内容正文:
重难点01浓硫酸、浓硝酸的性质与反应计算
内容概览
考向1 浓硫酸的性质
考向2 浓硝酸的性质
考向3 金属与浓硫酸的计算
考向4 金属与浓硝酸的计算
考向1 浓硫酸的性质
1.(23-24高一下·河北精英中学·期末)浓硫酸是实验室常用的试剂之一。将浓硫酸分别和三种钠盐反应,现象如图所示。下列分析正确的是
A.①②③均体现了浓硫酸的强氧化性
B.对比①和②可以说明还原性:
C.②中试管口白雾是盐酸小液滴,说明酸性:
D.③中气体使溴水褪色的原理与使品红溶液褪色的原理不同
2.(23-24高一下·河北衡水·联考)下列有关浓硫酸的叙述正确的是
①浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化
②浓硫酸与铜加热反应后,铜片有剩余,硫酸完全反应
③浓硫酸具有脱水性,因而能使蔗糖炭化
④浓硫酸是一种干燥剂,能够干燥氨气、氢气等气体
⑤浓硫酸与铁加热反应后,铁片有剩余,生成的气体除水蒸气外还有和
⑥浓硫酸具有强氧化性,具有还原性,所以浓硫酸不能干燥
A.①②⑤ B.①②⑥ C.①③⑤ D.③④⑤
3.(23-24高一下·河北辛集中学·期中)某小组设计实验探究铜和浓硫酸反应产物的装置如图所示:
记录实验现象如表所示:.
试管
①
②
③
实验现象
铜完全溶解后,溶液仍为无色,有白雾、灰白掺杂的黑色固体产生
有大量白色沉淀产生
有少量白色沉淀产生
已知:浓硫酸的沸点约为338℃;实验中可能有、生成,都是难溶于水、难溶于稀硫酸的黑色固体。
下列关于实验操作或实验结论的叙述正确的是
A.为防止实验时压强过大,可将玻璃管拉出液面以上
B.为了检验试管①中的固体成分,实验结束后,取下试管①并向其中加入适量的水
C.试管②和③中白色沉淀的主要成分都是
D.用浓氨水吸收尾气防污染
4.(23-24高一下·河北内邱中学·期末)浓硫酸和木炭在加热的条件下可发生化学反应。为检验反应后混合气体的成分,某同学设计如图所示的实验,下列说法错误的是
A.A中盛放硫酸铜粉末,用于检验混合气体中的
B.B中溶液褪色可证明有二氧化硫生成
C.将C中酸性高锰酸钾溶液替换成滴有酚酞的氢氧化钠溶液,不会影响实验检验结果
D.酸性高锰酸钾溶液不完全褪色,D中溶液变浑浊,可证明有二氧化碳生成
5.(23-24高一上·河北衡水二中·期末)下列气体中,既可以用浓硫酸干燥,又可以用固体干燥的是
A. B. C. D.
考向2 浓硝酸的性质
6.(23-24高一下·河北石家庄·联考)关于硝酸的说法中不正确的是
A.浓硝酸保存在棕色细口瓶中
B.Cu可以溶解在稀硝酸中,并生成H2
C.硝酸与金属反应时,氧化性主要是由+5价的氮元素表现的
D.常温下,可用铁制容器盛放浓硝酸
7.(23-24高一上·河北唐山一中·期末)关于铜与浓硝酸的反应:(浓),下列说法不正确的是
A.是氧化产物
B.硝酸既体现氧化性又体现酸性
C.生成时转移电子数为
D.氧化剂与还原剂的物质的量之比为4:1
8.(23-24高一上·河北高碑店一中·期末)根据实验操作和现象得出的结论正确的是
选项
实验操作和现象
实验结论
A
向某溶液中滴加氯水,再加溶液,溶液变为红色
该溶液中含有
B
向酸性溶液中滴加溶液,紫红色褪去
具有漂白性
C
常温下将铁片投入浓硝酸中,无明显变化
常温下铁与浓硝酸不反应
D
向滤纸表面滴加浓硫酸,滤纸变黑
浓硫酸具有脱水性
9.(23-24高一下·河北石家庄二十四中·期末)硫酸和硝酸是重要的化工原料,下列有关硫酸和硝酸的叙述错误的是
A.常温运输时,可用铁制容器盛装浓硫酸或浓硝酸
B.工业制硫酸的原理:
C.浓硫酸、浓硝酸久置于空气中,溶液浓度均变小,两者原理不相同
D.浓硫酸、浓硝酸分别与铜反应均体现浓硫酸、浓硝酸的强氧化性和酸性
10.(23-24高一下·河北故城中学 ·期末)某实验小组同学利用如图所示装置(夹持装置已略去)进行铜丝和浓硝酸的探究实验,下列说法正确的是
A.具支试管中的现象是有无色气泡产生,溶液变为蓝色
B.实验开始后,烧杯的溶质可能有、
C.若消耗0.1molCu,则被还原的为0.4mol
D.若把铜丝换成铁丝,反应更剧烈
考向3 金属与浓硫酸的计算
11.(23-24高一下·河北沧州二中 ·期中)将一定量的锌与100 mL 18.5mol·L-1的浓硫酸充分反应后,锌完全溶解,同时生成气体Y 33.6L(在标准状况下)。将反应后的溶液稀释到1L,测得溶液的c(H+) = 0.1 mol·L-1,则下列叙述不正确的是
A.气体Y是SO2和H2的混合物 B.气体Y中SO2和H2的体积比为4∶1
C.反应中共消耗锌97.5 g D.反应中共转移电子3 mol
12.(23-24高一下·河北霸州一中·期末)将一定量的锌、镁合金与浓硫酸充分反应后,固体完全溶解,同时生成气体(生成气体全部逸出,测定条件为标准状况)。将反应后的溶液稀释到,测得稀释后溶液中的浓度为。向反应后的溶液中加入溶液时,所得沉淀质量最大,其质量为。下列叙述中不正确的是
A.该过程转移的电子数为
B.该合金中锌和镁的物质的量之和为
C.该实验所用溶液的浓度是
D.沉淀质量最大时,溶液中所含溶质的质量为
13.(23-24高一下·河北石家庄·期末)向含和的混合稀溶液中缓慢加入铁粉,其氧化产物与所加铁粉的物质的量的关系如图所示,下列说法正确的是
A.a点时溶质为
B.b点溶液中为
C.d点溶液中为
D.a点之前的反应的离子方程式为
14.(23-24高一上·河北沙河二中·期末)有某硫酸和硝酸的混合溶液20mL,其中含有硫酸的浓度为2mol/L,含硝酸的浓度为1mol/L,现向其中加入3.2g铜粉,充分反应后(假设只生成NO气体),最多可收集到气体的物质的量为
A.0.004 mol B.0.005mol C.0.01mol D.0.02mol
15.(23-24高一上·河北·联考)有某硫酸和硝酸的混合溶液20mL,其中含有硫酸的浓度为2mol/L,含硝酸的浓度为1mol/L,现向其中加入3.2g铜粉,充分反应后(假设只生成NO气体),最多可收集到气体的物质的量为
A.0.004 mol B.0.005mol C.0.01mol D.0.02mol
考向4 金属与浓硝酸的计算
16.(23-24高一下·河北存瑞中学·期末)足量铜与一定量的浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和(忽略向的转化)、的混合气体3.36L(已折算成标准状况),这些气体与一定体积的氧气混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入2mol/L氢氧化钠溶液至铜离子恰好完全沉淀时消耗氢氧化钠溶液的体积是150mL。下列说法不正确的是
A.混合气体中含和的体积之比为1:1
B.标况下消耗氧气的体积为1.58L
C.此反应过程中转移的电子为0.3mol
D.原浓硝酸含溶质的物质的量为0.45mol
17.(23-24高一下·河北石家庄·期末)测得铁与不同浓度硝酸反应时各还原产物的物质的量相对含量与硝酸溶液浓度的关系如图所示:下列说法正确的是
A.硝酸的浓度越大,其产物中低价态的N元素成分越多
B.硝酸与铁反应往往同时生成多种含氮的氧化产物
C.铁能与大于12.2molLHNO3溶液反应说明不存在“钝化”现象
