7.2 重要的含氮化工原料 第2课时　分层同步练习 2025-2026学年高一下学期化学苏教版必修第二册

**基本信息** 该同步练习按“必备知识基础”“能力素养提升”分层，基础题夯实硝酸性质与实验操作，提升题深化综合应用与探究能力，梯度合理，适配新授课巩固与化学观念、科学思维培养。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |必备知识基础|硝酸性质、实验操作、简单计算与推断|选择题考性质判断与装置分析，填空题结合工业制备与物质推断，强化物质性质与转化观念| |能力素养提升|综合反应、实验探究、工业流程|实验题设计浓稀硝酸对比探究，计算题运用守恒法，培养证据推理与科学探究实践能力|

第二单元　重要的含氮化工原料 第2课时　硝酸 一、必备知识基础 1.下列关于硝酸的说法正确的是(　　) A.硝酸具有强氧化性,能与许多金属发生反应,且硝酸的浓度不同,还原产物也不同 B.浓硝酸见光或受热易分解,所以应保存在无色细口瓶中 C.硝酸与金属反应时,主要是+5价的氮元素得电子,所以硝酸只具有氧化性 D.常温下,将浓硝酸滴加到用砂纸打磨过的铝条上,会产生红棕色气体 2.下列反应中,硝酸既表现氧化性又表现酸性的是(　　) A.C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O B.3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O C.CuO+2HNO3Cu(NO3)2+H2O D.NH3+HNO3NH4NO3 3.实验室用含有炭粉的铜制备硝酸铜,下列实验原理和装置不能达到实验目的的是(　　) A.装置甲溶解铜粉 B.装置乙处理尾气 C.装置丙过滤除炭粉 D.装置丁蒸发结晶制Cu(NO3)2·3H2O 4.组装如图实验装置,检验装置气密性后,添加药品,将铜丝插入浓硝酸中开始实验。下列说法错误的是(　　) A.实验中可以利用铜丝的上下移动来控制反应的发生和停止 B.一段时间后抽出铜丝,向装置乙中注入水,气体颜色会变浅 C.注入水后,装置乙中铜片表面产生气泡,说明反应生成H2 D.装置丙中X溶液可以是NaOH溶液,用于吸收尾气 5.将1.92 g铜粉与一定量浓硝酸反应,当铜粉完全作用时收集到气体1.12 L(标准状况),则所消耗硝酸的物质的量是(　　) A.0.12 mol B.0.11 mol C.0.09 mol D.0.08 mol 6.利用如图装置进行铜片与硝酸的反应(夹持仪器已略去),分液漏斗中装硝酸。 (1)如果使用稀硝酸来进行实验:铜片逐渐变薄,有气泡产生,溶液变蓝。 ①铜与稀硝酸反应的离子方程式为 　　　　　　　　　　　　　。  ②实验中观察到试管中的气体略有红棕色,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　(用化学方程式表示)。 ③有同学认为该实验不能确定是铜与稀硝酸反应生成了NO,因为集气瓶中无色气体的来源可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(用化学方程式表示)。 (2)工业上可以废铜屑为原料制备硝酸铜,常有以下四种方式: A.CuCu(NO3)2 B.CuCu(NO3)2 C.CuCuOCu(NO3)2 D.CuCuSO4Cu(NO3)2 适宜采用的方式是　　　　(填字母),请说明理由:　 　　　　　　　　　　　　。  7.将黑色固体单质甲加热至红热,投入黄色的溶液乙中,剧烈反应产生混合气体A,A在常温下不与空气反应,D是一种常见的酸。根据下列变化填空: (1)甲是　　　　,乙是　　　　,丙是　　　　　。  (2)混合气体A的主要成分是 　　　　　　　　　　　　(填化学式)。 (3)丙与含D的稀溶液反应的化学方程式是 　　　　　　　　　　　　　。  (4)若将32.0 g丙跟一定量的D的浓溶液反应,丙消耗完时,共产生13.44 L(标准状况)气体,则所消耗D的物质的量为　　　　　　　。  二、能力素养提升 8.