江西省乐安一中高二化学 04硝酸培优教案.doc

硝 酸(一)网上课堂主讲内容硝酸的性质及有关计算学习指导1.硝酸的物理性质硝酸(hno3，相对分子质量63)纯硝酸(指不含水)是无色液体，沸点830c，在-420c下凝结成无色晶体。硝酸和水可以按任何比例混合。市售的浓硝酸，密度1.42,质量分数69.2%，物质的量浓度约16，沸点121.80c。浓硝酸因溶有二氧化氮而呈深浅不同的黄色。硝酸有挥发性，酸越浓挥发出来的hno3分子越多，遇到水蒸气会形成白雾，硝酸刺激性气味越强。2硝酸的化学性质硝酸在溶液中，完全电离hno3=h+no3-是强酸，是有酸的通性。(稀硝酸使石蕊试液变红，与碱性氧化物、碱反应，生成硝酸盐等)硝酸具有不稳定性，浓硝酸见光受热易分解。(这是浓硝酸显黄色的原因)硝酸是有氧化性 硝酸是一种强氧化剂，这是由于hno3中氮处于最高氧化态以及硝酸分子不稳定易分解放出氧(是氧化剂)和二氧化氮(也是氧化剂)所致。浓、稀硝酸都具有氧化性，浓度一般以6mol/l为参考，浓硝酸氧化性强于稀硝酸。硝酸氧化性分四个方面来认识。之一，硝酸与金属活动顺序表(h)之后的cu反应，被还原成nox cu+4hno3(浓)= cu(no3)2+2no2+2h2o 3cu+8hno3(稀)3cu(no3)2+2no+4h2o硝酸在反应中，首先是做氧化剂，其次是做酸。反应的历程是： cu+2hno3=cuo+2no2+h2o + cuo+2hno3=cu(no3)2+h2o 总反应cu+4hno3(浓)=cu(no3)2+2no2+2h2o 硝酸作为氧化剂,可被还原成以下一系列较低价态的氮的化合物(或单质)硝酸与金属反应，其还原产物中氮的化合价降至多少，主要取决于硝酸的浓度，金属的活泼性和温度。对同一种金属来说，酸越稀则其还原产物氮的价态越低，金属越活泼，在hno3的还原产物中氮的价态越低。不活泼金属如cu、ag、hg和bi等与浓hno3反应主要生成no2，与稀硝酸反应主要生成no；活泼金属如fe、zn、mg等与稀硝酸反应则生成n2o或铵盐。如4molmg与含10molhno3的一定浓度稀硝酸溶液反应，可用两个不同的化学方程式表示： 4mg+10hno3(极稀)=4mg(no3)2+nh4no3+3h2o 4mg+10hno3(稀)=4mg(no3)2+n2o+5h2o由于随着反应进行,硝酸的浓度要变小,hno3的还原产物就有可能发生变化。所以有硝酸参加的反应都复杂,往往同时生成多种还原产物。之二，非金属元素如碳、硫、磷、碘等都能被浓硝酸氧化成氧化物或含氧酸。 c+4hno3=co2+4no2+2h2o s+6hno3=h2so4+6no2+2h2o p+5hno3=h3po4+5no2+h2o 3p+5hno3+2h2o=3h3po4+5no i2+10hno3=2hio3+10no2+4h2o 3i2+10hno3(稀)=6hio3+10no+2h2o在hno3与非金属反应中，hno3只做氧化剂，不起酸作用。除此之外，我们常见的有还原性的物质，如：h2s、na2so3、hbr、hi、so2、fe2+、feo等都能被硝酸氧化。之三，某些金属如fe、al、cr等能溶于稀硝酸，而不溶于冷的浓硝酸。这是由于这类金属表面被浓硝酸氧化成一层十分致密的氧化膜，阻止了内部金属与硝酸进一步作用。这种现象叫“钝态”，“钝态”金属不易再与酸作用，浓硝酸有钝化某些金属的作用。之四，浓硝酸与浓盐酸的混合液(体积比为1:3)称为王水，可溶解不能与硝酸作用的金属。如金与铂与王水的反应： au+hno3+4hcl=haucl4+no+2h2o 3pt+4hno3+18hcl=3h2ptcl6+4no+8h2o学这部分知识的时候、要加强理解和应用，比如说，硝酸稳定性较差，那就要把浓硝酸盛在棕色细口瓶中，放在阴凉处，避光贮存。浓硝酸氧化性很强，万一把浓硝酸弄到皮肤上，立即用大量水冲洗，再用小苏打或肥皂洗涤。它有钝化金属作用，浓硝酸就可以装在铁制或铝制的槽车中长距离运送。硝酸用途很多，在军火行业上制炸药，制染料，制硝酸盐，在化学实验室中，它是一种重要试剂。它的一些其他的化学性质，要在有机化学中进一步学习和应用。