Question

16．盐酸、硫酸和硝酸是常见应用于广泛的三种强酸，理解掌握酸的氧化性十分重要．请回答下列有关问题：
（1）盐酸是一种具有酸的通性、氧化性和还原性的酸．
①写出用稀盐酸除去铁锈反应的离子方程式Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O；
②对于2KClO₃+4HCl（浓）═2KCl+2ClO₂↑+Cl₂↑+2H₂O 的反应，反应中的氧化剂是KClO₃，氧化产物为Cl₂．
（2）稀硫酸和浓硫酸都具有氧化性．
①用质量分数为98%（ρ=1.84g/cm³）浓硫酸配制4.6mol•L^-1的稀硫酸100mL，所需浓硫酸的体积为25.0ml；配制过程中，除烧杯、量筒、滴定管、玻璃棒外，还需要的玻璃仪器有胶头滴管、100ml容量瓶．
②浓硫酸在加热的条件可以与木炭反应，生成水和两种气体，如图所示 的装置来制备并验证两种气体产物，这些装置连接顺序是（填编号）d→a→c．
（3）在浓硝酸中加入铜片．
①开始反应的离子方程式为Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O．
②待反应停止后，若仍有铜剩余，再加入少量稀硫酸，铜片上又有气泡产生，反应的离子方程式为3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O．
③若将12.8g铜与一定量的硝酸反应，铜完全反应后，共产生标况下气体5.60L，则所消耗硝酸的物质的量为0.65mol．

Answer 1

分析 （1）①盐酸和铁锈中的氧化铁反应生成氯化铁和水；
②反应中元素化合价升高的失电子做还原剂被氧化发生氧化反应得到氧化产物，元素化合价降低的做氧化剂被还原反应还原反应；
（2）①依据溶液中溶质相同列式计算需要的溶液体积，配制溶液的步骤为：计算、量取、稀释、转移、洗涤、定容、摇匀等，需要使用的仪器有：量筒、烧杯、100mL容量瓶、胶头滴管、玻璃棒等；
②制备反应在装置d中，检验二氧化碳和二氧化硫时，二氧化碳和二氧化硫均可以使澄清石灰水变浑浊，所以先检验二氧化硫，再除去，选择装置a，最后通过装置c中石灰水检验二氧化碳的存在；
（3）①在浓硝酸中加入铜片反应生成二氧化氮、硝酸铜和水；
②待反应停止后，若仍有铜剩余，再加入少量稀硫酸，迅速稀硝酸和铜反应，铜片上又有气泡产生是一氧化氮；
③计算物质的物质的量，结合氮元素守恒的定量关系计算．

解答 解：（1）①盐酸和铁锈中的氧化铁反应生成氯化铁和水，反应的离子方程式为：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，
故答案为：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O；
②2KClO₃+4HCl（浓）═2KCl+2ClO₂↑+Cl₂↑+2H₂O 的反应，反应中氯酸钾中氯元素化合价+5价降低为+4价，做氧化剂，HCl中氯元素化合价-1价升高为0价，HCl失电子做还原剂被氧化发生氧化反应得到氧化产物Cl₂，
故答案为：KClO₃；Cl₂；
（2）①依据溶液中溶质相同列式计算需要的溶液体积，用质量分数为98%（ρ=1.84g/cm³）浓硫酸配制4.6mol•L^-1的稀硫酸100mL，所需浓硫酸的体积为Vml，
Vml×1.84g/cm³×98%=4.6mol•L^-1 ×0.100L×98g/molV=25.0ml，配制溶液的步骤为：计算、量取、稀释、转移、洗涤、定容、摇匀等，需要使用的仪器有：量筒、烧杯、100mL容量瓶、胶头滴管、玻璃棒等，
故答案为：25.0ml，100mL容量瓶、胶头滴管；
②制备反应在装置d中，检验二氧化碳和二氧化硫时，二氧化碳和二氧化硫均可以使澄清石灰水变浑浊，所以先检验二氧化硫，再除去，选择装置a，出现现象A中品红褪色，C中 品红不褪色，说明二氧化硫的存在和除净，最后通过装置c中石灰水变浑浊检验二氧化碳的存在，所以选择装置连接顺序是：dac，
故答案为：dac；
（3）①在浓硝酸中加入铜片反应生成二氧化氮、硝酸铜和水，反应的离子方程式为：Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O，
故答案为：Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O；
②待反应停止后，若仍有铜剩余，再加入少量稀硫酸，迅速稀硝酸和铜反应，铜片上又有气泡产生是一氧化氮，反应的离子方程式为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
故答案为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
③若将12.8g铜物质的量=$\frac{12.8g}{64g/mol}$=0.2mol，与一定量的硝酸反应，铜完全反应后，共产生标况下气体5.60L，物质的量=$\frac{5.60L}{22.4L/mol}$=0.25mol，结合离子方程式中定量关系计算，Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O，3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，铜全部反应生成Cu（NO₃）₂，硝酸HNO₃部分做酸，部分做氧化剂，依据氮元素守恒可知做氧化剂的硝酸物质的量为0.25mol，做酸的物质的量=0.2mol×2=0.4mol，消耗硝酸汞0.4mol+0.25mol=0.65mol，
故答案为：0.65mol．

点评 本题考查了物质性质的分析、溶液配制过程的理解应用、气体检验试验方法的设计、氧化还原反应电子守恒的计算等知识点，主要是铜和不同浓度酸发生反应的定量关系的分析判断，题目难度中等．