D.已知上述反应条件下,反应后铁以Fe3+形式存在于溶液中,当硝酸浓度为9.75mol/L时氧化剂与还原剂的物质的量之比为15∶13
18.(23-24高一下·河北邯郸·联考)一定条件下,将和一定浓度的反应,当反应完全时,反应中生成的气体是(反应中无其它还原产物),则反应中消耗的物质的量为
A.0.192mol B.0.176mol C. D.0.112mol
19.(23-24高一下·河北沧州·联考)在标准状况下将6.40g铜粉投入一定量浓中,随着铜粉的溶解,反应生成的气体颜色逐渐变浅,当铜粉完全溶解后,共收集到含和NO的混合气体0.12mol,以下说法正确的是
A.在该反应中只体现了强氧化性
B.该反应消耗物质的量为0.32mol
C.收集到混合气体中和NO的物质的量之比为1:2
D.向反应后的溶液中,再加入少量铜粉和稀硫酸,铜粉不再溶解
20.(23-24高一下·河北衡水·联考)将铜完全溶于浓硝酸,产生和的混合气体,将该混合气体与通入溶液中,气体恰好被完全吸收形成硝酸钠溶液。(气体体积均已折算成标准状况)下列说法错误的是
A.铜的质量为
B.所用溶液的浓度为
C.参加反应的硝酸的物质的量为
D.相同条件下,混合气体中与的体积比为
1.(23-24高一上·河北石家庄二中·期末)下图为铜丝与浓硫酸反应并验证其产物性质的实验装置(a~d均为浸有相应试液的棉花)。下列分析不正确的是
A.①反应体现的酸性与氧化性
B.可观察到a处变红,b、c处均褪色
C.若浓硫酸为0.1mol,产生的
D.为确认有硫酸铜生成,向①中加水,观察颜色变化
2.(23-24高一上·河北石家庄实验中学·期末)蔗糖与浓硫酸发生作用的主要过程和现象如图所示,下列说法不正确的是
A.在进行该实验时,需要全程佩戴护目镜
B.浓硫酸滴入蔗糖后,需要用玻璃棒不断搅拌
C.白色固体变黑色,主要体现了浓硫酸的酸性
D.固体膨胀变大,说明实验中有大量气体产生
3.(23-24高一上·河北涿州一中·期末)工业上用黄铁矿为原料制备硫酸的流程如下图(部分反应条件已略去)。下列相关说法正确的是
A.黄铁矿主要成分的化学式为
B.物质X常为的浓硫酸
C.步骤②中能完全转化为
D.图中每一步含硫物质均发生了氧化反应
4.(23-24高一上·河北精英中学 ·期末)验证浓硫酸与木炭在加热条件下反应的产物的实验装置图如图,下列说法错误的是
A.装置A中的实验现象是白色固体变蓝色
B.装置B中品红溶液褪色说明产物中有
C.装置C、D中试剂可能分别为酸性高锰酸钾溶液、澄清石灰水
D.若装置D中澄清石灰水变浑浊证明,则一定能证明产物中含有
5.(23-24高一上·河北安国中学·期末)常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.澄清透明的溶液中:、、、
B.溶液:、、、
C.滴入酚酞呈红色的溶液:、、、
D.能溶解并放出氢气的溶液:、、、
6.(23-24高一上·河北定州二中 ·期末)下列离子方程式正确的是
A.向溶液中通入等物质的量的:
B.将磁性氧化铁溶于硝酸:
C.过量通入溶液中:
D.用醋酸和淀粉-溶液检验加碘盐中的:
7.(23-24高一上·河北泊头一中·期末)38.4gCu与一定量浓硝酸恰好完全反应生成氮的氧化物,这些氧化物恰好溶解在NaOH溶液中得到和的混合溶液,反应过程及有关数据如图所示
下列有关判断不正确的是
A.硝酸在反应中既体现氧化性又体现酸性
B.氮的氧化物和NaOH溶液反应时,NO作还原剂
C.混合气体中的物质的量是0.2mol
D.若浓硝酸体积为200mL,则其物质的量浓度为11mol/L
8.(23-24高一下·河北沧州二中·期末)在的溶液中,加入,全部溶解,假设还原产物只有和,将反应后的溶液用蒸馏水稀释至时,测得的浓度为,下列说法错误的是
A.反应中,体现的酸性和氧化性
B.当时,生成的物质的量为
C.反应后的溶液稀释后,为
D.若a的值增大,则产生和的体积比增大
9.(23-24高一下·河北石家庄·期末)如图所示的物质转化关系中,是能使带火星木条复燃的无色、无味气体,的相对分子质量比的大18,是一种紫红色金属单质(反应示件和部分生成物未列出)。下列叙述错误的是
A.属于化合物 B.中原子利用率为
C.的浓溶液可以使用铝制容器进行储存和运输 D.反应②在常温下即可进行
10.(23-24高一下·河北固安一中·期末)一定温度下,探究铜与稀的反应,在注射器中进行如下实验。
下列说法不正确的是
A.I中生成无色气体的反应:
B.II中气体变为红棕色,发生了反应:
C.Ⅲ中的反应速率比I中的大,原因是溶于水使的浓度:Ⅲ>I
D.当注射器的活塞不再移动时,再抽入稀,可以继续溶解
11.(23-24高一下·河北衡水二中 ·期末)实验研究发现,金属与硝酸发生氧化还原反应时,硝酸的浓度越稀,对应还原产物中氮元素的化合价越低。现有一定量铝粉和铁粉的混合物与一定体积某浓度的稀硝酸充分反应,反应过程中无气体放出(已知硝酸的还原产物是)。在反应结束后的溶液中,逐滴加入的溶液。所加溶液的体积(mL)与产生的沉淀的物质的量关系如图所示。下列说法错误的是
A.
B.b与a的差值为
C.反应结束后的溶液显酸性
D.原硝酸溶液中含硝酸的物质的量为
12.(23-24高一下·河北故城中学·期末)向含有和的混合溶液中加入过量的铜片,待反应不再产生气泡时,若反应后溶液的体积仍为,则下列说法正确的是
A.反应后溶液中
B.反应后溶液中的溶质为和
C.反应后产生的气体在标准状况下的体积为
D.反应后的浓度仍为
13.(23-24高一下·河北冀州中学·期末)将1.76g镁铜合金投入20mL一定浓度的硝酸中,合金完全溶解,产生NO和NO2混合气体896mL(不考虑其他气体,体积折算为标准状况下,假设此条件下NO2为气态),反应结束后向溶液中加入120mL1mol·L-1NaOH溶液,恰好使溶液中的金属阳离子全部转化为沉淀3.12g。若将盛有896mL该混合气体的容器倒扣在水中,通入一定体积的氧气,恰好可将该混合气体完全转化。下列说法错误的是
A.Mg与Cu的物质的量比值为3:1 B.NO和NO2的体积比为1:1
C.原硝酸的浓度为8mol·L-1 D.通入的O2的体积(标准状况下)V=448mL
14.(23-24高一上·河北安国中学·期末)1.12g铜镁合金完全溶解于50mL63%的浓硝酸(密度为)中,得到和的混合气体1120mL(换算为标准状况),(忽略反应前后溶液体积变化)。向反应后的溶液中逐滴加入溶液,当金属离子刚好全部沉淀,得到2.14g沉淀。下列说法正确的是
A.该合金中
B.合金完全溶解时,溶液中
C.刚好得到2.14g沉淀时,加入溶液的体积是640mL
D.和的混合气体中,的体积分数是20%
15.(23-24高一下·河北遵化一中·期末)查资料知:一般情况下,不同浓度的硝酸与金属反应,硝酸的浓度越小,还原产物中低价态的成分所占比例越多。如图表示铁与不同浓度硝酸反应时的主要还原产物()及含量,下列说法错误的是
A.曲线代表的还原产物分别为和
B.浓硝酸与少量的铁粉完全反应,生成和的物质的量之比约为
C.56g铁粉与足量稀硝酸完全反应,此反应过程中表现酸性的的总质量为
D.P点时,生成与物质a转移电子的物质的量之比为
16.(23-24高一上·河北秦皇岛 ·联考)某小组同学利用下面的装置探究硫的化合物与氮的化合物的性质:
