第3节硝酸解析人教版.DOC

1、用心 爱心 专心 1第八章 第三节第 3 节 硝酸解析 人教版本栏目内容在学生用书中以活页形式单独装订成册！一、选择题1用铜锌合金制成的假金元宝欺骗行人的事件屡有发生。下列不易区别其真伪的方法是( )A测定密度 B放入硝酸中C放入盐酸中 D观察外观【解析】 铜锌合金也称黄铜 ，其外 观与黄金相似，但其密度比黄金小，因其含有 锌单质，放入硝酸、盐酸中都能反 应，而黄金不与硝酸、 盐酸反 应。【答案】 D2现有下列物质，其中必须保存在棕色瓶里的是( )氯水 氨水 浓硝酸 氢氧化钠 溴A全部 B和C只有和 D和【解析】 氯水见光发生反应 2HClO 2HClO 2而变质， 浓硝酸见光分解：= = =

2、 = =光 4HNO3 4NO2O 22H 2O，为防止它们分解 变质，必 须贮存在棕色瓶里。= = = = =光 【答案】 C3某单质跟浓硝酸反应时，0.25 mol 单质完全反应就消耗 1 mol HNO3，则单质元素氧化后的化合价可能是( )A1 B2C3 D4【解析】 单质可能为非金属单质，反 应掉的 HNO3 都作氧化剂，设单质元素氧化后的化合价为 x，据得失 电子数相等，则有如下关系：025 molx 1 mol(54)(浓 HNO3 被还原为 NO2)x4，为4 价。单质也可能为金属单质，反应 后为硝酸盐，反 应掉的 HNO3 一部分作氧化剂，则：025 molx (1 mol0

3、.25 mol x)(54)x2，为2 价。【答案】 BD4将 3.2 g Cu 跟 30.0 mL、10.0 molL1 的 HNO3 充分反应，还原产物有 NO 和NO2。若反应后溶液中有 a mol H 离子， 则此时溶液中含 NO 离子的物质的量为 3( )A0.5a mol B(0.1a)molC0.1a mol D2a mol【解析】 反应后：n(Cu 2 ) 0.05 mol3.2 g6.4 g/mol由电荷守恒知：n(NO )(0.1 a)mol。 3【答案】 B5将 22.4 g 铁粉逐渐加入含 HNO3 0.8 mol 的稀硝酸中，反应生成的气体的物质的量(x)随消耗铁粉的

4、物质的量(y )变化关系中，正确的是( )用心 爱心 专心 2【解析】 开始 HNO3过量， 发生反应：Fe 4HNO3 =Fe(NO3)3 NO2H 2O02 mol 0.8 mol 0.2 mol 0.2 mol加入 0.2 mol Fe 时正好生成 0.2 mol Fe(NO3)3 及 0.2 mol NO 气体，再加入 0.1 mo l Fe 粉，发生反应 2Fe(NO3)3Fe= =3Fe(NO3)2，气体的物质的量不再变化。【答案】 C6在某 100 mL 的混合液中，硝酸和硫酸的物质的量浓度分别为 0.4 molL1 和 0.1 molL 1，向该混合液中加入 1.92 g 铜粉

5、，加热，充分反应后，所得溶 液中的 Cu2 浓度为( )A0.225 molL 1 B0.375 molL 1C0.450 molL 1 D无法计算【解 析】 依题意 n(H )2n(H 2SO4)n(HNO 3)20.01 mol0.04 mol0.06 mol，n(NO ) 0.04 mol，n(Cu)0.03 mol，按 33Cu8H 2NO =3Cu2 2NO4H 2O 反应，n(H )不足，用 n(H )和方程式共同求 3得 c(Cu2 )0.225 molL1 ，故选 A。【答案】 A7硝酸铜是制备 CuZnAl 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：Cu 与稀硝

6、酸反应制取， 3Cu8HNO 3=3Cu(NO3)22NO4H 2O；Cu 与浓硝酸反应制取，Cu4HNO 3=Cu(NO3)22NO 22H 2O；首先用氧气氧化铜屑生成氧化铜，氧化铜与稀硝酸反应制取，2CuO 2 2CuO；CuO2HNO 3=Cu(NO3)= = = = =加 热 2H 2O。下列说法不正确的是( )A制取相同量的硝酸铜需硝酸的量 最少B制取相同量的硝酸铜产生的有毒气体比 少C三种方案中硝酸的利用率D三种方案的反应都可以在铁制容器中进行【解析】 由制取硝酸铜三种设计方案的化学反应方程式可以判断：制备 1 mol Cu(NO3)2中放出 2/3 mol NO 气体，硝酸的利

