氮的氧化物 硝酸 课件.ppt

26 氮的氧化物硝酸 高考考点 本节考点主要有 硝酸的不稳定性和强氧化性 硝酸的还原产物的判断 NO3 陷阱的设置 资料整理 www gd 1 下列反应中HNO既表现氧化性又表现酸性的是 A C 浓HNO3 B FeO HNO3 C Fe2O3 HNO3 D Cu 浓HNO3 BD 2 利用下反应制相同质量的硝酸铜时 从理论上看 消耗硝酸质量最多的是 A Cu 浓HNO3 B Cu 稀HNO3 C CuO HNO3 D Cu OH 2 HNO3 A 练习 3 下列各组离子在溶液中 因发生氧化还原反应而不能大量共存的是 A Al3 NO3 CO32 Na B Fe2 H NO3 Cl C Fe3 Na SCN Cl D I H Na NO3 BD 4 38 4mg铜跟适量的浓硝酸反应 全部溶解后 共收集到气体22 4ml 标准状况 反应消耗的硝酸的物质的量可能是 A 1 0 10 3molB 1 6 10 3molC 2 2 10 3molD 2 4 10 3mol C 硝酸的物理性质 1 纯硝酸是无色 有刺激性气味的液体 5 常用浓硝酸的质量分数为69 质量分数为98 以上的浓硝酸通常叫做 发烟硝酸 2 低沸点 83 易挥发 在空气中遇水蒸气呈白雾状 4 硝酸能以任意比溶解于水 3 密度比水大 硝酸 HNO3 开瓶瓶口有白雾发烟硝酸挥发性酸用浓硫酸制取与浓氨水产生白烟参与化学反应温度不宜过高 讨论1 哪些事实能说明HNO3是一种强挥发性酸 打开盛浓硝酸的试剂瓶 瓶口产生白雾 敞口久置的浓硝酸质量减轻 实验室用NaNO3固体与浓硫酸反应制取HNO3 讨论2 不准打开瓶盖如何鉴别三瓶失去标签的液体 浓盐酸 浓硫酸 浓硝酸 2 浓硝酸为何要保存在棕色瓶中 3 如何消除浓硝酸的黄色 浓HNO3 AgNO3 氨水 氯水 溴水 AgBr AgI等 4 常见的需要放在棕色瓶中的试剂有哪些 硝酸的化学性质 一元强酸 易挥发 不稳定 分解 强氧化性 1 见光或受热分解 硝酸的浓度越大 越容易分解 问题 久置硝酸为什么变黄 浓硝酸应如何保存 下列物质的溶液在长期放置的过程中因被氧化而成黄色的是 A 浓硝酸B 工业盐酸C 氯化亚铁D 浓溴水E KI溶液F 石炭酸G Na2O2固体H 氢硫酸I 水玻璃 CE 2 酸的通性 1 与指示剂作用 2 与活泼金属反应不产生H2 3 与碱和碱性氧化物反应 比较与CuO FeO的反应 4 与盐反应 比较与Na2CO3 Na2SO3的反应 稀硝酸与石蕊试液变红 加热不褪色 浓硝酸与石蕊试液变红 加热褪色 3 强氧化性 与还原性物质反应 如金属单质 非金属单质Fe2 I S2 SO2等 1 与金属反应 不产生氢气 N元素被还原 反应规律 分析Cu Fe分别与浓 稀硝酸反应 常温时 Fe Al遇浓硝酸也被钝化 例题 1999年全国高考试题 图1装置可用于 A 加热NaHCO3制CO2B 用Cu与稀HNO3反应制NOC 用NH4Cl与浓NaOH溶液反应制NH3D 用NaCl与浓H2SO4反应制HCl点评 综合考查学生对常见气体的制备原理和收集方法的掌握 以及灵活运用知识的能力 实验室制备气体要遵循以下原则 操作简便可行 容易分离提纯 经济实惠防毒 B a 几乎和所有金属 除金 铂等少数金属外 b 与任何金属反应均不生成H2 说明呈现氧化性的不是H 而是HNO3 但由于H 的量决定HNO3的量 所以硝酸发生化学反应时要特别关注H 的浓度 c 与金属反应硝酸既起氧化剂的作用 又起酸的作用 d 铁 铝遇冷浓HNO3发生钝化 其原因是在铁 铝表面氧化生成一层致密的氧化膜 阻止反应进一步发生 冷浓HNO3遇Al Fe 钝化 冷浓H2SO4遇Al Fe 钝化 HNO3遇Au Pt不反应 王水则能溶解 小结 王水 浓HNO3和浓HCl按体积比1 3配制 e Cu等较不活泼的金属与浓硝酸反应得到NO2 与稀HNO3反应得NO 可以以此反应制NO2和NO气体 f Mg Zn