第3章 第3节 第3课时 硝酸的性质 人类活动对氮循环和环境的影响（课件PPT）-【新课程学案】2025-2026学年高中化学必修第一册（鲁科版）山东专版

第三课时 硝酸的性质　人类活动对氮循环和环境的影响 新知探究(一)——硝酸 新知探究(二)——金属与硝酸反应 的计算 课时跟踪检测 目录 新知探究(三)——人类活动对氮循环和环境 的影响 新知探究(一)——硝酸 实验 装置 及操 作 实验 现象 瓶口产生_____，闻到________气味 反应缓慢，有少量 气 泡 产 生，_________ 反应剧烈，有 ________ 产生，_________ 无明显 现象 1.实验探究硝酸的性质 白雾 刺激性 溶液变蓝 大量气泡 溶液变蓝 [微思考] 如何闻气体的气味?盛放浓硝酸的试剂瓶口有白雾生成说明什么? 提示：打开瓶塞，用手轻轻地在瓶口扇动，使极少量的气体飘进鼻孔；盛放浓硝酸的试剂瓶口有白雾生成，说明浓硝酸易挥发。 颜色 状态 气味 密度 特性 __________ __________ ________________ ρ (HNO3)__ ρ(H2O) _______________ 2.物理性质 无色 液态 刺激性 > 易挥发 3.化学性质 (1)酸的通性 电离方程式为HNO3==H++N。硝酸能使酸碱指示剂发生颜色变化，能与金属、碱、碱性氧化物等反应。 (2)不稳定性 硝酸受热或见光分解会产生二氧化氮气体，化学方程式为_______________ _________________。 4HNO3 4NO2↑+O2↑+2H2O (3)强氧化性 [微点拨]　①硝酸发生氧化还原反应的规律：硝酸的浓度越大，反应温度越高，其氧化性越强；还原剂一般被氧化成最高价态。 ②与硝酸不共存的还原性化合物：硝酸具有强氧化性，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-、S等。 4.用途 硝酸是一种重要的化工原料，可用于制造炸药、染料、塑料和硝酸盐等，是一种重要的化学试剂。 [典例]　某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的是NO气体设计了如下实验。实验装置如图所示(已知NO、NO2能与NaOH溶液反应)： (1)设 计装置A的目的是__________________________________________________ ______________________，为达此目的应进行的操作是______________________ _____________________；A中反应的化学方程式是_________________________ ____________。  利用生成的CO2将整套装置内的空气赶尽，以排除对观察气体产物的干扰 打开K，当装置C中产生白色沉淀时，关闭K　 CaCO3+2HNO3==Ca(NO3)2 +CO2↑+H2O (2)完成(1)中的操作后将装置B中的铜丝插入稀硝酸，并微热，观察到装置B中的现象是______________________________________________________； B中反应的离子方程式是____________________________________。 铜丝上产生气泡，稀硝酸液面上气体仍无色，溶液变为蓝色　 3Cu+8H++2N==3Cu2++2NO↑+4H2O (3)装置E和F的作用是 ______________________；为实现此目的，操作方法是 ____________________________。 验证无色气体为NO 将注射器F中的空气推入E中 (4)D装置的作用是___________________________________。 [解析]　NO是无色、有毒的气体，易与O2反应生成红棕色、有毒的NO2，若验证生成的气体是NO，则必须排尽装置中空气，A装置中产生的CO2气体能将整套装置中的空气赶尽，当C中有白色沉淀生成时，则说明装置中已无空气。若判断产物气体，可向E中推入空气(或氧气)，若气体由无色变为红棕色，则说明反应产生的是NO气体。 吸收NO、NO2等尾气，防止污染空气 |思维建模| 硝酸与铜反应的规律 　　在反应中硝酸的作用可用如图表示： 　　 可以看出，随着HNO3浓度的降低，还原产物会由NO2变为NO。 ①由氮原子守恒可知，不论是NO2还是NO，被还原的HNO3的物质的量与生成气体的物质的量总是相等的。