高中化学 442硫酸和硝酸的氧化性练习 新人教版必修1.docx

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高中化学442硫酸和硝酸的氧化性练习新人教版必修1

2019-2020年高中化学4.4.2硫酸和硝酸的氧化性练习新人教版必修1

一、选择题（本题包括10小题，每小题5分，共50分）

1．（xx·烟台高一检测）向盐酸中加入浓硫酸时，会有白雾生成。

下列叙述不属于导致产生该现象的原因的是（　　）

A．浓硫酸具有脱水性

B．浓硫酸具有吸水性

C．盐酸具有挥发性

D．气态溶质的溶解度随温度升高而降低

【答案】　A

2．可以鉴别稀硫酸和浓硫酸的简单方法是（　　）

A．加酚酞试液

B．与铜片反应

C．加BaCl2溶液和硝酸

D．用玻璃棒各蘸一点滴在纸上

【答案】　D

3．（xx·山东滨州高一检测）60mL18mol·L－1的H2SO4溶液中加入足量的铜片并加热，充分反应后被还原的硫酸的物质的量为（　　）

A．1.08mol

B．0.54mol

C．在0.54～1.08mol之间

D．小于0.54mol

【解析】　60mL18mol·L－1硫酸中含纯H2SO41.08mol，与Cu发生反应2H2SO4（浓）＋Cu

CuSO4＋2H2O＋SO2↑，若完全与Cu反应，被还原的H2SO4为

×1.08mol＝0.54mol，但浓硫酸与Cu反应到一定浓度时，变为稀硫酸，稀硫酸不与Cu反应，故实际上被还原的H2SO4的物质的量小于0.54mol。

【答案】　D

4．（xx·经典习题选萃）下列叙述正确的是（　　）

A．浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氢气、氧气、氨气等气体，但不能干燥有较强还原性的HI、H2S等气体

B．浓硫酸与单质硫反应的方程式为：

S＋2H2SO4（浓）

3SO2↑＋2H2O，在此反应中，浓硫酸既表现了其强氧化性又表现了其酸性

C．把足量铜粉投入到只含H2SO42mol的浓硫酸中，得到气体体积标准状况下为22.4L

D．常温下能够用铁、铝等容器盛放浓H2SO4，是因为浓H2SO4的强氧化性使其钝化

【解析】　A项浓硫酸具有吸水性，但由于其具有强氧化性和酸性，故不能用来干燥具有还原性的气体和碱性气体（NH3）。

B项金属与浓硫酸反应时，生成相应的盐和SO2，此时浓硫酸显酸性和强氧化性，而与S、C等非金属单质作用时，由于没有盐生成，故只显强氧化性。

C项Cu与浓H2SO4反应时，浓H2SO4浓度逐渐降低，当稀到一定程度变为稀H2SO4时，反应自行停止，故产生的SO2不足22.4L。

【答案】　D

5．（双选）（xx·试题调研）mg铜与足量的浓H2SO4共热时完全反应，在标准状况下生成nL气体，则被还原的浓硫酸是（　　）

A.

g　　　B.

mol

C.

molD.

g

【解析】　从选项中可以看出答案是以“mol”和“g”两种形式出现的。

另外，在题目中不仅指出已知反应物的量，同时还给出生成物的体积，故解题时这一方面也要考虑到。

Cu＋2H2SO4

CuSO4＋SO2↑＋2H2O

6498g（被还原）

mgx

x＝

g（选项中没有）

Cu＋2H2SO4（浓）

CuSO4＋SO2↑＋2H2O

64g1mol（被还原）

mgx

x＝

mol（选项B）

Cu＋2H2SO4（浓）

CuSO4＋SO2↑＋2H2O

1mol（被还原）22.4L

ynL

y＝

＝

mol（选项中没有）

Cu＋2H2SO4（浓）

CuSO4＋SO2↑＋2H2O

98g（被还原）22.4L

ygnL

y＝

＝

g（选项D）

此题的答案是B、D。

解此题时易忽略的是被还原的问法。

【答案】　BD

6．（xx·衡水高一检测）从经济效益和环境保护考虑，大量制取硝酸铜最宜采用的方法是（　　）

A．Cu

CuSO4

Cu（NO3）2

B．Cu＋HNO3（浓）―→Cu（NO3）2

C．Cu＋HNO3（稀）―→Cu（NO3）2

D．Cu

CuO

Cu（NO3）2

【解析】　A、B、C项中，利用Cu与HNO3、浓硫酸反应，过程中产生NO2、NO和SO2等大气污染物，不利于环保，同时，反应物（HNO3、浓硫酸）不能全部转化为生成物，经济效益差。

