2019年秋高中化学人教版必修1同步作业第4章 第4节：氨 硝酸 硫酸（1）含答案
第四节 氨 硝酸 硫酸
第1课时 氨
1.用一充满氨气的烧瓶做喷泉实验,当水充满整个烧瓶后,烧瓶内的氨水中溶质的物质的量浓度是(按标准状况下计算)( )
A.0.045 mol·L-1 B.1 mol·L-1
C.0.029 mol·L-1 D.不能确定
2.1 L 0.1 mol·L-1的氨水中所含溶质的微粒的物质的量为( )
A.0.1 mol NH3分子
B.0.1 mol NH3·H2O分子
C.NH3分子和NH3·H2O分子共0.1 mol
D.NH3分子和NH3·H2O分子及N共0.1 mol
3.下列方法适合实验室制取氨气的是( )
A.N2和H2催化加热制取氨气
B.加热NH4Cl制取氨气
C.将浓氨水向碱石灰固体上滴加
D.将NH4Cl溶液和NaOH溶液混合
4.检验氨气可以用( )
A.湿润的红色石蕊试纸
B.干燥的红色石蕊试纸
C.干燥的蓝色石蕊试纸
D.湿润的蓝色石蕊试纸
5.以下有关氨及铵盐的叙述中,不正确的是( )
A.铵态氮肥不能与碱性物质如草木灰混合施用
B.氨的喷泉实验体现了氨的溶解性和氧化性
C.实验室常用固体氯化铵与氢氧化钙反应制取氨气
D.氨具有还原性,一定条件下可与氧化性物质如氧气发生反应
6.为了检验某固体物质中是否含有N,你认为下列试纸或试剂一定用不到的是( )
①蒸馏水 ②NaOH溶液 ③红色石蕊试纸 ④蓝色石蕊试纸 ⑤稀硫酸
A.①⑤ B.④⑤
C.①③ D.①④⑤
7.已知X、Y、Z、W(含同一元素)有如下所示转化关系,且X能与W发生反应生成一种易溶于水的盐,则X可能是( )
XYZW
A.N2 B.NO2
C.NH3 D.NO
8.下列反应中说明NH3既有还原性,又有碱性的是( )
A.4NH3+5O24NO+6H2O
B.NH3+HNO3NH4NO3
C.8NH3+3Cl2N2+6NH4Cl
D.2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O
9.制备干燥的氨气所需的药品是( )
A.NH4Cl稀溶液、NaOH稀溶液、碱石灰
B.饱和氨水、NaOH固体、五氧化二磷固体
C.NaOH溶液、NH4Cl晶体、浓硫酸
D.NH4Cl固体、消石灰、碱石灰
10.已知A、B、C、D、E、F是含有同一种元素的化合物,其中F是能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,它们之间能发生如下反应:
①A+H2OB+C;
②C+FD;
③D+NaOHF+E+H2O。
(1)写出它们的化学式:
A 、C 、D 、F 。?
(2)写出下列反应的离子方程式,并按要求填空:
① ,?
这个反应的氧化剂是 ,还原剂是 ;③ 。?
(3)工业生产C的过程中有一步反应为F经催化氧化生成B和H2O,写出该步反应的化学方程式:?
。?
11.A是一种酸式盐,它与NaOH溶液共热,放出无色气体B,用圆底烧瓶收集干燥的气体B,按如图所示装置进行喷泉实验,挤压胶头滴管,可得到蓝色喷泉。若向A中加入稀盐酸,产生的无色气体C能使品红溶液褪色。
请回答下列问题:
(1)A的化学式为 。?
(2)可用于除去B中水分的干燥剂是 ,收集气体B的方法是 。?
(3)写出反应AC的离子方程式: 。?
(4)A与过量NaOH溶液共热反应的离子方程式为 。?
12.某课外活动小组在实验室用如下图所示的装置进行实验,验证氨的某些性质并收集少量纯净的N2。
请回答:
(1)实验前先将仪器按图示连接好,然后检查装置的气密性。怎样检查该装置的气密性?