②未被还原的N与Cu2+结合生成Cu(NO3)2，N的物质的量为Cu2+物质的量的2倍。 √ 题点(一)　硝酸的性质 1.对于硝酸的物理性质，下列叙述不正确的是(　 ) A.可以与水以任意比互溶 B.不易挥发 C.有刺激性气味 D.质量分数在95%以上的浓硝酸又叫作发烟硝酸 [题点多维训练] 解析：硝酸易挥发。 2.下列各组反应中，硝酸既表现了氧化性，又表现了酸性的是 (　 ) A.C+HNO3 B.H2S+HNO3 C.Fe(OH)3+HNO3 D.Cu+HNO3 √ 解析：碳和硝酸反应，硝酸只表现了氧化性，错误，不选A；H2S和硝酸反应，硝酸只表现了氧化性，错误，不选B；Fe(OH)3和硝酸反应，硝酸只表现了酸性，错误，不选C；Cu和硝酸反应，硝酸表现了酸性和氧化性，正确，选D。 3.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.铁与稀硝酸反应不能放出氢气——强氧化性 C.要用棕色试剂瓶盛装浓硝酸——不稳定性 D.氢氧化亚铁固体与稀硝酸混合——酸性 √ 解析：A项，浓硝酸因有酸性而使紫色石蕊溶液变红色，又因浓硝酸的强氧化性而使其褪色；B项，因稀硝酸有强氧化性，与铁反应不产生H2；C项，因浓硝酸不稳定，见光或受热易分解，因此应用棕色试剂瓶盛装，且避光保存；D项，稀硝酸与氢氧化亚铁反应生成硝酸铁、一氧化氮和水，表现了硝酸的酸性和强氧化性。 4.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。下列有关说法错误的是 (　 ) A.①中溶液呈蓝色，试管口有红棕色气体产生，但稀硝酸的还原产物为NO B.③中反应的离子方程式为3Cu+8H++2N==3C+2NO↑+4H2O C.③中滴加稀硫酸，铜片继续溶解，不能说明稀硫酸的氧化性比稀硝酸的氧化性强 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 √ 题点(二)　硝酸强氧化性的实验探究 解析：A项，①中溶液呈蓝色，稀硝酸被Cu还原为NO，在试管口，NO遇到空气中的O2生成红棕色气体NO2，正确；B项，③中反应的离子方程式：3Cu+8H++2N==3C+2NO↑+4H2O，正确；C项，③中滴加稀硫酸，铜片继续溶解，是由于硝酸根离子在酸性条件下等同于硝酸，硝酸的氧化性强于稀硫酸的氧化性，正确；D项，铜与稀硫酸不反应，错误。 √ 5.为了探究浓硝酸的性质，进行以下五组实验，均观察到有红棕色气体产生。下列分析错误的是 (　 ) A.将带火星的木条靠近实验①的试管口，木条复燃，说明NO2支持燃烧 B.实验②中的铁片钝化，红棕色气体由浓硝酸分解产生 C.对比实验①④⑤，实验④中的红棕色气体可能是由挥发的硝酸受热分解产生的 D.五支试管中的红棕色气体均为还原产物 解析：浓硝酸受热分解生成NO2和O2，且NO2与O2的体积比为4∶1，该混合气体中O2的含量接近于空气中O2的含量，空气中的O2不能使带火星的木条复燃，而实验①中气体能使带火星的木条复燃，则说明实验①产生的气体中的NO2支持燃烧，A项正确；灼热的铁片放入浓硝酸中，相当于浓硝酸与铁在加热的条件 下反应，红棕色气体是铁与浓硝酸反应的产物，B项错误；对比实验①④⑤，实 验④中的灼热的木炭没有接触浓硝酸，但出现了红棕色气体，则红棕色气体可能是由挥发的硝酸受热分解产生的，C项正确；五支试管中的红棕色气体均来自HNO3，故NO2均为还原产物，D项正确。 6.木炭屑与浓硝酸共热，产生的气体X等分为①和②两份，将两份气体分别按下图实验： 则澄清石灰水的变化可能是(　 ) A.①不变浑浊，②变为乳白色浑浊 B.①变为乳白色浑浊，②不变浑浊 C.①②均变为乳白色浑浊 D.①②都不变浑浊 √ 解析：①中X先通过水，NO2转变为NO，故澄清石灰水只与CO2反应变浑浊，②中X通入澄清石灰水，依次发生反应：3NO2+H2O==2HNO3+NO、CO2+Ca(OH)2 ==CaCO3↓+H2O，生成的CaCO3沉淀会被HNO3溶解，故澄清石灰水不变浑浊，所以B项正确。 新知探究(二)——金属与硝酸反应的 计算 典例导学 [典例]　将7.68 g铜与50 mL一定浓度的硝酸恰好完全反应，产生NO和NO2的混合气体在标准状况下的体积为4.48 L。 (1)NO与NO2的体积分别为多少? [解析]　n(Cu)==0.12 mol，n(NO)+n(NO2)==0.2 mol。 