高中化学 第四章 第四节 第二课时 硫酸和硝酸的氧化性

【三维设计】2014高中化学第四章第四节第二课时硫酸和硝酸的氧化性课时跟踪训练新人教版必修1
[课时跟踪训练]
一、选择题(本题包括7小题，每小题3分，共21分)
1．在如图所示的实验装置中，实验开始一段时间后，对观察到的现象叙述不．正确的是
( )
A．苹果块会干瘪
B．胆矾晶体表面有“白斑”
C．小试管内有晶体析出
D．pH试纸变红
解析：浓硫酸具有吸水性，会吸收试管内的水蒸气，造成水分减少。

苹果块、胆矾晶体、饱和硝酸钾溶液均会失水，导致苹果块变干瘪、胆矾晶体表面有“白斑”、小试管内有晶体析出。

浓硫酸具有脱水性，会使pH试纸碳化变黑。

答案：D
2．用图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。

下列实验不合理的是( )
A．上下移动①中铜丝可控制SO2的量
B．②中选用品红溶液验证SO2的生成
C．③中选用NaOH溶液吸收多余的SO2
D．为确认CuSO4生成，向①中加水，观察颜色
解析：上下移动铜丝可以控制铜与浓硫酸的接触与分离，从而可以控制反应生成SO2的量，A项正确；SO2可使品红溶液褪色，B项正确；SO2有毒，能与NaOH溶液反应，C项正确；铜与浓硫酸反应后①中溶液显蓝色即可证明有CuSO4生成，无需向其中加水，D 项错误。

答案：D
3．相同质量的铜片分别投入到足量的下列四种酸中(必要时可加热)，充分反应后在相同条件下得到的气体体积由大到小的顺序是( )
①浓硫酸②浓硝酸③稀硫酸④稀硝酸
A．②④①③ B．②①④③
C．①②④③ D．③④①②
解析：1 mol Cu与浓硫酸反应可生成1 mol SO2,1 mol Cu与浓硝酸反应可生成
2 mol NO2,1 mol Cu与稀硝酸反应可生成2/
3 mol NO，Cu与稀硫酸不反应。

答案：B
4．如图是制取、净化并测量生成气体体积的装置示意图。

利用上述装置进行下表所列实验，能达到实验目的的是( )
物质实验a(液体) b(固体) c(液体)
A 稀盐酸锌粒浓硫酸
B 浓氨水生石灰浓硫酸
C 浓硫酸Cu片NaOH溶液
D 稀硝酸Cu片H2O
应；Cu与稀硝酸反应生成的NO气体可被装置中的空气氧化。

答案：A
5．将碳与浓硫酸共热产生的气体X、铜与浓硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量的氯化钡溶液的洗气瓶中，下列有关说法正确的是( )
A．洗气瓶中产生的沉淀是碳酸钡
B．从Z导管出来的气体中无二氧化碳
C．洗气瓶中产生的沉淀是亚硫酸钡
D．在Z导管口有红棕色气体出现
解析：依题意，X为SO2与CO2的混合气体，Y为NO2，同时通入BaCl2溶液后，发生反应
3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO ，所以HNO 3会将SO 2氧化为H 2SO 4，H 2SO 4与BaCl 2反应生成BaSO 4白色沉淀，出来的气体为CO 2和NO ，由于NO 易被空气中的O 2氧化，因而导管口会有红棕色气体出现。

答案：D
6．在某100 mL 混合液中，HNO 3和H 2SO 4的物质的量浓度分别是0.4 mol/L 、0.1 mol/L 。

向该混合液中加入1.92 g 铜粉，加热，待充分反应后(假设反应前后溶液体积不变)，所得溶液中的Cu 2＋的物质的量浓度(mol/L)是( )
A ．0.15
B ．0.225
C ．0.35
D ．0.45
解析：该混合溶液中含HNO 3为0.04 mol ，含H 2SO 4为0.01 mol ，即含NO －3 0.04 mol ，H
＋ 0.06 mol ；1.92 g 铜粉的物质的量0.03 mol ，由离子方程式3Cu ＋2NO －3＋8H ＋===3Cu 2＋
＋2NO↑＋4H 2O 可知H ＋不足量，Cu 过量，则生成Cu 2＋的物质的量 0.06 mol×38＝0.022 5 mol ，故c (Cu 2＋)＝0.022 5 mol 0.1 L
＝0.225 mol/L ，B 项正确。

