硝酸的性质_章节学习

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题型：单选题

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单选题

（2011秋•福建期末）在下列变化

①大气通过闪电固氮

②硝酸分解

③实验室用氯化铵和消石灰制取氨气

④二氧化氮溶于水中，

按氮元素被还原、被氧化、既被氧化又被还原、既不被氧化又不被还原的顺序排列正确的是（　　）

A②①④③

B①②③④

C②④①③

D①③④②

正确答案

A

解析

解：①大气通过闪电固氮，是氮气和氧气反应生成一氧化氮的过程，氮元素化合价升高，N元素被氧化；

②硝酸分解生成二氧化氮和氧气、水，N元素化合价降低，N元素被还原；

③实验室制取氨气没有发生氧化还原反应，N元素的化合价没有变化，即氮元素既不被氧化又不被还原；

④二氧化氮溶于水中生成硝酸和一氧化氮，氮元素化合价既升高又降低，所以氮元素既被氧化又被还原．

氮元素被还原、被氧化、既被氧化又被还原、既不被氧化又不被还原的顺序排列为②①④③．

故选A．

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题型：简答题

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简答题

我们用字母L、M、Q、R、X分别代表五种含不同化合价的氮元素的物质，并且每种物质中氮元素的化合价只有一种．又知道物质L中氮元素的化合价要比物质M中氮元素的化合价低，并且在一定条件下，它们会有如下的相互转换关系（未配平）：

①Q+HCl→M+Cl2；

②R+L→X+H2O；

③R+O2→L+H2O．

（1）已知这五种物质中有一种是硝酸，那么硝酸应该是L、M、Q、R、X中的______（填字母），判断的依据是______．

（2）反应③是在催化剂（如铂、氧化铁等）存在，并且加热到一定温度时发生的，这个反应在工业上有重要的应用．请据此推断，若物质X是密度比CO2密度小的气体，那么X的化学式是______．

（3）某同学写出下面三个不同价态的氮的化合物相互转换的关系（未配平）：

a、NO+HNO3→N2O3+H2O

b、NH3+NO→HNO2+H2O

c、N2O4+H2O→HNO3+HNO2

其中你认为一定不可能实现的是______（填编号）．

正确答案

解：（1）根据提意已知反应以及元素化合价的变化规律，可知①反应式中，Cl2是氧化产物，M是还原产物，因此氮元素化合价：Q＞M；同理由③得氮元素化合价：L＞R；由②反应式可知，X中氮的化合价介于R和L之间，又由于L＞R，因此L＞X＞R，根据已知氮元素化合价M＞1，五种化合物中氮元素化合价由高到低的顺序为：Q＞M＞L＞X＞R．HNO3中N的价态最高：+5价，故答案为：Q，由于Q中氮化合价为最高；

（2）由③推知R中含H，且R中氮化合价小于或等于0价，那么R为NH3，由题意L为NO，X中氮的化合价介于NH3和NO中氮的化合价，因此X为N2，故答案为：N2；

（3）b不可能实现，NH3中N为-3价，NO中N为+2价，而HNO2中N为+3价，+3＞+2＞-3，故答案为：b．

解析

解：（1）根据提意已知反应以及元素化合价的变化规律，可知①反应式中，Cl2是氧化产物，M是还原产物，因此氮元素化合价：Q＞M；同理由③得氮元素化合价：L＞R；由②反应式可知，X中氮的化合价介于R和L之间，又由于L＞R，因此L＞X＞R，根据已知氮元素化合价M＞1，五种化合物中氮元素化合价由高到低的顺序为：Q＞M＞L＞X＞R．HNO3中N的价态最高：+5价，故答案为：Q，由于Q中氮化合价为最高；

（2）由③推知R中含H，且R中氮化合价小于或等于0价，那么R为NH3，由题意L为NO，X中氮的化合价介于NH3和NO中氮的化合价，因此X为N2，故答案为：N2；

（3）b不可能实现，NH3中N为-3价，NO中N为+2价，而HNO2中N为+3价，+3＞+2＞-3，故答案为：b．

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题型：简答题

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简答题

（1）水是一种重要的自然资源，是人类赖以生存不可缺少的物质．水质优劣直接影响人体健康．请回答下列问题：

①区别硬水和软水的最佳方法是______；

②硬度为1°的水是指每升水含10mgCaO或与之相当的物质（如7．lmgMgO），若某天然水中c（Ca2+）=1.2×l0-3 mol/L，c（Mg2+）=6×l0-4mol/L，则水的硬度为______．

③若②中的天然水还含有c（HCO3-）=8×l0-4 mol/L，现要软化10m3这种天然水，则需要加入Ca（OH）2______g，后加入Na2CO3______g．

