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- 2021-05-25 发布
硝酸的性质及应用
1.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( )
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中木炭与浓硝酸产生了反应
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
2.相同质量的铜片分别与过量的体积相同的浓硝酸、稀硝酸反应。二者比较,相等的是( )
①铜片消耗完所需时间;
②反应生成的气体体积(标准状况);
③反应中氧化剂得到的电子总数;
④反应后溶液中铜离子的浓度
A. ①③
B. ②④
C. ③④
D. 只有①
3.常温下,将等质量的铜片、银片、铁片、铝片分别置于四个小烧杯中,然后分别加足量的浓硝酸,放出NO2气体最多的是( )
A. 铜片
B. 银片
C. 铁片
D. 铝片
4.硝酸铜是制备Cu—Zn—Al系催化剂的重要原料,制取硝酸铜现有三种设计方案可供选用:
①Cu与稀硝酸反应制取:3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
②Cu与浓硝酸反应制取:Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
③通氧气于铜屑与稀硝酸的体系中制取:2Cu+4HNO3+O2===2Cu(NO3)2+2H2O
下列说法正确的是 ( )
A. 制取相同量的硝酸铜需硝酸的量③最多
B. 制取相同量的硝酸铜①产生的有毒气体比②多
C. 三种方案中硝酸的利用率③>①>②
D. 三种方案的反应都可以在铁制容器中进行
5.一定量的镁铝合金与500mL 1 mol·L-1HNO3完全反应生成2.24LNO(标况),再向反应后的溶液中加入2mol·L-1NaOH溶液,使镁、铝元素完全沉淀,则所加NaOH溶液体积是( )
A. 50 mL
B. 100 mL
C. 150 mL
D. 200 mL
6.下列图像表示将铁粉逐渐加入到一定量的稀硝酸中时,铁和硝酸铁之间物质的量(mol)的关系,其中正确的是( )
7.将22.4 g铁粉逐渐加入到含HNO30.8 mol的稀硝酸中,反应生成气体的物质的量(x)随消耗铁粉的物质的量(y)变化关系如图所示,其中正确的是( )
A. 答案A
B. 答案B
C. 答案C
D. 答案D
8.将51.2 g Cu完全溶于适量浓硝酸中,收集到氮的氧化物(含NO、N2O4、NO2)的混合物共0.8 mol,这些气体恰好能被500 ml 2 mol·L-1NaOH溶液完全吸收,生成含NaNO3和NaNO2的盐溶液,其中NaNO2的物质的量为
A. 0.2 mol
B. 0.6 mol
C. 0.8 mol
D. 1.0 mol
9.足量铜与一定量浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体,这些气体与1.68 L O2(标准状况)混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5 mol· L-1NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,则消耗NaOH溶液的体积是( )
A. 60 mL
B. 45mL
C. 30 mL
D. 15 mL
10.铜与一定量浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体,这些气体与5.6 L O2(标准状况)混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸。则消耗铜的质量为 ( )
A. 16 g
B. 32 g
C. 64 g
D. 无法计算
11.某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL,平均分成两等份。向其中一份中逐渐加入铜粉,最多能溶解19.2 g(已知硝酸只被还原为NO气体)。向另一份中逐渐加入铁粉,产生气体的量随铁粉质量增加的变化如下图所示。下列分析或结果错误的是( )
A. OA段产生的是NO,AB段的反应为Fe+2Fe3+===3Fe2+,BC段产生氢气
B. 原混合酸中NO物质的量为0.4 mol
C. 第二份溶液中最终溶质为FeSO4
D. 取20 mL原混合酸加水稀释至1 L后溶液的pH=1