7、用率 为 3/4 中放出 2 mol NO2 气体，硝酸的利用率为 1/2 中没有气体放出，HNO 3 的利用率为 100%，而稀硝酸与铁发生反应，且生成的 Cu(NO3)2 与铁反应。【答案】 D8铜和镁的合金 4.60 g 完全溶于浓硝酸，若反应中硝酸被还原只产生 4 480 mL 的NO2 气体和 336 mL 的 N2O4 气体(均为标准状况) ，在反应后的溶液中，加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量为( )A13.0 g B7.05 gC8.51 g D15.6 g【解析】 Cu Cu2 Cu(OH)2 2e 2OH Mg Mg2 Mg(OH)2 2e 2OH 生成 Cu(OH)2

8、、Mg(OH)2 的质量应是 Cu、Mg 质量加上转移 电子的物质的量17 g/mol(OH 摩尔质量)转移电子 为： 10.23 mol ，4 480 mL 336 mL222 400 mL/mol用心 爱心 专心 3沉淀质量为：4.60 g0.23 mol17 g/mol8.51 g。【答案】 C914 g 铜、银合金与一定量某浓度的硝酸溶液完全反应，将放出的气体与 1.12 L(标准状况下) 氧气混合通入水中，恰好全部被水吸收，则合金中铜的质量是( )A9.6 g B6.4 gC3.2 g D4.8 g【解析】 Cu、Ag 合金与 HNO3 反应过程如下：14 g Cu、Ag 合金与 H

9、NO3 反应，若是浓 HNO3，还原产物是 NO2 或 NO2 与 NO 的混合物(随反 应进行浓 HNO3 逐渐变 稀) ；若是稀 HNO3，则还原 产物是 NO。该反应是氧化还原反应， Cu、Ag 失电 子，HNO 3 得 电子，生成 NO2 或 NO。由于 NO2、NO 和 O2 都被水吸收生成HNO3，即 NO2、NO 又将电子转移给 O2，所以在整个反应过程中，相当于 Cu、Ag 失去的电子转移给 0.05 mol O2；0.05 mol O2 得电子数：0.0540.2 mol，即 Cu、Ag 共失去 0.2 mol 电子。设 Cu 为 x mol、Ag 为 y mol，则Erro

10、r! Error!所以铜的质量为 m(Cu)64 g/mol0.05 mol3.2 g。【答案】 C10如下图所示装置可用于( )A加热 NaHCO3 制 CO2B用 Cu 和稀 HNO3 反应制 NOC用 NH4Cl 与浓 NaOH 溶液反应制 NH3D用 NaCl 与浓 H2SO4 反应制 HCl【解析】 通过制气装置与气体收集装置 综合进行考虑，很容易得出。【答案】 B二、非选择题11(2009 年海南单科)工业上常用氨氧化法生产硝酸，其过程包括氨的催化氧化 (催化剂为铂铑合金丝网)、一氧化氮的氧化和水吸收二氧化氮生成硝酸。请回答下列问题：(1)氨催化氧化的化学方程式为_ ；(2)原料气

11、中空气必须过量，其主要原因是_ _；(3)将铂铑合金做成薄丝网的主要原因是_ ；(4)水吸收二氧化氮生成硝酸为放热反应，其 化学方程式为_，为了提高水对二氧化氮的吸收率，可采取的措施为_(答 2 项)。【答案】 (1)4NH 35O 2 4NO6H 2O=Pt Rh 高 温(2)提高氨的转化率和一氧化氮的转化率(3)增大单位质量的催化剂和反应物的接触面积用心 爱心 专心 4(4)3NO2H 2O=2HNO3NO 加压 降温12(2008 年北京理综)由 Fe2O3、Fe、CuO、C、Al 中的几种物质组成的混合粉末，取样品进行下列实验(部分产物略去 )：(1)取少量溶液 X，加入过量的 NaO

