高一化学人教版必修1练习：4_4_3 硝酸的氧化性含解析

高一化学人教版必修1练习：4_4_3 硝酸的氧化性含解析

第3课时　硝酸的氧化性 课后训练案 巩固提升 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 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.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 答案:D ‎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 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.导学号98980084取38.4 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 mol B.1.6 mol ‎ C.2.2 mol D.2.4 mol 解析: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 mol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.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 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.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,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 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稀硝酸快得多。‎ 答案:B ‎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 解析:Fe2+和NO‎3‎‎-‎、SO‎4‎‎2-‎在溶液中可以大量共存,但加入盐酸后,NO‎3‎‎-‎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。SO‎4‎‎2-‎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.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3∶1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,会产生大量红棕色气体 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3∶1;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.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。‎ ‎①D的化学式是　　　　　; ‎ ‎②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。‎ ‎①A、C的化学式分别是:A　　　　　　　　　　;C　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②D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。 ‎ 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SO2,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)+CuCu(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)①H2SO4　②酸雨　(2)①N2　NO2　②Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O　属于 ‎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　　　　。 ‎ 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)=‎5.6 L‎22.4 L·mol‎-1‎=0.25 mol,故根据氮原子守恒可知,消耗n(HNO3)=2n(Cu)+n(NOx)=2×‎12.8 g‎64 g·mol‎-1‎+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NO‎3‎‎-‎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++2NO‎3‎‎-‎3Cu2++2NO↑+4H2O ‎(4)0.65 mol B组 ‎1.导学号98980085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(　　)‎ 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‎1‎‎4‎被还原,故被还原的HNO3与Cu的关系为:3Cu~2HNO3(还原),A正确。‎ 答案:A ‎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 a b c A NO2‎ 浓硝酸 铜片 NaOH溶液 B SO2‎ 浓硫酸 Cu 酸性KMnO4溶液 C NH3‎ 浓氨水 生石灰 碱石灰 D CO2‎ 稀硝酸 CaCO3‎ 浓硫酸 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 ‎3.14 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 g B.6.4 g C.4.8 g D.3.2 g 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 mol×4=0.2 mol。设Cu的物质的量为x、Ag的物质的量为y,则有:‎ ‎64 g·mol‎-1‎ x+108 g·mol‎-1‎ y=14 g‎2x+y=0.2mol 解之得,‎x=0.05moly=0.1mol 所以铜的质量为:m(Cu)=0.05 mol×64 g·mol-1=3.2 g。‎ 答案:D ‎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 g B.8.51 g ‎ C.8.26 g D.7.04 g 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 mol×2=0.23 mol,由得失电子守恒知:2n(Cu)+2n(Mg)=0.23 mol,64 g·mol-1×n(Cu)+24 g·mol-1×n(Mg)=4.6 g,知n(Mg)=0.069 mol,n(Cu)=0.046 mol,沉淀总质量为m=0.046 mol×98 g·mol-1+0.069 mol×58 g·mol-1=8.51 g。‎ 答案:B ‎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。‎ ‎①先关闭弹簧夹　　　　,再打开弹簧夹　　　　,才能使NO2气体充满②试管。 ‎ ‎②当气体充满②试管后,将铜丝提起,使之与溶液脱离,欲使烧杯中的水进入②试管应如何操作? ‎ ‎ ‎ ‎　。 ‎ 解析:(1)三装置中发生的都是铜与浓硝酸的反应:Cu+4H++2NO‎3‎‎-‎Cu2++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)②此问是仿照使密闭容器中NH3与水接触形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②。‎ 答案:(1)Cu+4H++2NO‎3‎‎-‎Cu2++2NO2↑+2H2O ‎(2)①可以控制反应进行;②吸收NO2气体,防止污染环境 ‎(3)①c　a、b　②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②(合理答案均可)‎ ‎6.在100 mL混合酸的溶液中,硝酸的物质的量浓度为0.5 mol·L-1,硫酸的物质的量浓度为0.15 mol·L-1,向其中加入5.76 g铜粉,微热,使其充分反应。‎ ‎(1)溶液中Cu2+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　　　　　　　　。 ‎ 解析:(1)由题意计算得:n(NO‎3‎‎-‎)=0.05 mol,n(H+)=0.08 mol,n(Cu)=0.09 mol,由离子方程式3Cu+8H++2NO‎3‎‎-‎3Cu2++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 mol·L-1。‎ ‎(2)3Cu　+　8H+　+　2NO‎3‎‎-‎3Cu2++2NO↑+4H2O ‎ 0.09 mol 0.24 mol 0.06 mol c(HNO3)=0.6 mol·L-1　c(H2SO4)=0.9 mol·L-1‎ 答案:(1)0.3 mol·L-1‎ ‎(2)0.6 mol·L-1　0.9 mol·L-1 ‎