(1)装置A中碳粉与浓硫酸发生反应的化学方程式是 。试纸发生的变化为 。
(2)装置B中发生反应的离子方程式是 。
(3)装置C中的现象为 。发生反应的化学方程式是 。
(4)装置E中的实验现象为 。据此现象甲同学认为E中发生的反应是 。乙同学不同意,他的理由是 。
(5)乙同学通过 现象,确认F中生成了,F中发生反应的离子方程式是 。
(6)实验过程中装置D中出现白色沉淀,该沉淀的成分可能是_______(填序号)。
A. B. C. D.
(7)实验后,小组同学将D中混合物过滤,取少量滤液,加入溶液,产生白色沉淀。过滤洗涤,向沉淀中加入稀盐酸,沉淀不溶解。甲同学据此认为可被氧化,乙同学不同意,他的理由是 。
(8)A、D、F中使长颈漏斗的共同目的是 。
17.(23-24高一上·河北唐山·期末)某学习小组为探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱,按如图所示装置进行实验(夹持仪器已略去)。实验表明:浓硝酸能将氧化成,而稀硝酸不能氧化。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。
可选药品:浓硝酸、稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及。
已知:溶液不与反应,能与发生反应。
请回答下列问题:
(1)装置①中发生反应的离子方程式是 。
(2)装置②的作用是 ,发生反应的化学方程式是 。
(3)装置③④中盛放的药品依次是 、 。
(4)滴加浓硝酸之前,应先检查装置的气密性,再加上药品,紧接着的操作是: 。
(5)该小组得出的结论所依据的实验现象是 。
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重难点01浓硫酸、浓硝酸的性质与反应计算
内容概览
考向1 浓硫酸的性质
考向2 浓硝酸的性质
考向3 金属与浓硫酸的计算
考向4 金属与浓硝酸的计算
考向1 浓硫酸的性质
1.(23-24高一下·河北精英中学·期末)浓硫酸是实验室常用的试剂之一。将浓硫酸分别和三种钠盐反应,现象如图所示。下列分析正确的是
A.①②③均体现了浓硫酸的强氧化性
B.对比①和②可以说明还原性:
C.②中试管口白雾是盐酸小液滴,说明酸性:
D.③中气体使溴水褪色的原理与使品红溶液褪色的原理不同
【答案】D
【解析】根据实验①的现象得到红棕色气体溴单质,根据实验②的现象得到白雾即HCl,实验③中产生二氧化硫,②③均不是氧化还原反应,因此只有实验①中体现了浓硫酸的强氧化性,故A错误;根据实验①的现象得到红棕色气体溴单质,根据实验②的现象得到白雾即HCl,因此对比①和②可以说明浓硫酸能氧化溴离子但不能氧化氯离子,则还原性:Br->Cl-,故B错误;②中试管口白雾是HCl遇水蒸气所致,说明HCl易挥发,说明沸点:H2SO4>HCl,不能比较酸性强弱,故C错误;反应③生成二氧化硫气体,二氧化硫具有漂白性能使品红溶液褪色,二氧化硫使溴水褪色,是因为二氧化硫具有还原性,使品红溶液褪色的原理不同,故D正确;故选D。
2.(23-24高一下·河北衡水·联考)下列有关浓硫酸的叙述正确的是
①浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化
②浓硫酸与铜加热反应后,铜片有剩余,硫酸完全反应
③浓硫酸具有脱水性,因而能使蔗糖炭化
④浓硫酸是一种干燥剂,能够干燥氨气、氢气等气体
⑤浓硫酸与铁加热反应后,铁片有剩余,生成的气体除水蒸气外还有和
⑥浓硫酸具有强氧化性,具有还原性,所以浓硫酸不能干燥
A.①②⑤ B.①②⑥ C.①③⑤ D.③④⑤
【答案】C
【解析】①浓硫酸具有强氧化性,在常温下能够使铁、铝等金属钝化,①正确;
②Cu和浓硫酸在加热条件下发生反应,随着反应的进行,浓硫酸逐渐变成稀硫酸,稀硫酸不与铜反应,②错误;
③浓硫酸具有脱水性,按照水分子中氢氧比例夺取其它物质里的氢氧原子,因而能使蔗糖炭化,③正确;
④浓硫酸是一种干燥剂,能够干燥氢气等气体,但氨气是碱性气体,会与硫酸反应,不能用浓硫酸干燥,④错误;
⑤浓硫酸与铁加热反应后,先生成SO2,后硫酸变稀,与铁反应生成氢气,若铁片有剩余,则生成的气体除水蒸气外还有氢气和,⑤正确;
⑥浓硫酸中的硫为+6价,二氧化硫中的硫为+4价,无中间价态,二者不反应,浓硫酸可以干燥,⑥错误;
综上所述①③⑤正确,故选C。
3.(23-24高一下·河北辛集中学·期中)某小组设计实验探究铜和浓硫酸反应产物的装置如图所示:
记录实验现象如表所示:.
试管
①
②
③
实验现象
铜完全溶解后,溶液仍为无色,有白雾、灰白掺杂的黑色固体产生
有大量白色沉淀产生
有少量白色沉淀产生
已知:浓硫酸的沸点约为338℃;实验中可能有、生成,都是难溶于水、难溶于稀硫酸的黑色固体。
下列关于实验操作或实验结论的叙述正确的是
A.为防止实验时压强过大,可将玻璃管拉出液面以上
B.为了检验试管①中的固体成分,实验结束后,取下试管①并向其中加入适量的水
C.试管②和③中白色沉淀的主要成分都是
D.用浓氨水吸收尾气防污染
【答案】C
【分析】浓硫酸和铜反应生成二氧化硫、硫酸铜,实验中可能有、生成,生成气体通过氯化钡溶液检验性质,尾气处理防止污染;
【解析】将玻璃管拉出液面以上会使生成的污染性气体逸出,A错误;
B.反应后的溶液仍为浓硫酸,应该将反应后液体沿器壁慢慢注入水中,B错误;二氧化硫和氯化钡不反应,硫酸酸雾进入试管②中生成硫酸钡沉淀,③中少量白色沉淀是水溶液中二氧化硫被氧气氧化生成硫酸钡沉淀,②和③中白色沉淀的主要成分都是,C正确;浓氨水具有挥发性,也会产生污染,D错误;故选C。
4.(23-24高一下·河北内邱中学·期末)浓硫酸和木炭在加热的条件下可发生化学反应。为检验反应后混合气体的成分,某同学设计如图所示的实验,下列说法错误的是
A.A中盛放硫酸铜粉末,用于检验混合气体中的
B.B中溶液褪色可证明有二氧化硫生成
C.将C中酸性高锰酸钾溶液替换成滴有酚酞的氢氧化钠溶液,不会影响实验检验结果
D.酸性高锰酸钾溶液不完全褪色,D中溶液变浑浊,可证明有二氧化碳生成
【答案】C
【分析】浓硫酸与木炭粉反应生成二氧化硫和二氧化碳,二氧化硫可以使品红褪色,二氧化硫也会使酸性高锰酸钾溶液褪色,二氧化碳使澄清石灰水变浑浊,据此分析解题。
【解析】混合气体中的可用硫酸铜固体检验,无水硫酸铜遇水变蓝,A项正确;二氧化硫具有漂白性使品红褪色,可证明产物中含有二氧化硫,B项正确;若用滴有酚酞的氢氧化钠溶液代替高锰酸钾溶液,则二氧化碳会被吸收,无法检验二氧化碳,C项错误;酸性高锰酸钾溶液不完全褪色,说明二氧化硫已吸收完全,澄清石灰水变浑浊,可证明产物中含有二氧化碳,D项正确;故选C。
5.(23-24高一上·河北衡水二中·期末)下列气体中,既可以用浓硫酸干燥,又可以用固体干燥的是
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据物质的性质进行分析,浓硫酸具有吸水性,能用于干燥酸性气体和中性气体,氢氧化钠具有易吸水潮解的性质,可以用于干燥碱性气体和中性气体,故能被浓硫酸干燥,又可以用氢氧化钠固体干燥是中性气体,据此即可解答。
【解析】二氧化碳是酸性气体,能与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水,不能用氢氧化钠干燥,A不符合题意;能与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,不能用氢氧化钠干燥,B不符合题意;是酸性气体,能与氢氧化钠反应,不能用氢氧化钠干燥,C不符合题意;氧气是中性气体,既不与浓硫酸反应,也不与氢氧化钠反应,因此既可以用浓硫酸干燥,又可以用固体干燥,D符合题意;故选D。
考向2 浓硝酸的性质
6.(23-24高一下·河北石家庄·联考)关于硝酸的说法中不正确的是
A.浓硝酸保存在棕色细口瓶中
B.Cu可以溶解在稀硝酸中,并生成H2
C.硝酸与金属反应时,氧化性主要是由+5价的氮元素表现的
D.常温下,可用铁制容器盛放浓硝酸
【答案】B
【解析】浓硝酸见光易分解,保存在棕色细口瓶中,A正确;铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,不能生成氢气,B错误;硝酸中+5价氮元素的氧化性强于氢离子,当硝酸与金属反应时,主要是+5价的氮元素得电子表现氧化性,C正确;金属铁在浓硝酸中会产生钝化,表面生成的致密氧化膜阻碍铁继续与浓硝酸反应,D正确;故选B。
7.(23-24高一上·河北唐山一中·期末)关于铜与浓硝酸的反应:(浓),下列说法不正确的是
A.是氧化产物
B.硝酸既体现氧化性又体现酸性
C.生成时转移电子数为
D.氧化剂与还原剂的物质的量之比为4:1
【答案】D
【分析】根据方程式可知,Cu为还原剂,硝酸铜为氧化产物,4molHNO3中2mol体现酸性,2mol体现氧化性,NO2为还原产物,生成2molNO2转移2mol电子,据此回答。
