《2019高考化學 第4章（非金屬及其化合物）第4節(jié) 氮及其重要化合物 考點（3）硝酸講與練（含解析）.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019高考化學 第4章（非金屬及其化合物）第4節(jié) 氮及其重要化合物 考點（3）硝酸講與練（含解析）.doc（12頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

非金屬及其化合物 李仕才 考點三　硝酸 1．硝酸的物理性質(zhì) (1)純硝酸為無色、有刺激性氣味的液體。 (2)硝酸沸點較低，易揮發(fā)，在空氣中遇水蒸氣形成白霧。 (3)質(zhì)量分數(shù)在69%以上的硝酸稱為濃硝酸。 2．硝酸的化學性質(zhì) (1)不穩(wěn)定性 ①反應：4HNO32H2O＋4NO2↑＋O2↑。 ②市售濃硝酸呈黃色的原因是：硝酸分解生成的NO2溶解在硝酸里。 ③硝酸保存在棕色試劑瓶中，置于冷暗處，不能用橡膠塞。 (2)強氧化性 不論濃、稀硝酸都有強氧化性，而且濃度越大氧化性越強。 ①與金屬反應。 稀硝酸與銅反應的化學方程式： 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。 濃硝酸與銅反應的化學方程式： Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。 ②與非金屬反應。 如濃硝酸與C加熱反應的化學方程式： C＋4HNO3(濃)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。 ③與還原性化合物反應。 硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋等還原性物質(zhì)。 如稀硝酸與FeSO4溶液反應的離子方程式： 3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。 (3)硝酸的制法與用途 判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“”) 1．實驗室里用鋅粒與稀HNO3反應制取H2(　　) 2．銅與濃硝酸生成NO2，而與稀硝酸反應生成更低價的氧化物NO，則氧化性：稀硝酸>濃硝酸(　　) 3．將可調(diào)高度的銅絲伸入到稀HNO3中溶液變藍，說明Cu與稀HNO3發(fā)生置換反應(　　) 4．常溫下，將Al片放入濃硝酸中無明顯現(xiàn)象，原因是Al與濃硝酸不反應(　　) 5．濃硝酸、濃硫酸的濃度大，書寫離子方程式時寫分子式，不拆寫為離子形式(　　) 6．硝酸可與Na2S反應制得H2S氣體(　　) 7．在1.0 mol/L的KNO3溶液中，H＋、Fe2＋、Cl－、SO可以大量共存(　　) 8．磁性氧化鐵溶于稀硝酸的離子方程式為3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O(　　) 9．濃、稀硝酸都可使藍色石蕊試紙最終變?yōu)榧t色。(　　) 1．質(zhì)量分數(shù)達98%以上的濃硝酸稱為“發(fā)煙硝酸”，“煙”實為霧(硝酸小液滴)，體現(xiàn)了HNO3的揮發(fā)性。 2．濃硝酸能使紫色石蕊溶液變紅，加熱褪色。在這一反應過程中濃硝酸表現(xiàn)出強酸性和強氧化性，可將紅色物質(zhì)氧化成無色物質(zhì)。 3．王水(濃硝酸與濃鹽酸體積比1∶3)可溶解金和鉑。 4．NO在酸性條件下的強氧化性：NO在酸性條件下具有強氧化性，往往作為隱含條件出現(xiàn)在試題中，在解題中往往被忽視而形成易錯點。常見的隱含形式有： (1)在離子共存問題中，NO在酸性條件下不與具有較強還原性的離子如S2－、I－、Fe2＋等大量共存。 (2)SO的檢驗中不能用HNO3酸化、不能用Ba(NO3)2作沉淀劑，以防止SO的干擾。 (3)向Ba(NO3)2溶液中通入還原性氣體SO2可得到BaSO4沉淀。 (4)向Fe(NO3)2溶液中加入非氧化性酸，如鹽酸，F(xiàn)e2＋能被氧化為Fe3＋。 (5)向過量銅與一定量硝酸反應后的混合物中加入非氧化性酸，銅能繼續(xù)溶解。 (6)向含還原性離子的酸性溶液中加入硝酸鹽，還原性離子可被氧化。 硝酸的性質(zhì) 1．下列有關(guān)硝酸的化學性質(zhì)的敘述中，正確的是(　　) A．