化學必修1第四節(jié) 氨 硝酸 硫酸第2課時學案

這是一份化學必修1第四節(jié) 氨 硝酸 硫酸第2課時學案，共15頁。學案主要包含了硫酸，硝酸等內(nèi)容，歡迎下載使用。

一、硫酸
1．稀硫酸——具有酸的通性
(1)硫酸的電離方程式：H2SO4===2H＋＋SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 。
(2)硫酸具有酸的通性，可與酸、堿指示劑作用，也可與堿、堿性氧化物、活潑金屬及某些鹽反應(yīng)。
2．濃硫酸的三大特征
(1)吸水性和脫水性
(2)強氧化性
①與金屬的反應(yīng)：濃硫酸能與絕大多數(shù)金屬作用，如與銅反應(yīng)。
②常溫下，冷的濃硫酸能使Fe、Al發(fā)生鈍化。
③與非金屬反應(yīng)
加熱時濃硫酸與木炭反應(yīng)的化學方程式為
C＋2H2SO4(濃) eq \(=====,\s\up7(△)) CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。
3．硫酸的用途
下列屬于硫酸的用途的是①②③。
①生產(chǎn)化肥農(nóng)藥、火藥、醫(yī)藥等；②酸洗；
③冶煉有色金屬，金屬除銹； ④精煉石油；⑤制漂白粉。
(1)濃硫酸能否用來干燥NH3、H2S?
提示：不能。濃硫酸不能干燥堿性或還原性氣體。
(2)冷的濃硫酸使鐵、鋁鈍化屬于什么變化？
提示：生成新物質(zhì)，屬于化學變化。
(3)(知識前后串聯(lián))初中就學過濃硫酸具有脫水性，如濃硫酸使試紙、火柴梗等變黑，濃硫酸與蔗糖的反應(yīng)，蔗糖變黑，體積膨脹，并有刺激性氣味，該過程表現(xiàn)了濃硫酸的哪些性質(zhì)？
提示：表現(xiàn)了濃硫酸的脫水性和強氧化性。
(4)(情境思考)有人說“常溫下，濃硫酸不能與鐵反應(yīng)，鐵很穩(wěn)定”，也有人說，“濃硫酸常溫下也能與鐵反應(yīng)，濃硫酸是鐵的保護神”孰對孰錯？仔細辨析。濃硫酸有強氧化性，常溫下應(yīng)如何儲運濃硫酸？
提示：常溫下，濃硫酸可以使鐵發(fā)生鈍化，鈍化是化學變化，生成的物質(zhì)防止金屬進一步被腐蝕。因常溫下，濃H2SO4能使Fe、Al鈍化，故可用鋁槽(或鐵罐)儲運濃硫酸。
二、硝酸
1．揮發(fā)性
硝酸越濃越易揮發(fā)。
2．強氧化性
(1)與金屬的反應(yīng)
①濃硝酸與Cu反應(yīng)的化學方程式為Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。
②稀硝酸與Cu反應(yīng)的化學方程式為3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。
(2)與非金屬反應(yīng)
濃硝酸與木炭加熱時反應(yīng)的化學方程式為
C＋4HNO3(濃) eq \(=====,\s\up7(△)) CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。
(3)常溫下，冷的濃硝酸能使鐵、鋁鈍化。
(4)王水是濃鹽酸和濃硝酸的混合物，體積比為3∶1，能使不溶于硝酸的金、鉑等溶解。
3．不穩(wěn)定性
(1)硝酸分解的化學方程式：4HNO3 eq \(=====,\s\up7(光)) 4NO2↑＋O2↑＋2H2O。
(2)實驗室中濃硝酸顯黃色的原因：濃硝酸分解生成的NO2又溶于硝酸。
(1)實驗室中如何保存濃硝酸？
提示：保存濃硝酸用棕色瓶、磨口玻璃塞保存，并置于冷暗處。
(2)(情境思考)仔細觀察下列漫畫，你知道容器里的液體是什么嗎？
提示：王水。金能溶解在王水中。
知識點一 濃硫酸三大特性再認識
1．濃硫酸吸水性、脫水性的區(qū)別
