8.硝酸_新人教版高中化学必修一、二_新人教版高中化学必修下册_微课高一化学必修2（视频课）_必修二讲义（2019人教版）_第五章化工生产中的重要非金属元素[11节]

第 45 课时： 硝酸 【学习目标】 掌握硝酸的强氧化性。 熟悉硝酸在反应中的价态变化。 【重点难点】 1.重点：硝酸的强氧化性； 硝酸的酸性。 2.难点：硝酸在反应中体现的多种性质。 【高频考点】 浓、稀硝酸的不同性质。 【教学内容】 一、酸性 具有酸的通性，高中常见六种强酸之一。但是无法和金属产生 H 。 2 二、强氧化性 可以和多种金属反应 1.浓硝酸 Cu+4HNO (浓)===（△）Cu(NO ) +2NO ↑+2H O 3 3 2 2 2 C+4HNO (浓)===（△）CO +4NO ↑+2H O 3 2 2 2 注意硝酸跟金属反应中体现酸性和氧化性， 第 1 页与 C 反应中，只体现氧化性。 Fe+6HNO (浓)===（△）Fe(NO ) +3NO ↑+3H O 3 3 3 2 2 注意如果在不加热情况下与 Fe 或 Al 接触，会发生钝化。 2.稀硝酸 3Cu+8HNO (稀)===（△）3Cu(NO ) +2NO↑+4H O 3 3 2 2 Fe+4HNO (稀)===（△）Fe(NO ) +NO↑+2H O 3 3 3 2 一般情况下，浓硝酸对应的还原产物为 NO ，稀硝酸对应的还原产物 2 为 NO。 三、不稳定性 硝酸见光分解，因此需要保存在棕色瓶中。 4HNO ===(光照)4NO ↑+O ↑+2H O 3 2 2 2 【经典例题】 1.将过量铁粉加入到浓硝酸中，加热充分反应之后， 溶液中存在的溶质为？ Fe+6HNO (浓)===（△）Fe(NO ) +3NO ↑+3H O 3 3 3 2 2 Fe+4HNO (稀)===（△）Fe(NO ) +NO↑+2H O 3 3 3 2 Fe+2 Fe(NO ) ===3 Fe(NO ) 3 3 3 2 2.判断下列说法是否正确： （1）将 Fe O 加入一定量的稀硝酸中溶解，充分反应后溶液中存在二 3 4 第 2 页价铁和三价铁。（ ） （2）向亚硫酸钠溶液中加入稀硝酸，发生 离子反应方程式为： SO 2-+2H+===SO ↑ +H O （ ） 3 2 2 【本课小结】 浓硝酸与稀硝酸具有强氧化性。 浓硝酸与稀硝酸的还原产物不同。 浓硝酸可以和 Fe、Al 在常温下钝化。 【课后作业】 1. 将 铜投入一定量的浓硝酸溶液中，铜完全溶解，生成气体 的颜色越im来S越g 浅，共收集到标准状况下 气体。将盛有此气 体的容器倒扣在水中，通入标准状况下一定tS体m积L的氧气恰好使上述气 体完全溶于水，则通入氧气的体积是（ ）。 A. B. C. mL D. SS mL 2．一定量的浓硝酸与过量的铜充分反应，生成的气体是（ ）。 A. S NO 第 3 页B. C. NO 和 D. NO S 和 H S S NO NO 3. 将足量铜片投入 未知浓度的稀硝酸中，铜片质量减轻了 （假设 被还m原L 为 ）。 求m：iS（g1）原稀硝H酸NO的物质的量浓度NO； （2）标准状况下，生成 的体积。（要求写出计算过程） NO 4. 某校化学兴趣小组利用下图所示装置进行探究铁与浓硝酸的反应。 Ⅰ．硝酸性质的探究 （1）加热前，铁丝遇浓硝酸没有明显现象，其原因 是 ； （2）加热后，B 中出现红棕色气体，该反应中硝酸呈现的性质是 性和 性，为防止污染，C 中的溶液应为 （填化学式）溶液。 Ⅱ．产物中铁元素价态的探究 （3）提出合理假设 假设 1：产物中只有+3 价铁； 假设 2： ； 假设 3：产物中既有+2 价铁也有+3 价铁。 第 4 页（4）设计实验 分别取反应后大试管 A 中的溶液装入两支试管甲、乙，在甲试管中 滴加酸性高锰酸钾溶液；在乙试管中滴加 溶液，观察现象。 ①若现象为甲试管没有明显变化，乙试管中KSCN ，则假设 1 正确； ②若现象为甲试管中 ，乙试管没有明显变化，则假设 2 正确； ③若现象为若甲、乙试管中均有明显现象发生，则假设 3 正确。 （5）实验结果 该小组某次实验产物，经检测仅含 ，他们根据 B 试管中气体颜 色逐渐变浅，判断产物中既有 F也e 有 生成，请写出装置 A 中生成 反应的离子方程式：NO S NO 。 