某同学进行有关铜、硝酸、硫酸化学性质的实验,实验过程如图所示: 下列说法正确的是(　　) 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.NO2能和NaOH反应,因此是酸性氧化物 C.由上述实验得出结论:常温下,Cu既可与稀硝酸反应,也可与稀硫酸反应 D.③中反应的化学方程式:3Cu+Cu(NO3)2+4H2SO44CuSO4+2NO↑+4H2O 9.碳与浓硫酸共热产生气体X,铜与浓硝酸反应产生气体Y,将X与Y同时通入装有稀BaCl2溶液的洗气瓶中(如图装置)。下列有关说法正确的是(　　) A.洗气瓶中产生的沉淀中可能含碳酸钡 B.在Z导管口处可收集到无色气体NO C.在Z导管出来的气体中可能不含CO2 D.洗气瓶中产生的沉淀只有硫酸钡 10.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 ④ A.将带火星的木条靠近①的试管口,木条复燃,说明NO2能支持燃烧 B.红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应 C.③的气体产物中检测出CO2,由此不能说明木炭一定与浓硝酸发生了反应 D.④中的铁片钝化,红棕色气体由浓硝酸分解产生 11.将1.92 g铜投入一定量的浓硝酸中,铜完全溶解,生成气体颜色越来越浅,共收集到672 mL气体(标准状况),将盛有此气体的容器倒扣在水中,通入氧气恰好使气体完全溶解在水中,则需要标准状况下氧气的体积为(　　) A.504 mL B.168 mL C.336 mL D.224 mL 12.某学习小组为研究铜与浓、稀硝酸反应的差异,设计了如图所示的实验装置。下列说法不正确的是(　　) A.反应开始前通入过量的CO2气体,目的是排出装置内的空气 B.A装置中的离子方程式为Cu+2N+4H+C+2NO2↑+2H2O C.当B装置中有0.03 mol铜粉被氧化时,B装置中产生的NO物质的量大于0.02 mol D.C装置中装入一定量的水进行尾气处理 13.废旧CPU中的金(Au)、Ag和Cu回收的部分流程如下。 已知:HAuCl4H++AuC。下列说法正确的是(　　) A.“酸溶”时用浓硝酸产生NOx的量比稀硝酸的少 B.“过滤”所得滤液中的阳离子只含有Cu2+和Ag+ C.用浓盐酸和NaNO3也可以溶解金 D.用过量Zn粉将1 mol HAuCl4完全还原为Au,参加反应的Zn的物质的量为1.5 mol 14.某化学学习小组采用下列装置,对浓硝酸与木炭的反应进行探究(已知:4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O)。 请回答下列问题: (1)检查装置气密性后,将燃烧匙中的木炭在酒精灯上加热至红热状态,立即伸入三颈烧瓶中,并塞紧瓶塞,滴加浓硝酸,可观察到三颈烧瓶中气体的颜色为　　　　　　　　,产生该气体的化学方程式是　　　　　　　　。  (2)装置C中盛有足量Ba(OH)2溶液,反应一段时间后可观察到装置C中出现白色沉淀,该白色沉淀为　　　　　　　(填化学式)。其中的Ba(OH)2溶液　　　　(填“能”或“不能”)用Ca(OH)2溶液代替,理由是　 　　　　　　　　。  (3)装置B的作用是　　　　　　　　。  (4)装置D中收集到了无色气体,部分同学认为是NO,还有部分同学认为是O2。下列对该气体的检验方法合适的是　　　　(填字母)。  A.敞口观察集气瓶内气体的颜色变化 B.将湿润的蓝色石蕊试纸伸入集气瓶内,观察试纸是否变红 C.将带火星的木条伸入集气瓶中,观察木条是否复燃 15.右图是用浓硝酸、铜片、水等试剂,探究浓、稀硝酸强氧化性并观察还原产物的实验装置。 Ⅰ.浓硝酸的强氧化性实验 将铜片置于具支试管的底部,在分液漏斗中加入约5 mL浓硝酸,往具支试管中滴入约2 mL浓硝酸,用排水法收集产生的气体。 (1)具支试管中发生反应的化学方程式为 　　　　　　　　。  (2)实验中观察到能证明浓硝酸具有强氧化性的现象是 　　　　　　　　。  Ⅱ.稀硝酸的强氧化性实验 (3)上述反应完成后,欲进一步证明稀硝酸也具有强氧化性,紧接的简便、合理的实验操作是 　　　　　　　。  发生反应的离子方程式是 　　　　　　　　。  (4)能证明稀硝酸与铜反应产生NO的实验现象是　　　　(填字母)。  