12、H 溶液，有沉淀生成。取上层清液，通入 CO2，无明显变化，说明样品中不含有的物质是(填写化学式)_。(2)Z 为一种或两种气体：若 Z 只为一种气体，试剂 a 为饱和 NaHCO3 溶液，则反应中能同时生成两种气体的化学方程式是_ _。若 Z 为两种气体的混合物，试剂 a 为适量水，则 Z 中两种气体的化学式是_ _。(3)向 Y 中通入过量氯气，并不断搅拌，充分反应后，溶液中的阳离子是(填写离子符号)_。(4)取 Y 中的溶液，调 pH 约为 7，加入淀粉 KI 溶液和 H2O2，溶液呈蓝色并有红褐色沉淀生成。当消耗 2 mol I 时，共转移 3 mol 电子，该反应的离子方程式是_。(

13、5)另取原样品，加入足量稀硫酸 充分反应。若溶液中一定不会产生 Y 中的红色固体，则原样品中所有可能存在的物质组合是(各组合中的物质用化学式表示)_。【解析】 首先要注意框图中量的描述 “过量” ，然后做大致的推断，再根据具体的设问提供的信息具体分析。大致猜想：“浓酸”和“两种气体”可推知“浓酸”可能为浓硫酸或浓硝酸，金属元素只有 Fe、Cu，则 溶液 X 可能为 Fe2(SO4)3、CuSO4、Al2(SO4)3 或 Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、Al(NO3)3。两种气体可能为 SO2、CO2 或 NO2、CO2，不可能 为 NO2、NO，因浓酸过量。 Y 中溶液定有Fe2 ，还可能

14、有 Al3 。Y 中固体定有 Fe(前述过量 Fe 粉)、Cu 。(1)若有 Al，则应有 2AlO CO23H 2O=2Al(O H)3CO ，或 2 23AlO CO 22H 2O=Al(OH)3HCO ，有白色沉淀产生。 “无明显变化”说明原混合 2 3物中无 Al。(2)“若 Z 只为一种气体，试剂 a 为饱和 NaHCO3 溶液” ，则 Z 为 CO2，两种气体中一种与 NaHCO3 溶液反应生成 CO2，应为 SO2：SO22NaHCO 3=Na2SO32CO 2H 2O，则浓酸为浓硫酸。若 Z 为两种气体的混合物，a 为适量水， 则其中一种为NO2：3NO2H 2O=2HNO3

15、NO，气体 Z 为 NO 与 CO2 的混合气体，则浓酸为浓硝酸。(3)Y 中溶液中有大量的 Fe2 ，少量 H ，固体 为 Fe、Cu，通入过量 Cl2，并不断搅拌，则发生的反应有：Cl22Fe 2 =2Fe3 2Cl ，Cl2H 2O=H Cl HClO,2H Fe= =Fe2 H 2，HClOH Cu =Cu2 Cl H 2O,2Fe3 Cu =2Fe2 Cu 2 。所以溶液中的阳离子有Fe3 、Cu2 、H 。(4)当消耗 2 mol I 时，共转移 3 mol 电子，且有 红褐色沉淀 Fe(OH)3生成。 则 I 与 Fe2共同还原 H2O2：4I 2Fe 2 3H2O2=2I22F

16、e(OH) 3。( 这是一个新动向，氧化 剂或还原剂不止一种的氧化还原反应离子方程式的书写！)(5)通过前面的分析已知原样品中一定有 CuO 和 C，一定无 Al，Fe2O3、Fe 是否存在不能用心 爱心 专心 5确定。 “另取原样品，加入足量稀硫酸充分反应。若溶液中一定不会产生 Cu”，则一定不会发生 FeCu 2 =Fe2 Cu，则原样品中无 Fe，可能的组合有：CuO、C；CuO 、C、Fe2O3。【答案】 (1)Al(2)C 2H2SO4(浓) CO22SO 22H 2O= = = = = NO、CO 2 (3)Cu 2 、Fe 3 、H (4)2Fe2 3H 2O24I =2Fe(O

17、H)32I 2(5)CuO、C CuO、C、Fe 2O313某研究性学习小组的一个课题是“NO 2 能否支持木条的燃烧？ ”由于实验室中没有现成的 NO2 气体，该小组的同学设计了两个方案(忽略 N2O4 的存在，图中铁架台等夹持仪器均已略去)：.实验装置如下图所示(1)硝酸铜固体加热分解的产物有氧化铜、二氧化氮和氧气。写出该反应的化学方程式：_ _。(2)当集气瓶中充满红棕色气体时，木条复燃了，有的同学得出“NO 2 能支持木条的燃烧”的结论。你认为这一结论是否正确？_( 填“正确 ”或“不正确”) ，理由是_。.实验装置如下图所示(1)写出浓硝酸受热分解的化学方程式：_ 。(2)实验开始后

