1、硫酸和硝酸的氧化性 (40分钟70分)一、选择题(本题包括9小题，每小题5分，共45分)1“绿色化学”思想：化工生产尽量使用无毒、无害的原料，采取合理安全的工艺，原子利用率为100%，无污染，对环境友好。“绿色化学”实验已走进课堂，下列实验不符合“ 绿色化学”思想的是()选项ABCD实验目的收集氨气的装置氯气与钠的反应实验铜与稀硝酸的反应玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水做氨气与酸生成铵盐的实验操作与装置【解析】选D。多余的氨气被烧杯中水溶液吸收，对环境无危害，A正确；多余的氯气被蘸有碱液的棉球吸收，对环境无危害，B正确；反应产生的一氧化氮气体可以被气球收集，对环境无危害，C正确；挥发出氨气、氯化氢
2、进入空气中，污染环境，D错误。2下列反应的化学方程式书写正确的是()A铁与稀硝酸反应：Fe2HNO3=Fe(NO3)2H2B稀硫酸与Ag反应：2AgH2SO4=Ag2SO4H2C稀硝酸和碳酸钙反应：2HNO3CaCO3=Ca(NO3)2CO2H2OD稀硝酸和FeO反应：2HNO3FeO=Fe(NO3)2H2O【解析】选C。金属与硝酸反应一般不会生成氢气，A项错误；金属活动性顺序中氢之后的金属不能与稀硫酸反应，B项错误；稀硝酸具有强氧化性，与FeO发生氧化还原反应，将FeO氧化为Fe(NO3)3，本身被还原为NO，D项错误。3一定量的浓硝酸与过量的铜充分反应，生成的气体是()A只有NO2B只有N
3、OCNO2和NO DNO2和H2【解析】选C。因先开始铜与浓硝酸反应：Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O，随着反应的进行，浓硝酸会变为稀硝酸，稀硝酸继续与铜反应：3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O，所以，产生的气体为NO2和NO。4下列反应中硝酸既表现出酸性又表现出氧化性的是()A使石蕊溶液变红B与铜反应放出NO气体，生成Cu(NO3)2C与Na2CO3反应放出CO2气体，生成NaNO3D与S单质混合共热时生成H2SO4和NO2【解析】选B。A项，HNO3只表现酸性；B项，Cu与稀硝酸反应时，部分起酸的作用生成Cu(NO3)2，部分作氧化剂被还原为NO
4、；C项，2HNO3Na2CO3=CO2H2O2NaNO3，HNO3只表现强酸性；D项，HNO3将S氧化为H2SO4，自身被还原为NO2，在该反应中HNO3只表现强氧化性。5(2021广州高一检测)硝酸的水溶液称为硝镪水，又名火硝油。本草纲目记载：“性最烈，能蚀五金。”关于硝酸的说法正确的是()A常温下，向浓硝酸中投入Fe片，不会产生大量的红棕色气体，没有反应发生B与金属反应时，稀硝酸可能被还原为更低价态，则稀硝酸氧化性强于浓硝酸C.硝酸电离出的H，能被Zn、Fe等金属还原成H2D.硝酸与金属反应时，是5价的氮得电子【解析】选D。常温下，浓硝酸使铁钝化，无红棕色气体产生，因表面生成致密的氧化膜而
5、阻止了浓硝酸与铁的进一步反应，A错误；稀硝酸的氧化性比浓硝酸弱，不能根据氮元素化合价降低的多少判断，B错误；硝酸能电离出H，有酸的通性，但与金属反应不产生H2，此时是5价氮原子得电子，C错误，D正确。6.硝酸泄漏让人惶恐，但硝酸是重要的工业试剂，也是化学实验室中最常用的试剂之一，下列有关硝酸的说法不正确的是()AHNO3和氯水用棕色试剂瓶保存，原理相同B将分别蘸有浓硝酸和浓氨水的玻璃棒相互靠近时，有白烟生成C常温下铁和铂都不溶于浓硝酸，原理相同D常温下，向浓HNO3中投入Fe片，不会产生大量的红棕色气体【解析】选C。A项中HNO3和氯水中的HClO见光都易分解，都应避光保存，正确；B项，浓HN
