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1、第四节 氨 硝酸 硫酸第四节 氨 硝酸 硫酸 第第 3 课时 硝酸的氧化性课时 硝酸的氧化性 A 组 1.下列对于硝酸的认识,不正确的是( ) A.浓硝酸在见光或受热时会发生分解 B.铜与硝酸的反应属于置换反应 C.金属与硝酸反应不产生氢气 D.可用铁和铝制品盛装浓硝酸 2.取三张蓝色石蕊试纸湿润后贴在玻璃片上,然后按顺序分别滴加 65%硝酸、98%的硫酸、新制氯水,三张试 纸最终变成( ) A.白、红、白B.红、黑、白 C.红、红、红D.白、黑、白 3.相同质量的四份铜片,分别置于足量的下列酸中,所得到的气体的物质的量最多的是( ) A.浓硫酸B.稀硫酸C.浓硝酸D.稀硝酸 4.取 38.4
2、 g 铜与适量的浓硝酸反应,铜全部反应后,共收集到 22.4 L(标准状况)气体,反应消耗 HNO3的物质的 量可能是( ) A.1 molB.1.6 mol C.2.2 molD.2.4 mol 5.下列关于硫酸和硝酸的说法中,不正确的是( ) A.稀硫酸和稀硝酸都具有氧化性 B.浓硝酸在光照条件下变黄,说明浓硝酸不稳定,分解生成的有色产物溶于浓硝酸 C.在铜分别与浓硫酸和浓硝酸的反应中,两种酸都表现了强氧化性和酸性 D.浓硫酸和浓硝酸都具有很强的腐蚀性、脱水性 6.将相同质量的铜分别和过量的浓硝酸、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,
3、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 7.往两支分别装有浅绿色的Fe(NO3)2和FeSO4溶液的试管中分别逐滴加入稀盐酸时,溶液的颜色变化应该是 ( ) A.前者基本没有改变,后者变棕黄色 B.前者变棕黄色,后者也变棕黄色 C.前者变棕黄色,后者基本没有改变 D.前者、后者都基本没有改变 8.下列关于硝酸的说法中,正确的是( ) A.硝酸与金属反应时,主要是+5 价的氮得电子 B.浓硝酸与浓盐酸按 31 的体积比所得的混合物叫做王水 C.硝酸电离出的 H+能被 Zn、Fe 等金属还原成 H2 D.常温下,向浓硝酸中投入铁片,会产生大量红棕色
4、气体 9.非金属单质 A 经如图所示的过程转化为含氧酸 D,已知 D 为强酸,请回答下列问题: ABCD (1)若 A 在常温下为固体,B 是能使品红溶液褪色的有刺激性气味的无色气体。 D 的化学式是 ; 在工业生产中,B 气体的大量排放被雨水吸收后形成了 而污染了环境。 (2)若 A 在常温下为气体,C 是红棕色的气体。 A、C 的化学式分别是:A ;C 。 D 的浓溶液在常温下可与铜反应并生成 C 气体,请写出该反应的化学方程式: 。该反应 (填“属于”或“不属于”)氧化还原反应。 10.在浓硝酸中放入铜片, (1)开始反应的化学方程式为 ,实验现象为 。 (2)若铜有剩余,则反应将要结束
5、时的化学方程式为 。 (3)待反应停止后,再加入少量质量分数为 25%的稀硫酸,这时铜片上又有气泡产生,其原因是 。 (4)若将 12.8 g 铜与一定量的浓硝酸反应,铜消耗完时,共产生气体 5.6 L(标准状况),则所消耗的硝酸的物质的 量是 。 B 组 1.如图表示 Cu 与 HNO3反应的量的关系,问哪一点表示铜与稀硝酸反应中被还原的 HNO3与 Cu 的量的关系 ( ) 2.下图装置可用于制取、提纯并收集表格中的四种气体(a、b、c 表示相应仪器中加入的试剂),其中可行的是 ( ) 选 项 气 体 abc A NO 2 浓硝 酸 铜片 NaOH 溶液 BSO2 浓硫 酸 Cu 酸性 K
6、MnO4 溶液 C NH 3 浓氨 水 生石 灰 碱石灰 D CO 2 稀硝 酸 CaCO 3 浓硫酸 3.14 g 铜银合金与一定量某浓度的硝酸完全反应,将放出的气体与 1.12 L(标准状况下)氧气混合通入水中,恰 好全部被水吸收,则合金中铜的质量是( ) A.9.6 gB.6.4 g C.4.8 gD.3.2 g 4.铜和镁的合金 4.6 g 完全溶于浓硝酸,若反应中硝酸被还原只产生 4 480 mL 的 NO2气体和 336 mL N2O4气 体(标准状况),在反应后的溶液中加入足量的 NaOH 溶液,生成沉淀的质量为( ) A.9.02 gB.8.51 g C.8.26 gD.7.0
