2012高一化学课件：4.4.2硝酸和硫酸的氧化性(人教版必修1)

【典例1】(2010·北京高考)用如图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验操作不合理的是A．上下移动①中铜丝可控制SO2的量B．②中选用品红溶液验证SO2的生成C．③中选用NaOH溶液吸收多余的SO2D．为确认CuSO4生成，向①中加水，观察颜色【思路点拨】解答该题要注意以下三点：(1)通过上下移动铜丝可控制反应进行；(2)检验SO2要用品红溶液，有毒气体要进行尾气处理；(3)不能把水倒入浓硫酸中。【自主解答】选D。Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+2H2O+SO2↑，题中当向上移动①中铜丝时，铜丝与浓硫酸脱离接触，反应停止；当向下移动时，铜丝与浓硫酸接触，生成SO2，因此可控制SO2的量，故A正确。SO2可以使品红溶液褪色，加热后又可恢复原色，因此可用品红溶液检验SO2，故B正确。SO2会污染大气造成酸雨，因此不能直接排放，可用△====NaOH溶液吸收，故C也正确。反应后，①中含有大量硫酸，若直接向①中加水，容易使水沸腾而溅出，造成危险，可以先将上层清液倒出，然后再向试管中残留的固体上加入水，若溶液变蓝，则可以确认有CuSO4生成，故D不正确。【典例2】将8gFe置于40mLHNO3中微热，生成气体的颜色随反应的进行由深变浅，充分反应后得标准状况下的气体为1.792L，此时剩余2.4g固体，求：(1)该反应中被还原的硝酸和未被还原的硝酸的质量比；(2)求混合气体中NO和NO2的体积比。【思路点拨】解答该题注意以下三点：(1)铁过量，溶液中溶质只有Fe(NO3)2；(2)n(被还原HNO3)=n(NO2或NO)，n(未被还原HNO3)=2n(Fe)；(3)利用电子守恒与原子守恒计算NO和NO2的体积比。【自主解答】(1)根据元素守恒，被还原的硝酸物质的量为：未被还原的硝酸物质的量为：被还原的HNO3和未被还原的HNO3的物质的量之比为：0.08∶0.2=2∶5321.792LnHNOnNONO0.08mol22.4L/mol、38g2.4gnHNO2nFe20.2mol56g/mol(2)n(NO)+n(NO2)=0.08mol据电子守恒：2n(Fe)=3n(NO)+n(NO2)所以：n(NO)=0.06moln(NO2)=0.02mol所以：n(NO)/n(NO2)=3∶1，则V(NO)/V(NO2)=3∶18g2.4gnFe0.1mol56g/mol答案：(1)2∶5(2)3∶1【典例】已知硝酸具有强氧化性，在某溶液中先滴加稀硝酸，再滴加氯化钡溶液，有白色沉淀产生，该溶液中A.一定含有SO42-B.一定含有SO32-和SO42-C.一定含有SO32-D.可能无SO42-和SO32-【思路点拨】解答本题时应注意两方面问题：(1)硝酸具有强氧化性，可以将HSO3-或SO32-氧化成SO42-，进而产生沉淀。(2)在溶液中滴加稀硝酸时，不能排除Cl-的干扰。【自主解答】选D。白色沉淀不溶于稀硝酸，该沉淀可能是Ba2+所引起而生成的BaSO4沉淀，也可能是Cl-所引起而生成的AgCl沉淀。【典例1】下列有关浓硫酸的说法中正确的是A.浓硫酸常用作干燥剂，它是利用了浓硫酸的脱水性B.浓硫酸具有极强的氧化性，故把铁片放入浓硫酸中会生成Fe2(SO4)3C.浓硫酸是酸，故在和金属反应时，符合酸与金属反应的通式：酸+金属====盐+H2↑D.浓硫酸稀释会放出大量的热，故正确的稀释过程是把浓硫酸加入到水中，并不断搅拌【易错选项】B【易错剖析】(1)易错选项分析错选B的原因在于对所学基础知识掌握不到位，对知识不能灵活的使用导致片面的分析问题。浓硫酸是酸，且具有强氧化性，但它又有其自己的特性。如常温时使铁、铝钝化，故不能使铁与浓硫酸进一步反应而生成Fe2(SO4)3。(2)其他错误选项分析(3)正确选项分析对浓硫酸的稀释一定要注意过程中的操作(例如用烧杯做实验器皿)：烧杯中放入一定量水，将浓硫酸沿烧杯内壁缓缓加入到水中，并用玻璃棒不断搅拌，以使热量及时地扩散。