人教版 (新课标)必修1第四章 非金属及其化合物综合与测试导学案

【巩固练习】

一．选择题（每小题只有一个选项符合题意）

1．下列叙述或操作中正确的是(　　)

A．稀释浓硫酸时，将浓硫酸沿着量筒壁慢慢的注入盛有水的量筒中，并不断搅拌

B．浓硫酸具有氧化性，稀硫酸无氧化性

C．浓硫酸不慎沾到皮肤上，应立即用干布拭去，再用水冲洗

D．浓硫酸与铜反应中，被氧化和被还原的物质的“物质的量”之比为1∶2

2．铜粉放入稀硫酸溶液中，加热后无明显现象发生。当加入一种盐后，铜粉的质量减少，溶液呈蓝色，同时有气体逸出。该盐是(　　)

A．Fe2(SO4)3　　　B．Na2CO3     C．KNO3          D．FeSO4

3．检验某未知溶液中是否含有SO42－的下列操作中，合理的是
　　A．先加硝酸酸化，再加氯化钡溶液 　　　B．先加硝酸酸化，再加硝酸钡溶液
　　C．先加盐酸酸化，再加氯化钡溶液 　　　D．先加盐酸酸化，再加硝酸钡溶液

4．往浅绿色的Fe(NO3)2溶液中，逐滴加入稀盐酸时，溶液的颜色变化应是(　　)

A．颜色变浅  B．逐渐加深   C．没有改变  D．变棕黄色

5．若将浓H2SO4慢慢滴入浓盐酸中，可能产生的实验现象是（    ）。

    A．冒白雾，混合物温度升高       B．产生黄绿色气体

    C．冒白雾，混合物温度降低       D．液体四溅，冒白烟

6．下列气体的制备可采用下图装置的是（    ）。

    A．铜与浓硝酸反应制NO2     B．铜与稀硝酸反应制NO

    C．加热浓氨水法制氨气       D．大理石与硫酸反应制CO2

7．用右图装置制取、提纯并收集表中的四种气体（a、b、c表示相应仪器中加入的试剂），其中可行的是(    )

8．某化学课外小组利用废铜制取硫酸铜，设计了如下制取方案，其中从理论、操作、经济和环保等方面考虑，你认为最合理的是（    ）。

A．CuCuSO4

B．CuCuSO4

C．CuCuOCuSO4

D．CuCu(NO3)22Cu(OH)2CuSO4

9．下列离子在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存的是（    ）。

    A．K+、Ba2+、OH－、SO42－            B．Cu2+、NH4+、Br－、OH－

C．NO3－、Fe2+、Na+、H+             D．Ag+、Cl－、Fe2+、K+

10．向50 mL 18 mol·L－1的H2SO4溶液中加入足量的铜片并加热，充分反应后，被还原的H2SO4的物质的量（    ）。

    A．小于0.45 mol                     B．等于0.45 mol

    C．在0.45 mol与0.90 mol之间        D．大于0.90 mol

11．0.3mol CuS和足量的稀硝酸反应生成硝酸铜、硫酸、一氧化氮和水，则参加反应的硝酸中未被还原的硝酸的物质的量为
    A、2.2mol　　　      B、1.2mol　　　    C、0.6mol　　　    D、0.3mol
12．76.8mg铜与适量的浓硝酸反应，铜全部作用后，如果NO3－离子减少2×10－3mol，则溶液中H＋离子同时下降
　　A．4.0×10－3mol 　　 B．4.4×10－3mol    C．3.2×10－3mol 　　 D．2.2×10－3mol
13．将0.1 mol铜与40 mL 10 mol/L HNO3充分反应后，溶液中含a mol H＋，由此可知(　　)

A．生成的气体在标准状况下的体积为4.48 L

B．生成的气体在标准状况下的体积为1.49 L

C．被还原的硝酸的物质的量为(0.2－a)mol

D．反应后溶液中所含NO3－的物质的量为0.2 mol

14．硫酸和硝酸的混合溶液20 mL，其中含有硫酸的浓度为2 mol/L，含硝酸的浓度是1 mol/L，现向其中加入0.96 g铜粉，充分反应后（假设只生成NO气体），最多可收集到标准状况下的气体的体积为（     ）