注意：從以上對比可以看出：吸水性和脫水性的本質(zhì)區(qū)別是看與濃硫酸接觸的物質(zhì)中是否含有“H2O”，若含有“H2O”，則被濃硫酸“占為己有”，體現(xiàn)了濃硫酸的吸水性(有水則吸)；若原物質(zhì)中無“H2O”，只是含有氫原子和氧原子，則“H2O”是通過反應(yīng)生成的，體現(xiàn)了濃硫酸的脫水性(無水則脫)。
2．濃硫酸的強氧化性
(1)本質(zhì)
濃硫酸具有強氧化性，是因為H2SO4分子中＋6價的硫元素具有很強的得電子能力。
(2)反應(yīng)規(guī)律
①Fe、Al的鈍化。常溫下，當Fe、Al遇到濃硫酸時，會與濃硫酸發(fā)生反應(yīng)，表面生成一層致密的氧化物薄膜而出現(xiàn)“鈍化”現(xiàn)象。
②常溫下與活潑金屬反應(yīng)(鐵、鋁除外)表現(xiàn)強氧化性和酸性，生成硫酸鹽和SO2，硫酸濃度變小后，生成的氣體為H2。
③與不活潑金屬和非金屬反應(yīng)的規(guī)律。
a．反應(yīng)需要加熱，否則不反應(yīng)。
b．還原產(chǎn)物一般是SO2，一般金屬被氧化為高價態(tài)的硫酸鹽，非金屬被氧化為高價態(tài)氧化物或含氧酸。
c．濃硫酸與金屬反應(yīng)時，既表現(xiàn)酸性又表現(xiàn)強氧化性，而與非金屬反應(yīng)時，只表現(xiàn)強氧化性。
d．隨著反應(yīng)的進行，濃硫酸濃度變小，一旦變?yōu)橄×蛩?，反?yīng)即停止。
④與具有還原性的化合物反應(yīng)，如與H2S、HI、HBr、FeCl2等物質(zhì)反應(yīng)。
(1)(情境應(yīng)用)某同學用玻璃棒蘸取無色的濃硫酸在白紙上寫下一個“酸”字，發(fā)現(xiàn)字是黑色的；另一同學用白色竹筷蘸取濃硫酸，發(fā)現(xiàn)竹筷變黑了。這是為什么？體現(xiàn)了濃硫酸的什么性質(zhì)？(宏觀辨識與微觀探析)
提示：濃硫酸具有脫水性，可以使白紙和竹筷中的有機物變成炭
(2)(教材二次開發(fā))教材中描述“濃硫酸卻可以與銅發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)除生成硫酸銅外，還生成二氧化硫和水”銅與濃硫酸反應(yīng)的實驗中，如何證明H2SO4的還原產(chǎn)物是SO2？哪些措施可以減少(或消除)SO2對環(huán)境的污染？(科學探究與創(chuàng)新意識)
提示：將產(chǎn)生的氣體通入品紅溶液中，若品紅溶液褪色，加熱后又會恢復(fù)紅色，則證明產(chǎn)生的氣體是SO2。用可抽動的銅絲代替銅片，可控制反應(yīng)的進行，從而減少SO2的產(chǎn)生量；多余的SO2可用NaOH溶液吸收，以免污染環(huán)境。
(3)(思維升華)過量Cu 在加熱條件下與一定量濃硫酸反應(yīng)時，濃硫酸能否全部參加反應(yīng)？為什么？過量的鋅呢，產(chǎn)生什么氣體？(宏觀辨識與微觀探析)
提示：Cu不能，Zn能生成SO2和H2。隨著反應(yīng)的進行，硫酸的濃度逐漸減小，濃硫酸變?yōu)橄×蛩幔珻u的反應(yīng)自動停止，Zn的反應(yīng)仍能繼續(xù)。Zn與濃硫酸反應(yīng)生成SO2，與稀硫酸反應(yīng)生成H2。
【典例】(2021·大連高一檢測)根據(jù)如圖所示裝置，回答下列問題。
(1)開始加熱后，產(chǎn)生的現(xiàn)象是
a處_______________________________________________________________；
b處_______________________________________________________________。
(2)停止反應(yīng)后，用酒精燈在b處微微加熱，產(chǎn)生的現(xiàn)象是_________________
___________________________________________________________________。
(3)寫出a處發(fā)生反應(yīng)的化學方程式：___________________________________
