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1、 第三节硝酸 知识点1硝酸的性质问题1 浓硝酸和 发烟硝酸 有何区别 硝酸具有哪些化学性质 与盐酸 硫酸有何区别 1 物理性质 硝酸 颜色 状态 气味 无色 液体 刺激性气味 溶解性 挥发性 与水能以任意比互溶 易挥发 质量分数在98 以上的硝酸称为发烟硝酸 常用的浓硝酸质量分数约为69 2 硝酸的化学性质 思维延伸 知识点2硝酸盐问题2 硝酸盐有哪些共性 3 多数硝酸盐是无色晶体 极易溶于水 硝酸盐性质不稳定 加热易分解放出O2 所以硝酸盐在高温 酸性条件时是强氧化剂 信息 1 已知硝酸铜加热分解时只有二种变价元素 用试管收集分解产生的气体后 将试管倒扣于一盛有足量水的水槽中 水能充满整个试
2、管 请你写出硝酸铜受热分解反应方程式 2 已知硝酸银加热分解时有三种变价元素 用试管收集分解产生的气体后 将试管倒扣于盛有足量水的水槽中 水能进入试管的5 6 请你写出硝酸银受热分解反应方程式 信息分析 1 Cu NO3 2中二种变价元素只能是N O 产生的气体是O2和NO2 且n O2 n NO2 1 4 Cu NO3 2分解的方程式为 2Cu NO3 22CuO O2 4NO2 2 得到O2和NO2物质的量之比为1 2 AgNO3分解的方程式为 2AgNO32Ag O2 2NO2 考点1金属与硝酸反应金属与硝酸反应的一般规律1 金属与硝酸反应一般生成H2 浓硝酸一般被还原为NO2 稀硝酸一
3、般被还原为NO 极稀硝酸可被还原成NH3 生成NH4NO3 要点深化 2 足量金属与一定量浓硝酸反应时 随着硝酸浓度的降低 产物也发生改变 3 反应中硝酸部分作氧化剂被还原 部分起酸的作用生成硝酸盐 例1 海南考题 锌与很稀的硝酸反应生成硝酸锌 硝酸铵和水 当生成1mol硝酸锌时 被还原的硝酸的物质的量为 A 2molB 1molC 0 5molD 0 25mol解析 答案 D 变式训练1 向0 3molFe粉与Cu粉的混合物中加入一定量的稀盐酸产生气体aL 然后加入一定量的硝酸 充分反应后固体全部溶解 收集到NO气体bL 气体体积均已换算到标准状况 则 a b 的数值可能是 A 2 24B
4、4 48C 5 6D 8 96解析 只有Fe与稀盐酸反应产生H2且为aL Fe Cu均能与稀硝酸反应产生NO 假设Fe只升高到 2价 则有 0 3mol金属转移0 6mole 即2a 3b 13 44 分析得出 4 48 a b 6 72 只有C项符合题意 假设全部是铁且氧化产物只有Fe3 则有2a 3b 20 16 分析得出 6 72 a b 10 08 只有D项符合题意 答案 CD 考点2硝酸的制法1 实验室制法 NaNO3 s H2SO4 浓 NaHSO4 HNO3 由于硝酸受热易分解 因此反应不能加热或只能微热 2 工业制法 1 氨催化氧化生成一氧化氮 4NH3 5O24NO 6H2O
5、 在氧化炉内进行 2 硝酸的生成 2NO O22NO2在吸收塔内进行3NO2 H2O2HNO3 NO 3 为了充分利用NO 在生产上使用了过量的空气 廉价原料 并经过多次的氧化和吸收 NO几乎全部转化成HNO3 4 有关氨氧化制硝酸的计算 如果O2充足 可直接导出关系式 4NH34NO4NO24HNO3即 1molNH31molHNO3总反应式可表示为NH3 2O2HNO3 H2O 5 尾气NO NO2 2NaOH2NaNO2 H2O处理2NO2 2NaOHNaNO2 NaNO3 H2O或采用NH3的催化还原法 要点深化 1 讨论该部分内容一定要与环保 平衡理论知识相联系 2 因硝酸具有强腐蚀
6、性 强氧化性 所以制取硝酸时不能用橡胶管 橡胶塞等 例2 2009 海南单科 20 4 工业上常用氨氧化法生产硝酸 其过程包括氨的催化氧化 催化剂为铂铑合金丝网 一氧化氮的氧化和水吸收二氧化氮生成硝酸 请回答下列问题 1 氨催化氧化的化学方程式为4NH3 5O24NO 6H2O 2 原料气中空气必须过量 其主要原因是提高氨的转化率和一氧化氮的转化率 3 将铂铑合金做成薄丝网的主要原因是增大单位质量的催化剂和反应物的接触面积 4 水吸收二氧化氮生成硝酸为放热反应 其化学方程为3NO2 H2O2HNO3 NO 为了提高水对二氧化氮的吸收率 可采取的措施为加压 降温 答2项 解析 根据工业制取硝酸的
7、反应原理和生产过程等内容回答问题 如 4 结合平衡移动原理来回答 变式练习2 实验室制取并收集硝酸可用如右图所示装置 其中仪器a为曲颈甑 颈管特别长 在曲颈甑内装入20gNaNO3和20mL浓H2SO4 小火加热 随即有硝酸蒸气冷凝而成的液体出现 用这套装置还可制取并收集下列哪种物质 A Cl2B O2C CO2D 乙酸乙酯解析 经水冷凝后由气态变成液态的物质才可以用上述装置来制取 答案 D 客观题考查硝酸的性质 NO3 的检验 硝酸盐的性质等内容 要注意题目中设计的隐含条件的挖掘与利用 考题一 浙江考题 某合金 仅含铜 铁 中铜和铁的物质的量之和为ymol 其中Cu的物质的量分数为a 将其全