解法一：设n(NO2)=x mol，则n(NO)=(0.2-x)mol， Cu 2NO2↑ mol　 　 x mol 3Cu 　 　　 2NO↑ (0.2-x)mol 　(0.2-x)mol 有+(0.2-x)=0.12，解得x=0.18 则V(NO2)=0.18 mol×22.4 L·mol-1=4.032 L，V(NO)=(0.2-0.18)mol×22.4 L·mol-1=0.448 L。 [答案]　V(NO)=0.448 L　V(NO2)=4.032 L　 解法二：Cu　~　Cu2+　　~　　2e- 　　　　　 0.12 mol　 0.24 mol HNO3~　NO2　~　　e- 　　　n(NO2)　 　n(NO2) HNO3~　NO　~　 　3e- 　　　 n(NO)　 　3n(NO) 由得失电子守恒，有n(NO2)+3n(NO)=0.24 mol，又n(NO2)+n(NO)=0.2 mol，解得n(NO2)=0.18 mol、n(NO)=0.02 mol，即V(NO2)=4.032 L，V(NO)=0.448 L。 (2)被还原的硝酸的物质的量是多少? [答案]　0.2 mol　 [解析]　HNO3被还原生成NO和NO2，故被还原的 n(HNO3) = n(NO2) + n(NO)=0.2 mol。 参加反应的 故n(HNO3)=2n(Cu) + [n(NO) + n(NO2)] = 2× 0.12 mol+ 0.2 mol = 0.44 mol，则 c(HNO3) =0.44 mol0.05 L=8.8 mol·L-1。 ， [解析] [答案]　8.8 mol·L-1　 (3)硝酸的物质的量浓度是多少? [解析] 充入O2后，水充满容器，则O2将NO和NO2氧化又生成HNO3，其过程可表示为HNO3 NO+NO2，两个相反的过程得失电子数相等。 2Cu　　　~　O2　　　~　　4e- 0.12 mol　　　0.06 mol V(O2)=0.06 mol×22.4 L·mol-1=1.344 L。 (4)欲使铜和硝酸产生的气体收集于一倒置于水槽的容器中，若要使水充满整个容器，应充入标准状况下O2的体积是多少? 1.344 L [答案] 原子 守恒法 HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以N的形式存在于溶液中，另一部分HNO3作为氧化剂转化为还原产物，这两部分HNO3中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量 得失 电子 守恒法 HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO3中氮原子得到电子的物质的量等于金属失去电子的物质的量 [系统融通知能] 1.硝酸与金属反应的相关计算应用4种方法 硝酸是一种典型的强氧化性酸，与硝酸有关的一些反应非常重要，尤其是有关硝 酸反应的计算，但只要弄清反应关系，然后采用守恒法和关系式法就能破解。 电荷 守恒法 HNO3过量时，反应后溶液中(不考虑OH-)有c(N)=c(H+)+xc(Mx+)(Mx+代表金属离子) 离子 方程式 计算法 由于N在H2SO4(或HCl)提供H+的条件下能继续与金属反应，故此类题目应用离子方程式来计算。先进行过量判断，然后根据完全反应的金属或H+或N进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒 续表 2.硝酸与金属反应计算中的思维建模 √ 1.在标准状况下，将1.92 g铜粉投入一定量的浓硝酸中，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 [题点多维训练] 解析：混合气体的总物质的量为=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，根据得失电子守恒有3n1+1×(0.05-n1)=0.03×2，解得n1=0.005，则V(NO)=0.005 mol ×22.4 L·mol-1=0.112 L=112 mL。 2.a mol FeS与b mol FeO投入到V L c mol·L-1硝酸中充分反应，产生NO气体，所得澄清溶液成分可看作是Fe(NO3)3和H2SO4的混合液，则反应中未被还原的硝酸可能为 (　 ) ①(a+b)×63 g　②(a+b)×189 g ③mol　④mol A.①④ B.②③　　 C.①③ D.