6、O3和浓氨水都具有挥发性，HNO3与NH3化合生成白色固体小颗粒NH4NO3，正确；C项，铁在浓硝酸中钝化，而Pt与浓硝酸不反应，原理不同；D项，常温下，向浓HNO3中投入Fe片，发生钝化，不会产生大量的红棕色气体。7(教材二次开发原创题)等质量的下列物质与足量稀硝酸反应，放出NO物质的量最多的是()A.FeOBFe2O3CFeSO4DFe3O4【解析】选A。FeO、FeSO4及Fe3O4(可写成Fe2O3FeO)与稀硝酸反应时均为铁元素被氧化，且氧化产物均为Fe3，还原产物均为NO。等质量的还原剂与稀硝酸反应时转移电子的物质的量越多，放出NO的物质的量越多，由FeO、FeSO4及Fe3O4的
7、化学式及铁元素的化合价看出等质量的三种物质参与反应时，FeO转移电子的物质的量最多。Fe2O3与稀硝酸反应时无NO气体放出。8某实验过程如图所示，则图的试管中的现象是()A.无明显现象，因稀H2SO4不与铜反应B铜片溶解，产生无色气体，该气体遇到空气不变色C铜片溶解，放出红棕色有刺激性气味的气体D铜片溶解，产生无色气体，该气体在试管口变为红棕色【解析】选D。生成的Cu(NO3)2在H2SO4的酸性条件下相当于又有了HNO3，铜片会继续溶解生成NO。9(2020冀州高一检测)某100 mL混合液中，HNO3和H2SO4的物质的量浓度分别是0.4 molL1和0.1 molL1。向该混合液中加入1
8、.92 g铜粉，加热，待充分反应后，所得溶液中Cu2的物质的量浓度(忽略体积变化)为()A0.15 molL1 B0.225 molL1C0.35 molL1 D0.45 molL1【解析】选B。解答本题要从离子反应的角度来考虑，H2SO4提供的H可以和NO构成强氧化性环境，继续氧化铜单质。HNO3、H2SO4混合液中H总的物质的量为0.06 mol，NO的物质的量为0.04 mol，Cu的物质的量为0.03 mol。Cu与稀硝酸发生反应：3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O3 8 20.03 mol 0.06 mol 0.04 molH不足量，应根据H的物质的量来计算。3Cu8H2NO=
9、3Cu22NO4H2O 8 3 0.06 mol n(Cu2)n(Cu2)0.06 mol0.022 5 mol，c(Cu2)0.225 molL1。二、非选择题(本题包括2小题，共25分)10(15分)含硫化合物的种类很多，现有H2SO4、H2SO3、SO2、Na2SO3、BaSO4、CuSO4、Na2SO4这7种常见的含硫化合物。回答下列问题：(1)H2SO3转化为硫酸是酸雨形成的重要过程之一，写出其反应的化学方程式：_。(2)常温下，将铁棒置于浓硫酸中，无明显现象，课本上解释为发生了钝化，但有人认为未发生反应。为验证此过程，某同学经过思考，设计了如下实验：将经浓硫酸处理过的铁棒洗净后置于
10、CuSO4溶液中，若铁棒表面_，则发生了钝化；若铁棒表面_，则未发生反应。(3)用Na2SO3吸收法是治理SO2污染的一种方法，其原理为(用化学方程式表示)：_。(4)减少SO2的污染并变废为宝，我国正在探索在一定条件下用CO还原SO2得到单质硫的方法来除去SO2，该反应的化学方程式：_。【解析】(1)H2SO3与空气中的O2发生反应生成H2SO4；(2)铁棒经浓硫酸若钝化则生成铁的氧化物，铁的氧化物不与CuSO4溶液反应，若没有钝化，则铁棒与CuSO4溶液发生反应：FeCuSO4=CuFeSO4；(3)Na2SO3溶液与SO2气体反应生成NaHSO3；(4)CO和SO2发生氧化还原反应：SO
11、22COS2CO2。答案：(1)2H2SO3O2=2H2SO4(2)无明显现象(无现象也可)有紫红色物质析出(3)Na2SO3SO2H2O=2NaHSO3(4)SO22COS2CO211(10分)将8 g Fe置于40 mL HNO3中微热，生成气体的颜色随反应的进行由深变浅，充分反应后得标准状况下的气体为1.792 L，此时剩余2.4 g固体，求：(1)则该反应中被还原的硝酸和未被还原的硝酸的质量比_。(2)混合气体中NO和NO2的体积比_。【解析】(1)根据元素守恒，被还原的硝酸物质的量为n(HNO3)n(NO、NO2)0.08 mol未被还原的硝酸物质的量为n(HNO3)2n(Fe)20
