高中化学必修1人教版课时练习及章末测试：第四章 第四节 第2课时 （硫酸和硝酸的氧化性）

高中化学必修1人教版课时练习及章末测试：第四章 第四节 第2课时 （硫酸和硝酸的氧化性）

第四章 第四节 第2课时 （硫酸和硝酸的氧化性）‎ 一、选择题 ‎1．下列叙述或操作中正确的是(　　)‎ A．稀释浓硫酸时，将浓硫酸沿着量筒壁慢慢的注入盛有水的量筒中，并不断搅拌 B．浓硫酸具有氧化性，稀硫酸无氧化性 C．浓硫酸不慎沾到皮肤上，应立即用干布拭去，再用水冲洗 D．浓硫酸与铜反应中，被氧化和被还原的物质的“物质的量”之比为1∶2‎ ‎2．下列有关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 ‎3．如图小试管中盛有几毫升水，与大试管连通的U形细玻璃管内放有少量水(已染成红色)。如沿小试管壁小心地慢慢注入3 mL浓硫酸，静置片刻后，U形细玻璃管中可观察到的液面现象是(　　)‎ A．左高右低　　　　B．左低右高 C．左右一样高 D．来回振动 ‎4．铜粉放入稀硫酸溶液中，加热后无明显现象发生。当加入一种盐后，铜粉的质量减少，溶液呈蓝色，同时有气体逸出。该盐是(　　)‎ A．Fe2(SO4)3　　　B．Na2CO‎3 ‎‎ C．KNO3 D．FeSO4‎ ‎5．从降低成本和减少环境污染的角度考虑，制取硝酸铜最好的方法是(　　)‎ A．铜和浓硝酸反应 B．铜和稀硝酸反应 C．氧化铜和硝酸反应 D．氯化铜和硝酸银反应 ‎6．欲迅速除去铝壶中的水垢又不损坏铝壶，最佳的方法是加入下列物质中的(　　)‎ A．浓盐酸 B．稀硝酸 C．冷的浓硫酸 D．冷的浓硝酸 ‎7．往浅绿色的Fe(NO3)2溶液中，逐滴加入稀盐酸时，溶液的颜色变化应是(　　)‎ A．颜色变浅 B．逐渐加深 C．没有改变 D．变棕黄色 ‎8．在Fe、Cu的混合物中，加入一定量的稀硝酸并微热，充分反应后剩余金属a g。再向其中加入一定量的稀盐酸并加热，充分振荡后剩余金属b g，则(　　)‎ A．a可能等于b B．a一定小于b C．a可能大于b D．a一定大于b ‎9．向50 mL 18 mol·L－1的H2SO4溶液中加入适量的铜片并加热。充分反应后，被还原的H2SO4的物质的量(　　)‎ A．小于0.45 mol B．等于0.45 mol C．在0.45～0.90 mol之间 D．大于0.45 mol ‎10．下列反应起了氮的固定作用的是(　　)‎ A．氨经催化氧化生成NO B．NO与O2反应生成NO2‎ C．N2在一定条件下与Mg反应生成Mg3N2 D．NH3与硝酸反应生成NH4NO3‎ ‎11．下列事实与浓硫酸表现出的性质(括号中)对应关系正确的是(　　)‎ A．在空气中敞口久置的浓硫酸，溶液质量增大(脱水性)‎ B．在加热条件下铜与浓硫酸反应(氧化性、酸性)‎ C．蔗糖与浓硫酸反应中有海绵状的炭生成(吸水性)‎ D．浓硫酸可用来干燥某些气体(不挥发性)‎ ‎12．(2010年江苏省泰州市期末)北京2008奥运会金牌为金镶玉，直径为‎70 mm，厚‎6 mm。某化学兴趣小组对金牌中金属的成分提出猜想：甲认为该金牌是由纯金制成；乙认为该金牌是由金银合金制成；丙认为该金牌是由黄铜(铜锌合金)制成。为了验证他们的猜想，取制造这种金牌的材质粉末少量进行实验，加入下面一种试剂来验证甲、乙、丙猜想的正误，该试剂应是(　　)‎ A．硫酸铜溶液 B．稀硝酸 C．盐酸 D．硝酸银溶液 ‎13．某单质跟足量浓硝酸反应，如果参加反应的单质与硝酸物质的量之比为1∶4，则该元素在生成物中所显示的化合价可能是(　双选　)‎ A．＋1 B．＋‎2 ‎‎ C．＋3 D．