题目内容

8．硝酸具有强氧化性，甲乙两组同学对硝酸的性质进行研究．
（1）甲组同学进行了铜与浓硝酸、稀硝酸反应的实验：
实验组实验操作实验现象
实验1在 I、II两支试管中分别加入等体积的浓硝酸和稀硝酸，再向两支试管中分别放入等质量的铜片．铜均无剩余，试管 I中溶液呈绿色；试管 II中溶液呈蓝色．
实验2分别取实验 I中的绿色溶液于 III、IV两试管中，对试管 III进行加热，向试管 IV中缓慢加入水，并不停振荡．
请回答：
①铜与稀硝酸反应的离子方程式是3Cu+8H++2NO3-（稀）═3Cu2++2NO?+4H2O．
②实验I能否说明溶液呈现不同颜色与硝酸铜的物质的量浓度无关？能（填“能”或“不能”），原因是两份溶液中硝酸铜的物质的量浓度相等．
③根据实验结果推测，铜与浓硝酸反应后溶液呈绿色的原因可能是反应生成的红棕色气体溶于生成的蓝色硝酸铜溶液．
④请另设计一个方案，验证你所得到的上述结论：方案一：取Cu与浓HNO3反应后的绿色溶液，向其中通入足量的空气（或氧气），溶液颜色由绿色逐渐变为蓝绿色，最终变为蓝色．
（2）乙组同学用足量浓硝酸和硫单质反应进行了实验探究．
假设硝酸的还原产物只有一种，乙组同学根据氧化还原反应推测硫的氧化产物，提出三种可能：I．只有硫酸；Ⅱ．只有二氧化硫；Ⅲ．二氧化硫和硫酸
乙组同学设计了下列实验，实验流程及步骤：

a．混合气体用水吸收后，测得无含硫、含氮物质逸出，并将吸收后的液体配成100.00mL溶液；
b．取a中所得溶液20.00mL，加入足量氯化钡溶液，得到0.466g白色沉淀；
c．再取20.00mLa中所得溶液，用氢氧化钠溶液中和，恰好用去0.6mol/L氢氧化钠溶液30.00mL．
请回答：
①二氧化氮和氧气的混合气体被水完全吸收的化学方程式为4NO2+O2+2H2O═4HNO3．
②步骤a中配制的100.00mL溶液中H+的物质的量浓度是0.9mol/L．
③该实验中收集到气体中含有NO2和SO2，假设III（填“I”“II”或“III”）成立．
④该实验中浓硝酸和硫反应的化学方程式为14HNO3（浓）+3S$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$2SO2↑+H2SO4+14NO2↑+6H2O．

分析 （1）①铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水；
②依据实验1可知，两份溶液中硝酸铜的浓度相等但是试管 I中溶液呈绿色；试管 II中溶液呈蓝色，据此解答；
③依据铜与浓硝酸反应生成二氧化氮，二氧化氮为红棕色气体，易溶于水解答；
④依据二氧化氮与氧气、水反应生成硝酸，若向蓝色的硝酸铜溶液中通入足量的氧气，溶液颜色由绿色逐渐变为蓝绿色，最终变为蓝色，可证明铜与浓硝酸反应后溶液呈绿色的原因是因为：应生成的红棕色气体溶于生成的蓝色硝酸铜溶液；
（2）①二氧化氮与氧气、水反应生成硝酸；
②依据氢离子与氢氧化钠反应中氢离子与氢氧根离子相等关系计算氢离子的物质的量，依据C=$\frac{n}{V}$计算氢离子浓度；
③依据硫原子守恒通过得到硫酸钡沉淀的质量计算二氧化硫的物质的量，结合氧化还原反应得失电子守恒确气体成分；
④依据③计算可知浓硝酸与硫反应还原产物为二氧化氮，一种氧化产物为二氧化硫，结合得失电子守恒推断另一种氧化产物为硫酸，依据原子个数守恒规律书写化学方程式．