12.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-1和2 mol·L-1,取10 mL此混合酸,向其中加入过量的铁粉,待反应结束后,可产生标准状况下气体的体积为(设反应中HNO3被还原成NO)( )
A. 0.448 L
B. 0.672
L
C. 0.896 L
D. 0.224 L
13.现将1 mol Cu2S与144克FeO投入到足量稀硝酸溶液中,充分反应得到Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、CuSO4的混合溶液,并产生NO气体。则最终消耗的硝酸的物质的量是( )
A. 12 mol
B. 15 mol
C. 16 mol
D. 17 mol
14.将9.0 g铜和铁的混合物投入100 ml稀硝酸中,充分反应后得到标准状况下1.12 L NO,剩余4.8 g金属;继续加入100 mL等浓度的稀硝酸,金属完全溶解,又得到标准状况下1.12 L NO。若向反应后的溶液中滴入KSCN溶液,溶液不变红。则下列说法正确的是( )
A. 第一次与100 mL稀硝酸反应后剩余4.8 g金属为铜和铁
B. 反应前稀硝酸的物质的量浓度无法计算
C. 若向上述最后所得溶液中再加入足量的稀硝酸,还可得到标准状况下1.12 L NO
D. 原混合物中铜和铁的物质的量各为0.075 mol
15.取三张蓝色石蕊试纸置于表面皿上,然后按顺序滴加65%的硝酸,98.3%的硫酸和新制氯水,三张试纸最终呈现的颜色是 ( )
A. 白 红 白
B. 红 黑 红
C. 红 红 红
D. 白 黑 白
16.烧瓶中放入铜片和稀硝酸,来制取较纯净的一氧化氮,反应开始后发现烧瓶中充满红棕色气体,这时的操作应是( )
A. 立即接上收集容器,用向上排空气法收集
B. 待烧瓶中红棕色气体消失后,用向上排空气法收集
C. 待烧瓶中红棕色气体消失后,用排水法收集
D. 立即用排水法收集
17.某实验过程如图所示:
则图③的试管中的现象是 ( )
A. 无明显现象,因稀H2SO4不与铜反应
B. 铜片溶解,产生无色气体,该气体遇到空气不变色
C. 铜片溶解,放出红棕色有刺激性气味的气体
D. 铜片溶解,产生无色气体,该气体在试管口变为红棕色
18.为证明稀硝酸与铜反应产物中气体为NO,设计如图实验(实验过程中活塞2为打开状态),下列说法中不正确的是( )
A. 关闭活塞1,加入稀硝酸至液面a处
B. 在装置左侧稍加热可以加快稀硝酸与铜的反应速率
C. 通过关闭或开启活塞1可以控制反应的进行
D. 反应开始后,胶塞下方有无色气体生成,还不能证明该气体为NO
19.某同学利用右图所示装置进行实验,一段时间后,水沿导管缓慢上升。下列说法错误的是( )
A. 实验过程中气球体积会发生变化
B. 广口瓶中液体的pH减小
C. 广口瓶中有化合反应发生
D. 试管中不可能发生分解反应
20.在通风橱中进行下列实验:
下列说法不正确的是( )
A. Ⅰ中气体由无色变为红棕色的化学方程式: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中的现象,说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3
D. 针对Ⅲ中的现象,在Fe、Cu之间连接电流计,可判断Fe是否被氧化
21.我国清代《本草纲目拾遗》中记叙无机药物335种,其中“强水”条目下写道:“性最烈,能蚀五金…其水甚强,五金八石皆能穿第,惟玻璃可盛。”这里的“强水”是指( )
A. 氨水
B. 盐酸
C. 醋酸
D. 硝酸
22.下列对于硝酸的认识,不正确的是( )
A. 浓硝酸和稀硝酸都具有氧化性
B. 铜与硝酸的反应属于置换反应
C. 浓硝酸在常温下见光或受热会分解
D. 常温下可用铁或铝制品盛装浓硝酸
23.下列有关硝酸化学性质的叙述中,正确的是( )
A. 浓、稀硝酸都能使蓝色石蕊试纸最终变为红色
B. 硝酸能与Na2CO3反应,但不生成CO2
C. 硝酸可与Na2S反应制得H2S气体
D. 浓硝酸因分解放出的NO2又溶解于硝酸而呈黄色
24.在下列反应中,硝酸既表现氧化性又表现酸性的是 ( )
A. FeO和HNO3
B. Al(OH)3与HNO3
C. H2S和HNO3
D. NH3与HNO3
25.下列反应中硝酸既能表现出酸性又表现出氧化性的是( )
A. 使石蕊试液变红
B. 与铜反应放出NO气体,生成Cu(NO3)2
C. 与Na2CO3反应放出CO2气体,生成NaNO3
D. 与S单质混合共热时生成H2SO4和NO2