___________________________________________________________________。
(4)蘸有Na2CO3溶液的棉花的作用是____________________________________
___________________________________________________________________。
(5)實驗中，取一定質(zhì)量的銅片和一定體積18 ml·L－1的濃硫酸放在圓底燒瓶中共熱，直到反應(yīng)完畢，發(fā)現(xiàn)燒瓶中還有銅片剩余，該小組學生根據(jù)所學的化學知識認為還有一定量的硫酸剩余。
①有一定量的余酸但未能使銅片完全溶解，你認為原因是_________________
___________________________________________________________________。
②下列藥品中能用來證明反應(yīng)結(jié)束后的燒瓶中確有余酸的是________(填字母)。
a．鐵粉 b．BaCl2溶液
c．銀粉 d．NaHCO3溶液
【解題指南】解答本題需注意以下兩點：
(1)明確濃硫酸的強氧化性。
(2)Cu與濃硫酸反應(yīng)過程中H2SO4的濃度對反應(yīng)的影響。
【解析】(1)濃硫酸與銅片反應(yīng)生成SO2氣體，SO2能使品紅褪色。
(2)被SO2漂白的品紅試液的濾紙條加熱時會重新變紅。
(3)a處為濃硫酸與銅片發(fā)生反應(yīng)的化學方程式：Cu＋2H2SO4(濃) eq \(=====,\s\up7(△)) CuSO4＋SO2↑＋2H2O。
(4)SO2有毒，不能直接排放在空氣中，用Na2CO3溶液可以吸收多余的SO2。
(5)隨著反應(yīng)的進行，H2SO4被不斷消耗，且反應(yīng)生成水，使硫酸的濃度逐漸減小，當變?yōu)橄×蛩釙r，反應(yīng)將會停止，因為銅與稀硫酸不反應(yīng)?？上蚍磻?yīng)結(jié)束后的燒瓶中加入鐵粉或NaHCO3溶液，若有氣泡產(chǎn)生則可證明確有余酸。
答案： (1)有氣泡產(chǎn)生 紙條褪色
(2)紙條由無色恢復(fù)為紅色
(3)Cu＋2H2SO4(濃) eq \(=====,\s\up7(△)) CuSO4＋SO2↑＋2H2O
(4)吸收多余的SO2，以防止污染環(huán)境
(5)①反應(yīng)過程中濃硫酸被消耗，逐漸變稀，而銅不和稀硫酸反應(yīng) ②a、d
【母題追問】
(1)金屬鋅能否用來驗證反應(yīng)結(jié)束后的燒瓶中剩余的硫酸？對于用量有沒有要求？(關(guān)鍵能力——探究與創(chuàng)新)
提示：能。必須加入過量的鋅。金屬鋅能夠與稀硫酸反應(yīng)放出氫氣，同時也能與硫酸銅反應(yīng)，故應(yīng)該加入過量的鋅。
(2)第(5)問①中加入硫酸鐵能否使銅片完全溶解？(關(guān)鍵能力——分析與推測)
提示：能。三價鐵離子具有氧化性，銅片能與硫酸鐵反應(yīng)而使銅片溶解。
1．(2020·株洲高一檢測)濃硫酸在下列物質(zhì)的轉(zhuǎn)化中，既表現(xiàn)出氧化性，又表現(xiàn)出酸性的是( )
A．Cu―→CuSO4
B．C―→CO2
C．蔗糖―→“黑面包”
D．Fe2O3―→Fe2(SO4)3
