2021高中同步创新课堂化学优化方案—习题(苏教版必修1)：专题4第二单元第3课时课后达标巩固提升

[基础巩固]
1．下列试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．不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性
C．用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性
D．使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去——强氧化性
解析：选D。

D中表现HNO3的酸性。

2．化学反应SO2＋H2O＋HNO3―→H2SO4＋NO配平后，还原剂的化学计量数为() A．1 B．2
C．3 D．4
解析：选C。

S化合价上升2，N化合价降低3，依据化合价升降相等SO2(还原剂)前配3。

3．将相同质量的铜片分别和过量浓硝酸和稀硝酸反应，下列叙述正确的是()
A．两者反应速率完全相同
B．消耗硝酸物质的量前者多，后者少
C．反应生成的气体完全相同
D．两者都不属于氧化还原反应
解析：选B。

(1)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O；(2) 3Cu＋8HNO3(稀)
===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。

已知铜的质量相同，(1)消耗硝酸的物质的量比(2)多；两个反应都有化合价变化，都属于氧化还原反应。

4.从绿色化学的理念动身，下列试验不宜用如图所示装置进行的是()
A．不同浓度的硝酸与铜反应
B．稀硫酸与纯碱或小苏打反应
C．铝与氢氧化钠溶液或盐酸反应
D．H2O2在不同催化剂作用下分解
解析：选A。

绿色化学理念是不产生污染环境的物质、原子利用率高、消耗原料少、产量大、反应易进行、试验设计合理，A不符合。

5．下列叙述正确的是()
A．用浓HNO3与Cu反应制备NO
B．常温下将Al片放入浓硝酸中，无明显现象，则Al与浓硝酸不反应
C．浓硝酸中的HNO3见光分解，故有时在试验室看到的浓硝酸呈黄色
D．向装有Fe(NO3)2溶液的试管中加入稀H2SO4，在管口观看到红棕色气体，则HNO3分解成了NO2
解析：选C。

浓硝酸与铜发生如下反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，因此可用于制备NO2气体，A项错；常温下浓硝酸能使铝钝化，表面生成一层致密的爱护膜，阻挡内层金属与酸的反应，钝化发生了化学变化，B项错；HNO3不稳定分解生成的NO2溶于溶液中，而使溶液显黄色，C项正确；Fe(NO3)2溶液与H2SO4会发生如下反应：3Fe2＋＋NO－3＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O、2NO＋O2===2NO2，而并非硝酸分解的结果，D项错。

6．向浅绿色的Fe(NO3)2溶液中逐滴加入稀硫酸时，溶液的颜色变化应当是()
A．变浅B．加深
C．不变D．变棕黄色
解析：选D。

在酸性条件下，NO－3将Fe2＋氧化为Fe3＋，溶液由浅绿色变为棕黄色。

7.碳跟浓硫酸共热产生的气体X和铜跟浓硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量BaCl2溶液的洗气瓶中(如图装置)，下列说法正确的是()
A．洗气瓶中产生的沉淀是BaCO3
B．从Z导管出来的气体中无CO2
C．洗气瓶中产生的沉淀是BaSO3
D．在Z导管口有红棕色气体消灭
解析：选D 。

二氧化硫与二氧化氮通入氯化钡溶液中发生反应，SO 2被氧化生成H 2SO 4和NO ，Ba
2＋
＋SO 2－4===BaSO 4↓。

二氧化碳与氯化钡溶液不反应，从
Z 导管口逸出；NO 遇空气变为红
棕色气体。

8．在Fe 、Cu 的混合物中，加入肯定量的稀硝酸并微热，充分反应后剩余金属a g 。

再向其中加入肯定量的稀盐酸并加热，充分振荡后剩余金属b g ，则( )
A ．a 可能等于b
B ．a 肯定小于b
C ．a 可能大于b
D ．a 肯定大于b
解析：选D 。

在含有NO －3的溶液中加盐酸，相当于硝酸的存在，能够连续氧化金属，所以固体质量削减。

9．1.52 g 铜镁合金完全溶解于50 mL 密度为1.40 g/mL 、质量分数为63%的浓硝酸中，得到NO 2和N 2O 4的混合气体1 120 mL(标准状况)，向反应后的溶液中加入1.0 mol/L NaOH 溶液，当金属离子全部沉淀时，得到2.54 g 沉淀。