解答 解；（1）①铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，反应的离子方程式为：3Cu+8H++2NO3-（稀）═3Cu2++2NO?+4H2O；
故答案为：3Cu+8H++2NO3-（稀）═3Cu2++2NO?+4H2O；
②依据实验1可知，两份溶液中硝酸铜的浓度相等但是试管 I中溶液呈绿色；试管 II中溶液呈蓝色，所以说明溶液呈现不同颜色与硝酸铜的物质的量浓度无关；
故答案：能；两份溶液中硝酸铜的物质的量浓度相等；
③铜与浓硝酸反应生成二氧化氮，二氧化氮为红棕色气体，所以铜与浓硝酸反应后溶液呈绿色的原因可能是：反应生成的红棕色气体溶于生成的蓝色硝酸铜溶液；
故答案为：反应生成的红棕色气体溶于生成的蓝色硝酸铜溶液；
④二氧化氮与氧气、水反应生成硝酸，若向蓝色的硝酸铜溶液中通入足量的氧气，溶液颜色由绿色逐渐变为蓝绿色，最终变为蓝色，可证明铜与浓硝酸反应后溶液呈绿色的原因是因为：应生成的红棕色气体溶于生成的蓝色硝酸铜溶液；
故答案为：案一：取Cu与浓HNO 3 反应后的绿色溶液，向其中通入足量的空气（或氧气），溶液颜色由绿色逐渐变为蓝绿色，最终变为蓝色；
（2）①二氧化氮与氧气、水反应生成硝酸，化学方程式：4NO2+O2+2H2O═4HNO3；
故答案为：4NO2+O2+2H2O═4HNO3；
②再取20.00mL②中所得溶液，用NaOH溶液中和，恰好用去0.6mol/LNaOH溶液30.00mL，n（H+）=0.018mol，则②中n（H+）=0.018mol×5=0.09mol，物质的量浓度C=$\frac{0.09mol}{0.1L}$=0.9mol/L；
故答案为：0.9mol/L；
③依据硫原子个数守恒得：SO2～H2SO4～BaSO4
                       1mol   1mol        233g
                      0.002mol 0.002mol 0.466g
n（H+）=n（HNO3）+2n（H2SO4）=n（HNO3）+2×0.002mol=0.9mol/L×20.00×10-3L
解得n（HNO3）=0.014mol，n（NO2）=n（HNO3）=0.014mol，生成0.014mol NO2，所以该实验中收集到气体中含有：NO2和SO2；假设III正确；
④根据③计算可知：浓硝酸与硫发生氧化还原反应，N原子得到电子的物质的量为0.014mol；而生成0.002mol SO2，S原子失去电子的物质的量为0.008mol，依据电子守恒可知，氧化产物还应有H2SO4，其物质的量为（0.014mol-0.008mol）/6=0.001mol，再据原子守恒可写出该反应的化学方程式为：14HNO3（浓）+3S$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2SO2↑+H2SO4+14NO2↑+6H2O；
故答案为：14HNO3（浓）+3S$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$2SO2↑+H2SO4+14NO2↑+6H2O．

点评 本题考查了硝酸的性质和实验探究，明确硝酸性质、氧化还原反应的规律是解题关键，题目难度较大．

练习册系列答案
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4．根据电子排布的特点，Br在周期表属于（　　）
A．s区B．p区C．d 区D．ds区
5．下列离子方程式书写正确的是（　　）
A．向氯化铝溶液中通入过量氨气：4NH3+Al3++2H2O═AlO2-+4NH4+
B．将铝片打磨后置于NaOH溶液中：2Al+2OH-═2AlO2-+H2↑
C．向明矾溶液中加入过量的Ba（OH）2溶液：Al3++2SO42-+Ba2++4OH-═2BaSO4↓+AlO2-+2H2O
D．向NaAlO2溶液中通入过量CO2：2AlO2-+CO2+3H2O═2Al（OH）3↓+CO32-
16．铁可以作为苯与溴发生取代反应的催化剂，该反应是发热反应．有三个研究性学习小组，为了探究苯与溴发生的反应是取代反应，分别设计了以下甲、乙、丙三套实验装置 （图中夹持装置的仪器均未画出），甲、乙、丙三套装置中，圆底烧瓶上的长导管可以使是苯和部分溴蒸气冷凝回流．请你回答下列问题：