D项，有关反应为：

2Cu＋O2

2CuO，CuO＋2HNO3===Cu（NO3）2＋H2O，环保和经济效益都较为理想。

【答案】　D

7．（xx·宝鸡高一检测）下列反应既表现硝酸的酸性，又显示硝酸的氧化性的是（　　）

A．CuO＋2HNO3===Cu（NO3）2＋H2O

B．FeO＋4HNO3===Fe（NO3）3＋2H2O＋NO2↑

C．C＋4HNO3===CO2↑＋2H2O＋4NO2↑

D．NH3＋HNO3===NH4NO3

【答案】　B

8.

（双选）（xx·珠海高一检测）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（如图所示），下列有关说法正确的是（　　）

A．洗气瓶中产生的沉淀是碳酸钡

B．在Z导管出来的气体中无二氧化碳

C．洗气瓶中产生的沉淀是硫酸钡

D．在Z导管口有红棕色气体出现

【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。

【答案】　CD

9．（xx·延边高一检测）一定质量的铜分别与足量的稀硝酸和浓硝酸完全反应，在相同条件下用排水法收集反应产生的气体，下列叙述正确的是（　　）

A．硝酸浓度越大，硝酸被还原之后的生成物的价态越低，对应的硝酸的氧化性越弱

B．硝酸浓度不同，生成Cu（NO3）2的物质的量不同

C．硝酸浓度越大，产生的气体越少

D．两者用排水法收集到的气体体积相等

【解析】　硝酸的浓度越大氧化性越强，故A错误；等量的Cu与酸反应，生成Cu（NO3）2的物质的量相同，故B错误；等量的Cu与酸反应，浓硝酸反应生成气体多，故C错误；因3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，最终收集气体均为NO，由电子守恒可知，收集NO的体积相等，故D正确。

【答案】　D

10．（xx·经典习题选萃）38.4g铜跟适量的浓硝酸反应，铜全部作用后，共收集到气体22.4L（标准状况），反应消耗的硝酸的物质的量可能是（　　）

A．1.0molB．1.6mol

C．2.2molD．2.4mol

【解析】　认真分析题给信息是关键，题中的“适量的浓硝酸”和“铜全部作用”是判断产物的根据，可得出其中的N原子是守恒的，用守恒法解即可。

若铜完全与浓硝酸作用，则：

Cu＋4HNO3（浓）===Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O　①

64g4mol44.8L

38．4gn（HNO3）V（NO2）

得n（HNO3）＝2.4mol，V（NO2）＝26.88L，可见，铜完全与浓硝酸作用应产生26.88LNO2，与题给22.4L不符，这就应该考虑到，随反应的进行，硝酸的浓度逐渐变小，铜与稀硝酸反应的产物为NO。

若铜完全与稀硝酸作用，则

3Cu＋8HNO3（稀）===3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O　②

192g8mol44.8L

38．4gn（HNO3）V（NO）

得n（HNO3）＝1.6mol，V（NO）＝8.96L，

从上面得出的两组数据可知，生成的气体是NO、NO2的混合物，体积在8.96L和26.88L之间，所消耗的HNO3的物质的量在1.6mol和2.4mol之间。

计算反应消耗的硝酸的物质的量，可根据反应①和②得到：

生成NO、NO2和消耗硝酸之间的关系为：

NO～HNO3，NO2～HNO3。

故被还原的硝酸n1＝

＝1mol，生成硝酸铜消耗的硝酸n2＝

×2＝1.2mol。

所以共消耗硝酸n（HNO3）＝n1＋n2＝2.2mol。

【答案】　C

二、非选择题（本题包括5小题，共50分）

11．（10分）（xx·新题调研）下图甲、乙、丙均为验证铜和浓硝酸反应的装置：

（1）甲、乙、丙三个装置中共同发生的化学方程式是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（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________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

