人教版 (新课标)必修1第三节 硫和氮的氧化物第2课时习题

这是一份人教版 (新课标)必修1第三节 硫和氮的氧化物第2课时习题，共21页。试卷主要包含了下列关于浓硫酸的叙述正确的是，09 ml的硫酸被还原等内容，欢迎下载使用。


第2课时　硝酸和硫酸
基础过关练
　　　　　　 　　　　　 　　　　　
题组一　浓硫酸的吸水性和脱水性
1.(2021山东济南章丘一中高一月考)下列现象或用途与浓硫酸的吸水性和脱水性无关的是 (　　)
A.浓硫酸可作氯气的干燥剂
B.浓硫酸滴加到蔗糖中,蔗糖变黑
C.浓硫酸滴加到胆矾上,蓝色晶体变成白色粉末
D.浓硫酸在加热条件下可与铜等不活泼金属反应
2.在如下图所示的实验中,实验开始一段时间后,对观察到的现象叙述错误的是　 (　　)

A.苹果块会干瘪　　　　　　　　B.胆矾晶体表面有“白斑”
C.小试管内有晶体析出　　　　　　　　D.pH试纸变红
3.浓硫酸和2 mol·L-1的稀硫酸,在实验室中敞口放置。它们的质量和放置天数的关系如图。分析a、b曲线变化的原因是 (　　)

A.a升华、b冷凝　　　　　　　　B.a挥发、b吸水
C.a蒸发、b潮解　　　　　　　　D.a冷凝、b吸水
4.(2020江苏海安中学高二上期中)有关蔗糖与浓硫酸反应的实验中,下列说法正确的是 (　　)
A.反应需要加入大量的水作催化剂
B.反应需要使用酒精灯加热
C.浓硫酸只体现出吸水性
D.产生的刺激性气味的气体是SO2
5.将适量的蔗糖(C12H22O11)放入烧杯,滴入几滴水,搅拌均匀,然后加入适量的浓硫酸。可观察到固体变黑,片刻后,黑色物质急剧膨胀,同时产生大量刺激性气味的气体,放出大量的热。

(1)固体变黑体现了浓硫酸的　　　　性(填“吸水”“脱水”或“强氧化”)。 
(2)确定刺激性气味气体的成分。
①将气体通入品红溶液后,溶液褪色,加热,颜色恢复。说明该气体中一定含有　　　　。 
②将气体通入澄清石灰水,溶液变浑浊,　　　　(填“能”或“不能”)证明气体中含有二氧化碳,其理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
③刺激性气味气体产生的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(用化学方程式表示)。 
题组二　浓硫酸的强氧化性
6.(2020山东济南长清一中高一月考)某研究小组成员设计鉴别浓硫酸和稀硫酸的方案如下,其中不合理的是　 (　　)
选项
操作
结论
A
将火柴梗伸入溶液中
变黑者为浓硫酸
B
加入金属铝片
产生刺激性气味者为稀硫酸
C
取相同量,分别加入到盛水的试管中
放热较多者为浓硫酸
D
加到CuSO4·5H2O晶体中
变白者为浓硫酸
7.(2020四川绵阳江油中学高一月考)下列关于浓硫酸的叙述正确的是 (　易错　)
A.浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化
B.浓硫酸在常温下可迅速与铜片反应放出二氧化硫气体
C.浓硫酸与金属反应只体现氧化性
D.浓硫酸具有吸水性,因而能使蔗糖炭化
8.(2020甘肃天水高一期末)5 mL物质的量浓度为18 mol·L-1的硫酸中加入足量铜片并加热,充分反应。下列说法正确的是 (　　)
A.有0.09 mol的硫酸被还原
B.有0.045 mol的硫酸被还原
C.充分反应后体系无硫酸剩余
D.消耗的铜的质量一定小于2.88 g
9.用如图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列说法不合理的是 (　　)

A.②中选用品红溶液验证SO2的生成
B.③中选用NaOH溶液吸收多余的SO2
C.为确认有CuSO4生成,向①中加水,观察颜色
D.上下移动①中铜丝可控制SO2的产生与停止
10.某同学在研究Fe与H2SO4的反应时,进行了如下实验。


