2020年高考化学课时提升作业(18)-第八章-第二节-硝酸(广西专供).docx

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课时提升作业(十八)
(45分钟　100分)
一、选择题(本题包括10小题，每小题6分，共60分)
1.13.8 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
2.下列对硝酸的生疏不正确的是(　　)
A.浓硝酸和稀硝酸都具有氧化性
B.铜和稀硝酸的反应属于置换反应
C.金属与硝酸反应一般不产生氢气
D.浓硝酸常呈淡黄色，是由于硝酸分解生成了NO2
3.将相同质量的铜片分别和过量浓硝酸、稀硝酸反应，下列叙述正确的是(　　)
A.反应速率，两者相同
B.消耗硝酸的物质的量：前者多，后者少
C.反应生成气体的颜色：前者浅，后者深
D.反应中转移的电子总数：前者多，后者少
4.amol Cu与含bmol HNO3的溶液恰好完全反应，则被还原的HNO3的物质的量确定是(　　)
A.(b-2a)mol　　　　　　 B.mol
C.mol D.2amol
5.某稀硝酸中，加入5.6 g铁粉充分反应后，铁粉全部溶解，放出NO气体，溶液质量增加3.2 g，所得溶液中Fe2+、Fe3+的物质的量之比为(　　)
A.1∶1　　B.2∶1　　C.3∶2　　D.4∶1
6.一种酸性较强的溶液中，可能存在N、I-、Cl-和Fe3+中的一种或几种，向该溶液中加入溴水后，溴单质被还原，由此可推知这种溶液中(　　)
A.含I-，不能确定是否含Cl-
B.含N
C.含I-、N、Cl-
D.含Fe3+
7.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
8.(2021·百色模拟)向确定量的Fe、FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物中加入
150 mL 4 mol·L-1的稀硝酸恰好使混合物完全溶解，放出2.24 L NO(标准状况)，往所得溶液中加入KSCN溶液，无红色毁灭。若用足量的H2在加热条件下还原相同质量的混合物，所得到的铁的物质的量为(　　)
A.0.21 mol　　　　　　　　 B.0.25 mol
C.0.3 mol D.0.35 mol
9.在某100 mL的混合液中，硝酸和硫酸的物质的量浓度分别是0.4 mol·L-1、0.1 mol·L-1，向该混合液中加入1.92 g铜粉，加热，待充分反应后，所得溶液中铜离子物质的量浓度是(　　)
A.0.15 mol·L-1 B.0.225 mol·L-1
C.0.30 mol·L-1 D.0.45 mol·L-1
10.(力气挑战题)将22.4 g铁粉渐渐加入到含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(　　)

二、非选择题(本题包括3小题，共40分)
11.(12分)下图中每一方格表示有关的一种反应物或生成物。其中A、C为无色气体。

请回答下列问题：
(1)物质M可以是　　　　 或　 ，C是　 ，
F是　　　　。
(2)淡黄色粉末的电子式是　 。
(3)反应①的化学方程式为　 。
(4)反应②的离子方程式为　 。
(5)GA+F的化学方程式为　 。
12.(16分)硝酸是极其重要的化工原料，工业上将产生的NO2在密闭容器中用水多次反复循环吸取制备硝酸。
(1)工业上用水吸取NO2生产HNO3，生成的气体经多次氧化、吸取的循环操作充分转化为硝酸(假定上述过程无其他损失)。试写出上述反应的化学方程式： 
　 。
(2)为了证明NO也可以与氧气和水共同作用生成HNO3，某同学设计了如图所示装置(有关夹持装置已略去)。