26.一定量的浓硝酸与过量的铜充分反应,生成的气体是
A. 只有NO2
B. 只有NO
C. NO2和NO
D. NO2和H2
27.下列关于硝酸的说法正确的是( )
A. 将分别蘸有浓硝酸和浓氨水的玻璃棒相互靠近时,有白烟生成
B. 硝酸具有酸的通性,如果与活泼金属反应,会有H2生成
C. 浓硝酸能使活泼金属如铝、镁、锌、铁等发生“钝化”
D. 常温下,铜与稀HNO3反应很慢,是因为发生了“钝化”
28.下列说法不正确的是( )
A. 在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解,再加入Cu(NO3)2固体,铜粉仍不溶解
B. 某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,该气体的水溶液一定显碱性
C. 铜与浓硝酸反应的离子方程式为3Cu+8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O
D. HNO3―→NO―→NO2,以上各步变化均能通过一步实现
29.硝酸铜是一种重要的工业产品,化学上有很多方法可以制取硝酸铜:①将铜溶于硝酸中;②先将铜与O2反应生成CuO,再溶于硝酸中;③将铜溶于N2O4的乙酸乙酯(溶剂,不参加反应)溶液中生成硝酸铜和一氧化氮。下列认识或判断错误的是( )
A. 方法③是最经济和环保的
B. 方法①中,若从经济和环保的角度考虑,用稀硝酸比用浓硝酸好
C. 方法②需要消耗能源,对环境不产生污染
D. 方法③中N2O4既是氧化剂又是还原剂
30.13.8 g质量分数为63%的HNO3溶液(密度为1.38 g·cm-3)和100 mL物质的量浓度为13.8 mol·L-1的HNO3溶液相比,说法正确的是( )
A. 都应用棕色广口瓶存储
B. 浓度不同的两种HNO3溶液
C. 溶液的体积不同但浓度相同
D. 均可与Au反应而发生钝化现象
31.为了社会可持续发展,化工生产过程应尽量减少对环境的副作用。“绿色化学”是当今社会提出的一个新概念,它要求从经济、环保和技术上设计可行的化学反应,据此,由单质铜制取硝酸铜的下列衍变关系可行且符合“绿色化学”的是( )
A. CuCu(NO3)2
B. CuCuOCu(NO3)2
C. CuCuOCu(OH)2Cu(NO3)2
D. CuCuSO42Cu(NO3)2
32.如图所示,向一定量的铁粉中加入一定体积12 mol·L-1的硝酸,加热充分反应后,下列微粒在体系中一定大量存在的是 ( )
①NO ②Fe3+ ③H+ ④NO ⑤NO2
A. ①
B. ①⑤
C. ②④⑤
D. ①②③⑤
33.在浓硝酸中放入铜片:
(1)开始反应的化学方程式为______________________________________________________。
(2)若铜有剩余,则反应将要结束时的反应化学方程式是______________________________。
(3)待反应停止后,再加入少量25%的稀硫酸,这时铜片上又有气泡产生,其原因和离子方程式是________________________________________________________________________。
(4)若将12.8 g铜跟一定量的浓硝酸反应,铜消耗完时,共产生气体5.6 L(标准状况),则所消耗的硝酸的物质的量是____________,所得气体的平均相对分子质量为________。
34.在如图所示的实验装置中,盛有足量水的水槽里放两个烧杯,小烧杯里放有适量铜片和过量硝酸,小烧杯外面倒扣一大烧杯,请回答下列问题:
(1)实验过程中,观察到的主要现象是:
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________;
③________________________________________________________________________;
④________________________________________________________________________。
(2)用该装置做铜与浓硝酸反应的实验,最突出的特点是:_______________________
________________________________________________________________________。
(3)若要验证最终得到的气体生成物,最简便的方法是__________________________