下列说法不正确的是( )
A ．该合金中铜与镁的物质的量之比是2∶1
B ．该浓硝酸中HNO 3的物质的量浓度是14.0 mol/L
C ．NO 2和N 2O 4 的混合气体中，NO 2 的体积分数是80%
D ．得到2.54 g 沉淀时，加入NaOH 溶液的体积是600 mL
解析：选D 。

A.向反应后溶液中加入NaOH ，生成Mg(OH)2和Cu(OH)2沉淀，固体质量增加的是OH －的质量，且有n (OH －)＝n (e －)，设合金中镁、铜的物质的量分别为x 、y ，则有
⎩⎪⎨⎪⎧24 g/mol ×x ＋64 g/mol ×y ＝1.52 g （质量）
2x ＋2y ＝2.54 g －1.52 g
17 g/mol （电子守恒）
， 解之得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝0.01 mol y ＝0.02 mol ，则该合金中铜、镁的物质的量之比为2∶1。

B.该硝酸的浓度c ＝n
V ＝
50×1.40×63%
63
mol
50×10－3 L
＝14.0 mol/L 。

C.NO 2和N 2O 4都来自硝酸，设混合气体中NO 2的物质的量为x ，
依据电子守恒得x ＋(0.05 mol －x )×2＝0.06 mol ，x ＝0.04 mol ，NO 2的体积分数为80%。

D.得到2.54 g 沉淀后，溶液中的溶质只有NaNO 3，故n (NaOH)＝0.7 mol －0.04 mol －0.02 mol ＝0.64 mol ，则NaOH 溶液的体积是640 mL 。

10．下图所示是木炭与浓硝酸的反应，并检验生成的气体和反应的热效应的试验装置，它具有无污染、现象明显的特点。

具支试管A 中所盛固体下层是无水CaCl 2(作载体不参与反应)，上层是红热的木炭。

试验时渐渐将浓硝酸滴到木炭上，反应即开头进行，且能长时间猛烈反应。

请回答下列问题：
(1)写出木炭与浓硝酸反应的化学方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

(2)试验中具支试管A 内消灭的现象是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

(3)试管B 内消灭的现象是
________________________________________________________________________，
写出澄清石灰水中发生的主要反应的离子方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

(4)某同学在试验接近结束时，发觉滴管中的浓硝酸难以滴下。

若要再滴入几滴浓硝酸使木炭反应完全，最简洁的方法是
________________________________________________________________________。

解析：(2)无水CaCl 2充分吸取产生的H 2O 及浓硝酸中的水，试管A 中产生大量的红棕色气体；(3)水湿的棉花充分吸取NO 2(产生NO)，使CO 2进入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊；(4)
将整个体系中的气体尽量溶于溶液中，使体系内气体压强减小。

答案：(1)C ＋4HNO 3(浓)=====△
4NO 2↑＋CO 2↑＋2H 2O (2)炭块保持红热，试管内有红棕色气体生成
(3)澄清石灰水变浑浊 Ca 2＋＋2OH －＋CO 2===CaCO 3↓＋H 2O (4)摇动试管B ，使上部的气体溶于石灰水(其他答案合理也可)
11．用如图所示装置(气球内先充有空气)进行铜与稀硝酸反应的试验，请填写下列空格。

(1)试验开头时，先将烧瓶加热，其目的是
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(2)在不断摇动烧瓶的条件下，使反应充分进行。

可观看到4个主要现象：
①铜丝渐渐减小，但不完全消逝，且表面有气泡生成；
②气球先略变大，在摇动状况下又变小，而后变大；
③________________________________________________________________________；
④________________________________________________________________________。

(3)在摇动状况下，导致气球变小的有关反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。

解析：(1)给烧瓶加热是为增大Cu与稀硝酸反应的速率，由于常温下Cu与稀硝酸反应较慢。

(2)应当先发觉有无色气泡逸出，到液面上呈红棕色，然后红棕色又会变成无色(与H2O反应)；溶液变为蓝色。

(3)NO2和O2溶于稀硝酸中。

答案：(1)增大反应速率(2)无色溶液变成蓝色
烧瓶内气体先呈红棕色，最终变为无色(3)2NO＋O2===2NO2、3NO2＋H2O===2HNO3＋NO [力量提升]
12．已知NO2和NO能与NaOH发生反应，反应的方程式为2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O、NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O，该反应常用于NO、NO2的尾气处理。

