硝酸和硫酸的氧化性

【例1】下列敘述正確的是A.濃硫酸是一種干燥劑，能夠干燥氫氣、氧氣、氨氣等氣體，但不能干燥有較強還原性的HI、H2S等氣體B.濃硫酸與單質(zhì)硫反應(yīng)的方程式為：S+2H2SO4（濃）3SO2↑+2H2O,在此反應(yīng)中，濃硫酸既表現(xiàn)了其強氧化性又表現(xiàn)了其酸性△====C.把足量銅粉投入到只含2molH2SO4的濃硫酸中，得到氣體體積在標準狀況下為22.4LD.常溫下能夠用鐵、鋁等容器盛放濃H2SO4，是因為濃H2SO4的強氧化性使鐵、鋁等發(fā)生鈍化【規(guī)范解答】選D。氨氣能與濃H2SO4作用生成（NH4）2SO4，A錯誤；由S與濃H2SO4發(fā)生反應(yīng)的方程式可知：濃H2SO4全部被還原為SO2，濃硫酸只表現(xiàn)出強氧化性，B錯誤；銅與濃H2SO4發(fā)生反應(yīng)時，隨著反應(yīng)的進行，硫酸的濃度降低，而銅與稀H2SO4不發(fā)生反應(yīng)，故產(chǎn)生的氣體小于22.4L，C錯誤?！净犹骄俊咳舭?molZn粉投入到一定量的濃硫酸中，Zn全部溶解后得到的氣體中含H2,則氣體總體積在標準狀況下為多少升？提示：22.4L。Zn與濃H2SO4反應(yīng)產(chǎn)生SO2，與稀H2SO4反應(yīng)生成H2，都是1molZn產(chǎn)生1mol氣體?！纠?】（2010·大慶高一檢測）在100mL混合液中，HNO3和H2SO4的物質(zhì)的量濃度分別是0.4mol/L和0.1mol/L，向該混合液中加入1.92g銅粉，加熱充分反應(yīng)后，所得溶液中Cu2+的物質(zhì)的量濃度是A.0.15mol/LB.0.225mol/LC.0.35mol/LD.0.45mol/L【自主解答】選B。由于本題溶液中存在HNO3、H2SO4，所以c（H+）>c（NO3-），而在Cu與HNO3反應(yīng)中可知，實際參加反應(yīng)的n(H+)∶n(NO3-)=8∶3,所以要依據(jù)離子方程式來計算。3Cu+8H++2NO3-====3Cu2++2NO↑+4H2O3823(0.4+0.2)×0.10.4×0.1由此可知H+的量不足，完全反應(yīng)，則【變式訓(xùn)練】在濃硝酸中放入銅片：（1）開始時反應(yīng)的化學(xué)方程式為______，實驗現(xiàn)象為____________________________________________。（2）若銅有剩余，則反應(yīng)將要結(jié)束時的化學(xué)方程式為___________________________________________。（3）待反應(yīng)停止后，再加入少量25%的稀硫酸，這時銅片上又有氣泡產(chǎn)生，其原因是_________________________________________________________________。

【解析】隨著反應(yīng)的進行，硝酸的濃度減小，反應(yīng)結(jié)束前實質(zhì)上是銅與稀HNO3反應(yīng)，反應(yīng)停止后再加稀H2SO4，溶液中的NO3-在酸性條件下，又相當于稀HNO3與銅反應(yīng)，反應(yīng)現(xiàn)象應(yīng)從溶液顏色和氣體顏色方面描述。答案：（1）Cu+4HNO3（濃）====Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O

溶液逐漸變藍，有紅棕色氣體逸出（2）3Cu+8HNO3（?。?===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O（3）加入稀H2SO4后，H+與原溶液中的NO3-構(gòu)成強氧化性的條件，又能與過量的Cu反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3Cu+8HNO3（稀）====3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O1.（2010·承德高一檢測）往淺綠色的Fe（NO3）2溶液中逐滴加入稀鹽酸時，溶液的顏色變化應(yīng)該是（）A.