2024人教版高中化学必修第二册同步练习题--第五章　化工生产中的重要非金属元素复习提升（含解析）

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2024人教版高中化学必修第二册同步
本章复习提升
易混易错练
易错点1　混淆SO2的漂白性与还原性
1.下列变化可以说明SO2具有漂白性的是(　　)
A.SO2通入溴水中,溴水褪色
B.SO2通入酸性KMnO4溶液中,溶液紫红色褪去
C.SO2通入品红溶液中,溶液的红色褪去
D.SO2通入滴有酚酞的氢氧化钠溶液中,溶液的红色褪去
2.(2023湖南长郡中学月考)若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(a~d均为浸有相应试液的棉花)所示的探究实验,下列实验现象的描述和分析正确的是(　　)
A.Cu与浓硫酸反应,只体现H2SO4的氧化性
B.a处先变红后褪色,说明SO2是酸性氧化物和具有漂白性
C.b或c处褪色,均说明SO2具有漂白性
D.试管底部出现灰白色固体,冷却后,将试管中混合物沿烧杯内壁倒入盛水的烧杯中,并不断搅拌,溶液变成蓝色,说明生成了硫酸铜
易错点2　忽视浓硫酸的特性而出错
3.(2023河南平顶山一中阶段练习)下列说法正确的是　(　　)
A.浓硫酸能使蓝矾(CuSO4·5H2O)变成白色粉末,体现了浓硫酸的脱水性
B.蔗糖和浓硫酸的“黑面包”实验中,主要体现了浓硫酸的强氧化性和吸水性
C.浓硫酸有强烈的吸水性,因此可以干燥SO2、H2S、HI、NH3等气体
D.100 mL 18.0 mol·L-1的浓硫酸和足量铜反应生成SO2的物质的量小于0.9 mol
4.向浓硫酸中分别加入下列三种固体,对实验现象的分析正确的是(　　)
A.对比实验①和②可知还原性:Br->Cl-
B.对比实验①和③可知氧化性:Br2>SO2
C.对比实验②和③可知酸性:H2SO4>HCl>H2SO3
D.由实验可知浓硫酸具有强酸性、难挥发性、氧化性、脱水性
易错点3　忽略酸性条件下N具有强氧化性
5.(2023广东广州玉岩中学期中)某化学兴趣小组进行有关Cu、硝酸、硫酸化学性质的实验,实验过程如图所示,下列有关说法正确的是(　　)
A.①中溶液呈蓝色,试管口有红棕色气体产生,稀硝酸被还原为NO2
B.由上述实验可知:Cu在常温下既可与稀硝酸反应,也可与稀硫酸反应
C.③中滴加稀硫酸,铜片继续溶解,说明稀硫酸的氧化性比稀硝酸强
D.③中反应的化学方程式为3Cu+Cu(NO3)2+4H2SO4 4CuSO4+2NO↑+4H2O
思想方法练
利用“守恒”思想解答硝酸、浓硫酸与金属反应的相关计算题
方法概述
　　硝酸、浓硫酸均具有强氧化性,与金属反应时,均表现出氧化性和酸性。反应中生成NOx和SO2时表现出氧化性,生成盐时表现出酸性。可利用守恒思想解答这类试题:
(1)两个守恒:氮或硫原子守恒、得失电子守恒;(2)起酸性作用的HNO3、H2SO4的物质的量等于生成的硝酸盐、硫酸盐中N、S的物质的量;(3)可利用离子方程式快速找出各量的相互关系。
1.(2023江西南昌阶段练习)将一定量的锌与100 mL 18.5 mol·L-1浓硫酸充分反应后,锌完全溶解,同时生成气体A 33.6 L(标准状况)。将反应后的溶液稀释至1 L,测得溶液中c(H+)=0.1 mol·L-1,则下列叙述中错误的是(　　)
A.气体A为SO2和H2的混合物
B.反应中共消耗Zn 97.5 g
C.气体A中SO2和H2的体积比为4∶1
D.反应中共转移3 mol电子
2.(2023江苏淮安、宿迁七校期中联考)Cu与浓硝酸反应生成氮的氧化物,这些氧化物恰好溶解在NaOH溶液中得到NaNO3和NaNO2的混合溶液,反应过程及有关数据如图所示:
下列有关判断正确的是(　　)
A.常温下,Cu遇浓硝酸发生钝化,不可能发生上述反应
