2020版高中化学 第四章 非金属及其化合物 学业分层测评23 硫酸和硝酸的氧化性 新人教版必修1 7页

学业分层测评(二十三) 硫酸和硝酸的氧化性 ‎(建议用时：45分钟)‎ ‎[学业达标] ‎ ‎1．下列说法正确的是(　　) ‎ A．浓硝酸在光照条件下变黄，说明浓硝酸不稳定，生成的有色产物能溶于浓硝酸 B．在KI淀粉溶液中通入氯气，溶液变蓝，说明氯气能与淀粉发生显色反应 C．在某溶液中加入硝酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀生成，说明溶液中含SO D．将铜片放入浓硫酸中，无明显实验现象，说明铜在冷的浓硫酸中发生钝化 ‎【解析】　A项，浓硝酸光照下发生分解生成NO2，NO2溶于浓硝酸中使浓硝酸呈黄色；B项，Cl2氧化I－生成I2，淀粉遇I2变蓝色；C项，溶液中若存在Ag＋或SO也会产生相同的实验现象；D项，常温时，Cu与浓硫酸不发生反应。‎ ‎【答案】　A ‎2．关于浓H2SO4与Cu反应的叙述正确的是(　　)‎ A．在反应中，浓H2SO4只表现出氧化性 B．此反应属于复分解反应 C．在反应中，浓H2SO4既表现出氧化性，又表现出酸性 D．每1 mol铜参加反应就有2 mol H2SO4被还原，同时生成2 mol SO2‎ ‎【解析】　该反应的化学方程式为：Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O，分析反应前后元素化合价的变化可知：浓H2SO4既表现出氧化性，又表现出酸性，该反应为氧化还原反应，在该反应中，每2 mol H2SO4参加反应只有1 mol H2SO4被还原。‎ ‎【答案】　C ‎3．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%硝酸溶液、98%的硫酸溶液、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 ‎【解析】　硝酸具有强氧化性，能使试纸褪色，则滴加65%的硝酸，先变红后褪色，最后为白色；98%的硫酸为浓硫酸，具有脱水性，则能使蓝色石蕊试纸最后变为黑色；氯水中含有盐酸和次氯酸，次氯酸具有漂白性，则在试纸上滴加新制氯水，先变红后褪色，最后为白色。‎ ‎【答案】　D ‎4．下列关于硝酸的认识中，正确的是(　　)‎ A．浓硝酸和稀硝酸都具有氧化性 B．浓硝酸与金属反应不产生氢气，而稀硝酸与金属反应可置换出氢气 7‎ C．因常温下铝和铁不与浓硝酸反应，所以浓硝酸可盛放在铝制或铁制容器中 D．硝酸与金属反应时，只表现出氧化性 ‎【解析】　浓、稀硝酸都有氧化性，可与除Au、Pt之外的所有金属反应，且不产生氢气；在与金属反应时，硝酸既表现氧化性又表现酸性；浓硝酸可盛放在铝制或铁制容器中，因为铝和铁在冷浓硝酸中钝化。‎ ‎【答案】　A ‎5．下列关于浓硝酸和浓硫酸的叙述中正确的是(　　)‎ A．常温下都不可用铝制容器贮存 B．露置在空气中，容器内酸液的质量都减轻 C．常温下都能与铜较快反应 D．露置在空气中，容器内酸液的浓度都降低 ‎【解析】　常温下，二者均能使铝钝化，A项错误；露置在空气中，浓硫酸吸水质量增加，B项错误；浓硫酸在常温下与铜没有明显的反应，C项错误；在空气中，浓硝酸挥发、浓硫酸吸水，二者浓度都降低，D项正确。‎ ‎【答案】　D ‎6．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．CuCuSO4Cu(NO3)2‎ B．Cu＋HNO3(浓)―→Cu(NO3)2‎ C．Cu＋HNO3(稀)―→Cu(NO3)2‎ D．CuCuOCu(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＋O22CuO，CuO＋2HNO3===Cu(NO3)2＋H2O，环保和经济效益都较为理想。‎ ‎【答案】　D ‎7．将足量的铜片与100 mL 18 mol·L－1浓硫酸加热充分反应，收集到标准状况下的SO2气体V L，下列对此反应的有关说法中错误的是(　　)‎ A．该反应体现了浓硫酸的酸性和强氧化性 B．反应结束后两种反应物均有剩余 C．被还原的硫酸为 mol D．参加反应的Cu为0.9 mol ‎【解析】‎ 7‎ ‎　浓硫酸可以和铜发生氧化还原反应，而稀硫酸与铜不能发生反应。当浓硫酸变为稀硫酸时反应停止。反应过程中浓硫酸逐渐变稀，因此反应结束后铜和稀硫酸均有剩余，则参加反应的n(Cu)＜‎0.1 L×18 mol·L－1×＝0.9 mol；被还原的硫酸应依据生成的SO2来算，可得被还原的硫酸的物质的量n(H2SO4)＝n(SO2)＝＝ mol。