【解析】　铜和浓硝酸反应的化学方程式是Cu＋4HNO3（浓）===Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O。

乙装置的优点是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。

【答案】　

（1）Cu＋4HNO3（浓）===Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O

（2）①可以控制反应的发生与停止

②可吸收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，用手捂住试管②

12．（10分）（xx·经典习题选萃）某化学兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应，用下图所示装置进行有关实验。

请回答：

（1）装置A中发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）装置D中试管口放置的棉花应用一种液体浸泡一下，这种液体是________，其作用是________________________________________________________________________。

（3）装置B的作用是贮存多余的气体。

当D处有明显的现象后，关闭弹簧夹K，移去酒精灯，但由于余热的作用，A处仍有气体产生，此时B中现象是________________________________________________________________________。

B中应放置的液体是________（填字母）。

a．水　　　　　　　　b．酸性KMnO4溶液

c．浓溴水d．饱和NaHSO3溶液

（4）实验中，取一定质量的铜片和一定体积18mol·L－1的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，直到反应完毕，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有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解，你认为原因是________________________________________________________________________。

②下列药品中能用来证明反应结束后的烧瓶中确实有余酸的是________（填字母）。

a．铁粉b．BaCl2溶液

c．银粉d．Na2CO3溶液

【解析】　铜与浓硫酸反应会产生SO2，产生的SO2用向上排空气法收集，并用品红溶液验满。

为防止多余的SO2污染空气，可用碱溶液浸湿的棉花吸收逸出的SO2。

装置B的作用是贮存多余的SO2而不是吸收多余的SO2，因此所选试剂不能与SO2发生反应，且应使SO2在其中的溶解度较小，故最佳试剂为饱和NaHSO3溶液。

反应结束后，浓硫酸变为稀硫酸，故检验余酸时所选试剂应该是能与硫酸中的H＋反应产生明显现象的物质（因CuSO4中含有SO

，故不能用检验SO

的方法确定H2SO4的存在）。

【答案】　

（1）Cu＋2H2SO4（浓）

CuSO4＋SO2↑＋2H2O

（2）强碱溶液　吸收多余的SO2，防止污染空气

（3）试剂瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升　d

（4）①反应过程中H2SO4被消耗，浓硫酸逐渐变稀，而铜不和稀硫酸反应　②ad

13．（10分）根据下图回答问题：

（1）上述装置中，在反应前用手掌紧贴烧瓶外壁检查装置的气密性，如观察不到明显的现象，还可以用什么简单的方法证明该装置不漏气？

答：

________________________________________________________________________。

（2）写出浓硫酸和木炭粉在加热条件下发生反应的化学方程式：

________________________________________________________________________。

（3）如果用上图中的装置检验上述反应的全部产物，写出下面标号所表示的容器中应加入的试剂的名称及其作用：

A中加入的试剂是__________________，作用是__________________。

B中加入的试剂是__________________，作用是__________________。

C中加入的试剂是__________________，作用是除尽________气体。

D中加入的试剂是__________________，作用是__________________。

（4）实验时，C中应观察到的现象是________________________________________________________________________。

【解析】　浓硫酸与木炭反应生成H2O、SO2、CO2三种物质，根据中学学过的化学知识可知，可以用无水硫酸铜检验其中的H2O，白色无水CuSO4吸水后变为蓝色CuSO4·5H2O；SO2可以使品红溶液褪色；SO2和CO2都能使澄清石灰水变浑浊，所以一定要注意，要证明气体中有CO2，先要确认气体中已经不再有SO2。

