硫酸和硝酸的氧化性
一、选择题(本题包括7小题，每小题3分，共21分)
1．北京2008奥运会金牌为金镶玉，直径为70 mm，厚6 mm.某化学兴趣小组对金牌中金属的成分提出猜想：甲认为该金牌是由纯金制成；乙认为该金牌是由金银合金制成；丙认为该金牌是由黄铜(铜锌合金)制成．为了验证他们的猜想，取制造这种金牌的材质粉末少量进行实验，加入下面一种试剂来验证甲、乙、丙猜想的正误，该试剂应是( )
A．硫酸铜溶液 B．稀硝酸
C．盐酸 D．硝酸银溶液
2．下列关于浓HNO3和浓H2SO4的叙述正确的是( )
A．常温下都可用铝制容器贮存
B．露置在空气中，容器内酸液的质量都减轻
C．常温下都能与铜较快反应
D．露置在空气中，容器内酸液的浓度都增大
3．[双选题]碳跟浓硫酸共热产生的气体X和铜跟浓硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中(如图装置)，下列有关说法正确的是( )
A．洗气瓶中产生的沉淀是碳酸钡
B．在Z导管出来的气体中无二氧化碳
C．洗气瓶中产生的沉淀是硫酸钡
D．在Z导管口有红棕色气体出现
4．在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶，再加入下列物质①FeCl3，②Fe2O3，③Cu(NO3)2，④KNO3，铜粉溶解的是( )
A．只有①或② B．只有②或④
C．只有①或②或③ D．上述物质中任意一种
5．有某硫酸和硝酸的混合溶液20 mL，其中含有硫酸的浓度为2 mol/L，含有硝酸的浓度为1 mol/L，现向其中加入0.96 g铜粉，充分反应后(假设只生成NO气体)，最多可收集到标准状况下的气体的体积为( )
A．89.6 mL B．112 mL
C．168 mL D．224 mL
6．向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中加入120 mL 4 mol/L的稀硝酸，恰好使混合物完全溶解，放出1.344 L NO(标准状况)，往所得溶液中加入KSCN溶液，无血红色出现．若用足量的氢气在加热下还原相同质量的混合物，能得到铁的物质的量为( )
A．0.24 mol B．0.21 mol
C．0.16 mol D．0.14 mol
7．38.4 mg铜跟适量的浓硝酸反应，铜全部作用后，共收集到气体22.4 mL(标准状况)，反应消耗的HNO3的物质的量可能是( )
A．1.0×10－3 mol B．1.6×10－3 mol
C．2.2×10－3 mol D．2.4×10－3 mol
二、非选择题(本题包括4小题，共39分)
8．(10分)某化学课外兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应情况，用如图所示装置进行有关实验：
(1)B是用来收集实验中产生的气体的装置，但未将导管画全，请把导管补充完整．
(2)实验中他们取6.4 g铜片和12 mL 18 mol/L浓硫酸放在圆底烧瓶中加热，直到反应完毕，最后发现烧瓶中还有铜片剩余，该小组学生根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余．
①请写出铜跟浓硫酸反应的化学方程式：__________________________________．
②为什么有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解？你认为原因是：______________
________________________________________________________________________．
③下列药品中能够用来证明反应结束后的烧瓶中的确有余酸的是________(填写字母编号)．
A．铁粉 B．BaCl2溶液
C．银粉 D．Na2CO3溶液
(3)装置C中试管D内盛装的是品红溶液，当B中气体收集满后，有可能观察到的现象是______________________________________，待反应结束后，向C中烧杯内加入沸水，D中观察到的现象是______________________________________________________________．
(4)实验装置C有可能造成环境污染，试用最简单的方法加以解决．(实验用品自选)________________________________________________________________________．
9．(10分)为了验证木炭可被浓H2SO4氧化成CO2，选用如图所示仪器(内含物质)组装成实验装置：
(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)：
________接________，________接________，________接________．
(2)仪器乙、丙应有怎样的实验现象才表明已检验出CO2?
乙中__________________________________________________________________，
丙中__________________________________________________________________．
(3)丁中酸性KMnO4溶液的作用是_________________________________________．
(4)写出甲中反应的化学方程式__________________________________．
10．(9分)A～L所代表的各物质是中学化学里常见的物质，已知B、J是单质，A是化合物，E的溶液跟KSCN溶液混合，溶液呈红色．A～L各物质之间相互反应转化的关系如图所示(未注明必要的反应条件)：
请回答下列问题：
(1)B在A的浓溶液中反应而溶解的条件是________，而常温下B在A的浓溶液中难以反应而溶解的原因是___________________________________________________________
________________________________________________________________________.
(2)写出下列化学方程式：
F→G＋A_________________________________________________________________；
G→F____________________________________________________________________；
E→I_____________________________________________________________________.
(3)L转化成I的现象：_____________________________________________________
________________________________________________________________________.
11．(10分)实验室用稀硝酸与铜反应制备NO气体，如果采用如图Ⅰ装置(烧瓶内加入稀硝酸和铜片，必要时可加热)，实验效果不十分理想，因为观察到的现象不能有力证明反应产物是NO.有人设计了图Ⅱ装置(橡皮塞下端连有铜丝圈)，用来做该实验可以达到满意的效果．
(1)用Ⅰ装置做实验时，用排水法收集到的气体中的颜色为________色；实验过程中由于____________________________，不易观察到______________生成，从而不能有力证明反应产物是NO.