?
?
?
?
。?
(2)烧瓶内装有生石灰,随浓氨水的滴入,产生氨气。氨气产生的原因是?
。?
(3)实验进行一段时间后,观察到加热的硬质玻璃管内的黑色氧化铜粉末变为红色,盛无水CuSO4的干燥管内出现蓝色,并且在最后的出气导管处收集到纯净、干燥的N2。根据这些现象,写出硬质玻璃管内发生反应的化学方程式: 。?
这个反应说明氨气具有 。?
A.碱性 B.还原性
C.氧化性 D.不稳定性
(4)洗气瓶中浓硫酸的主要作用是 。?
(5)在最后出气管的导管口收集干燥、纯净的氮气,收集方法是?
。?
参考答案与解析
1. 解析:本题以氨气的喷泉实验为切入点考查物质的量的有关计算。假设烧瓶的容积为1 L,则氨气的物质的量为 mol,溶液的体积为1 L,氨水中溶质的物质的量浓度为 mol·L-1,即0.045 mol·L-1。
答案:A
2. 解析:根据氮原子守恒很容易得出:n(NH3)+n(NH3·H2O)+n(N)=0.1 mol。
答案:D
3. 解析:A项适合用于工业生产;B项因为NH4Cl分解生成的NH3、HCl遇冷又化合为NH4Cl,不能制取氨气;D项由于NH3极易溶于水,不适合制取NH3。
答案:C
4. 解析:氨气溶于水,溶液呈碱性。
答案:A
5. 解析:铵态氮肥与碱性物质如草木灰反应,放出氨气从而降低肥效,A正确;氨的喷泉实验体现了氨气极易溶于水的性质,不能体现其有氧化性,B不正确;C正确;氨气具有还原性,在有催化剂的条件下加热能与O2发生反应,氨气被氧化为NO,常温下氨气还能被氯气氧化,D正确。
答案:B
6. 解析:N检验一般是取少量样品与碱混合于试管中,加热,将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,看试纸是否变蓝;也可将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口,看是否有白烟生成。因此④、⑤一定用不到。
答案:B
7. 解析:能发生连续氧化的物质,中学阶段学习的有C、S、H2S、Na、N2、NH3。但符合X与W反应生成盐的只有NH3。转化关系为:NH3NONO2HNO3。
答案:C
8. 解析:A项,NH3只表现还原性;B项,NH3只表现碱性;C项,NH3部分被Cl2氧化为N2,同时有HCl生成,部分NH3又与HCl反应生成NH4Cl,故NH3既表现碱性,又表现还原性;D项,NH3只表现还原性。
答案:C
9. 解析:A项,不能用NH4Cl溶液与NaOH溶液混合制取NH3;B项,NH3不能用P2O5固体干燥;C项,制NH3不能用NH4Cl晶体与NaOH溶液,也不能用浓硫酸干燥NH3;D项,实验室用NH4Cl固体与消石灰共热的方法制取NH3,并用碱石灰干燥NH3。
答案:D
10. 解析:能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体只有NH3,所以F为NH3,D应为铵盐,因E中也含有N元素,故E为NaNO3,D应为NH4NO3,C应为HNO3,A、B分别为NO2和NO。
答案:(1)NO2 HNO3 NH4NO3 NH3
(2)①3NO2+H2O2H++2N+NO NO2 NO2
③N+OH-NH3↑+H2O
(3)4NH3+5O24NO+6H2O
11. 解析:根据无色气体B能使石蕊溶液变蓝色,推知B为NH3;根据无色气体C能使品红溶液褪色,推知C为SO2;因为A为酸式盐,所以进一步推知A为NH4HSO3,NH4HSO3与过量NaOH溶液共热时能发生反应NH4HSO3+2NaOHNa2SO3+NH3↑+2H2O。
答案:(1)NH4HSO3 (2)碱石灰 向下排空气法
(3)HS+H+H2O+SO2↑ (4)N+HS+2OH-2H2O+NH3↑+S