顏色變淺B.逐漸變?yōu)榧t色C.沒有改變D.變?yōu)樽攸S色【解析】選D。加入稀鹽酸時，溶液中存在H+和NO3-，相當于有稀HNO3，氧化Fe2+變成Fe3+,所以顯棕黃色。2.下列各組氣體通常情況下能大量共存，并且既能用濃硫酸干燥，又能用堿石灰干燥的是（）A.SO2、O2、HBrB.NH3、O2、N2C.NH3、CO2、HClD.H2、CH4、O2【解析】選D。SO2、HBr屬于酸性氣體，能與堿石灰反應(yīng)，且HBr又屬于還原性氣體，能被濃H2SO4氧化，故不選A；因為NH3是堿性氣體，與硫酸反應(yīng)，故不選B；因為NH3與HCl易化合生成NH4Cl，兩氣體不能大量共存，且NH3與硫酸反應(yīng)，HCl與堿石灰反應(yīng)，故不選C；因為H2、CH4、O2在常溫常壓下互不反應(yīng)，且各氣體既不與濃H2SO4反應(yīng)，又不與堿石灰反應(yīng)，符合題意，所以選D。3.某同學(xué)認為全運會金牌——“璇寶”為純金制造，而非Cu合金，可用于檢驗的試劑是（）A.鹽酸B.CuSO4溶液C.硝酸D.硫酸【解析】選C。硝酸除金、鉑外，其他金屬都能溶解，故用硝酸檢驗，如果溶解，則是Cu合金，如果不溶解，則是純金制造。4.在下列反應(yīng)中，硝酸既表現(xiàn)氧化性又表現(xiàn)酸性的是（）A.FeO和HNO3B.Al(OH)3與HNO3C.H2S和HNO3D.CaCO3與HNO3【解析】選A。有關(guān)硝酸所發(fā)生的反應(yīng)中，只起酸性作用的HNO3，也就是只提供H+的硝酸，這部分NO3-在反應(yīng)中化合價不變生成鹽；而起氧化作用的HNO3，就是HNO3分子在反應(yīng)過程中氮元素化合價降低生成較低價含氮化合物的那部分硝酸。因此，硝酸既表現(xiàn)出酸性又表現(xiàn)出氧化性的典型特征是既有硝酸鹽的生成又有氮元素較低價化合物的生成。對比4個選項,A符合題意；B、D硝酸只起酸的作用；C硝酸只起氧化性作用。5.（2010·豫東高一檢測）將一定量銅與足量濃硝酸充分反應(yīng)，可以得到6.72LNO2氣體（氣體體積在標準狀況下測定）。（1）寫出銅與濃硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式_________________________________________________________。（2）若反應(yīng)后溶液體積為100mL，則所得溶液中Cu2+的物質(zhì)的量濃度是多少？（3）若改用排水法收集氣體，則可收集到氣體的體積為多少？【解析】Cu+4HNO3（濃）====Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O1mol2moln（Cu2+）0.3moln（Cu2+）=0.15mol若用排水法收集反應(yīng)產(chǎn)生的氣體，由于發(fā)生反應(yīng)：3NO2+H2O====2HNO3+NO3L1L6.72LV(NO)則得到NO氣體的體積為答案：（1）Cu+4HNO3（濃）====Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O（2）1.5mol/L(3)2.24LA組（30分鐘50分）一、選擇題（本題包括4小題，每小題6分，共24分）1.（2010·黃山高一檢測）取三張藍色石蕊試紙濕潤后貼在玻璃片上，然后按順序分別滴加濃硝酸、98.3%的濃硫酸、新制氯水，三張試紙最終變成（）A.白、紅、白B.紅、黑、白C.紅、紅、紅D.白、黑、白【解析】選D。將濃硝酸滴到試紙上，最終被濃硝酸漂白，濃硫酸將試紙?zhí)炕兒?，新制氯水將試紙漂白?.鑒別稀硫酸和濃硫酸最簡單的方法是（）A.加酚酞試液B.與銅片反應(yīng)C.加BaCl2溶液和硝酸D.用玻璃棒各蘸一點滴在紙上【解析】選D。稀硫酸和濃硫酸都不能使酚酞試液變色，與BaCl2溶液和硝酸反應(yīng)都生成白色沉淀，故A、C兩項不正確；稀硫酸與銅片不反應(yīng)，濃硫酸與銅片加熱時可反應(yīng)，但不符合“簡單”的要求，故B項也不正確；用玻璃棒各蘸一點滴在紙上，稀硫酸無明顯變化，濃硫酸很快使紙變黑，該法最簡單，故D項正確。