1．0 mol B．1．6 mol C．2．2 mol D．2．4 mol 答案　C 解析　Cu跟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，浓硝酸会逐渐变成稀硝酸，反应则变为3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。参加反应的硝酸一部分作酸，一部分作氧化剂被还原(其中一部分被还原为NO2，另一部分被还原为NO)，故n(HNO3)＝n[HNO3(作酸)]＋n[HNO3(作氧化剂)]＝2n[Cu(NO3)2]＋n(NO2)＋n(NO)＝2×＋1 mol＝2．2 mol。 4．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Cu2＋，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。 1．氮及其化合物的变化关系如下图所示，则下列说法不正确的是(　　) A．路线①②③是工业生产硝酸的主要途径 B．路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径 C．上述所有反应都是氧化还原反应 D．氮气可在足量的氧气中通过一步反应生成NO2 答案　D 2．下列有关酸雨的说法正确的是(　　) A．凡是呈酸性的雨水都称为酸雨 B．酸雨的形成只与SO2的排放有关 C．煤的脱硫可以在一定程度上防止酸雨的形成 D．为了不形成酸雨，应停止使用一切化石燃料 答案　C 3．为除去镀在铝表面的铜镀层，可选用的试剂是(　　) A．稀硝酸 B．浓硝酸 C．浓硫酸 D．浓盐酸 答案　B 解析　常温下浓HNO3与铜反应，且铝遇浓硝酸钝化。 4．以下非金属氧化物与其引起的环境问题对应正确的是(　　) 氧化物 环境问题 A CO2 破坏臭氧层 B SO2 温室效应 C NO2 光化学烟雾 D CO 酸雨 答案　C 5．下列关于硝酸的说法中正确的是(　　) A．硝酸电离出的H＋，能被Zn还原成H2 B．常温下，向浓HNO3中投入Fe片，会产生大量的红棕色气体 C．向装有Fe(NO3)2溶液的试管中加入稀H2SO4，可在管口观察到红棕色气体 D．过量的Fe粉中加入稀HNO3，充分反应后，滴入KSCN溶液，溶液呈红色 答案　C 解析　硝酸具有强氧化性，与Zn反应生成氮氧化物等，不能生成H2，A错误；常温下，Fe被浓硝酸钝化，阻止进一步反应，B错误；稀H2SO4电离出H＋，NO在酸性条件下具有强氧化性，被Fe2＋还原为NO，NO在试管口遇O2生成红棕色的NO2，C正确；过量的Fe粉中加入稀HNO3，生成Fe2＋，滴入KSCN溶液不显红色，D错误。 课时作业 [学习·理解] 本组内选择题只有1个选项符合题意。 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性质不对应的一组是(　　) 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．能使滴有酚酞溶液的氢氧化钠溶液红色褪去——强氧化性 答案　D 解析　使滴有酚酞溶液的氢氧化钠溶液红色褪去，硝酸表现出酸性。 2．从经济效益和环境保护的观点出发，由铜制取硝酸铜最适宜的方法是(　　) A．Cu与浓HNO3―→Cu(NO3)2 B．Cu与稀HNO3―→Cu(NO3)2 C．CuCuOCu(NO3)2 D．Cu＋AgNO3―→Cu(NO3)2 答案　C 解析　A项，生成的NO2会造成大气污染；B项，生成的NO也会造成大气污染；D项，硝酸银成本较高，同时硝酸银会对环境造成一定的污染。 3．下列对于硝酸的认识，不正确的是(　　) A．浓硝酸在见光或受热时会发生分解 B．金属与硝酸反应不产生氢气 C．可用铁和铝制品盛装冷的浓硝酸 D．铜与硝酸的反应属于置换反应 答案　D 4．下列说法中，正确的是(　　) A．可用铝制或铁制容器盛装稀硝酸 B．在0．1 mol·L－1的盐酸中，Na＋、Fe2＋、SO、NO能大量共存 C．56 g Fe与硝酸发生氧化还原反应时，转移的电子一定是3 mol D．浓硝酸在光照下颜色变黄，说明浓硝酸不稳定，见光易分解 答案　D 5．在通风橱中进行下列实验： 步骤 现象 Fe表面产生大量无色气泡，液面上方变为红棕色 Fe表面产生少量红棕色气泡后，迅速停止 下列说法中不正确的是(　　) A．Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式为2NO＋O2===2NO2 B．Ⅱ中的现象说明Fe表面形成致密的氧化膜，阻止Fe进一步反应 C．