(1)实验Ⅰ中,铁与稀硫酸反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　 
　。 
(2)实验Ⅱ中,铁丝表面迅速变黑,反应很快停止,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(3)实验Ⅲ中,加热后产生大量气体,A试管中溶液的红色褪去,C处始终未检测到可燃性气体。B试管中反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(4)对比实验Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ,同学们得出以下结论:
①浓硫酸和稀硫酸都具有氧化性,但原因不同。浓硫酸的氧化性源于+6价的硫元素,稀硫酸的氧化性源于　　　　　　　　　　　　　。 
②造成反应产物多样性的主要因素有　　　　　　　　(写出两点即可)。 
题组三　硝酸的性质
11.硝酸被称为“国防工业之母”是因为它是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸的性质不对应的一组是 (　　)
A.浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红后褪色——酸性和强氧化性
B.不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性
C.要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性
D.能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液的红色褪去——强氧化性
12.(2020北京师范大学珠海分校附属外国语学校高一期中)下列对于硝酸的认识中不正确的是 (　　)
A.浓硝酸和稀硝酸都具有强氧化性
B.铜与浓HNO3的反应属于分解反应
C.金属与HNO3反应一般不产生氢气
D.常温下,可用铁或铝制的容器盛装浓硝酸
13.(2021河北宣化一中高一期末)下列关于浓硝酸和浓硫酸说法正确的是 (　　)
A.浓硝酸和浓硫酸在空气中久置,质量都会增加
B.等质量的金属铜分别和浓硝酸、浓硫酸完全反应,还原产物的物质的量相等
C.浓硝酸通常保存在棕色试剂瓶中
D.浓硫酸可干燥氨气、氢气等气体
14.(2020黑龙江哈尔滨六中高一上期末)取三张蓝色石蕊试纸放在玻璃片上,然后按顺序分别滴加65%的硝酸、98%的硫酸和新制的氯水,三张试纸呈现的颜色分别是 (　　)
A.白、红、白　　　　　　　　B.红、黑、白
C.红、红、红　　　　　　　　D.白、黑、白
15.(2021四川成都龙泉中学高一期末)1.92 g铜投入一定量的浓硝酸中,铜完全溶解,生成气体颜色越来越浅,共收集到672 mL气体(标准状况),将盛有此气体的容器倒扣在水中,通入氧气恰好使气体完全溶解在水中,则需要标准状况下氧气的体积为 (　　)
A.504 mL　　　　　　　　B.336 mL
C.224 mL　　　　　　　　D.168 mL
16.某学习小组为研究铜与浓、稀HNO3反应的差异,设计了如图所示的实验装置。

下列说法不正确的是 (　　)
A.反应开始前通入过量的CO2气体,目的是排出装置内的空气
B.A中的离子方程式为Cu+2NO3-+4H+ Cu2++2NO2↑+2H2O
C.当B中0.03 mol铜粉被氧化时,B中产生的NO气体大于0.02 mol
D.C装置中装入一定量的水进行尾气处理
17.(2020云南文山高一月考)将32.0 g铜与100 mL一定浓度的硝酸反应,铜完全溶解,产生的NO和NO2的混合气体在标准状况下的体积为11.2 L。
请回答下列问题:
(1)NO气体的体积为　　　　L,NO2气体的体积为　　　　L。 
(2)待产生的气体全部逸出后,向溶液中加入V mL a mol·L-1NaOH溶液,恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀,则原硝酸溶液的浓度为　　　　mol·L-1。 
能力提升练
　　　　　　 　　　　　 　　　　　
1.(2021山东济南章丘一中高一月考,)下列有关浓硫酸、浓盐酸、浓硝酸的认识正确的是 (　　)
A.浓硫酸、浓硝酸与金属反应时,主要是S或N得电子
B.如图,①中为三种酸的一种,②中为浓氨水,则大烧杯中均观察到白烟