（F、J装置中的导气管不能伸入到溶液内）
（1）苯与溴发生取代反应的化学方程式．
（2）甲、乙、丙三套装置中不能达到实验目的装置是甲装置，其原因是挥发出来的溴最水能产生溴化氢，遇硝酸银溶液能产生沉淀．
（3）能够达到实验目的，但是实验装置存在某些缺陷，请你选出有缺陷的装置，并将存在的缺陷相应的填写在下表中，可以不填满．
装置的名称存在的缺陷
（4）请你根据（3）中的分析，重新组装一套比较完善的实验装置来完成实验，用实验装置的字母写出组装的顺序（按气流从左至右的方向）C、D、E、J．
3．下列说法错误的是（　　）
A．气体的体积主要由所含微粒数目、微粒大小和微粒之间的距离决定
B．除去氯化钠溶液中的泥沙最简单的操作方法是过滤
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D．地球上99%以上的溴蕴藏在大海中，因此溴被称为“海洋元素”
13．现有九种物质：①铝单质 ②石墨 ③氧气 ④碳酸钙固体 ⑤纯硫酸 ⑥盐酸 ⑦澄清石灰水 ⑧CCl4⑨熔化的硫酸钾．
（1）其中能导电的是①②⑥⑦⑨，属于电解质的是④⑤⑨，既不是电解质也不是非电解质的是①②③⑥⑦．
（2）请写出⑥与⑦反应的离子方程式：H++OH-=H2O．
20．下列离子方程式的书写正确的是（　　）
A．在硫酸铜溶液中加入过量氢氧化钡溶液：Ba2++SO${\;}_{4}^{2-}$═=BaSO4↓
B．钠与水的反应：Na+2H2O═Na++2OH-+H2↑
C．氯气通入稀氢氧化钠溶液中：2Cl2+2OH-═3Cl-+ClO-+H2O
D．大理石溶于醋酸的反应：CaCO3+2CH3COOH═Ca2++2CH3COO-+CO2↑+H2O
17．在两个恒温、恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应：（甲）2X（g）?Y（g）　（乙）A（s）+2B（g）?C（g）+D（g），当下列物理量不再发生变化时，其中能表明（甲）、（乙）达到化学平衡状态有（　　）
①混合气体的密度    ②反应容器中生成物的百分含量  ③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于系数之比  ④混合气体的压强  ⑤混合气体的平均相对分子质量  ⑥混合气体的总物质的量．
A．①②③⑤B．①③⑤⑥C．②③⑤D．②③④
18．实验室常用CH3CH2OH和浓硫酸共热到170℃制备CH2=CH2，同时得到H2O，制取乙烯的反应常因温度过高而使乙醇和浓硫酸反应生成少量的二氧化硫，有人设计下列实验确认上述混合气体中有乙烯和二氧化硫．A：品红溶液，B：NaOH溶液，C：浓硫酸，D：酸性高锰酸钾溶液．试回答下列问题：

（1）图中①②③④装置可盛放的试剂是：①A，②B，
③A，④D．（将有关试剂的序号填入空格内）
（2）能说明SO2存在的现象是装置①中品红溶液褪色；．
（3）使用装置②的目的是除去二氧化硫气体．
（4）使用装置③的目的是检验二氧化硫是否除尽．
（5）确证乙烯存在的现象是③中品红不褪色，④中高锰酸钾褪色．
（6）写出乙醇制乙烯的方程式CH3CH2OH$→_{170℃}^{浓硫酸}$CH2=CH2↑+H2O．
（7）写出生成二氧化硫副反应C+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+2SO2↑+2H2O．

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