对比Ⅰ、Ⅱ中现象，说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3 D．红棕色气体的成分是NO2 答案　C 6．1．92 g Cu投入一定量的浓硝酸中，铜完全溶解，生成的气体的颜色越来越浅，共收集到672 mL的气体(气体体积已折算为标准状况下)。将盛有此气体的容器倒扣在水槽中，通入标准状况下一定体积的氧气，恰好使气体完全溶于水，则通入的氧气的体积为(　　) A．168 mL B．224 mL C．336 mL D．504 mL 答案　C 解析　根据电子的转移情况，找出关系式：，整个过程相当于Cu失的e－转移给O2，由此得出Cu和O2的关系式：2Cu～O2，n(Cu)＝＝0．03 mol，则n(O2)＝n(Cu)＝0．015 mol，V(O2)＝0．015 mol×22．4 L/mol＝0．336 L＝336 mL。 7．(1)铜与足量浓HNO3反应时，表现酸性的HNO3与作氧化剂的HNO3物质的量之比为________。 (2)一定量的浓硝酸与足量的铜充分反应，生成气体的成分有________，写出反应的离子方程式：____________________________________________________________________________ ________________________。向反应后的溶液中加入稀硫酸，如果反应，写出反应的离子方程式：__________________________________________________。 (3)从某金属粉末(含有Au、Cu、Ag)中分离出Au，加入的试剂是________，写出Ag参与反应的化学方程式：________________________________。 (4)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为Fe(NO3)2溶液________________；FeSO4溶液________。 答案　(1)1∶1 (2)NO2、NO　Cu＋4H＋＋2NO===2NO2↑＋2H2O＋Cu2＋、3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O　3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O (3)稀硝酸　3Ag＋4HNO3(稀)===3AgNO3＋NO↑＋2H2O (4)浅绿色变棕黄色　不变色 [应用·实践] 本组内选择题有1个或2个选项符合题意。 8．将铜粉放入稀硫酸中，加热无明显反应，但加入某盐后，发现铜粉逐渐减少，该盐可能是(　　) A．硫酸亚铁 B．硫酸锌 C．硝酸钾 D．氯化铁 答案　CD 解析　在酸性溶液中，硝酸根离子具有氧化性，能把铜氧化成铜离子；Fe3＋能与Cu反应。 9．将锌、铁、铜粉末按一定比例混合投入一定量的硝酸中，微热，充分反应后过滤，除去滤渣，滤液中金属阳离子情况不可能是(　　) A．只含Cu2＋、Fe2＋、Zn2＋ B．只含Zn2＋ C．只含Fe2＋、Zn2＋ D．只含Cu2＋、Fe3＋、Zn2＋ 答案　D 10．下列有关实验操作，现象和解释或结论不正确的是(　　) 选项 实验操作 现象 解释或结论 A 将少量的Fe粉加入稀HNO3中，充分反应后，滴入KSCN溶液 溶液呈红色　 稀HNO3将Fe氧化为Fe3＋ B 浓HNO3久置或光照 变黄色 HNO3不稳定易分解 C 铝箔插入稀HNO3中 无现象 铝箔表面被HNO3氧化，形成致密的氧化膜 D 用玻璃棒蘸取浓HNO3点到蓝色石蕊试纸上 试纸先变红色后褪色 浓HNO3具有酸性和强氧化性 答案　C 解析　铝箔遇浓HNO3钝化，遇稀HNO3会溶解，故C错误。 11．将0．1 mol铜与40 mL 10 mol·L－1 HNO3充分反应后，溶液中含a mol H＋，下列说法中正确的为(　　) A．生成的气体在标准状况下的体积为4．48 L B．生成的气体在标准状况下的体积为2．24 L C．被还原的硝酸的物质的量为(0．2－a) mol D．反应后溶液中所含NO的物质的量为(a＋0．2) mol 答案　CD 解析　溶液中含有H＋，则HNO3过量。在反应过程中HNO3逐渐变稀，实际上发生了两个反应：①Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O、②3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。