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第2课时 硫酸和硝酸的氧化性【基础篇】题组一 硫酸的性质
1.区别浓硫酸和稀硫酸,既简单又可靠的方法是 A.与铜片反应B.与石蕊溶液反应C.用玻璃棒各蘸少许涂在纸上D.加入锌片看是否有气体生成答案 C解析 浓硫酸具有脱水性,涂在纸上,使其变黑色,稀硫酸涂在纸上无明显变化
2.下列关于浓硫酸的叙述正确的是 A.浓硫酸具有吸水性,因而能使蔗糖炭化B.浓硫酸在常温下可迅速与铜片反应放出二氧化硫气体C.浓硫酸是一种干燥剂,能够干燥氨气、氢气等气体D.浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化答案 D解析 蔗糖炭化的原因是浓H2SO4具有脱水性;浓硫酸与铜反应时需要加热;浓硫酸不能干燥氨气,可与NH3反应
3.下列现象和用途中,浓硫酸表现脱水性的是 A.实验室制取氯气时浓硫酸作干燥剂B.浓硫酸加到蔗糖中,蔗糖变黑C.浓硫酸加到胆矾上,蓝色晶体变为白色粉末D.浓硫酸在常温下使Fe、Al钝化答案 B解析 区别浓硫酸的脱水性和吸水性,要看原物质中是否有水分子一般来说,脱水性是对有机物质而言,其中的氢、氧两种元素按原子个数比2∶1即以H2O的形式脱去,无机物质失水一般为吸水性,如CuSO4·5H2O失去结晶水,C不正确;A中浓硫酸表现吸水性;D中浓硫酸表现强氧化性;只有B中浓硫酸表现脱水性
4.用下图所示实验装置夹持仪器已略去探究铜丝与过量浓硫酸的反应下列实验不合理的是 A.上下移动
①中铜丝可控制SO2的量B.
②中选用品红溶液验证SO2的生成C.
③中选用NaOH溶液吸收多余的SO2D.为确认CuSO4生成,向
①中加水,观察颜色答案 D解析 因为
①中含有大量浓硫酸,所以应该冷却后把
①中上层溶液慢慢倒入盛有水的烧杯中,D错误
5.下列对浓硫酸的叙述正确的是 A.常温下,浓硫酸与铁、铝不反应,所以铁质、铝质容器能盛放浓硫酸B.浓硫酸具有强氧化性,SO
2、H
2、CO具有还原性,故浓硫酸不能干燥SO
2、H
2、COC.浓硫酸和铜片加热既表现出酸性,又表现出氧化性D.浓硫酸与亚硫酸钠反应制取SO2时,浓硫酸表现出强氧化性答案 C解析 常温下,浓硫酸与Fe、Al发生“钝化”属于化学变化,A项不正确;浓H2SO4与SO
2、H
2、CO不反应,可以作干燥剂,B项不正确;铜与浓硫酸在加热条件下发生反应,部分H2SO4被还原生成SO2,起氧化剂的作用,还有一部分H2SO4生成CuSO4,起酸的作用,C项正确;实验室中用浓硫酸与固体亚硫酸钠反应来制取二氧化硫,在两种反应物中硫元素处于相邻价态,根据氧化还原反应规律知,它们之间是不可能发生氧化还原反应的,应为复分解反应,其原理是用难挥发性酸制易挥发性酸,强酸制弱酸,因而在此反应中浓硫酸体现的是难挥发性和酸性,D项不正确题组二 硝酸的性质
6.下列关于浓硝酸和浓硫酸的叙述中正确的是
①常温下都可用铝制容器贮存
②露置在空气中,容器内酸液的质量都减轻
③常温下都能与铜较快反应
④露置在空气中,容器内酸液的浓度都降低A.
①②B.
③④C.
②③D.