(2)用Ⅱ装置做实验时，将有关操作补充完全：
①将分液漏斗的活塞打开，从U形管的B侧管口注入稀硝酸，一直注到__________________为止．
②关闭活塞，用酒精灯在U形管的A侧加热，当____________时，立即撤去酒精灯．
(3)完成下列问题：
①反应在什么情况下可以自动停止？
答：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
可在何处观察到无色的NO气体？
答：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
②如果将分液漏斗的活塞慢慢打开，可立即观察到哪些明显现象？
答：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
详解答案
1．选B 因为稀HNO3能够溶解银、铜和锌，而不能溶解金，所以实验后若粉末质量不减少，则甲正确；若粉末部分溶解，则乙正确；若粉末全部溶解，则丙正确．
2．选A 浓H2SO4吸水增重，浓H2SO4在常温下与Cu不反应，二者露置在空气中，浓度都减小，浓H2SO4是由于吸水的缘故，浓HNO3是由于挥发的缘故．
3．选CD 碳与浓硫酸共热产生的X气体为CO2和SO2的混合气体，铜与浓硝酸反应产生的Y气体是NO2，同时通入时因NO2与水和SO2共同作用要产生SO和NO，NO在空气中又会生成NO2，CO2不能溶解在酸性溶液中而从Z管出来，故C、D正确，A、B错误．
4．选D 铜粉不溶解在稀硫酸中，当加入①②两种物质时，相当于加入了Fe3＋，会发生反应Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋，铜粉会溶解，当加入③④两种物质时，相当于加入了NO，会发生反应3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O.因此上述物质中的任意一种都可使其溶解．
5．选D 该题应注意H2SO4中的H＋也能参与反应，最好用离子方程式去解．
铜粉溶解于稀硝酸的离子方程式为：
3Cu ＋ 8H＋ ＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
0．015 mol 0.1 mol 0.02 mol
经比较可知Cu的量不足，所以可由Cu的量求得生成NO为0.01 mol，即标准状况下气体的体积为224 mL.故选D.
6．选B 解答的关键是利用题中信息：“往恰好反应后所得的溶解中加入KSCN溶液，无血红色出现”判断出溶液为Fe(NO3)2溶液，利用N元素守恒，可知溶液中生成Fe(NO3)2的物质的量为：(4 mol·L－1×0.12 L－1.344 L/22.4 L·mol－1)×＝0.21 mol，所以铁的混合物中含铁物质的量为0.21 mol，故答案为B.
7．选C n(Cu)＝＝6.0×10－4 mol
若38.4 mg铜全部与浓硝酸反应，则可求得参加反应的硝酸为：6.0×10－4 mol×4＝2.4×10－3 mol
若38.4 mg铜全部与稀硝酸反应，则可求得参加反应的硝酸为：6.0×10－4 mol×＝1.6×10－3 mol
事实上铜先与浓硝酸反应，浓硝酸变稀后，又与稀硝酸反应．消耗的硝酸的物质的量应在1.6×10－3 mol和2.4×10－3 mol之间．
或者根据氮原子守恒求解如下：
n(Cu)＝n[Cu(NO3)2]＝＝6×10－4 mol
n(NO、NO2)＝＝1×10－3 mol
则反应消耗的HNO3为2×6×10－4 mol＋1×10－3 mol＝2.2×10－3 mol，C项正确．
8．解析：Cu只与浓硫酸在加热时反应，而不与稀硫酸反应．收集SO2气体用向上排空气法，因此B装置应为长进短出，证明硫酸有剩余，应证明溶液中含H＋，而不应证明含SO，因此BaCl2溶液和Ag均不可．对C装置逸出的SO2，用浸有NaOH溶液的棉花团塞在试管口是最简单的方法．
答案：(1)(作图时注意长进短出)
(2)①Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O
②随着H2SO4的消耗，浓H2SO4的浓度不断降低，稀H2SO4与Cu不反应 ③AD
(3)红色褪去 恢复红色
(4)用浸有NaOH溶液的棉团塞在试管口
9．解析：木炭与浓硫酸加热反应生成CO2、SO2和H2O.其中CO2、SO2都跟澄清石灰水中的Ca(OH)2反应，使澄清石灰水变浑浊，这会干扰CO2的鉴别．所以，在鉴别CO2时，首先用酸性KMnO4溶液将SO2氧化除去，再用品红溶液检验是否被完全除去，最后用澄清石灰水检验CO2的存在，是一种确认CO2存在的好方案．
答案：(1)A F E C D B
(2)乙中澄清石灰水变浑浊 丙中品红溶液未褪色
(3)吸收SO2
(4)C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O
10．解析：E与KCSN溶液混合呈红色，推知E为Fe3＋盐，说明B为Fe，B在A的浓、稀溶液中均反应，且F与G可相互转化，说明A为HNO3，可依次推出G为NO，F为NO2，D为H2O，I为Fe(OH)3，L为Fe(OH)2.
答案：(1)加热 产生钝化现象 (2)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 2NO＋O2===2NO2 Fe(NO3)3＋3NaOH===Fe(OH)3↓＋3NaNO3 (3)先生成白色沉淀，迅速转化为灰绿色，最后变成红褐色
11．解析：由于NO易被空气中O2氧化成NO2(红棕色)，所以在金属与稀HNO3反应的常规实验中，很难观察到无色NO气体的生成，而是观察到红棕色气体．本题实验Ⅱ中的意图是创设无氧气环境，使NO能存在相当长一段时间．
答案：(1)无 烧瓶中有空气，可以将产生的NO氧化成NO2，NO2又与水反应生成NO 无色的NO
(2)①液面与胶塞接触(或A侧管中恰好充满液体)
②铜丝上有气泡产生
(3)①当反应产生的NO气体将稀HNO3排入U形管B侧管，使铜丝与稀HNO3脱离接触时，反应立刻停止
在U形管A侧管内可观察到无色NO气体 ②U形管B侧管内的稀HNO3又回到A侧管中，分液漏斗中有红棕色气体产生
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