NO 5. 甲同学利用如图所示装置进行硝酸、氮氧化物的相关实验： 实验 1：将铜片放入烧杯 A 中后，立即用烧杯 B 盖住。 （1）烧杯 A 液体上方出现大量红棕色气体，该反应的化学方程式 为 。 （2）一段时间后，红棕色气体消失，烧杯 C 中的液体变成蓝色，甲 同学分析出现蓝色的原因，认为其中涉及到两个反应： ①红棕色气体消失，该化学方程式 第 5 页为 。 ②配平溶液出现蓝色的离子方程式，并用单线桥法标出电子转移方向 和数目： + + + I NO + H I S NO （3）打开烧杯 B，烧杯 A 中液体上方H又S O出现淡红棕色，该反应的化 学方程式为 。 实验 2：因为有其他同学对淀粉－ 溶液变蓝的原因提出异议，甲 同学将铜片换成铁片放入烧杯 A 后，KI立即用烧杯 B 盖住。 （4）实验前甲同学认为换为铁片后不应出现红棕色气体，淀粉－ 溶液不会变为蓝色，其理由 KI 是 。 （5）实验开始后，发现确实无红棕色气体生成，但过一段时间后， 淀粉－ 溶液仍然变为蓝色，请你帮忙分析其中的原 因： KI 。 6. 某小组同学欲探究 与 反应的过程，按下列装置进行实 验。 NH O S 第 6 页（1）A、B 装置中可选药品：浓氨水、 、 、 、 、浓盐酸、蒸馏水。 H S O S CaO CaCO M①n则O SA 装置中发生反应的化学方程式 为 ；B 装置中锥形瓶中盛放的 药品是 。 ②E 装置中氨气被催化氧化生成一氧化氮时的化学方程式 为 。 ③F 装置中可以看到有红棕色气体和白烟生成，红棕色气体是 （填化学式，下同），白烟的成分是 。 （2）另一小组的同学撤掉 A、C 装置，只用剩余装置来完成此实验， B 装置中分液漏斗盛放的是浓氨水，那么 B 装置中的锥形瓶中盛放的 固体药品是 。 （3）工业上制取的浓硝酸往往呈黄色，该小组成员设计实验探究硝 酸呈黄色的原因，提出如下假设，请你完成假设二。 假设一：可能含有 ；假设二：可能含有 ；假设三：可能 含有上述两种微粒。Fe 检验是否含有 的方法是取少量样品于试管中，加水稀释， Fe 第 7 页（补充操作步骤、现象和结论）。 （4）工业上用氨、氧气和水为原料制取硝酸铵，如果用 17 吨氨气， 最多可制取 吨硝酸铵（硝酸铵的相对分子质量为 80）。 【答案与解析】 1.B 铜投入到浓硝酸中，先生成硝酸铜和红棕色的二氧化氮，随着浓硝酸 变稀，反应生成硝酸铜和无色的一氧化氮，所以生成气体的颜色越来 越浅，反应方程式有 浓 ① Cu HNO 稀 CuNO S SNO S SH S O ② 设参Cu加反H应N①O 的 铜的物质Cu的N量O 为 S S，N参O 加反应H S②O 的铜的物质的量为 ，则 ，根据气体体积可得 imSg S gm，ol联立i解得mol ， S itSL SSiLmol i m，ol it mol ， iSS mol nNO S S i。tmol i mol S 通N入O标 准 状i况SS下一m定ol体积 的氧i气恰m好ol使上述气体完全溶于水， 、 ，则通入氧气 的物质的量为 NO O S SH S O HNO ，则氧气体 积为 nO S i mol i mol ，故 选 B 项。 m i mol SSi Lmol i L mL 综上所述，本题正确答案为 B。 第 8 页2．D 本题主要考查铜与浓、稀硝酸的反应。 铜与浓硝酸反应生成 ，与稀硝酸反应生成 。一定量浓硝酸 与过量的铜充分反应，N反O S应开始时生成 ，随N着O 反应的进行，硝 酸浓度逐渐下降，产生 ，所以生成的NO气S体是 和 ，故 选 D 项。 NO NO S NO 综上所述，本题正确答案为 D。 3. 解： （1 分） g mol SSSiL miSg HNOiL （1N分O） cHNO im（ol1L分） 【解N析O】 iL 由题可得以下关系： 则： ， g mol SSSiL 解得 miSg HNOiL NO ， molmiSg miSgSSSiL 。HNO giL imolL NO g iL 第 9 页4. Ⅰ．（1）浓硝酸使铁钝化（2 分） （2）酸（1 分）；氧化（1 分）； （2 分） Ⅱ．（3）产物中只有+2 价铁（2 分N）aOH （4）①溶液变红（2 分）；②溶液紫色褪去（2 分） （5） ＋ （3 分） 【解析】FeH NO Fe NO SH S O Ⅰ．