________________________________________________________________________。
(4)工业上吸收NO和NO2的混合气体,常使用NaOH溶液(NO+NO2+2NaOH===2NaNO2+H2O)。欲使NO和NO2被充分吸收,则NO和NO2的体积应满足________。
A.V(NO)>V(NO2)
B.V(NO)<V(NO2)
C.V(NO)≤V(NO2)
35.在学习了硝酸的强氧化性后,某学习小组进行了浓硝酸和硫单质反应的实验探究。他们根据氧化还原反应原理推测硫的氧化产物,提出三种假设:
Ⅰ.只有H2SO4;Ⅱ.只有SO2;Ⅲ.SO2和H2SO4都有。为了探究是哪一种情况,他们设计了下列实验流程及步骤:
①实验所得气体折算成标准状况为1.792 L。
②混合气体用水吸收后,测得无含硫、含氮化合物逸出,并将吸收液配成100.00 mL溶液。
③取②中所得溶液20.00 mL,加足量BaCl2溶液得白色沉淀0.466 g。
④再取20.00 mL②中所得溶液,用NaOH溶液中和,恰好用去0.6 mol·L-1NaOH溶液30.00 mL。
请回答下列问题:
(1)混合气体中NO2气体被水充分吸收的反应方程式为
________________________________________________________________________。
(2)②中配制溶液所用到的玻璃仪器除烧杯、量筒外还有
________________________________________________________________________。
(3)收集到的气体中含有________,假设________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)成立。
(4)配制的100.00 mL溶液中H+的物质的量浓度是________,该实验中S与浓HNO3反应的方程式为________________________________________________________________________。
36.铜与稀硝酸反应产生NO,NO又被氧化成NO2,对实验观察无色NO有干扰,过多的NO、NO2又会污染环境。
为使实验的设计符合绿色化学的思想,某兴趣小组设计出如图
所示装置来改进“铜与硝酸反应”的实验,以探究化学实验的绿色化。
(1)实验前,关闭活塞b,试管d中加水至浸没长导管口,塞紧试管c和d的胶塞,加热c。其目的是_________。
(2)在d中加适量NaOH溶液,c中放一小块铜片,由分液漏斗a向c中加入2 mL浓硝酸,c中反应的化学方程式是___________。
再由a向c中加2 mL蒸馏水,c中的实验现象是_________。
(3)表中是制取硝酸铜的三种方案,能体现绿色化学理念的最佳方案是________,理由是________________________________________________________________________。
(4)该兴趣小组还用上述装置进行实验证明氧化性KMnO4>Cl2>Br2,操作步骤为____________,
实验现象为____________;
但此实验的不足之处是______________。
37.工业上可用铜屑和浓硝酸为原料制取硝酸铜。在实际生产中,先把铜屑在空气中灼烧,再跟用等体积水稀释的浓硝酸反应来制取硝酸铜。请回答下列问题:
(1)不宜于用铜屑直接与硝酸反应来制取硝酸铜的原因是______________________________
______________________________________________________________________________。
(2)浓硝酸用等体积水稀释的目的是_______________________________________________。
(3)要得到硝酸铜晶体,应选用____________。
(4)反应中硝酸表现出____________性。
答案解析
1.【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,故选项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中木炭能与浓硝酸发生反应,故选项B正确;根据①和②,浓硝酸反应产生红棕色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,故选项C正确;红热的木炭可与空气中的O2反应生成CO2,故选项D错误。