（2）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将铂铑合金做成薄丝网的主要原因是______；

③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）

正确答案

解：（1）①区别软水和硬水的方法就是：取少量水样，加入肥皂水，搅拌后泡沫多的是软水，浮渣多的是硬水，故答案为：取少量水样，加入肥皂水，搅拌后泡沫多的是软水，浮渣多的是硬水；

②；某天然水中c（Ca2+）=1.2×10-3mol•L-1，c（Mg2+）=6×10-4mol•L-1，硬度为1°的水是指每升水含10mgCaO或与之相当的物质（如7.1mgMgO）；1L水中钙离子物质的量=1.2×10-3mol，相当于CaO质量=1.2×10-3mol×56g/mol=67.2mg，1L水中镁离子物质的量=6×10-4mol，相当于氧化镁质量6×10-4mol×40g/mol=24mg，所以水的硬度=

+

=10°故答案为：10°；

③10m3这种天然水水中含有钙离子物质的量=10×103L×1.2×10-3mol•L-1=12mol；镁离子物质的量=10×103L×6×10-4mol•L-1=6mol；碳酸氢根离子物质的量=10×103L×8×10-4mol•L-1=8mol；加入氢氧化钙发生的反应为：

Mg2++2OH-=Mg（OH）2↓ HCO3-+OH-=CO32-+H2O

1 2 1 1 1

6mol 12mol 8mol 8mol 8mol

共需氢氧根物质的量20mol；需要Ca（OH）2物质的量10mol，氢氧化钙质量为74g/mol×10mol=740g，水溶液中Ca2+物质的量为12mol+10mol=22mol，其中需要加入的碳酸根离子为22mol-8mol=14mol，需要碳酸钠的质量为14mol×106g/mol=1484g，

故答案为：740；1484．

（2）①氨催化氧化的产物是一氧化氮和水，是工业生产硝酸获得一氧化氮的一步反应，化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O，

故答案为：4NH3+5O24NO+6H2O；

②在氨催化氧化时，将铂铑合金做成薄丝网，可以增大单位质量的催化剂与反应物的接触面积，让反应更充分，故答案为：增大单位质量的催化剂与反应物的接触面积；

③水吸收二氧化氮生成硝酸的反应为3NO2+H2O=2HNO3+NO，该反应放热，可以使平衡向右移动的方法是：加压、降温或及时把生成的硝酸移走，

故答案为：3NO2+H2O=2HNO3+NO；加压、降温（及时移走生成的硝酸）．

解析

解：（1）①区别软水和硬水的方法就是：取少量水样，加入肥皂水，搅拌后泡沫多的是软水，浮渣多的是硬水，故答案为：取少量水样，加入肥皂水，搅拌后泡沫多的是软水，浮渣多的是硬水；

②；某天然水中c（Ca2+）=1.2×10-3mol•L-1，c（Mg2+）=6×10-4mol•L-1，硬度为1°的水是指每升水含10mgCaO或与之相当的物质（如7.1mgMgO）；1L水中钙离子物质的量=1.2×10-3mol，相当于CaO质量=1.2×10-3mol×56g/mol=67.2mg，1L水中镁离子物质的量=6×10-4mol，相当于氧化镁质量6×10-4mol×40g/mol=24mg，所以水的硬度=

+

=10°故答案为：10°；

③10m3这种天然水水中含有钙离子物质的量=10×103L×1.2×10-3mol•L-1=12mol；镁离子物质的量=10×103L×6×10-4mol•L-1=6mol；碳酸氢根离子物质的量=10×103L×8×10-4mol•L-1=8mol；加入氢氧化钙发生的反应为：

Mg2++2OH-=Mg（OH）2↓ HCO3-+OH-=CO32-+H2O

1 2 1 1 1

6mol 12mol 8mol 8mol 8mol

共需氢氧根物质的量20mol；需要Ca（OH）2物质的量10mol，氢氧化钙质量为74g/mol×10mol=740g，水溶液中Ca2+物质的量为12mol+10mol=22mol，其中需要加入的碳酸根离子为22mol-8mol=14mol，需要碳酸钠的质量为14mol×106g/mol=1484g，

故答案为：740；1484．

（2）①氨催化氧化的产物是一氧化氮和水，是工业生产硝酸获得一氧化氮的一步反应，化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O，