②④ √ 解析：由Fe原子守恒可知，n[Fe(NO3)3]=(a+b)mol，则反应中未被还原的硝酸的物质的量=n(N)=3(a+b)mol，其质量为(a+b)×189 g；由S原子守恒可知，n(H2SO4)=a mol，由电子转移守恒可知，被还原的硝酸的物质的量为mol=mol，则反应中未被还原的硝酸为mol。 3.现有稀硫酸和稀硝酸的混合溶液，已知其中稀硫酸和 稀 硝 酸的浓度均为 2 mol·L-1。取10 mL混合酸，向其中加入1.92 g铜粉，反应结束后，在标准状况下可收集到的气体体积为(假设HNO3只被还原为NO) (　 ) A.0.224 L B.0.336 L C.0.448 L D.0.672 L √ 解析：10 mL混合酸中，n(H+)=0.01 L×2×2 mol·L-1+0.01 L×2 mol·L-1=0.06 mol，n(N)=0.01 L×2 mol·L-1=0.02 mol。1.92 g Cu的物质的量为=0.03 mol。 3Cu+　 2N+ 8H+==3Cu2++2NO↑+4H2O 3　　　　2　　8 0.03 mol　0.02 mol 0.08 mol 0.03 mol Cu完全反应消耗0.02 mol N和0.08 mol H+，所消耗H+的物质的量大于0.06 mol，故H+不足，则由离子方程式可知，生成NO的物质的量为0.06 mol×=0.015 mol，标准状况下生成NO的体积为0.015 mol×22.4 L·mol-1=0.336 L。 4.将32.64 g铜与140 mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2 L。请回答： (1)NO的体积为_______L，NO2的体积为_______L。  5.824　 5.376 解析：V(NO)+V(NO2)=11.2 L　① 再由电子守恒可得×2=×3+×1　② 由①②解得V(NO)=5.824 L，V(NO2)=5.376 L。 (2)待产生的气体全部释放后，向溶液中加入V mL a mol·L-1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为________________　　　　　　　　　　 mol·L-1(用含a、V的式子表示)。 解析：根 据 氮 元 素 守 恒，N 最 终以NO、NO2及NaNO3的形式存在。因此 c(HNO3)== mol·L-1。 新知探究(三)——人类活动对氮循环和环 境的影响 1.人类活动对氮循环和环境的影响 2.减少人类活动对氮循环和环境的影响措施 (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。 3.氮氧化物污染治理方法 催化转化法 2CO+2NO 2CO2+N2 氨还原法 6NO+4NH3 5N2+6H2O 6NO2+8NH3 7N2+12H2O 1.下列环境问题与产生的主要原因不相符的是 (　 ) ①“光化学烟雾”主要是由汽车排放的氮氧化物所引起的　②“酸雨”主要是由空气中CO2浓度增大引起的　③“温室效应”主要是由空气中CO2浓度增大引起的　④“赤潮”主要是由于水体中N、P等元素含量过高而引起的 A.只有①② B.只有②③ C.全部 D.只有② [题点多维训练] √ 解析：“酸雨”主要是由空气中SO2或NOx浓度增大引起的。 2.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，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主要污染物 D.大气中CO2含量的增加会导致温室效应加剧 √ 解析：CO2是空气的成分之一，酸雨是指pH<5.6的雨水，NO2和SO2排放到空气中易形成酸雨，CO2不会导致酸雨，故A说法错误。 √ 选项 原因 结果 A 大量植树造林 温室效应 B SO2和NO2气体的大量排放 酸雨 C 含氮、磷等生活废水的大量排放 水华、赤潮 D 汽车尾气的大量排放 光化学烟雾 3.下列因果关系表述不正确的是 (　 ) 解析：植物光合作用会吸收二氧化碳，大量植树造林不会导致温室效应，A错误；SO2和NO2气体大量排放，最终会转变成硫酸和硝酸，形成酸雨，B正确；氮、磷是植物的营养元素，含氮、磷等生活废水的大量排放会导致水体富营养化，藻类“疯长”，引发水华、赤潮，C正确；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，从而形成光化学烟雾，D正确。 4.