A.c中收集到无色气体 B.c中收集到的无色气体接触空气后变为红棕色 C.b中产生的无色气体接触空气后变为红棕色 Ⅲ.问题讨论 (5)用等质量铜片与等体积的浓硝酸、稀硝酸(硝酸均过量)反应时,发现反应后所得溶液前者呈绿色,后者呈蓝色。对此有两种看法: ①两者颜色不同,是由Cu2+浓度差异引起的。 ②前者溶液呈绿色,是由生成的红棕色气体NO2溶解于溶液中引起的。 你认为上述看法　　　　(填“①”或“②”)合理。若是①合理,说明理由,若是②合理,设计一个简单实验证明:　 　　　　　　　　。  参考答案 1.A　解析 硝酸具有强氧化性,与金属反应时,硝酸浓度不同,还原产物不同,如浓硝酸还原产物一般为二氧化氮,稀硝酸还原产物一般为一氧化氮,A正确;浓硝酸见光或受热易分解,应保存在棕色细口瓶中,B错误;硝酸与金属反应时,既体现氧化性,又体现酸性,C错误;常温下,铝遇浓硝酸发生钝化,不会产生红棕色气体,D错误。 2.B　解析 A项中硝酸只表现氧化性;B项中硝酸一部分被还原为NO,表现氧化性,一部分生成硝酸铜,表现酸性;C项中硝酸只表现酸性;D项中硝酸只表现酸性。 3.D　解析 A项,Cu能与稀硝酸反应,所以装置甲能溶解铜粉;B项,Cu与稀硝酸反应生成的NO被氧化成NO2,NO2能与氢氧化钠溶液反应,所以装置乙能达到处理尾气的目的;C项,炭粉不溶于水,可用过滤的方法除去,所以装置丙能达到实验目的;D项,不能用蒸发结晶的方法制取Cu(NO3)2·3H2O。 4.C　解析 铜丝上移离开液面则不能与浓硝酸反应,下移进入液面则能与浓硝酸反应,因此实验中可以利用铜丝的上下移动来控制反应的发生和停止,A正确;装置乙中二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮,反应生成的稀硝酸与铜反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,一段时间后抽出铜丝,向装置乙中注入水,二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮,气体红棕色会变浅,B正确,C错误;装置丙中X溶液可以是氢氧化钠溶液,氢氧化钠溶液可以用于吸收氮的氧化物,防止污染空气,D正确。 5.B　解析 n(Cu)=1.92 g÷64 g·mol-1=0.03 mol。根据氮原子守恒,消耗硝酸的物质的量等于生成硝酸铜中硝酸根离子的物质的量加上生成气体中氮原子的物质的量。生成硝酸铜中硝酸根离子的物质的量为2n(Cu)=0.06 mol,生成气体的物质的量为1.12 L÷22.4 L·mol-1=0.05 mol,所以消耗硝酸的物质的量为0.06 mol+0.05 mol=0.11 mol,B正确。 6.答案 (1)①3Cu+2N+8H+3Cu2++2NO↑+4H2O　②2NO+O22NO2　③4HNO34NO2↑+2H2O+O2↑,3NO2+H2O2HNO3+NO (2)C　无污染气体产生且原料利用率较高 解析 (1)①铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、水和一氧化氮,离子方程式为3Cu+2N+8H+3Cu2++2NO↑+4H2O。②实验中观察到试管中的气体略有红棕色,因为反应生成的无色NO气体与试管内氧气反应生成红棕色的NO2,化学方程式为2NO+O22NO2。③可能是硝酸分解生成了二氧化氮,二氧化氮会和水反应生成NO,4HNO34NO2↑+2H2O+O2↑,3NO2+H2O2HNO3+NO。(3)A项,铜与浓硝酸反应过程中,有二氧化氮气体生成,污染环境且原料利用率不高;B项,铜与稀硝酸反应过程中,有一氧化氮气体生成,污染环境且原料利用率不高;C项,CuCuOCu(NO3)2过程中,无污染气体产生且原料利用率较高;D项,铜与浓硫酸反应过程中,有二氧化硫气体生成,污染环境且原料利用率不高。 7.答案 (1)碳(或C)　浓硝酸　Cu(或铜) (2)CO2和NO2 (3)3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O (4)1.6 mol 解析 由反应③可推测单质丙为铜,则溶液D中存在硝酸,进一步结合反应①②以及题干信息可知,A为CO2与NO2的混合气体,B为NO,甲为碳(或C),乙为浓硝酸。 (3)由分析可知,丙和含D的稀溶液反应的化学方程式为3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。 (4)n(Cu)==0.5 mol,n(气体)==0.6 mol。利用氮原子守恒,消耗硝酸的物质的量n(HNO3)=2n(Cu)+n(气体)=2×0.5 mol+0.6 mol=1.6 mol。 8.D　解析 稀硝酸与铜反应生成一氧化氮和硝酸铜,稀硝酸被还原为一氧化氮,A错误;NO2与NaOH反应生成NaNO3、NaNO2和H2O,生成的盐有两种,且发生元素化合价的变化,所以NO2不是酸性氧化物,B错误;实验①~③中,由于在滴加稀硫酸前,溶液中含有硝酸根离子,滴加稀硫酸后,使得硝酸根离子的氧化性增强,从而将剩余的铜氧化,因此只能说明稀硝酸能与铜反应,C错误;在实验③中,滴加稀硫酸后增强了硝酸根离子的氧化性,从而将剩余的铜氧化,因此反应的化学方程式为3Cu+Cu(NO3)2+4H2SO44CuSO4+2NO↑+4H2O,D正确。 9.D　解析 碳与浓硫酸共热产生的气体X为CO2和SO2,铜与浓硝酸反应产生的气体Y是NO2,CO2与稀BaCl2溶液不反应,无BaCO3沉淀生成,A错误;NO2溶于水生成的HNO3能将SO2氧化为H2SO4,H2SO4与BaCl2反应生成BaSO4沉淀,过程中会产生NO气体,NO在常温下与O2反应生成红棕色NO2,B错误;因为CO2在溶液中不发生化学反应,只有少量溶解,所以在Z导管出来的气体中应含有CO2,C错误;CO2与稀BaCl2溶液不反应,SO2被氧化生成的H2SO4与BaCl2反应,所以洗气瓶中产生的沉淀只有硫酸钡,D正确。 10.D　解析 浓硝酸受热分解为二氧化氮、氧气、水,二氧化氮与氧气物质的量之比是4∶1,空气中氮气与氧气物质的量之比也约为4∶1,空气不可以使带火星的木条复燃,而①产生的气体可以使带火星的木条复燃,因此能说明NO2支持燃烧,A正确;浓硝酸受热分解也能生成二氧化氮红棕色气体,不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应,B正确;灼热的木炭与氧气可以生成二氧化碳,因此不能说明木炭一定与浓硝酸发生了反应,C正确;铁在常温下遇浓硝酸钝化,加热条件下发生反应生成二氧化氮,则红棕色气体不一定由浓硝酸分解产生,D错误。 11.C　解析 铜与浓硝酸反应生成氮的氧化物,氮的氧化物与氧气、水反应又生成硝酸,整个过程中铜失去的电子数等于氧气得到的电子数。n(Cu)=1.92 g÷64 g·mol-1=0.03 mol,铜失去电子的物质的量为0.03 mol×2=0.06 mol。1 mol O2得到4 mol电子,所以需要氧气的物质的量为0.06 mol÷4=0.015 mol,在标准状况下的体积为0.015 mol×22.4 L·mol-1=0.336 L=336 mL。 12.D　解析 铜与浓硝酸反应生成NO2,NO2为红棕色气体,铜与稀硝酸反应生成NO,NO为无色气体,NO能与氧气反应生成NO2,为了避免空气中氧气对实验干扰,先通入过量的二氧化碳,排出装置内的空气,然后打开分液漏斗活塞,滴加浓硝酸,三颈烧瓶中出现红棕色气体,说明铜与浓硝酸反应生成NO2,NO2与B装置中水反应生成NO和HNO3,B中铜粉溶解,溶液变蓝,B装置中气体不显红棕色,说明铜和稀硝酸反应生成NO,氮的氧化物有毒,需要尾气处理。为了便于观察B装置中生成的无色气体,防止NO被氧化,开始前通入过量的二氧化碳气体,排出装置内的空气,A正确;A装置中Cu与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,离子方程式为Cu+2N+4H+C+2NO2↑+2H2O,B正确;B装置中Cu与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水,根据得失电子守恒,0.03 mol×(2-0)=n(NO)×(5-2),解得n(NO)=0.02 mol,NO2与水反应也能产生NO,因此B装置中产生NO物质的量大于0.02 mol,C正确;NO不与水反应,不能装入一定量的水进行尾气处理,D错误。 