【解析】根据分析可知,是氧化产物,A正确;根据分析可知,硝酸既体现氧化性又体现酸性,B正确;生成2molNO2转移2mol电子,所以生成时转移电子数为,C正确;根据分析可知,氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1,D错误;故选D。
8.(23-24高一上·河北高碑店一中·期末)根据实验操作和现象得出的结论正确的是
选项
实验操作和现象
实验结论
A
向某溶液中滴加氯水,再加溶液,溶液变为红色
该溶液中含有
B
向酸性溶液中滴加溶液,紫红色褪去
具有漂白性
C
常温下将铁片投入浓硝酸中,无明显变化
常温下铁与浓硝酸不反应
D
向滤纸表面滴加浓硫酸,滤纸变黑
浓硫酸具有脱水性
【答案】D
【解析】向某溶液中先滴加氯水,再加溶液,溶液变为红色,原溶液中可能含有Fe3+,不一定含有Fe2+,A错误;向酸性溶液中滴加溶液,紫红色褪去,是因为具有还原性,将还原,而不是具有漂白性,B错误;常温下将铁片投入浓硝酸中,无明显变化,并不是铁与浓硝酸不反应,而是发生了钝化,在铁表面形成了一层致密的氧化膜,阻止了反应的进一步进行,C错误;向滤纸表面滴加浓硫酸,滤纸变黑,是因为浓硫酸具有脱水性,能将滤纸中的氢、氧元素按水的组成比脱去,使滤纸碳化变黑,D正确;故选D。
9.(23-24高一下·河北石家庄二十四中·期末)硫酸和硝酸是重要的化工原料,下列有关硫酸和硝酸的叙述错误的是
A.常温运输时,可用铁制容器盛装浓硫酸或浓硝酸
B.工业制硫酸的原理:
C.浓硫酸、浓硝酸久置于空气中,溶液浓度均变小,两者原理不相同
D.浓硫酸、浓硝酸分别与铜反应均体现浓硫酸、浓硝酸的强氧化性和酸性
【答案】B
【解析】浓硫酸、浓硝酸具有强氧化性,常温下,铁在浓硝酸、浓硫酸中被氧化生成致密的氧化膜,阻止反应进一步进行,发生钝化,故常温运输时,可用铁制容器盛装浓硫酸或浓硝酸,故A项正确;为避免形成酸雾,降低SO3的吸收率,SO3应该用98.3%的硫酸吸收,故B项错误;浓硝酸易挥发,浓硫酸具有吸水性,露置于空气中,溶液浓度均降低,原理不同,故C项正确;浓硫酸、浓硝酸分别与铜反应,生成硫酸铜、硝酸铜,SO2、NO2和水,均体现浓硫酸、浓硝酸的强氧化性和酸性,故D项正确;故选B。
10.(23-24高一下·河北故城中学 ·期末)某实验小组同学利用如图所示装置(夹持装置已略去)进行铜丝和浓硝酸的探究实验,下列说法正确的是
A.具支试管中的现象是有无色气泡产生,溶液变为蓝色
B.实验开始后,烧杯的溶质可能有、
C.若消耗0.1molCu,则被还原的为0.4mol
D.若把铜丝换成铁丝,反应更剧烈
【答案】B
【解析】 铜与浓硝酸反应生成二氧化氮气体和硝酸铜,具支试管中的现象是有红棕气泡产生,溶液变为蓝色,故A错误; 二氧化氮与NaOH溶液反生成、,实验开始后,烧杯的溶质可能有、和水,故B正确; 由关系式Cu~2(被还原),若消耗0.1molCu,则被还原的为0.2mol,故C错误; 若把铜丝换成铁丝,会发生钝化,故D错误;故选B。
考向3 金属与浓硫酸的计算
11.(23-24高一下·河北沧州二中 ·期中)将一定量的锌与100 mL 18.5mol·L-1的浓硫酸充分反应后,锌完全溶解,同时生成气体Y 33.6L(在标准状况下)。将反应后的溶液稀释到1L,测得溶液的c(H+) = 0.1 mol·L-1,则下列叙述不正确的是
A.气体Y是SO2和H2的混合物 B.气体Y中SO2和H2的体积比为4∶1
C.反应中共消耗锌97.5 g D.反应中共转移电子3 mol
【答案】B
【分析】浓硫酸与锌反应生成二氧化硫气体,随着反应的进行,硫酸的浓度逐渐降低,继续与锌反应生成氢气,所以33.6L气体为二氧化硫和氢气的混合物,生成气体的物质的量为:=1.5mol,溶液稀释至1L,测得溶液中c(H+)=0.1mol·L-1,,所以溶液剩余硫酸的物质的量为0.05mol,参加反应的n(H2SO4)=0.1L×18.5mol/L−0.05mol=1.8mol,随着反应的进行,硫酸的浓度逐渐减小,设反应生成xmolSO2,ymolH2,则
,,则有:x+y=1.5,2x+y=1.8,解之得x=0.3,y=1.2,所以反应会生成0.3mol的二氧化硫和1.2mol的氢气,据此分析;
【解析】根据上述分析可知,气体为二氧化硫和氢气的混合物,A正确;由上述分析可知,V(SO2):V(H2)=1:4,B错误;反应中共消耗金属Zn的质量m(Zn)=(0.3mol+1.2mol)×65g/mol=97.5g,C正确;在反应Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+2H2O中,生成0.3mol的二氧化硫转移电子为0.6mol,反应Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑中,生成1.2mol氢气转移电子2.4mol,所以反应中共转移3mol电子,D正确;故选B。
12.(23-24高一下·河北霸州一中·期末)将一定量的锌、镁合金与浓硫酸充分反应后,固体完全溶解,同时生成气体(生成气体全部逸出,测定条件为标准状况)。将反应后的溶液稀释到,测得稀释后溶液中的浓度为。向反应后的溶液中加入溶液时,所得沉淀质量最大,其质量为。下列叙述中不正确的是
A.该过程转移的电子数为
B.该合金中锌和镁的物质的量之和为
C.该实验所用溶液的浓度是
D.沉淀质量最大时,溶液中所含溶质的质量为
【答案】B
【分析】Zn、Mg和浓硫酸发生:、,随着反应的进行,溶液浓度减小,稀硫酸与Zn、Mg发生: 、,则生成的气体为SO2和H2混合物,则 ,溶液剩余硫酸物质的量为,则参加反应的稀硫酸物质的量为,设产生SO2和的H2物质的量分别为x、y,则,解得x=1.2mol,y=0.3mol,则生成SO2物质的量为1.2mol,生成H2物质的量为0.3mol,据此解答。
【解析】该过程转移的电子总数为,故A正确;加入氢氧化钠所得的沉淀为,由关系式可知,气体总物质的量为1.5mol,则,则金属的质量为,设金属Mg和Zn物质的量分别为a和b,则,解得a=0.5mol,b=1mol,则该合金中锌和镁的物质的量之和为,故B错误;Zn、Mg合金与200 mL、18.5 mol/L反应后溶液中含有H2SO4、ZnSO4、MgSO4,当向溶液中加入500 mLNaOH溶液时,沉淀达到最大值,此时溶液为Na2SO4溶液,根据S元素守恒可知,则根据Na元素守恒,可知,故NaOH溶液的浓度为,故C正确;根据选项C计算可知:沉淀质量最大时,溶液中所含溶质为2.5 mol Na2SO4,其质量为,故D正确;故选B。
13.(23-24高一下·河北石家庄·期末)向含和的混合稀溶液中缓慢加入铁粉,其氧化产物与所加铁粉的物质的量的关系如图所示,下列说法正确的是
A.a点时溶质为
B.b点溶液中为
C.d点溶液中为
D.a点之前的反应的离子方程式为
【答案】B
【分析】先发生反应Fe+4H++==Fe3++NO↑+2H2O,a点时(或H+)消耗完后,再加入铁粉,发生反应Fe+2Fe3+=3Fe2+,b点时Fe3+和Fe2+的物质的量相同,当Fe3+反应完毕,而后再加入Fe粉,溶液中Fe2+的量继续增大,说明第一阶段H+有剩余,该阶段发生反应:Fe+2H+=Fe2++H2↑;
【解析】由分析可知,第一阶段H+有剩余,硝酸根反应完,a点时溶质为和H2SO4,故A错误;a到d发生的反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+,a点时为0.1mol,b点时Fe3+和Fe2+的物质的量相同,若b点时为,消耗的为0.04mol,剩余为0.06mol,符合题意;故B正确;到e点时表示刚好反应完,根据Fe+2Fe3+=3Fe2+,此时为0.15mol,f点为0.2mol,说明e到f生成为0.05mol,故d点溶液中为,故C错误;由分析可知,a点之前的反应的离子方程式为Fe+4H++==Fe3++NO↑+2H2O,故D错误;故选B。
14.(23-24高一上·河北沙河二中·期末)有某硫酸和硝酸的混合溶液20mL,其中含有硫酸的浓度为2mol/L,含硝酸的浓度为1mol/L,现向其中加入3.2g铜粉,充分反应后(假设只生成NO气体),最多可收集到气体的物质的量为
A.0.004 mol B.0.005mol C.0.01mol D.0.02mol
【答案】D
【解析】有某硫酸和硝酸的混合溶液20mL,其中含有硫酸的浓度为2mol/L,得,含硝酸的浓度为1mol/L,得,,现向其中加入3.2g铜粉,得各物质的物质的量分别为:、、,根据反应可知和过量,不足,完全反应,则根据方程式量的关系,能产生气体,所以题目所给四个选项中,D答案符合题目要求。故选D。
15.(23-24高一上·河北·联考)有某硫酸和硝酸的混合溶液20mL,其中含有硫酸的浓度为2mol/L,含硝酸的浓度为1mol/L,现向其中加入3.2g铜粉,充分反应后(假设只生成NO气体),最多可收集到气体的物质的量为
A.0.004 mol B.0.005mol C.0.01mol D.0.02mol
【答案】D