B.收集的氮氧化物的体积为20.16 L
C.反应过程中生成的Cu(NO3)2既是氧化产物,又是还原产物
D.若铜片为51.2 g,则生成0.2 mol NaNO3
3.(2023重庆名校联考)往8.3 g铁铝混合物(除铁、铝外无其他物质)中加入1 L 1 mol·L-1稀硝酸,充分反应后收集到V mL(已换算成标准状况下的体积)NO气体(无其他气体生成),继续向反应后的混合溶液a中加入过量的NaOH溶液,得到10.7 g固体b,下列说法正确的是(　　)
A.混合物中铁与铝的物质的量之比为2∶1
B.V=224
C.充分反应后,消耗NaOH的物质的量为0.8 mol
D.混合溶液a中,H+的物质的量为0.2 mol
4.向3.52 g由Cu和Cu2O组成的混合物中加入一定浓度的稀硝酸50 mL,当固体物质完全溶解后生成Cu(NO3)2和NO气体,在所得溶液中加入1.0 mol/L的NaOH溶液120 mL,生成沉淀的质量为4.9 g,此时溶液呈中性且Cu2+已完全沉淀。下列有关说法正确的是(　　)
A.原固体混合物中Cu和Cu2O的物质的量之比为2∶1
B.原稀硝酸中HNO3的物质的量浓度为1.6 mol/L
C.产生NO的体积为0.448 L
D.Cu、Cu2O与硝酸反应后剩余的HNO3为0.02 mol
5.(2022安徽舒城中学月考)为了测定某铜银合金的组成,将30.0 g合金溶于80.0 mL 13.5 mol·L-1的浓HNO3中。待合金完全溶解后,收集到NO和NO2的混合气体6.72 L(已折算成标准状况下的体积),并测得H+浓度为1 mol·L-1,假设反应后溶液的体积仍为80.0 mL。下列说法中错误的是(　　)
A.被还原的硝酸的物质的量为0.3 mol
B.合金中银的质量分数为36%
C.6.72 L气体中NO和NO2的体积比为2∶1
D.向反应后的溶液中加入700 mL 1 mol·L-1的NaOH溶液,使金属离子恰好沉淀完全
本章复习提升
易混易错练
1.C 2.D 3.D 4.A 5.D
1.C　二氧化硫气体通入溴水或酸性高锰酸钾溶液中,溶液褪色,体现了二氧化硫的还原性,A、B错误;二氧化硫使品红溶液褪色,体现了二氧化硫的漂白性,C正确;滴有酚酞的氢氧化钠溶液呈红色,通入SO2后发生反应:SO2+2NaOH Na2SO3+H2O,溶液的红色褪去,SO2表现出酸性氧化物的性质,D错误。
易错分析　不要误以为与SO2有关的褪色现象一定都体现SO2的漂白性,如SO2能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色,SO2表现还原性;SO2能使滴有酚酞的NaOH溶液褪色,SO2表现出酸性氧化物的性质。
2.D　铜与热浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,硫酸体现强氧化性和酸性,A错误;SO2是酸性氧化物,能使紫色石蕊溶液变红,但不能使其褪色,B错误;品红溶液褪色体现了二氧化硫的漂白性,酸性高锰酸钾溶液褪色体现了二氧化硫的还原性,C错误;铜与浓硫酸反应生成硫酸铜白色固体,冷却后将试管中混合物倒入盛水的烧杯中,硫酸铜固体溶解后溶液呈蓝色,通过观察颜色可以确定产物,D正确。
3.D　浓硫酸能使蓝矾变成白色粉末,体现了浓硫酸的吸水性,A项错误;蔗糖和浓硫酸的“黑面包”实验中,主要体现了浓硫酸的强氧化性和脱水性,B项错误;浓硫酸具有吸水性,可干燥酸性气体,但不能干燥碱性气体NH3和还原性气体H2S、HI等,C项错误;随着反应不断进行,浓硫酸变稀,稀硫酸与Cu不反应,即该浓硫酸和足量铜反应生成的SO2小于0.9 mol,D项正确。
易错分析　(1)混淆浓硫酸的吸水性与脱水性,如利用浓硫酸吸收胆矾中的结晶水,体现的是浓硫酸的吸水性,并非脱水性。
(2)误认为钝化就是不发生化学反应。
(3)浓硫酸与某些金属的反应中,浓硫酸不一定全反应,不能根据浓硫酸的量进行相关计算。
