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高一化学人教版必修一【配套检测】4.4.3

第 3 课时 硝酸的氧化性
课后训练 巩固提 案 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( ) B.红、黑、白 D.白、黑、白

A.白、红、白 C.红、红、红 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 C.2.2 mol ) B.1.6 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 、SO4 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。SO4 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( )
22-

(

)

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:

A

B

C

D

(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 ; 而污染了环境。

②在工业生产中,B 气体的大量排放被雨水吸收后形成了 (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)+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)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)= mol。
5.6 L
-1

22.4 L· mol

=0.25 mol,故根据氮原子守恒可知,消耗 n(HNO3)=2n(Cu)+n(NOx)=2×

12.8 g
-1

64 g· mol

+0.25 mol=0.65

答案:(1)Cu+4HNO3(浓) (2)3Cu+8HNO3(稀)

Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 溶液逐渐变蓝,有红棕色气体逸出 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)
1 4

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: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 气 项 体 A B C D NO2 SO2 NH3 CO2

a

b

c NaOH 溶液 酸性 KMnO4 溶 液 碱石灰

浓硝 铜片 酸 浓硫 Cu 酸 浓氨 生石 水 灰

稀硝 CaCO3 浓硫酸 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 C.4.8 g B.6.4 g D.3.2 g )

解析:铜银合金与 HNO3 反应过程如下:

Cu、Ag

NO2、NO

HNO3

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 + 108 g· mol-1 = 14 g 2 + = 0.2mol 解之得, = 0.05mol = 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 C.8.26 g B.8.51 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 0.09 mol c(HNO3)=0.6 mol· L-1 答案:(1)0.3 mol· L-1 (2)0.6 mol· L-1 0.9 mol· L-1
-

3Cu2++2NO↑+4H2O 0.24 mol 0.06 mol

c(H2SO4)=0.9 mol· L-1


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