①④答案 D解析 常温下,二者均能使铝钝化,
①正确;露置在空气中,浓硫酸吸水质量增加,
②错误;浓硫酸在常温下与铜没有明显的反应,
③错误;在空气中,浓硝酸挥发、浓硫酸吸水,二者浓度都降低,
④正确
7.下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是 选项实验操作现象解释或结论A过量的Fe粉中加入稀HNO3,充分反应后,滴入KSCN溶液溶液呈红色稀HNO3将Fe氧化为Fe3+B常温下,Fe、Al放入浓HNO3或浓H2SO4中无明显现象Fe、Al与浓HNO3或浓H2SO4发生钝化CAl箔插入稀HNO3中无现象Al箔表面被HNO3氧化,形成致密的氧化膜D用玻璃棒蘸取浓HNO3点到红色石蕊试纸上试纸变蓝色浓HNO3具有酸性答案 B解析 稀硝酸与铁粉反应,铁首先被氧化成Fe3+,过量铁粉将Fe3+还原,最终得到Fe2+,滴入KSCN溶液不显红色,A错误;常温下,Fe、Al在浓HNO3或浓H2SO4中发生钝化,生成致密的保护膜阻止了反应进行,B正确;Al箔能与稀HNO3反应放出气体,C错误;浓硝酸具有氧化性,能使红色石蕊试纸先变红后褪色,D错误
8.碳跟浓硫酸共热产生的气体X和铜跟浓硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中如图装置,下列有关说法正确的是
①洗气瓶中产生的沉淀中有碳酸钡
②在Z导管出来的气体中无二氧化碳
③洗气瓶中产生的沉淀是硫酸钡
④在Z导管口有红棕色气体出现A.
①②B.
③④C.
①④D.
②③答案 B解析 碳与浓硫酸共热产生的X气体为CO2和SO2的混合气体,铜与浓硝酸反应产生的Y气体是NO2,SO2+H2O+NO2===H2SO4+NO,故洗气瓶中产生的是硫酸钡沉淀,Z处逸出的气体中有CO2和NO,NO遇到空气中的氧气生成了红棕色的NO2,二氧化碳不与氯化钡反应,所以没有BaCO3生成题组三 硝酸与金属反应的计算
9.
38.4mg铜跟适量的浓硝酸反应,铜全部作用后,共收集到气体
22.4mL标准状况,反应消耗的HNO3的物质的量可能是 A.
1.0×10-3molB.
1.6×10-3molC.
2.2×10-3molD.
2.4×10-3mol答案 C解析 nCu==
6.0×10-4mol,若
38.4mg铜全部与浓硝酸反应,则可求得参加反应的硝酸为
6.0×10-4mol×4=
2.4×10-3mol;若
38.4mg铜全部与稀硝酸反应,则可求得参加反应的硝酸为
6.0×10-4mol×=
1.6×10-3mol;事实上铜先与浓硝酸反应,浓硝酸变稀后,又与稀硝酸反应消耗的硝酸的物质的量应在
1.6×10-3mol和
2.4×10-3mol之间或者根据氮原子守恒求解如下nCu=n[CuNO32]==6×10-4molnNO、NO2==1×10-3mol则反应消耗的HNO3为2×6×10-4mol+1×10-3mol=
2.2×10-3mol,C项正确
10.物质的量之比为2∶5的锌与稀硝酸反应,若硝酸被还原的产物为N2O,反应结束后锌没有剩余,则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是 A.1∶4B.1∶5C.2∶3D.2∶5答案 A解析 设2molZn参与反应,因Zn无剩余,则最终生成了2molZnNO32,显然含有4molNO,这部分是没有参与氧化还原反应的HNO3;HNO3―→N2O过程中N元素的化合价+5价―→+1价,根据得失电子守恒有2×nZn=nHNO3×4,则nHNO3=1mol,即有1molHNO3被还原
11.用以下三种途径来制取相同质量的硝酸铜甲铜与浓硝酸反应 乙铜与稀硝酸反应 丙铜先跟氧气反应生成氧化铜,氧化铜再跟稀硝酸反应以下叙述中正确的是 A.三种途径所消耗的铜的物质的量相等B.三种途径所消耗的硝酸的物质的量相等C.所消耗铜的物质的量是途径甲途径丙途径乙D.所消耗的硝酸的物质的量是途径甲途径丙途径乙答案 A解析 由于制取的CuNO32的量相同,据铜原子守恒可知A正确【提升篇】
12.如图所示甲是某学生验证铜和浓硝酸反应的装置,乙、丙是另外两位同学对甲装置改进后的装置1甲、乙、丙三个装置中共同发生的反应的化学方程式是________________________________________________________________________2和甲装置相比,乙装置的优点是
①_______________________________________________;
②________________________________________________________________________3为了进一步验证NO2和水的反应,某学生设计了丙装置实验时先关闭活塞______,再打开活塞________,才能使NO2气体充满
②试管;当气体充满
②试管后,将铜丝提起与溶液脱离欲使烧杯中的水进入
②试管,应该________________________________________________________________________________________________________________________________________________答案 1Cu+4HNO3浓===CuNO32+2NO2↑+2H2O2