18、木条上的火星逐渐熄灭，有的同学提出“NO 2 不能支持木条的燃烧”的结论。你认为这一结论是否正确？_(填“正确”或“不正确 ”)，理由是_ 。.为了更能直接说明“NO 2 能否支持木条的燃烧”这一问题，请你重新设计一个简单的实验方案，简述实验原理和主要操作。【答案】 .(1)2Cu(NO 3)2 2CuO4NO 2O 2= = = = = (2)正确 硝酸铜分解产生的混合气体中氧气的体积分数与空气中氧气体积分数相当，空气中带火星的木条不复燃，而在 N O2 和 O2 混合气体中木条复燃，所以 NO2 能支持燃烧.(1)4HNO 3=4NO2O 22H 2O(2)不正确 带火星的木条熄灭可能是由

19、于加热时产生大量水蒸气所致.用金属铜与浓 HNO3 反应制取 NO2 气体并用浓硫酸干燥，再将带火星木条伸入NO2 中观察现象14(2009 年上海单科)烟气中 NOx是 NO 和 NO2 的混合物(不含 N2O4)。(1)根据废气排放标准，1 m3 烟气最高允许含 400 mg NOx。若 NOx中 NO 质量分数为0.85，则 1 m3 烟气中最高允许含 NO_L(标准状况，保留 2 位小数) 。(2)工业上通常用溶质质量分数为 0.150 的 Na2CO3 水溶液 (密度 1.16 g/mL)作为 NOx吸收剂，该碳酸钠溶液物质的量浓度为_mol/L(保留 2 位小数)。用心 爱心 专心

20、 6(3)已知：NONO 2Na 2CO3 2NaNO 2CO 22NO2Na 2CO3 NaNO 2 NaNO3CO 21 m3 含 2 000 mg NOx的烟气用质量分数为 0.150 的碳酸钠溶液吸收。若吸收率为80%，吸收后的烟气_ 排放标准( 填“符合”或“不符合 ”)，理由：_。(4)加入硝酸可改变烟气中 NO 和 NO2 的比，反应为：NO2HNO 3 3NO 2H 2O当烟气中 n(NO)n(NO 2)23 时，吸收率最高。1 m3 烟气含 2 000 mg NOx，其中 n(NO)n(NO 2)91。计算：() 为了达到最高吸收率，1 m 3 烟气需用硝酸的物质的量( 保留

21、 3 位小数)。()1 m 3 烟气达到最高吸收率 90%时，吸收后生成 NaNO2 的质量(假设上述吸收反应中，反应比反应迅速。计算结果保留 1 位小数)。【解析】 (1) 22.4 L/mol0.25 L。0.4 g0.8530 g/mol(2)c(Na2CO3) 1.64 molL 1 。1 000wM 1 000 mL1.16 gmL 10.15106 gmol 11 L(4)()30n(NO) 46n(NO)2 g19n(NO)0.057 molNO 2HNO3 3NO 2H 2Ox 2x 3x x0.017 6 mol190.057 3x0.057 x 32n(HNO3)2x0.0

22、35 mol。()加入 HNO3 使 NO 与 NO2 物质的量之比达到 23 时 NO2 的实际物质的量已经变为：0.0573x 0.059 mol，NO 的实际物质的量已经变为：0.057x0.039 mol。19根据题(3)中两个方程式可以得出：n(NaNO2)2n(NO) n(NO2)n(NO)0.088 7 mol12m(NaNO2)0.088 76990%5.5 g。【答案】 (1)0.25 (2)1.64(3)不符合 因吸收后烟气总体积减小，NO x含量仍超过 400 mg/m3(4)()30n(NO) 46n(NO) 19 2 0001 000n(NO)0.057 molNO 2HNO 3 3NO 2H 2Ox 2x 3x x 0.017 6190.057 3x0.057 x 32n(HNO3)2x0.035 mol。()n(NaNO 2) 2n(NO) n(NO2)n(NO)0.088 7 mol12m(NaNO2)0.088 76990%5.5 g。