
下列說法不正確的是( C )
A.HNO3氧化性的強弱與其濃度大小有關
B.Ⅰ、Ⅱ中銅粉減少的原因能用相同的離子反應解釋
C.Ⅰ中余液呈酸性的主要原因是Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+
D.用一定濃度的H2SO4與NaNO3溶液也能使銅粉溶解
[解析] 將銅粉加入試管中,再加入稀硝酸,稀硝酸與銅反應生成NO、硝酸銅和H2O,溶液變藍,NO為無色氣體,NO遇O2又變?yōu)榧t棕色的NO2;繼續(xù)向Ⅰ中試管加入少量固體NaNO3,由于銅粉剩余,溶液為酸性,加入硝酸鈉,等同于加入了一定量的硝酸,則稀硝酸與銅又反應生成NO、硝酸銅和水,NO氣體遇O2又變?yōu)榧t棕色的NO2,同時可知Ⅰ中剩余溶液呈酸性是硝酸有剩余。向飽和Cu(NO3)2溶液加入少量固體NaNO3和銅粉,三者不反應,無明顯變化。I中有硝酸剩余,但不能將銅全部溶解,故硝酸的氧化性與濃度有關,A正確;Ⅰ、Ⅱ中銅粉減少的原因均為硝酸和銅發(fā)生了氧化還原反應:3Cu+8H++2NOeq \\al(-,3)===3Cu2++2NO↑+4H2O,B正確;Ⅰ中還有剩余H+,不能說明剩余溶液呈酸性的主要原因是銅離子水解,C錯誤;NOeq \\al(-,3)在酸性條件下具有強氧化性,可將銅氧化,故用一定濃度的H2SO4與NaNO3溶液也能使銅粉溶解,D正確。
2.(2024·山東臨沂模擬)下述實驗中均有紅棕色氣體產生,對比分析所得結論正確的是( C )
A.由①中的紅棕色氣體,推斷產生的氣體一定都是氮的氧化物
B.②中產生紅棕色氣體說明②中木炭與濃硝酸發(fā)生了反應
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物
D.③的氣體產物中檢測出CO2,由此說明木炭一定與濃硝酸發(fā)生了反應
[解析] 濃硝酸不穩(wěn)定受熱分解生成二氧化氮和氧氣、水,所以由①中的紅棕色氣體,可推知反應還有氧氣產生,故A錯誤;C與濃硝酸反應生成二氧化氮或濃硝酸受熱分解生成二氧化氮,所以通過紅棕色氣體產生不能說明木炭與濃硝酸發(fā)生了反應,故B錯誤;由濃硝酸得到二氧化氮,氮元素化合價降低,發(fā)生還原反應,故C正確;碳加熱至紅熱,可與空氣中氧氣反應生成二氧化碳,不一定是與濃硝酸發(fā)生了反應,所以不能說明木炭一定與濃硝酸發(fā)生了反應,故D錯誤。
歸納拓展:
硝酸與金屬反應的3個易錯點
【對點訓練】
1.(2024·山東青島高三檢測)某同學設計實驗探究金屬與硝酸的反應如下:
下列說法不正確的是( C )
A.Ⅰ中氣體由無色變紅棕色的化學方程式:2NO+O2===2NO2
B.Ⅱ中的現象說明Fe表面形成致密的氧化層,阻止Fe進一步反應
C.對比Ⅰ、Ⅱ中現象,說明稀硝酸的氧化性強于濃硝酸
D.針對Ⅲ中現象,在Fe、Cu之間連接電流表,可判斷Fe是否被氧化
[解析] 鐵放入稀硝酸中首先發(fā)生反應Fe+4HNO3===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O,NO逸出,NO遇到O2生成NO2,氣體由無色變?yōu)榧t棕色,A正確;鐵放入濃硝酸中,在常溫下會發(fā)生鈍化,即在Fe表面形成致密的氧化膜,阻止Fe進一步反應,B正確;濃硝酸的氧化性強于稀硝酸,C錯誤;在鐵、銅之間加一個電流表,根據電子的流向,可判斷鐵是否被氧化,若電子由鐵移動到銅,則說明鐵被氧化,D正確。
2.(2024·福建師大附中期中)某實驗小組欲探究濃硝酸的性質。
Ⅰ.木炭與濃硝酸反應:
(1)甲同學設計了圖1裝置(夾持裝置省略),認為若有紅棕色氣體產生就說明木炭與濃硝酸發(fā)生了反應。寫出木炭與濃硝酸反應的化學方程式: C+4HNO3(濃)eq \(=====,\s\up9(△))CO2↑+4NO2↑+2H2O 。