【解析】有某硫酸和硝酸的混合溶液20mL,其中含有硫酸的浓度为2mol/L,得,含硝酸的浓度为1mol/L,得,,现向其中加入3.2g铜粉,得各物质的物质的量分别为:、、,根据反应可知和过量,不足,完全反应,则根据方程式量的关系,能产生气体,所以题目所给四个选项中,D答案符合题目要求。故选D。
考向4 金属与浓硝酸的计算
16.(23-24高一下·河北存瑞中学·期末)足量铜与一定量的浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和(忽略向的转化)、的混合气体3.36L(已折算成标准状况),这些气体与一定体积的氧气混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入2mol/L氢氧化钠溶液至铜离子恰好完全沉淀时消耗氢氧化钠溶液的体积是150mL。下列说法不正确的是
A.混合气体中含和的体积之比为1:1
B.标况下消耗氧气的体积为1.58L
C.此反应过程中转移的电子为0.3mol
D.原浓硝酸含溶质的物质的量为0.45mol
【答案】B
【分析】标准状况下3.36 L混合气体的物质的量,2 mol/L 150 mLNaOH溶液中氢氧化钠的物质的量n(NaOH)=2 mol/L×0.15 L=0.3 mol。铜离子恰好沉淀时,反应后的溶质为硝酸钠,根据钠离子守恒可知硝酸钠中硝酸根离子的物质的量为0.03mol,Cu失去的电子的物质的量等于硝酸根的物质的量,设NO的物质的量为x,NO2的物质的量为y,则x+y=0.15 mol,根据得失电子守恒可知3x+y=0.3 mol,解得x=y=0.075 mol;根据氮原子守恒可得硝酸的物质的量为0.3 mol+0.15 mol=0.45 mol;生成氢氧化铜的物质的量为:0.3mol×=0.15mol,反应消耗的铜的物质的量为0.15mol,0.15mol铜完全反应失去0.3mol电子,根据电子守恒,氧气得到的电子与铜失去的电子一定相等,根据电子守恒计算出消耗氧气物质的量,,再计算出需要的氧气体积V(O2)=0.075 mol×22.4 L/mol=1.68 L;
【解析】根据分析,生成NO、NO2的物质的量均为0.075 mol,混合气体中含NO2和NO的体积之比为1:1,A正确;根据得失电子守恒,氧气得到的电子与铜失去的电子相等,需要的氧气体积1.68 L,B错误;根据分析,氢氧化铜的物质的量为:0.15mol,反应消耗的铜的物质的量为0.15mol,0.15mol铜完全反应失去0.3mol电子,C正确;铜离子恰好沉淀时反应后的溶质为硝酸钠,根据钠离子守恒可知,硝酸钠中硝酸根离子的物质的量为0.3 mol,根据氮原子守恒可知硝酸的物质的量为0.3 mol+0.15 mol=0.45 mol,D正确;
故选B。
17.(23-24高一下·河北石家庄·期末)测得铁与不同浓度硝酸反应时各还原产物的物质的量相对含量与硝酸溶液浓度的关系如图所示:下列说法正确的是
A.硝酸的浓度越大,其产物中低价态的N元素成分越多
B.硝酸与铁反应往往同时生成多种含氮的氧化产物
C.铁能与大于12.2molLHNO3溶液反应说明不存在“钝化”现象
D.已知上述反应条件下,反应后铁以Fe3+形式存在于溶液中,当硝酸浓度为9.75mol/L时氧化剂与还原剂的物质的量之比为15∶13
【答案】D
【分析】从图中可以看出,当其他条件一致时,在浓硝酸浓度为12.2mol/L中,主要产物NO和NO2,随着硝酸浓度逐渐降低,产物NO2逐渐减少而NO的相对含量逐渐增多,当浓度为9.75mol/L时,主要产物是NO,其次是NO2及少量的N2O,当HNO3的浓度降到4.02mol/L时,铵根离子成为主要产物,可见,凡有硝酸参加的氧化还原反应都比较复杂,往往同时生成多种还原产物,据此解答。
【解析】由图可知,硝酸的浓度越小,氨气含量越高,这说明其还原产物氮的价态越低的成分越多,故A错误;根据以上分析可知硝酸与铁反应往往同时生成多种还原产物,故B错误;常温时,铁遇浓硝酸要发生钝化,铁能与大于12.2 mol·L-1HNO3溶液反应,不能说明不存在“钝化”现象,故C错误;当硝酸浓度为9.75mol·L-1时,还原产物有NO、NO2和N2O,物质的量之比为其体积比=10∶6∶2=5∶3∶1,假设NO是5mol、NO2是3mol、N2O是1mol,则反应中转移电子的物质的量是26mol,假设氧化产物是铁离子,则根据电子得失守恒可知还原剂的物质的量是,所以根据原子守恒可知氧化剂与还原剂的物质的量之比可为10∶=15∶13,故D正确;故选D。
18.(23-24高一下·河北邯郸·联考)一定条件下,将和一定浓度的反应,当反应完全时,反应中生成的气体是(反应中无其它还原产物),则反应中消耗的物质的量为
A.0.192mol B.0.176mol C. D.0.112mol
【答案】A
【解析】根据得失电子守恒2n(Zn2+)=10n(N2),n(N2)= =0.016mol,再根据N原子守恒:n()=2n(N2)+2n(Zn2+)=0.016mol×2+mol=0.192mol,故选A。
19.(23-24高一下·河北沧州·联考)在标准状况下将6.40g铜粉投入一定量浓中,随着铜粉的溶解,反应生成的气体颜色逐渐变浅,当铜粉完全溶解后,共收集到含和NO的混合气体0.12mol,以下说法正确的是
A.在该反应中只体现了强氧化性
B.该反应消耗物质的量为0.32mol
C.收集到混合气体中和NO的物质的量之比为1:2
D.向反应后的溶液中,再加入少量铜粉和稀硫酸,铜粉不再溶解
【答案】B
【解析】和铜反应生成硝酸铜和氮氧化物,在该反应中体现了强氧化性和酸性,故A错误;根据铜元素守恒,反应生成硝酸铜0. 1mol、生成和NO的混合气体0.12mol,根据氮元素守恒,该反应消耗物质的量为0.32mol,故B正确;设混合气体中和NO的物质的量分别为xmol、ymol, 则①x+y=0.12,根据电子守恒②x+3y=0.2,联立①②解得x=0.08,y=0.04,和NO的物质的量之比为2:1,故C错误;反应后的溶液中含有硝酸根离子,向反应后的溶液中,再加入少量铜粉和稀硫酸,发生反应3Cu+8H++ =3Cu2++2NO↑+4H2O,铜粉继续溶解,故D错误;故选B。
20.(23-24高一下·河北衡水·联考)将铜完全溶于浓硝酸,产生和的混合气体,将该混合气体与通入溶液中,气体恰好被完全吸收形成硝酸钠溶液。(气体体积均已折算成标准状况)下列说法错误的是
A.铜的质量为
B.所用溶液的浓度为
C.参加反应的硝酸的物质的量为
D.相同条件下,混合气体中与的体积比为
【答案】B
【解析】的物质的量为0.15mol,根据得失电子守恒2Cu~~O2,溶解Cu的物质的量为0.3mol,铜的质量为,故A正确;和的混合气体的物质的量为0.4mol,气体恰好完全被氢氧化钠吸收生成硝酸钠,根据元素守恒,氢氧化钠的物质的量为0.4mol,所用溶液的浓度为,故B错误;根据A选项,溶解Cu的物质的量为0.3mol,则表现酸性的硝酸为0.6mol,生成气体0.4mol,表现氧化性的硝酸0.4mol,所以参加反应的硝酸的物质的量为,故C正确;相同条件下,的物质的量为0.15mol,转移电子的物质的量为0.6mol,设混合气体中与的物质的量分别为amol、bmol,则,则a=0.1、b=0.3,所以体积比为,故D正确;故选B。
1.(23-24高一上·河北石家庄二中·期末)下图为铜丝与浓硫酸反应并验证其产物性质的实验装置(a~d均为浸有相应试液的棉花)。下列分析不正确的是
A.①反应体现的酸性与氧化性
B.可观察到a处变红,b、c处均褪色
C.若浓硫酸为0.1mol,产生的
D.为确认有硫酸铜生成,向①中加水,观察颜色变化
【答案】D
【分析】如图,浓硫酸在和铜在加热条件下发生,生成的气体经过紫色石蕊的湿棉花,因为是酸锌氧化物,使a处的紫色石蕊的湿棉花变红,具有漂白性,能使b处品红的湿棉花褪色,具有还原性,能与高锰酸钾发生氧化还原反应,使c处的KMnO4的湿棉花褪色,最后对环境造成污染,不能直接排放,用安全气球将其收集,据此回答。
【解析】①反应中的反应为,体现的酸性与氧化性,A正确;由分析知,可观察到a处变红,b、c处均褪色,B正确;由于在中,随着反应的进行,浓硫酸浓度降低,稀硫酸与铜不发生反应,故浓硫酸为0.1mol,产生的,C正确;①中还含有浓硫酸,不能向①中加水,应将①中反应后的溶液加入到水中,D错误;故选D。
2.(23-24高一上·河北石家庄实验中学·期末)蔗糖与浓硫酸发生作用的主要过程和现象如图所示,下列说法不正确的是
A.在进行该实验时,需要全程佩戴护目镜
B.浓硫酸滴入蔗糖后,需要用玻璃棒不断搅拌
C.白色固体变黑色,主要体现了浓硫酸的酸性
D.固体膨胀变大,说明实验中有大量气体产生
【答案】C
【解析】浓硫酸脱水过程中产生大量的热,且生成SO2,需要全程佩戴护目镜,故A正确;浓硫酸滴入蔗糖后,产生大量热,故需要用玻璃棒不断搅拌,故B正确;浓硫酸将蔗糖中H原子、O原子按2:1比例以H2O的形成脱除,白色固体变黑,体现浓硫酸的脱水性,故C错误;浓硫酸脱水过程中产生大量的热,会发生反应:C+2H2SO4(浓)=CO2↑+2SO2↑+2H2O,产生的大量气体,使固体体积膨胀,故D正确;故选C。
