《硝酸》同步学习指导.doc

硝酸同步学习指导【内容讲解】：一、 硝酸1硝酸的物理性质：无色，易挥发，具有刺激性气味的液体，易溶于水。浓硝酸常因为溶解有NO2而呈黄色。质量分数为69%的硝酸为常用浓硝酸。98%以上的硝酸称之为发烟硝酸。2硝酸的化学性质（1）酸的通性与金属反应：一般不生成氢气与碱性氧化物反应：如CuO、Na2O、Fe2O3等与碱反应：Cu（OH）2、NaOH等与盐反应：NaHCO3、Na2SO3等与指示剂反应：浓硝酸可使石蕊先变红后褪色（2）强氧化性：硝酸的氧化性源于其的性质，由于硝酸的结构不是很稳定，所以易表现出强氧化性。 与金属反应：浓、稀硝酸几乎可以与所有的金属发生反应（除Au、Pt外）。通常硝酸的还原产物主要是：浓硝酸生成NO2，稀硝酸生成NO。浓硝酸随反应的进行，浓度越来越稀，稀到一定程度还是会产生NO。金属与硝酸反应条件及产物比较金属浓硝酸稀硝酸Zn、Mg等常温反应 NO2常温反应 浓度不同产物较复杂，可生成NO等多种含N元素的还原产物Fe、Al常温钝化、加热反应 NO2常温反应 NOCu、Ag、Hg等常温反应 NO2常温反应 NO例：Cu+4HNO3（浓）=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O3Cu+8HNO3（稀）=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O4Zn+10HNO3（稀）=4Zn(NO3)2+N2O+5H2O4Mg+10HNO3（稀）=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O镁与硝酸反应实验中，测得其气态产物有H2、NO、NO2，溶液中的产物有Mg(NO3)2、NH4NO3和H2O。各产物成分及含量随HNO3浓度变化曲线如图所示。若将铁粉投入到一定量的稀硝酸中，可认为发生下列反应第一步：Fe+4HNO3（稀）=Fe(NO3)3+NO+2H2O第二步：Fe+ 2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)2最终结果：3Fe+8HNO3（稀）=3Fe(NO3)2+2NO+4H2O钝化常温时，冷的浓硝酸、浓硫酸可使铝、铁表面生成致密的氧化膜，阻止酸与金属的进一步反应。金属与硝酸反应的通式可以表示为：金属+硝酸金属硝酸盐+含氮的还原产物+水在有关硝酸与金属的反应中有两种守恒关系是计算中的重点，一是抓住氧化-还原反应的实质是电子转移，利用电子守恒（即氧化-还原反应中得失电子总数相同）建立等量关系；二是利用N原子守恒，即反应中消耗的硝酸等于金属硝酸盐中的N原子与含氮的还原产物的N原子的总和。与非金属反应：浓硝酸可以将S、C、P等非金属单质氧化到最高价态。例：C+4HNO3（浓）CO2+4NO2+2H2OS+6HNO3（浓）H2SO4+6NO2+2H2OP+5HNO3（浓）H3PO4+5NO2+ H2O与化合物反应：若在化合物中存在有还原性较强的微粒时，HNO3可以将其氧化。例： 在制硫化氢气体时不能使用硝酸SO32-SO42- 在SO42-离子的检验时，如果无法确定原溶液中是否含有SO32-离子时，在加入BaCl2产生白色的沉淀加酸溶解时不能选用HNO3，以防止将原溶液中的SO32-转化为SO42-以影响判断。在使用亚硫酸盐与强酸反应制备二氧化硫时不能使用硝酸II2 Fe2+Fe3+ 在溶液中H+、NO3与I或Fe2+不能大量共存与指示剂反应：浓、稀HNO3在与指示剂石蕊相遇时都先变红（酸性的表现），但浓硝酸加热或放置时间稍长，都可以因为与石蕊发生氧化-还原反应将其破坏而使红色消失。 