反应消耗的HNO3包括起酸性作用和氧化剂作用两部分，前者反应后以Cu(NO3)2形式存在，后者被还原后生成NO2、NO气体，从两反应式看出：Cu～2HNO3(酸)～Cu(NO3)2，HNO3(氧化剂)～NO2(或NO)，作酸用的硝酸为0．2 mol，生成的气体为NO、NO2的混合气体，溶液中有a mol的HNO3过量，则被还原的HNO3的物质的量＝生成的气体的物质的量＝(0．4－a－0．2) mol＝(0．2－a) mol，溶液中的NO由过量的HNO3和Cu(NO3)2中的NO组成，为(a＋0．2) mol。 12．(1)实验室用金属铜和稀硝酸制取NO的化学方程式为_____________________________ __________________。 (2)NO是有毒气体，某学生为防止污染，用分液漏斗和烧杯装配了一套简易的、能随开随用、随关随停的NO气体发生装置，如图甲所示。 ①实验室若没有铜丝，而只有小铜粒，在使用上述装置进行实验时，可用丝状材料包裹铜粒以代替铜丝进行实验，这种丝状材料的成分可以是________(填字母)。 A．铁 B．铝 C．铂 D．玻璃 ②打开分液漏斗的活塞使反应进行，在分液漏斗中实际看到的气体是红棕色的，原因是__________________________(填化学方程式)。 (3)为证明铜丝与稀硝酸反应生成的确实是NO，某学生另设计了一套如图乙所示的装置制取NO。反应开始后，可以在U形管右端观察到无色的NO气体。 ①长玻璃管的作用是_____________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②让反应停止的操作方法及原因是_________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O (2)①CD　②2NO＋O2===2NO2 (3)①接收被气体压出U形管的液体，防止稀硝酸溢出　②关闭U形管右端导气管上的活塞；反应产生的气体将U形管右端管内的稀硝酸向下压，使铜丝与稀硝酸分开，反应就会停止 [创新·提高] 13．某课外活动小组为了探究木炭与浓硝酸反应后的气态生成物，设计如下实验。 (1)甲同学设计实验如图甲。 红热木炭未进入试管前，浓硝酸上方并无明显变化。当按图甲装置进行实验后，浓硝酸液面上方有明显的红棕色气体产生，且沾有澄清石灰水的玻璃片出现浑浊，后浑浊消失。 ①液面上方出现红棕色气体，说明浓硝酸可能具有________(填字母)。 a．酸性　　b．挥发性　　c．不稳定性 ②沾有澄清石灰水的玻璃片出现浑浊，________(填“能”或“不能”)说明木炭与浓硝酸发生了反应，是因为____________________________________________________________。 (2)乙同学设计实验如图乙。按图乙装置进行实验后，浓硝酸液面上方有明显的红棕色气体产生，且沾有澄清石灰水的玻璃片无明显变化。沾有澄清石灰水的玻璃片无明显变化，________(填“能”或“不能”)说明木炭与浓硝酸未反应，是因为____________________ ___________________。 (3)丙同学克服了甲、乙同学设计上的缺点，设计实验如图丙。已知酸性高锰酸钾能将NO、NO2氧化成NO，MnO被还原为Mn2＋。 ①如图连接装置后，需进行的实验操作为________________________；加热木炭与浓硝酸前需先通一段时间N2，目的是________________________________。 ②装置A中木炭与浓硝酸反应的化学方程式为_______________________________________ _________________________。 ③能证明木炭被氧化的实验现象为________________________________________。 ④D装置中发生反应的离子方程式为______________________________________。 答案　(1)①bc　②不能　红热木炭与空气中的氧气反应也能生成二氧化碳，使澄清石灰水变浑浊 (2)不能　挥发出的硝酸和生成的NO2都能优先与石灰水反应 (3)①检查装置气密性　将装置中的空气排尽 ②C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O ③C中澄清石灰水变浑浊 ④5NO＋3MnO＋4H＋===5NO＋3Mn2＋＋2H2O 解析　(1)①木炭未伸入浓硝酸中，液面上方出现红棕色NO2气体，说明试管内可能有硝酸蒸气与木炭发生了反应，证明浓硝酸具有挥发性；NO2气体也可能是硝酸分解产生，证明浓硝酸具有不稳定性。 12 学科网（北京）股份有限公司 $$