＋4‎ ‎14．将0.1 mol铜与40 mL 10 mol/L HNO3充分反应后，溶液中含a mol H＋，由此可知(　　)‎ A．生成的气体在标准状况下的体积为‎4.48 L B．生成的气体在标准状况下的体积为‎1.49 L C．被还原的硝酸的物质的量为(0.2－a)mol D．反应后溶液中所含NO3－的物质的量为0.2 mol 二、非选择题 ‎15．100 mL 2 mol/L的稀硝酸与‎1.92 g铜充分反应后：‎ ‎(1)产生的气体是________，在标准状况下的体积为________L，反应过程中转移的电子数为________mol。‎ ‎(2)若溶液的体积不变，则反应后溶液中的H＋物质的量浓度为________mol/L，NO3－物质的量浓度为________mol/L。‎ ‎16．浓硫酸具有：A.强酸性；B.强氧化性；C.高沸点、低挥发性；D.脱水性；E.吸水性等性质。以下过程主要表现了浓硫酸的哪些性质？请将答案前的字母分别填入括号中。‎ ‎(1)用NaCl固体和浓H2SO4在加热条件下制氯化氢气体(　　)‎ ‎(2)用磷矿粉[主要成分Ca3(PO4)2]和硫酸反应制磷酸(　　)‎ ‎(3)热的浓硫酸与铜片反应(　　)‎ ‎(4)浓硫酸干燥H2、O2、Cl2、HCl和SO2等气体(　　)‎ ‎(5)常温下可以用铁或铝的容器贮存浓硫酸(　　)‎ ‎(6)胆矾放在盛浓硫酸的干燥器中变成白色粉末(　　)‎ ‎(7)不能用浓硫酸干燥HBr、HI和H2S等气体(　　)‎ ‎(8)浓硫酸使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后变黑(　　)‎ ‎(9)热的浓硫酸与木炭、硫粉等反应(　　)‎ 解析：(1)浓硫酸具有高沸点、难挥发性，氯化氢气体易挥发。‎ ‎(2)磷酸是高沸点的中强酸，利用强酸与弱酸盐反应制弱酸的原理制磷酸。‎ ‎(3)浓硫酸在加热条件下将不活泼的金属铜转化成硫酸铜，不仅表现了浓硫酸的强氧化性，还表现了酸性。‎ ‎(4)浓硫酸吸收混在上述气体中的杂质水蒸气。‎ ‎(5)常温下，浓硫酸和铝、铁反应，在金属表面生成一层薄而致密的氧化物薄膜，阻止内部的金属和浓硫酸继续反应。‎ ‎(6)浓硫酸间接吸收胆矾晶体中的结晶水，使之变成无水硫酸铜白色粉末。‎ ‎(7)浓硫酸具有强氧化性，而HBr、HI、H2S具有强还原性。‎ ‎(8)浓硫酸既具有酸的通性，可使酸碱指示剂变色，又具有脱水性，可使有机物炭化。‎ ‎(9)浓硫酸与碳、硫反应只表现强氧化性。‎ ‎17．为了验证木炭可被浓H2SO4氧化成CO2，选用如图所示仪器(内含物质)组装成实验装置：‎ ‎(1)如按气流由左向右流向，连接上述装置的正确顺序是(填各接口字母)：‎ ‎________接________，________接________，________接________。‎ ‎(2)仪器乙、丙应有怎样的实验现象才表明已检验出CO2?‎ 乙中___________________________________________________，‎ 丙中___________________________________________________。‎ ‎(3)丁中酸性KMnO4溶液的作用是_________________________。‎ ‎18．某化学课外兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应情况，用如图所示装置进行有关实验：‎ ‎(1)B是用来收集实验中产生的气体的装置，但未将导管画全，请补充完整。