3.各取0.1molCu分別投入足量的下列四種酸溶液中（必要時可以加熱）：①濃硫酸、②濃硝酸、③稀硝酸、④稀硫酸，充分反應(yīng)后得到的氣體體積（相同條件下）由大到小的順序是（）A.①②③④B.②①③④C.②④①③D.③④①②【解析】選B。由于Cu的物質(zhì)的量相同，即轉(zhuǎn)移電子數(shù)相同，①②③④不反應(yīng)，由電子守恒知，放出氣體體積②>①>③>④。4.（雙選）（2010·天津高一檢測）炭跟濃硫酸共熱產(chǎn)生的氣體X和銅跟濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體Y同時通入盛有足量氯化鋇溶液的洗氣瓶中(如圖所示)，下列有關(guān)說法正確的是（）A.洗氣瓶中產(chǎn)生的沉淀是碳酸鋇B.在Z導(dǎo)管出來的氣體中無二氧化碳C.洗氣瓶中產(chǎn)生的沉淀是硫酸鋇D.在Z導(dǎo)管口有紅棕色氣體出現(xiàn)【解析】選C、D。本題綜合考查濃H2SO4、濃HNO3及SO2、NO2等元素化合物知識。由C+2H2SO4（濃）CO2↑+2SO2↑+2H2O知氣體X為SO2、CO2的混合物，而由Cu+4HNO3（濃）====Cu（NO3)2+2NO2↑+2H2O可知氣體Y為NO2，其中SO2、NO2在水溶液中發(fā)生反應(yīng)，NO2+SO2+H2O====H2SO4+NO,產(chǎn)生的H2SO4可與BaCl2發(fā)生反應(yīng)：BaCl2+H2SO4====BaSO4↓+2HCl，而NO遇空氣被氧化成為紅棕色的NO2，故本題答案為C、D?！?===二、非選擇題（本題包括2小題，共26分）5.（11分）（2010·長春高一檢測）非金屬單質(zhì)A經(jīng)如圖所示的過程轉(zhuǎn)化為含氧酸D，已知D為強酸，請回答下列問題：（1）若A在常溫下為固體，B是能使品紅溶液褪色的有刺激性氣味的無色氣體。①D的化學(xué)式是___________；②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。①A、C的化學(xué)式分別是：A______；C______。②D的濃溶液在常溫下可與銅反應(yīng)并生成C氣體，請寫出該反應(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)?！窘馕觥浚?）若B是能使品紅溶液褪色的有刺激氣味的無色氣體，則B是SO2，C是SO3，D是H2SO4；若大量排放SO2,則會形成酸雨。（2）若C是紅棕色氣體，則C為NO2，B為NO，A為N2，D為HNO3，濃HNO3可與Cu反應(yīng)：4HNO3（濃）+Cu====Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O此反應(yīng)有化合價升降變化，屬于氧化還原反應(yīng)。答案：（1）①H2SO4②酸雨（2）①N2NO2②Cu+4HNO3（濃）====Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O屬于6.（15分）某學(xué)生做實驗：在一個白色的點滴板的孔穴中分別放入小紙片、少量CuSO4·5H2O。然后如圖所示，分別滴入幾滴濃硫酸或稀硫酸，觀察現(xiàn)象。回答下列問題：（1）濃硫酸滴入小紙片上，小紙片變______（填實驗現(xiàn)象），說明濃硫酸具有______性。（2）稀硫酸滴入CuSO4·5H2O中，膽礬____________________（填實驗現(xiàn)象），濃硫酸滴入CuSO4·5H2O中，膽礬__________________（填實驗現(xiàn)象），說明濃硫酸具有______性?！窘馕觥勘绢}以實驗的形式考查了濃硫酸的脫水性和吸水性。濃硫酸將有機物中的H和O元素按照2∶1的比例脫去，表現(xiàn)其脫水性；濃硫酸能夠吸收自由的水或結(jié)晶水合物中的水，表現(xiàn)其吸水性。答案：（1）黑脫水（2）無明顯現(xiàn)象藍色晶體變成白色吸水B組1.將1．