2.【答案】C
【解析】浓硝酸与Cu反应剧烈,生成的NO2体积大,但由于参加反应的铜相同,故转移的电子数相等,溶液体积相同得到的Cu2+浓度相同。选C。
3.【答案】A
【解析】铁、铝遇浓硝酸钝化,铜、银与浓硝酸反应的化学方程式为:Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,Ag+2HNO3(浓)===AgNO3+NO2↑+H2O,根据上述关系可知等质量的Cu、Ag、Fe、Al与足量浓硝酸反应,放出NO2最多的是Cu。选A。
4.【答案】C
【解析】制取相同量的硝酸铜需硝酸的量:②>①>③,所以A错误,C正确。
5.【答案】D
【解析】加入NaOH溶液,使镁铝完全沉淀后溶液中只有NaNO3,原HNO3的物质量为0.5 mol,根据N元素守恒,n(NHO3)=n(NaNO3)+n(NO),即n(NaOH)=0.4 mol,故选D。
6.【答案】B
【解析】由发生反应的化学方程式,得出关系式:
2Fe~2Fe(NO3)3~Fe
2 1
生成Fe(NO3)3消耗n1(Fe),与Fe(NO3)3完全转化消耗n2(Fe),=,即2 mol Fe参加反应,生成2 mol Fe(NO3)3,1 mol Fe与2 mol Fe(NO3)3反应,对比图像比例关系,选B。
7.【答案】C
【解析】n(Fe)==0.4 mol
铁粉加入稀硝酸,首先被氧化为Fe3+:
Fe + 4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
0.2 mol 0.8 mol 0.2 mol 0.2 mol
HNO3完全反应后,过量的铁还会被Fe(NO3)3氧化,但此时没有气体放出:
2Fe(NO3)3 + Fe===3Fe(NO3)2
0.2 mol 0.1 mol
所以共溶解铁粉0.3 mol。选C。
8.【答案】C
【解析】由题干知
n(Cu)=51.2 g÷64 g·mol-1=0.8 mol。
n(NaOH)=0.5 L×2 mol·L-1=1 mol
整个反应过程转移电子数为0.8 mol×2=1.6 mol,由电子守恒可知铜失的电子恰好为HNO3中+5价N元素变为NaNO2中+3价N得到的电子数所以有n(NaNO2)=1.6 mol÷2=0.8 mol。
9.【答案】A
【解析】生成NO2、NO的混合气体与1.68 L O2(标准状况)混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸,纵观整个过程,由电子转移守恒,可知Cu提供电子等于氧气获得的电子,氧气的物质的量是即1.68 L÷22.4 L·mol-1=0.075 mol,则Cu提供电子为:0.075 mol×2=0.15 mol。向所得硝酸铜溶液中加入NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,沉淀为Cu(OH)2,由电荷守恒可知,Cu提供电子物质的量等于氢氧化铜中氢氧根的物质的量,故n(NaOH)=0.15 mol×2=0.3 mol,故消耗氢氧化钠溶液体积为0.3 mol÷5 mol·L-1=0.06 L=60 mL。
10.【答案】B
【解析】该题氮元素变化为硝酸―→氮的氧化物―→硝酸,所以题目中的反应可以看成是铜与氧气的反应,其中硝酸为“催化剂”,所以铜的物质的量为2×=0.5 mol,即32 g。
11.【答案】D
【解析】向其中一份中逐渐加入铜粉,最多能溶解19.2 g,消耗0.3 mol铜,据得失电子守恒计算可得生成0.2 mol NO;向另一份中逐渐加入铁粉,铁粉先跟氧化性强的硝酸反应生成NO,由图可知该反应消耗铁的量是0.2 mol,根据得失电子守恒,生成的NO也是0.2 mol,此时硝酸根离子已经反应完了,据氮守恒知道原硝酸的物质的量为0.4 mol,B项正确;AB段的反应为Fe+2Fe3+===3Fe2+,BC段产生氢气,OA段产生NO,A项正确;第二份溶液中最终溶质为FeSO4,C项正确;OA段和BC段共消耗H+1.0 mol,则原溶液中H+为2.0 mol,取20 mL原混合酸加水稀释至1 L后溶液的c(H+)=0.2 mol·L-1,即pH=0.7,D项错误。
12.【答案】B
【解析】根据题意可知,溶液中n(H+)=0.01 L×(4×2+2) mol·L-1=0.1 mol,n(NO)=0.01 L×2 mol·L-1=0.02 mol,过量是Fe与混酸先发生的反应是3Fe+2NO+8H+===3Fe2++2NO↑+4H2O,根据所给物质的量可知,氢离子过量,生成NO气体的物质的量是0.02 mol