A．89.6mL        B．112mL        C．168mL        D．224mL

二、填空题：
1．右图表示A ～E五种含氮物质相互转化的关系图。其中A、B、C、D常温下都是气体，B为红棕色。

    写出下列各步反应的化学方程式：

①________________；②________________；

③________________；④________________。

2．（7分）非金属单质A经如下图所示的过程转化为含氧酸D，已知D为强酸，请回答下列问题：

     A    B    C    D

    （1）若A在常温下为固体，B是能使品红溶液褪色的有刺激性气昧的无色气体。

    ①D的化学式是________；

    ②在工业生产中，B气体的大量排放被雨水吸收后形成________而污染了环境。

    （2）若A在常温下为气体，C是红棕色的气体。

    ①A、C的化学式分别是A________；C________。

    ②D的浓溶液在常温下可与铜反应并生成c气体，请写出该反应的化学方程式________________。该反应________（填“属于”或“不属于”）氧化还原反应。

三、实验题

1．某化学课外兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应情况，用如图所示装置进行有关实验：

(1)B是用来收集实验中产生的气体的装置，但未将导管画全，请补充完整。

(2)实验中他们取6.4 g铜片和12 mL 18 mol·L－1浓硫酸放在圆底烧瓶中加热，直到反应完毕，最后发现烧瓶中还有铜片剩余，该小组学生根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余。

①请写出铜跟浓硫酸反应的化学方程式：____________________________________。

②为什么有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解？你认为原因是：

__________________________________________________。

③下列药品中能够用来证明反应结束后的烧瓶中的确有余酸的是：________(填写字母编号)。

A．铁粉      B．BaCl2溶液     C．银粉     D．Na2CO3溶液

(3)装置C中试管D内盛装的是品红溶液，当B中气体收集满后，有可能观察到的现象是___________________________________，待反应结束后，向C中烧杯内加入沸水，D中观察到的现象是_____________________________________。

(4)实验装置C有可能造成环境污染，试用最简单的方法加以解决(实验用品自选)___________________

__                                                          。

2．浓H2SO4和木炭在加热时发生反应的化学方程式是

2 H2SO4（浓）+ C CO2↑ + 2 H2O + 2 SO2↑

请从下图中选用所需的仪器（可重复选用）组成一套进行该反应并检出反应产物的装置。现提供浓H2SO4、木炭和酸性KMnO4溶液，其他固、液试剂自选。（连接和固定仪器用的玻璃管、胶管、铁夹、铁架台及加热装置等均略去）

将所选的仪器接连接顺序由上至下依次填入下表，并写出该仪器中应加试剂的名称及其作用。

3．某课外学习小组，为探究稀硝酸能与Cu反应生成无色的NO气体，设计了如右图所示的装置。请回答下列问题：

    （1）请写出稀硝酸与Cu反应的离子方程式________________。

    （2）写出向U形管中注人稀硝酸并将左管充满的操作过程：________________。

    （3）将左管充满稀硝酸的原因是________________。

    （4）实验开始时，反应很慢，为加快反应速率，应采取什么措施？

    （5）实验中HNO3与Cu的反应能否自动停止？为什么？

    （6）在实验中，证明生成的无色气体是NO的操作是________________。

    （7）为防止气体从分液漏斗上口外逸，污染空气，教师建议同学们在漏斗上口处放一小团蘸有浓NaOH的棉花，将有毒气体吸收。其中一种气体与NaOH溶液反应生成亚硝酸盐和硝酸盐，请写出化学方程式________。

四、计算题

1． 6.4 g Cu与过量硝酸（amol／L，30 mL）充分反应。硝酸的还原产物只有NO2、NO。反应后溶液中含H+为0.1 mol。

    （1）此时溶液中所含NO3－为________mol。

    （2）求生成的气体中NO2和NO的物质的量各为多少？（用含有a的式子表示）

2．将32.64克铜与140mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生的NO和NO2混合气体的体积为11.2L（标准状况）请回答以下问题：

（1）NO的体积为          L，NO2的体积为         L。

（2）待产生的气体全部释放后，向溶液中加入Vml、amol/LNaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2+全部转化为沉淀，则原硝酸溶液的浓度为         mol/L.