12. 答案:(1)先关闭分液漏斗的活塞,向广口瓶中加水,浸没进气导管口,用酒精灯在烧瓶下稍加热,若导气管口有少量气泡冒出,停止加热后,导管内水面上升,形成一段水柱,说明装置的气密性良好
(2)NH3·H2O中的H2O与CaO反应并放热,使NH3逸出
(3)3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O B
(4)干燥N2,吸收未反应的NH3
(5)用塑料袋或球胆收集(因为N2的密度与空气的密度接近,所以不能用排空气法收集,又因要得到干燥的N2,也不能用排水法收集)
2019年秋高中化学人教版必修1同步作业第4章 第4节：氨 硝酸 硫酸（2）含答案
第四节 氨 硝酸 硫酸
第2课时 浓硫酸的特性
A组
1.区别浓硫酸和稀硫酸,既简单又可靠的方法是( )
A.与铜片反应
B.与石蕊溶液反应
C.用玻璃棒各蘸少许涂在纸上
D.加入锌片看是否有气体生成
2.下列材料制成的容器既不能用来盛放盐酸,也不能用来盛放浓硫酸的是( )
A.Al B.Mg C.Cu D.Pt
3.在检验S的过程中,下列操作中正确的是( )
A.先加入稀硝酸,没有产生沉淀,然后再加硝酸钡,产生白色沉淀,证明有S存在
B.先加入硝酸钡,产生白色沉淀,然后再加稀硝酸,沉淀不溶解,证明有S存在
C.先加入稀盐酸,没有产生沉淀,然后再加氯化钡,产生白色沉淀,证明有S存在
D.先加入氯化钡,产生白色沉淀,然后再加稀盐酸,沉淀不溶解,证明有S存在
4.下列关于浓硫酸的叙述正确的是( )
A.浓硫酸具有吸水性,因而能使蔗糖炭化
B.浓硫酸在常温下可迅速与铜片反应放出二氧化硫气体
C.浓硫酸是一种干燥剂,能够干燥氨气、氢气等气体
D.浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化
5.下列事实与浓硫酸表现出的性质(括号中)的对应关系正确的是( )
A.在空气中敞口久置的浓硫酸,溶液质量增大(难挥发性)
B.在加热条件下铜与浓硫酸反应(强氧化性、酸性)
C.蔗糖与浓硫酸反应中有海绵状的炭生成(吸水性)
D.浓硫酸可用来干燥某些气体(脱水性)
6.硫酸厂有一辆已存放过浓硫酸的铁槽车。某工人边吸烟边用水冲洗,结果发生了爆炸事故,下列引起爆炸的原因中正确的是( )
A.浓硫酸遇明火爆炸
B.浓硫酸遇水发热爆炸
C.铁与水反应产生的氢气接触空气遇明火爆炸
D.稀释后的硫酸与铁反应产生的氢气接触空气遇明火爆炸
7.向50 mL 18 mol·L-1 H2SO4溶液中加入足量的铜片并加热,充分反应后,被还原的H2SO4的物质的量( )
A.小于0.45 mol
B.等于0.45 mol
C.在0.45 mol和0.9 mol之间
D.大于0.45 mol
8.下列叙述正确的是( )
A.向某溶液中滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,再加入稀盐酸沉淀不溶解,则原溶液中一定含有S
B.浓硫酸与S反应的化学方程式为:S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O,在此反应中,浓硫酸既表现了其强氧化性又表现了酸性
C.把足量铜粉投入含2 mol H2SO4的浓硫酸中,得到气体的体积为22.4 L(标准状况)
D.常温下能够用铁、铝等容器盛放浓硫酸,是因为浓硫酸使其钝化
9.某研究小组成员在讨论鉴别浓硫酸和稀硫酸时,设计了如下方案:
操作 结论
甲 投入火柴梗 变黑者为浓硫酸
乙 加入金属铝片 产生刺激性气味的气体者为浓硫酸
丙 分别加入到盛水的试管中 放出大量热者为浓硫酸
丁 用玻璃棒蘸浓氨水靠近酸的瓶口 冒白烟者为浓硫酸
戊 加到CuSO4·5H2O晶体中 变白者为浓硫酸
(1)其中可行的是 (填序号)。?