C.浓盐酸、浓硫酸都可用来干燥氧气
D.常温下,浓硫酸或浓硝酸中投入Fe片,均会产生大量的气体
2.(2020江西高三联考,)向蔗糖固体中滴加浓硫酸,观察到蔗糖变黑,体积膨胀,放出气体等现象,下列叙述错误的是 (　　)
A.上述过程中温度升高
B.体积膨胀的主要原因是固体碳受热膨胀所致
C.蔗糖生成碳,再生成二氧化碳
D.放出的气体用NaOH溶液吸收,可能得到5种盐
3.(2020山东新高考高三联考,)公元8世纪,Jabiribn Hayyan在干馏硝石(4KNO3 2K2O+4NO↑+3O2↑)的过程中首次发现并制得硝酸,同时他也是硫酸和王水的发现者。下列说法正确的是 (　　)
A.干馏产生的混合气体理论上可被水完全吸收
B.王水是由3体积浓硝酸与1体积浓盐酸配制而成的
C.王水溶解金时,其中的盐酸作氧化剂(Au+HNO3+4HCl H[AuCl4]+NO↑+2H2O)
D.实验室可用NaNO3与浓硫酸反应制备少量的HNO3,利用的是浓硫酸的氧化性
4.(2021四川成都树德中学高一月考,疑难1,)一定条件下,硫的某种含氧酸H2SOx(x≤4)与H2S可发生如下反应:H2S+H2SOx S↓+(x-3)SO2+H2O(未配平),则下列有关推断合理的是 (　　)
A.该反应中,一定有SO2生成
B.当x=4时,若改变条件(例如加热),H2S可能被氧化为SO2
C.若x=3,则还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶1
D.若x=4,则每生成1 mol S,转移的电子数目为2
5.(疑难2,)51.2 g Cu完全溶于适量浓硝酸中,收集到氮的氧化物(含NO、N2O4、NO2)的混合物共0.8 mol,这些气体恰好能被500 mL NaOH溶液完全吸收,生成NaNO2和NaNO3,其中NaNO3的物质的量为0.2 mol,则NaOH的浓度为 (　　)
A.2 mol/L　　　　　　　　B.1.8mol/L
C.2.4 mol/L　　　　　　　　D.3.6 mol/L
6.(2020河南鹤壁高级中学高一测试,)某课外活动小组为了探究木炭与浓硝酸反应后的气态生成物,设计如下实验。
(1)甲同学设计实验如图甲。

图甲
红热木炭未进入试管前,浓硝酸上方并无明显变化。如图甲进行实验,浓硝酸液面上方有明显的红棕色气体产生,且蘸有澄清石灰水的玻璃片出现浑浊,后浑浊消失。
①液面上方出现红棕色气体,说明浓硝酸具有　　　(填字母)。 
a.酸性　　　　　b.挥发性　　　　c.不稳定性
②蘸有澄清石灰水的玻璃片出现浑浊,　　　　(填“能”或“不能”)说明木炭与浓硝酸发生了反应,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(2)乙同学设计实验如图乙。

图乙
如图乙进行实验,浓硝酸液面上方有明显的红棕色气体产生,且蘸有澄清石灰水的玻璃片无明显变化。蘸有澄清石灰水的玻璃片无明显变化,　　　　(填“能”或“不能”)说明木炭与浓硝酸未反应,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(3)丙同学克服了甲、乙同学设计上的缺陷,设计实验如图丙。已知酸性高锰酸钾能将NO、NO2氧化成NO3-,MnO4-被还原为Mn2+。