例题精析1将铁屑溶于过量盐酸后，再加入下列物质，会有三价铁生成的是( )a硫酸 b. 氯水 c. 硝酸锌 d. 氯化铜解析：fe+2h+=fe2+h2，选择b，会完成2fe2+cl2=2fe3+2cl-。但是不要漏选c，zn(n03)2=zn2+2no3-，一定会发生3fe2+4h+no3-=3fe3+no+2h2o这个反应。所以要选择bc。2在ph=1的含有mg2+，fe2+，al3+三种阳离子的溶液中，可能存在的阴离子是cl- no3- so42- s2-( ) a b. c. d. 解析：ph=1说明溶液呈酸性，排除s2-，否去c选项。fe2+离子不能与h+和no3-共存，排除no3-，否去a、b两个选项。只剩d，d是这个答的答案。3某金属单质跟一定浓度的硝酸反应，假定只产生单一的还原产物。当参加反应的单质与被还原的硝酸的物质的量之比为2:1时，还原产物是( ) ano2 b. no c. n2o d. n2解析：要确定还原产物的化学式，首先要确定还原产物中n元素的化合价。如设氧化产物中金属元素的化合价为+n价，还原产物中氮元素的化合价为x价，则依据电子得失有：整理后得方程式：讨论：当n=1时x=+3无此对应的选项。当n=2时，x=+1,在中n为+1价。故选c。438.4mg铜跟适量的浓硝酸反应，铜全部作用后，共收集到气体22.4ml(标况)，反应中消耗的硝酸的物质的量可能是( ) a b. c. d. 解析：反应中随着hno3的消耗，硝酸溶液的浓度逐渐由浓变稀，还原产物也随之以no2为主变为以no为主，22.4ml气体为no2和no混合气体，这是解题的关键。 反应中消耗的hno3一是做氧化剂，根据n原子守恒，做氧化剂的硝酸是。二是做酸，起酸作用的硝酸是：产物是cu(no3)2。共消耗硝酸： 选择c。5将固体单质甲加热至红热状态，投入显黄色的溶液乙中，发生剧烈反应，产生略带棕色的混合气体a，若将混合所体a在常温下隔绝空气持续通入进行反应，有以下附图所示的变化：试推断：(1)混合气体a的主要成分 ，蓝色溶液c为 (用化学式表示)(2)甲与乙反应的化学方程式为 ；(3)若将气体a依次通过澄清石灰水和ba(oh)2溶液的洗气瓶，发现气体在通过ba(oh)2溶液时才产生白色沉淀。则盛石灰水的洗气瓶中发生反应的化学方程式为 。解析：此题应抓住5种颜色，单质甲加热到红热状态，乙是显黄色液体(fecl3?浓hno3溶液？)，在ba(oh)2溶液中生成白色沉淀(baco3? baso3? baso4?)蓝色溶液c(是cu2+的水溶液)答案：(1)co2和no2 cu(no3)2(2)c+4hno3(浓)=co2+4no2+2h2o(3)3no2+ca(oh)2=ca(no3)2+no+h2o(二)网上能力训练题基础性训练题一选择题1在铜和稀硝酸反应中如果有1mol硝酸被还原，则被氧化的铜的物质的量为( ) a b. c. d. 2欲除去水壶底的水垢(主要成分是caco3)最好的方法是( ) a用浓盐酸浸泡 b. 用稀硝酸浸泡 c冷的浓h2so4浸泡 d. 冷的浓硝酸浸泡3某单质能与浓硝酸反应，若参加反应的单质与硝酸的物质的量之比为1:4，则该元素在反应中所显示的化合价可能是( ) a+1 b. +2 c. +3 d. +44. 把70%的硝酸(密度为1.40)加入到等体积的水中，稀释后硝酸溶液中溶质的质量分数是( ) a0.35 b. 0.35 d. 0.355锌和稀硝酸的反应中，每消耗63克硝酸，就有0.8mol电子发生转移。则还原产物可能是( ) a no b. n2 c. n2o d. nh4no36把al含硝酸铵和硫酸铵的混合液分成两等份，一份用6mol烧碱刚好把nh3全部逸出；另一份刚好跟含cmol bacl2的溶液完全反应，则原溶液中c(no3-)为( ) a b. 3 c d. 7在一定条件下，分别能溶解铜的一组溶液是( )a agno3、hno3(浓)、稀盐酸b hno3(浓)、王水、hno3(稀)c 王水、硫酸(浓)、h2so4(稀)d h2so4(浓)、hno3(浓)、盐酸(稀)二填空题8浓硝酸见光或受热易分解，其化学方程式为 ，它把浓硝酸盛在 里，置于 处。