(2)其中一个稍作改进就能成为可行方案的是 ,改进方法是 。?
(3)完全错误的是 ,因为 。?
10.为了验证Cu和浓硫酸反应的产物中有SO2和H2O,选用如图所示仪器(内含物质)组装成实验装置,B中为无水硫酸铜、C中为品红溶液、D中为氢氧化钠溶液。
(1)如按气流由左向右流向,连接上述装置的正确顺序是(填各接口字母):a接 , 接 , 接 。?
(2)仪器B、C应有怎样的实验现象才表明已检验出SO2和H2O?B中 ,C中 ;若将B、C装置前后对调,对实验有何影响 ?
?
。?
(3)D中氢氧化钠溶液的作用是 。?
(4)写出A中反应的化学方程式 。?
B组
1.下列关于硫酸性质的描述中,正确的是( )
A.浓硫酸有氧化性,稀硫酸无氧化性
B.由于浓硫酸具有吸水性,故可用来与蔗糖反应做“黑面包”实验
C.稀硫酸与铁、铝反应,浓硫酸在常温下不与铁、铝反应
D.浓硫酸与Cu的反应中有少量黑色固体生成,可能是CuO
2.浓硫酸在使下列物质的转化中,只表现强氧化性的是( )
A.CuCuSO4 B.CCO2
C.FeOFe2(SO4)3 D.Fe2O3Fe2(SO4)3
3.关于浓硫酸与Cu反应的叙述正确的是( )
A.在反应中,浓硫酸只表现出氧化性
B.该反应中还原剂与氧化剂物质的量之比为1∶2
C.在反应中,浓硫酸既表现氧化性,又表现酸性
D.每1 mol铜参加反应就有2 mol浓硫酸被还原,同时生成2 mol SO2
4.一定量Cu粉与浓硫酸共热产生SO2气体体积为2.24 L(标准状况),则下列情况不可能的是( )
A.加入铜的质量为6.4 g
B.加入浓硫酸中含溶质0.2 mol
C.加入铜的质量大于6.4 g
D.加入浓硫酸中含溶质多于0.2 mol
5.实验室常用下列装置来进行铜与浓硫酸反应等一系列实验。
(1)根据什么现象可判断铜与浓硫酸反应有SO2生成? 。根据什么现象可判断铜与浓硫酸反应有硫酸铜生成? 。写出甲装置中发生的主要反应的化学方程式: 。?
(2)你在实验室中进行这个实验时,除了(1)小题中提到的实验现象外,还可以观察到许多其他的实验现象,请写出两种: 、 。?
(3)装置乙的试管口部放有一团浸有碱液的棉花,棉花中通常是浸有饱和碳酸钠溶液,写出棉花中发生反应的化学方程式: 。?