【解析】選A。濃硫酸在反應(yīng)中表現(xiàn)出酸性時硫元素的化合價不變，硫元素仍以SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 形式存在；濃硫酸表現(xiàn)出氧化性時硫元素的化合價降低。由以上反應(yīng)可知，C＋2H2SO4(濃) eq \(=====,\s\up7(△)) CO2↑＋2SO2↑＋2H2O中硫元素的化合價降低；Fe2O3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋3H2O中硫元素的化合價不變；蔗糖―→“黑面包”時濃硫酸表現(xiàn)脫水性，同時發(fā)生反應(yīng)C＋2H2SO4(濃) eq \(=====,\s\up7(△)) CO2↑＋2SO2↑＋2H2O，表現(xiàn)氧化性；而Cu＋2H2SO4(濃) eq \(=====,\s\up7(△)) CuSO4＋SO2↑＋2H2O，有一部分硫元素化合價降低，一部分硫元素化合價不變。所以濃硫酸在A反應(yīng)中既表現(xiàn)出酸性，又表現(xiàn)出氧化性。
2．(2020·玉林高一檢測)用下圖所示實驗裝置(夾持儀器已略去)探究銅絲與過量濃硫酸的反應(yīng)。下列實驗不合理的是( )
A.上下移動①中銅絲可控制SO2的量
B．②中選用品紅溶液驗證SO2的生成
C．③中選用NaOH溶液吸收多余的SO2
D．為確認CuSO4生成，向①中加水，觀察顏色
【解析】選D。上下移動銅絲可以控制銅與濃硫酸的接觸面積的大小，從而可以控制反應(yīng)生成SO2的量，A正確；SO2可使品紅溶液褪色(化合作用)，因此②中品紅溶液可以驗證SO2的生成，B正確；SO2有毒，能與NaOH溶液反應(yīng)，因此③中NaOH溶液可以吸收多余的SO2，C正確；反應(yīng)后溶液呈黑色，有濃硫酸剩余，且不能直接向濃硫酸中加水，應(yīng)取銅與濃硫酸反應(yīng)后①中溶液，加入水中，邊加邊攪拌，溶液顯藍色即可證明有CuSO4生成，D錯誤。
【加固訓(xùn)練】
(2019·信陽高一檢測)(1)寫出濃硫酸與木炭粉在加熱條件下反應(yīng)的化學方程式___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)試用上圖所示各裝置設(shè)計一個實驗，驗證上述反應(yīng)所產(chǎn)生的各種產(chǎn)物。這些裝置的連接順序(按產(chǎn)物氣體從左至右的流向)是________→________→________→________(填裝置的編號)。
(3)實驗室可觀察到裝置①中A瓶的溶液褪色，C瓶的溶液不褪色，A瓶溶液的作用是________________________，B瓶溶液的作用是___________________________________________________________________，
C瓶溶液的作用是___________________________________________________。
(4)裝置②中所加的固體藥品是________，可驗證的產(chǎn)物是________，確定裝置②在整套裝置中的位置的理由是_______________________________________。
(5)裝置③中所盛溶液是________，可驗證的產(chǎn)物是________。
【解析】(1)C與濃硫酸發(fā)生反應(yīng)：C＋2H2SO4(濃) eq \(=====,\s\up7(△)) CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。(2)反應(yīng)中的生成物有三種：SO2、CO2、H2O。在檢驗這三種產(chǎn)物時要避免相互干擾，如檢驗CO2時一般用澄清石灰水，因SO2也會使澄清石灰水變渾濁，所以在檢驗CO2之前必須先除去SO2；同時，在氣體通過水溶液后，水蒸氣會隨之帶出，所以必須在通過水溶液之前檢驗水的存在，由上分析可知裝置的連接順序是④→②→①→③。(3)A瓶的溶液褪色，說明含有SO2；酸性高錳酸鉀溶液用于除去SO2，C中的品紅溶液檢驗SO2是否被除盡。(4)裝置②中盛放無水硫酸銅，檢驗水蒸氣；因為產(chǎn)物通過①③，會帶出水蒸氣，所以應(yīng)先檢驗水蒸氣。(5)裝置③中盛放澄清石灰水，用于檢驗CO2。