7、4 g 5.下图甲是学过的验证铜与浓硝酸反应的装置,乙、丙是师生对演示实验改进后的装置: (1)甲、乙、丙三个装置中共同发生的反应的离子方程式 是 。 (2)和甲装置相比,乙装置的优点是 。 (3)为了进一步验证 NO2和水的反应,某学生设计了丙装置。 先关闭弹簧夹 ,再打开弹簧夹 ,才能使 NO2气体充满试管。 当气体充满试管后,将铜丝提起,使之与溶液脱离,欲使烧杯中的水进入试管应如何操作? 。 6.在100 mL混合酸的溶液中,硝酸的物质的量浓度为0.5 molL-1,硫酸的物质的量浓度为0.15 molL-1,向其中 加入 5.76 g 铜粉,微热,使其充分反应。 (1)溶液中 Cu2+
8、的物质的量浓度为 。 (2)若要使 5.76 g 铜粉恰好完全溶解,且溶液中只存在一种盐,则原溶液中的硝酸的物质的量浓度 为 ,硫酸的物质的量浓度为 。 参考答案与解析参考答案与解析 1. 解析:4HNO3(浓)4NO2+O2+2H2O,A 正确;铜与浓、稀硝酸反应的还原产物分别是 NO2和 NO,没 有单质生成,故不属于置换反应,B 错误;硝酸是氧化性酸,金属与硝酸反应均不产生 H2,而生成水,C 正确;铁与 铝遇冷浓硝酸钝化,故可用铁或铝制容器盛装浓硝酸,D 正确。 答案:B 2. 答案:D 3. 解析:根据化学方程式可知,铜与浓硝酸反应产生的 NO2的物质的量最多。 答案:C 4. 解析
9、:可以将硝酸分成体现酸性的硝酸和体现氧化性的硝酸,体现酸性的硝酸可以根据反应的铜的物质的 量计算出来,0.6 mol 铜反应,生成硝酸铜 0.6 mol,所以体现酸性的硝酸为 1.2 mol。根据 N 守恒,22.4 L 气体不 论是NO2还是NO,还是两者的混合物,只要是22.4 L(标准状况下),被还原的N的物质的量就是被还原硝酸的 物质的量,所以是 1 mol。因此反应的硝酸共 2.2 mol。也可以应用守恒思想,计算出 22.4 L(标准状况)气体中 一氧化氮和二氧化氮各多少升。 根据电子守恒,0.6 mol 铜共失去电子 1.2 mol,说明硝酸转化成氮的氧化物时 得到 1.2 mo
10、l 电子。设 NO 的物质的量为 x,NO2的物质的量为 y。则有:3x+y=1.2 mol,x+y=1 mol。因此可以 求出两种氮的氧化物的物质的量和体积。 答案:C 5. 解析:浓硝酸显黄色是因为分解产生的 NO2溶解其中,B 正确;浓硝酸不具有脱水性,D 错误。 答案:D 6. 解析:比较反应 Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2+2H2O 和 3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO+4H2O 可知,当 Cu 的质量相同、HNO3过量时,两个反应中转移的电子数目相同,消耗的 HNO3前者多,生成气体的颜色前者深。浓硝酸的氧化性比稀硝酸强,浓硝酸与铜反应的速率比
11、稀硝酸快得 多。 答案:B 7. 解析:Fe2+和 N、S 在溶液中可以大量共存,但加入盐酸后,N 在酸性条件下表现出强氧化性,把 Fe2+氧化成 Fe3+,溶液由浅绿色变成棕黄色。S 与 H+在水溶液中不能结合成浓硫酸,不能把 Fe2+氧化成 Fe3+,溶液颜色基 本没变。 答案:C 8. 解析:硝酸是一种强氧化性的酸,它的氧化性主要是由+5价的氮元素表现出来的;王水中浓盐酸与浓硝酸的 体积比是31;硝酸是强氧化性酸,与金属反应,一般不产生H2;常温下浓硝酸能使Fe钝化,不会产生大量红棕 色气体。 答案:A 9. 解析:(1)若 B 是能使品红溶液褪色的有刺激性气味的无色气体,则 B 是 S
12、O2,C 是 SO3,D 是 H2SO4;若大量 排放 SO2,则会形成酸雨。 (2)若C是红棕色气体,则C为NO2,B为NO,A为N2,D为HNO3,浓硝酸可与Cu反应:4HNO3(浓)+Cu Cu(NO3)2+2NO2+2H2O。此反应有元素化合价升降变化,属于氧化还原反应。 答案:(1)H2SO4 酸雨 (2)N2 NO2 Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2+2H2O 属于 10. 解析:第(2)题中随着反应的进行,硝酸浓度不断减小,故反应后阶段发生的是铜与稀硝酸的反应。第(4)题 中,n(NOx)=0.25 mol,故根据氮原子守恒可知,消耗 n(HNO3)=2n(Cu)