因此，容器A中的试剂是无水CuSO4，容器B中的试剂是品红溶液，容器D中的试剂是澄清石灰水。

由于酸性KMnO4溶液具有强氧化性，而SO2具有还原性，两者可发生氧化还原反应，因此，C中可加入酸性KMnO4溶液，用来除去剩余的SO2气体。

在实验时，C中应观察到的现象是酸性KMnO4溶液的颜色不褪尽。

这样才能说明气流中的SO2已被除尽，使澄清石灰水变浑浊只能是由于气体中有CO2。

（如果回答在C中加入品红溶液，用于检查气流中的SO2是否除尽，且实验时C中品红溶液的颜色不褪尽，也可认为是正确的。

）

【答案】　

（1）反应前先用小火加热烧瓶，B、C、D瓶中有气泡冒出，停止加热后，导管中形成一段水柱，证明装置不漏气

（2）2H2SO4（浓）＋C

2H2O＋2SO2↑＋CO2↑

（3）无水硫酸铜　检验H2O　品红溶液　检验SO2　酸性KMnO4溶液　SO2　澄清石灰水　检验CO2

（4）酸性KMnO4溶液的颜色不褪尽（或不完全褪色，或不褪成无色）

14．（10分）（xx·试题调研）将32.64g铜与140mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2L。

请回答：

（1）NO的体积为________L，NO2的体积为________L。

（2）待产生的气体全部逸出后，向溶液中加入VmLamol·L－1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2＋全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为________mol·L－1。

（3）欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3，至少需要30%的H2O2溶液________g。

【解析】　

（1）设生成NO的物质的量为x，NO2的物质的量为y。

则有

解得x＝0.26mol，y＝0.24mol；

V（NO）＝0.26mol×22.4L·mol－1＝5.824L；

V（NO2）＝0.24mol×22.4L·mol－1＝5.376L。

（2）由N原子守恒，有n（HNO3）＝n（气体）＋n（NaOH），所以c（HNO3）＝

mol·L－1。

（3）由得失电子守恒得n（H2O2）＝0.51mol，m（H2O2溶液）＝

＝57.8g。

【答案】　

（1）5.824　5.376　

（2）

（3）57.8

15．（10分）（xx·湖南怀化期末）19.2gCu加入到100mL一定浓度的HNO3溶液中，假定两者恰好完全反应，同时产生标准状况下8.96LNO和NO2混合气体（忽略气体的溶解及转化）。

求：

（1）混合气体中NO和NO2的体积比。

（2）HNO3溶液的物质的量浓度。

【解析】　

（1）设NO2的物质的量为x，NO的物质的量为y。

则有：

x＋y＝

x＋3y＝

解得x＝0.3mol，y＝0.1mol

故V（NO）：

V（NO2）＝1：

3。

（2）根据N原子守恒有：

c（HNO3）＝

＝10mol/L。

【答案】　

（1）V（NO）：

V（NO2）＝1：

3　

（2）10mol/L

2019-2020年高中化学4.4.3氨、硝酸、硫酸教案新课标

【温故知新】

1.（回忆、思考）浓硫酸有哪些特性？

如何贮运浓硫酸？

吸水性、脱水性、强氧化性用铁或铝制的容器贮运浓硫酸

【课堂研讨】

1.（思考、讨论）2007年11月20日凌晨4时50分许，新乡市原阳县省道311线和312线交叉口转盘处，一辆装载着28吨硝酸的重型载罐货车与另一辆大型煤炭运输车相撞。