答案：(1)C＋2H2SO4(濃) eq \(=====,\s\up7(△))
CO2↑＋2SO2↑＋2H2O
(2)④ ② ① ③
(3)驗證SO2的存在 充分吸收SO2 驗證SO2是否已被吸收完全
(4)無水硫酸銅 水 產(chǎn)物通過①③時會帶出水蒸氣，所以②必須放在①③之前
(5)澄清石灰水 CO2
知識點二 多角度突破HNO3的強氧化性
1．規(guī)律
(1)硝酸的濃度越大，反應(yīng)溫度越高，其氧化性越強。
(2)濃硝酸的還原產(chǎn)物是NO2，稀硝酸的還原產(chǎn)物是NO，一般來講，硝酸的濃度越小，其還原產(chǎn)物的價態(tài)越低。
2．具體表現(xiàn)
(1)硝酸與金屬的反應(yīng)
①除Au、Pt等少數(shù)金屬外，硝酸幾乎可以氧化所有的金屬，如3Ag＋4HNO3(稀)===3AgNO3＋NO↑＋2H2O。
②活潑金屬與硝酸反應(yīng)不生成H2，硝酸的濃度不同，還原產(chǎn)物不同。
③常溫下濃硝酸能使Fe、Al鈍化。
(2)硝酸與非金屬的反應(yīng)
①反應(yīng)規(guī)律：非金屬單質(zhì)＋濃硝酸―→最高價氧化物或其含氧酸＋NO2↑＋H2O。
②實例：C＋4HNO3(濃) eq \(=====,\s\up7(△)) CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。
(3)硝酸與還原性化合物的反應(yīng)
硝酸的強氧化性還表現(xiàn)在可以氧化具有還原性的化合物或離子，如HI、HBr、SO2、Fe2＋、FeO、Br－、I－、S2－、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 等均能被HNO3氧化。
【規(guī)律方法】HNO3計算四方法
(1)原子守恒法在解題中的應(yīng)用
HNO3與金屬反應(yīng)時，一部分HNO3起酸的作用，以NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 的形式存在于溶液中，另一部分HNO3作為氧化劑轉(zhuǎn)化為還原產(chǎn)物，這兩部分中氮原子的總物質(zhì)的量等于反應(yīng)消耗的HNO3中氮原子的物質(zhì)的量。n(HNO3)總＝x·n[M(NO3)x]＋n(NO2)＋n(NO)。
(2)電子守恒法在解題中的應(yīng)用
HNO3與金屬的反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)，HNO3中氮原子得到的電子的物質(zhì)的量等于金屬失去的電子的物質(zhì)的量，即金屬失電子的物質(zhì)的量＝n(NO2)＋3n(NO)。
(3)“電荷守恒法”在解題中的應(yīng)用
HNO3過量時，反應(yīng)后溶液中(不考慮OH－)有：c(NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) )＝c(H＋)＋nc(Mn＋)(Mn＋代表金屬離子)。
(4)“離子方程式法”在解題中的應(yīng)用
金屬與H2SO4、HNO3的混合酸反應(yīng)時，由于硝酸鹽中NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 在H2SO4提供H＋的條件下能繼續(xù)與金屬反應(yīng)，因此此類題目應(yīng)用離子方程式來計算，先作過量判斷，然后根據(jù)完全反應(yīng)的金屬或H＋或NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 進行相關(guān)計算，且溶液中要符合電荷守恒。
(教材二次開發(fā))教材中描述“當硝酸與金屬或非金屬(如木炭、硫等)及某些有機物(如松節(jié)油、鋸末等)反應(yīng)時，反應(yīng)物或反應(yīng)條件不同，硝酸被還原所得到的產(chǎn)物也不同”，濃硝酸、稀硝酸與Cu反應(yīng)產(chǎn)物分別為NO2、NO，反應(yīng)中稀硝酸化合價降低較多，說明稀硝酸氧化性比濃硝酸強，對嗎？
