2020年高一化學(xué)人教版必修1練習(xí)：第四章　第四節(jié)　第3課時(shí)　硝酸的氧化性 含解析.doc

1、第3課時(shí)硝酸的氧化性課后篇鞏固提升基礎(chǔ)鞏固1.明代科學(xué)家方以智在物理小識(shí)金石類中指出:“有硇水者,剪銀塊投之,則旋而為水”,這里“硇水”指()A.氨水B.硫酸C.硝酸D.石灰水解析“硇水”能夠溶解單質(zhì)銀,則應(yīng)為硝酸,C項(xiàng)正確。答案C2.取三張濕潤(rùn)的藍(lán)色石蕊試紙貼在玻璃片上,然后按順序分別滴加65%硝酸、98%的硫酸、新制氯水,三張?jiān)嚰堊罱K變成()A.白、紅、白B.紅、黑、白C.紅、紅、紅D.白、黑、白答案D3.相同質(zhì)量的四份銅片,分別置于足量的下列酸中,所得到的氣體的物質(zhì)的量最多的是()A.濃硫酸B.稀硫酸C.濃硝酸D.稀硝酸解析根據(jù)化學(xué)方程式可知,銅與濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的NO2的物質(zhì)的量最多。答

2、案C4.下列有關(guān)濃硝酸的說(shuō)法不正確的是()A.實(shí)驗(yàn)室常用濃硝酸與金屬鋅反應(yīng)制備氫氣B.常溫下濃硝酸能使金屬鋁鈍化C.濃硝酸不穩(wěn)定,見光易分解,需要避光保存D.濃硝酸易揮發(fā),打開瓶塞,瓶口有白霧產(chǎn)生解析硝酸的氧化性很強(qiáng),它跟金屬反應(yīng)的時(shí)候,一般不生成氫氣而生成一氧化氮,所以實(shí)驗(yàn)室中不能使用硝酸制備氫氣,A項(xiàng)錯(cuò)誤;在常溫下鐵、鋁遇濃硝酸會(huì)被氧化在表面產(chǎn)生一薄層致密的氧化物薄膜,對(duì)內(nèi)層的金屬起到了保護(hù)作用,這種現(xiàn)象叫鈍化,B項(xiàng)正確;濃硝酸不穩(wěn)定見光容易分解:4HNO34NO2+O2+2H2O,所以應(yīng)避光保存,C項(xiàng)正確;濃硝酸易揮發(fā),打開瓶塞,瓶口會(huì)有白霧產(chǎn)生,D項(xiàng)正確。答案A5.將相同質(zhì)量的銅分別和

3、過(guò)量的濃硝酸、稀硝酸反應(yīng),下列敘述正確的是()A.反應(yīng)速率:兩者相同B.消耗硝酸的物質(zhì)的量:前者多,后者少C.反應(yīng)生成氣體的顏色:前者淺,后者深D.反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù):前者多,后者少解析比較反應(yīng)Cu+4HNO3(濃)Cu(NO3)2+2NO2+2H2O和3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2O可知,當(dāng)Cu的質(zhì)量相同、HNO3過(guò)量時(shí),兩個(gè)反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目相同,消耗的HNO3前者多,生成氣體的顏色前者深。濃硝酸的氧化性比稀硝酸強(qiáng),濃硝酸與銅反應(yīng)的速率比稀硝酸快得多。答案B6.往兩支分別裝有淺綠色的Fe(NO3)2和FeSO4溶液的試管中分別逐滴加入稀鹽酸時(shí),溶液的顏色變化

4、應(yīng)該是()A.前者基本沒有改變,后者變棕黃色B.前者變棕黃色,后者也變棕黃色C.前者變棕黃色,后者基本沒有改變D.前者、后者都基本沒有改變解析Fe2+和NO3-、SO42-在溶液中可以大量共存,但加入鹽酸后,NO3-在酸性條件下表現(xiàn)出強(qiáng)氧化性,能把Fe2+氧化成Fe3+,溶液由淺綠色變成棕黃色。SO42-與H+在水溶液中不能結(jié)合成濃硫酸,不能把Fe2+氧化成Fe3+,溶液顏色基本沒變。答案C7.下列各組離子在指定溶液中可能大量共存的是()A.能使碘化鉀淀粉試紙變藍(lán)的溶液:Na+、NH4+、Cl-、I-B.能使酚酞變紅的溶液:Mg2+、Fe3+、Na+、ClO-C.含有大量Fe2+的溶液:Na+