;消耗氢离子的物质的量是0.08 mol,剩余0.02 mol氢离子与Fe反应生成氢气,则发生Fe+2H+===Fe2++H2↑,生成氢气的物质的量是0.01 mol,所以共产生0.03 mol气体,标准状况下的体积是0.672 L。
13.【答案】A
【解析】144克FeO的物质的量=144 g÷72 g·mol-1=2 mol,反应中Cu元素化合价由+1价升高为+2价,S元素化合价由-2升高为+6,Fe元素化合价由+2升高为+3,而N元素化合价由+5降低为+2,根据电子转移守恒:(5-2)×n(NO)=1 mol×[2×(2-1)+6-(-2)]+2mol×(3-2),解得n(NO)=4 mol,则作为氧化剂反应的HNO3为4 mol,Cu2S为1 mol,则生成的CuSO4为1 mol,Cu(NO3)2为1 mol,Fe(NO3)3为2 mol,起酸性作用的HNO3为1 mol×2+2 mol×3=8 mol,所以最终消耗的硝酸的物质的量=4 mol+8 mol=12 mol。
14.【答案】D
【解析】两次反应后,向反应后的溶液中滴入KSCN溶液,溶液不变红,说明铁全部生成
Fe3+,生成NO共0.1 mol,则溶液中的溶液中溶质为Cu(NO3)2、Fe(NO3)2,则由原子守恒得:
n(Cu)×64 g·mol-1+n(Fe)×56 g·mol-1=9.0 g
由电子守恒可得:
2×[n(Cu)+n(Fe)]=0.1 mol×3
解得:n(Cu)=n(Fe)=0.075 mol,故D正确。
A.因n(Fe)=0.075 mol质量为4.2 g,当铁完全反应时剩余4.8 g全为铜。不可能为铁与铜的混合物。故A不错误。
B.由N原子守恒可知n(HNO3)=0.1 mol+2×[n(Cu)+n(Fe)]=0.4 mol,c(HNO3)==2 mol·L-1,故B错误。
C.再加足量稀硝酸,溶液中的Fe2+继续发生氧化还原反应放出NO,由电荷守恒1×n(Fe2+)=3×n(NO),得n(NO)=0.025 mol,体积为0.56 L。故C错误。
15.【答案】D
【解析】因上述两酸均为浓酸,均具有强氧化性,新制氯水中含强氧化性的次氯酸,浓硫酸还表现出脱水性,所以应选D。
16.【答案】C
【解析】3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,NO因与空气中的O2反应产生
红棕色的NO2,同时还含有N2,所以想得到较纯净的NO,必须待烧瓶中红棕色气体消
失后,用排水法收集。选C。
17.【答案】D
【解析】生成的Cu(NO3)2在H2SO4的酸性条件上相当于又有了HNO3,铜片会继续溶解生成NO。选D。
18.【答案】A
【解析】如果关闭活塞1,稀硝酸加到一定程度后,左侧液面将不再升高,即不可能加到液面a处,A错误。B正确。关闭活塞1时,产生的气体聚集在铜丝附近使得U型管液面左低右高,当左面铜丝接触不到硝酸后,反应停止;由于活塞2是打开的,打开活塞1后,两边液面恢复水平位置,继续反应,所以活塞1可以控制反应的进行,C项正确。下方有无色气体生成,此时还要打开活塞1使得该气体进入上面的球体里,看到有红棕色现象(生成NO2)才能证明生成的是NO气体,D正确。
19.【答案】D
【解析】浓硝酸发生分解反应4HNO3===4NO2↑+O2↑+2H2O;铜与浓硝酸反应的化学方程式为4HNO3(浓)+Cu===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,生成的NO2与广口瓶中的水发生反应3NO2+H2O===2HNO3+NO,然后NO与广口瓶内部O2发生化合反应2NO+O2===2NO2,气球会胀大;随着铜与浓硝酸反应的逐渐变慢,试管中压强变小,水沿导管上升。选D。
20.【答案】C
【解析】A项,铁与稀硝酸反应生成NO,NO与空气中O2反应生成NO2,2NO+O2===2NO2,正确;B项,铁遇浓硝酸钝化,阻止铁继续与浓硝酸反应,正确;C项,对比Ⅰ、Ⅱ,说明浓硝酸的氧化性强于稀硝酸,错误;D项,装置Ⅲ形成原电池,通过电流计指针偏转的方向,可判断铁是否被氧化,正确。
21.【答案】D
【解析】“强水”“性最烈,能蚀五金…其水甚强,五金八石皆能穿第,惟玻璃可盛.”说明“强水”腐蚀性很强,能腐蚀多数金属及岩石,但不能腐蚀玻璃,即和玻璃中成分不反应,上述物质中只有硝酸具有该性质。
22.【答案】B
【解析】A.浓硝酸和稀硝酸都具有氧化性,正确;