铝制硝酸储罐被撞出裂口，硝酸液体不断外泄挥发，流到了车身上和路旁树木上，周围因硝酸泄漏形成的红棕色“烟”越来越浓，距现场二三百米远，就能闻到呛鼻的气味。

新乡市红旗区消防大队战士穿戴防化服和空气呼吸器并占据上风位置，利用两支开花水枪对大量硝酸泄漏气体进行稀释，并对车辆储罐喷水冷却。

直到上午11时30分，罐车终于被吊起。

11时40分，专业人员将事故罐车内的硝酸抽到另外一辆罐车内。

为处理泄漏的硝酸，用了大量的消石灰，据消防部门统计，为稀释毒气，整整耗了80吨水。

⑴通过上述报到，你能总结出硝酸有哪些性质？

易挥发的液体，有刺激性气味

⑵红棕色的“烟”是什么物质？

NO2

⑶根据新闻中的表述，查阅课本与资料，请你推测：

“烟”可能是由于什么情况产生的？

然后设计实验，验证你的假设是否正确？

写出相关实验的实验现象及化学方程式，填入下表。

假设

设计实验

现象及方程式

结论

HNO3分解

HNO3与C反应

HNO3与金属反应

【设计说明】

2.（观察、思考）浓HNO3、稀HNO3分别与Cu反应分别有什么实验现象？

并根据现象推断还原产物分别是什么？

HNO3在反应中表现了什么性质？

浓硝酸与铜：

有红棕色气体产生，溶液变为蓝色，铜片逐渐溶解

稀硝酸与铜：

有无色气体产生，在试管口变为红棕色，溶液变为蓝色，铜片逐渐溶解

3Cu＋8HNO3（稀）＝3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O

3Cu＋8H＋＋2NO3－＝3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O

Cu＋4HNO3（浓）＝Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O

Cu＋4H＋＋2NO3－＝Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O

在反应中体现了硝酸的强氧化性与酸性

【课堂生成】

2.

（思考、讨论）稀硝酸与铜反应也有少量红棕色的NO2生成，请设计一个实验证明，铜与稀硝酸反应只产生NO而没有NO2。

实验成败的关键是什么？

试画出你设计的装置简图。

关键是首先要排出装置内的空气，避免产生的NO与空气接触

【课堂生成】

播放实验录像，讲述该装置设计的灵感来源于启普发生器

【课堂生成】

与工业制备胆矾晶体相对比

3.（思考、讨论）已知稀硝酸的氧化性强于Fe3＋，试写出分别向稀硝酸中加入少量的铁粉与过量的铁粉的化学方程式与离子方程式。

4.（思考、讨论）结合硝酸与铜的反应，请写出下列反应的离子方程式。

①硝酸亚铁溶液中加入稀硝酸

3Fe2＋＋4H＋＋NO3－＝3Fe3＋＋NO↑＋2H2O

②硝酸亚铁溶液中加入浓硝酸

Fe2＋＋2H＋＋NO3－＝Fe3＋＋NO2↑＋H2O

③银与稀硝酸

3Ag＋4HNO3（稀）＝3AgNO3＋NO↑＋2H2O

3Ag＋4H＋＋NO3－＝3Ag＋＋NO↑＋2H2O

④银与浓硝酸

Ag＋2HNO3（浓）＝AgNO3＋NO2↑＋H2O

Ag＋2H＋＋NO3－＝Ag＋＋NO2↑＋H2O

【课堂生成】

指导学生类比书写化学方程式，进一步掌握氧化还原反应方程式的配平

硝酸能溶解除铂、金外的所有金属

【课堂生成】

4.

（归纳、总结）写出下列转化关系的化学方程式，是离子反应的还要写出离子方程式。

【课堂生成】

【巩固练习】

1.当三份铜粉分别与足量的稀硝酸、浓硝酸、热的浓硫酸反应后收集到的气体在相同状况下体积相等时，三份铜粉的质量比为

A.3:

1:

2B.3:

2:

2C.1:

1:

2D.1:

3:

2

2.下列反应中，浓硝酸既表现氧化性，又表现出酸性的是

3.①铜与浓硝酸反应　　　　　　　　　　　　　②氧化亚铁与浓硝酸反应

4.③氢氧化铝与浓硝酸反应　　　　　　　　　　④碳与浓硝酸

5.A.①②B.③④C.①④D.②③

5.某金属与稀硝酸恰好完全反应生成NO，消耗金属和硝酸的物质的量之比为1:

3，则该金属可能是

A.CuB.AgC.AlD.Fe

6.将32.64g铜与140mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2L。

请回答：

⑴NO、NO2的体积各为多少升？

5.824LL、5.376L

⑵产生的气体全部释放后，向溶液中加入VmLamol/L的NaOH溶液，恰好使溶液中Cu2＋全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为多少？

mol/L

⑶欲使铜与硝酸反应生成的气体通入水中全部转化为HNO3，至少需要标准状况下的O2的体积为多少？

5.712L

【课后反思】