濃、稀硝酸都能使藍色石蕊試紙最終變?yōu)榧t色 B．硝酸能與FeO反應，只表現(xiàn)氧化性 C．硝酸可與Na2S反應制得H2S氣體 D．濃硝酸因分解放出的NO2又溶解于硝酸而呈黃色 解析：硝酸是一種具有強氧化性的強酸，并且濃度越大，氧化性越強。濃硝酸可使藍色石蕊試紙先變紅后褪色，故A錯誤；硝酸是一種強氧化性酸，可氧化許多還原性物質(zhì)，因此硝酸與Na2S反應不能生成H2S，與FeO反應時表現(xiàn)氧化性和酸性，所以B、C錯誤，D正確。 答案：D 2．下列說法正確的是(　　) A．投入鐵片產(chǎn)生H2的溶液中可大量存在H＋、Mg2＋、SO、NO B．可用稀硝酸除去試管內(nèi)壁上的銀鏡 C．1.0 molL－1的KNO3溶液中可大量存在H＋、Fe2＋、Cl－、SO D．硫化銅溶于硝酸的離子方程式為CuS＋2H＋===H2S↑＋Cu2＋ 解析：硝酸具有強氧化性，因而含有NO的酸性溶液不能與鐵反應產(chǎn)生H2，A項錯；硝酸可溶解銀，B項正確；Fe2＋在稀HNO3中不能大量存在，C項錯；硝酸與CuS不能發(fā)生復分解反應，而是發(fā)生氧化還原反應，D項錯。 答案：B 3．在通風櫥中進行下列實驗： 下列說法不正確的是(　　) A．Ⅰ中氣體由無色變紅棕色的化學方程式：2NO＋O2===2NO2 B．Ⅱ中的現(xiàn)象說明Fe表面形成致密的氧化層，阻止Fe進一步反應 C．對比Ⅰ、Ⅱ中現(xiàn)象，說明稀HNO3的氧化性強于濃HNO3 D．針對Ⅲ中現(xiàn)象，在Fe、Cu之間連接電流計，可判斷Fe是否被氧化 解析：A.鐵放入稀HNO3中發(fā)生反應Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，NO逸出，遇到O2生成NO2，氣體由無色變?yōu)榧t棕色。B.鐵放入濃HNO3中，在常溫下會鈍化，即在Fe表面形成致密的氧化膜，阻止Fe進一步反應。C.濃HNO3的氧化性強于稀HNO3。D.在鐵、銅之間加一個電流計，根據(jù)電子的流向，可判斷鐵是否被氧化。若電子由鐵移動到銅，則鐵被氧化。 答案：C 4．如圖所示，向一定量的鐵粉中加入一定體積12 molL－1的硝酸并加熱，待反應結(jié)束時，下列微粒在體系中一定大量存在的是(　　) ①NO?、贔e3＋　③H＋?、躈O?、軳O2 A．①　　　　B．①⑤　　　C．②④⑤　　D．①②③⑤ 解析：Fe與濃硝酸反應時，開始生成的還原產(chǎn)物是NO2，并且若鐵少量濃HNO3足量時，還原產(chǎn)物只有NO2；當濃HNO3不足時，隨反應進行濃HNO3變?yōu)橄NO3，也會生成NO；當鐵過量時，氧化產(chǎn)物是Fe2＋，當HNO3過量時，氧化產(chǎn)物是Fe3＋。因產(chǎn)物有硝酸鹽，故溶液中一定含有NO。 答案：B 5．將相同質(zhì)量的銅分別與足量的濃硝酸、稀硝酸反應，下列敘述正確的是(　　) A．硝酸濃度越大消耗的硝酸越少，產(chǎn)生的有毒氣體也越少 B．反應中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)稀硝酸少 C．試管內(nèi)壁上的銅用濃硝酸除好，因反應速率快 D．兩者用排水法收集的氣體的體積相同 解析：銅完全反應，在進行相關(guān)計算時以銅為標準，等質(zhì)量的銅在反應中失去的電子數(shù)相同，生成的Cu(NO3)2的量相同，濃硝酸被還原為NO2，價態(tài)由＋5降到＋4，每個氮原子只得1個電子，稀HNO3被還原時每個氮原子得到3個電子，故被還原的濃硝酸多、稀硝酸少，生成NO2也比NO多。用排水法收集氣體時，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，故兩種情況收集到的氣體一樣多。 答案：D 6．下列說法不正確的是(　　) A．在稀硫酸中加入銅粉，銅粉不溶解，再加入Cu(NO3)2固體，銅粉仍不溶解 B．某氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍，該氣體的水溶液一定顯堿性 C．銅與稀硝酸反應的離子方程式為3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O D．HNO3―→NO―→NO2，以上各步變化均能通過一步實現(xiàn) 解析：A項中加入Cu(NO3)2固體后，Cu和H＋、NO發(fā)生反應：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，該項不正確。 