某争辩性学习小组用下图所示装置演示铜片分别与浓HNO3、稀HNO3的反应，在Y形管一侧加入约5 mL的蒸馏水，另一侧加入1 mL的浓硝酸和几块铜片。

首先进行Cu与浓HNO3的反应，放入铜片后，反应猛烈，Y形管内布满了红棕色气体。

然后再进行Cu与稀HNO3的反应。

(1)为了开头进行Cu与稀HNO3的反应，需要的操作是
________________________________________________________________________。

(2)写出铜与稀硝酸反应的离子方程式：
________________________________________________________________________ ________________。

(3)为了证明Cu与稀HNO3反应生成的气体是NO，而不是N2，需要的简洁操作是
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(4)试验完成后，C中的溶液中含有的溶质有________(写化学式)。

已知亚硝酸盐在酸性条件下具有强氧化性，某同学为了验证亚硝酸盐的存在，在C的溶液中加入足量盐酸后，滴入几滴淀粉KI溶液，结果溶液变蓝，他认为有亚硝酸盐存在。

你认为他的方法合理吗？________，若不合理，请用离子方程式来说明不合理的理由：
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________(无需文字说明)。

解析：(1)把Cu与浓硝酸和稀硝酸反应集合在一套装置中能验证Cu与浓硝酸、稀硝酸的反应产物，题中由浓硝酸变为稀硝酸，只需加水即可，故可将Y形管倾斜，使少量水进入另一侧。

(3)推断无色气体是NO，可使NO与O2接触，利用反应2NO＋O2===2NO2，产生红棕色的NO2气体来证明。

(4)NaOH溶液吸取NO、NO2后可生成NaNO2、NaNO3，加稀盐酸后，若溶液中含有NO－3，则相当于存在HNO3，故可氧化I－，不能证明是亚硝酸盐的作用。

答案：(1)倾斜Y形管，使蒸馏水进入另一侧
(2)3Cu＋8H＋＋2NO－3===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
(3)待B中溶液上方气体变无色后，旋开D，出来的气体变为红棕色
(4)NaOH、NaNO2、NaNO3不合理
6I－＋8H＋＋2NO－3===3I2＋2NO↑＋4H2O
13．为了测定某铜银合金的成分，将30 g合金溶于80 mL 13.5 mol·L－1的浓硝酸中，待合金完全溶解后，收集到6.72 L(标准状况下)气体，并测得溶液中c(H＋)＝1 mol·L－1，设反应后溶液体积仍为80 mL。

计算：
(1)被还原的硝酸的物质的量；
(2)合金中银的质量分数。

解析：浓HNO 3与合金反应后c (H ＋)＝1 mol·L －1，说明硝酸过量且浓HNO 3变成了稀HNO 3，因此产生的气体是NO 和NO 2的混合气体。

依据N 原子守恒知：被还原的HNO 3的物质的量等于NO 和NO 2的物质的量之和，可首先计算出参与反应的HNO 3，减去被还原的HNO 3即可求出与Ag ＋、Cu 2＋形成盐的NO －3的物质的量，然后列式求解。

(1)据N 原子守恒1 mol HNO 3―→1 mol 气体(NO 2或NO)，被还原HNO 3的物质的量为 6.72 L
22.4 L/mol ＝0.3 mol 。

(2)设铜银合金中Cu 为x mol ，Ag 为y mol ， ⎩⎪⎨⎪⎧64x ＋108y ＝302x ＋y ＋0.3＝13.5×80×10－3－1×80×10－3
解得x ＝0.3 mol ，y ＝0.1 mol ，
银的质量分数为0.1×108
30×100%＝36%。

答案：(1)0.3 mol (2)36%
小专题突破 金属与硝酸反应的计算
1.思维模型
2．计算中的关系与方法 (1)原子守恒
HNO 3与金属反应时，一部分HNO 3起酸的作用，以NO －3的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂转化为还原产物，这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO 3中氮原子的物质的量。

(2)得失电子守恒
HNO 3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO 3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。

(3)电荷守恒
HNO 3过量时反应后溶液中(不考虑OH －)：c (NO －3)＝c (H ＋)＋nc (M n ＋)(M n ＋代表金属离子)。

(4)离子方程式计算法
金属与H 2SO 4、HNO 3的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO －3在H 2SO 4供应H ＋的条件下能连续
与金属反应，因此此类题目只能用离子方程式计算，先推断谁过量，然后依据少量的物质进行计算。