5、、NH4+、SO42-、OH-D.加入鋁粉有氫氣放出的溶液:K+、Cu2+、SO42-、Cl-解析使淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)的溶液,具有強(qiáng)氧化性,能與I-發(fā)生氧化還原反應(yīng),則在溶液中不能大量共存,A項(xiàng)錯(cuò)誤;能使酚酞變紅的溶液中存在大量氫氧根離子,Mg2+、Fe3+與OH-發(fā)生反應(yīng)生成沉淀,則在溶液中不能大量共存,B項(xiàng)錯(cuò)誤;Fe2+、NH4+與OH-能發(fā)生反應(yīng),在溶液中不能大量共存,C項(xiàng)錯(cuò)誤;加入鋁粉有氫氣產(chǎn)生的溶液呈酸性或堿性,呈酸性時(shí)各離子在溶液中能大量共存,呈堿性時(shí)Cu2+與OH-反應(yīng)生成沉淀,不能大量共存,D項(xiàng)正確。答案D8.取38.4 g銅與適量的濃硝酸反應(yīng),銅全部反應(yīng)后,共收集到22.4

6、L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體,反應(yīng)消耗HNO3的物質(zhì)的量可能是()A.1 molB.1.6 molC.2.2 molD.2.4 mol解析可以將硝酸分成體現(xiàn)酸性的硝酸和體現(xiàn)氧化性的硝酸,體現(xiàn)酸性的硝酸可以根據(jù)反應(yīng)的銅的物質(zhì)的量計(jì)算出來(lái),0.6 mol銅反應(yīng),生成硝酸銅0.6 mol,所以體現(xiàn)酸性的硝酸為1.2 mol。根據(jù)NO3-與生成的氮氧化物的關(guān)系可知,22.4 L氣體不論是NO2還是NO,還是兩者的混合物,被還原的硝酸的物質(zhì)的量都是1 mol。因此反應(yīng)的硝酸共2.2 mol。答案C9.非金屬單質(zhì)A經(jīng)如圖所示的過(guò)程轉(zhuǎn)化為含氧酸D,已知D為強(qiáng)酸,請(qǐng)回答下列問(wèn)題:ABCD(1)若A在常溫下為固體,B是能

7、使品紅溶液褪色的有刺激性氣味的無(wú)色氣體。D的化學(xué)式是;在工業(yè)生產(chǎn)中,B氣體的大量排放被雨水吸收后形成了而污染了環(huán)境。(2)若A在常溫下為氣體,C是紅棕色的氣體。A、C的化學(xué)式分別是:A;C。D的濃溶液在常溫下可與銅反應(yīng)并生成C氣體,請(qǐng)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:。該反應(yīng)(填“屬于”或“不屬于”)氧化還原反應(yīng)。解析(1)若B是能使品紅溶液褪色的有刺激性氣味的無(wú)色氣體,則B是SO2,C是SO3,D是H2SO4;若大量排放SO2,則會(huì)形成酸雨。(2)若C是紅棕色氣體,則C為NO2,B為NO,A為N2,D為HNO3,濃硝酸可與Cu反應(yīng):4HNO3(濃)+CuCu(NO3)2+2NO2+2H2O。此反應(yīng)有元

8、素化合價(jià)升降變化,屬于氧化還原反應(yīng)。答案(1)H2SO4酸雨(2)N2NO2Cu+4HNO3(濃)Cu(NO3)2+2NO2+2H2O屬于10.硝酸是一種具有強(qiáng)氧化性、腐蝕性的強(qiáng)酸,其還原產(chǎn)物因硝酸濃度的不同而有變化,從總體上說(shuō),硝酸濃度越高,平均每分子硝酸得到的電子數(shù)越少,濃硝酸的還原產(chǎn)物主要為NO2,稀硝酸的還原產(chǎn)物為NO。實(shí)驗(yàn)室中,常用Cu與濃硝酸反應(yīng)制取NO2,用Cu與稀硝酸反應(yīng)制取NO。(1)請(qǐng)寫出實(shí)驗(yàn)室中用Cu與稀硝酸反應(yīng)制取NO的化學(xué)方程式,并用雙線橋標(biāo)明電子轉(zhuǎn)移的方向及數(shù)目。(2)64 g Cu與適量的濃硝酸反應(yīng),銅全部反應(yīng)后,共收集到22.4 L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),反應(yīng)中消耗

9、HNO3的物質(zhì)的量是(填字母代號(hào))。A.0.5 molB.1.0 molC.2.0 molD.3.0 mol產(chǎn)生的氣體分別是,其物質(zhì)的量之比是。(3)實(shí)際上硝酸不僅可被還原為NO2或NO,濃度更稀時(shí)硝酸還可以被還原為N2O、N2、NH4NO3等,請(qǐng)將下列3種物質(zhì):FeSO4、Fe(NO3)3和Fe2(SO4)3分別填入下面對(duì)應(yīng)的橫線上,并配平該反應(yīng)的化學(xué)方程式。HNO3+NO+H2O。(4)硝酸的還原產(chǎn)物NO、NO2、N2O等對(duì)環(huán)境均有副作用,為了可持續(xù)發(fā)展,當(dāng)今社會(huì)提出了一個(gè)新概念“綠色化學(xué)”,它要求從經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和技術(shù)上設(shè)計(jì)可行的化學(xué)反應(yīng),則下列由單質(zhì)銅制取硝酸銅的方法可行且符合“綠色化學(xué)”