反之，把水加入到浓硫酸中是不正确的，这样很容易发生危险。【标准答案】D【典例2】关于硝酸的说法中正确的是A.Cu可以溶解在稀硝酸中并生成H2B.浓硝酸不能与非金属单质反应C.硝酸与金属反应时，主要是+5价的氮元素得电子D.常温下，向浓硝酸中投入Fe片，会产生大量的红棕色气体【易错选项】D【易错剖析】(1)易错选项分析原因在于对重要知识点掌握的不透彻，根据常规判断物质性质的方法直接判断，导致分析错误。不清楚一些物质除了常见的性质外，还有一些特性。在常温下浓硝酸中加入Fe，会钝化，不会有NO2生成。(2)其他错误选项分析【标准答案】C1.下列溶液中不与单质Cu反应(必要时可加热)的是()A.浓盐酸B.稀硝酸C.浓硫酸D.FeCl3溶液【解析】选A。浓盐酸不与铜反应，稀硝酸与铜反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，浓硫酸与铜在加热时生成硫酸铜、二氧化硫和水，FeCl3溶液与铜反应生成氯化亚铁和氯化铜，故选A。2.下列反应中既体现硝酸的氧化性又体现其酸性的是()A.木炭与浓硝酸B.铜与稀硝酸C.氢氧化铜与硝酸D.氧化铁与硝酸【解析】选B。C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O，只体现浓硝酸的强氧化性；3Cu+8HNO3(稀)====3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，这个反应体现硝酸的氧化性与酸性；Cu(OH)2+2HNO3====Cu(NO3)2+2H2O，Fe2O3+6HNO3====2Fe(NO3)3+3H2O，只体现酸性，故选B。△====3.下列事实与浓硫酸表现出的性质(括号中)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)【解析】选B。A、D两项表现出浓硫酸的吸水性；B正确；C项体现浓硫酸的脱水性。4.从降低成本和减少环境污染的角度考虑，制取硝酸铜最好的方法是()A．铜和浓硝酸反应B．铜和稀硝酸反应C．氧化铜和硝酸反应D．氯化铜和硝酸银反应【解析】选C。A、B两项既浪费原料，又产生大气污染物；D项硝酸银价格较高，成本较高，C项符合。5.将一定量铜与足量浓硝酸充分反应，可以得到6.72LNO2气体(气体体积在标准状况下测定)。(1)写出铜与浓硝酸反应的化学方程式___________________________________。(2)若反应后溶液体积为100mL，则所得溶液中Cu2+的物质的量浓度是多少？(3)若改用排水法收集气体，则可收集到气体的体积为多少？【解析】Cu+4HNO3(浓)====Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O1mol2moln(Cu2+)0.3moln(Cu2+)=0.15mol若用排水法收集反应产生的气体，由于发生反应：3NO2+H2O====2HNO3+NO3L1L6.72LV(NO)则得到NO气体的体积为216.72LnNO0.3mol22.4Lmol20.15molcCu1.5mol/L0.1L。16.72L2.24L3。答案：(1)Cu+4HNO3(浓)====Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O(2)1.5mol/L(3)2.24L一、选择题(本题包括5小题，每小题4分，共20分)1.下列关于硝酸和硫酸的叙述中，正确的是()A．浓硝酸和浓硫酸都具有脱水性B．浓硫酸和浓硝酸都可以用铝、铁的容器盛装，加热也不反应C．稀硫酸和稀硝酸都是氧化性酸D．硫酸和硝酸都是重要的化工原料【解析】选D。浓硝酸无脱水性；加热时浓硫酸和浓硝酸都可以与铝、铁反应；稀硝酸是氧化性酸，稀硫酸也有氧化性，但不是氧化性酸；硫酸和硝酸都是重要的化工原料，故D正确。2.一定量的浓硫酸跟过量的锌充分反应，产生的气体可能有()①SO2②SO3③H2S④H2A.