第2课时 硫酸和硝酸的氧化性
[经典基础题]
题组一 硫酸的性质
1．区别浓硫酸和稀硫酸，既简单又可靠的方法是 ( ) 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
答案 C
解析 浓硫酸具有脱水性，涂在纸上，使其变黑，稀硫酸涂在纸上无明显变化。
2．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
答案 D
解析 蔗糖炭化的原因是浓H2SO4具有脱水性；浓硫酸与铜反应时需要加热；浓硫酸不能干燥氨气，可与NH3反应。
3．下列现象和用途中，浓硫酸表现脱水性的是 ( )
A．实验室制取时浓硫酸作干燥剂
B．浓硫酸加到蔗糖中，蔗糖变黑
C．浓硫酸加到胆矾上，蓝晶体变为白粉末
D．浓硫酸使Fe、Al钝化
答案 B
解析 区别浓硫酸的脱水性和吸水性，要看原物质中是否有水分子。一般来说，脱水性是对有机物质而言，其中的氢、氧两种元素按原子个数比2∶1即以H2O的形式脱去，无机物质失水一般为吸水性，如CuSO4·5H2O失去结晶水，故C项不正确；A选项中浓硫酸表现吸水性；D选项中浓硫酸表现强氧化性；只有B选项浓硫酸表现脱水性。
4．用下图所示实验装置(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SO2
D．为确认CuSO4生成，向①中加水，观察颜
答案 D
解析 因为①中含有大量浓硫酸，所以应该冷却后把①中上层溶液倒入盛有水的烧杯中，D错误。
5．指出在下列实验事实或实验现象中，硫酸所表现的性质：
(1)工业上用铁槽车或铝槽车运输浓硫酸：________。
(2)浓硫酸露置在空气中浓度变小：________。
(3)浓硫酸与铜反应制取硫酸铜：________。
(4)浓硫酸使蔗糖炭化变黑：________。
答案 (1)强氧化性 (2)吸水性 (3)强氧化性、酸性 (4)脱水性
解析 根据浓硫酸的性质：难挥发性，吸水性，脱水性，强氧化性、酸性等“对号入座”。
(1)强氧化性：使Fe、Al表面迅速生成一层氧化膜而钝化。
(2)吸水性：吸收空气中的水分使浓度减小。与浓盐酸、浓硝酸露置空气中浓度变小不同，后者是因为HCl、HNO3易挥发而引起溶液浓度变小。
(3)强氧化性、酸性：反应Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O中，一部分H2SO4作氧化剂，还原为SO2；另一部分起酸的作用，与铜离子形成了盐。
(4)脱水性：将蔗糖中H和O按2∶1脱出并生成水。
题组二 硝酸的性质
6．下列关于浓硝酸和浓硫酸的叙述中正确的是 ( )
A．常温下都不可用铝制容器贮存
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降低
答案 D
解析 常温下，二者均能使铝钝化，A项错误；露置在空气中，浓硫酸吸水质量增加，B项错误；浓硫酸在常温下与铜没有明显的反应，C项错误；在空气中，浓硝酸挥发、浓硫酸吸水，二者浓度都降低，D项正确。
7．下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是 ( )
选项 | 实验操作 | 现象 | 解释或结论 |
A | 过量的Fe粉中加入稀HNO3，充分反应后，滴入KSCN溶液 | 溶液呈 红 | 稀HNO3将Fe氧化为Fe3＋ |
B | 常温下，Fe、Al放入浓HNO3或浓H2SO4中 | 无明 显现象 | Fe、Al与浓HNO3或浓HNO3不反应 |
C | Al箔插入稀HNO3中 | 无现象 | Al箔表面被HNO3氧化，形成致密的氧化膜 |
D | 用玻璃棒蘸取浓HNO3点到红石蕊试纸上 | 试纸先 变蓝 后褪 | 浓HNO3具有酸性和强氧化性 |
| | | |
答案 D
解析 本题考查化学实验，意在考查化学实验基本操作及实验现象和实验结论的描述与分析。稀硝酸与铁粉反应，铁首先被氧化成Fe3＋，过量铁粉将Fe3＋还原，最终得到Fe2＋，滴入KSCN溶液不显红，A项错误；常温下，Fe、Al在浓HNO3或浓H2SO4中发生钝化，生成致密的保护膜阻止了反应进行，B项错误；Al箔能与稀HNO3反应放出气体，C项错误。
8．在浓硝酸中放入铜片：
(1)开始时反应的化学方程式为___________________________________，
实验现象为______________________________。
(2)若铜有剩余，则反应将要结束时反应的化学方程式为____________。
(3)待反应停止后，再加入少量25%的稀硫酸，这时铜片上又有气泡产生，其原因是____________________________________________________。
答案 (1)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 铜片逐渐消失，溶液逐渐变绿，有红棕气体逸出
(2)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
(3)加入稀硫酸后，H＋与原溶液中的NO构成强氧化性的条件，又能与过量的Cu反应
解析 随着反应的进行，硝酸的浓度不断减小，反应结束前实质上是铜与稀硝酸反应。反应停止后再加稀硫酸，则溶液中的NO在酸性条件下，又相当于稀硝酸与铜反应。
题组三 硝酸与金属反应的计算
9．38.4 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强氧化剂×10－3 mol D．2.4×10－3 mol
答案 C
解析 n(Cu)＝＝6.0×10－4mol
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：6.0×10－4mol×4＝2.4×10－3mol
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：6.0×10－4mol×＝1.6×10－3mol
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1.6×10－3mol和2.4×10－3mol之间。
或者根据氮原子守恒求解如下：
n(Cu)＝n[Cu(NO3)2]＝＝6×10－4mol
n(NO、NO2)＝＝1×10－3mol
则反应消耗的HNO3为2×6×10－4mol＋1×10－3mol＝2.2×10－3mol，C项正确。
10．物质的量之比为2∶5的锌与稀硝酸反应，若硝酸被还原的产物为N2O，反应结束后锌没有剩余，则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是 ( )
A．1∶4 B．1∶5
C．2∶3 D．2∶5
答案 A
解析 本题考查了氧化还原反应原理及电子得失守恒的应用。设2 mol Zn参与反应，因Zn无剩余，则最终生成了2 mol Zn(NO3)2，显然含有4mol NO，这部分是没有参与氧化还原反应的HNO3；HNO3―→N2O过程中N元素的化合价＋5价―→＋1价，根据得失电子守恒有：2×n(Zn)＝n(HNO3)×4，则n(HNO3)＝1 mol，即有1 mol HNO3被还原。
11．用以下三种途径来制取相同质量的硝酸铜
甲．铜与浓硝酸反应 乙．铜与稀硝酸反应 丙．铜先跟氧气反应生成氧化铜，氧化铜再跟稀硝酸反应。以下叙述中正确的是 ( )
①三种途径所消耗的铜的物质的量相等 ②三种途径所消耗的硝酸的物质的量相等 ③所消耗铜的物质的量是：途径甲>途径丙>途径乙 ④所消耗的硝酸的物质的量是：途径甲>途径乙>途径丙
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