3.(23-24高一上·河北涿州一中·期末)工业上用黄铁矿为原料制备硫酸的流程如下图(部分反应条件已略去)。下列相关说法正确的是
A.黄铁矿主要成分的化学式为
B.物质X常为的浓硫酸
C.步骤②中能完全转化为
D.图中每一步含硫物质均发生了氧化反应
【答案】B
【分析】由流程图可知,黄铁矿的主要成分为FeS2,在空气中燃烧生成氧化铁和二氧化硫,二氧化硫在催化剂作用下和氧气反应生成三氧化硫,用浓硫酸吸收三氧化硫生成硫酸。
【解析】黄铁矿主要成分的化学式为,故A错误;为防止形成酸雾,用浓硫酸吸收三氧化硫生成硫酸,物质X常为的浓硫酸,故B正确;是可逆反应,步骤②中不能完全转化为,故C错误;步骤③中元素化合价不变,没有发生氧化反应,故D错误;故选B。
4.(23-24高一上·河北精英中学 ·期末)验证浓硫酸与木炭在加热条件下反应的产物的实验装置图如图,下列说法错误的是
A.装置A中的实验现象是白色固体变蓝色
B.装置B中品红溶液褪色说明产物中有
C.装置C、D中试剂可能分别为酸性高锰酸钾溶液、澄清石灰水
D.若装置D中澄清石灰水变浑浊证明,则一定能证明产物中含有
【答案】D
【分析】浓硫酸与木炭粉反应生成二氧化硫、二氧化碳和水,为检验三种产物,让产物先通过无水硫酸铜,若变蓝,则证明加热条件下有水蒸气生成,再通过品红溶液,用于检验二氧化硫的生成,后通过酸性高锰酸钾,目的是为了除尽二氧化硫,防止干扰二氧化碳的检验,所以再通入澄清石灰水用于检验二氧化碳的生成,据此分析解答。
【解析】无水硫酸铜可用于检验水蒸气的存在,反应有水生成,因此A中固体由白色变蓝色,故A正确;二氧化硫能使品红溶液褪色,因此装置B中品红溶液褪色说明产物中有,故B正确;根据分析可知,装置C是除尽二氧化硫,防止干扰二氧化碳的检验,装置D是检验二氧化碳的生成,因此装置C、D中试剂可能分别为酸性高锰酸钾溶液、澄清石灰水,故C正确;必须说明装置C中的现象,因此若是装置C中紫色褪去,则SO2有可能过量,过量的SO2也能使澄清石灰水变浑浊,根据此现象不能由此证明产物中有CO2,故D错误;故选D。
5.(23-24高一上·河北安国中学·期末)常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.澄清透明的溶液中:、、、
B.溶液:、、、
C.滴入酚酞呈红色的溶液:、、、
D.能溶解并放出氢气的溶液:、、、
【答案】A
【解析】澄清透明的溶液中,、、、相互之间不反应,能大量共存,故选A;酸性条件下,能氧化,溶液中、不能大量共存,故不选B;滴入酚酞呈红色的溶液错碱性,碱性条件下不能大量存在,故不选C;能溶解并放出氢气的溶液呈酸性。酸性条件下不能大量含有,硝酸具有强氧化性,铁和硝酸反应不能放出氢气,能溶解并放出氢气的溶液中不能大量含有,故不选D;故选A。
6.(23-24高一上·河北定州二中 ·期末)下列离子方程式正确的是
A.向溶液中通入等物质的量的:
B.将磁性氧化铁溶于硝酸:
C.过量通入溶液中:
D.用醋酸和淀粉-溶液检验加碘盐中的:
【答案】A
【解析】溶液中、都有还原性,还原性强弱为>,先氧化,再氧化,按1mol与1mol反应分析,1mol得电子2mol,1mol失电子1mol,根据氧化剂得电子总数=还原剂失电子总数规律,还有1mol参加反应失电子1mol,故参加反应的、、化学计量系数之比为1:1:1,A正确;硝酸具有强氧化性,与磁性氧化铁发生氧化还原反应,应只生成,不生成,B错误;具有还原性,具有氧化性,二者应发生氧化还原反应,生成及,C错误;醋酸是弱酸,在离子方程式书写中应写化学式符号,不能拆写离子符号,D错误;故选A。
7.(23-24高一上·河北泊头一中·期末)38.4gCu与一定量浓硝酸恰好完全反应生成氮的氧化物,这些氧化物恰好溶解在NaOH溶液中得到和的混合溶液,反应过程及有关数据如图所示
下列有关判断不正确的是
A.硝酸在反应中既体现氧化性又体现酸性
B.氮的氧化物和NaOH溶液反应时,NO作还原剂
C.混合气体中的物质的量是0.2mol
D.若浓硝酸体积为200mL,则其物质的量浓度为11mol/L
【答案】C
【分析】铜和硝酸反应生成硝酸铜和氮的化合物,38.4gCu为0.6mol,所以生成硝酸铜0.6mol,则硝酸铜含有硝酸根离子1.2mol,生成氮的化合物为0.9 mol,与氢氧化钠恰好完全反应生成NaNO3和 NaNO2,根据原子守恒可知:,所以硝酸的总量为1.2mol+1mol=2.2mol,若浓硝酸体积为200mL,则其物质的量浓度为;
【解析】铜和硝酸反应生成硝酸铜和氮的化合物,硝酸部分被还原,作氧化剂,有部分生成盐,表现出酸性,故A正确;氮的氧化物和NaOH溶液反应时,NO转化为高价态氮,故作还原剂,故B正确;由题意可知0.9 mol氮的化合物转化为钠盐的量为1mol,则混合气体中四氧化二氮的物质的量是1mol-0.9mol=0.1mol,C错误;由分析可知,若浓硝酸体积为200mL,则其物质的量浓度为11mol/L,D正确;故选C。
8.(23-24高一下·河北沧州二中·期末)在的溶液中,加入,全部溶解,假设还原产物只有和,将反应后的溶液用蒸馏水稀释至时,测得的浓度为,下列说法错误的是
A.反应中,体现的酸性和氧化性
B.当时,生成的物质的量为
C.反应后的溶液稀释后,为
D.若a的值增大,则产生和的体积比增大
【答案】D
【分析】的溶液中,溶解后溶液中,反应后的溶液中,设还原产物中和分别为xmol和ymol,根据N原子守恒知:,根据得失电子守恒知:。
【解析】与Cu反应生成硝酸铜和氮氧化物,由于N元素部分变价,反应中体现了的酸性和氧化性,A不符合题意;当时,根据得失电子守恒和N原子守恒式联立可解得,B不符合题意;,C不符合题意;若a的值增大,NO和的物质的量之和增大,被还原生成NO和,得电子的物质的量不变,所以产生NO和的体积比减小,D符合题意;故选D。
9.(23-24高一下·重庆·期末)在含有稀硝酸中,加入n g铁粉充分反应,铁全部溶解并生成NO,有被还原,则可能为
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】n(Fe)=,n(HNO3)=,故n(NO)=,①恰好反应生成Fe3+,根据电子转移守恒:3×=×(5-2),整理得:m:n=9:2;②恰好反应生成Fe2+,根据电子转移守恒:2×=×(5-2),整理得:m:n =3:1;③恰好反应,铁被氧化成Fe2+与Fe3+,根据①②的极限可知,该m:n介于上述两种情况之间,故:3:1<m:n<9:2,综上所述,m:n可能4:1,故选C。
9.(23-24高一下·河北石家庄·期末)如图所示的物质转化关系中,是能使带火星木条复燃的无色、无味气体,的相对分子质量比的大18,是一种紫红色金属单质(反应示件和部分生成物未列出)。下列叙述错误的是
A.属于化合物 B.中原子利用率为
C.的浓溶液可以使用铝制容器进行储存和运输 D.反应②在常温下即可进行
【答案】D
【分析】b是能使带火星的木条复燃的无色无味气体,则b是O2,g是一种紫红色金属单质,则g是Cu,a能与氧气反应生成c与f,c能与氧气反应生成d,则c为氧化物,e的相对分子质量比d的大18,则f是水,d与水反应得到e,e能与Cu反应得到c,则e为硫酸、d是三氧化硫,则a是硫化氢,c是二氧化硫,据此解答。
【解析】a是硫化氢,属于化合物,故A正确;二氧化硫和氧气化合生成三氧化硫的反应是化合反应,原子利用率为100%,故B正确;常温下铝在浓硫酸中钝化,可以使用铝制容器进行储存和运输浓硫酸,故C正确;铜和浓硫酸反应需要加热,常温下不反应,故D错误;故选D。
10.(23-24高一下·河北固安一中·期末)一定温度下,探究铜与稀的反应,在注射器中进行如下实验。
下列说法不正确的是
A.I中生成无色气体的反应:
B.II中气体变为红棕色,发生了反应:
C.Ⅲ中的反应速率比I中的大,原因是溶于水使的浓度:Ⅲ>I
D.当注射器的活塞不再移动时,再抽入稀,可以继续溶解
【答案】C
【分析】铜和稀硝酸反应生成无色气体NO,通入空气NO被氧化为NO2,催化反应使反应速率加快,据此解答。
【解析】过程Ⅰ发生的反应为Cu和稀HNO3的反应,离子方程式为,故A正确;II中气体变为红棕色,说明NO被氧化为NO2,发生了反应:,故B正确;随着反应的进行,溶液里生成硝酸铜,根据氮元素守恒,溶液中硝酸浓度应比原硝酸浓度减小,不会增大。加入NO2后反应速率加快,说明NO2对该反应具有催化剂,故C错误;向反应后的溶液中继续滴加过量稀硫酸,酸性条件下,硝酸根离子可以与铜粉继续反应生成NO,铜可以继续溶解,故D正确;故选C。
11.(23-24高一下·河北衡水二中 ·期末)实验研究发现,金属与硝酸发生氧化还原反应时,硝酸的浓度越稀,对应还原产物中氮元素的化合价越低。现有一定量铝粉和铁粉的混合物与一定体积某浓度的稀硝酸充分反应,反应过程中无气体放出(已知硝酸的还原产物是)。在反应结束后的溶液中,逐滴加入的溶液。所加溶液的体积(mL)与产生的沉淀的物质的量关系如图所示。下列说法错误的是
A.
