关于《硝酸》的学习帮你弄清不懂问题

关于硝酸的学习一、如何学好“硝酸”1应识记的内容(2)王水的成分：浓盐酸与浓硝酸的体积比为3122、应理解的内容(1)HNO3的实验室制法(2)NO，NO2的实验室制法(3)硝酸盐的化学性质及检验方法3、会分析运用的知识点(1)HNO3的化学性质从HNO3的不稳定性分析得出HNO3的保存方法，及长久放置的硝酸为什么会发黄，理解为什么实验室制取HCl可加强热，而制HNO3不可以加强热。HNO3的氧化性：会叙述Cu与浓，稀HNO3反应的实验现象，会写化学方程式，会分析氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物物质的量之比。HNO3的酸性：能解释通性中的两个特例：与石蕊反应，与活泼金属的反应。(2)HNO3的工业制法原理及有关计算HNO3的工业制法原理据HNO3工业制法原理的计算有关硝酸与金属发生氧化还原反应的计算。(3)会对比分析的知识点HNO3的实验室制法与HCl的实验室制法NO与NO2的实验室制法比较浓稀HNO3氧化性的比较物质漂白作用的比较HCl，H2SO4，HNO3的对比分析4应掌握的知识网5应重点掌握的化学方程式，离子方程式Cu+4HNO3（浓）=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O3Cu+8HNO3（稀）=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O()4HNO3（浓）+CCO2+4NO2+2H2O()NaNO3（固）+H2SO4（浓）NaHSO4+HNO32NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO二、硝酸与硝酸盐学习中常见错误错误1 空气中含有NO2，下雨时溶于水中生成HNO3，淋洒到地面上，形成硝酸盐类，可促进作物生长，所似，空气中NO2含量越多越有利。评析 NO2是空气的主要污染物之一，易形成光化学烟雾而污染环境，威胁人类生命安全，故空气中应减少NO2含量。错误2 因为3NO2+H2O=2HNO3+NO ，所以NO2是硝酸的酸酐。评析 NO2中氮呈+4价，HNO3中氮呈+5价，所以NO2不是HNO3的酸酐，N2O5才是HNO3的酸酐。另外，从酸酐定义（酸酐是含氧酸的脱水产物）也可以看出这一点。错误3 将铁、铝、铬等金属投入常温时的浓硝酸中，不发生化学反应。评析 常温时，将铁、铝、铬等金属投入浓硝酸中，会发生钝化现象。钝化的原因是浓硝酸将它们的表面氧化成一层薄而致密的氧化物保护膜，阻止了进一步反应。而氧化膜的产生，本身就是化学反应，故钝化并非不发生化学反应。错误4由3NO2+H2O=2HNO3+NO知，工业制HNO3时，NO2的理论转化率只有23。评析 从上述反应看，似乎只有23的NO2转化为HNO3，13的NO2转化为NO，而实际上，常在吸收反应进行过程中补充一些空气，使生成的NO再氧化为NO2，经过多次氧化、吸收，NO2可较完全地被转化为HNO3。故有关反应计算关系式为：NH3HNO3，而不是3NH32HNO3。错误5由8HNO3（稀）+3Cu=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O 4HNO3（浓）+Cu=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O知，浓硝酸的氧化性弱于稀硝酸。评析 氧化性强弱应从氧化剂得电子的能力对比，而不能从每摩氧化剂得到电子的物质的量多少来比较。浓HNO3与Cu在常温下剧烈反应，迅速产生NO2，而稀HNO3与Cu在常温下缓慢反应；浓HNO3在加热的条件下还能将C、S、P等非金属氧化，而稀HNO3则不能。这足以证明浓HNO3的氧化性明显强于稀HNO3。错误6硝酸具有酸的通性，故紫色石蕊试液在浓硝酸中只变红色。评析 硝酸是一种常见的强酸，具有酸性。同时，浓硝酸又具有强氧化性，故将紫色石蕊试液滴入浓硝酸中，正确的现象应是先变红后褪色。错误7 不论Cu与浓HNO3量的比例如何，二者反应一定只生成NO2。评析 Cu和HNO3作用生成NO2和NO的两个竞争反应同时进行，如果浓HNO3的量相对Cu并不是远远过量，那么，随反应的进行，产物中NO的体积分数会越来越大而变得不可忽视。错误8发烟硝酸的“发烟”原理与发烟硫酸的“发烟”原理相同。