4.A　实验①中生成的红棕色气体是溴蒸气,实验②中的白雾是HCl,说明浓硫酸能将Br-氧化成Br2,而不能将Cl-氧化成Cl2,则还原性:Br->Cl-,A正确;实验①中浓硫酸能将Br-氧化成Br2,氧化性H2SO4>Br2,实验③发生非氧化还原反应,因此不能得知Br2、SO2的氧化性强弱,B错误;实验②体现了浓H2SO4的难挥发性,实验③体现了浓H2SO4的强酸性,能够说明酸性H2SO4>H2SO3,C错误;该实验不能得知浓硫酸具有脱水性,D错误。
5.D　向①中加入稀硝酸,①中发生的反应为3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,稀硝酸被还原为NO,A错误;Cu在常温下可与稀硝酸反应,不能与稀硫酸反应,但③中溶液中存在N,酸性条件下N具有强氧化性,加入稀硫酸后Cu继续反应,B、C错误;③中反应的化学方程式为3Cu+Cu(NO3)2+4H2SO4 4CuSO4+2NO↑+4H2O,D正确。
易错分析　N在酸性条件下具有强氧化性,这个易错点在离子共存、离子方程式书写中经常涉及,解题时应注意N与还原性物质反应时N发生还原反应。
思想方法练
1.C 2.D 3.D 4.D 5.D
1.C　浓硫酸与Zn反应生成SO2,随着反应的进行,浓硫酸逐渐变稀,稀硫酸与Zn反应生成H2,33.6 L气体为SO2和H2的混合气体,反应后溶液中n(H+)=0.1 mol·L-1×1 L=0.1 mol,即反应后剩余0.05 mol H2SO4,反应中消耗n(H2SO4)=0.1 L×18.5 mol·L-1-0.05 mol=1.8 mol;设反应生成SO2和H2的物质的量分别为x和y,则有:
Zn+2H2SO4(浓) ZnSO4+SO2↑+2H2O
2x x
Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑
y y
则x+y=,2x+y=1.8 mol,解得x=0.3 mol,y=1.2 mol,即n(SO2)∶n(H2)=V(SO2)∶V(H2)=0.3∶1.2=1∶4,A项正确,C项错误;反应中消耗m(Zn)=(0.3 mol+1.2 mol)×65 g·mol-1=97.5 g,B项正确;结合化学方程式和化合价变化可知生成0.3 mol SO2和1.2 mol H2转移电子的物质的量分别为0.6 mol和2.4 mol,即反应中共转移3 mol电子,D项正确。
方法点津　浓硫酸与足量活泼金属Zn反应,先生成SO2,后生成H2;与足量Cu等不活泼金属反应,只能生成SO2,反应后硫酸有剩余。根据反应中得失电子守恒、原子守恒列式可进行相关计算。
2.D　常温下,Cu能与浓硝酸反应,A错误;气体所处状况未知,无法计算其体积,B错误;反应过程中生成的Cu(NO3)2是氧化产物,C错误;分析整个反应过程可知仅有两种元素的化合价发生变化,即Cu→Cu2+,HNO3→NaNO2,51.2 g Cu的物质的量为0.8 mol,共失电子0.8 mol×2=1.6 mol,由得失电子守恒可知HNO3→NaNO2得1.6 mol电子,故产物中NaNO2的物质的量为0.8 mol,由Na守恒可知另一种产物NaNO3为0.2 mol,D正确。
方法点津　解答金属与酸(含混酸)的相关计算问题,往往需要利用守恒法;同学们在利用守恒法时可以抛开复杂的转化过程,只需找到始态和终态某一特定的量是固定不变的即可。