硝酸铜承载到黏土上后，称为粘土铜试剂，可用于氧化硫醇至二硫化物，转化缩硫醛为羰基化合物，以及硝化芳香化合物，从而避免大量使用混酸造成的环境污染。某实验小组用以下三种途径来制取相同质量的硝酸铜： ①铜与浓硝酸反应　②铜与稀硝酸反应　 ③铜与氧气反应生成氧化铜，氧化铜再与硝酸反应 (1)以上三种途径中，所消耗的铜的物质的量是否相等_______(填“相等”或“不相等”，后同)，所消耗的硝酸的物质的量是否相等________。  (2)以上三种途径中，哪一个效果最佳______(填序号)，原因是______________ ______________________。  相等 ③ 不相等 既不造成污染，又能提高HNO3的利用率 解析：有关反应为 ① Cu+4HNO3 (浓)== Cu(NO3)2 + 2NO2↑+2H2O，② 3Cu+ 8HNO3(稀) ==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O ，③ 2Cu+O2 2CuO 、CuO+2HNO3== Cu(NO3)2+H2O。分析以上三组反应，当生成相同质量的Cu(NO3)2时，消耗铜的质量相等，但消耗硝酸的质量不相等，途径①消耗的HNO3最多，途径②次之，途径③消耗的HNO3最少。通过比较可以得出，采用途径③生产Cu(NO3)2效果最佳，既不造成污染，又能提高HNO3的利用率。 课时跟踪检测 一、选择题 1.“保护环境，就是保护人类自己。”下列环境问题与产生的主要原因不相符的是(　 ) 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NO2等引起的 ③“酸雨”主要是由空气中CO2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 ⑥“赤潮”主要是由水体中P、N等元素过量引起的 A.①②④ B.②③⑤ C.⑤⑥ D.只有③ 1 2 3 4 5 6 7 9 10 11 13 √ 12 14 解析：“酸雨”有硫酸型和硝酸型两种类型，造成硫酸型酸雨的气体是SO2，造成硝酸型酸雨的气体是氮氧化物。 8 √ 1 2 4 5 6 7 9 10 11 12 13 3 2.下列关于硝酸的说法正确的是 (　 ) 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 14 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项错误；浓硝酸比稀硝酸的氧化性强，B项错误；硝酸具有强氧化性，主要是因为其+5价的N易得电子生成NO或NO2，而HNO3电离出的H+不能被锌、铁等金属还原为H2，C项错误，D项正确。 8 √ 1 2 4 5 6 7 9 10 11 12 13 3 3.一定质量的铜与浓硝酸恰好完全反应，生成NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体与2.24 L O2(标准状况下)混合后通入水中，所有气体被水完全吸收生成硝酸。则参加反应的铜的质量为 (　 ) A.3.2 g B.6.4 g C.12.8 g D.条件不足，无法计算 14 解析：总过程中，氮元素最终没有得电子，铜失去的电子数目与O2得到的电子数目相等，所以铜的质量为×4÷2×64 g·mol-1=12.8 g，C正确。 8 √ 1 2 4 5 6 7 9 10 11 12 13 3 4.已知某四种单质分别与浓硝酸混合出现的情况依次是①反应生成相应的硝酸盐；②反应生成最高价含氧酸；③发生钝化；④不发生反应。则符合上述情况的单质可能是 (　 ) A.Cu、C、Zn、Au B.Ag、P、Al、Pt C.Fe、C、Sb、Hg D.Cu、S、Fe、Pb 14 解析：浓硝酸在常温下使铁、铝钝化，浓硝酸能与绝大多数金属反应，但不能与Au、Pt反应，故选B。 8 5.已知3Cu+8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，则下列说法不正确的是 (　 ) A.Cu做还原剂，HNO3做氧化剂 B.HNO3在该反应中只有部分表现出了氧化性 C.每生成22.4 L(标准状况)NO，有3 mol的电子转移 D.如果有8 mol HNO3被还原，则生成了2 mol NO √ 1 2 4 5 6 7 9 10 11 12 13 3 14 8 解析： 根据双线桥分析，Cu做还原剂，HNO3做氧化剂，A项正确；HNO3在该反应中既表现酸性又表现氧化性，B项正确；根据双线桥分析，该反应每生成2 mol NO转移6 mol电子，C项正确；HNO3被还原生成NO，若有8 mol HNO3被还原，则生成8 mol NO，D项错误。 