图丙
①如图连接装置后,需进行的实验操作为　　　　　　　　;加热木炭与浓硝酸前需先通一段时间N2,目的是　　　　　　　　。 
②装置A中木炭与浓硝酸反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　。 
③能证明木炭被氧化的实验现象为　　　　　　　。 
④D装置中发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。 
答案全解全
基础过关练
1.D　浓硫酸在加热条件下可与铜等不活泼金属反应体现了浓硫酸的强氧化性和酸性,D项错误。
2.D　浓硫酸具有较强的吸水性,因此将苹果块、胆矾晶体和饱和硝酸钾溶液在题图装置中放置一段时间后,浓硫酸会吸收它们中的水分,使苹果块干瘪、胆矾晶体变为白色的无水硫酸铜、饱和硝酸钾溶液中析出晶体。D项,因浓硫酸具有强氧化性和脱水性,pH试纸在浓硫酸中变黑。
3.B　在两种溶液中都存在吸水和水分挥发两个过程,只不过在浓硫酸中以吸收水分为主,溶液质量增加;而在2 mol·L-1的稀硫酸中以水分挥发为主,质量减小。
4.D　浓硫酸具有脱水性和强氧化性,能将蔗糖中的H、O原子以2∶1的个数比脱去而得到碳单质,浓硫酸将碳氧化为二氧化碳,自身被还原为二氧化硫,所以体现了浓硫酸的强氧化性和脱水性,故A、B、C错误,D正确。
5.答案　(1)脱水　(2)①SO2　②不能　SO2也可使澄清石灰水变浑浊　③C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O
解析　(1)浓硫酸具有脱水性,把蔗糖中的H、O原子以个数比2∶1脱去,使蔗糖固体变黑。(2)①将产生的气体通入品红溶液中,可以看到品红溶液褪色,加热,颜色恢复,说明该气体中一定含有二氧化硫;②二氧化硫和二氧化碳通入澄清石灰水都会生成沉淀,使溶液变浑浊,因此澄清石灰水变浑浊不能证明气体中含有二氧化碳;③脱水过程中反应放热,碳和浓硫酸共热反应生成二氧化硫、二氧化碳和水。
6.B　浓硫酸有脱水性,能将火柴梗中的H、O原子以个数比2∶1脱去,使火柴梗变黑,稀硫酸没有脱水性,故A正确;Al和稀硫酸反应生成氢气,常温下,铝遇浓硫酸钝化,故B错误;浓硫酸和稀硫酸稀释过程中都放热,但相同量的浓硫酸放出的热量远远大于稀硫酸,故C正确;浓硫酸具有吸水性,稀硫酸没有吸水性,所以浓硫酸、稀硫酸分别加到CuSO4·5H2O晶体中,变白者为浓硫酸,故D正确。
7.A　浓硫酸具有强氧化性,在常温下能够使铁、铝表面形成一层致密的氧化物保护膜,使铁、铝等金属钝化,A正确;浓硫酸在加热条件下才可与铜片反应放出二氧化硫气体,B错误;浓硫酸与金属反应时既体现氧化性又体现酸性,C错误;浓硫酸具有脱水性,因而能使蔗糖炭化,D错误。
易错提醒　钝化是化学变化,不是物理变化。
8.D　浓硫酸与铜在加热条件下可发生氧化还原反应,而稀硫酸与铜不发生反应。浓硫酸与铜反应时,随着反应进行,硫酸浓度逐渐降低,当硫酸由浓变稀时反应就会停止。n(H2SO4)=0.005 L×18 mol·L-1=0.09 mol,则参加反应的硫酸的物质的量小于0.09 mol,被还原的硫酸的物质的量小于0.045 mol,参加反应的铜的质量小于2.88 g。
9.C　SO2能使品红溶液褪色,A合理;SO2有毒,且属于酸性氧化物,能与NaOH溶液反应,B合理;浓硫酸过量,试管中剩余浓硫酸,应将反应后的混合液慢慢加入到水中,否则易导致液体飞溅而发生危险,C不合理;移动铜丝,可控制铜丝与浓硫酸的接触,即可控制SO2的产生与停止,D合理。
10.答案　(1)Fe+2H+ Fe2++H2↑　(2)常温下,铁遇浓硫酸发生钝化,表面生成致密的氧化膜,阻止反应进一步进行　(3)SO2+2OH- SO32-+H2O　(4)①+1价的氢元素　②反应物的浓度、温度(答案合理即可)