①②B.①③C.①④D.只有①【解析】选C。2H2SO4(浓)+ZnZnSO4+2H2O+SO2↑,随着反应的进行，硫酸的浓度减小，当变成稀硫酸时，发生反应H2SO4+ZnZnSO4+H2↑，故选C。△========3.(2011·荆州高一检测)下列关于浓硝酸和浓硫酸的叙述错误的是()A．都是常用的干燥剂B．都能与木炭反应C．常温下都可以储存于铝制槽罐中D．和铜反应中都表现出氧化性和酸性【解析】选A。浓硝酸不作干燥剂，A错误；浓硝酸和浓硫酸在加热时都能与木炭反应，B正确；常温下都能使铝钝化，C正确；浓硝酸和浓硫酸和铜反应中都表现出氧化性和酸性，D正确。4.下列的各组离子在酸性溶液中能大量共存的是()A.Na+、Fe2+、、SCN-B.Ca2+、K+、Cl-、C.Al3+、K+、OH-、D.Na+、K+、、Cl-【解析】选B。酸性溶液中含有H+，则A项相当于存在硝酸，能将Fe2+氧化；C项OH-被H+中和；D项与H+作用产生硅酸沉淀。3NO3NO3NO23SiO23SiO5.检验某未知溶液中是否含的下列操作中，合理的是()A.先加硝酸酸化，再加氯化钡溶液B.先加硝酸酸化，再加硝酸钡溶液C.先加盐酸酸化，再加氯化钡溶液D.先加盐酸酸化，再加硝酸钡溶液【解析】选C。先用盐酸酸化的目的是排除、、、Ag+等离子对硫酸根离子检验的干扰，再加入氯化钡溶液产生白色沉淀，证明原溶液中含有。24SO23CO23SO34PO24SO【方法技巧】的检验方法24SO二、非选择题(本题包括3小题，共30分)6.(10分)为了验证Cu和浓硫酸反应的产物中有SO2和H2O，选用下图所示仪器(内含物质)组装成实验装置。B中有无水硫酸铜、C中有品红溶液、D中有氢氧化钠溶液。(1)如按气流由左向右流动，连接上述装置的正确顺序是(填各接口字母)：a接，接，接f。(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。【解析】(1)A为铜与浓硫酸的发生装置，B为检验水的装置，C为检验SO2的装置，D是尾气处理装置，洗气瓶中遵循长管进短管出，所以接口顺序为a→b,c→e,d→f。(2)白色粉末变为蓝色证明反应中有水生成，品红溶液褪色，证明反应有二氧化硫生成。若将B、C装置前后对调，则无法检验是否有水生成。(3)氢氧化钠溶液是吸收过量的二氧化硫，防止污染环境。(4)铜与浓硫酸的反应是2H2SO4(浓)+CuCuSO4+2H2O+SO2↑。△====答案：(1)bced(2)白色粉末变为蓝色品红溶液褪色无法检验是否有水生成(3)吸收过量的二氧化硫，防止污染环境(4)2H2SO4(浓)+CuCuSO4+2H2O+SO2↑△====7.(10分)黑色固体A加热至红热投入到无色浓溶液B中发生如下转化关系，已知X是两种气体组成的混合气体，其中一种为红棕色气体。(1)由此可以推断：A为，B为,C为,E为。(2)写出D与F反应的化学方程式。【解析】因为X中一种气体为红棕色，则该气体为NO2，黑色固体A为C，B为浓硝酸，该反应为C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O，X为CO2和NO2，因此C为CO2和NO，E为NO，D为稀硝酸，F为铜，G为硝酸铜。答案：(1)C浓硝酸NO和CO2NO(2)3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O△========8.(10分)(挑战能力)amol某单质M与含bmolHNO3的溶液恰好完全反应。(1)若M为Cu，则被还原的HNO3的物质的量一定是mol。(用含a、b的式子表示)(2)若a=0.6，M仍为Cu，充分反应后，共收集到标准状况下的气体22.4L，则此时b=。【解析】(1)n(被还原HNO3)=n(总HNO3)-n(未被还原HNO3)=b-2a。(2)n(总HNO3)=n(被还原HNO3)+n(未被还原HNO3)=1mol+0.6mol×2=2.2mol。答案：(1)b-2a(2)2.2铜与