B.铜与硝酸的反应不属于置换反应, 3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+4H2O+2NO↑
C.浓硝酸在常温下见光或受热会分解4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O,正确;
D.常温下可用铁或铝制品盛装浓硝酸,正确。
23.【答案】D
【解析】硝酸是一种具有强氧化性的强酸,并且浓度越大,氧化性越强。浓硝酸可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色,故选项A错;硝酸是一种氧化性酸,可氧化许多还原性物质,因此硝酸与Na2S反应不能生成H2S,与Na2CO3反应能生成CO2,所以选项B、C错;选项D正确。
24.【答案】A
【解析】硝酸既表现出酸性又表现出氧化性的典型特征是反应中既有硝酸盐的生成又有氮元素较低价化合物的生成。对照四个选项。A符合题意;B只起酸的作用;C只起氧化剂的作用;D
只表现酸性。
25.【答案】B
【解析】A项,使石蕊变红,只能说明硝酸具有酸性,不能说明氧化性,故A错误;
B项,与铜反应生成Cu(NO3)2和NO气体,生成硝酸铜表现酸性,生成NO表现硝酸的氧化性,故B正确;
C项,与Na2CO3反应放出CO2气体生成NaNO3,说明硝酸的酸性比碳酸强,不发生氧化还原反应,不能说明氧化性,故C错误;
D项,与S单质混合共热时生成H2SO4和NO2,只表现硝酸的氧化性,不表现酸性,故D错误。
26.【答案】C
【解析】硝酸具有很强的氧化性,浓硝酸与铜反应可生成Cu(NO3)2、水和NO2,由于反应中有水生成,使浓硝酸转变为稀硝酸,虽可以继续和铜反应,但产物发生了变化,产物为Cu(NO3)2、水和NO,所以生成的气体中既有NO又有NO2。
27.【答案】A
【解析】A项,均易挥发,二者反应生成硝酸铵固体;
B项,硝酸属于氧化性酸,它与活泼金属反应不会生成H2;
C项,常温下,浓硝酸能使铝、铁等表面氧化生成致密的氧化物保护膜,阻止内部金属继续反应,但是镁、锌等是没有此现象的;
D项,铜不会发生钝化。
28.【答案】A
【解析】A项中加入Cu(NO3)2固体后,Cu和H+、NO发生反应:3Cu+8H++2NO===
3Cu2++2NO↑+4H2O,该项不正确。
29.【答案】A
【解析】方法①中,铜与稀硝酸反应的化学方程式为3Cu+8HNO3===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,铜与浓硝酸反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,故制取相同物质的量的硝酸铜,铜与稀硝酸反应消耗的硝酸和产生的有害气体都少,从经济和环保的角度考虑,用稀硝酸比用浓硝酸好,B项正确;方法②中,2Cu+O22CuO,CuO+2HNO3===Cu(NO3)2+H2O,需要消耗能源,但对环境不产生污染,C项正确;方法③中,铜溶于N2O4的乙酸乙酯溶液中生成硝酸铜和一氧化氮的化学方程式为Cu+2N2O4===Cu(NO3)2+2NO,N2O4既是氧化剂又是还原剂,反应也会产生有害气体,综合这三种方法知,方法②是最经济和环保的,D项正确,A项错误。
30.【答案】C
【解析】浓硝酸应该盛放在棕色细口瓶中, A错误;前者根据公式c=
可以计算出物质的量浓度为13.8 mol·L-1,因此两者浓度相同,B错误;C根据ρ=可知前者浓硝酸体积为10 mL, C正确;浓硝酸不与Pt、Au反应,室温下浓硝酸能够使铁、铝钝化, D错误。选C。
31.【答案】B
【解析】A项中产生氮氧化物,污染环境;C项中CuO与H2O不反应;D项中产生SO2,污染环境;只有B项,既不产生大气污染物, 又节省HNO3;选B。
32.【答案】B
【解析】本题对Fe与浓HNO3的反应由于相对量不同而得到不同产物的知识进行了考查。Fe与浓HNO3反应可能生成Fe(NO3)2(Fe过量)或Fe(NO3)3(Fe不足)和NO2。故一定存在NO和NO2。
33.【答案】(1)Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
(2)3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(3)H2SO4提供H+,NO继续与Cu发生反应:3Cu+8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O
(4)0.65 mol 41.2