答案：B
7．14 g 铜、银合金与一定量某浓度的硝酸溶液完全反应，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
B ．6.4 g
C ．4.8 g
D ．3.2 g
解析：Cu 、Ag 合金与HNO 3反应过程如下： Cu Ag ――→HNO 3 NO 2NO ――→O 20.05 mol
HNO 3 Cu 、Ag 与HNO 3反应是氧化还原反应，Cu 、Ag 失电子，HNO 3得电子，生成NO 2或NO 。

由于NO 2、NO 、O 2都被水吸收生成HNO 3，即NO 2、NO 又将电子转移给O 2，所以在整个反应过程中，相当于Cu 、Ag 失的电子给0.05 mol O 2,0.05 mol O 2得电子物质的量＝0.05 mol×4＝0.2 mol 。

设Cu 为x mol 、Ag 为y mol ，则有
⎩⎪⎨⎪⎧ 64x ＋108y ＝14，2x ＋y ＝0.2，解之得⎩⎪⎨⎪
⎧ x ＝0.05，y ＝0.1.
所以铜的质量为m (Cu)＝0.05 mol×64g/mol＝3.2g 。

答案：D
二、非选择题(本题包括4小题，共39分)
8．(6分)黑色固体A 加热至红热投入到无色溶液B 中发生如下转化关系：
(1)由此可以推断(写化学式)：A 为______，B 为________，X 为________，C 为________，E 为________。

(2)写出A 与B 反应的化学方程式：________________________________________ ________________________________________________________________________。

解析：根据“D(溶液)＋F(单质)―→G(蓝色溶液)＋E(无色气体)”可知F 为Cu ，则D 为稀硝酸，E 为NO ，G 为Cu(NO 3)2溶液，继而推出X 气体中有NO 2，则C 气体中有NO 。

因与石灰水反应产生白色沉淀，所以C 气体中还有CO 2，则X 由NO 2和CO 2组成，因此A 为炭。

B 为浓硝酸。

答案：(1)C HNO 3(浓) NO 2和CO 2 NO 和CO 2 NO
(2)C ＋4HNO 3(浓)=====△4NO 2↑＋CO 2↑＋2H 2O
9．(8分)盐酸、硫酸和硝酸是中学阶段常见的“三大酸”。

现就三大酸与金属铜反应的情况，回答下列问题：
(1)稀盐酸不与Cu 反应，若在稀盐酸中加入H 2O 2后，则可使铜顺利溶解。

该反应的化学方程式为_____________________________________________________________
________________________________________________________________________。

(2)在一定体积的10 mol/L 的浓硫酸中加入过量铜片，加热使之反应，被还原的硫酸为0.9 mol ，则浓硫酸的实际体积________(填“大于”，“等于”或“小于”)180 mL。

若使剩余的铜片继续溶解，可在其中加入硝酸盐溶液(如KNO 3溶液)，则该反应的离子方程式为________________________。

(3)根据下图操作及现象推断酸X 为________(填序号)。

a ．浓盐酸
b ．浓硫酸
c ．浓硝酸
解析：(1)根据题意可知，在盐酸存在的条件下，H 2O 2与铜发生氧化还原反应，H 2O 2作氧化剂，铜作还原剂。

(2)只有浓硫酸才能和Cu发生氧化还原反应，稀硫酸和Cu不反应，所以被还原的硫酸为0.9 mol时，浓硫酸的实际体积必须大于根据方程式计算的理论值。

(3)将酸X加入铁中，铁粉未见溶解；加水后溶解，说明酸是浓硫酸或浓硝酸；向反应后的溶液中滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀，说明是浓硫酸。