提示：濃硝酸氧化性比稀硝酸強，與Cu反應(yīng)時濃HNO3反應(yīng)更劇烈。
【典例】將6.4 g銅加入50 mL a ml·L－1的硝酸溶液中，銅全部溶解，得到NO2和NO的混合氣體。將反應(yīng)后溶液稀釋至100 mL，測得NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 的濃度為3 ml·
L－1。
(1)混合氣體中NO2和NO的總物質(zhì)的量為____ml(用含a的式子表示)。
(2)稀釋后的溶液中H＋的物質(zhì)的量濃度為____ml·L－1。
【解題指南】解答本題注意以下兩點：
(1)注意硝酸的用量。
(2)注意原子守恒法在解題中的應(yīng)用。
【解析】因為得到NO2和NO混合氣體，說明原硝酸溶液為濃HNO3。發(fā)生的反應(yīng)有Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O和3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。由n(Cu)＝ eq \f(6.4 g,64 g·ml－1) ＝0.1 ml和反應(yīng)后溶液中含有n(NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) )＝0.1 L×3 ml·L－1＝0.3 ml可知：反應(yīng)完畢后還有HNO3剩余。剩余n(HNO3)為0.3 ml－0.1 ml×2＝0.1 ml。
(1)中，由N原子守恒得n(NO2)＋n(NO)＝n(HNO3)總－n(NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) )＝(0.05a－0.3)ml。
(2)中，因為與Cu2＋組合的n(NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) )＝2n(Cu2＋)＝2× eq \f(6.4 g,64 g·ml－1) ＝0.2 ml，故溶液中與H＋結(jié)合的
n(NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) )＝0.3 ml－0.2 ml＝0.1 ml，則c(H＋)＝ eq \f(0.1 ml,0.1 L) ＝1.0 ml·L－1。
答案：(1)0.05a－0.3 (2)1.0
【母題追問】(1)若標準狀況下，NO2和NO的混合氣體體積為2.24 L，則 NO2和NO的體積各為多少？
提示：1.12 L，1.12 L。設(shè)生成的NO、NO2的物質(zhì)的量分別為n1、n2。由題意及關(guān)系式得：
3Cu～2NO Cu～ 2NO2
3 ml 2 ml 1 ml 2 ml
eq \f(3,2) n1 n1 eq \f(1,2) n2 n2
則 eq \f(3,2) n1＋ eq \f(1,2) n2＝0.1 ml，n1＋n2＝0.1 ml，解得n1＝0.05 ml，n2＝0.05 ml，則V(NO)＝1.12 L，V(NO2)＝1.12 L。
(2)若標準狀況下，NO2和NO的混合氣體體積為2.24 L，則上題中a的值是多少？
提示：8。由(1)得NO2和NO的混合氣體的物質(zhì)的量是0.1 ml，由N原子守恒得n(NO2)＋n(NO)＝(0.05a－0.3)ml，即0.05a－0.3＝0.1，則a＝8。
【規(guī)律方法】硝酸與金屬反應(yīng)規(guī)律：
(2020·淄博高一檢測)下述實驗中均有紅棕色氣體產(chǎn)生，對比分析所得結(jié)論不正確的是( )
A．由①中的紅棕色氣體，推斷產(chǎn)生的氣體一定是混合氣體
