内容正文:
[对应知能达标训练P14]
[基础达标]
1.下列反应中,硝酸只表现氧化性的是( )
A.Zn+HNO3(稀)―→ B.Mg(OH)2+HNO3(稀)―→
C.C+HNO3(浓)―→ D.Cu+HNO3(浓)―→
解析 硝酸中N得到电子,元素化合价降低,生成气体,则表现硝酸的氧化性,有硝酸盐生成,则表现硝酸的酸性,据此解答。A项,锌与稀硝酸反应生成NO和硝酸锌和水,表现了硝酸的氧化性和酸性;B项,Mg(OH)2与硝酸反应生成硝酸镁和水,只体现了硝酸的酸性;C项,C与浓硝酸反应生成CO2、NO2和水,只体现了硝酸的氧化性;D项,铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、NO2和水,硝酸既表现氧化性又表现酸性。
答案 C
2.下列关于硝酸的认识错误的是( )
A.因硝酸见光或在常温下受热会分解,所以应置于棕色试剂瓶内,并放置于阴凉处
B.浓硝酸和稀硝酸都具有较强的氧化性,与Cu反应时二者均体现出氧化性和酸性
C.常温下,铁与浓硝酸不反应,因此可用铁制容器盛放浓硝酸
D.铜与浓硝酸发生剧烈反应,溶液变绿,试管中出现红棕色气体
解析 硝酸见光或在常温下受热易分解,应储存在棕色试剂瓶内,并置于阴凉处,A正确;浓硝酸和稀硝酸都具有较强的氧化性,与Cu反应时均生成硝酸铜、氮氧化物和水,体现出酸性和氧化性,B正确;常温下,铁遇浓硝酸发生钝化,铁表面生成致密的氧化膜,因此可用铁制容器盛放浓硝酸,C错误;铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,由于二氧化氮是红棕色的,铜离子是蓝色的,二氧化氮和铜离子共同作用使溶液呈绿色,因此可观察到溶液变绿,试管中出现红棕色气体,D正确。
答案 C
3.将相同质量的两块铜片分别和浓硝酸、稀硝酸(两者均过量)反应,下列叙述正确的是( )
A.生成气体物质的量:两者相同
B.反应生成溶液的颜色:前者浅,后者深
C.消耗HNO3的物质的量:前者多,后者少
D.反应中转移的电子总数:前者多,后者少
解析 已知铜片分别和浓硝酸、稀硝酸反应的方程式为:Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O和3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,相同质量的两块铜,则铜的物质的量相同,所以生成气体的物质的量之比为3∶1,所以A错误;反应后溶液中c(Cu2+)相等,所以溶液的颜色相同,即B错误;消耗硝酸的物质的量之比为3∶2,即前者多,后者少,故C正确;反应中转移电子数相等,所以D错误。
答案 C
4.某同学利用下图所示装置进行实验,一段时间后,水沿导管缓慢上升,下列说法正确的是( )
A.实验过程中气球体积不会发生变化
B.广口瓶内液体的pH值增大
C.广口瓶中有化合反应发生
D.试管中不可能发生分解反应
解析 反应过程中有气体的生成、吸收,反应会引起装置内压强变化,气球体积会发生变化,故A错误;试管中生成二氧化氮气体,二氧化氮气体与广口瓶中的水反应生成硝酸和一氧化氮气体,硝酸为强电解质,完全电离,所以溶液显酸性,pH值减小,故B错误;广口瓶内发生反应2NO+O2===2NO2,为化合反应,故C正确;试管中浓硝酸具有不稳定性,能够分解生成二氧化氮、水和氧气,故D错误。
答案 C
5.向150 mL一定浓度的HNO3中加入44.8 g铜片,一段时间后,铜片完全溶解,硝酸恰好完全反应,共收集到气体22.4 L(已折算成标准状况),则该HNO3的物质的量浓度是( )
A.10.0 mol·L-1 B.16.0 mol·L-1
C.12.4 mol·L-1 D.18.7 mol·L-1