B.b与a的差值为
C.反应结束后的溶液显酸性
D.原硝酸溶液中含硝酸的物质的量为
【答案】A
【解析】由图可得硝酸过量,加入氢氧化钠溶液应先与硝酸反应,再生成沉淀,当沉淀完全后由图知继续加入氢氧化钠溶液,沉淀量不变,可判断与发生了反应,由图可知铵根离子为5mol/L×0.006L=0.03mol,e到f沉淀减少,发生Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]-,溶解的Al(OH)3为5mol/L×0.01L=0.05mol,根据铝元素守恒,故混合金属中n(Al)=0.05mol,溶液中n()=0.03ml,根据电子转移守恒有,3n(Fe)+3n(Al)=8n(),即3n(Fe)+3×0.05mol=8×0.03mol,解得:n(Fe)=0.03mol,混合金属中n(Al)=0.05mol、n(Fe)=0.03mol,样品中铝粉和铁粉的物质的量之比为5:3,依据元素守恒可知,故A错误;根据以上分析可知生成氢氧化铁和氢氧化铝的物质的量分别是0.03mol、0.05mol,由于最终得到的沉淀是氢氧化铁,因此b与a的差值为,故B正确;由图可知,一开始加入NaOH时,没有沉淀,则加入氢氧化钠溶液应先与硝酸反应,所以原先反应结束后的溶液仍有硝酸剩余,故C正确;e点时溶质为硝酸钠、一水合氨,根据N元素守恒,可知:n(HNO3)=n(NH3•H2O)+n(NaNO3)=0.94L×5mol/L+0.03mol=0.5mol,故D正确。故选A。
12.(23-24高一下·河北故城中学·期末)向含有和的混合溶液中加入过量的铜片,待反应不再产生气泡时,若反应后溶液的体积仍为,则下列说法正确的是
A.反应后溶液中
B.反应后溶液中的溶质为和
C.反应后产生的气体在标准状况下的体积为
D.反应后的浓度仍为
【答案】C
【分析】混合溶液中,,,根据离子反应可知,与恰好完全反应,没有参与反应,据此解答。
【解析】反应后溶液中,A错误;因为已完全反应,所以反应后溶液中的溶质只有,B错误;反应后产生的气体为,C正确;因为已完全反应,所以反应后,D错误;故选C。
13.(23-24高一下·河北冀州中学·期末)将1.76g镁铜合金投入20mL一定浓度的硝酸中,合金完全溶解,产生NO和NO2混合气体896mL(不考虑其他气体,体积折算为标准状况下,假设此条件下NO2为气态),反应结束后向溶液中加入120mL1mol·L-1NaOH溶液,恰好使溶液中的金属阳离子全部转化为沉淀3.12g。若将盛有896mL该混合气体的容器倒扣在水中,通入一定体积的氧气,恰好可将该混合气体完全转化。下列说法错误的是
A.Mg与Cu的物质的量比值为3:1 B.NO和NO2的体积比为1:1
C.原硝酸的浓度为8mol·L-1 D.通入的O2的体积(标准状况下)V=448mL
【答案】A
【解析】根据电子转移守恒可知,镁铜失去电子总和等于硝酸生成NO和NO2得到电子总和,而镁铜失去电子与Mg2+、Cu2+生成沉淀结合的OH-的物质的量相等,且氢氧根物质的量是镁铜物质的量总和的两倍,最终沉淀比开始合金的增重即为氢氧根的质量,故氢氧根物质的量为,Mg与Cu的物质的量之和为0.04mol,设镁物质的量为a mol,铜物质的量为(0.04-a)mol,则24a+64(0.04-a)=1.76,解得a=0.02,即Mg与Cu的物质的量都是0.02mol,物质的量比值为1:1,A错误;NO和NO2混合气体共896mL,标准状况下混合气体总物质的量为0.04mol,设混合气体中NO的物质的量为x mol,NO2的物质的量为(0.04-x)mol,根据电子转移守恒可知,镁铜失去电子总和等于硝酸生成NO和NO2得到电子总和,而镁铜失去电子与Mg2+、Cu2+生成沉淀结合的OH-的物质的量相等,则:3x+0.04-x=0.08,解得x=0.02,故NO和NO2的物质的量都为0.02mol,体积比为1:1,故B正确;金属离子恰好完全沉淀时,溶液的溶质为NaNO3,则未被还原的HNO3的物质的量等于n(NaOH)=1mol/L×0.12L=0.12mol,因此根据N原子守恒,原硝酸的物质的量为n(气体)+ 未被还原的n(HNO3)=0.04+0.12=0.16mol,原硝酸的浓度为,C正确;NO、NO2与氧气、水反应又转化为HNO3,反应方程式为4NO2+O2+2H2O=4HNO3、4NO+3O2+2H2O=4HNO3,NO、NO2物质的量都是0.02mol,因此根据方程式n(O2)==0.02mol,标准状况下通入氧气的体积为:0.02mol×22.4L/mol=0.448L,即448mL,D正确;故选A。
14.(23-24高一上·河北安国中学·期末)1.12g铜镁合金完全溶解于50mL63%的浓硝酸(密度为)中,得到和的混合气体1120mL(换算为标准状况),(忽略反应前后溶液体积变化)。向反应后的溶液中逐滴加入溶液,当金属离子刚好全部沉淀,得到2.14g沉淀。下列说法正确的是
A.该合金中
B.合金完全溶解时,溶液中
C.刚好得到2.14g沉淀时,加入溶液的体积是640mL
D.和的混合气体中,的体积分数是20%
【答案】C
【分析】由可知63%的浓硝酸(密度为)中硝酸的物质的量浓度为mol/L=14 mol/L,50mL该硝酸溶液含有0.7mol硝酸;金属离子全部沉淀时,得到2.14g沉淀为氢氧化铜、氢氧化镁,故沉淀中氢氧根的质量为2.14g−1.12g=1.02g,氢氧根的物质的量为1.02g÷17g/mol=0.06mol,根据电荷守恒可知,金属提供的电子物质的量等于氢氧根的物质的量,令铜、镁合金中Cu、Mg的物质的量分别为xmol、ymol,则2x+2y=0.06①,64x+24y=1.12②,由①②解得x=0.01,y=0.02,故合金中铜与镁的物质的量之比是0.01mol:0.02mol=1:2;和的混合气体1120mL(换算为标准状况)共0.05mol,令二氧化氮的物质的量为amol,则四氧化二氮的物质的量为(0.05−a)mol,根据电子转移守恒可知,a×1+(0.05−a)×2×1=0.06,解得a=0.04;
【解析】由分析可知,该合金中,A错误;
B.由分析可知,合金完全溶解时,溶液中铜离子、镁离子分别为0.01mol、0.02mol,根据氮元素守恒可知,溶液中硝酸离子为0.7mol-0.04mol-0.01mol×2=0.64mol,则根据溶液电中性可知,氢离子的物质的量为0.64mol-0.01mol×2-0.02mol×2=0.58mol,,B错误;刚好得到2.14g沉淀时,溶质为硝酸钠,结合氮元素守恒可知,硝酸钠为0.64mol,结合硝酸钠中钠元素守恒可知,则加入溶液的体积是,C正确;由分析可知,和的混合气体中,的体积分数是,D错误;故选C。
15.(23-24高一下·河北遵化一中·期末)查资料知:一般情况下,不同浓度的硝酸与金属反应,硝酸的浓度越小,还原产物中低价态的成分所占比例越多。如图表示铁与不同浓度硝酸反应时的主要还原产物()及含量,下列说法错误的是
A.曲线代表的还原产物分别为和
B.浓硝酸与少量的铁粉完全反应,生成和的物质的量之比约为
C.56g铁粉与足量稀硝酸完全反应,此反应过程中表现酸性的的总质量为
D.P点时,生成与物质a转移电子的物质的量之比为
【答案】C