1 2 4 5 6 7 9 10 11 12 13 3 14 8 √ 1 2 4 5 6 7 9 10 11 12 13 3 6.0.3 mol铜和含1.2 mol HNO3的浓硝酸充分反应后，生成NO2的物质的量为 (　 ) A.0.2 mol B.0.6 mol C.小于0.6 mol D.大于0.6 mol 14 解析：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。 8 √ 1 2 4 5 6 7 9 10 12 11 13 3 7.下列反应中，不能体现HNO3的酸的通性的是 (　 ) A.6HNO3(浓)+S H2SO4+6NO2↑+2H2O B.HNO3+NaOH==NaNO3+H2O C.2HNO3+CuO==Cu(NO3)2+H2O D.2HNO3+CaCO3==Ca(NO3)2+CO2↑+H2O 14 解析：A项，硝酸中氮元素的化合价降低，得到电子，体现硝酸的氧化性，不能体现酸的通性；B项，HNO3和NaOH发生酸碱中和反应，体现酸的通性；C项，HNO3与碱性氧化物CuO反应，体现酸的通性；D项，HNO3与CaCO3反应，体现酸的通性。 8 8.用如图所示装置进行下列实验：将①中溶液逐滴加入②中，预测现象与实际相符的是 (　 ) √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 14 选项 ① ② 预测现象 A 浓盐酸 二氧化锰 产生 黄绿色气体 B 稀盐酸 饱和碳酸钠溶液 立即产生 大量气泡 C 浓硝酸 用砂纸打磨过的铝条 无明显现象 D 稀硝酸 铜片 产生大量 红棕色气体 1 2 4 5 6 7 9 10 11 12 13 3 解析：二氧化锰与浓盐酸反应需要加热，常温下不反应，故A错误；盐酸与碳酸钠反应先生成碳酸氢钠，最后盐酸与碳酸氢钠反应生成气体，预测现象不符合实际，故B错误；常温下，Al遇浓硝酸发生钝化，预测现象符合实际，故C正确；稀硝酸与铜反应生成NO，不是红棕色的NO2，预测现象不符合实际，故D错误。 14 8 √ 1 2 4 5 6 7 9 10 11 12 13 3 14 ① ② ③ 9.下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论正确的是 (　 ) A.由①中的红棕色气体可推知反应还有氧气产生 B.红棕色气体表明②中木炭与浓硝酸发生了反应 C.由③不能说明浓硝酸具有氧化性 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 8 解析：浓硝酸具有不稳定性，在加热条件下，浓硝酸分解生成的红棕色气体为二氧化氮，还有氧气产生，故A正确；在加热条件下，浓硝酸自身也可分解生成二氧化氮，所以不能说明木炭与浓硝酸发生了反应，故B错误；硝酸中N元素化合价为+5价，生成的二氧化氮中的N元素化合价为+4价，化合价降低，硝酸做氧化剂，由③能说明浓硝酸具有氧化性，故C错误；木炭加热至红热，可与空气中的氧气反应生成二氧化碳，不一定是与浓硝酸发生了反应，故D错误。 1 2 4 5 6 7 9 10 11 12 13 3 14 8 10.[双选]向含x mol HNO3和y mol H2SO4的混合稀溶液中缓慢加入铁粉，其氧化产物与所加铁粉的物质的量关系如图所示： 下列有关说法正确的是(　 ) A.x=0.1，y=0.2 B.a点之前反应的离子方程式为3Fe+8H++2N==3Fe2++2NO↑+4H2O C.向b点所得溶液中加入Cu粉，最多可溶解1.92 g Cu D.反应至c点，可收集到气体4.48 L(标准状况) 1 2 4 5 6 7 9 10 11 12 13 3 √ 14 8 √ 1 2 4 5 6 7 9 10 11 12 13 3 14 解析：加入铁粉后，溶液中先发生反应①Fe+4H++N==Fe3++NO↑+2H2O，生成Fe3+，即a点时生成0.1 mol Fe3+；a点后Fe3+开始减少、Fe2+开始增加，即溶液中发生反应②Fe+2Fe3+==3Fe2+，当Fe3+完全反应后，Fe2+仍然在增加，即溶液中发生反应③Fe+2H+==Fe2++H2↑。则a点过后H+仍有剩余，而N已完全反应。