(3)使铜与硝酸反应产生的气体在NaOH溶液中完全转化为NaNO3，至少需要30%的双氧水          克。

【答案与解析】

一、选择题

1．C

【解析】浓硫酸在稀释过程中放出大量的热，不能在量筒中稀释，A错；浓硫酸和稀硫酸都有氧化性，只是起氧化性的粒子不同，在浓硫酸中是，而在稀硫酸中是H＋，B错。

2．C

【解析】铜与稀硫酸不反应，但加入KNO3后，由于溶液中有H＋存在，故会发生如下反应：

3Cu＋8H＋＋2NO3－===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。加入Fe2(SO4)3也会使铜粉的质量减少，但无气体逸出。

3．C

【解析】注意排除CO32－、Ag+等离子的干扰。

4．D

【解析】Fe(NO3)2溶液中含有Fe2＋，NO3－加入稀盐酸时，加入了氢离子，提供了酸性环境。氢离子和硝酸根构成了稀硝酸，具有氧化性，把Fe2＋氧化为Fe3＋。

5．A

 【解析】浓硫酸具有吸水性且溶于水时放出大量热，使浓盐酸挥发出大量的HCl。

6．B 

【解析】NO2，NH3溶于水，大理石与硫酸反应生成CaSO4（微溶），覆盖在大理石的表面使反应停止。

7．D 

【解析】装置图分三部分，左边是气体发生装置，中间是除杂，右边是气体收集。A中NO2不能用氢氧化钠溶液除杂，它本身与其反应生成盐；B中不能用酸性高锰酸钾溶液除杂，自身可以被氧化；C中氨气不能用向上排空气法收集；D用碳酸钙粉末和稀硫酸可以制CO2。

8．C 

【解析】A项不反应，B项因生成SO2有污染，D项从经济上不划算。

9．C

【解析】A项中生成BaSO4沉淀，但不是氧化还原反应；B项中有Cu(OH)2沉淀，D项中有AgCl沉淀，这些也不是氧化还原反应；C项中Fe2+→Fe3+是被HNO3氧化的，故选C项。

10．A 

【解析】本题通过金属铜与H2SO4反应的定量判断，考查学生思维的严密性和整体性。在50 mL 18 mol·L－1的浓H2SO4中含纯H2SO4的物质的量是0.90 mol。铜与浓H2SO4在加热时反应：Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O。随着反应的进行，由于反应有水生成并逐渐积累，而使浓H2SO4逐渐变稀，到一定程度时H2SO4不再与Cu发生反应，可见被还原的H2SO4的物质的量应小于0.45mol。

11．C
【解析】若想写出上述反应方程式并非易事。但经过分析，利用参加反应的硝酸中未被还原的硝酸只存在于硝酸铜这一点，应用0.3mol CuS ～ 0.3mol Cu2+ ～ 0.3mol Cu(NO3)2 ～ 0.6mol NO3- 这一关系，得到答案。

12．B

【解析】反应的硝酸作用分两方面：充当氧化剂和酸性。因为NO3－减少2×10－3mol，故充当氧化剂的硝酸为2×10－3mol；76.8mg铜即1.2×10－3mol，生成Cu(NO3)2 的物质的量为1.2×10－3×2mol，故充当酸性的硝酸为2.4×10－3mol，所以参加反应的硝酸共为4.4×10－3mol，即H＋下降4.4×10－3mol。

13．C

【解析】溶液中含有H＋，则HNO3过量。在反应过程中，实际上发生了两个反应：

①Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，

②3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，　

反应消耗的HNO3包括起酸的作用和起氧化剂作用的两部分，前者反应后以Cu(NO3)2形式存在，后者被还原后生成NO2、NO气体。从两反应式看出：Cu＋2HNO3(酸)～Cu(NO3)2，HNO3(氧化剂)～NO2(或NO)，起酸用的硝酸为0.2 mol，生成的气体为NO、NO2的混合气体，溶液中有a mol的HNO3，则被还原的HNO3为(0.4－a－0.2) mol，生成的气体的物质的量为(0.4－a－0.2)mol，反应后溶液中的NO3－包括HNO3和Cu(NO3)2电离出的NO3－，其物质的量为(a＋0.2)mol。

14．D

【解析】利用离子方程式：3Cu＋8H++2NO3—(稀)===3Cu2+＋2NO↑＋4H2O求解，关键判断Cu、8H+、2NO3—三方的相对量，并以相对量较少的为基准进行计算。

二、填空题

1．①N2+O22NO  ②4NH3+5O24NO+6H2O

    ③3NO2+H2O==2HNO3+NO  ④3Cu+8HNO3 (稀)==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O

2．（1）①H2SO4  ②酸雨  （2）①N2  NO2  ②Cu+4HNO (浓)==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O  属于