解析　(1)Fe和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气。(2)浓硫酸具有强氧化性,常温下,铁遇浓硫酸发生钝化,表面生成致密的氧化膜阻止内部的Fe进一步反应。(3)实验Ⅲ中,铁与稀硫酸反应有氢气生成,和浓硫酸共热反应有二氧化硫生成,实验中未检测到可燃性气体,说明反应中没有氢气生成,二氧化硫具有漂白性,可使品红溶液褪色,二氧化硫是酸性氧化物,与氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸钠和水,反应的离子方程式为SO2+2OH- SO32-+H2O。(4)①浓硫酸和稀硫酸都具有氧化性,但原因不同,浓硫酸的氧化性表现在+6价的硫元素上,稀硫酸的氧化性表现在+1价的氢元素上;②影响反应产物多样性的因素有浓度、温度、反应物的量等。
11.D　浓硝酸使紫色石蕊溶液变红表现的是酸性,使其褪色表现的是强氧化性,A项正确;硝酸具有强氧化性,与锌反应生成的是氮的氧化物,不是氢气,B项正确;浓硝酸见光易分解,应用棕色试剂瓶存放,C项正确;硝酸与NaOH溶液中和后,使溶液的红色褪去,体现了硝酸的酸性,D项错误。
12.B　浓硝酸和稀硝酸都具有强氧化性,A正确;分解反应是由一种物质反应生成两种或两种以上的物质,而铜与HNO3的反应,反应物有两种,因此不属于分解反应,B不正确;金属与HNO3反应中氮元素化合价降低,生成一氧化氮或二氧化氮等含氮化合物,一般不产生氢气,C正确;常温下,铁或铝在冷的浓硝酸中钝化,可用铁或铝制的容器盛装浓硝酸,D正确。
13.C　浓硫酸具有吸水性,浓硝酸具有挥发性,所以浓硝酸和浓硫酸在空气中久置,浓硫酸质量增加、浓硝酸质量减少,故A错误;铜和浓硝酸反应的离子方程式为Cu+4H++2NO3- Cu2++2NO2↑+2H2O,浓硫酸和铜反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O,铜的质量相等,则其物质的量也相等,假设铜的物质的量都是1 mol,则生成NO2、SO2的物质的量之比为2 mol∶1 mol=2∶1,故B错误;浓硝酸不稳定,光照易分解生成二氧化氮、氧气和水,所以浓硝酸要保存在棕色试剂瓶中,故C正确;碱性气体不能用酸干燥,所以浓硫酸不能干燥氨气,故D错误。
14.D　浓硝酸具有强氧化性,可将试纸中的有色物质氧化成无色物质;浓硫酸具有脱水性,试纸和其中的有色物质都是有机物,浓硫酸可使之炭化,最终试纸呈黑色;新制氯水具有漂白性,可将试纸漂白。
15.B　根据题意可知,1.92 g铜失去的电子的物质的量等于O2得到的电子的物质的量,即2Cu~4e-~O2,n(e-)=1.92 g64 g·mol-1×2=0.06 mol,V(O2)=0.06mol4×22.4 L·mol-1=0.336 L=336 mL。
16.D　反应开始前通入过量的CO2气体,目的是排出装置内的空气,A正确;A中铜与浓硝酸反应的离子方程式为Cu+2NO3-+4H+ Cu2++2NO2↑+2H2O,B正确;B中发生反应:3NO2+H2O 2HNO3+NO、3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,因此当B中0.03 mol铜粉被氧化时,产生的NO气体的物质的量大于0.02 mol,C正确;NO不溶于水,C装置中装入一定量的水不能进行尾气处理,D错误。
17.答案　(1)5.6　5.6　(2)0.001Va+0.50.1
解析　(1)题中涉及的化学反应为Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。根据题意,产生的NO和NO2在标准状况下的体积为11.2 L,设生成NO2的物质的量为x,生成的NO的物质的量为y,则有:x+y=11.2 L22.4 L·mol-1;根据得失电子守恒,则有:x+3y=32.0 g64 g·mol-1×2;联立两式,可计算得出:x=0.25 mol,y=0.25 mol。则NO的体积为0.25 mol×22.4 L·mol-1=5.6 L,NO2的体积也为5.6 L。
(2)反应中的硝酸一部分被还原为NO和NO2,NO和NO2的物质的量一共为0.5 mol,其余未被还原的硝酸与NaOH溶液反应,则未被还原的硝酸的物质的量是V×10-3 L×a mol·L-1=0.001Va mol,原硝酸的物质的量是(0.001Va+0.5)mol,所以原硝酸的物质的量浓度是0.001Va+0.50.1 mol·L-1。