13.C　解析 硝酸与金不反应,与银和铜反应,酸溶后过滤得到金,滤液中所含金属离子为铜离子和银离子,经过溶金、分离后得到HAuCl4溶液,用锌粉还原得到金。浓硝酸被还原产生NO2,产生1 mol NO2得1 mol电子,稀硝酸被还原产生NO,产生1 mol NO得3 mol电子,金属的量相同,“酸溶”时用浓硝酸产生NOx的量比稀硝酸的多,A错误;“过滤”所得滤液中的阳离子含有H+、Cu2+和Ag+,B错误;用浓盐酸和NaNO3,溶液中溶质与HNO3-NaCl一样,也可以溶解金,C正确;HAuCl4H++AuC,氢离子也会与锌反应,1 mol HAuCl4参加反应时转移电子的物质的量为4 mol,消耗锌的物质的量为2 mol,D错误。 14.答案 (1)红棕色　C+4HNO3(浓)4NO2↑+CO2↑+2H2O (2)BaCO3　不能　Ca(OH)2溶液中Ca(OH)2的浓度较低,NO2、CO2过量,最终溶液显酸性,不能形成CaCO3沉淀 (3)防倒吸　(4)AC 解析 (1)装置A中是浓硝酸与木炭的反应,生成NO2、CO2和H2O,由于NO2为红棕色气体,故三颈烧瓶中的气体的颜色为红棕色,化学方程式为C+4HNO3(浓)4NO2↑+CO2↑+2H2O。 (2)将NO2、CO2通入Ba(OH)2溶液中分别生成Ba(NO3)2和BaCO3,由于Ba(OH)2溶液足量,故溶液为碱性,BaCO3不溶解,以沉淀形式析出。Ba(OH)2溶液不能用Ca(OH)2溶液代替,因为Ca(OH)2微溶于水,溶液中Ca(OH)2的浓度太低,不足以完全吸收生成的气体,导致溶液呈酸性,不能生成CaCO3沉淀。 (3)装置B可以防止装置C中因气体溶解太快而出现倒吸。 (4)NO与足量O2反应生成红棕色气体NO2,A符合题意;NO和O2均不具有酸性,B不符合题意;O2能使带火星的木条复燃,而NO不能,C符合题意。 15.答案 (1)Cu + 4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O (2)铜片溶解,试管中溶液变蓝,且b中有红棕色气体产生 (3)向分液漏斗中加水,稀释浓硝酸,打开活塞,滴入稀硝酸　3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O (4)C　(5)②　往蓝色溶液中通NO2,溶液变绿(或加热绿色溶液,产生红棕色气体,溶液变蓝) 解析 (1)具支试管中铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮、水,发生反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。 (2)浓硝酸具有强氧化性,铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮、水,反应现象为铜片溶解,试管中溶液变蓝,且b中有红棕色气体产生。 (3)向分液漏斗中加水,稀释浓硝酸,打开活塞,滴入稀硝酸,铜能继续溶解,证明稀硝酸具有强氧化性;铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮、水,发生反应的离子方程式是3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O。 (4)NO2和水反应生成硝酸和NO,c中收集到无色气体,可能是NO2和水反应生成的NO,不能证明稀硝酸与铜反应产生NO,A不符合题意;c中收集到的无色气体接触空气后变为红棕色,只能说明c中收集的气体是NO,NO可能是NO2和水反应生成的,不能证明稀硝酸与铜反应产生NO,B不符合题意;b中产生的无色气体接触空气后变为红棕色,烧杯b中有NO生成,证明稀硝酸与铜反应产生NO,C符合题意。 (5)用等质量铜片与等体积的浓硝酸、稀硝酸(硝酸均过量)反应时,生成硝酸铜的浓度相等,两者颜色不同,不可能是Cu2+浓度差异引起的,所以②合理。往蓝色溶液中通NO2,溶液变绿或加热绿色溶液,产生红棕色气体,溶液变蓝,证明②合理。 1 学科网（北京）股份有限公司 $