(2)乙同學認為紅棕色氣體不能作為木炭與濃硝酸反應的證據,其理由是 硝酸分解也能產生紅棕色NO2氣體 。
(3)乙同學設計了圖2裝置實驗(夾持裝置省略),木炭能燃燒,并產生紅棕色氣體。針對該實驗現象,乙同學做出如下假設:
假設a: 紅熱木炭直接和硝酸蒸氣反應 ;
假設b:紅熱木炭使HNO3分解產生NO2,NO2可能具有助燃性,木炭燃燒;
假設c:紅熱木炭使HNO3分解產生O2,木炭在O2中燃燒;
假設d:紅熱木炭使HNO3分解產生NO2和O2,共同作用使木炭燃燒;
……
(4)設計實驗證明假設b成立,請將實驗方案補充完整。
A.實驗方法: 將紅熱的木炭伸入盛有NO2氣體的集氣瓶中 。
實驗現象:木炭在該氣體中持續(xù)燃燒,火焰迅速變亮,集氣瓶中氣體顏色變淺直至無色,產生的氣體能使澄清石灰水變渾濁,且遇空氣不變色。
B.根據實驗現象寫出木炭與此氣體反應的化學方程式: 2NO2+2Ceq \(=====,\s\up9(加熱))N2+2CO2 。
Ⅱ.設計硝酸在不同條件下分解的實驗,方案見下表:
(5)分析上述現象,得出使硝酸成功分解的關鍵是
光照或加熱使硝酸蒸氣(或硝酸分子)分解 。
[解析] Ⅰ.(1)碳與濃硝酸反應生成二氧化碳、二氧化氮和水,該反應的化學方程式為C+4HNO3(濃)eq \(=====,\s\up9(△))CO2↑+4NO2↑+2H2O。
(2)濃硝酸不穩(wěn)定,加熱易分解生成二氧化氮,該反應的化學方程式為4HNO3eq \(=====,\s\up9(△))4NO2↑+O2↑+2H2O,所以要想檢驗濃硝酸和碳反應不能根據是否生成二氧化氮判斷,要根據生成CO2判斷。
(3)乙同學設計了圖2裝置實驗,木炭能燃燒,并產生紅棕色氣體。圖示中在燃燒匙中紅熱的木炭可能直接與硝酸反應產生二氧化氮氣體,也可能是紅熱木炭使HNO3分解產生紅棕色NO2氣體。
(4)A.設計實驗證明紅熱木炭使HNO3分解產生NO2,NO2可能具有助燃性,從而使木炭燃燒??蓪⒓t熱的木炭伸入盛有NO2氣體的集氣瓶中,觀察木炭在NO2氣體中持續(xù)燃燒,火焰迅速變亮,集氣瓶中氣體顏色變淺直至無色,產生的氣體能使澄清石灰水變渾濁,且遇空氣不變色,可說明假設b成立;B.木炭在NO2氣體中燃燒,結合元素守恒分析,產生的氣體能使澄清石灰水變渾濁則為二氧化碳,另一種無色氣體且遇空氣不變色,則為氮氣,據此可寫出該反應的化學方程式為2NO2+2Ceq \(=====,\s\up9(加熱))N2+2CO2。
Ⅱ.(5)對充滿濃硝酸的試管光照8小時,溶液不變黃,濃硝酸幾乎不分解;對充有少量濃硝酸的試管光照幾分鐘后看到液面上方出現紅棕色,溶液變黃,說明硝酸已經分解;先點燃ⅰ處酒精燈,溶液沸騰后沒有觀察到紅棕色氣體產生,其目的是使硝酸形成蒸氣,點燃ⅱ處酒精燈并加熱試管中部,很快看到大量紅棕色氣體產生,說明硝酸分子分解。由此可判斷使硝酸成功分解的關鍵是光照或加熱使硝酸蒸氣(或硝酸分子)分解。
歸納拓展:
硝酸強氧化性的反應規(guī)律
序號
實驗過程
實驗現象及部分結論
Ⅰ
將銅粉加入試管中,再加入稀硝酸
溶液變藍,液面上方呈淺紅棕色;至不再產生氣泡時,銅粉有剩余,剩余溶液呈酸性
Ⅱ
繼續(xù)向Ⅰ中試管加入少量NaNO3固體
又產生氣泡,銅粉減少,液面上方呈淺紅棕色
Ⅲ
取飽和Cu(NO3)2溶液,加入少量固體NaNO3和銅粉
無明顯變化
①
②
③
步驟
現象
Fe表面產生大量無色氣泡,液面上方變?yōu)榧t棕色
Fe表面產生少量紅棕色氣泡后,迅速停止
Fe、Cu接觸后,其表面均產生紅棕色氣泡
裝
置
操作
及現象
先點燃ⅰ處酒精燈,溶液沸騰后沒有觀察到紅棕色氣體產生。然后撤走ⅰ處酒精燈,點燃ⅱ處酒精燈并加熱試管中部,很快看到大量紅棕色氣體產生
光照8小時,溶液不變黃
光照幾分鐘后看到液面上方出現紅棕色,溶液變黃
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