92g銅粉與一定量的濃硝酸反應(yīng)，當銅粉完全反應(yīng)時收集到氣體1.12L(標準狀況)，則所消耗的硝酸的物質(zhì)的量是()A．0.12molB．0.11molC．0.09molD．0.08mol【解析】選B。銅與硝酸反應(yīng)時，消耗的HNO3中的N進入Cu(NO3)2和氮的氧化物(NO2或NO)中。n(Cu)0.03mol，n(氣體)0．05mol。所以共消耗硝酸的物質(zhì)的量n(HNO3)=0.03mol×2+0.05mol=0.11mol，故正確答案為B。2.（2010·阜陽高一檢測）黑色固體A加熱至紅熱投入到無色溶液B中發(fā)生如下轉(zhuǎn)化關(guān)系，已知X是由兩種氣體組成的混合氣體。（1）由此可以推斷：A為______，B為______，X為______，C為______，E為______。（2）寫出D與F反應(yīng)的化學(xué)方程式______________?！窘馕觥扛鶕?jù)“D（溶液）+F（單質(zhì)）→G（藍色溶液）+E（無色氣體）”可知F為Cu，則D為稀HNO3，E為NO，G為Cu（NO3）2，繼而推出X氣體中有NO2，則C氣體中有NO，因與石灰水反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀，所以C氣體中還有CO2，則X由NO2和CO2組成，因此A為碳、B為濃HNO3。答案：（1）C濃硝酸NO2和CO2NO和CO2NO（2）3Cu+8HNO3（?。?===3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O某課外活動小組的同學(xué)在實驗室做鋅與濃硫酸反應(yīng)的實驗時，甲同學(xué)認為產(chǎn)生的氣體是二氧化硫；而乙同學(xué)認為除二氧化硫氣體外，還可能產(chǎn)生氫氣。為了驗證甲、乙兩同學(xué)的判斷是否正確，丙同學(xué)設(shè)計了如圖所示的實驗裝置(鋅與濃硫酸共熱時產(chǎn)生的氣體為X，且該反應(yīng)裝置已略去)：試回答：（1）上述實驗中生成二氧化硫氣體的化學(xué)反應(yīng)方程式為__________________________________________。（2）乙同學(xué)認為還可能產(chǎn)生氫氣的理由是_______。（3）丙同學(xué)在安裝好裝置后，必不可少的一步操作是____________________________________________。（4）B中加入的試劑是______，其作用是________。（5）可以證明氣體X中含有氫氣的實驗現(xiàn)象是：C中__________，D中________。如果撤去裝置B，是否還能根據(jù)D中的現(xiàn)象判斷氣體X中含有氫氣？答：________，理由是_________________________。【解析】解題時應(yīng)根據(jù)題目要求，整體分析可行性的思路或程序，然后再把每步操作答好。為確定SO2產(chǎn)生，可在A中加入品紅試液，后利用酸性KMnO4溶液將其除去；為確定H2產(chǎn)生，需用H2還原CuO，檢驗生成物H2O，但必須先用B干燥氣體，這樣整體思路就清晰了。答案：（1）Zn+2H2SO4（濃）ZnSO4+SO2↑+2H2O（2）在鋅與濃硫酸的反應(yīng)中，H2SO4被消耗，且有水生成，c（H2SO4）逐漸減小，由濃硫酸變成稀硫酸，鋅與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣（3）檢驗裝置氣密性（4）濃硫酸吸收水蒸氣（5）黑色氧化銅粉末變成紅色無水硫酸銅粉末變成藍色不能混合氣體通過KMnO4溶液時會帶出水蒸氣，干擾后續(xù)實驗中H2的檢驗△====1.在給定條件下，下列加點的物質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)中完全消耗的是（）A.用50mL8mol·L-1的濃鹽酸與10g二氧化錳共熱制取氯氣B.向100mL3mol·L-1的硝酸中加入5.6g鐵﹒﹒﹒﹒C.標準狀況下，將1g鋁片投入20mL18.4mol·L-1的硫酸中D.在5×107Pa、500℃和鐵觸媒催化的條件下，用氮氣和氫氣合成氨【解析】選B。