（1）常温时，铁遇浓硝酸发生钝化，生成致密氧化膜，阻止反应 进一步发生。 （2）加热后的反应方程式为 △ ，故硝酸呈现的性质是酸性和氧化性； 溶液能吸收S 反 FeHNO FeNO NO 应H产S O生的 ，能用来进行尾气处理。 NaOH Ⅱ．（3）该N反O应S 中根据反应物物质的量的关系不同，产物中可能只有 +2 价铁；或只有+3 价铁；或既有+2 价铁也有+3 价铁； （4）+2 价铁具有还原性，能使紫色的酸性 溶液褪色；+3 价铁与 溶液反应生成红色络合物，所K以M预nO期现象和结论为： ①甲试管K没SC有N明显变化，乙试管中溶液变红色，则产物只有+3 价铁； ②甲试管中溶液紫色褪去，乙试管没有明显变化，则产物只有+2 价 铁； ③若甲、乙试管中均有明显现象发生，则产物中既有+2 价铁也有+3 价铁。 （5） 与稀 反应生成 的离子方程式为： Fe HNO＋ 。 NO FeH NO Fe NO SH S O 第 10 页5. （1） 浓 （2）① Cu HNO CuNO （S 1S分N）O S SH S O S S NO H O SHNO NO ② （1 分） （3） （4）常S温NO时铁O在S 浓S硝N酸O S中钝化（或生成氧化膜，合理即可） （5）硝酸挥发到淀粉 溶液中，将 氧化为 【解析】 KI KI I S （1）铜和浓硝酸反应： 浓 。 Cu HNO CuNO S SNO S S（H2S）O①红棕色气体为 ，与水反应生成硝酸和一氧化氮，反应 方程式为： NO S ； ②硝酸具有氧化NO性S ， 可H S氧O 化碘SH离N子O 为碘NO单质，离子反应方程式为： I 失S去NO电子生H成 。I S SNO H S O （I3）烧杯 B 中为一I氧S 化氮气体，一氧化氮极易被氧化，反应方程式 为： 。 （4）铁SN片O常温O S下在S浓NO硫S 酸中钝化，因此无 生成。 （5）硝酸挥发，氧化 生成 ，淀粉 NO溶S 液变蓝。 S KI I KI 6. （1）① （缺少条件扣 1 分）； （1 MnOS 分） S S S S SH O SH O O CaO ② （缺少条件扣 1 分） 第 11 页③ ； （每空 1 分） （2N）O S NH NO （3） Na S（O S1 分）；滴加 溶液，如果溶液变红说明含有 ， 反之不N含O S（要点一： KSC溶N 液；要点二：变红说明含有 Fe ； 每个要点 1 分，如果用K其SC他N方法，只要正确均给分） Fe （4）40 【解析】 由实验装置可知， 与浓硫酸反应，不能用浓硫酸进行干燥，所 以 B 为制取 的N装H置 ，则 A 为制取 的装置。 （1）①由上述NH分析可知，A 为制取 的O S装置，根据所给出的试剂， 只有双氧水在不加热条件下分解可以O制S 取氧气，因此 A 中反应的化学 方程式为 ，B 为制取 的装置，根据所 MnOS 给药品，可利S用S 与水S 反应S放出大量的热，使浓 氨水挥发制取 SH O SH O O NH ，所以 B 中锥Ca形O瓶盛放的药品为 。 ②NH 与 在催化剂加热条件下可C得aO到 ，反应方程式为 S NH O 。 NO ③E 中生成的 遇氧气被氧化为红棕色的 ，因此红棕色气体 为 ； NO、 和 反应可得到NO S ，因此白烟 的成N分O S为 NH 。H S O NO S NH NO （2）撤掉NAH、CNO装置则 B 装置需产生 和 ，根据所给药品， 可根据 与水反应产生 ，并放NH热使浓O氨S水挥发产生 ， 因此锥形N瓶a S中O S盛放的固体药品为O S 。 NH S S Na O 第 12 页（3）工业制取的浓硝酸可能含有 ，可能含有红棕色的 ； 检验 选用 溶液，因此F答e 案为滴加 溶液，如NO果S溶 液变红F说e 明含有 KSCN，反之，不含有 。KSCN （4）工业制取硝酸Fe铵的所发生的反应为Fe 、 、 ，合并以 上N三O个方O程S 式S可H得S O HNO NH HNO NH，1N7O吨 氨气的物 质的量为 ，SN由H上 述S方O S程式N可H 知N消O 耗1H7S O吨氨气可得 mol，质量为 mol NH NO 。 mol gmol t g t 第 13 页