12、.2 mol被还原的HNO3和未被还原的HNO3的物质的量之比为0.080.225。(2)n(Fe)0.1 mol，n(NO)n(NO2)0.08 mol，据电子守恒：2n(Fe)3n(NO)n(NO2)，所以：n(NO)0.06 mol，n(NO2)0.02 mol，所以n(NO)/n(NO2)31，则V(NO)/V(NO2)31。答案：(1)25(2)31(20分钟30分)一、选择题(本题包括2小题，每小题5分，共10分)12(2020杭州高一检测)下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是()选项实验操作现象解释或结论A过量的Fe粉中加入稀HNO3，充分反应后，滴入KSCN溶液溶液呈红
13、色稀HNO3将Fe氧化为Fe3B常温下，Fe、Al放入浓HNO3或浓H2SO4中无明显现象Fe、Al与浓HNO3或浓H2SO4发生钝化CAl箔插入稀HNO3中无现象Al箔表面被HNO3氧化，形成致密的氧化膜D用玻璃棒蘸取浓HNO3点到蓝色石蕊试纸上试纸变红色浓HNO3具有酸性【解析】选B。稀硝酸与铁粉反应，铁首先被氧化成Fe3，过量铁粉将Fe3还原，最终得到Fe2，滴入KSCN溶液不显红色，A错误；常温下，Fe、Al在浓HNO3或浓H2SO4中发生钝化，生成致密的保护膜阻止了反应进行，B正确；Al箔能与稀HNO3反应放出气体，C错误；浓硝酸具有氧化性，能使蓝色石蕊试纸先变红后褪色，D错误。13
14、(2020广州高一检测)镁、铝、铁合金投入300 mL HNO3溶液中，金属恰好溶解，分别转化成Mg2、Al3和Fe3；还原产物为NO，在标准状况下体积为6.72 L。在反应后的溶液中加入300 mL某浓度的NaOH溶液，金属阳离子恰好全部沉淀，干燥后测得质量为27.2 g。下列有关推断正确的是()A参加反应的HNO3的物质的量为0.9 molB参加反应的金属的质量为11.9 gCHNO3的物质的量浓度为3 molL1DNaOH的物质的量浓度为6 molL1【解析】选B。标准状况下，6.72 L NO为0.3 mol，则反应中转移的电子为0.9 mol，因参加反应的HNO3一部分生成NO(0.
15、3 mol)，另一部分与阳离子形成盐，形成盐的NO的物质的量与反应中金属失去电子的物质的量相同，即0.9 mol，故参加反应的HNO3为1.2 mol，则HNO3的浓度为1.2 mol0.3 L4 molL1，A、C项错误；生成沉淀消耗的OH的物质的量与反应中金属失去电子的物质的量相同，即0.9 mol，故参加反应的金属的质量为27.2 g0.9 mol17 gmol111.9 g，B项正确；NaOH的物质的量浓度为0.9 mol0.3 L3 molL1，D项错误。二、非选择题(本题包括1小题，共20分)14实验室用稀硝酸与铜反应制备NO气体，如果采用图装置(烧瓶内加入稀硝酸和铜片，必要时可加
16、热)，实验效果不是十分理想，因为观察到的现象不能有力证明反应产物是NO。有人设计了图装置(橡皮塞下端连有铜丝圈)，用来做该实验可以达到满意的效果。(1)用图装置做实验时，用排水法收集到的气体的颜色为_色；实验过程中由于_，不易观察到_生成，从而不能有力证明反应产物是NO。(2)用图装置做实验时，将有关操作补充完全：将分液漏斗的活塞打开，从U形管的B侧管口注入稀硝酸，一直注到_为止。关闭活塞，用酒精灯在U形管的A侧加热，当_时，立即撤去酒精灯。(3)根据图装置的实验完成下列问题：反应在什么情况下可以自动停止？_。可在何处观察到无色的NO气体？_。如果将分液漏斗的活塞慢慢打开，可立即观察到哪些明显现象？_。【解析】由于NO易被空气中O2氧化成NO2(红棕色)，所以在铜与稀硝酸反应的常规实验中，很难观察到无色NO气体的生成，而是观察到红棕色气体。本题图装置提供无氧气环境，使NO能存在相当长一段时间。答案：(1)无烧瓶中有空气，可以将产生的NO氧化成NO2无色的NO(2)液面与橡皮塞接触(或A侧管中恰好充满液体)铜丝上有气泡产生(3)当反应产生的NO气体将稀硝酸排入U形管B侧管内，使铜丝圈与稀硝酸脱离时，反应立刻停止在U形管A侧管内可观察到无色NO气体U形管B侧管内的稀硝酸又回到A侧管中，分液漏斗中有红棕色气体产生