2019版高中化学 第四章 非金属及其化合物 学业分层测评23 硫酸和硝酸的氧化性 新人教版必修1

学业分层测评(二十三) 硫酸和硝酸的氧化性
(建议用时：45分钟)
[学业达标]
1．下列说法正确的是( )
A ．浓硝酸在光照条件下变黄，说明浓硝酸不稳定，生成的有色产物能溶于浓硝酸
B ．在KI­淀粉溶液中通入氯气，溶液变蓝，说明氯气能与淀粉发生显色反应
C ．在某溶液中加入硝酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀生成，说明溶液中含SO 2－
4
D ．将铜片放入浓硫酸中，无明显实验现象，说明铜在冷的浓硫酸中发生钝化
【解析】 A 项，浓硝酸光照下发生分解生成NO 2，NO 2溶于浓硝酸中使浓硝酸呈黄色；B 项，Cl 2氧化I －生成I 2，淀粉遇I 2变蓝色；C 项，溶液中若存在Ag ＋或SO 2－3也会产生相同的实验现象；D 项，常温时，Cu 与浓硫酸不发生反应。

【答案】 A
2．关于浓H 2SO 4与Cu 反应的叙述正确的是( )
A ．在反应中，浓H 2SO 4只表现出氧化性
B ．此反应属于复分解反应
C ．在反应中，浓H 2SO 4既表现出氧化性，又表现出酸性
D ．每1 mol 铜参加反应就有2 mol H 2SO 4被还原，同时生成2 mol SO 2
【解析】 该反应的化学方程式为：Cu ＋2H 2SO 4(浓)=====△CuSO 4＋SO 2↑＋2H 2O ，分析反应前后元素化合价的变化
可知：浓H 2SO 4既表现出氧化性，又表现出酸性，该反应为氧化还原反应，在该反应中，每2 mol H 2SO 4参加反应只有1 mol H 2SO 4被还原。

【答案】 C
3．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%硝酸溶液、98%的硫酸溶液、新制氯水，三张试纸最终变成( )
A ．白、红、白
B ．红、黑、白
C ．红、红、红
D ．白、黑、白 【解析】 硝酸具有强氧化性，能使试纸褪色，则滴加65%的硝酸，先变红后褪色，最后为白色；98%的硫酸为浓硫酸，具有脱水性，则能使蓝色石蕊试纸最后变为黑色；氯水中含有盐酸和次氯酸，次氯酸具有漂白性，则在试纸上滴加新制氯水，先变红后褪色，最后为白色。

【答案】 D
4．下列关于硝酸的认识中，正确的是( )
A ．浓硝酸和稀硝酸都具有氧化性
B ．浓硝酸与金属反应不产生氢气，而稀硝酸与金属反应可置换出氢气
C ．因常温下铝和铁不与浓硝酸反应，所以浓硝酸可盛放在铝制或铁制容器中
D ．硝酸与金属反应时，只表现出氧化性
【解析】 浓、稀硝酸都有氧化性，可与除Au 、Pt 之外的所有金属反应，且不产生氢气；在与金属反应时，
硝酸既表现氧化性又表现酸性；浓硝酸可盛放在铝制或铁制容器中，因为铝和铁在冷浓硝酸中钝化。

【答案】 A
5．下列关于浓硝酸和浓硫酸的叙述中正确的是( )
A ．常温下都不可用铝制容器贮存
B ．露置在空气中，容器内酸液的质量都减轻
C ．常温下都能与铜较快反应
D ．露置在空气中，容器内酸液的浓度都降低
【解析】 常温下，二者均能使铝钝化，A 项错误；露置在空气中，浓硫酸吸水质量增加，B 项错误；浓硫酸在常温下与铜没有明显的反应，C 项错误；在空气中，浓硝酸挥发、浓硫酸吸水，二者浓度都降低，D 项正确。

【答案】 D
6．从经济效益和环境保护考虑，大量制取硝酸铜最宜采用的方法是( )
A ．Cu ――→浓硫酸△CuSO 4――→32Cu(NO 3)2
B ．Cu ＋HNO 3(浓)―→Cu(NO 3)2
C ．Cu ＋HNO 3(稀)―→Cu(NO 3)2
D ．Cu ――→空气△
CuO ――→稀硝酸Cu(NO 3)2 【解析】 A 、B 、C 项中，利用Cu 与HNO 3、浓硫酸反应，过程中产生NO 2、NO 和SO 2等大气污染物，不利于环
保，同时，反应物(HNO 3、浓硫酸)不能全部转化为生成物，经济效益差。

D 项，有关反应为：2Cu ＋O 2=====△2CuO ，CuO
＋2HNO 3===Cu(NO 3)2＋H 2O ，环保和经济效益都较为理想。

【答案】 D
7．将足量的铜片与100 mL 18 mol·L －1浓硫酸加热充分反应，收集到标准状况下的SO 2气体V L ，下列对此反应的有关说法中错误的是( )
A ．该反应体现了浓硫酸的酸性和强氧化性
B ．反应结束后两种反应物均有剩余
C ．被还原的硫酸为V 22.4
mol D ．参加反应的Cu 为0.9 mol
【解析】 浓硫酸可以和铜发生氧化还原反应，而稀硫酸与铜不能发生反应。