13、+n(NOx)=2+0.25 mol=0.65 mol。 答案:(1)Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2+2H2O 溶液逐渐变蓝,有红棕色气体逸出 (2)3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2O (3)加入稀硫酸后,H+与原溶液中的 N 构成强氧化性的环境,又能与过量的 Cu 反应,离子方程式 3Cu+8H+2N3Cu2+2NO+4H2O (4)0.65 mol B 组 1. 解析:Cu 与稀硝酸反应的化学方程式为 3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2O,由化学方程式可知 参加反应的硝酸只有被还原,故被还原的 HNO3与 Cu 的关系为:
14、3Cu2HNO3(还原),A 正确。 答案:A 2. 解析:A 项,氢氧化钠溶液会吸收生成的 NO2,最后收集不到 NO2;B 项,铜与浓硫酸反应需要加热,故该装置 不可行,另外,不能用酸性 KMnO4溶液提纯,二者发生反应;C 项,碱石灰是固体干燥剂,而题给的装置适用于液 体干燥剂且收集 NH3不能用向上排空气法。 答案:D 3. 解析:铜银合金与 HNO3反应过程如下: Cu、AgNO2、NOHNO3 Cu、 Ag 与 HNO3反应是氧化还原反应,Cu、 Ag 失电子,HNO3得电子,生成 NO2或 NO。 由于 NO2、 NO、 O2 都被水吸收生成 HNO3,即 NO2、NO 又将电子
15、转移给 O2,所以在整个反应过程中,相当于 Cu、Ag 失的电子 转移给 0.05 mol O2,0.05 mol O2得电子物质的量=0.05 mol4=0.2 mol。设 Cu 的物质的量为 x、Ag 的物质的 量为 y,则有: 解之得, 所以铜的质量为:m(Cu)=0.05 mol64 gmol-1=3.2 g。 答案:D 4. 解析:n(NO2)=0.2 mol,n(N2O4)=0.015 mol,由 HNO3转变为 NO2、N2O4过程中得电子的物质的量为 n=0.2 mol+0.015 mol2=0.23 mol,由得失电子守恒知:2n(Cu)+2n(Mg)=0.23 mol,64
16、 gmol-1n(Cu)+24 gmol- 1n(Mg)=4.6 g,知 n(Mg)=0.069 mol,n(Cu)=0.046 mol,沉淀总质量为 m=0.046 mol98 gmol-1+0.069 mol58 gmol-1=8.51 g。 答案:B 5. 解析:(1)三装置中发生的都是铜与浓硝酸的反应:Cu+4H+2NCu2+2NO2+2H2O。 (2)乙装置有尾气吸 收装置而甲装置没有,所以,乙比甲环保;并且,甲中铜片与浓硝酸的反应不能控制(直到反应完毕为止),而乙装 置可通过提拉铜丝来控制铜丝与浓硝酸接触与否,从而可以控制反应的进行。(3)此问是仿照使密闭容器 中 NH3与水接触形
17、成喷泉的操作方法而设立的,也可使用原来的方法完成此操作:先关闭 b,再关闭 a,然后打 开 c,用手焐住(热水、热毛巾加热)试管。 答案:(1)Cu+4H+2NCu2+2NO2+2H2O (2)可以控制反应进行;吸收 NO2气体,防止污染环境 (3)c a、b 先关闭 b,再关闭 a,然后打开 c,用手焐住(热水、热毛巾加热)试管(合理答案均可) 6. 解析:(1)由题意计算得:n(N)=0.05 mol,n(H+)=0.08 mol,n(Cu)=0.09 mol,由离子方程式 3Cu+8H+2N 3Cu2+2NO+4H2O 判断 H+不足,则根据 H+的量求算产生的 Cu2+的量。 生成 n(Cu2+)=0.03 mol,c(Cu2+)=0.3 molL-1。 (2)3Cu + 8H+ + 2N3Cu2+2NO+4H2O 0.09 mol0.24 mol0.06 mol c(HNO3)=0.6 molL-1 c(H2SO4)=0.9 molL-1 答案:(1)0.3 molL-1 (2)0.6 molL-1 0.9 molL-1