B．紅棕色氣體不能表明②中木炭與濃硝酸發(fā)生了反應(yīng)
C．由③說明濃硝酸具有揮發(fā)性，生成的紅棕色氣體為還原產(chǎn)物
D．③的氣體產(chǎn)物中檢測出CO2，由此說明木炭一定與濃硝酸發(fā)生了反應(yīng)
【解析】選D。圖①中產(chǎn)生的紅棕色氣體應(yīng)為NO2和O2的混合氣體，原因是灼熱的碎玻璃促進了硝酸的分解，A項正確；圖②中的氣體可能是紅熱的木炭促進了硝酸分解生成的，也可能是木炭與濃硝酸反應(yīng)生成的，B項正確；圖③中，由于紅熱的木炭沒有插入濃硝酸中，但仍有紅棕色氣體產(chǎn)生，說明濃硝酸具有揮發(fā)性，生成的紅棕色氣體NO2為還原產(chǎn)物，C項正確；圖③中氣體產(chǎn)物中的【加固訓(xùn)練】
(2020·鄭州高一檢測)如圖表示Cu與HNO3反應(yīng)的量的關(guān)系，A、B、C、D四點中表示銅與稀硝酸反應(yīng)中被還原的HNO3與Cu的量的關(guān)系的點是( )
【解析】選A。Cu與稀硝酸反應(yīng)的化學方程式為3Cu＋8HNO3===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，由化學方程式可知參加反應(yīng)的HNO3只有 eq \f(1,4) 被還原，故被還原的HNO3與Cu的關(guān)系為3Cu～2HNO3(被還原)。
三言兩語話重點
1．熟記濃硫酸三個特性：濃硫酸具有強氧化性、吸水性、脫水性。
2．明確三點注意事項：硝酸與活潑金屬反應(yīng)不生成H2；濃硝酸氧化性強于稀HNO3；NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 在酸性條件下具有強氧化性。
3．注意硝酸四種計算方法：原子守恒、電子守恒、電荷守恒、離子方程式法。
1．硫酸廠有一輛存放過濃硫酸的鐵槽車。某新工人違反操作規(guī)程，邊吸煙邊用水沖洗，結(jié)果發(fā)生了爆炸事故。下列對引起爆炸的原因分析正確的是 ( )
A．濃硫酸遇明火爆炸
B．濃硫酸遇水發(fā)熱，爆炸
C．鐵與水反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，接觸空氣，遇明火爆炸
D．稀釋后的硫酸與鐵反應(yīng)，產(chǎn)生的氫氣擴散入空氣中，遇明火爆炸
【解析】選D。濃硫酸與鐵發(fā)生鈍化，濃硫酸稀釋成稀硫酸后與鐵反應(yīng)生成氫氣，氫氣和空氣的混合氣體遇明火發(fā)生爆炸。
2．公元八世紀，阿拉伯煉金術(shù)士賈比爾·伊本·哈揚在干餾硝石的時候發(fā)現(xiàn)并制得了硝酸，這是人類關(guān)于硝酸最早的記錄。下列關(guān)于硝酸的敘述正確的是( )
A．NO2溶于水生成硝酸，所以NO2是酸性氧化物
B．硝酸可與活潑金屬反應(yīng)生成鹽和氫氣
C．濃硝酸見光或受熱易分解，必須保存在棕色瓶中
D．硝酸與銅的反應(yīng)只表現(xiàn)出氧化性
【解析】選C。NO2和硝酸中氮元素的化合價不相等，NO2不是酸性氧化物；硝酸與活潑金屬反應(yīng)時常生成鹽和含氮氧化物；濃硝酸見光易分解，應(yīng)保存在棕色細口瓶中；硝酸與銅反應(yīng)生成硝酸銅及NO或NO2，硝酸既表現(xiàn)氧化性也表現(xiàn)出酸性。
【加固訓(xùn)練】
下列有關(guān)硝酸反應(yīng)的敘述中，錯誤的是( )
A．稀硝酸與鐵反應(yīng)，有氫氣放出
B．濃硝酸跟銅反應(yīng)，有二氧化氮氣體放出
C．硝酸跟碳酸鈉反應(yīng)，有二氧化碳氣體放出
D．硝酸受熱時，有二氧化氮、氧氣放出
【解析】選A。稀硝酸與鐵反應(yīng)不產(chǎn)生H2，應(yīng)生成硝酸鹽、NO和H2O。
3．已知3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，則下列說法不正確的是( )