‎ ‎(2)实验中他们取‎6.4 g铜片和12 mL 18 mol·L－1浓硫酸放在圆底烧瓶中加热，直到反应完毕，最后发现烧瓶中还有铜片剩余，该小组学生根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余。‎ ‎①请写出铜跟浓硫酸反应的化学方程式：____________________________________。‎ ‎②为什么有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解？你认为原因是：__________________________________________________。‎ ‎③下列药品中能够用来证明反应结束后的烧瓶中的确有余酸的是：________(填写字母编号)。‎ A．铁粉 B．BaCl2溶液 C．银粉 D．Na2CO3溶液 ‎(3)装置C中试管D内盛装的是品红溶液，当B中气体收集满后，有可能观察到的现象是___________________________________，待反应结束后，向C中烧杯内加入沸水，D中观察到的现象是___________‎ ‎__________________________。‎ ‎(4)实验装置C有可能造成环境污染，试用最简单的方法加以解决(实验用品自选)_________________________________________。‎ ‎19．为了测定某铜银合金的组成，将‎30.0 g合金溶于80 mL 13.5 mol·L－1的浓硝酸中，待合金完全溶解后，收集到气体‎6.72 L(标准状况)并测得溶液中H＋的物质的量浓度为1 mol·L－1，假设反应后溶液的体积仍为80 mL，计算：‎ ‎(1)被还原的硝酸的物质的量。‎ ‎(2)合金中银的质量分数。‎ 第四章 第四节 第2课时 （硫酸和硝酸的氧化性）详解 一、选择题：‎ ‎1、解析：选C。浓硫酸在稀释过程中放出大量的热，不能在量筒中稀释，A错；浓硫酸和稀硫酸都有氧化性，只是起氧化性的粒子不同，在浓硫酸中是，而在稀硫酸中是H＋，B错。‎ ‎2、解析：选D。浓硫酸的“吸水性”与“使蔗糖炭化”不对应，使蔗糖炭化浓硫酸显示了脱水性，A错误。浓硫酸与铜片的反应需要加热，在常温下不反应，B错误。浓硫酸是一种干燥剂，但是它是具有强氧化性和酸性的干燥剂，所以不能干燥碱性气体氨气，C错误。‎ ‎3、解析：选B。本题考查了浓硫酸溶于水时的热效应。浓硫酸溶于水时，放出大量的热，使被封闭气体的体积膨胀，从而使U形管左侧液面下降，而右侧液面上升。‎ ‎4、解析：选C。铜与稀硫酸不反应，但加入KNO3后，由于溶液中有H＋存在，故会发生如下反应：3Cu＋8H＋＋2NO3－===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。加入Fe2(SO4)3也会使铜粉的质量减少，但无气体逸出。‎ ‎5、解析：选C。A.Cu～4HNO3(浓)～Cu(NO3)2～2NO2；B.3Cu～8HNO3(稀)～3Cu(NO3)2～2NO；C.CuO～2HNO3～Cu(NO3)2～H2O。由以上关系式可以看出C项既节约原料，同时又不产生有毒气体。D.成本太高亦不可采用。故C为最好的办法。‎ ‎6、解析：选D。该题加入试剂必须满足：不但能与水垢[CaCO3、Mg(OH)2]反应，而且要求不能与铝反应。因浓盐酸和稀硝酸均与铝反应，冷的浓硫酸尽管使铝钝化，但与CaCO3反应不彻底(生成难溶物CaSO4)，冷的浓硝酸不但能与水垢反应，还可使铝钝化。‎ ‎7、解析：选D。Fe(NO3)2溶液中含有Fe2＋，NO3－加入稀盐酸时，加入了氢离子，提供了酸性环境。