解析 铜和硝酸反应,随着浓度的减少,硝酸的还原产物的价态越低,铜和浓硝酸反应生成NO2,而与稀硝酸反应时则生成NO,故生成的气体为NO2和NO,则n(NO2)+n(NO)==1.0 mol,即被还原的硝酸的物质的量为1 mol,44.8 g铜的物质的量为:n(Cu)==0.7 mol,则生成n[Cu(NO3)2]=0.7 mol,则表现酸性的硝酸的物质的量为:0.7 mol×2=1.4 mol,所以参加反应的硝酸的物质的量为:1.0 mol+1.4 mol=2.4 mol,该硝酸的物质的量浓度为:=16.0 mol/L。
答案 B
6.某课外活动小组用注射器作反应器,对铜与稀HNO3反应的实验进行创新设计,根据实验操作完成有关问题(假定实验在标准状况下进行,空气中N2和O2的体积比为4∶1)。
(1)上图是一支规格为50 mL的注射器(活塞与针筒间的润滑性好),拔出针头,加入48 mg铜片,然后在按针头处套上软胶管。
(2)先抽取少量6 mol·L-1的稀HNO3,并立即排至废液缸中,目的是________________________________________________________________________。
(3)再吸取10 mL 6 mol·L-1的稀HNO3,把弹簧夹夹在软胶管上,反应开始时缓慢,逐渐加快。预期在注射器中可观察到哪些现象?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)反应完毕后,打开止水夹,立即将活塞拉至36.2 mL处,夹好弹簧夹,观察到,________________________________________________________________________,
轻摇注射器几下,静置,又观察到____________、____________;重复以上操作几次,至针筒内最后无NO为止。针筒内溶液中c(NO)为__________________,c(H+)为
________________________________________________________________________。共抽入空气体积至少为____________。
(5)该实验最显著的优点是________________________________________________。
答案 (2)排尽注射器内残留的少量空气
(3)①铜片表面有气泡逸出,针筒内聚集无色气体;②溶液由无色变为蓝色;③铜片全部溶解;④活塞自动移到刻度21.2 mL处
(4)注射器内气体变为红棕色 红棕色慢慢消失 活塞移到29.2 mL处 6 mol·L-1 5.85 mol·L-1 42 mL
(5)现象易于观察,产生的气体最终被全部吸收,不会污染环境
[能力提升]
7.我国清代《本草纲目拾遗》中记叙无机药物335种,其中“强水”条目下写道:“性最烈,能蚀五金……其水甚强,五金八石皆能穿第,惟玻璃可盛。”这里的“强水”是指( )
A.氨水 B.硝酸
C.醋 D.卤水
解析 氨水与金属不反应,A项错误;硝酸酸性强氧化性强,能与金属反应,B项正确;醋酸酸性弱,金属活泼性弱的不能反应,C项错误;学名为盐卤,是由海水或盐湖水制盐后,残留于盐池内的母液,主要成分有氯化镁、硫酸钙、氯化钙及氯化钠等,味苦,有毒,不易与金属反应,D项错误。
答案 B
8.(2024·张家口期中)下列实验操作对应的现象及结论均正确的是( )
选项
操作
现象
结论
A
把炽热的炭投入到盛有浓硝酸的试管中
有红棕色气体产生
红棕色气体一定是炭还原HNO3的产物
B
浓硫酸滴入蔗糖中,将产生的气体通入到澄清石灰水中
澄清石灰水变浑浊
产生的气体是CO2
C
将蘸有浓氨水的玻璃棒靠近浓硫酸
产生白烟
白烟为(NH4)2SO4
D
向明矾溶液中滴加过量的氨水
产生白色沉淀
Al(OH)3不溶于弱碱
解析 浓硝酸受热分解也产生二氧化氮,不能证明红棕色气体一定是炭还原HNO3的产物,A错误;浓硫酸滴入蔗糖中,反应产物有二氧化碳和二氧化硫,将产生的气体通入到澄清石灰水中,两种气体均能使澄清石灰水变浑浊,B错误;浓硫酸不挥发,不会产生白烟,C错误;向明矾溶液中滴加过量的氨水,产生氢氧化铝白色沉淀,氢氧化铝不溶于弱碱,D正确。