久置的浓硝酸呈黄色，其原因是 。98%以上的浓硝酸当打开瓶塞时有“发烟”现象，这“烟”是 。浓硝酸运输和贮存时，可用 或 槽车，这是因为 。9用铜屑和硝酸反应来制等量的硝酸铜。下面是三种方案： 甲：铜+浓硝酸蒸发结晶 乙：铜+稀硝酸蒸发结晶 丙：铜氧化铜蒸发结晶10 下图装置是某气体的发生装置和收集装置(必要时可以加热) 解：用的试剂从下列试剂中选择23种：硫化亚铁、二氧化锰、铜屑、氯化铵，稀硝酸、浓盐酸、蒸馏水。请回答下列问题：(1)气体x的化学式是 。(2)所选用的药品a是 ，b是 ，装置b的作用是 。(3)所选用的药品发生反应，生成x的离子反应方程式是 。(4)在反应刚开始时a中的主要反应现象是 。三计算题111.92克铜和一定量的浓硝酸反应，随着铜的不断减少，反应生成的气体颜色也逐渐变浅。当铜反应完毕时，共收集到气体的体积为1.12l(标况)，求反应中消耗的硝酸的物质的量是多少？12将一定量的氧化铜和木炭的混合物放入试管中加热完全反应，然后把残留物分为两等份。在第一份中加入63%的浓硝酸，当固体完全反应溶解时，消耗hno317.64克；在第二份中加入2的稀硝酸，当固体完全反应溶解时，消耗hno312.6克。求原混合物中铜和木炭各多少克？提高性训练题一选择题13稀硫酸中插入一块铜片，加入下列试剂后，可使铜片锈蚀加快的是( ) a 稀盐酸 b. fecl3溶液 c nano3晶体 d. na2so4溶液14单质与浓硝酸混合，出现的现象依次为：反应生成相应的硝酸盐 反应生成最高价含氧酸 常温下单质呈钝态 不发生反应，符合上述反应现象的单质组是( ) acu si zn au b. ag p al pt c. fe c pb ag d. cu s fe au15某金属与稀硝酸反应，若硝酸的还原产物只有1种，且被还原的硝酸占消耗的硝酸量的，则金属的价态及硝酸的还原产物可能是( ) a+1，no b. +2，n2o c. +2, n2 d.+3, n216含ag hno3的稀hno3溶液恰好与bg铁粉完全的反应，若有被还原成no，则a:b可能是5:1 9:2 3:1 2:1 a. 或 b. 或 c. 或 d. 或171.69g cu与8,50ml hno3充分反应，硝酸还原产物有no和no2，反应后测得溶液中h+浓度为(生成水的体积忽略不计)，则此时溶液中所含no3-的物质的量为( ) a b. c. d. 18. 取相同物质的量浓度、相同体积的(nh4)3po4、(nh4)2hpo4、nh4h2po43种溶液分别滴加naoh溶液直至恰好完全反应，则3种溶液耗用naoh溶液的体积之比是( ) a1:2:3 b. 3:2:1 c. 1:1:1 d. 6:3:2二填空题：19有a、b、c三种气体。a无色，在一定条件下，a能与o2反应生成b，b不溶于水，它也能与o2反应，生成c、a。c气体皆易溶于水，它们的水溶液的酸碱性恰好相反。则a是 ，c是 。20我们用字母l、m、q、r、x分别代表五种不同化合价的氮元素的物质，并且每种物质中氮元素的化合价只有一种。又知道物质l中的氮元素的化合价比物质m中氮元素的化合价低，并且在一定条件下，它们有如下的转化关系(未配平) q+hclm+cl2+h2o r+lx+h2o r+o2l+h2o请判断： (1)已知这5 种物质中有一种是硝酸中l、m、q、r、x中的 (填字母)，判断的依据是 。(2)某同学写出下面三个不同价态的氮的化合物相互转化的关系(未配平)a. no+hno3n2o3+h2ob. nh3+nohno2+h2oc. n2o4+h2ohno3+hno2其中你认为不可能实现的是 。研究性习题21无色的混合气体a，可能含有no，co2，no2，nh3，n2中的某几种。将100mla气经过图示实验的处理，结果得到酸性溶液，而几乎无气体剩余。(1)a气体由 气体所组成(2)推算各气体的体积，并简述推算的依据。能力训练题点拨与解答基础性训练题部分一 选择题：1b 依据方程式3cu+(2+6)hno3(稀)=3cu(no3)2+2no+4h2o 3mol 2mol 1mol2. d 浓盐酸和稀硝酸都能溶解铝 否去a、b两选项。