评析 发烟硝酸在空气中，由于挥发出的硝酸遇到空气里的水蒸气生成了微小的硝酸液滴而产生“发烟”现象；而发烟硫酸在空气中，是挥发出来的SO3和空气中的水蒸气形成硫酸的细小露滴而“发烟”，其原理是不同的。三、硝酸的性质与其浓度的关系1浓、稀硝酸分别和紫色石蕊试液作用时，稀HNO3显酸性，可使紫色石蕊试液变成红色；浓HNO3显酸性，使紫色石蕊试液变成红色，同时又显示氧化性，微热时石蕊试液将褪色。2浓硝酸和稀硝酸发生氧化还原反应时被还原的产物不同。浓HNO3被还原后生成NO2，稀HNO3被还原后生成NO。并且HNO3越稀，被还原的程度越大。如：4Zn+10HNO3（极稀）=4Zn(NO3)2+NH4NO3+3H2O。3浓硝酸和稀硝酸的氧化性强弱不同。硝酸浓度越大，其氧化性越强。浓HNO3和稀HNO3都属于氧化性酸，浓HNO3的氧化性比稀HNO3强。如：3H2S+2HNO3（稀）=3S+2NO+4H2OH2S+8HNO3（浓）=H2SO4+8NO2+4H2O4硝酸与金属、低价金属氧化物，低价金属氢氧化物反应时，硝酸既显氧化性又显酸性。如：3FeO+10HNO3（稀）=3Fe(NO3)2+NO+5H2O硝酸与非金属单质反应时，硝酸只显氧化性，将非金属氧化成最高价含氧酸。如：3P+5HNO3+2H2O3H3PO4+5NO5浓硝酸和稀硝酸与铁、铝的作用不同。Fe和Al在冷的浓HNO3中表面钝化而不反应。Fe和Al在稀HNO3中会溶解。如：Fe（不足）+4HNO3（稀）=Fe(NO3)3+NO+2H2O3Fe（过量）+ 8HNO3（稀）=3Fe(NO3)2+2NO+4H2O6浓硝酸在反应过程中，还原产物可能发生变化。在浓HNO3参加的反应中，先有NO2生成，随着反应的进行，HNO3变稀后，又会有NO生成。例1 1.92g铜和一定量的浓HNO3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（标准状况）。求反应中消耗的硝酸的物质的量是多少。解析1 由题义知：随反应的进行，硝酸不断消耗，其溶液的浓度逐渐变稀。所以开始时是铜与浓硝酸反应生成NO2气体，后来变为铜与稀硝酸反应生成NO气体，因此生成的气体颜色逐渐变浅，故收集到的气体为NO2和NO的混合气体。由上述分析可知，此题可利用铜的质量和气体的体积等数据求解。设与浓硝酸反应的铜为x mol，生成NO2气体为y mol，消耗解得 Z1=0.09（mol） Z2=0.02（mol）参加反应的硝酸的物质的量为：0.09+0.02=0.11（mol）解析2 根据质量守恒定律，若能牢牢抓住在化学反应过程中元素原子的种类和数目都不改变的这一事实，便可看出生成物中所含N原子的物质的量，就是参加反应的硝酸的物质的量，就可简捷地解出正确答案。由题意知：Cu与硝酸先后发生了如下反应：Cu+4HNO3（浓）=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O3Cu+8HNO3（稀）=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O从化学方程式可知：参加反应的硝酸，一部分生成了硝酸铜，一部分生成了NO2和NO。所以，参加反应的硝酸的物质的量为：7溶液的性质不同，NO3-的氧化性强弱不同。S2-等）不可能存在。这一点要引起注意！例1 在pH=1的溶液中，不能大量共存的离子组是 解析 由于A组中Ag+Cl-=AgCl，所以A是答案之一；考虑到在pH=1的被漏掉。例2、往浅绿色的硝酸亚铁溶液中，逐滴加入稀盐酸，溶液的颜色应 A变浅B不变C变深D变成棕黄色故答案为C，D。8. 保存浓硝酸三要求(1)棕色瓶；(2)不用橡皮塞；(3)阴暗低温处。9. 实验室可用硝酸制三种气体用浓硝酸与铜反应制NO2；用稀硝酸与铜反应制NO；无盐酸时，可用稀硝酸代替稀盐酸制CO2。四、如何理解浓、稀硝酸氧化性的强弱？有人说，浓HNO3与Cu反应产生NO2，稀HNO3与Cu反应产生NO，则稀HNO3氧化性更强，这种说法对吗？有人从硝酸与铜反应时浓硝酸被还原为NO2，稀硝酸被还原为NO这一事实出发，认为稀硝酸被还原程度比浓硝酸大，稀硝酸的氧化性应该比浓硝酸强。其实，这是对物质氧化性强弱标准的一种误解。一种物质氧化性的强弱决定于其夺取电子能力的大小，而不决定于夺得电子的多少。用这样的标准来衡量，则会发现硝酸的浓度越大，氧化性越强。下面的事实可以说明这点。(1)同一物质在相同条件下与浓、稀硝酸反应的速率不同。