硝酸及亚硝酸盐的性质与应用(含解析).doc

2020届高考化学第二轮专题复习课时提升训练
硝酸及亚硝酸盐的性质与应用
一、选择题
1、硝酸被称为“国防工业之母”是因为它是制取炸药的重要原料。下列实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退色——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．要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性
D．能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色退去——强氧化性
答案：D　
解析：A项，浓硝酸因有酸性而使紫色石蕊溶液变红色，又因浓硝酸的强氧化性而使其退色；B项，因稀硝酸有强氧化性，与锌反应不产生H2；C项，因浓硝酸不稳定，见光或受热易分解，因此应用棕色瓶盛装避光保存；D项，硝酸使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色退去，是因为硝酸的酸性将氢氧化钠中和的缘故。]
2、下列气体的制备可采用如图装置的是(　　)

A．铜与浓硝酸反应制NO2
B．铜与稀硝酸反应制NO
C．氯化铵与熟石灰反应制NH3
D．氯化钠与浓硫酸反应制HCl
答案：B　
解析：二氧化氮可以与水反应，氨气和氯化氢极易溶于水，三者均不能用排水法收集，故选B。
3、一定质量的铜分别与足量的稀硝酸和浓硝酸完全反应，在相同条件下用排水法收集反应产生的气体，下列叙述正确的是(　　)
A．硝酸浓度越大，硝酸被还原之后的生成物的价态越低，对应的硝酸的氧化性越弱
B．硝酸浓度不同，生成Cu(NO3)2的物质的量不同
C．硝酸浓度越大，产生的气体越少
D．两者用排水法收集到的气体体积相等
答案：D　
解析：硝酸的浓度越大氧化性越强，故A错误；等量的Cu与酸反应，生成Cu(NO3)2的物质的量相同，故B错误；等量的Cu与酸反应，浓硝酸反应生成气体多，故C错误；因3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，最终收集气体均为NO，由得失电子守恒可知，收集NO的体积相等，故D正确。
4．为证明稀硝酸与铜反应产物中的气体为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，打开活塞1，漏斗中有红棕色气体，证明该气体为NO
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。
5、将1.92g铜投入一定量的浓硝酸中，铜完全溶解，生成的气体颜色越来越浅，共收集到标准状况下的气体672mL，将盛有该气体的容器倒扣在水中，通入一定体积(标准状况下)的氧气，恰好使气体完全溶于水中，则通入氧气的体积是(　　)
A．168mL B．224mL
C．504mL D．336mL
答案：D　：
解析：1.92 g Cu的物质的量为0.03 mol，反应时失电子的物质的量为2×0.03 mol＝0.06 mol，整个反应过程为HNO3与铜反应转化为NO2和NO，而生成的NO2和NO在水中与氧气完全反应转化为HNO3，反应前后HNO3的物质的量不变，而化合价发生变化的只有铜和氧气，则Cu失去电子的数目等于O2得到电子的数目，所以消耗氧气的物质的量n(O2)＝0.015 mol，标准状况下，V(O2)＝0.015 mol×22 400 mL·mol－1＝336 mL。
6．对于1LH2SO4和HNO3的混合溶液，若H2SO4和HNO3物质的量浓度存在如下关系：c(H2SO4)＋c(HNO3)＝1.2mol·L－1。理论上最多能溶解铜的物质的量为(　　)
A．0.80mol B．0.72mol
C．0.45mol D．0.40mol
答案：B　
解析：稀硫酸不与铜发生反应，但硫酸能提供氢离子，硝酸与铜发生反应可生成硝酸铜，硝酸根离子与硫酸提供的氢离子可以继续与铜发生反应，反应的离子方程式为3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，硝酸根离子的物质的量浓度与氢离子的物质的量浓度比为1∶4时，溶解的铜最多，设硫酸的物质的量为x，硝酸的物质的量为y，则x＋y＝1.2mol，y∶(2x＋y)＝1∶4，解得x＝0.72mol，y＝0.48mol，
设参加反应的铜的最大物质的量是z，
3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
3　　　2
z　　　0.48mol
解得z＝0.72mol，即理论上最多能溶解铜的物质的量为0.72mol。
7、将红热的木炭与浓硝酸共热产生的气体等分为①和②两份，第①份先通过适量蒸馏水，再通入少量澄清石灰水中；第②份直接通入少量澄清石灰水中。则石灰水的变化最可能为(　　)
A．①不变浑浊，②变乳白色
B．①变乳白色，②不变浑浊
C．①变乳白色，②变乳白色
D．①不变浑浊，②不变浑浊
答案：B　
解析：木炭与浓硝酸反应产生CO2和NO2的混合气体，而NO2可与水反应生成硝酸，故将混合气体直接通入少量澄清石灰水中，会产生Ca(NO3)2溶液，难以得到CaCO3沉淀；将混合气体先通过适量蒸馏水，NO2与水反应生成硝酸和NO，NO和CO2的混合气体再通入少量澄清石灰水中会产生CaCO3沉淀。
二、非选择题
8、如图是用浓硝酸、铜片、水等试剂探究浓、稀硝酸的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5mL浓硝酸，往具支试管中加入约2mL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：____________________。
(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 _______________________________。
(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.实验反思
(5)利用该装置先进行铜与浓硝酸的反应，再进行铜与稀硝酸反应的实验，其好处是_______________________。
Ⅳ.问题讨论
用等质量的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。对此有两种说法：
①两者颜色不同是因为Cu2＋浓度差异引起的。
②前者溶液呈绿色，是因为生成的红棕色NO2溶解于溶液中引起的。
(6)你认为上述说法________(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：___________。
答案：(1)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O　(2)铜片逐渐溶解，溶液变蓝，放出红棕色气体
(3)往分液漏斗中加蒸馏水稀释浓硝酸，打开活塞，滴入稀硝酸　(4)C　(5)利用Cu与浓硝酸反应生成的NO2排出具支试管中的空气，有利于观察Cu与稀硝酸反应的产物　(6)②　往蓝色溶液中通入NO2，溶液变成绿色(或加热绿色溶液，有红棕色气体产生，溶液变成蓝色)
9、某化学兴趣小组设计使用如下装置验证铜和一定量的浓硝酸反应有一氧化氮产生。(假设气体体积均为标准状况下的体积，导气管中气体体积忽略不计，且忽略反应中的溶液体积变化)