c选项中的浓h2so4不易溶解caco3,也否去，d选项，浓硝酸既能溶解caco3，又使铝钝化。3b d 没有指明与浓硝酸反应的物质类别，那就必须指导金属单质和非金属单质都考虑到。如果单质为金属，在氧化产物中化合价为+x价。浓hno3的还原产物为no2失电子xmol得到电子。依失电子得电子守恒： 如果单质是非金属，氧化产物中非金属元素的化合价为+y，硝酸只起氧化剂作用，还原产物是no2。依得失电子守恒有： 4c 在溶液中，溶液的质量分数与其密度的关系大致分两类，一类是质量分数变大，其密度随之变大，比如硫酸溶液，naoh溶液、硝酸等大多数的溶液；另一类是质量分数变大，其密度反而变小，在高中阶段主要是2种物质，它们是氨水和乙醇(酒精)。这一类题思维方法是，先按等质量与水混合，取1克硝酸溶液与一克水混合，得稀硝酸质量分数是0.35。1克水是1体积，1克硝酸溶液不足1体积再取0.4克硝酸加到质量分数是0.35的稀硝酸里，才得到等体积相混合的硝酸，这个硝酸溶液的质量分数就大于了0.35。5c、dzn是活泼金属，硝酸又是稀的，所以还原产物可能不只一种。0.8mol电子转移，参加反应的锌是0.4mol，反应掉hno3是1mol。可能写出2个方程式 4zn+10hno3(稀)=4zn(no3)2+5h2o 4zn+10hno3(稀)=4zn(no3)2+3h2o6b 设在0.5al中 nh4+oh-=nh3+h2o ba2+so42-=baso4 1 1 1 1 x+2y=b y=c x=b-2c 7b二 填空题8，棕色细口瓶 避光阴凉 溶有no2 硝酸雾珠 铁 铝 浓硝酸使铁铝钝化9丙。因为生产等量硝酸铜，丙方案有硝酸，而且不生成的氮的氧化物，对空气无污染。10分析：这是制气体，净化气体，收集气体的反应装置图。从给的化学试剂上看，只能制h2s和no，收集h2s不能用排水法，而no只能用排水法收集。所以这是一套no，净化no收集no的实验。答案：(1)no (2)稀硝酸 cu 洗去混入no中的no2气体(3)3cu+8h+2no3-=3cu2+2no+4h2o(4)铜屑溶解，溶液变蓝色，有气泡产生，反应器内产生红棕色气体。三 计算题11分析：cu被hno3氧化生成cu(no3)2 hno3被还原成no2和no。无论是no2还是no，每个分子中只有1个n原子，所以混合气体物质的量是0.05mol，消耗hno3物质的量也是0.05mol，做酸的hno3物质的量是0.06mol。答案：反应中消耗硝酸的物质的量是0.06mol+0.05mol=0.11mol12分析：63%的hno3为浓硝酸，的hno3为稀硝酸，固体物质完全溶解在浓、稀硝酸中，肯定是cuo和cu的混合物。解题：设每份混合物中，cuo物质的量为x，cu的物质的量为y cuo+2hno3=cu(no3)2+h2o x 2x 3cu+8hno3(稀)=3cu(no3)2+2no+4h2o y cu+4hno3(浓)=cu(no3)2+2no2+2h2o y 4y 浓hno3中 稀hno3中 解得： 又根据 0.030.06整个混合物中 答：原来混合物中，氧化铜质量是12.8g，木炭质量是0.72g。提高性训练题部分一13分析：cu不与稀h2so4反应，但是cu与fecl3溶液反应：2fecl3+cu=2fecl2+cucl2。加入nano3晶体，相当于把cu置于稀硝酸中，也发生反应：3cu+8h+2no3-=3cu2+2no+4h2o答案：b c14b d15分析：12mol hno3参加反应，其中10mol做酸，2mol做氧化剂。根据得失电子守恒的和质量守恒的关系：金属若被氧化到+1价，则hno3的还原产物可以是n2，无此选项。金属若氧化到+2价，hno3的还原产物也可以是n2。金属氧化成+3价，hno3也可以还原到n2。答案：c d16分析：fe为变价金属元素，如果fe被氧化成+2价，发生 3fe+8hno3(稀)=3fe(no3)2+2no+4h2o反应 3 8 如果fe被氧化成fe3+，则发生 fe+4hno3(稀)=fe(no3)3+no+2h2o反应1 4