10、要求的是(填字母代號(hào))。A.CuCu(NO3)2B.CuCuOCu(NO3)2C.CuCuOCu(OH)2Cu(NO3)2D.CuCuSO4Cu(NO3)2解析(1)Cu與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、一氧化氮和水,化學(xué)方程式為3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2O,該反應(yīng)中,銅元素由反應(yīng)前單質(zhì)Cu的0價(jià)變?yōu)榉磻?yīng)后Cu(NO3)2中的+2價(jià),化合價(jià)升高,失去2e-,發(fā)生氧化反應(yīng),氮元素的化合價(jià)由反應(yīng)前硝酸中的+5價(jià)變?yōu)榉磻?yīng)后NO中的+2,化合價(jià)降低,獲得3e-,根據(jù)得失電子守恒,可知反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Cu+8HNO33Cu(NO3)2+2NO+4H2O,用雙線橋法表示為:。(2

11、)n(Cu)=1 mol,則nCu(NO3)2=1 mol,n(NO2)+n(NO)=22.4 L22.4 Lmol-1=1 mol,即被還原的硝酸的物質(zhì)的量為1 mol,根據(jù)nCu(NO3)2=1 mol可知未參加氧化還原反應(yīng),表現(xiàn)為酸性的硝酸的物質(zhì)的量為2 mol,故反應(yīng)共消耗硝酸的物質(zhì)的量n(HNO3)=1 mol+2 mol=3 mol。反應(yīng)的Cu的物質(zhì)的量是1 mol,失去2 mol電子,開始硝酸為濃硝酸,還原產(chǎn)物為NO2,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,硝酸變?yōu)橄∠跛?還原產(chǎn)物變?yōu)镹O,假設(shè)NO2物質(zhì)的量為x,則NO物質(zhì)的量為(1 mol-x),根據(jù)電子守恒,可得x+3(1 mol-x)=2 mo

12、l,解得x=0.5 mol,1 mol-x=0.5 mol,故二者的物質(zhì)的量之比為11。(3)所給的物質(zhì)中,HNO3中氮元素化合價(jià)為最高價(jià),具有氧化性,對(duì)應(yīng)還原產(chǎn)物為NO,能將還原性的FeSO4氧化為Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3,根據(jù)得失電子守恒、原子守恒,可得發(fā)生的反應(yīng)為4HNO3+3FeSO4Fe(NO3)3+Fe2(SO4)3+NO+2H2O。(4)銅與硝酸反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生一氧化氮、二氧化氮等大氣污染物,A項(xiàng)錯(cuò)誤;氮元素被完全利用,沒有污染物生成,該途徑符合綠色化學(xué)原理,B項(xiàng)正確;氧化銅與水不反應(yīng),不能制得硝酸銅,C項(xiàng)錯(cuò)誤;銅與稀硫酸不反應(yīng),不能制得硫酸銅;銅與濃硫酸加熱時(shí)反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生二

13、氧化硫氣體,污染大氣,D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案(1)(2)DNO2和NO11(3)43FeSO4Fe(NO3)3Fe2(SO4)312(4)B能力提升1.下列各組中的兩物質(zhì)作用時(shí),反應(yīng)條件或反應(yīng)物用量的改變,對(duì)生成物沒有影響的是()A.Na與O2B.Fe和FeCl3C.NaOH與CO2D.Cu與HNO3解析Na與O2在常溫下反應(yīng)生成Na2O,加熱時(shí)生成Na2O2,則反應(yīng)條件不同,生成物不同,A項(xiàng)不符合題意;Fe和FeCl3反應(yīng)只生成氯化亞鐵,反應(yīng)條件或反應(yīng)物用量的改變,對(duì)生成物沒有影響,B項(xiàng)符合題意;NaOH與CO2反應(yīng),CO2不足時(shí)生成水和Na2CO3,CO2過(guò)量時(shí)生成NaHCO3,反應(yīng)物用量不同,產(chǎn)

