高二化学 4硝酸培优教案.docx

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高二化学4硝酸培优教案

2019-2020年高二化学04硝酸培优教案

（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

①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）

②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）

③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=H[AuCl4]+NO↑+2H2O

3Pt+4HNO3+18HCl=3H2[PtCl6]+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①Cl-②NO3-③SO42-④S2-（）

A．①②B.②③C.③④D.①③

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（）

A．NO2B.NOC.N2OD.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。

4．38.4mg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NO2Cu（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．+1B.+2C.+3D.+4

4.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（）

A．0.35B.<0.35C.>0.35D.≤0.35

5．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．NOB.N2C.N2OD.NH4NO3

6．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CmolBaCl2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2—3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

11．1.92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：

①反应生成相应的硝酸盐②反应生成最高价含氧酸③常温下单质呈钝态④不发生反应，符合上述反应现象的单质组是（）

A．CuSiZnAuB.AgPAlPt

C.FeCPbAgD.CuSFeAu

15．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，NOB.+2，N2O

C.+2,N2D.+3,N2

16．含agHNO3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①5:

1②9:

2③3:

1④2:

1

A.②或③B.①或④C.②或④D.①或③

17．1.69gCu与8,50mLHNO3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）