氢离子和硝酸根构成了稀硝酸，具有氧化性，把Fe2＋氧化为Fe3＋。‎ ‎8、解析：选D。在含有NO3－的溶液中加盐酸，相当于硝酸的存在，能够继续氧化金属，所以固体质量减少。‎ ‎9、解析： 选A。浓硫酸与铜可发生氧化还原反应，而稀硫酸与铜不发生反应。浓硫酸与铜反应时，随着反应进行，硫酸逐渐消耗，其浓度也逐渐下降，当硫酸由浓变稀时反应就会停止。因此，参加反应的硫酸实际量要比理论计算值小。据题，被还原的硫酸物质的量为n(H2SO4)＝×18 mol·L－1×0.05 L＝0.45 mol为理论值。‎ ‎10、解析：选C。氮的固定是指把游离态的氮(即N2)转化成化合态氮(即氮的化合物)的过程。氮的固定原料必须为氮气，产物必须为含氮化合物。‎ ‎11、解析：选B。在A中，表现出的是浓硫酸的吸水性；C中，表现出的是浓硫酸的脱水性；D中，表现出的是浓硫酸的吸水性。‎ ‎12、解析：选B。因为稀HNO3能够溶解银、铜和锌，而不能溶解金，所以实验后若粉末质量不减少，则甲正确；若粉末部分溶解，则乙正确；若粉末全部溶解，则丙正确。‎ ‎13、解析：选BD。此单质可能为金属单质或非金属单质，浓HNO3的还原产物为NO2，根据氧化还原反应中电子转移数目守恒可列下式：‎ 当为金属单质时：x＝(4－x)(5－4)，解得x＝2；当为非金属单质时：x＝4×(5－4)，即x＝4。‎ 综合两种情况，该元素的化合价可能为＋2或＋4价，选B、D项。‎ 同学们在解此题时可能会犯以下两种错误：①未注意到本题所给的硝酸为浓HNO3‎ ‎，不能确定HNO3的还原产物为NO2，以致使本题出现两个未知数，即氧化产物的化合价和还原产物的化合价。②简单地认为单质仅为金属单质，漏选D项。‎ ‎14、解析：选C。溶液中含有H＋，则HNO3过量。在反应过程中，实际上发生了两个反应：①Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，②3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O　反应消耗的HNO3包括起酸的作用和起氧化剂作用的两部分，前者反应后以Cu(NO3)2形式存在，后者被还原后生成NO2、NO气体，从两反应式看出：Cu＋2HNO3(酸)～Cu(NO3)2，HNO3(氧化剂)～NO2(或NO)，作酸用的硝酸为0.2 mol，生成的气体为NO、NO2的混合气体，溶液中有a mol的HNO3，则被还原的HNO3为(0.4－a－0.2) mol，生成的气体的物质的量为(0.4－a－0.2)mol，反应后溶液中的NO3－包括HNO3和Cu(NO3)2电离出的NO3－，其物质的量为(a＋0.2)mol。‎ 二、非选择题 ‎15、解析：(1)首先分析Cu和稀HNO3谁过量：n(HNO3)＝0.1 L×2 mol/L＝0.2 mol。n(Cu)＝＝0.03 mol，故铜不足，则产生n(NO)＝＝0.02 mol，即标准状况下V(NO)＝0.02 mol×22.4 L·mol－1＝0.448 L。转移的电子数n(e－)＝n(Cu)×2＝0.03 mol×2＝0.06 mol。‎ ‎(2)因为反应消耗n(H＋)＝0.08 mol，余n(H＋)＝0.2 mol－0.08 mol＝0.12 mol，即反应后c(H＋)＝＝1.2 mol/L。反应消耗n(NO3－)＝n(NO)＝0.02 mol；余n(NO3－)＝0.2 mol－0.02 mol＝0.18 mol，即反应后c(NO3－)＝＝1.8 mol/L。