综上所述，故D项错误。‎ ‎【答案】　D ‎8．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∶4　　　　　　　 B．1∶5‎ C．2∶3 D．2∶5‎ ‎【解析】　设2 mol Zn参与反应，因Zn无剩余，则最终生成了2 mol Zn(NO3)2，显然含有4 mol NO，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×n(Zn)＝n(HNO3)×4，则n(HNO3)＝1 mol，即有1 mol HNO3被还原。‎ ‎【答案】　A ‎9．已知X为一种常见酸的浓溶液，能使蔗糖变黑。A与X反应的转化关系如下图所示，其中反应条件及部分产物均已略去，则下列有关说法正确的是(　　)‎ A．X使蔗糖变黑主要体现了X的强氧化性 B．若A为铁，则足量A与X在室温下即可完全反应 C．若A为碳单质，则将C通入少量的澄清石灰水中，一定可观察到有白色沉淀产生 D．工业上，B转化为D的反应条件为高温、常压、使用催化剂 ‎【解析】　X为浓硫酸，使蔗糖变黑体现了浓硫酸的脱水性，A错误；常温下，铁遇浓硫酸会发生钝化，B错误；若A为碳单质，则C为CO2，过量的CO2通入澄清石灰水中没有沉淀产生，C错误；工业上，SO2转化成SO3是‎500℃‎左右、常压、在催化剂作用下进行的，D正确。‎ ‎【答案】　D ‎10．浓硫酸常温下为黏稠液体，且浓硫酸具有强吸水性、脱水性、氧化性。则： ‎ ‎ (1)将浓硫酸敞口放置在空气中其质量会________，溶质的质量分数会________，本过程中浓硫酸表现出________性。‎ ‎(2)浓硫酸表现吸水性时，可作干燥剂，下列物质可用浓硫酸干燥的是________。‎ 7‎ A．NH3 B．H2S(具有还原性)‎ C．H2 D．SO2‎ E．O‎2 ‎ F．HI(具有强还原性)‎ G．HBr(具有强还原性)‎ ‎(3)用蘸有浓硫酸的玻璃棒在木板上写字，字迹一会儿就变黑。说明浓硫酸表现出________性。‎ ‎(4)浓硫酸表现强氧化性时，在加热条件下，能与Cu、C等单质反应。请写出这两个化学反应方程式，并指出与Cu反应时，除表现强氧化性外，还表现什么性质？______________________________________________________。‎ ‎(5)稀硫酸常用来洗涤金属表面的铜锈和铁锈，这是利用了硫酸的________性，请写出有关的化学方程式：______________________________________‎ ‎_______________________________________________________________。‎ ‎【解析】　本题综合考查浓硫酸的吸水性，用作干燥剂，干燥非碱性非还原性的气体；浓硫酸的脱水性使有机物中的H、O两种原子以2∶1的比例脱出来；Cu与浓硫酸的反应除了表现浓硫酸的强氧化性外，还有部分＋6价的S未发生化合价的变化，表现为酸性。(1)中，由于浓硫酸具有强吸水性，所以将其敞口放置在空气中其质量会增加；因吸水溶液变稀，故溶质质量分数会减小；本过程中浓硫酸表现出了吸水性。(2)中，由于浓硫酸具有强氧化性，能氧化具有还原性的气体，因此，A、B、F、G均不能用浓硫酸进行干燥。(3)中，因浓硫酸具有脱水性，它能将木材脱水，即按水分子中氢、氧原子数的比(2∶1)夺取木材中的氢原子和氧原子。所以，字迹一会儿就变黑。(4)中，浓硫酸在加热的条件下与金属铜和非金属C发生反应，这体现了浓硫酸的强氧化性，但与Cu发生反应时，由于生成了CuSO4，浓硫酸还表现出了酸性。(5)中，因稀硫酸能跟碱性氧化物和盐反应生成盐和水，铜锈的主要成分是Cu2(OH)2CO3，铁锈的主要成分是Fe2O3，这表现了硫酸的酸性。‎ ‎【答案】　(1)增加　减小　吸水　(2)CDE　(3)脱水 ‎(4)Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O,2H2SO4(浓)＋CCO2↑＋2SO2↑＋2H2O，还表现酸性　(5)酸　3H2SO4＋Fe2O3===Fe2(SO4)3＋3H2O,2H2SO4＋Cu2(OH)2CO3===2CuSO4＋CO2↑＋3H2O ‎11．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____________________‎ ‎_____________________________________________________________。