参考答案与解析
1. 解析:常温下浓硫酸和稀硫酸都不能与铜反应,无法区别。向两种酸中加入锌片二者都反应:浓硫酸反应产生SO2,稀硫酸反应产生H2,可以区别,但不是最简单、最好的方法。只有C是利用了浓硫酸有脱水性而稀硫酸没有脱水性来区别,方法简单。
答案:C
2. 解析:Al遇浓硫酸可以形成致密的氧化膜,可用来盛放浓硫酸;Cu、Pt均为较不活泼的金属,不与盐酸反应;只有Mg既可与盐酸反应,又可与浓硫酸反应。
答案:B
3. 解析:A项,先加入稀硝酸,没有产生沉淀,然后再加硝酸钡,产生白色沉淀,溶液中也可能含有S或HS;B项,先加入硝酸钡,产生白色沉淀,然后再加稀硝酸,沉淀不溶解,溶液中也可能含有S或HS;D项,先加入氯化钡,产生白色沉淀,然后再加稀盐酸,沉淀不溶解,溶液中也可能含有Ag+。
答案:C
4. 解析:选项A,利用浓硫酸的脱水性;B中,是在加热的条件下;C中,氨气是碱性气体,不能用浓硫酸干燥。
答案:D
5. 答案:B
6. 解析:浓硫酸加水后变成稀硫酸,与金属铁反应产生氢气,吸烟时点燃氢气造成爆炸。
答案:D
7. 解析:Cu与浓硫酸反应时,参加反应的H2SO4只有部分被还原,再者浓硫酸浓度降低到一定程度即停止反应,因而在计算被还原的硫酸时不能把0.05 L×18 mol·L-1=0.9 mol全部当作反应物,而只能是其中一部分。又根据化学方程式可知,在参加反应的浓硫酸中只有一半参与氧化还原反应(被还原)。所以被还原的H2SO4的物质的量小于0.45 mol。
答案:A
8. 解析:A项无法排除Ag+的干扰,A不正确;B项只体现了浓硫酸的强氧化性;C项产生的SO2将小于22.4 L(标准状况下),因为随着反应的进行,浓硫酸的浓度逐渐减小,而Cu与稀硫酸不反应。
答案:D
9. 解析:(1)甲、丙、戊分别利用浓硫酸的脱水性、溶解时放出大量的热、吸水性设计,方案可行。(2)乙中浓硫酸使铝钝化,加热即可反应。而常温下铝片可与稀硫酸反应产生H2。(3)丁错,挥发性酸遇浓氨水才能产生白烟,浓硫酸不属于挥发性酸。
答案:(1)甲、丙、戊 (2)乙 增加加热条件(或将结论改为常温下反应产生气体的为稀硫酸) (3)丁 硫酸不是挥发性酸
10. 解析:检验SO2用品红溶液,故检验SO2前先检验H2O,即气体先通过无水硫酸铜,再通过品红溶液;如果B、C装置前后对调,则无法证明是否生成了H2O;SO2有毒,是大气污染物,故需用NaOH溶液除去。
答案:(1)b c(或c b) e d f
(2)白色粉末变蓝 品红溶液褪色 如果C装置放在B之前,则不能检验出反应是否有水生成
(3)吸收多余的SO2,防止污染大气
(4)2H2SO4(浓)+CuCuSO4+SO2↑+2H2O
B组
1. 解析:浓硫酸具有强氧化性,稀硫酸中H+具有氧化性,A项错误;浓硫酸可将有机物中H、O两种元素按水的组成比脱去,使蔗糖炭化变黑而成“黑面包”,表现了浓硫酸的脱水性,B项错误;浓硫酸在常温下可将铁、铝氧化,在其表面形成致密的氧化物薄膜而钝化,C项错误。
答案:D
2. 解析:浓硫酸在反应中表现出酸性时硫元素的化合价不变,硫元素仍以S形式存在;浓硫酸表现出氧化性时硫元素的化合价降低。C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O中硫元素的化合价降低,浓硫酸只表现强氧化性;Fe2O3+3H2SO4Fe2(SO4)3+3H2O中硫元素的化合价不变,浓硫酸只表现酸性;而Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,2FeO+4H2SO4Fe2(SO4)3+SO2↑+4H2O中都是有一部分硫元素化合价降低,一部分硫元素化合价不变。所以浓硫酸在A、C反应中既表现了酸性,又表现了氧化性。
答案:B
3. 解析:该反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,分析反应前后元素化合价的变化可知:浓硫酸既表现氧化性,又表现酸性,该反应为氧化还原反应,在该反应中,每2 mol H2SO4参加反应只有1 mol H2SO4被还原,因此还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶1。
答案:C
4. 解析:Cu与浓硫酸共热时发生反应:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,当生成标准状况下2.24 L SO2(0.1 mol)时,反应消耗0.1 mol Cu(6.4 g),消耗0.2 mol H2SO4,由于反应中有H2O生成,浓硫酸浓度不断降低,待变为稀硫酸时不再与Cu反应,故实验中m(Cu)≥6.4 g,n(H2SO4)>0.2 mol。