①可以控制反应的发生和停止
②吸收NO2气体,防止污染环境3c ab 先关闭b,再关闭a,然后打开c,用手捂住试管
②解析 铜和浓硝酸反应的化学方程式是Cu+4HNO3浓===CuNO32+2NO2↑+2H2O根据题目给定的装置图可知乙装置有尾气处理装置,同时可以通过移动铜丝来控制反应的发生与停止实验丙中,实验时先关闭活塞c,再打开活塞a、b,才能使NO2气体充满
②试管;当气体充满
②试管后,将铜丝提起与溶液脱离停止反应欲使烧杯中的水进入
②试管应该先关闭b,再关闭a,然后打开c,用手捂住试管
②
13.1写出浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应的化学方程式________________________________________________________________________2试用上图所示各装置设计一个实验,验证上述反应所产生的各种产物这些装置的连接顺序按产物气体从左至右的流向是________―→________―→________―→________填装置的编号3实验室可观察到装置
①中A瓶的溶液褪色,C瓶的溶液不褪色,A瓶溶液的作用是________,B瓶溶液的作用是________,C瓶溶液的作用是________4装置
②中所加的固体药品是________,可验证的产物是________,确定装置
②在整套装置中的位置的理由是________________________________________________________________________5装置
③中所盛溶液是________,可验证的产物是________答案 1C+2H2SO4浓CO2+2SO2+2H2O2
④
②
①
③3验证SO2的存在 充分吸收SO2 验证SO2是否已被吸收完全4无水硫酸铜 水 由于产物通过
①、
③时会带出水蒸气,所以
②必须放在
①、
③之前5澄清的石灰水 CO2解析 C与浓硫酸发生反应C+2H2SO4浓CO2↑+2SO2+2H2O反应中的生成物有三种SO
2、CO
2、H2O在检验这三种产物时要避免相互干扰,如检验CO2时一般用澄清石灰水,而SO2也会使澄清的石灰水变浑浊,所以在检验CO2之前必须先除去SO2;同时,在气体通过水溶液后,水蒸气会随之带出,所以必须在通过水溶液之前检验水的存在,由上分析可知装置的连接顺序是
④―→
②―→
①―→
③
14.将128g铜置于一定量的浓硝酸中并微热当铜片完全消失时,共收集到NO2和NO的混合气体
44.8L标准状况1写出上述过程中,有关反应的离子方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________、________________________________________________________________________2完成该反应至少需要量取10mol·L-1的浓硝酸________mL3混合气体中NO2的体积为________________________________________________________________________L,NO的体积________L均为标准状况下4将收集上述气体的容器倒扣在盛有水的水槽中,并向其中缓慢通入O2使其充分反应,若要使溶液恰好充满容器,则理论上需要参加反应的O2的物质的量为________mol答案 1Cu+4H++2NO===Cu2++2NO2↑+2H2O3Cu+8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O2600
322.4
22.4 41解析 1首先是浓硝酸与铜发生反应产生硝酸铜、二氧化氮和水,然后当反应进行到一定程度,硝酸变稀后,稀硝酸与铜发生反应,产生硝酸铜、一氧化氮和水,反应的离子方程式是Cu+4H++2NO===Cu2++2NO2↑+2H2O;3Cu+8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O2反应中被还原的HNO3生成NO、NO2混合气体,混合气体的物质的量为
44.8L÷
22.4L·mol-1=2mol,未被还原的硝酸生成CuNO32128g÷64g·mol-1=2mol,由氮原子守恒可知,nHNO3=2n[CuNO32]+nNO、NO2=2mol×2+2mol=6mol,故需要硝酸的体积=6mol÷10mol·L-1=
0.6L=600mL3设混合气体中NO
2、NO的物质的量分别为xmol、ymol,根据电子转移守恒及二者体积列方程计算,再根据V=n·Vm计算各自的体积;根据电子得失守恒及二者体积,可得x+3y=2×2;x+y=2,解得x=
1、y=1,故二氧化氮的体积=1mol×
22.4L·mol-1=
22.4L,NO的体积=1mol×
22.4L·mol-1=
22.4L4反应又生成HNO3,分析整个过程可知,铜提供的电子等于氧气获得的电子,由电子守恒可知,故需要氧气的物质的量为2mol×2÷4=1mol。