能力提升练
1.A　浓硫酸、浓硝酸都是氧化性酸,与金属反应时,主要是S或N得电子,A项正确;大烧杯中产生白烟是因为挥发出的酸和挥发出的NH3反应产生铵盐固体颗粒,若①中为浓硫酸,浓硫酸难挥发,大烧杯中看不到白烟,B项错误;浓盐酸不能作干燥剂,C项错误;常温下,浓硫酸或浓硝酸中投入Fe片,Fe片会发生钝化,不会产生大量的气体,D项错误。
2.B　蔗糖“脱水”的过程有热量放出,反应后温度升高,故A正确;体积膨胀的主要原因是反应生成了气体,使得生成的固体碳疏松多孔,体积膨胀,故B错误;蔗糖“脱水”时先炭化,生成碳,生成的碳再与浓硫酸反应生成二氧化碳,故C正确;放出的气体中含有二氧化碳、二氧化硫,用NaOH溶液吸收,可能得到碳酸钠、碳酸氢钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠,亚硫酸钠易被氧化,因此溶液中还可能存在硫酸钠,因此可能得到5种盐,故D正确。
3.A　根据化学方程式4NO+3O2+2H2O 4HNO3,可知干馏产生的混合气体理论上可被水完全吸收,A正确;王水是由浓盐酸与浓硝酸按3∶1的体积比配制而成的,B错误;该反应中Au元素化合价由0价变为+3价,N元素化合价由+5价变为+2价,故Au是还原剂、硝酸是氧化剂,C错误;用NaNO3与浓硫酸制硝酸的反应为NaNO3+H2SO4(浓) NaHSO4+HNO3↑,利用的是高沸点酸制取低沸点酸的反应原理,D错误。
4.B　可能发生反应:2H2S+H2SO3 3S↓+3H2O,所以不一定有二氧化硫生成,A错误;当x=4时,H2SOx为H2SO4,S元素的化合价为+6价,而H2S中硫元素为-2价,H2S可能被氧化为SO2,B正确;若x=3,则发生反应:2H2S+H2SO3 3S↓+3H2O,所以还原剂与氧化剂的物质的量之比为2∶1,C错误;若x=4,每生成1 mol S,转移的电子的物质的量为2 mol,D错误。
5.A　n(Cu)=51.2 g÷64 g/mol=0.8 mol,在反应过程中Cu失去电子的物质的量n(e-)=0.8 mol×2=1.6 mol;Cu失去电子的物质的量与硝酸变为氮的氧化物(含NO、N2O4、NO2)得到电子的物质的量相等。由于这些气体恰好能被500 mL NaOH溶液完全吸收,生成NaNO2和NaNO3,在NaNO3中N元素的化合价是+5价,与硝酸中N元素的化合价相同,所以产生NaNO2得到电子的物质的量等于Cu失去电子的物质的量,n(NaNO2)×2=1.6 mol,n(NaNO2)=0.8 mol。根据元素守恒可知n(NaOH)=n(NaNO2)+n(NaNO3)=0.8 mol+0.2 mol=1 mol,所以c(NaOH)=1 mol÷0.5 L=2 mol/L,选A。
6.答案　(1)①bc　②不能　红热木炭与空气中的氧气反应也能生成二氧化碳,使澄清石灰水变浑浊　
(2)不能　挥发出来的硝酸和生成的NO2消耗了石灰水
(3)①检查装置气密性　将装置中的空气排尽
②C+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O
③C中澄清石灰水变浑浊
④5NO+3MnO4-+4H+ 5NO3-+3Mn2++2H2O
解析　(1)①红热木炭未伸入浓硝酸中,液面上方出现红棕色NO2气体,NO2气体是硝酸分解产生,说明浓硝酸具有挥发性和不稳定性,故选b、c;②红热木炭与空气中的氧气反应也能生成二氧化碳,所以蘸有澄清石灰水的玻璃片出现浑浊,不能证明木炭与浓硝酸发生了反应。
(2)挥发出来的硝酸和反应生成的NO2都能与澄清石灰水反应,所以蘸有澄清石灰水的玻璃片无明显变化,不能证明木炭与浓硝酸未反应。
(3)①涉及气体的制备实验要检查装置气密性,所以连接装置后,需进行的实验操作为检查装置气密性;为防止空气对实验的干扰,加热木炭与浓硝酸前需先通一段时间N2,将装置中的空气排尽。
②木炭与浓硝酸反应生成二氧化碳、二氧化氮和水,反应的化学方程式为C+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O。
③若澄清石灰水变浑浊,可证明木炭被氧化为二氧化碳,所以能证明木炭被氧化的实验现象为C中澄清石灰水变浑浊。
④D装置中NO被氧化为NO3-,MnO4-被还原为Mn2+,发生反应的离子方程式为5NO+3MnO4-+4H+ 5NO3-+3Mn2++2H2O。