14、物不同,C項(xiàng)不符合題意;銅與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、NO和水,銅與濃硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、NO2和水,反應(yīng)物濃度不同,產(chǎn)物不同,D項(xiàng)不符合題意。答案B2.對(duì)于某些常見離子的檢驗(yàn)及結(jié)論一定正確的是()A.加入稀鹽酸產(chǎn)生無(wú)色氣體,將氣體通入澄清石灰水中,溶液變渾濁,一定有CO32-B.加入氯化鋇溶液有白色沉淀產(chǎn)生,再加鹽酸沉淀不消失,一定有SO42-C.加入氯化鈉溶液有白色沉淀產(chǎn)生,再加稀硝酸沉淀不消失,一定有Ag+D.加入碳酸鈉溶液產(chǎn)生白色沉淀,再加鹽酸白色沉淀消失,一定有Ba2+解析無(wú)色氣體可能是二氧化碳,也可能是二氧化硫,原溶液不一定有碳酸根存在,A項(xiàng)錯(cuò)誤;產(chǎn)生沉淀可能是硫酸鋇,也可能是氯化銀,

15、原溶液不一定有硫酸根存在,B項(xiàng)錯(cuò)誤;產(chǎn)生沉淀一定是氯化銀,故原溶液中一定存在Ag+,C項(xiàng)正確;白色沉淀可能是碳酸鋇、碳酸鈣等,故無(wú)法判斷原溶液存在的離子,D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案C3.14 g銅銀合金與一定量某濃度的硝酸完全反應(yīng),將放出的氣體與1.12 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氧氣混合通入水中,恰好全部被水吸收,則合金中銅的質(zhì)量是()A.9.6 gB.6.4 gC.4.8 gD.3.2 g解析銅銀合金與HNO3反應(yīng)過(guò)程如下:Cu、AgNO2、NOHNO3Cu、Ag與HNO3反應(yīng)是氧化還原反應(yīng),Cu、Ag失電子,HNO3得電子,生成NO2或NO。由于NO2、NO、O2都被水吸收生成HNO3,即NO2、NO又將電子

16、轉(zhuǎn)移給O2,所以在整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中,相當(dāng)于Cu、Ag失的電子轉(zhuǎn)移給0.05 mol O2,0.05 mol O2得電子的物質(zhì)的量為0.05 mol4=0.2 mol。設(shè)Cu的物質(zhì)的量為x、Ag的物質(zhì)的量為y,則有:64 gmol-1 x+108 gmol-1 y=14 g2x+y=0.2mol解之得,x=0.05moly=0.1mol所以銅的質(zhì)量為:m(Cu)=0.05 mol64 gmol-1=3.2 g。答案D4.銅和鎂的合金4.6 g完全溶于濃硝酸,若反應(yīng)中硝酸被還原只產(chǎn)生4 480 mL的NO2氣體和336 mL N2O4氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況),在反應(yīng)后的溶液中加入足量的NaOH溶液,生成沉淀

17、的質(zhì)量為()A.9.02 gB.8.51 gC.8.26 gD.7.04 g解析n(NO2)=0.2 mol,n(N2O4)=0.015 mol,由HNO3轉(zhuǎn)變?yōu)镹O2、N2O4過(guò)程中得電子的物質(zhì)的量為0.2 mol+0.015 mol2=0.23 mol,由得失電子守恒知:2n(Cu)+2n(Mg)=0.23 mol,64 gmol-1n(Cu)+24 gmol-1n(Mg)=4.6 g,解得n(Mg)=0.069 mol,n(Cu)=0.046 mol,沉淀總質(zhì)量為m=0.046 mol98 gmol-1+0.069 mol58 gmol-1=8.51 g。答案B5.下圖甲是學(xué)過(guò)的驗(yàn)證銅與

18、濃硝酸反應(yīng)的裝置,乙、丙是師生對(duì)演示實(shí)驗(yàn)改進(jìn)后的裝置:(1)甲、乙、丙三個(gè)裝置中共同發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是。(2)和甲裝置相比,乙裝置的優(yōu)點(diǎn)是。(3)為了進(jìn)一步驗(yàn)證NO2和水的反應(yīng),某學(xué)生設(shè)計(jì)了丙裝置。先關(guān)閉彈簧夾,再打開彈簧夾,才能使NO2氣體充滿試管。當(dāng)氣體充滿試管后,將銅絲提起,使之與溶液脫離,欲使燒杯中的水進(jìn)入試管應(yīng)如何操作?。解析(1)三個(gè)裝置中發(fā)生的都是銅與濃硝酸的反應(yīng):Cu+4H+2NO3-Cu2+2NO2+2H2O。(2)乙裝置有尾氣吸收裝置而甲裝置沒有,所以乙比甲環(huán)保;并且,甲中銅片與濃硝酸的反應(yīng)不能控制(直到反應(yīng)完畢為止),而乙裝置可通過(guò)上下移動(dòng)銅絲來(lái)控制銅絲與濃硝酸接觸與否,從而可以控制反應(yīng)的進(jìn)行。(3)此問(wèn)是仿照使密閉容器中NH3與水接觸形成噴泉的操作方