试回答下列问题。
(1)将铜粉分散在石棉绒中的原因是
________________________________________。
(2)在铜和浓硝酸反应前，挤压气球，经装置A、B、C中反应后，进入装置D中的气体是__________(填化学式)，通入该气体的目的是__________________，进行此步操作时应关闭____________(填“K1”“K2”“或“K3”，下同)，打开________。
(3)若装置C的硬质玻璃管中出现堵塞，则装置B中可能出现的现象是．
(4)关闭K1、K2，打开K3，由分液漏斗向装置D中滴加浓硝酸。待Cu和浓硝酸反应结束后，再通过分液漏斗向装置D中加入CCl4至满。则装置D中一定发生的反应的离子方程式为______________。
(5)若装置E中发生倒吸，可采取的应急操作是_____________。
(6)从装置E所得溶液中取出25.00mL，滴加两滴酚酞，用0.1000mol·L－1的NaOH溶液滴定，当滴定完成后消耗NaOH溶液18.00mL，若实验测得F装置所收集到的气体体积为139.00mL，则铜和一定量的浓硝酸反应________(填“有”或“无”)NO生成。
答案：(1)增大铜粉与氧气的接触面积，使反应更迅速充分
(2)N2　排出装置D中的空气　K3　K1、K2
(3)锥形瓶中玻璃管内液面上升
(4)Cu＋2NO＋4H＋===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O
(5)向下调节量气管(或及时关闭K3，其他合理答案也可以)
(6)有
10、亚硝酸钠(NaNO2)是一种常见的食品添加剂，使用时必须严格控制其用量。某兴趣小组用下图所示装置制备NaNO2并对其性质作如下探究(夹持装置及装置A中加热装置已略去)。

已知：①2NO＋Na2O2===2NaNO2；
②NO能被酸性KMnO4氧化成NO，MnO被还原为Mn2＋；
③在酸性条件下，NaNO2能把I－氧化为I2，S2O能把I2还原为I－。
Ⅰ.制备NaNO2
(1)装置A的三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为
________________________________。
(2)装置B的作用是①___________，②___ ______________________。
(3)为保证制得的亚硝酸钠的纯度，C装置中盛放的试剂可能是________(填字母)。
A．P2O5 B．碱石灰
C．无水CaCl2 D．生石灰
(4)装置E中发生反应的离子方程式是_____________________。
Ⅱ.测定NaNO2的纯度
(5)可供选择的试剂如下：
A．稀硫酸　B．c1mol·L－1KI溶液　C．淀粉溶液
D．c2mol·L－1Na2S2O3溶液　E．c3mol·L－1酸性KMnO4溶液
①利用NaNO2的还原性测定其纯度，可选择的试剂是________(填字母)。
②利用NaNO2的氧化性测定其纯度的步骤是准确称取质量为mg的NaNO2样品放入锥形瓶中，加适量水溶解， _________________(请补充完整实验步骤)。
答案：(1)C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O
(2)①将NO2转化为NO　②铜与稀硝酸反应生成NO
(3)BD
(4)3MnO＋4H＋＋5NO===3Mn2＋＋5NO＋2H2O
(5)①E　②加入过量的c1mol·L－1的KI溶液、淀粉溶液，然后滴加稀硫酸，充分反应后，用c2mol·L－1的Na2S2O3溶液滴定至溶液由蓝色恰好变为无色，且半分钟内不变色，读数，重复以上操作2～3次