‎ 7‎ ‎(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_________________________________________________‎ ‎_______________________________________________________________‎ ‎___________________________________(用文字和离子方程式说明原因)。‎ ‎(4)若将‎12.8 g铜跟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)＝＝0.25 mol，故根据氮原子守恒可知，消耗n(HNO3)＝2n(Cu)＋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NO构成强氧化性的环境，又能与过量的Cu反应，反应方程式3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O ‎(4)0.65 mol ‎[能力提升]‎ ‎12．一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 ‎13．物质A经下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：‎ ‎(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，大量排放的B气体被雨水吸收后形成了______而污染环境。‎ ‎(2)若A在常温下为有刺激性气味的气体，C是红棕色气体。‎ 7‎ ‎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NH3，D为HNO3，浓硝酸可与Cu反应：4HNO3(浓)＋Cu===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。此反应中有元素化合价的升降，属于氧化还原反应。‎ ‎【答案】　(1)①H2SO4　②酸雨 ‎(2)①NH3　NO2‎ ‎②Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O　属于 ‎14．某化学兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应，用如下图所示装置进行有关实验。‎ ‎(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浸一种溶液，这种溶液是________，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，关闭旋塞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中应放置的溶液是________(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18 mol·L－1的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，反应完毕时，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，其原因是____________________________‎ ‎_____________________________________________________________。‎ ‎【解析】　Cu与浓硫酸发生反应的化学方程式为Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋2H2O＋SO2↑。反应过程中H2SO4不断被消耗，同时反应生成的H2O使H2SO4的浓度减小，当降低到一定程度，变为稀硫酸时，反应停止。(2)生成的SO2‎ 7‎ 具有漂白性，且污染大气，可用NaOH溶液吸收。(3)余热使反应继续进行，生成的多余气体可储存于B中，排出的液体进入长颈漏斗，为减少SO2的溶解，B中应为饱和NaHSO3溶液。(4)浓硫酸与铜在加热条件下反应，随着反应的进行，浓硫酸逐渐变成稀硫酸，而稀硫酸在加热条件下不和铜反应。‎ ‎【答案】　(1)Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋2H2O＋SO2↑‎ ‎(2)NaOH　吸收多余的SO2，防止污染空气　(3)广口瓶中液面下降，长颈漏斗液面上升　d　(4)反应过程中浓硫酸被消耗，逐渐变稀，而铜不与稀硫酸反应 7‎