‎ 答案：(1)NO　0.448　0.06　(2)1.2　1.8‎ ‎16、解析：(1)浓硫酸具有高沸点、难挥发性，氯化氢气体易挥发。‎ ‎(2)磷酸是高沸点的中强酸，利用强酸与弱酸盐反应制弱酸的原理制磷酸。‎ ‎(3)浓硫酸在加热条件下将不活泼的金属铜转化成硫酸铜，不仅表现了浓硫酸的强氧化性，还表现了酸性。‎ ‎(4)浓硫酸吸收混在上述气体中的杂质水蒸气。‎ ‎(5)常温下，浓硫酸和铝、铁反应，在金属表面生成一层薄而致密的氧化物薄膜，阻止内部的金属和浓硫酸继续反应。‎ ‎(6)浓硫酸间接吸收胆矾晶体中的结晶水，使之变成无水硫酸铜白色粉末。‎ ‎(7)浓硫酸具有强氧化性，而HBr、HI、H2S具有强还原性。‎ ‎(8)浓硫酸既具有酸的通性，可使酸碱指示剂变色，又具有脱水性，可使有机物炭化。‎ ‎(9)浓硫酸与碳、硫反应只表现强氧化性。‎ 答案：(1)C　(2)A　(3)AB　(4)E　(5)B　(6)E　(7)B　(8)AD　(9)B ‎17、解析：木炭与浓硫酸加热反应生成CO2、SO2和H2O。其中CO2、SO2在化学性质上的相同点都是酸性氧化物，都跟澄清石灰水中的Ca(OH)2反应，使澄清石灰水变浑浊，这会干扰CO2的鉴别。SO2和CO2在化学性质上的明显不同点是SO2有漂白性和强的还原性，而CO2都没有。所以在鉴别CO2时，首先用酸性KMnO4溶液将SO2氧化除去，再用品红溶液检验是否被完全除去，最后用澄清石灰水检验CO2的存在，是一种确认CO2存在的好方案。‎ 答案：(1)A　F　E　C　D　B ‎(2)乙中出现白色沉淀　丙中品红溶液未褪色 ‎(3)吸收SO2‎ ‎(4)C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O ‎18、解析：Cu只与浓硫酸在加热时反应，而不与稀硫酸反应。收集SO2气体用向上排空气法，因此B装置应为长进短出，证明硫酸有剩余，应证明溶液中含H＋，而不应证明含SO42－，因此BaCl2溶液和Ag均不可。对C装置逸出的SO2，用浸有NaOH溶液的棉花团塞在试管口是最简单的方法。‎ 答案：(1)(作图时注意长进短出)‎ ‎(2)①Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O ‎②随着H2SO4的消耗，浓H2SO4的浓度不断变小，稀H2SO4与Cu不反应 ‎③AD ‎(3)红色褪去　红色恢复 ‎(4)用浸有NaOH溶液的棉团塞在试管口 ‎19、解析：(1)HNO3和金属反应时还原得到的产物为NO或NO2，由于试题给出收集到的气体在标准状况下为6.72 L，因此不论其中NO和NO2的相对含量各是多少，其物质的量之和应该跟被还原的HNO3的物质的量相等，即＝0.300 mol。‎ ‎(2)由于反应后溶液中H＋的物质的量浓度为1 mol·L－1，可知HNO3剩余且可求出其量。用HNO3的总量减去剩余量就是参加反应的HNO3的量。将参加反应的HNO3的总量减去第(1)小题中所求出的被还原的HNO3的物质的量，剩余的就是反应中与生成的Ag＋和Cu2＋成盐的NO3－的物质的量，也就是成盐的那部分HNO3的物质的量。‎ 反应后溶液中c(H＋)＝1 mol·L－1，‎ 则参加反应的HNO3的物质的量为：(13.5 mol·L－1－1 mol·L－1)×0.080 L＝1.00 mol 与Ag＋和Cu2＋结合的NO3－的物质的量应为：1 mol－0.300 mol＝0.700 mol。‎ 设合金中Ag的质量为x，则：‎ ×1＋×2＝0.700 mol，‎ 解得x＝10.8 g，合金中Ag的质量分数为×100%＝36.0%‎ 答案：(1)0.300 mol　(2)36.0%‎