高中化学 谈谈稀硝酸和浓硝酸的氧化性素材 新人教版

1、谈谈稀硝酸与浓硝酸的氧化性在中学教科书中有这样两个化学方程式：Cu + 4HNO3(浓) = Cu(NO3)2 + 2NO2+ 2H2O3Cu + 8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2 + 2NO+ 4H2O可见，浓硝酸的还原产物是NO2，稀硝酸的还原产物是NO。不少同学认为这两个反应的反应物相同，只是硝酸的浓度不同，反应的结果：第一个反应中被还原成了；而第二个反应中被还原成了。由此得出稀硝酸的氧化性比浓硝酸的氧化性强的错误结论。一般说来，硝酸氧化性的强弱并不是根据硝酸（实际是）被还原的产物的化合价改变的大小来决定的，而是由硝酸的浓度来决定的，硝酸越浓，它的氧化能力就越强。例如：（1）稀硝

2、酸与硫化物反应时，只能将S2 离子氧化成单质硫，而浓硝酸与硫化物反应时，能将S2 离子进一步氧化成SO42离子。3CdS + 8HNO3(稀) = 3Cd (NO3)2 + 2NO+ 4H2O + 3SPbS + 8HNO3(浓) = PbSO4 + 8NO2+ 4H2O（2）稀硝酸只能把砷氧化成亚砷酸，而浓硝酸则进一步把亚砷酸氧化成砷酸。As + HNO3(稀) + H2O = H3AsO3 + NOH3AsO3 + 2HNO3(浓) = H3AsO4 + 2NO2+ H2O（3）稀硝酸只能将氢碘酸氧化成单质碘，而浓硝酸则能把氢碘酸氧化成碘酸。6HI + 2HNO3(稀) = 3I2 + 2

3、NO+ 4H2O HI + 6HNO3(浓) = HIO3+ 6NO2+ 3H2O（4）铂、金等贵金属不易被浓硝酸氧化，但1体积浓硝酸和3体积浓盐酸组成的混合物溶液（俗称王水）却能溶解铂和金。Au + 4Cl + NO3 + 4H+ = AuCl 4 + NO+ 2H2O3Pt + 18Cl + 4NO3 + 16H+ = 3PtCl 62 + 4NO+ 8H2O虽然铂、金不易被浓硝酸氧化，但当有Cl离子存在时，和产物Au3+离子（或Pt4+离子）结合，生成了络离子AuCl 4（或PtCl 62），从而降低了Au3+离子（或Pt4+离子）的浓度，金属就被继续氧化了。（5）当硝酸与金属活动性顺序

4、表中排在氢以前的活泼金属如镁、锌、铁等反应时，除可生成NO2或NO外，在更稀的硝酸中还可产生N2O、N2、NH3等。例如：4Mg + 10HNO3(1 mol·L1) =  4Mg (NO3)2  + NH4NO3 + 3H2O4Mg + 10HNO3(2 mol·L1) =  4Mg (NO3)2  + N2O+ 5H2O3Mg + 8HNO3(6 mol·L1) =  3Mg (NO3)2  + 2NO+ 4H2OMg + 4HNO3(16 mol·L1) =  Mg (NO3)2

5、  + 2NO2+ 2H2O可见，对于同一种还原剂来说，硝酸越稀被还原的程度越大。浓硝酸（1216 mol·L1）被还原的主要产物是NO2，稀硝酸（68 mol·L1）被还原的产物主要是NO；再稀如2 mol·L1的硝酸还原产物主要是N2O，而更稀的硝酸（1 mol·L1）则被还原成NH3（NH3与HNO3反应生成NH4NO3）。（6）铁、铝在冷的浓硝酸中发生钝化现象。总之，硝酸的强氧化性来自硝酸根中的元素，而不是硝酸电离出来的H+，这种氧化性的强弱还跟温度（温度越高氧化性越强）、酸度（如硝酸根在中性或弱酸性溶液中难以表现出氧化性，如硝酸亚铁中

6、的Fe2+与NO3可以稳定存在，但加盐酸时，Fe2+却被NO3氧化成了Fe3+）等有关。物质氧化性的强弱是指氧化其它物质的能力，浓硝酸与铜反应比稀硝酸与铜反应剧烈的多，说明浓硝酸的氧化性比稀硝酸的氧化能力强。而不能从其本身被还原的程度大小来比较例如：【例题】（2009年北京高考27题）某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按下图装置进行试验（夹持仪器的装置已略去）。实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。可选药品：浓硝酸、3mo/L稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳已知：氢氧化钠溶液不与NO反应，能与NO2反应2NO2