结合上述分析可知，a点前发生反应①，生成0.1 mol Fe3+时生成0.1 mol NO，由于N完全反应，则x=0.1；由反应②和n(Fe3+)=0.1 mol可知，Fe3+与Fe反应生成的n(Fe2+)=0.15 mol，而最后生成0.2 mol Fe2+，即反应③生成的n(Fe2+)=0.05 mol；反应①、③分别消耗0.4 mol和0.1 mol H+，由x=0.1可知y=0.2，A项正确。根据上述分析可知，a点前发生反应①，B项错误。b点溶液中Fe2+与Fe3+物质的量相等，设ab段反应消耗x mol Fe3+，由关系式2Fe3+~3Fe2+可知，生成1.5x mol Fe2+，得 1.5x =0.1-x，解得 x= 0.04 ；b点时溶液中剩余的 n(Fe3+) = 0.1 mol-0.04 mol = 0.06 mol，由反应 Cu+2Fe3+ ==2Fe2++Cu2+可知最多可溶解的n(Cu)==0.03 mol，其质量为0.03 mol×64 g·mol-1=1.92 g，C项正确。根据分析可知，反应①生成n(NO)=0.1 mol，反应③生成n(H2)=0.05 mol，故整个过程共产生 0.15 mol气体，在标准状况下的体积为0.15 mol×22.4 L·mol-1=3.36 L，D项错误。 8 11.Cu与浓硝酸反应生成氮的氧化物，这些氧化物恰好溶解在NaOH溶液中得到NaNO3和NaNO2的混合溶液，反应过程及有关数据如图所示。(已知：标准状况下N2O4为液态) 下列有关判断正确的是(　 ) A.常温下，Cu遇浓硝酸发生钝化，不可能发生上述反应 B.若铜片为44.8 g，则生成0.3 mol NaNO3 C.标准状况下收集的氮氧化物为20.16 L D.反应过程中生成的NaNO2是氧化产物 1 2 4 5 6 7 9 10 11 12 13 3 14 √ 8 1 2 4 5 6 7 9 10 11 12 13 3 解析：常温下，Cu遇浓硝酸发生反应，生成硝酸铜、二氧化氮和水，不发生钝化，故A错误； n(Cu)==0.7 mol，n(NaOH)=0.5 L×2 mol·L-1=1 mol，由电子守恒可知，44.8 g Cu失去的电子等于HNO3到NaNO2得到的电子，则0.7 mol×(2-0)=n(NaNO2)×(5-3)，解得n(NaNO2)=0.7 mol，由Na原子守恒可知n(NaOH)=n(NaNO2)+n(NaNO3)，则n(NaNO3)=1 mol-0.7 mol=0.3 mol，若铜片为44.8 g，则生成0.3 mol NaNO3，故B正确； 标准状况下四氧化二氮是液体，氮氧化物体积小于0.9 mol×22.4 L·mol-1=20.16 L，故C错误； N由+4价降为+3价及+2价升为+3价生成NaNO2，反应过程中生成的NaNO2是还原产物也是氧化产物，故D错误。 14 8 12 1 2 4 5 6 7 9 10 11 13 3 二、非选择题 12.(10分)将黑色固体单质甲加热至红热，投入黄色的溶液乙中，反应后产生混合气体A，A在常温下不与空气反应，根据图中转化关系回答下列问题： (1)甲是______，乙是________，丙是______。  (2)混合气体A的主要成分是_____________。  (3)丙与溶液C反应的化学方程式是_______________________________________。  14 C 浓硝酸 Cu　 CO2和NO2 3Cu+8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 解析：由反应①②以及黑色固体单质甲加热至红热，投入黄色的溶液乙中，反应产生混合气体A，得知甲为C，乙为浓硝酸，A为CO2与NO2的混合气体，B为NO；由反应③可知单质丙为铜，溶液C为稀硝酸。 8 1 2 4 5 6 7 9 10 11 12 13 3 13.(10分)利用下图可以从不同角度研究含氮物质的性质及转化关系。图中甲~己均为含氮化合物。回答下列问题： (1)甲是常见的碱性气体，其与氯化氢气体反应的现象是___________；根据甲中氮元素的化合价判断其具有_______性。  14 产生白烟 还原 解析：甲是常见的碱性气体，为氨气，与氯化氢气体反应的现象是有白烟生成；氨气中氮元素的化合价为-3，处于最低价态，具有还原性。 8 1 2 4 5 6 7 9 10 11 12 13 3 (2)根据戊所属物质类别可知其属于__________(填 “电解质” 或 “非电解质 ” ) ；戊的浓溶液与红热的碳反应时，戊为_________(填“氧化剂”或“还原剂”)。 