①检查装置气密性良好后，为观看到NO气体生成，打开K1，关闭K2，应从U形管的长管口注入稀硝酸至　　　　　　　后，快速关闭K1，观看到U形管内的现象是　。
②装置Ⅲ中发生反应的化学方程式为 　 。
③蘸NaOH溶液的棉花团的作用是 　 。
④打开K2，至装置Ⅱ中长玻璃管中的气体呈无色后打开K3，反应一段时间后，长玻璃管中并未布满液体。设计简洁方法检验长玻璃管中的气体是否含NO
  　 。
13.(12分)(力气挑战题)铜与稀硝酸反应产生NO，NO又被氧化成NO2，对试验观看无色NO有干扰，过多的NO、NO2又会污染环境。
为使试验的设计符合绿色化学的思想，某爱好小组设计出如图所示装置来改进“铜与硝酸反应”的试验，以探究化学试验的绿色化。
(1)试验前，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中的试验现象是 　 。
(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 　 。
方　案
反应物
甲
Cu、浓硝酸
乙
Cu、稀硝酸
丙
Cu、O2、稀硝酸
(4)该爱好小组还用上述装置进行试验证明氧化性KMnO4>Cl2>Br2，操作步骤为　 ，
试验现象为　 ；
但此试验的不足之处是　 。

答案解析
1.【解析】选C。浓硝酸应当盛放在棕色细口瓶中，因此A选项错误；前者依据公式c=1 000ρw/M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选项错误；C选项依据ρ=可知前者浓硝酸体积为10 mL，所以C项正确；浓硝酸不与Pt、Au反应，室温下浓硝酸能够使铁、铝钝化，因此D选项错误。
2.【解析】选B。硝酸是强氧化性酸，且浓硝酸的氧化性强于稀硝酸，A正确。由铜与浓、稀硝酸反应的方程式看，均不属于置换反应，B错误。由于硝酸是强氧化性酸，金属与硝酸反应均不生成H2，而生成水，C正确。硝酸易分解生成NO2，NO2为红棕色，少量NO2溶于硝酸中使硝酸呈淡黄色，D正确。
3.【解析】选B。铜片与浓、稀硝酸的反应方程式分别为Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，因浓度越大反应速率越大，所以A错；又因NO2为红棕色，NO为无色，所以C错；因两种酸都过量，铜完全溶解，所以转移电子数相等，D错；由方程式不难看出，同质量的铜消耗浓硝酸多，故选B。
4.【解析】选A。由于不清楚HNO3的浓度，因此还原产生的是NO2还是NO或者是两者的混合物，都不能确定，应当都有可能。考虑到没有被还原的HNO3，这些HNO3的N都形成Cu(NO3)2，因此由Cu(NO3)2的量能够确定未被还原的HNO3的量，依据元素守恒，求得被还原的HNO3的物质的量确定是(b-2a)mol。
5.【解析】选C。由质量守恒，可确定NO的质量为2.4 g，物质的量为0.08 mol，转移电子数为0.24 mol。Fe为0.1 mol，失去电子0.24 mol，Fe转化为Fe2+、Fe3+，则其物质的量之比为3∶2。
【方法技巧】铁与稀硝酸反应中铁元素存在形式的推断方法
①Fe+4HNO3(稀)Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
②3Fe+8HNO3(稀)3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O
若≥，Fe粉过量，产物为Fe2+，
若≤，HNO3过量，产物为Fe3+，
若<<，产物为Fe2+和Fe3+的混合物。
上述关系可用下列图示表示：