Fe等较活泼的金属与稀HNO3反应根据稀HNO3的浓度不同可得NO N2O N2 NH4NO3等不同产物 g 硝酸与变价金属 如Fe 反应 根据硝酸的量的多少分别得到低价 高价或两种价态共存的混合物 BCPSI2 HNO3 浓 H3BO3CO2H3PO4H2SO4HIO3 NO2 2 浓硝酸与非金属的反应 C S等 3 与一些还原性物质的反应 3Fe2 4H NO3 3Fe3 NO 2H2O 3FeO 10HNO3 稀 3Fe NO3 3 NO 5H2O 3H2S 2HNO3 稀 3S 2NO 4H2O 王水 浓硝酸和浓盐酸的体积比为1 3的混合物 4 与有机物的反应 硝化反应 硝基苯 三硝基甲苯 酯化反应 硝酸乙酯 硝化甘油 硝化纤维 CH3CH2ONO2 H2O 与含有苯环结构的蛋白质作用 呈黄色 与有机物的反应 硝化反应 酯化反应 与含有苯环结构的蛋白质作用 呈黄色 CH3CH2ONO2 H2O 颜色反应 硝基苯 硝酸乙酯 主要原料 氨气 空气 水 主要设备 氧化炉 吸收塔 主要原理 NO NO2 2NaOH 2NaNO2 H2O2NO2 2NaOH NaNO3 NaNO2 H2O 尾气处理 思考 微热而不强热的原因 5 硝酸的制备 工业生产 H2SO4H2ONO2 Cu NO3 2NO2 小结 练习 下列事实体现了硝酸的什么性质 A 氧化性B 酸性C 不稳定性D 挥发性 1 硝酸存放在棕色瓶中密封保存 2 浓硝酸可以和铜反应 3 木炭和浓硝酸反应 4 锌和硝酸不产生H2 5 氧化铜溶于硝酸 6 不用硝酸制SO2气体 7 用铁槽存放浓硝酸 8 检验SO42 时不能先用硝酸酸化 CD AB A A A A A B 4HNO3 2H2O 4NO2 O2 C 4HNO3 浓 CO2 4NO2 2H20P 5HNO3 浓 H3PO4 5NO2 H2OS 6HNO3 浓 H2SO4 6NO2 2H2O3Cu 8HNO3 稀 3Cu NO3 2 2NO 4H2OCu 4HNO3 浓 Cu NO3 2 2NO2 2H2O3H2S 2HNO3 稀 3S 2NO 4H2O3SO2 2H20 2HNO3 稀 3H2SO4 2NO 3Fe2 4H NO3 3Fe3 NO 2H2O6Br 2NO3 8H 3Br2 2NO 4H2O3Na2SO3 2HNO3 3Na2SO4 2NO H2OC6H6 HNO3 C6H5NO2 H2OCH2OHCH2ONO2 CHOH 3HNO3 CHONO2 3H2O CH2OHCH2ONO2 1 在浓硝酸中放入铜片 1 开始反应的化学方程式为 实验现象为 2 若铜有剩余 则反应将结束时的反应方程式是 3 待反应停止后 再加入少量25 的稀硫酸 这时铜片上又有气泡产生 其原因是 重点一 铜和硝酸反应的实验 H2SO4提供H NO3 继续与Cu发生3Cu 8H 2NO3 3Cu2 2NO 4H2O Cu 4HNO3 浓 Cu NO3 2 2NO2 2H2O 3Cu 8HNO3 稀 3Cu NO3 2 2NO 4H2O 固体不断溶解 溶液逐渐变蓝 产生红棕色气体 2 为探究铜与稀硝酸反应产生的是NO 图中K为止水夹 处于关闭状态 F是一半空的注射器 D是尾气处理装置 兼防倒吸功能 为达到此目的 应如何操作 利用生成的CO2将整个装置内的空气排尽 避免NO和O2反应生成NO2对气体产物的观察产生干扰 1 设计装置A的目的是 打开K 当装置C中产生白色沉淀时 关闭K 在 1 中的 操作 后将装置B中铜丝插入稀硝酸 并微热之 观察到装置B中的现象是 B中反应的离子方程式是 铜丝上有气泡产生 稀HNO3逐渐变为蓝色 3Cu 8H 2NO3 3Cu2 2NO 4H2O 3 装置E和F的作用是 为实现此作用 其操作方法是 验证无色气体为NO 将注射器中的空气推入E中 重点二 硝酸与金属反应的计算 电子守恒 原子守恒 利用离子方程式计算 3Cu 8HNO3 稀 3Cu NO3 2 2NO 4H2OCu 4HNO3 浓 Cu NO3 2 2NO2 