答案 D
9.工业上用洗净的废铜屑作原料制取硝酸铜。为节约原料和防止环境污染,宜采取的方法是( )
A.Cu+HNO3(浓)―→Cu(NO3)2
B.Cu+HNO3(稀)―→Cu(NO3)2
C.CuCuOCu(NO3)2
D.CuCuSO4Cu(NO3)2
解析 A中产生NO2,B中产生NO,D中产生SO2,都产生污染性气体。
答案 C
10.在通风橱中进行下列实验:
步骤
现象
Fe表面产生大量无色气泡,液面上方变为红棕色
Fe表面产生少量红棕色气泡后,迅速停止
下列说法中不正确的是( )
A.Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式为NO+O2===NO2
B.Ⅱ中的现象说明Fe表面形成致密的氧化层,阻止Fe进一步反应
C.对比Ⅰ、Ⅱ中现象,说明浓HNO3的氧化性强于稀HNO3
D.红棕色气体的成分是NO2
解析 Ⅰ中由于稀硝酸有强的氧化性,与铁发生氧化还原反应,硝酸得到电子被还原变为NO,气体为无色,当遇到空气时,发生反应:2NO+O2===2NO2,气体变为红棕色的NO2,A未配平,错误;在Ⅱ中浓硝酸有强的氧化性,在室温下遇铁、铝会使金属表面氧化产生一层氧化物薄膜,对内层金属起保护作用,从而防止金属的进一步反应,即发生钝化现象,因此不能进一步反应,这恰好说明浓硝酸的氧化性比稀硝酸强,B、C正确。
答案 A
11.某同学认为碳与浓硝酸反应过程中还应有NO生成。为了验证是否有NO生成,利用下列实验装置进行实验。已知:NO2的沸点为21 ℃;装置D中盛放P2O5,各装置的连接顺序为a→gf→de→cb→hi。
回答下列问题:
(1)装置A中,仪器X的名称为____________________。
(2)装置D的作用是____________________。
(3)反应开始前,首先要打开装置A中的弹簧夹K,通入一段时间N2,其目的是____________________________________________________。
(4)实验过程中,该同学根据____________________________和____________________________得出碳与浓硝酸反应过程中还应有NO生成的结论(分别填写某个装置和对应的实验现象)。
(5)若装置A中两种还原产物的物质的量之比为1∶1,写出反应的化学方程式:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析 装置A中进行碳与浓硝酸的反应,随后连接装置D,对产生的气体进行干燥,除去混合气体中的水分。根据题中信息:NO2的沸点为21 ℃,故装置D后连接装置C进行冰水浴,对NO2进行冷凝使其液化;装置C后连接装置B,根据装置B中湿润的淀粉KI试纸是否发生颜色变化,判断气体中是否有二氧化氮残留,若试纸不变色,并且装置E中酸性高锰酸钾溶液褪色,则有NO生成;若装置E中产生白色沉淀,则证明有CO2生成。
(1)装置A中,仪器X的名称为分液漏斗。
(2)根据分析,装置D的作用是对气体进行干燥,除去混合气体中的水分。
(3)NO极易与空气中O2反应生成NO2,连接好装置后,首先要打开装置A中的弹簧夹K,通入一段时间N2,其目的是排净装置中的空气,防止干扰实验。
(4)若碳与浓硝酸反应过程中还有NO生成,则会同时观察到装置B中湿润的淀粉KI试纸不变蓝色、装置E中酸性高锰酸钾溶液褪色。
(5)若装置A中两种还原产物的物质的量之比为1∶1,根据得失电子守恒和原子守恒,化学方程式为C+2HNO3(浓)NO↑+NO2↑+CO2↑+H2O。
答案 (1)分液漏斗
(2)除去混合气体中的水分
(3)排净装置中的空气,防止干扰实验
(4)装置B中湿润的淀粉KI试纸不变蓝色 装置E中酸性高锰酸钾溶液褪色
(5)C+2HNO3(浓)NO↑+NO2↑+CO2↑+H2O
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