答案：A 7．下列有關(guān)銅與濃硝酸反應的說法中錯誤的是(　　) A．HNO3是氧化劑，NO2是還原產(chǎn)物 B．若2 mol HNO3被還原，則反應中一定生成22.4 L NO2氣體 C．參加反應的硝酸中，被還原和未被還原的硝酸的物質(zhì)的量之比是1∶1 D．硝酸在反應中既表現(xiàn)了強氧化性，又表現(xiàn)了酸性 解析：沒有指明溫度和壓強，無法確定氣體摩爾體積，也就無法確定氣體體積。 答案：B 8．如圖是用濃硝酸、銅片、水等試劑探究濃、稀硝酸的強氧化性并觀察還原產(chǎn)物的實驗裝置。 Ⅰ.濃硝酸的強氧化性實驗 將銅片置于具支試管的底部，在分液漏斗中加入約5 mL濃硝酸，往具支試管中放入約2 mL濃硝酸，用排水法收集產(chǎn)生的氣體。 (1)寫出具支試管中發(fā)生反應的化學方程式：____________________________________________________________ __________________________________________________________。 (2)實驗中觀察到能證明濃硝酸有強氧化性的現(xiàn)象是____________________________________________________________ __________________________________________________________。 Ⅱ.稀硝酸的強氧化性實驗 (3)上述反應完成后，欲進一步證明稀硝酸也具有強氧化性，緊接的簡便、合理的實驗操作是_________________________________。 (4)能證明稀硝酸與銅反應產(chǎn)生NO的實驗現(xiàn)象是________(填寫序號)。 A．c中收集到無色氣體 B．c中收集到的無色氣體接觸空氣后變?yōu)榧t棕色 C．b中產(chǎn)生的無色氣體接觸空氣后變?yōu)榧t棕色 Ⅲ.實驗反思 (5)利用該裝置先進行銅與濃硝酸的反應，再進行銅與稀硝酸反應的實驗，其好處是_________________________________________。 解析：Ⅰ.銅與濃硝酸反應的化學方程式為Cu＋ 4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，實驗中具支試管中溶液變藍，且有紅棕色氣體產(chǎn)生。Ⅱ.向分液漏斗中加水將濃硝酸稀釋后，可以繼續(xù)進行銅與稀硝酸反應的實驗，這樣可以利用Cu與濃硝酸反應產(chǎn)生的NO2排出具支試管中的空氣，有利于觀察銅與稀硝酸的反應產(chǎn)物。 答案：(1)Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O (2)銅片逐漸溶解，溶液變藍，放出紅棕色氣體 (3)往分液漏斗中加水稀釋濃硝酸，打開活塞，放入稀硝酸 (4)C (5)利用Cu與濃硝酸反應生成的NO2排出具支試管中的空氣，有利于觀察Cu與稀硝酸的反應產(chǎn)物 金屬與硝酸反應的規(guī)律和計算 1 HNO3與金屬的反應規(guī)律 (1)金屬與HNO3反應，不生成H2，濃HNO3一般被還原為NO2，稀HNO3一般被還原為NO，極稀的HNO3與Mg、Al、Fe、Zn等反應時，可被還原生成NH4NO3，即HNO3越稀，還原產(chǎn)物的價態(tài)越低。 (2)硝酸與金屬反應的一般通式： ①金屬＋濃HNO3―→金屬硝酸鹽＋NO2↑＋H2O ②金屬＋稀HNO3―→金屬硝酸鹽＋NO↑＋H2O 參加反應的HNO3＝起酸性的HNO3＋被還原的HNO3，足量Cu與HNO3反應后溶液中含NO，向其中加酸Cu繼續(xù)被氧化。 (3)足量的金屬與一定量濃HNO3反應時，隨HNO3濃度的降低，產(chǎn)物也發(fā)生改變。 如：Cu與濃HNO3反應，若Cu過量，開始HNO3的還原產(chǎn)物為NO2，但隨著反應的進行，濃HNO3變稀，稀HNO3的還原產(chǎn)物為NO，最終得到NO2和NO的混合氣體。 (4)常溫下，濃HNO3可使Fe、Al“鈍化”，“鈍化”并非不反應，是因發(fā)生氧化還原反應在金屬的表面生成一層致密的氧化膜阻止了反應的進一步發(fā)生。 (5)鐵與稀HNO3反應，先生成Fe(NO3)3，若Fe過量，F(xiàn)e(NO3)3再與Fe反應生成Fe(NO3)2。 2 HNO3與金屬反應的計算 (1)思維模型 (2)計算中守恒思想的應用 ①原子守恒法 HNO3與金屬反應時，一部分HNO3起酸的作用，以NO的形式存在于溶液中；一部分作為氧化劑，轉(zhuǎn)化為還原產(chǎn)物。這兩部分中氮原子的總物質(zhì)的量等于反應消耗的HNO3中氮原子的物質(zhì)的量。 ②得失電子守恒法 HNO3與金屬的反應屬于氧化還原反應，HNO3中氮原子得電子的物質(zhì)的量等于金屬失電子的物質(zhì)的量。 ③電荷守恒法 HNO3過量時反應后溶液中(不考慮OH－)則有： c(NO)＝c(H＋)＋nc(Mn＋)(Mn＋代表金屬離子)。 ④離子方程式計算法 金屬與H2SO4、HNO3的混合酸反應時，由于硝酸鹽中NO在H2SO4提供H＋的條件下能繼續(xù)與金屬反應，因此此類題目應用離子方程式來計算，先作過量判斷，然后根據(jù)完全反應的金屬或H＋或NO進行相關(guān)計算，且溶液中要符合電荷守恒。 1．38.4 g銅跟適量的濃硝酸反應，銅全部作用后，共收集到氣體22.4 L(標準狀況)，反應消耗的硝酸可能是(　　) A．1.0 mol　　　　　　　　　 B．1.6 mol C．2.2 mol D．2.4 mol 解析：濃硝酸適量，在反應過程中變稀，實際上發(fā)生了兩個反應：Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O,3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，反應消耗的HNO3包括起酸性作用和起氧化性作用的兩部分，前者反應后以Cu(NO3)2形式存在，后者被還原后生成NO2、NO氣體，從兩個方程式看出：Cu＋2HNO3(酸)～Cu(NO3)2，HNO3(氧化劑)～NO2(或NO)，所以反應消耗的HNO3的物質(zhì)的量為：2＋＝1.2 mol＋1 mol＝2.2 mol。 答案：C 2．將Mg、Cu組成的m g混合物投入適量稀HNO3中恰好完全反應，固體完全溶解時收集到的還原產(chǎn)物NO氣體為0.896 L(標準狀況)，向反應后的溶液中加入2 mol/L NaOH溶液60 mL時金屬離子恰好沉淀完全，則形成沉淀的質(zhì)量為(　　) A．(m＋2.28) g B．(m＋2.04) g C．(m＋3.32) g D．(m＋4.34) g 解析：利用守恒法解答當金屬離子恰好沉淀時，m(沉淀)＝m(金屬)＋m(OH－)，守恒的巧妙之處在于，n(OH－)＝n(金屬失去的電子)＝n(NO得到的電子)＝30.896 L/22.4 Lmol－1＝0.12 mol，m(沉淀)＝m(金屬)＋m(OH－)＝m g＋0.12 mol17 gmol－1＝(m＋2.04) g，B正確。 答案：B 3．某稀溶液中含有4 mol KNO3和2.5 moL H2SO4，向其中加入1.5 mol Fe，充分反應(已知NO被還原為NO)。下列說法正確的是(　　) A．反應后生成NO的體積為28 L B．所得溶液中c(Fe2＋)∶c(Fe3＋)＝1∶1 C．所得溶液中c(NO)＝2.75 molL－1 D．所得溶液中的溶質(zhì)只有FeSO4 解析：A項，未指明標準狀況，無法計算NO的體積；C項，未指明溶液的體積，無法計算濃度；D項，K＋不會參與反應，因而溶質(zhì)必定有K2SO4；B項，首先考慮酸性條件Fe被氧化為Fe3＋，進行過程計算，H＋不足，按H＋完全反應計算消耗Fe和NO的物質(zhì)的量： Fe?。O?。?H＋===Fe3＋＋NO↑＋2H2O 1.25 mol 1.25 mol 5 mol 1.25 mol 剩余的Fe再被Fe3＋氧化 Fe　?。　?Fe3＋===3Fe2＋ 0.25 mol 0.5 mol 0.75 mol 則剩余n(Fe3＋)＝1.25 mol－0.5 mol＝0.75 mol 則反應后溶液中n(Fe2＋)＝n(Fe3＋)＝0.75 mol，故B正確。 答案：B 4．取銅鎂合金完全溶于濃硝酸中，反應過程中硝酸被還原只產(chǎn)生0.896 L NO2氣體和0.672 L N2O4氣體(氣體體積都已折算到標準狀況)，在反應后的溶液中加足量的氫氧化鈉溶液，生成沉淀質(zhì)量為3.7 g。則合金中銅與鎂的物質(zhì)的量之比等于(　　) A．1∶1　　　　　　　　　　 B．2∶1 C．2∶3 D．