6.【解析】选A。由题意溴单质被还原说明溶液中含有还原性离子I-，而在酸性条件下N具有强氧化性，不能与I-共存，Fe3+与I-也不能共存。
7.【解析】选C。硝酸的浓度越大，反应速率越快，消耗时间越少；1 mol Cu与足量的浓硝酸反应会生成2 mol NO2，1 mol Cu与足量的稀硝酸反应会生成2/3 mol NO；参与反应的铜的质量相同，因此氧化剂得到的电子也相同；由于铜元素守恒，反应后溶液中铜离子的浓度也相同。
8.【解析】选B。稀硝酸恰好使混合物完全溶解，加入KSCN溶液，无红色毁灭，说明铁元素在溶液中以Fe(NO3)2形式存在，依据氮元素守恒可以求出n[Fe(NO3)2]=[0.15 L×4 mol·L-1-2.24 L÷22.4 L·mol-1]÷2=0.25 mol，再由铁元素守恒可知，用足量的H2在加热条件下还原相同质量的混合物，所得到的铁的物质的量为0.25 mol。
9.【解析】选B。溶液中同时存在H+和N时就能够与Cu发生反应。该溶液中H+实际为0.06 mol，应当依据离子方程式进行计算，正确解答思路为：
依据
　3Cu+　　 8H++ 　2N3Cu2++2NO↑+4H2O
3 8 2 3
0.03 mol 0.06 mol 0.04 mol x
依据各物质的量的关系可知，H+不足，应依据H+进行计算。x=3×0.06 mol÷8=0.022 5 mol，因此，铜离子浓度为0.225 mol·L-1。
【误区警示】本题易错选A和C。错选A的主要缘由是直接依据题目中给出的硝酸的物质的量为0.04 mol进行计算，从而得出参与反应的铜的物质的量为
0.015 mol。解题时忽视溶液中照旧存在H+，在该条件下，生成的Cu(NO3)2中的硝酸根离子要连续和铜反应。错选C的缘由是未进行过量计算，直接依据铜的物质的量计算，从而得出错误答案0.30 mol·L-1。
10.【解析】选C。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　+　Fe3Fe(NO3)2
0.2 mol 0.1 mol
所以共溶解铁粉0.3 mol。
11.【解析】由M的三个反应关系和A、C为无色气体可知M可能为(NH4)2CO3或NH4HCO3，也可能为(NH4)2SO3或NH4HSO3；由A→D和G(HNO3)+木炭→A，可知A为CO2，则M确定是(NH4)2CO3或NH4HCO3而不是(NH4)2SO3或NH4HSO3，由此可推知有关物质分别是：A为CO2，B为H2O，C为NH3，D为O2，E为NO，F为NO2，G为HNO3，M为(NH4)2CO3或NH4HCO3，淡黄色粉末为Na2O2，按要求写出有关的化学式和反应方程式即可。
答案：(1)(NH4)2CO3　NH4HCO3　NH3　NO2
(2)Na+]2-Na+
(3)2CO2+2Na2O22Na2CO3+O2
(4)3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O
(5)4HNO3(浓)+C4NO2↑+CO2↑+2H2O
12.【解题指南】解答本题要留意以下2点：
(1)依据试验目的和所放置的试剂确定各装置的作用。
(2)三个开关K1、K2、K3的开与关都对试验起着重要作用。
【解析】依据试验目的和所放置的试剂可以推断，Ⅰ装置的作用是制备NO，Ⅲ装置的作用是制备O2，Ⅱ装置的作用是证明NO也可以与氧气和水共同作用生成HNO3。
(1)NO2经多次氧化、用水吸取的循环操作，充分转化为硝酸的化学方程式为4NO2+O2+2H2O4HNO3。
(2)①注入稀硝酸应至U形管右侧胶塞下沿，快速关闭K1后，U形管左端液面高于右端，铜丝渐渐溶解，产生无色气体，溶液渐渐变蓝。
②装置Ⅲ中发生反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑。
③蘸NaOH溶液的棉花团的作用是吸取NO，防止污染。
④再打开K3，若观看到长玻璃管中气体快速变为红棕色，则证明长玻璃管中的气体含NO，若无颜色变化，则证明不含NO。
答案：(1)4NO2+O2+2H2O4HNO3(或分成两个方程式书写)
(2)①U形管右侧胶塞下沿　U形管左端液面高于右端，铜丝渐渐溶解，产生无色气体，溶液渐渐变蓝(至少答三点)
②2H2O22H2O+O2↑
③吸取NO，防止污染
④再打开K3，若观看到长玻璃管中气体快速变为红棕色，则证明长玻璃管中的气体含NO，若无颜色变化，则证明不含NO(其他合理答案也可)
13.【解析】(1)制取气体或很多验证气体性质的试验，试验前都需要检验装置的气密性。

(2)由题意知试验开头是铜与浓硝酸反应，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，依据反应及现象，可得出结论。但此装置没有尾气吸取装置，多余的Cl2会污染空气。
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　没有尾气吸取装置
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