高二化学 4硝酸培优教案Word文件下载.docx
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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
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
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.
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。
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]
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()
18.取相同物质的量浓度、相同体积的(NH4)3PO4、(NH4)