3.D　铁和稀硝酸的反应为Fe+4HNO3(稀) Fe(NO3)3+NO↑+2H2O,铝和稀硝酸的反应为Al+4HNO3(稀) Al(NO3)3+NO↑+2H2O;继续向反应后的混合溶液a中加入过量的NaOH溶液,得到的10.7 g固体b为Fe(OH)3;所以n(Fe)=n[Fe(OH)3]==0.1 mol;所以铁铝混合物中n(Al)==0.1 mol,则混合物中铁与铝的物质的量之比为1∶1,A错误;n(Fe)=0.1 mol,n(Al)=0.1 mol,根据铁、铝和稀硝酸反应的化学方程式可知稀硝酸过量,最终生成0.2 mol的NO,则V=4 480,B错误;稀硝酸过量,根据反应的化学方程式可知混合溶液a中剩余硝酸的物质的量为0.2 mol,且混合溶液a中n(Fe3+)=0.1 mol,n(Al3+)=0.1 mol;HNO3、Al3+和Fe3+与过量氢氧化钠发生的反应分别为H++OH- H2O、Al3++4OH- [Al(OH)4]-、Fe3++3OH- Fe(OH)3↓,所以消耗NaOH的物质的量为0.9 mol,混合溶液a中H+的物质的量为0.2 mol,C错误、D正确。
4.D　向所得溶液中加入1.0 mol/L的NaOH溶液120 mL,溶液呈中性,铜离子已完全沉淀,此时溶液中溶质为NaNO3,n(NaNO3)=n(NaOH)=1.0 mol/L×0.12 L=0.12 mol,沉淀为Cu(OH)2,质量为4.9 g,其物质的量为=0.05 mol,根据铜原子守恒有n(Cu)+2n(Cu2O)=n[Cu(OH)2],所以反应后的溶液中n[Cu(NO3)2]=n[Cu(OH)2]=0.05 mol。设Cu和Cu2O的物质的量分别为x mol、y mol,根据二者质量有64x+144y=3.52,根据铜原子守恒有x+2y=0.05,联立方程解得x=0.01,y=0.02,则n(Cu)∶n(Cu2O)=0.01 mol∶0.02 mol=1∶2,A错误;根据N原子守恒可知n(HNO3)=n(NO)+n(NaNO3),根据得失电子守恒可知:3n(NO)=2n(Cu)+2n(Cu2O),所以3n(NO)=2×0.01 mol+2×0.02 mol,解得n(NO)=0.02 mol,根据Na原子守恒可知n(NaNO3)=n(NaOH)=1.0 mol/L×0.12 L=0.12 mol,所以n(HNO3)=n(NO)+n(NaNO3)=0.02 mol+0.12 mol=0.14 mol,则原硝酸溶液的浓度为=2.8 mol/L,B错误;由B中计算可知n(NO)=0.02 mol,但NO不一定处于标准状况下,即NO的体积不一定为0.02 mol×22.4 L/mol=0.448 L,C错误;根据氮原子守恒可知反应后溶液中n剩余(HNO3)=n(HNO3)总-n(NO)-2n[Cu(NO3)2]=0.14 mol-0.02 mol-0.05 mol×2=0.02 mol,D正确。
5.D　被还原的n(HNO3)=n(NOx),即被还原的硝酸的物质的量为=0.3 mol,A项正确。溶液中剩余的硝酸的物质的量为0.08 L×1 mol·L-1=0.08 mol,即参加反应的硝酸的物质的量为0.08 L×13.5 mol·L-1-0.08 mol=1 mol,设合金中含x mol Ag,y mol Cu,根据质量守恒和N原子守恒得108x+64y=30.0、x+2y+0.3+0.08=1.08,解得x=0.1,y=0.3,即合金中m(Ag)=0.1 mol×108 g·mol-1=10.8 g,银的质量分数为×100%=36%,B项正确。设混合气体中NO和NO2分别为a mol、b mol,根据二者体积及转移电子守恒有a+b=0.3、3a+b=0.3×2+0.1×1,解得a=0.2,b=0.1,即混合气体中NO和NO2的体积比为2∶1,C项正确。溶液中金属阳离子完全沉淀后,溶质为NaNO3,则n(NaOH)=n(NaNO3)=n(HNO3)-n(NOx)=0.08 L×13.5 mol·L-1-0.3 mol=0.78 mol,加入的n(NaOH)=1 mol·L-1×0.7 L=0.7 mol,则金属离子不能完全沉淀,D项错误。
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