答案:B
5. 答案:(1)乙中品红溶液褪色 甲中溶液显蓝色 Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
(2)装置甲试管内溶液出现黑色浑浊 装置甲中试管上部有白雾 反应开始时铜片表面变黑并有气泡产生(任写两种)
(3)Na2CO3+SO2Na2SO3+CO2
2019年秋高中化学人教版必修1同步作业第4章 第4节：氨 硝酸 硫酸（3）含答案
第四节 氨 硝酸 硫酸
第3课时 硝酸的氧化性
A组
1.下列对于硝酸的认识,不正确的是( )
A.浓硝酸在见光或受热时会发生分解
B.铜与硝酸的反应属于置换反应
C.金属与硝酸反应不产生氢气
D.可用铁和铝制品盛装浓硝酸
2.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、98%的硫酸、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
3.相同质量的四份铜片,分别置于足量的下列酸中,所得到的气体的物质的量最多的是( )
A.浓硫酸 B.稀硫酸 C.浓硝酸 D.稀硝酸
4.取38.4 g铜与适量的浓硝酸反应,铜全部反应后,共收集到22.4 L(标准状况)气体,反应消耗HNO3的物质的量可能是( )
A.1 mol B.1.6 mol
C.2.2 mol D.2.4 mol
5.下列关于硫酸和硝酸的说法中,不正确的是( )
A.稀硫酸和稀硝酸都具有氧化性
B.浓硝酸在光照条件下变黄,说明浓硝酸不稳定,分解生成的有色产物溶于浓硝酸
C.在铜分别与浓硫酸和浓硝酸的反应中,两种酸都表现了强氧化性和酸性
D.浓硫酸和浓硝酸都具有很强的腐蚀性、脱水性
6.将相同质量的铜分别和过量的浓硝酸、稀硝酸反应,下列叙述正确的是( )
A.反应速率:两者相同
B.消耗硝酸的物质的量:前者多,后者少
C.反应生成气体的颜色:前者浅,后者深
D.反应中转移的电子总数:前者多,后者少
7.往两支分别装有浅绿色的Fe(NO3)2和FeSO4溶液的试管中分别逐滴加入稀盐酸时,溶液的颜色变化应该是( )
A.前者基本没有改变,后者变棕黄色
B.前者变棕黄色,后者也变棕黄色
C.前者变棕黄色,后者基本没有改变
D.前者、后者都基本没有改变
8.下列关于硝酸的说法中,正确的是( )
A.硝酸与金属反应时,主要是+5价的氮得电子
B.浓硝酸与浓盐酸按3∶1的体积比所得的混合物叫做王水
C.硝酸电离出的H+能被Zn、Fe等金属还原成H2
D.常温下,向浓硝酸中投入铁片,会产生大量红棕色气体
9.非金属单质A经如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:
ABCD
(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,B气体的大量排放被雨水吸收后形成了 而污染了环境。?
(2)若A在常温下为气体,C是红棕色的气体。
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。?
10.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为?
。?
(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?
?
?
。?
(4)若将12.8 g铜与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 。?
B组
1.如图表示Cu与HNO3反应的量的关系,问哪一点表示铜与稀硝酸反应中被还原的HNO3与Cu的量的关系( )
2.下图装置可用于制取、提纯并收集表格中的四种气体(a、b、c表示相应仪器中加入的试剂),其中可行的是( )
选项 气体 a b c
A NO2 浓硝酸 铜片 NaOH溶液
B SO2 浓硫酸 Cu 酸性KMnO4溶液
C NH3 浓氨水 生石灰 碱石灰
D CO2 稀硝酸 CaCO3 浓硫酸
3.14 g铜银合金与一定量某浓度的硝酸完全反应,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
4.铜和镁的合金4.6 g完全溶于浓硝酸,若反应中硝酸被还原只产生4 480 mL的NO2气体和336 mL N2O4气体(标准状况),在反应后的溶液中加入足量的NaOH溶液,生成沉淀的质量为( )
A.9.02 g B.8.51 g
C.8.26 g D.7.04 g
5.下图甲是学过的验证铜与浓硝酸反应的装置,乙、丙是师生对演示实验改进后的装置:
(1)甲、乙、丙三个装置中共同发生的反应的离子方程式是 。?