答案：(1)Cu＋H2O2＋2HCl===2H2O＋CuCl2
(2)大于
3Cu＋2NO－3＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
(3)b
10．(12分)某化学课外兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应情况，用如图所示装置进行有关实验：
(1)B是用来收集实验中产生的气体的装置，但未将导管画全，请把导管补充完整。

(2)实验中他们取6.4 g铜片和12 mL 18 mol/L浓硫酸放在圆底烧瓶中加热，直到反应完毕，最后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。

①请写出铜跟浓硫酸反应的化学方程式：__________________________________。

②为什么有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解？你认为原因是__________________________________________________________。

③下列药品中能够用来证明反应结束后的烧瓶中的确有余酸的是________(填写字母编号)。

A．铁粉B．BaCl2溶液
C．银粉D．Na2CO3溶液
(3)装置C中试管D内盛装的是品红溶液，当B中气体收集满后，有可能观察到的现象是______________________________________。

待反应结束后，向C中烧杯内加入沸水，D中观察到的现象是____________________________________________________。

(4)实验装置C有可能造成环境污染。

试用最简单的方法加以解决。

(实验用品自选)________________________________________________________________________。

解析：Cu只与浓硫酸在加热时反应，而不与稀硫酸反应。

收集SO2气体用向上排空气法，因此B装置应为长进短出，证明硫酸有剩余，应证明溶液中含H＋，而不应证明含SO2－4，
因此BaCl 2溶液和Ag 均不可。

对C 装置逸出的SO 2，用浸有NaOH 溶液的棉花团塞在试管口是最简单的方法。

答案：(1)
(2)①Cu＋2H 2SO 4(浓)=====△CuSO 4＋SO 2↑＋2H 2O
②随着H 2SO 4的消耗，浓H 2SO 4的浓度不断降低，稀H 2SO 4与Cu 不反应 ③AD
(3)红色褪去 恢复红色
(4)用浸有NaOH 溶液的棉团塞在试管口
11．(13分)(1)实验室用金属铜和稀硝酸制取NO 的化学方程式为
_____________________________________________________________
____________________________________________________________。

(2)NO 是有毒气体。

某学生为防止污染，用分液漏斗和烧杯装配了一套
简易的、能随开随用、随关随停的NO 气体发生装置，如图甲所示。

①实验室若没有铜丝，而只有小铜粒，在使用上述装置进行实验时，可用丝状材料包裹铜粒以代替铜丝进行实验，这种丝状材料的成分可以是________(填选项编号)。

A ．铁
B ．铝
C ．铂
D ．玻璃
②打开分液漏斗的活塞使反应进行，在分液漏斗中实际看到的气体是红棕色的，原因是________________________________________________________________________ (填化学方程式)。

(3)为证明铜丝与稀硝酸反应生成的确实是NO ，某学生另设计了一
套如图乙所示的装置制取NO 。

反应开始后，可以在U 形管右端观察
到无色的NO 气体。

①长玻璃管的作用是______________________________________。

②让反应停止的操作方法及原因是__________________________。

(4)以下收集NO 气体的装置，合理的是________(填选项代号)。

解析：本题考查铜与稀硝酸反应制取NO的实验。

(1)化学方程式的书写，要注意配平。

(2)①这种丝状材料的成分须不能与稀硝酸反应，所以A、B项不行；②红棕色的气体是NO2，原因是生成的NO与空气中的氧气反应。

(3)该实验装置是防止产生的气体与空气接触，长玻璃管的作用是排稀硝酸，防止稀硝酸溢出；关闭活塞，产生的气体使稀硝酸液面下降，从而铜丝与稀硝酸分开，反应停止。

(4)不能用排空气法来收集NO，因为NO 与空气中的氧气反应，只能用排水法，C和D装置符合题意。

答案：(1)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
(2)①CD②2NO＋O2===2NO2
(3)①接收被气体压出U形管的液体，防止稀硝酸溢出
②关闭U形管右端导气管上的活塞；反应产生的气体将U形管右端管内的稀硝酸向下压，使铜丝与稀硝酸分开，反应就会停止
(4)CD。