硝酸是一種強氧化性、腐蝕性的強酸。硝酸易溶于水,常溫下純硝酸溶液無色透明。以下是硝酸的性質專題訓練,請考生及時練習,查缺補漏。
1.下列離子在溶液中因發(fā)生氧化還原反應而不能大量共存的是() A.H+、NO、Fe2+、Na+ B.Ag+、NO、Cl-、K+
C.K+、Ba2+、OH-、SO D.Cu2+、NH、Br-、OH-
解析:B組中的Ag+和Cl-;C組中的Ba2+和SO;D組中的Cu2+、NH與OH-都不能共存,但不屬氧化還原反應;A組中H+、NO、Fe2+會發(fā)生氧化還原反應而不能共存。
答案:A
2.用以下三種途徑來制取相同質量的硝酸銅:①銅與濃硝酸反應②銅與稀硝酸反應③銅與氧氣反應生成氧化銅,氧化銅再與硝酸反應。以下敘述正確的是()
A.三種途徑所消耗的銅的物質的量相等
B.三種途徑所消耗的硝酸的物質的量相等
C.所消耗銅的物質的量是:途徑③途徑①途徑②
D.所消耗硝酸的物質的量是:途徑①途徑②途徑③
解析:有關反應為:
①Cu+4HNO3(濃)===Cu(NO3)2+2NO2+2H2O
②3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO+4H2O
③2Cu+O22CuO,CuO+2HNO3===Cu(NO3)2+H2O
分析以上三組反應,可以看出:生成相同質量的Cu(NO3)2,則消耗相同質量的銅,但消耗硝酸的質量(或物質的量)不相同,途徑①消耗HNO3最多,途徑②次之,途徑③消耗HNO3最少。
通過比較可以得出,要生產(chǎn)Cu(NO3)2,途徑③效果最佳,既不造成污染,又能提高HNO3的利用率。
答案:AD
3.下列關于硝酸的說法中錯誤的是()
A.硝酸具有強氧化性
B.硝酸是一種重要的化工原料,可用于制造炸藥
C.稀硝酸和較活潑的金屬反應,一般不生成氫氣
D.稀硝酸跟銅反應,N的化合價由+5降為+2;濃硝酸跟銅反應,N的化合價只能由+5降為+4,可見稀硝酸的氧化性比濃硝酸強
解析:氧化性或還原性的強弱不能看得失電子的多少,而要看它們得失電子的難易。濃、稀硝酸分別與銅反應時,明顯濃硝酸反應的快。所以濃硝酸氧化性比稀硝酸強。
答案:D
4.下列反應中硝酸既能表現(xiàn)出酸性又能表現(xiàn)出氧化性的是()
A.使石蕊試液變紅
B.與銅反應放出NO氣體并生成Cu(NO3)2和H2O
C.與Na2CO3反應放出CO2氣體并生成NaNO3和H2O
D.與S單質混合共熱時生成H2SO4、NO2和H2O
解析:酸性是H+表現(xiàn)出的性質。反應中能使其他物質的化合價升高,或能使自身某元素的化合價降低,這種物質就表現(xiàn)出氧化性。依次考查四個備選項得:
備選項 A B C D 硝酸表現(xiàn)出的性質 酸性 酸性+氧化性 酸性 氧化性 答案:B
5.38.4 g銅與適量的濃硝酸反應,銅全部反應后,共收集到氣體22.4 L(標準狀況下),反應消耗HNO3的物質的量可能是()
A.1.0 mol B.1.6 mol C.2.2 mol D.2.4 mol
解析:本題有多種解法。已知:
n(Cu)=38.4 g/64 gmol-1=0.600 mol,
n(氣體)=22.4 L/22.4 Lmol-1=1.00 mol。
方法1(極限思維法):若Cu全部與濃硝酸反應生成NO2,則:
Cu+ 4HNO3(濃)===Cu(NO3)2+2NO2+2H2O
1 mol 4 mol 2 mol
0.600 mol n1(HNO3) n(NO2)
n1(HNO3)=2.40 mol n(NO2)=1.20 mol
Cu與足量濃硝酸反應產(chǎn)生的氣體為1.20 mol,而題設條件是Cu與適量濃硝酸反應收集到1.00 mol氣體。為什么會出現(xiàn)這種差異,顯然是硝酸變稀,生成NO的緣故。Cu什么時候開始與稀硝酸發(fā)生反應,不得而知,于是提出如下假設:
若Cu全部與稀硝酸反應,則:
3Cu + 8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+4H2O+2NO
3 mol 8 mol 2 mol
0.600 mol n2(HNO3) n(NO)
n2(HNO3)=1.60 mol n(NO)=0.400 mol
由于實際生成氣體1.00 mol在n(NO2)=1.20 mol和n(NO)=0.400 mol之間,那么消耗HNO3的物質的量應在n1(HNO3)=2.40 mol和n2(HNO3)=1.60 mol之間,觀察備選項可知答案。
方法2(守恒法):不論Cu與濃硝酸還是與稀硝酸反應,都生成了Cu(NO3)2和NOx,則根據(jù)N原子守恒和Cu原子守恒得:
n(HNO3)=n[Cu(NO3)2]2+n(NOx)=n(Cu)2+n(NOx)=0.600 mol2+1.00 mol=2.20 mol
答案:C6.A、B、C、D、E五種物質中含同一種元素,其相互轉化關系如圖:
其中A、B、C、D在常溫下都是氣體,B為紅棕色。
(1)寫出下列各物質的化學式:
A____________、D____________。
(2)寫出下列反應的離子方程式:
BC______________________________________________________________
EC______________________________________________________________。
解析:紅棕色氣體只有NO2,則B為NO2(單質溴雖然是紅棕色,但是常溫下是液體)
由BC:3NO2+H2O===2HNO3+NO
C為氣體,則C為NO。
由AC,AD,DC,且A、B、C均為氣體,含同種元素,則A為N2,D為NH3,那么E為HNO3。
BC的離子方程式:
3NO2+H2O===2H++2NO+NO
EC的離子方程式:
3Cu+8H++2NO===2NO+3Cu2++4H2O
答案:(1)N2 NH3
(2)3NO2+H2O===2H++2NO+NO
3Cu+8H++2NO===2NO+3Cu2++4H2O
7.氧化還原反應中實際上包含氧化和還原兩個過程。下面是一個還原過程的反應式:
NO+4H++3e-===NO+2H2O
KMnO4、Na2CO3、Cu2O、Fe2(SO4)3四種物質中的一種物質(甲)能使上述還原過程發(fā)生。
(1)寫出并配平該氧化還原反應的方程式:。
(2)反應中硝酸體現(xiàn)了________、________(填性質)。
(3)反應中若產(chǎn)生0.2 mol氣體,則轉移電子的物質的量是________。
(4)若1mol甲與某濃度硝酸反應時,被還原硝酸的物質的量增多,原因是_______________________________________________。
解析:能使還原反應發(fā)生的物質甲必然具有還原性,所給四種物質中只有Cu2O有還原性,所以甲為Cu2O,反應方程式為14HNO3+3Cu2O===6Cu(NO3)2+2NO+7H2O,HNO3在反應中表現(xiàn)了酸性和氧化性,由方程式可看出,生成2 mol NO時,轉移電子6 mol,所以產(chǎn)生0.2 mol氣體,轉移電子0.6 mol,1 mol甲被氧化轉移的電子是一定的,但消耗HNO3卻增多,只能是表現(xiàn)氧化性的酸增多,說明生成了NO2。
答案:(1)14HNO3+3Cu2O===6Cu(NO3)2+2NO+7H2O
(2)酸性 氧化性
(3)0.6 mol
(4)使用了較濃的硝酸,產(chǎn)物中有部分二氧化氮生成
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