当浓硫酸变为稀硫酸时反应停止。

反应过程中浓硫酸逐渐变稀，因此反应结束后铜和稀硫酸均有剩余，则参加反应的n (Cu)＜0.1 L×18 mol·L －1×12＝0.9 mol ；被还原的硫酸应依据生成的SO 2来算，可得被还原的硫酸的物质的量n (H 2SO 4)＝n (SO 2)＝V L 22.4 L·mol
－1＝V 22.4
mol 。

综上所述，故D 项错误。

【答案】 D
8．物质的量之比为2∶5的锌与稀硝酸反应，若硝酸被还原的产物为N 2O ，反应结束后锌没有剩余，则该反应
中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是( )
A．1∶4B．1∶5
C．2∶3 D．2∶5
【解析】设2 mol Zn参与反应，因Zn无剩余，则最终生成了2 mol Zn(NO3)2，显然含有4 mol NO－3，这部分是没有参与氧化还原反应的HNO3；HNO3→N2O过程中N元素的化合价＋5价―→＋1价，根据得失电子守恒有：2×n(Zn)＝n(HNO3)×4，则n(HNO3)＝1 mol，即有1 mol HNO3被还原。

【答案】 A
9．已知X为一种常见酸的浓溶液，能使蔗糖变黑。

A与X反应的转化关系如下图所示，其中反应条件及部分产物均已略去，则下列有关说法正确的是( )
A．X使蔗糖变黑主要体现了X的强氧化性
B．若A为铁，则足量A与X在室温下即可完全反应
C．若A为碳单质，则将C通入少量的澄清石灰水中，一定可观察到有白色沉淀产生
D．工业上，B转化为D的反应条件为高温、常压、使用催化剂
【解析】X为浓硫酸，使蔗糖变黑体现了浓硫酸的脱水性，A错误；常温下，铁遇浓硫酸会发生钝化，B错误；若A为碳单质，则C为CO2，过量的CO2通入澄清石灰水中没有沉淀产生，C错误；工业上，SO2转化成SO3是500℃左右、常压、在催化剂作用下进行的，D正确。

【答案】 D
10．浓硫酸常温下为黏稠液体，且浓硫酸具有强吸水性、脱水性、氧化性。

则：
(1)将浓硫酸敞口放置在空气中其质量会________，溶质的质量分数会________，本过程中浓硫酸表现出________性。

(2)浓硫酸表现吸水性时，可作干燥剂，下列物质可用浓硫酸干燥的是________。

A．NH3B．H2S(具有还原性)
C．H2D．SO2
E．O2F．HI(具有强还原性)
G．HBr(具有强还原性)
(3)用蘸有浓硫酸的玻璃棒在木板上写字，字迹一会儿就变黑。

说明浓硫酸表现出________性。

(4)浓硫酸表现强氧化性时，在加热条件下，能与Cu、C等单质反应。

请写出这两个化学反应方程式，并指出与Cu反应时，除表现强氧化性外，还表现什么性质？______________________________________________________。

(5)稀硫酸常用来洗涤金属表面的铜锈和铁锈，这是利用了硫酸的________性，请写出有关的化学方程式：______________________________________
_______________________________________________________________。

【解析】本题综合考查浓硫酸的吸水性，用作干燥剂，干燥非碱性非还原性的气体；浓硫酸的脱水性使有机
物中的H 、O 两种原子以2∶1的比例脱出来；Cu 与浓硫酸的反应除了表现浓硫酸的强氧化性外，还有部分＋6价的S 未发生化合价的变化，表现为酸性。

(1)中，由于浓硫酸具有强吸水性，所以将其敞口放置在空气中其质量会增加；因吸水溶液变稀，故溶质质量分数会减小；本过程中浓硫酸表现出了吸水性。

(2)中，由于浓硫酸具有强氧化性，能氧化具有还原性的气体，因此，A 、B 、F 、G 均不能用浓硫酸进行干燥。

(3)中，因浓硫酸具有脱水性，它能将木材脱水，即按水分子中氢、氧原子数的比(2∶1)夺取木材中的氢原子和氧原子。

所以，字迹一会儿就变黑。

(4)中，浓硫酸在加热的条件下与金属铜和非金属C 发生反应，这体现了浓硫酸的强氧化性，但与Cu 发生反应时，由于生成了CuSO 4，浓硫酸还表现出了酸性。

(5)中，因稀硫酸能跟碱性氧化物和盐反应生成盐和水，铜锈的主要成分是Cu 2(OH)2CO 3，铁锈的主要成分是Fe 2O 3，这表现了硫酸的酸性。

【答案】 (1)增加 减小 吸水 (2)CDE (3)脱水
(4)Cu ＋2H 2SO 4(浓)=====△CuSO 4＋SO 2↑＋2H 2O,2H 2SO 4(浓)＋C=====△CO 2↑＋2SO 2↑＋2H 2O ，还表现酸性 (5)酸
3H 2SO 4＋Fe 2O 3===Fe 2(SO 4)3＋3H 2O,2H 2SO 4＋Cu 2(OH)2CO 3===2CuSO 4＋CO 2↑＋3H 2O
11．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____________________
_____________________________________________________________。