(2)和甲装置相比,乙装置的优点是?
。?
(3)为了进一步验证NO2和水的反应,某学生设计了丙装置。
①先关闭弹簧夹 ,再打开弹簧夹 ,才能使NO2气体充满②试管。?
②当气体充满②试管后,将铜丝提起,使之与溶液脱离,欲使烧杯中的水进入②试管应如何操作??
?
。?
6.在100 mL混合酸的溶液中,硝酸的物质的量浓度为0.5 mol·L-1,硫酸的物质的量浓度为0.15 mol·L-1,向其中加入5.76 g铜粉,微热,使其充分反应。
(1)溶液中Cu2+的物质的量浓度为 。?
(2)若要使5.76 g铜粉恰好完全溶解,且溶液中只存在一种盐,则原溶液中的硝酸的物质的量浓度为 ,硫酸的物质的量浓度为 。?
参考答案与解析
1. 解析:4HNO3(浓)4NO2↑+O2↑+2H2O,A正确;铜与浓、稀硝酸反应的还原产物分别是NO2和NO,没有单质生成,故不属于置换反应,B错误;硝酸是氧化性酸,金属与硝酸反应均不产生H2,而生成水,C正确;铁与铝遇冷浓硝酸钝化,故可用铁或铝制容器盛装浓硝酸,D正确。
答案:B
2. 答案:D
3. 解析:根据化学方程式可知,铜与浓硝酸反应产生的NO2的物质的量最多。
答案:C
4. 解析:可以将硝酸分成体现酸性的硝酸和体现氧化性的硝酸,体现酸性的硝酸可以根据反应的铜的物质的量计算出来,0.6 mol铜反应,生成硝酸铜0.6 mol,所以体现酸性的硝酸为1.2 mol。根据N守恒,22.4 L气体不论是NO2还是NO,还是两者的混合物,只要是22.4 L(标准状况下),被还原的N的物质的量就是被还原硝酸的物质的量,所以是1 mol。因此反应的硝酸共2.2 mol。也可以应用守恒思想,计算出22.4 L(标准状况)气体中一氧化氮和二氧化氮各多少升。根据电子守恒,0.6 mol铜共失去电子1.2 mol,说明硝酸转化成氮的氧化物时得到1.2 mol电子。设NO的物质的量为x,NO2的物质的量为y。则有:3x+y=1.2 mol,x+y=1 mol。因此可以求出两种氮的氧化物的物质的量和体积。
答案:C
5. 解析:浓硝酸显黄色是因为分解产生的NO2溶解其中,B正确;浓硝酸不具有脱水性,D错误。
答案:D
6. 解析:比较反应Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O和3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O可知,当Cu的质量相同、HNO3过量时,两个反应中转移的电子数目相同,消耗的HNO3前者多,生成气体的颜色前者深。浓硝酸的氧化性比稀硝酸强,浓硝酸与铜反应的速率比稀硝酸快得多。
答案:B
7. 解析:Fe2+和N、S在溶液中可以大量共存,但加入盐酸后,N在酸性条件下表现出强氧化性,把Fe2+氧化成Fe3+,溶液由浅绿色变成棕黄色。S与H+在水溶液中不能结合成浓硫酸,不能把Fe2+氧化成Fe3+,溶液颜色基本没变。
答案:C
8. 解析:硝酸是一种强氧化性的酸,它的氧化性主要是由+5价的氮元素表现出来的;王水中浓盐酸与浓硝酸的体积比是3∶1;硝酸是强氧化性酸,与金属反应,一般不产生H2;常温下浓硝酸能使Fe钝化,不会产生大量红棕色气体。
答案:A
9. 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N2,D为HNO3,浓硝酸可与Cu反应:4HNO3(浓)+CuCu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。此反应有元素化合价升降变化,属于氧化还原反应。
答案:(1)①H2SO4 ②酸雨 (2)①N2 NO2 ②Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 属于
10. 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(NOx)==0.25 mol,故根据氮原子守恒可知,消耗n(HNO3)=2n(Cu)+n(NOx)=2×+0.25 mol=0.65 mol。