14 解析：戊是硝酸，属于强酸，也属于强电解质；硝酸中的N元素处于最高价态，浓硝酸与红热的碳反应时只做氧化剂。 (3)红棕色 气 体丁与 H2O反 应 可 转 化为乙和 戊，反 应 的化 学 方 程 式 为________________________。 解析： NO2与H2O反应的方程式为3NO2+H2O==NO+2HNO3。 电解质 氧化剂 3NO2+H2O==NO+2HNO3 8 1 2 4 5 6 7 9 10 11 12 13 3 14.(17分)某课外活动小组为了探究木炭与浓硝酸反应后的气体成分，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。 当如图甲连接装置 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上出现浑浊， 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上出现浑浊，______(填“能”或“不能”)说明木炭与浓硝酸发生了反应，原因是__________________________________________________________________。  14 bc 不能 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 8 1 2 4 5 6 7 9 10 11 12 13 3 解析：①木炭未伸入浓硝酸中，液面上方出现红棕色二氧化氮气体，说明试管内有硝酸蒸气，说明浓硝酸具有挥发性；NO2有可能是硝酸分解产生的，说明浓硝酸具有不稳定性，故选b、c。②木炭与空气中的氧气反应也能生成二氧化碳，所以沾有澄清石灰水的玻璃片上出现浑浊，不能说明木炭与浓硝酸发生了反应。 14 8 1 2 4 5 6 7 9 10 11 12 13 3 (2)乙同学设计实验如图乙。 如图乙连接装置后，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上无明显变化。沾有澄清石灰水的玻璃 片上无明显变化，______ (填“能”或 “不能” ) 说 明木炭与 浓硝酸未 反应，原因是______________________________________________。  14 解析：挥发出的硝酸和反应生成的NO2都能与石灰水反应消耗石灰水，所以沾有澄清石灰水的玻璃片上无明显变化，不能证明木炭与浓硝酸未反应。 不能　 挥发出的硝酸和生成的NO2均能与澄清石灰水反应　 8 ③能证明木炭被氧化的实验现象为 ______________ ________。 ④装置D中发生反应的离子方程式为_______________ ____________________。  ==5N+3Mn2++2H2O 1 2 4 5 6 7 9 10 11 12 13 3 (3)丙同学克服了甲、乙同学设计上的缺点，设计实验如图丙。已知酸性高锰酸钾溶液能将NO、NO2氧化成N，Mn被还原为Mn2+。 ①如图连接好装置后，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，目的为____________________。  ②装置A中木炭与浓硝酸反应的化学方程式为_____________________________ _____________。  14 检查装置的气密性　 C中澄清石灰水变浑浊 C+4HNO3(浓) CO2↑+ 4NO2↑+2H2O 5NO+3Mn+4H+ 将装置中的空气排尽 8 1 2 4 5 6 7 9 10 11 12 13 3 解析：①涉及气体制备的实验要检查装置的气密性，所以连接好装置后，需进行的实验操作为检查装置的气密性；为防止空气对实验的干扰，加热木炭与浓硝酸前需先通一段时间N2，将装置中的空气排尽。 ②木炭与浓硝酸反应生成二氧化碳、二氧化氮和水，反应的化学方程式为C+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O。 ③若澄清石灰水变浑浊，可证明木炭被氧化为二氧化碳，所以能证明木炭被氧化的实验现象为C中澄清石灰水变浑浊。 ④装置D中NO被氧化为N，Mn被还原为Mn2+，发生反应的离子方程式为5NO+3Mn+4H+==5N+3Mn2++2H2O。 14 8 本课结束 $$