2H2O 浓HNO3 n 氧化剂 n 酸性介质 稀HNO3 1 4硝酸被还原 例1 将12 8g铜跟一定量的浓硝酸反应 铜耗完时 共产生气体5 6L 标准状况 则所消耗的硝酸的物质的量是 所得气体的平均相对分子质量为 n 总HNO3 n 氧化剂 n 酸介质 n 余 电子守恒 原子守恒 利用离子方程式计算 硝酸与金属反应的计算 硝酸与金属反应的计算 电子守恒 原子守恒 利用离子方程式计算 例3 把7 2g铁粉投入40mL某HNO3溶液中 充分反应后剩余固体1 6g 产生NO2和NO的混合气体0 08mol 若不考虑N2O4的存在 则原HNO3溶液的物质的量浓度为A3 5mol LB4 5mol LC7 0mol LD9 0mol L 3Fe 8HNO3 稀 3Fe NO3 2 2NO 4H2O 足 足 硝酸与金属反应的计算 电子守恒 原子守恒 利用离子方程式计算 例4 将14g铜银合金与足量的HNO3反应 放出的气体与标准状况下体积为1 12L的O2混合后再通入水中 恰好全部吸收 则合金中铜的质量为A3 2gB4 8gC6 4gD10 8g 硝酸与金属反应的计算 电子守恒 原子守恒 利用离子方程式计算 例5 1L稀硝酸和稀硫酸的混合液 其物质的量浓度分别为0 1mol L和0 4mol L 若向该混合液中加入足量的铜粉 则最多能溶解铜粉的质量为A2 4gB3 2gC6 4gD9 6g 例1 3 2g铜与过量硝酸反应 硝酸被还原为NO2和NO 反应后溶液中含H amol 则此时溶液中含NO3 的物质的量为 mol 答案 a 0 1 mol 例2 2000年上海市高考题 铜和镁的合金4 6g完全溶于浓硝酸 若反应中硝酸被还原只产生4480mL的NO2气体和336mL的N2O4气体 气体的体积已折算到标准状况 在反应后的溶液中 加入足量的氢氧化钠溶液 生成沉淀的质量为 A 9 02gB 8 51gC 8 26gD 7 04g B 解析 此题如单纯用Cu Mg分别与HNO3反应的结果求出合金的物质的量组成而求得沉淀的质量 那是相当繁琐的 如用整体思维 则沉淀的质量为金属Cu Mg的质量加上OH 的质量 由电子守恒知 Cu Mg的物质的量之和为n Cu Mg 2 4 48L 22 4L mol 0 336L 22 4L mol 2 n Cu Mg 0 115mol 故沉淀的质量为4 6g 0 115mol 2 17g mol 8 51g 答案 B 解题回顾 某些化学计算题 往往会涉及多个反应或物质 解题中如根据其整体性质或利用内在联系 做整体处理 就能开拓思路 迅速求解 一题多解 本题还可用平均值法计算 被还原的硝酸共0 23mol 5价N 4价N 4 6g铜和镁的合金为0 115mol 故合金的平均摩尔质量为4 6g 0 115mol 40g mol 氢氧化物的平均相对式量为 40 17 2 74 故形成氢氧化物沉淀为 4 6g 40g mol 74g mol 8 51g或0 115mol 74g mol 8 51g 例3 2002年上海市高考题 0 03mol铜完全溶于硝酸 产生氮的氧化物NO NO2 N2O4混合气体共0 05mol 该混合气体的平均相对分子质量可能是 A 30B 46C 50D 66 解析 该题用极值法来求解 产物NO的相对分子质量是30 所以A选项是不可能的 假设混合气体中是NO和NO2 此时平均相对分子质量最小 则有以下关系 x y 0 053x y 0 06解得 x 0 005y 0 045 则混合气体的平均相对分子质量为 0 005mol 30g mol 1 0 045mol 46g mol 1 0 005mol 0 045mol 44 4g mol 1假使混合气体中是NO2和N2O4 此时平均相对分子质量最大 则 x y 0 05x 2y 0 06解得 x 0 04y 0 01则混合气体的平均相对分子质量为55 2 混合气体的平均相对分子质量应满足44 4 Mr 55 2 答案 BC 解题回顾