【解析】（1）若B是能使品红溶液褪色的有刺激性气味的无色气体，则B是SO2，C是SO3，D是H2SO4；若大量排放SO2，则会形成酸雨。

    （2）若C是红棕色气体，则C为NO2，B为NO，A为N2，D为HNO3，浓HNO3可与Cu反应：4HNO3 (浓)+Cu==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O

    此反应有化合价升降变化，属于氧化还原反应。

三、实验题

1．(1)(作图时注意长进短出)

(2)①Cu＋2H2SO4(浓) CuSO4＋SO2↑＋2H2O

②随着H2SO4的消耗，浓H2SO4的浓度不断变小，稀H2SO4与Cu不反应

③AD

(3)红色褪去　红色恢复

(4)用浸有NaOH溶液的棉团塞在试管口

【解析】Cu只与浓硫酸在加热时反应，而不与稀硫酸反应。收集SO2气体用向上排空气法，因此B装置应为长进短出，证明硫酸有剩余，应证明溶液中含H＋，而不应证明含SO42－，因此BaCl2溶液和Ag均不可。对C装置逸出的SO2，用浸有NaOH溶液的棉花团塞在试管口是最简单的方法。

2.

【解析】成套装置包括反应装置，检验装置和尾气处理装置。C中加入浓硫酸和木炭作为反应物的发生器，产物中必须先检验水，因为在检验其他物质时会在其它试剂中混入水，可选用装置B，放入无水硫酸铜，若变蓝则说明有水。接着检验SO2气体，用装置A，放入品红检验，若品红褪色，则说明有SO2气体产生，再用装置A，放入酸性KMnO4溶液以除去SO2，最后再用装置A，放入澄清石灰水来检验CO2的存在，因SO2也可以使澄清石灰水变浑，故先要除去SO2。

3．（1）3Cu+2NO3－+8H+==3Cu2++2NO↑+4H2O

  （2）打开活塞，将稀硝酸从U形管a端（右端）注入U形管中，至溶液充满左管，关闭活塞

  （3）防止反应生成的NO被O2氧化为NO2

  （4）用酒精灯在左管下加热

  （5）能，随反应生成的气体增多，压强增大，液面下降，当液面脱离铜丝时，反应停止

  （6）将分液漏斗的活塞打开，使无色气体进入分液漏斗中，若无色气体变为红棕色，证明无色气体为NO

  （7）2NO2+2NaOH==NaNO2+NaNO3+H2O

四、计算题

1．（1）0.3  （2）n (NO2)=(0.045a－0.55) mol，n (NO)=(0.25－0.015a) mol。

    【解析】 设生成气体中NO2、NO的物质的量分别为x、y，则由题意得以下方程组：

,

解之得：x=(0.045a―0.55) mol，y=(0.25―0.015a) mol。

（其他合理解法也对）

2．（1）5.8  5.4    （2）(a V×10－3+0.5) / 0.14    （3）57.8

【解析】该题题干给出了铜与一定浓度的硝酸反应的情况，要求计算反应后各相关的量，综合性强，有一定的难度。因此抓住反应的实质，利用氧化还原反应中得失电子守恒来建立等式，是突破题中难点的关键。

对问题（1）由于n(Cu) ＝（32.64/64） mol =0.51mol,n(NO,NO2) ＝0.5mol,又知Cu－2e－＝Cu2+;HNO3＋3e－→NO;HNO3＋e－→NO2.若设NO的物质的量为xmol,则NO2的物质的量为(0.5－x)mol，根据得失电子守恒得0.51×2＝3x＋(0.5＋x)×1，则x＝0.26,即n(NO)＝0.26mol, n(NO2) ＝0.24mol,所以V(NO) ＝(0.26×22.4)L＝5.8L，V(NO) ＝(22.4×0.24)L＝5.4L。

对问题（2），由题意知反应中部分硝酸参加氧化还原反应，其物质的量为0.5mol，部分硝酸未参加氧化还原反应，其物质的量根据最后溶液中的溶质只有NaNO3即可知Na+=N(原子守恒)，则其物质的量为aV×10－3mol；所以原硝酸溶液的浓度为c(HNO3)=( aV×10－3+0.5)/0.14 mol/L.

对问题（3），由于NO和NO2混合气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3，即HNO3-----NO，NO2-----NO3-相当于氮元素的化合价未变，铜失去的电子被双氧水得到。即有0.51×2=m（H2O2）×30%×2/34，m（H2O2）=57.8g.