答案:(1)Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 溶液逐渐变蓝,有红棕色气体逸出
(2)3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(3)加入稀硫酸后,H+与原溶液中的N构成强氧化性的环境,又能与过量的Cu反应,离子方程式3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O
(4)0.65 mol
B组
1. 解析:Cu与稀硝酸反应的化学方程式为3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,由化学方程式可知参加反应的硝酸只有被还原,故被还原的HNO3与Cu的关系为:3Cu~2HNO3(还原),A正确。
答案:A
2. 解析:A项,氢氧化钠溶液会吸收生成的NO2,最后收集不到NO2;B项,铜与浓硫酸反应需要加热,故该装置不可行,另外,不能用酸性KMnO4溶液提纯,二者发生反应;C项,碱石灰是固体干燥剂,而题给的装置适用于液体干燥剂且收集NH3不能用向上排空气法。
答案:D
3. 解析:铜银合金与HNO3反应过程如下:
Cu、AgNO2、NOHNO3
Cu、Ag与HNO3反应是氧化还原反应,Cu、Ag失电子,HNO3得电子,生成NO2或NO。由于NO2、NO、O2都被水吸收生成HNO3,即NO2、NO又将电子转移给O2,所以在整个反应过程中,相当于Cu、Ag失的电子转移给0.05 mol O2,0.05 mol O2得电子物质的量=0.05 mol×4=0.2 mol。设Cu的物质的量为x、Ag的物质的量为y,则有:
解之得,
所以铜的质量为:m(Cu)=0.05 mol×64 g·mol-1=3.2 g。
答案:D
4. 解析:n(NO2)=0.2 mol,n(N2O4)=0.015 mol,由HNO3转变为NO2、N2O4过程中得电子的物质的量为n=0.2 mol+0.015 mol×2=0.23 mol,由得失电子守恒知:2n(Cu)+2n(Mg)=0.23 mol,64 g·mol-1×n(Cu)+24 g·mol-1×n(Mg)=4.6 g,知n(Mg)=0.069 mol,n(Cu)=0.046 mol,沉淀总质量为m=0.046 mol×98 g·mol-1+0.069 mol×58 g·mol-1=8.51 g。
答案:B
5. 解析:(1)三装置中发生的都是铜与浓硝酸的反应:Cu+4H++2NCu2++2NO2↑+2H2O。(2)乙装置有尾气吸收装置而甲装置没有,所以,乙比甲环保;并且,甲中铜片与浓硝酸的反应不能控制(直到反应完毕为止),而乙装置可通过提拉铜丝来控制铜丝与浓硝酸接触与否,从而可以控制反应的进行。(3)②此问是仿照使密闭容器中NH3与水接触形成喷泉的操作方法而设立的,也可使用原来的方法完成此操作:先关闭b,再关闭a,然后打开c,用手焐住(热水、热毛巾加热)试管②。
答案:(1)Cu+4H++2NCu2++2NO2↑+2H2O
(2)①可以控制反应进行;②吸收NO2气体,防止污染环境
(3)①c a、b ②先关闭b,再关闭a,然后打开c,用手焐住(热水、热毛巾加热)试管②(合理答案均可)
6. 解析:(1)由题意计算得:n(N)=0.05 mol,n(H+)=0.08 mol,n(Cu)=0.09 mol,由离子方程式3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O判断H+不足,则根据H+的量求算产生的Cu2+的量。
生成n(Cu2+)=0.03 mol,c(Cu2+)=0.3 mol·L-1。
(2)3Cu + 8H+ + 2N3Cu2++2NO↑+4H2O
0.09 mol 0.24 mol 0.06 mol
c(HNO3)=0.6 mol·L-1 c(H2SO4)=0.9 mol·L-1
答案:(1)0.3 mol·L-1
(2)0.6 mol·L-1 0.9 mol·L-1