【解析】(4)运用电子守恒列式得
解得
则消耗的HNO3为:mol×2+mol=0.65 mol。
(气体)=g·mol-1=41.2 g·mol-1,即r(气体)=41.2。
34.【答案】(1)①铜片表面产生气泡,铜片慢慢溶解并逐渐消失
②小烧杯中溶液的颜色逐渐变成蓝色
③大烧杯中有红棕色气体生成,后来慢慢变成无色
④大烧杯内液面上升,水槽中液面下降
(2)反应体系封闭,无氮氧化物逸出,不污染环境
(3)轻轻掀起倒扣的大烧杯,通入适量的空气,若有红棕色气体生成,则证明最终气体生成物为NO气体
(4)C
【解析】(1)小烧杯中,Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,铜片逐渐溶解,硝酸铜溶液呈蓝色,有红棕色的NO2气体产生,接着NO2和烧杯中的O2、H2O发生反应4NO2+O2+2H2O===4HNO3,若O2消耗完,则发生反应3NO2+H2O===2HNO3+NO
,故气体颜色慢慢变成无色,由于烧杯中的气体减少,故大烧杯内液面上升,水槽中液面下降。
(2)该反应体系密闭,反应产生的NO2和NO不会逸出,不污染环境。
(3)利用NO与NO2反应生成红棕色的NO2的性质来检验最终气体是否为NO气体。
(4)NO+NO2+2NaOH===2NaNO2+H2O可知,当NO和NO2的体积相等时,可以完全被吸收;若NO2有剩余,则NO2和NaOH溶液发生反应:2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O,故欲使NO和NO2被充分吸收,需满足V(NO)≤V(NO2)。
35.【答案】(1)4NO2+O2+2H2O===4HNO3(其他合理答案也可) (2)玻璃棒、100 mL容量瓶、胶头滴管 (3)NO2和SO2 Ⅲ (4)0.9 mol·L-1 14HNO3(浓)+3S2SO2↑+H2SO4+14NO2↑+6H2O
【解析】1.792 L标准状况下的气体为0.08 mol,0.466 g沉淀是硫酸钡,其物质的量为0.002 mol,故气体中有0.01 mol SO2,另外0.07 mol气体应该是NO2,100.00 mL溶液中n(H+)=5×0.018 mol=0.09 mol,c(H+)=0.9 mol·L-1。收集到的气体中含有0.07 mol NO2,其中HNO3―→NO2时得到的电子多于S―→SO2(0.01 mol)时失去的电子,由得失电子守恒知,有一部分硫被氧化成硫酸了,故假设Ⅲ成立。生成的硫酸的物质的量为(0.07-4×0.01)÷6=0.005 mol,故n(SO2)∶n(H2SO4)∶n(NO2)=2∶1∶14,故硫与浓硝酸的反应为14HNO3(浓)+3S2SO2↑+H2SO4+14NO2↑+6H2O。
36.【答案】(1)检查装置气密性
(2)Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 反应变慢,气体颜色变淡
(3)丙 硝酸耗量少,无污染
(4)向d中加入KBr溶液,c中加入固体KMnO4,由a向c中加入浓盐酸 c中有黄绿色气体产生,d中溶液变棕黄色 没有尾气吸收装置。
【解析】(1)制取气体或许多验证气体性质的实验,实验前都需要检验装置的气密性。
(2)由题意知实验开始是铜与浓硝酸反应,产生红棕色NO2,加水后是铜与稀硝酸反应,产生无色的NO。
(3)绿色化学理念是原料利用率高,不产生污染,分析三个方案,可看出,甲方案用硝酸最多,产生有毒气体NO2,乙方案产生有毒气体NO,丙方案用硝酸最少,不产生有毒气体。
(4)若证明KMnO4、Cl2、Br2的氧化性,利用KMnO4和浓盐酸反应产生Cl2,将Cl2通入KBr溶液中,根据反应及现象,可得出结论。但此装置没有尾气吸收装置,多余的Cl2会污染空气。
37.【答案】(1)铜与硝酸直接反应会有氮的氧化物生成,既产生污染,又降低硝酸的利用率;铜屑在空气中灼烧生成CuO,CuO与HNO3反应没有氮的氧化物生成,既避免了污染,又提高了硝酸的利用率
(2)浓硝酸易挥发、不稳定,对设备腐蚀严重
(3)结晶法(或重结晶法)
(4)酸
【解析】(1)铜与硝酸直接反应会有氮的氧化物生成,既产生污染,又降低硝酸的利用率;铜屑在空气中灼烧生成CuO,CuO与HNO3反应没有氮的氧化物生成,既避免了污染,又提高了硝酸的利用率。
(2)浓硝酸易挥发、不稳定,对设备腐蚀严重,稀硝酸挥发性小,且稀硝酸和氧化铜反应同样生成硝酸铜。(3)由于得到的是硝酸铜溶液,因此要得到晶体需浓缩结晶。(4)硝酸与氧化铜发生反应生成了硝酸铜和水,没有化合价变化,因此体现了硝酸的酸性。