【分析】已知,一般情况下,不同浓度的硝酸与金属反应,硝酸的浓度越小,还原产物中低价态的成分所占比例越多,结合图像可知,初始a含量较大为铵根离子、后期b含量较大为二氧化氮。
【解析】由分析可知,a、b曲线代表的还原产物分别为和,A正确;由图可知,浓硝酸与足量的铁粉完全反应生成等量的NO、,故生成NO和的物质的量之比为1:1,B正确;56g铁为1mol,与足量稀硝酸完全反应生成三价铁,则与铁离子结合的硝酸根离子为3mol,则此反应过程中与铁反应表现酸性的的质量为3mol×63g/mol=189g,但是反应中还生成硝酸铵,故此反应过程中表现酸性的的总质量大于189g,C错误;P点时,生成等量的NO 和,氮元素化合价由+5变为+2生成NO、由+5变为-3得到,则生成NO与物质转移电子的物质的量之比为3:8,D正确;故选C。
16.(23-24高一上·河北秦皇岛 ·联考)某小组同学利用下面的装置探究硫的化合物与氮的化合物的性质:
(1)装置A中碳粉与浓硫酸发生反应的化学方程式是 。试纸发生的变化为 。
(2)装置B中发生反应的离子方程式是 。
(3)装置C中的现象为 。发生反应的化学方程式是 。
(4)装置E中的实验现象为 。据此现象甲同学认为E中发生的反应是 。乙同学不同意,他的理由是 。
(5)乙同学通过 现象,确认F中生成了,F中发生反应的离子方程式是 。
(6)实验过程中装置D中出现白色沉淀,该沉淀的成分可能是_______(填序号)。
A. B. C. D.
(7)实验后,小组同学将D中混合物过滤,取少量滤液,加入溶液,产生白色沉淀。过滤洗涤,向沉淀中加入稀盐酸,沉淀不溶解。甲同学据此认为可被氧化,乙同学不同意,他的理由是 。
(8)A、D、F中使长颈漏斗的共同目的是 。
【答案】(1)C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O 褪色
(2)
(3) 出现淡黄色浑浊
(4) 溶液变红 浓硝酸易挥发,也能使石蕊试液变红
(5) 烧瓶内产生红棕色气体
(6)ABC
(7)二氧化硫被装置中氧气氧化或一氧化氮与E中氧气生成二氧化氮,二氧化氮溶于水生成硝酸,硝酸再氧化二氧化硫(合理即可)
(8)调节装置气压,防止装置发生炸裂或倒吸
【分析】A中碳与浓硫酸反应生成二氧化硫、二氧化碳和水,二氧化硫有漂白性使A中的湿润的品红试纸褪色,二氧化硫有还原性使B中的酸性高锰酸钾溶液褪色,二氧化硫具有氧化性在C中与氢硫酸反应生成黄色沉淀的单质硫,二氧化硫和二氧化碳通入澄清石灰水产生浑浊,主要成分使亚硫酸钙或碳酸钙;F中铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,二氧化氮易溶于水形成硝酸使E中石蕊试液变红,二氧化氮不与澄清石灰水反应,由于二氧化氮具有氧化性,在D中会将二氧化硫氧化为三氧化硫,进而形成硫酸钙沉淀。
【解析】(1)据分析,碳粉与浓硫酸发生反应生成二氧化碳、二氧化硫和水,化学方程式是C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O;二氧化硫有漂白性使A中的湿润的品红试纸褪色。
(2)据分析,二氧化硫有还原性使B中的酸性高锰酸钾溶液褪色,高锰酸根离子被还原为锰离子,二氧化硫被氧化为硫酸根离子,离子方程式为。
(3)据分析,二氧化硫具有氧化性在C中与氢硫酸反应出现黄色浑浊,即生成单质硫,化学方程式为。
(4)据分析,二氧化氮易溶于水形成硝酸使E中石蕊试液变红,化学方程式为,此外浓硝酸易挥发,也能使石蕊试液变红。
(5)据分析,F中铜与浓硝酸发生反应,若烧瓶内产生红棕色气体,则生成二氧化氮,发生的离子方程式为。
(6)据分析,二氧化硫和二氧化碳通入澄清石灰水产生浑浊,主要成分使亚硫酸钙或碳酸钙,二氧化氮具有氧化性,在D中会将二氧化硫氧化为三氧化硫,进而形成硫酸钙沉淀,故答案为ABC。
(7)加入溶液,产生白色沉淀。过滤洗涤,向沉淀中加入稀盐酸,沉淀不溶解,则为,出现此原因有:可被氧化;二氧化硫被装置中氧气氧化;一氧化氮与E中氧气生成二氧化氮,二氧化氮溶于水生成硝酸,硝酸再氧化二氧化硫等(合理即可)。
(8)A、D、F中使长颈漏斗的共同目的是调节装置气压,防止装置发生炸裂或倒吸。
17.(23-24高一上·河北唐山·期末)某学习小组为探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱,按如图所示装置进行实验(夹持仪器已略去)。实验表明:浓硝酸能将氧化成,而稀硝酸不能氧化。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。
可选药品:浓硝酸、稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及。
已知:溶液不与反应,能与发生反应。
请回答下列问题:
(1)装置①中发生反应的离子方程式是 。
(2)装置②的作用是 ,发生反应的化学方程式是 。
(3)装置③④中盛放的药品依次是 、 。
(4)滴加浓硝酸之前,应先检查装置的气密性,再加上药品,紧接着的操作是: 。
(5)该小组得出的结论所依据的实验现象是 。
【答案】(1)
(2)将NO2转化成NO
(3)3mol·L-1稀硝酸 浓硝酸
(4)打开弹簧夹,通入二氧化碳一段时间,关闭弹簧夹,将装置⑤中的导管末端伸入倒置的烧瓶内
(5)装置③中液面上方气体仍为无色,装置④中液面上方气体由无色变为红棕色
【分析】验证浓硝酸的氧化性,应首先检查装置的气密性,硝酸与铜发生反应生成二氧化氮,通入水后生成一氧化氮,然后通过浓硝酸,如无色气体生成红棕色气体,可证明硝酸具有氧化性,可氧化一氧化氮,生成的气体不能直接排放到空气中,应有尾气处理装置,以此解答。
【解析】(1)装置①中Cu与浓HNO3反应生成Cu(NO3)2、NO2、H2O,反应方程式为Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,离子反应为:。
(2)装置①中反应生成了二氧化氮,在装置②中二氧化氮会与水反应,即3NO2+H2O=2HNO3+NO,所以装置②的作用是将NO2转化为NO。
(3)根据装置特点和实验目的,装置④验证浓硝酸的氧化性,浓硝酸能氧化NO,则④中为浓硝酸,因为要验证稀HNO3不能氧化NO,所以装置③中应该盛放3mol·L-1稀硝酸,装置⑥中盛放NaOH溶液吸收NO2防止污染大气,反应的方程式为:2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O。
(4)由于装置中残存的空气能氧化NO而对实验产生干扰,所以滴加浓HNO3之前需要通入一段时间CO2赶走装置中的空气,同时也需将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内防止反应产生的NO气体逸出,则滴加浓硝酸之前,应先检查装置的气密性,再加上药品,紧接着的操作是:打开弹簧夹,通入二氧化碳一段时间,关闭弹簧夹,将装置⑤中的导管末端伸入倒置的烧瓶内。
(5)NO通过稀HNO3溶液后,若无红棕色NO2产生,说明稀HNO3不能氧化NO,所以装置③盛放稀HNO3装置的液面上方没有颜色变化即可说明之,装置④中盛放的是浓HNO3,若浓HNO3能氧化NO则装置④液面的上方会产生红棕色气体。
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