A．Cu作還原劑，HNO3作氧化劑
B．HNO3在該反應(yīng)中只有部分表現(xiàn)出了氧化性
C．每生成22.4 L(標準狀況)NO有3 ml電子轉(zhuǎn)移
D．如果有8 ml HNO3被還原，則生成了2 ml NO
【解析】選D。由反應(yīng)方程式知，8 ml HNO3參加反應(yīng)，生成2 ml NO，則被還原的HNO3為2 ml。
4．下列事實與原因?qū)?yīng)關(guān)系正確的是( )
A．在空氣中敞口久置的濃硫酸，溶液質(zhì)量增大(濃硫酸具有難揮發(fā)性)
B．濃H2SO4滴在紙上，使紙變黑(濃硫酸具有脫水性)
C．蔗糖與濃硫酸反應(yīng)中有海綿狀的炭生成(濃硫酸具有吸水性)
D．濃硫酸可與銅反應(yīng)(只顯示濃硫酸的強氧化性)
【解析】選B。在空氣中敞口久置的濃硫酸，溶液質(zhì)量增大是因為濃硫酸的吸水性；紙中存在H、O元素，兩者以H2O的形式脫去；蔗糖與濃硫酸反應(yīng)中有海綿狀的炭生成，主要是利用了濃硫酸的脫水性；濃硫酸與金屬銅的反應(yīng)中既表現(xiàn)濃硫酸的強氧化性又顯示濃硫酸的強酸性。
5．銅跟稀硝酸反應(yīng)中，如果有63 g硝酸被還原，則被氧化的銅的物質(zhì)的量為( )
A． eq \f(3,8) ml B． eq \f(8,3) ml C．3 ml D． eq \f(3,2) ml
【解析】選D。根據(jù)得失電子守恒可知 eq \f(63 g,63 g·ml－1) ×(5－2)＝n×2，解得n＝ eq \f(3,2) ml。
素養(yǎng)新思維
6．圖中甲、乙、丙均為驗證銅和濃硝酸反應(yīng)的裝置：
(1)甲、乙、丙三個裝置中共同發(fā)生的化學方程式是_______________________。
(2)和甲裝置相比，乙裝置的優(yōu)點是①____________
②____________。
(3)為了進一步驗證NO2和水的反應(yīng)，某學生設(shè)計了丙裝置。實驗時先關(guān)閉活塞________，再打開活塞_____________________________________________，
才能使NO2氣體充滿②試管；當氣體充滿②試管后，將銅絲提起與溶液脫離。欲使燒杯中的水進入②試管，應(yīng)該________。
【解析】銅和濃硝酸反應(yīng)的化學方程式是Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。根據(jù)題目給定的裝置圖可知乙裝置有尾氣處理裝置，同時可以通過移動銅絲來控制反應(yīng)的發(fā)生與停止。實驗丙中，實驗時先關(guān)閉活塞c，再打開活塞a、b，才能使NO2氣體充滿②試管；當氣體充滿②試管后，將銅絲提起與溶液脫離停止反應(yīng)。欲使燒杯中的水進入②試管應(yīng)該先關(guān)閉b，再關(guān)閉a，然后打開c，用手捂住試管②。
答案：(1)Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O (2)①可以控制反應(yīng)的發(fā)生與停止 ②可吸收NO2氣體，防止污染環(huán)境 (3)c a、b 先關(guān)閉b，再關(guān)閉a，然后打開c，用手捂住試管②(合理即可)實驗
操作
實驗
現(xiàn)象
a試管中銅絲表面有氣泡
b試管中的品紅溶液逐漸變?yōu)闊o色
c試管中的紫色石蕊溶液逐漸變紅，將a試管里的溶液慢慢倒入水中，溶液變藍色
實驗
結(jié)論
Cu和濃硫酸反應(yīng)的化學方程式為
Cu＋2H2SO4(濃) eq \(=====,\s\up7(△)) CuSO4＋SO2↑＋2H2O
吸水性
脫水性
作用
對象
含有水分子或結(jié)晶水的物質(zhì)
一般為含氫、氧元素的有機物，將氫、氧原子按2∶1比例脫去
變化類型
物理變化、化學變化
化學變化