3∶2 解析：生成NO2和N2O4轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為n(e－)＝n(NO2)＋n(N2O4)2＝0.1 mol。則有n(Cu)＋n(Mg)＝0.05 mol,64 g/moln(Cu)＋24 g/moln(Mg)＝3.7 g－1.7 g，解得：n(Cu)＝0.02 mol、n(Mg)＝0.03 mol，故n(Cu)∶n(Mg)＝2∶3，C項正確。 答案：C 5．銅與一定量濃硝酸反應，得到硝酸銅溶液和NO2、N2O4、NO的混合氣體，這些氣體與5.6 L O2(標準狀況)混合后通入水中，所有氣體完全被水吸收生成硝酸。則消耗銅的質(zhì)量為(　　) A．16 g B．32 g C．64 g D．無法計算 解析：該題氮元素變化為硝酸―→氮的氧化物―→硝酸，所以題目中的反應可以看成是銅與氧氣的反應，其中硝酸為“催化劑”，所以銅的物質(zhì)的量為2＝0.5 mol，即32 g。 答案：B 6．有一稀硫酸和稀硝酸的混合酸，其中H2SO4和HNO3的物質(zhì)的量濃度分別是4 mol/L和2 mol/L，取10 mL此混合酸，向其中加入過量的鐵粉，待反應結(jié)束后，可產(chǎn)生標準狀況下氣體的體積為(設(shè)反應中HNO3被還原成NO)(　　) A．0.448 L　　B．0.672 L　　C．0.896 L　　D．0.224 L 解析：硫酸是二元強酸，硝酸是一元強酸，因此根據(jù)酸的濃度可知，10 mL混合酸中含有氫離子的物質(zhì)的量＝0.01 L24 mol/L＋0.01 L2 mol/L＝0.1 mol，硝酸根離子的物質(zhì)的量＝0.01 L2 mol/L＝0.02 mol。反應中鐵過量，則反應的離子方程式為3Fe＋2NO＋8H＋===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O，如果氫離子過量則繼續(xù)發(fā)生反應Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。 3Fe＋2NO＋8H＋===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O 　 0.02 mol　0.08 mol　　　0.02 mol 因此反應后剩余氫離子的物質(zhì)的量 ＝0.1 mol－0.08 mol＝0.02 mol。 所以繼續(xù)發(fā)生下面的反應： Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 　0.02 mol　　　0.01 mol 則最終生成的氣體的物質(zhì)的量為n(NO)＋n(H2)＝0.02 mol＋0.01 mol＝0.03 mol，在標準狀況下的體積為V(NO)＋V(H2)＝0.03 mol22.4 L/mol＝0.672 L。 答案：B 7．5.6 g Fe全部溶于一定濃度、200 mL的HNO3溶液中，得到標準狀況下的氣體2.24 L，測得反應后溶液中NO的濃度為1.25 molL－1。若反應前后溶液體積變化忽略不計，則下列有關(guān)判斷錯誤的是(　　) A．反應后溶液中鐵元素以Fe3＋、Fe2＋形式存在 B．反應后的溶液最多還能溶解2.8 g Fe C．2.24 L氣體可能是NO、NO2的混合氣體 D．原HNO3溶液的濃度為1.75 molL－1 解析：n(Fe)＝＝0.1 mol，n(NO)＝0.2 L1.25 molL－1＝0.25 mol，所以n(Fex＋)∶n(NO)＝1∶2.5，則溶液中的Fe以Fe3＋和Fe2＋的形式存在，A正確；設(shè)溶液中含F(xiàn)e(NO3)3 x mol，則有3x＋(0.1－x)2＝0.25，解得x＝0.05，結(jié)合2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，則還能溶解Fe：56 gmol－10.05 mol＝1.4 g，B錯誤；Fe與HNO3反應時失去電子：0.05 mol3＋(0.1－0.05) mol2＝0.25 mol，結(jié)合電子得失守恒和生成n(NOx)＝ ＝0.1 mol，則2.24 L氣體為NO和NO2組成的混合氣體，C正確；n(HNO3)＝0.25 mol＋0.1 mol＝0.35 mol，所以c(HNO3)＝＝1.75 molL－1，D正確。 答案：B