1．足量铜与肯定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO 2、N 2O 4、NO 的混合气体，这些气体与1.68 L O 2(标准状况)混合后通入水中，全部气体完全被水吸取生成硝酸。

若向所得硝酸铜溶液中加入5 mol·L －1NaOH 溶液至Cu 2＋恰好完全沉淀，则消耗NaOH 溶液的体积是( )
A ．60 mL
B ．45 mL
C ．30 mL
D ．15 mL
解析：选A 。

依据O 2的物质的量确定电子转移的物质的量进而确定生成Cu 2＋的物质的量，再确定消耗OH －的物质的量。

1.68 L O 2→0.075 mol O 2→电子转移0.3 mol →n (Cu 2＋)＝0.15 mol →n (OH －)＝0.3 mol →V (NaOH)＝
0.3 mol 5 mol ·L －1
×1 000 mL ·L
－1＝60 mL 。

2．将51.2 g 铜恰好完全溶于V mL 10 mol ·L －1硝酸中得到硝酸铜溶液，收集到氮氧化物(含NO 、NO 2、N 2O 4)的混合物共17.92 L(标准状况)，这些气体恰好能被500 mL 2.0 mol·L －1 NaOH 溶液完全吸取，得到500 mL(假设吸取气体后溶液体积不变)钠盐溶液。

发生的反应有N 2O 4
2NO 2；NO ＋NO 2＋2NaOH===2NaNO 2＋H 2O ；2NO 2＋2NaOH===NaNO 2＋NaNO 3＋H 2O 。

通过计算回答下列问题：
(1)硝酸铜溶液中硝酸铜的物质的量为____________，V ＝________。

(2)上述钠盐溶液中硝酸钠的物质的量浓度为________________。

(3)向上述硝酸铜溶液中加入足量的稀硫酸，再加入足量铜粉，有W g 铜完全溶解，将收集到的气体(只有NO 生成)全部收集于一试管中，并将布满该气体的试管倒立于盛水的水槽里，再向试管里充入肯定量的氧气，最终恰好使溶液布满试管。

①W ＝________。

②通入的氧气在标准状况下的体积为
________________________________________________________________________。

解析：(1)铜的物质的量是51.2 g÷64 g·mol－1＝0.8 mol，则依据铜原子守恒可知，硝酸铜溶液中硝酸铜的物质的量为0.8 mol。

氢氧化钠的物质的量是0.5 L×2 mol·L－1＝1 mol，则由硝酸钠和亚硝酸钠的化学式可知被还原的硝酸的物质的量是1 mol，所以依据氮原子守恒可知硝酸的物质的量是0.8 mol×2＋1 mol＝2.6 mol，则V(硝酸)＝2.6 mol÷10 mol·L－1＝0.26 L＝260 mL，V＝260。

(2)设NO、NO2、N2O4的物质的量分别是a、b、c，混合气体的物质的量是17.92 L÷22.4 L·mol －1＝0.8 mol，则a＋b＋c＝0.8 mol，
依据得失电子守恒可知3a＋b＋2c＝1.6 mol，
依据钠离子守恒可知a＋b＋2c＝1 mol，
联立解得a＝0.3 mol、b＝0.3 mol、c＝0.2 mol，
则混合气相当于0.3 mol的NO和0.7 mol NO2。

依据方程式NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O、2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O，可知生成的硝酸钠是0.2 mol、亚硝酸钠是0.8 mol，所以上述钠盐溶液中硝酸钠的物质的量浓度为0.2 mol÷0.5 L＝0.4 mol·L－1。

(3)硝酸铜溶液中NO－3的物质的量是1.6 mol，则依据方程式8H＋＋2NO－3＋3Cu===2NO↑＋3Cu2＋＋4H2O可知消耗铜的物质的量是2.4 mol，质量是2.4 mol×64 g·mol－1＝153.6 g。

由于最终恰好使溶液布满试管，这说明生成的NO又恰好生成硝酸，则依据电子得失守恒可知，需要氧气的物质的量是(2.4 mol×2)÷4＝1.2 mol，在标准状况下的体积是1.2 mol×22.4 L·mol－1＝26.88 L。

答案：(1)0.8 mol260(2)0.4 mol·L－1(3)①153.6
②26.88 L。