7、 + 2NaOH = NaNO3 + NaNO2  + H2O（1）实验应避免有害气体排放到空气中，装置、中盛放的药品依次是         （2）滴加浓硝酸之前的操作是检验装置的气密性，加入药品，打开弹簧夹后         （3）装置中发生反应的化学方程式是          （4）装置的作用是   &#

8、160;     ，发生反应的化学方程式是           （5）该小组得出的结论以据的试验现象是            （6）试验结束后，同学们发现装置中溶液呈绿色，而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别设计了以下4个试验来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是（选填序号

9、字母）a.加热该绿色溶液，观察颜色变化b.加水稀释绿色溶液，观察颜色变化c.向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化d.向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察颜色变化【解析】本题主要考查HNO3的性质、化学基本实验设计和评价能力。（1）根据装置特点和实验目的，装置是收集NO，装置中盛放NaOH溶液吸收NO2，因为要验证稀HNO3不能氧化NO，所以装置中应该盛放稀硝酸。（2）由于装置中残存的空气能氧化NO而对实验产生干扰，所以滴加浓HNO3之前需要通入一段时间CO2赶走装置中的空气，同时也需将装置中导管末端伸入倒置的烧瓶内防止反应产生的NO气体逸出。（3）Cu与浓HNO3反应生成Cu(

10、NO3)2、NO2、H2O：Cu + 4HNO3(浓)Cu(NO3)2 + 2NO2 +2 H2O。（4）装置中盛放H2O，使NO2与H2O反应生成NO：3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO。（5）NO通过稀HNO3溶液后，若无红棕色NO2产生，说明稀HNO3不能氧化NO，所以盛放稀HNO3装置的液面上方没有颜色变化即可说明之。装置中盛放的是浓HNO3，若浓HNO3能氧化NO则装置液面的上方会产生红棕色气体。（6）要证明是Cu(NO3)2浓度过高或是溶解了NO2导致装置中溶液呈绿色，可设计将溶解的NO2赶走（a、c方案）再观察颜色变化。也可在Cu(NO3)2的浓溶液中通入NO2进行比

11、较观察反应后的颜色变化（d方案），确定是否是因为溶有NO2引起的。方案b由于Cu(NO3)2和溶解在其中的NO2浓度均可发生变化，故无法确定是哪一种因素引起的。答案：（1）3 mol/L稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液（2）通入CO2一段时间，关闭弹簧夹，将装置中导管末端伸入倒置的烧瓶内（3）Cu + 4HNO3（浓）= Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O（4）将NO2转化为NO   3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO（5）装置中液面上方气体仍为无色，装置中液面上方气体由无色变为红棕色（6）a   c   d【练习1

12、】在100 mL浓HNO3中，加入足量的铜片产生a L气体，用排水法收集后得到b L气体（气体的体积都是在标准状况下测定的），则原浓硝酸的物质的量浓度是多少？解析：依题意，a L气体是NO2和NO的混合气体，b L气体全为NO气体。该题若根据化学方程式列式计算就显得很复杂，我们可作如下分析：起氧化剂作用的HNO3的物质的量 ，根据电子守恒，Cu所失去的电子的物质的量恰好为HNO3生成b L NO气体时所得电子的物质的量，即Cu失电子×3，反应的Cu的物质的量× mol。则起酸性作用的HNO3为 mol×2 mol，所以HNO3的物质的量为 mol + mol mo

13、l，浓度为 mol·L1.答案： mol·L1点拨：铜与浓硝酸的反应要考虑反应过程中硝酸浓度的变化，开始生成NO2，后来生成NO，最后得到的是NO2和NO的混合物。类似这样的反应还有：锌与浓硫酸的反应，开始生成SO2，随着反应的不断进行，浓硫酸变稀，反应产物还有H2；足量的二氧化锰和浓盐酸共热，开始生成Cl2，随着反应的不断进行，浓盐酸变稀，产生的Cl2越来越少，虽然还有HCl，由于浓度变小，反应不再进行。【练习2】在铁与铜的混合物中，加入一定量的稀HNO3，充分反应后剩余金属m1 g,再向其中加入一定量的稀H2SO4充分振荡后，剩余金属m2 g,则m1和m2的关系是A. m1一定大于m2     B. m1可能等于m2      C. m1一定等于m2     D. m1可能大于m2解析：铁与铜的混合物与一定量的稀HNO3反应，当金属剩余时，硝酸耗尽，但生成物中含有Fe(NO3)2和 Cu(NO3)2。若再加入稀H2SO4，则又继续发生3Cu + 8H+ + 2N