故答案为：4NH3+5O24NO+6H2O；

②在氨催化氧化时，将铂铑合金做成薄丝网，可以增大单位质量的催化剂与反应物的接触面积，让反应更充分，故答案为：增大单位质量的催化剂与反应物的接触面积；

③水吸收二氧化氮生成硝酸的反应为3NO2+H2O=2HNO3+NO，该反应放热，可以使平衡向右移动的方法是：加压、降温或及时把生成的硝酸移走，

故答案为：3NO2+H2O=2HNO3+NO；加压、降温（及时移走生成的硝酸）．

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题型：简答题

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简答题

氮元素的单质和常见的化合物在工、农业生产中用途广泛．

（1）常用作食品袋中填充气的是______（填名称）．常用作制冷剂的化合物是______（填名称），该物质在空气中与HCl相遇有白烟现象，产生该现象的化学反应方程式是______．

（2）铵盐大多在农业上用作化肥．实验室可用固体NH4Cl与固体Ca（OH）2加热反应来制备氨气，其化学方程式为______．

正确答案

解：（1）氮气化学性质稳定，常用作食品袋中填充气，氨气易液化，常作制冷剂，氨气属于碱性气体，易和氯化氢反应生成氯化铵，即NH3+HCl=NH4Cl，

故答案为：氮气；氨气；NH3+HCl=NH4Cl；

（2）铵盐可以和强碱反应生成氨气，实验室用氯化铵和氢氧化钙反应来制取氨气，原理方程式为：2NH4Cl+Ca（OH）2CaCl2+2H2O+2NH3↑，

故答案为：2NH4Cl+Ca（OH）2CaCl2+2H2O+2NH3↑．

解析

解：（1）氮气化学性质稳定，常用作食品袋中填充气，氨气易液化，常作制冷剂，氨气属于碱性气体，易和氯化氢反应生成氯化铵，即NH3+HCl=NH4Cl，

故答案为：氮气；氨气；NH3+HCl=NH4Cl；

（2）铵盐可以和强碱反应生成氨气，实验室用氯化铵和氢氧化钙反应来制取氨气，原理方程式为：2NH4Cl+Ca（OH）2CaCl2+2H2O+2NH3↑，

故答案为：2NH4Cl+Ca（OH）2CaCl2+2H2O+2NH3↑．

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题型：简答题

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简答题

含氮废水进人水体而对环境造成的污染越来越严重，环境专家认为可以用金属铝将水体中的NO3-还原为N2，从而消除污染．其反应的离子方程式是：

6NO3-+10Al+6H2O=3N2↑+4Al（OH）3+6AlO2-

（1）现在要除去含氮元素0.3mol的废水中的NO3-（设氮元素都以NO3-的形式存在，下同），则至少需要消耗金属铝______g．

（2）有人认为金属镁比铝能更快消除氮的污染，反应原理和金属铝相同，其反应的离子方程式是：

2NO3-+5Mg+6H2O=N2↑+5Mg（OH）2+2OH-．

已知金属镁是从海水中提取的MgCl2通过电解[MgCl2（熔融）Mg+Cl2]．若要除去含氮元素0.3mol的废水中的NO3-，则至少需要含0.5%（质量分数）MgCl2的海水______kg．

正确答案

解：（1）因为含氮0.3mol的废水中的NO3-的物质的量为0.3mol，根据化学方程式6NO3-+10Al+18H2O═3N2↑+10Al（OH）3+6OH-，0.3mol的硝酸根离子消耗金属铝的物质的量为=0.5mol，所以需要金属铝的质量是：0.5mol×27g/mol=13.5g，故答案为：13.5；

（2）根据过程中发生的反应：2NO3-+5Mg+6H2O=N2↑+5Mg（OH）2+2OH-，MgCl2（熔融）Mg+Cl2，则得到关系式：5MgCl2～5Mg～2NO3-

令至少需要含0.5%（质量分数）MgCl2的海水mkg，则：

5MgCl2～5Mg～2NO3-

5×95g 2mol

m×103g×0.5% 0.3mol

所以=，解得m=14.25，

故答案为：14.25．

解析

解：（1）因为含氮0.3mol的废水中的NO3-的物质的量为0.3mol，根据化学方程式6NO3-+10Al+18H2O═3N2↑+10Al（OH）3+6OH-，0.3mol的硝酸根离子消耗金属铝的物质的量为=0.5mol，所以需要金属铝的质量是：0.5mol×27g/mol=13.5g，故答案为：13.5；

（2）根据过程中发生的反应：2NO3-+5Mg+6H2O=N2↑+5Mg（OH）2+2OH-，MgCl2（熔融）Mg+Cl2，则得到关系式：5MgCl2～5Mg～2NO3-

令至少需要含0.5%（质量分数）MgCl2的海水mkg，则：

5MgCl2～5Mg～2NO3-

5×95g 2mol

m×103g×0.5% 0.3mol

所以=，解得m=14.25，

故答案为：14.25．

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