如：Cu+4HNO3（浓）=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O3Cu+8HNO3（稀）=3Cu(NO3)3+2NO+4H2O常温时，前一反应比后一反应激烈得多，说明浓HNO3比稀HNO3使铜元素化合价升高的能力强得多。(2)有些物质只能被浓HNO3氧化而不能被稀HNO3氧化。如硼能被浓硝酸氧化为硼酸，而不能被稀硝酸氧化。在跟金属反应时，浓硝酸一般被还原为NO2，稀硝酸一般被还原为NO的原因，可作如下简单解释：硝酸越浓，氧化性越强，反应中即使生成了氮的低价化合物，也会被浓HNO3氧化为氮的较高价氧化物NO2；硝酸较稀时，氧化能力较弱，生成氮的较低价氧化物NO，NO不会被稀HNO3进一步氧化。随堂练习1不属于氮的固定的变化是（ ）（A）根瘤菌把氮气转化为氨 （B）氮气和氢气在适宜条件下合成氨（C）氮气和氧气在放电条件下合成NO （D）工业上用氨和二氧化碳合成尿素答案：D。2在汽车引擎中，N2和O2进行反应会生成污染大气的NO（N2+O22NO+Q），据此，有人认为废气排出后，温度即降低，NO分解，污染也就会自行消失，事实证明此说法不对，其主要原因可能是（ ） （A）常温常压下NO的分解速度很慢 （B）在空气中NO迅速变为NO2而不分解 （C）空气中N2与O2的浓度高，不利于平衡向左移动（D）废气排出后，压强减小，不利于平衡向左移动答案：AB。3利用下列方法，可以在实验室里从空气中制取氮气的是（ ）（A）把空气液化, 然后分离出氮气（B）把空气缓缓通过加热了的铜网（C）把空气缓缓通过加热了的镁粉（D）把空气通过装有氢氧化钠的洗气瓶答案：B。4现有M、R两种第A族元素，下列事实不能说明M的非金属性比R强的是（ ）。（A）酸性：H3MO4H3RO4（B）气态氢化物稳定性：MH3RH3（C）气态氢化物还原性：MH3RH3（D）含氧酸盐的稳定性：Na3MO4Na3RO4答案：C、D。5在F、P、Si、Fe这四种元素中，每种元素都有某些方面区别于某它三种元素。若从中选出氟元素，选择的理由中正确的是（ ）。（A）最高价氧化物对应的水化物酸性最强（B）单质与冷水反应最剧烈（C）单质固态时为分子晶体，熔沸点较低（D）在氧化物：OF6、P2O5、Fe2O3中，OF6最稳定答案：BC。6在标准状况下，将O2与NO按3:4体积比充满烧瓶，将烧瓶倒置于水中，最后烧瓶内溶液的物质的量浓度约为（单位：molL-1）（ ）。（A）0.045 （B）0.036 （C）0.026 （D）0.018答案：B。71898年，曾有人发明了固氮的一种方法，该法以石灰石、焦炭、空气为原料。第一步反应是石灰石分解；第二步是使第一步反应产物和焦炭反应，在电炉中的高温下制得第三步反应起始物；第三步反应中另一反应物是空气，该反应也是在电炉中完成的，生成一种固体；第四步是使该固体和水蒸气反应制得氨气。又知该固体中有与N3-互为等电子体的离子。（1）试写出四步反应的化学方程式；（2）试简评该固氮方法。答案：（1）CaCO3CaO+CO2； CaO+3CCaC2+CO；CaC2+N2CaCN2+C ； CaCN2+3H2O(g)=CaCO3+2NH3。（2）这种方法，需要消耗大量电能，原料众多，设备重，生产成本高。8有A、B、C、D四种气体，能发生下列变化A+DE+H2O， E+O2D，C+DB+F， B+O2C。且已知其中：C为红棕色，D能使石灰水变浑浊，E常温下是固体，F是一种酸酐。（1）写出四种气体的化学式：A_、B_、C_、D_。（2）写出C+DB+F所表示的反应方程式_。（3）写出D使石灰水变浑浊的反应方程式_。答案：（1）H2S、NO、NO2、SO2。（2）NO2+SO2=NO+SO3。（3）SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O。巩固练习1根据下列氮及其化合物间的转化关系，写出有关化学方程式。答案：略。2关于磷的下列叙述中，正确的是（ ）（A）红磷没有毒性而白磷有剧毒 （B）白磷在空气中加热到260可转变为红磷（C）白磷可用于制造安全火柴 （D）少量白磷应保存在水中答案：AD。3在城市空气中含有浓度较大的一氧化碳、氮的氧化物等大气污染物，这些污染物的主要来源是（ ）。（A）硫酸工业排放的废气 （B）氨氧化法制硝酸中吸收塔排放的废气（C）汽车尾气 （D）煤炭不完全燃烧产生的废气答案：C。4在一定温度和压强下，将装有N2和NO2混合气体的试管倒立于水槽中，最后试管内气体的体积缩小为原体积的，则混合气体中N2与NO2的体积比是（ ）。（A）2:3 （B）3:2 （C）3:5 （D）5:3答案：A。5下列关于砷（As）元素的叙述中，正确的是（