A中MnO2只能與濃鹽酸反應(yīng)，故鹽酸濃度變小后不能反應(yīng)，A不能;B中發(fā)生反應(yīng)3Fe+8HNO3====3Fe（NO3）2+2NO↑+4H2O，根據(jù)二者的物質(zhì)的量可以看出，F(xiàn)e不足，所以Fe全部反應(yīng)，C中Al與濃硫酸發(fā)生鈍化不能反應(yīng)完；D中反應(yīng)為可逆反應(yīng)不能完全轉(zhuǎn)化，只有B能符合題意。﹒﹒﹒﹒﹒﹒2.下列離子方程式正確的是（）A.碳酸氫鈉溶液與少量澄清石灰水反應(yīng)：HCO3-+Ca2++OH-====CaCO3↓+H2OB.氯化銨與氫氧化鈉兩種濃溶液混合加熱NH4++OH-H2O+NH3↑C.氫氧化鎂與稀硫酸反應(yīng)：H++OH-====H2OD.單質(zhì)銅與稀硝酸反應(yīng)：Cu+2H++2NO3-====Cu2++2NO↑+H2O△====【解析】選B。A中Ca(OH)2是少量的，所以Ca2+和OH-全部反應(yīng)，其物質(zhì)的量之比必須與化學(xué)式中的相符合，即：2HCO3-+Ca2++2OH-====CaCO3↓+CO32-+2H2O;B是正確的；C中Mg(OH)2是難溶物質(zhì)，不能拆開，正確的應(yīng)該是Mg(OH)2+2H+====Mg2++2H2O;D中電荷不守恒，正確寫法是：3Cu+8H++2NO3-====3Cu2++2NO↑+4H2O。3.（雙選）將相同質(zhì)量的銅分別和過量濃硝酸、稀硝酸反應(yīng)，下列敘述正確的是（）A.反應(yīng)生成氣體的物質(zhì)的量前者多，后者少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】選A、B。可依據(jù)反應(yīng)的方程式Cu+4HNO3(濃)====Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O3Cu+8HNO3(稀)====3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，1mol銅與濃HNO3反應(yīng)，生成氣體2mol，消耗HNO34mol，轉(zhuǎn)移電子2mol，而與稀HNO3反應(yīng)時生成氣體消耗轉(zhuǎn)移電子2mol，前者氣體為紅棕色，后者氣體無色，故A、B正確。4.將下列溶液置于敞口容器中，溶液質(zhì)量會增加的是（）A.濃硫酸B.稀硫酸C.濃鹽酸D.濃硝酸【解析】選A。濃H2SO4具有吸水性，吸收空氣中的H2O，使?jié)釮2SO4質(zhì)量增加，濃鹽酸、濃硝酸具有揮發(fā)性，使溶液質(zhì)量減小。5.物質(zhì)的量之比為2∶5的鋅與稀硝酸反應(yīng)，若硝酸被還原的產(chǎn)物為N2O，反應(yīng)結(jié)束后鋅沒有剩余，則該反應(yīng)中被還原的硝酸與未被還原的硝酸的物質(zhì)的量之比是（）A.1∶4B.1∶5C.2∶3D.2∶5【解析】選A。設(shè)2molZn參與反應(yīng)，因Zn無剩余，則最終生成了2molZn（NO3）2，顯然含有4molNO3-，這部分是沒有參與氧化還原反應(yīng)的HNO3，根據(jù)得失電子守恒有：2×n（Zn）=n（HNO3）×4，則n（HNO3）=1mol,即有1molHNO3被還原。6.如圖甲是驗證銅和濃硝酸反應(yīng)的裝置，乙、丙是師生對實驗改進后的裝置：(1)甲、乙、丙三個裝置中都發(fā)生的反應(yīng)的化學(xué)方程式是：________________________________________。（2）和甲裝置相比，乙裝置的優(yōu)點是①__________,②____________。（3）為了進一步驗證NO2和水的反應(yīng)，某學(xué)生設(shè)計了丙裝置。實驗時先關(guān)閉止水夾______，再打開止水夾_________，才能使NO2氣體充滿B試管；當氣體充滿B試管后，將銅絲提起與溶液脫離。欲使燒杯中的水進入B試管，應(yīng)如何操作？____________________________?！?/p>