(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_________________________________________________
_______________________________________________________________
___________________________________(用文字和离子方程式说明原因)。

(4)若将12.8 g 铜跟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 (NO x )＝ 5.6 L 22.4 L·mol －1＝0.25 mol ，故根据氮原子守恒可知，消耗n (HNO 3)＝2n (Cu)＋n (NO x )＝2×12.8 g 64 g·mol
－1＋0.25 mol ＝0.65 mol 。

【答案】 (1)Cu ＋4HNO 3(浓)===Cu(NO 3)2＋2NO 2↑＋2H 2O 溶液逐渐变蓝，有红棕色气体逸出
(2)3Cu ＋8HNO 3(稀)===3Cu(NO 3)2＋2NO↑＋4H 2O
(3)加入稀硫酸后，H ＋与原溶液中的NO －3构成强氧化性的环境，又能与过量的Cu 反应，反应方程式3Cu ＋8H ＋
＋2NO －3===3Cu 2＋＋2NO↑＋4H 2O
(4)0.65 mol
[能力提升]
12．一定质量的铜分别与足量的稀硝酸和浓硝酸完全反应，在相同条件下用排水法收集反应产生的气体，下列叙述正确的是( )
A ．硝酸浓度越大，硝酸被还原之后的生成物的价态越低，对应的硝酸的氧化性越弱
B．硝酸浓度不同，生成Cu(NO3)2的物质的量不同
C．硝酸浓度越大，产生的气体越少
D．两者用排水法收集到的气体体积相等
【解析】硝酸的浓度越大氧化性越强，故A错误；等量的Cu与酸反应，生成Cu(NO3)2的物质的量相同，故B 错误；等量的Cu与酸反应，浓硝酸反应生成气体多，故C错误；因3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，最终收集气体均为NO，由电子守恒可知，收集NO的体积相等，故D正确。

【答案】 D
13．物质A经下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：
(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______；
②在工业生产中，大量排放的B气体被雨水吸收后形成了______而污染环境。

(2)若A在常温下为有刺激性气味的气体，C是红棕色气体。

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NH3，D为HNO3，浓硝酸可与Cu反应：4HNO3(浓)＋Cu===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。

此反应中有元素化合价的升降，属于氧化还原反应。

【答案】(1)①H2SO4②酸雨
(2)①NH3NO2
②Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 属于
14．某化学兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应，用如下图所示装置进行有关实验。

(1)装置A中发生反应的化学方程式为________________________________
____________________________________________________________。

(2)装置D中试管口放置的棉花应浸一种溶液，这种溶液是________，其作用是_____________________________________________________________。

(3)装置B的作用是贮存多余的气体。

当D处有明显的现象后，关闭旋塞K，移去酒精灯，但由于余热的作用，A处仍有气体产生，此时B中现象是________________，B中应放置的溶液是________(填字母)。

a．水b．酸性KMnO4溶液
c ．浓溴水
d ．饱和NaHSO 3溶液
(4)实验中，取一定质量的铜片和一定体积18 mol·L －1的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，反应完毕时，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，其原因是____________________________
_____________________________________________________________。

【解析】 Cu 与浓硫酸发生反应的化学方程式为Cu ＋2H 2SO 4(浓)=====△CuSO 4＋2H 2O ＋SO 2↑。

反应过程中H 2SO 4不
断被消耗，同时反应生成的H 2O 使H 2SO 4的浓度减小，当降低到一定程度，变为稀硫酸时，反应停止。

(2)生成的SO 2具有漂白性，且污染大气，可用NaOH 溶液吸收。

(3)余热使反应继续进行，生成的多余气体可储存于B 中，排出的液体进入长颈漏斗，为减少SO 2的溶解，B 中应为饱和NaHSO 3溶液。

(4)浓硫酸与铜在加热条件下反应，随着反应的进行，浓硫酸逐渐变成稀硫酸，而稀硫酸在加热条件下不和铜反应。

【答案】 (1)Cu ＋2H 2SO 4(浓)=====△CuSO 4＋2H 2O ＋SO 2↑
(2)NaOH 吸收多余的SO 2，防止污染空气 (3)广口瓶中液面下降，长颈漏斗液面上升 d (4)反应过程中浓硫酸被消耗，逐渐变稀，而铜不与稀硫酸反应。