需要注意的是硝酸与某些物质反应时既体现了酸性，又表现了强氧化性，如：3FeO+10HNO3（稀）=3Fe(NO3)3+NO+5H2O（3）特性：不稳定性：4HNO3 2H2O+ 4NO2+O2浓硝酸的保存：放在棕色瓶中，并置于阴凉处。【例题解析】例1用热的稀硝酸与足量的铁粉反应，反应后溶液只有Fe(NO3)2，并放出N2O气体4.48L(标准状况下)则反应中被氧化的铁粉质量是A5.6g B11.2g C22.4g D44.8g分析与解答：在此反应中，有关元素价态变化是生成4.48LN2O气体，得电子为：24=1.6mol这些电子均源于FeFe(NO3)2 所失的电子，需0.8mol Fe参加反应答案：选D。例20.3mol CuS和足量的稀硝酸反应生成硝酸铜、硫酸、一氧化氮和水，则参加反应的硝酸中未被还原的硝酸的物质的量为A2.2mol B1.2mol C0.6mol D0.3mol分析与解答：若想写出上述反应方程式并非易事。但经过分析，利用参加反应的硝酸中未被还原的硝酸只存在于硝酸铜这一点，应用原子守恒：0.3molCuS0.3molCu2+0.3molCu(NO3)20.6molNO3-这一关系，得出答案C。例338.4g铜与适量的浓硝酸发生氧化还原反应，铜全部反应后，在标准状况下收集到22.4L气体，则消耗硝酸的物质的量是A1.0mol B1.6mol C2.2mol D2.4mol分析：适量的浓硝酸，生成的产物就不一定全部是NO2，随反应的进行，硝酸的浓度将下降，变成稀硝酸，生成NO。现在38.4g铜全部反应，若只生成NO2为1.2mol，但现只有1mol气体，说明还生成NO，所以该气体应是NO2和NO的混合气体。解法1：根据 3Cu 8HNO3（稀） 2NOCu 4HNO3（浓） 2NO2设：与浓HNO3反应的Cu有xmol与稀HNO3反应的Cu有ymol则有 Cu 4HNO3 2NO2xmol 4xmol 2xmol3Cu 8HNO3 2NOymol ymol ymol(xmol+ymol)64g/mol=38.4g解得x和y，进一步得出消耗HNO3的量。答案：C。解法2：此题还可以通过原子守恒的方法来解：1molCu 1molCu(NO3)2 2molHNO3 (未发生氧化-还原的硝酸)1mol气体 1mol HNO3 (发生氧化-还原的硝酸)（根据是1molNO或1molNO2中尽管N的价态不同，但均只含1molN原子），也可得出答案。例4在下列反应中，HNO3既表现出氧化性，又表现出酸性的是（）AH2S2HNO3S2NO2十2H2OBCuO2HNO3Cu（NO3）2十H2OC4HNO34NO2十O2十2H2OD3Cu8HNO33Cu（NO3）22NO十4H2O分析与解答：A表现了HNO3的氧化性；B表现了HNO3的酸性；C主要表现HNO3的不稳定性。答案D例5关于硝酸的说法正确的是A硝酸与金属反应时，主要是5价的氮得电子B浓HNO3与浓HCl按31的体积比所得的混合物叫王水C硝酸电离出的H离子，能被Zn、Fe等金属还原成H2D常温下，向浓HNO3中投入Fe片，会产生大量的红棕色气体分析与解答：B王水指的是浓HNO3和浓盐酸按溶液体积之比为1:3所得的混合物。C硝酸与金属反应时，被还原的一般是指5价氮，得到的还原产物是NO2、NO、N2O或N2等。D常温下，浓HNO3可使Fe和Al等金属发生钝化现象，故B、C、D均是错误的说法。答案A例6从降低成本和减少环境污染的角度考虑，制取硝酸铜最好的方法是A