8、部投入50mLbmol L 1的硝酸中 加热使其充分反应 假设NO是唯一的还原产物 下列说法正确的是 A 若金属有剩余 在溶液中再滴入硫酸后 金属又开始溶解B 若金属全部溶解 则溶液中一定含有Fe3 C 若金属全部溶解 且产生336mL气体 标准状况 则b 0 3D 当溶液中金属离子只有Fe3 Cu2 时 则a与b的关系为 b 80y 1 a 3 审题视点 从金属与硝酸反应的规律分析反应的过程 尤其是要注意在溶液中NO3 几乎与所有离子都能大量共存 但注意 当溶液的酸性较强时可形成硝酸 具有还原性的某些离子则不能与其大量共存 如NO3 H Fe2 中任意两者能大量共存 但三者混合则不能大量共存
9、 即 NO3 在中性或碱性溶液中不表现氧化性 只有酸性溶液中才表现强氧化性 思路点拨 若再加入硫酸 其中的NO3 在酸性条件下能继续氧化剩余的金属 A对 若金属全部溶解 因为不知HNO3是否过量 铁可能被氧化为Fe2 也可能被氧化为Fe3 B错 HNO3的量应大于NO的量 即 0 05L bmol L 1 0 336L 22 4L mol 1 得b 0 3 C错 当溶液中金属离子只有Fe3 Cu2 时 金属全部溶解 根据反应3Cu 8HNO33Cu NO3 2 2NO 4H2O Fe 4HNO3Fe NO 3 NO 2H2O 知n HNO3 n Cu 8 3 4n Fe 即 0 05L bmo
10、l L 1 ay 8 3mol 4y 1 a mol 得b 80y 1 a 3 D对 标准答案 AD 高分解密 1 注意到溶液中只要有H 和NO3 时 就相当于有了稀硝酸 就要注意到它的强氧化性 如Cu片加入到KNO3 aq 中不溶解 加入到稀硫酸中也不溶解 但KNO3 aq 与稀H2SO4混合后铜片就溶解 同时要注意运用差量法 守恒法 离子方程式法 从离子反应角度认识反应的本质 2 NO3 的检验 将待测溶液浓缩后加入铜片和浓硫酸观察 若有红棕色气体生成 则原溶液中含NO3 主观题以考查硝酸性质探究 与其它N的化合物或其它元素化合物知识相联系进行综合推断等内容为主 考题二 2009 北京理综
11、 28 某学习小组探究浓 稀硝酸氧化性的相对强弱 按下图装置进行实验 夹持仪器已略去 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 3mol 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 2NaOHNaNO3 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3mol L稀硝酸 浓硝酸 氢氧化钠溶液 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
12、 装置 中发生反应的化学方程式是Cu 4HNO3 浓 Cu NO3 2 2NO2 2H2O 4 装置 的作用是将NO2转化为NO发生反应的化学方程式是3NO2 H2O2HNO3 NO 5 该小组得出的结论所依据的实验现象是装置 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 实验结束后 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个实验来判断两种看法是否正确 这些方案中可行的是 选填序号字母 acd a 加热该绿色溶液 观察颜色变化b 加水稀释该绿色溶液 观察颜色变化c
13、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 观察颜色变化思路点拨 本题主要考查HNO3的性质 化学实验设计和评价的能力 1 根据装置特点和实验目的 装置 收集NO 装置 中盛放NaOH溶液吸收NO2 因为要验证稀硝酸不能氧化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 所以滴加浓硝酸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 NO3 2 NO2 H2O Cu 4HNO3 浓 Cu NO3 2 2NO2 2H2
14、O 4 装置 中盛放蒸馏水 使NO2与H2O反应生成NO 3NO2 H2O2HNO3 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浓溶液中通入NO2进行比较观察反应后的颜色变化 d方案 确定是否是因溶有NO2引起的 方案b中由于Cu NO3 2和溶解在其中的NO
15、2浓度均可发生变化 无法确定是哪一种因素引起的 高分解密设计出浓硝酸能将NO氧化而稀硝酸不能将NO氧化的方案的关键是怎样得到NO 因为NO遇空气迅速反应生成NO2 本题中是利用NO2可与水反应生成NO来巧妙设计的且在CO2氛围中 要注意运用题干中给出的一套仪器 显然从 中逸出的是NO2 从 中逸出的一定是NO 那么就可以推出 瓶中盛放的是水 实验方法的设计与物质的性质和实验目的密不可分 对物质性质及常见实验操作方法的积累是设计出正确实验方案的基本保证 规律支持酸的氧化性与酸的强氧化性的区别酸的氧化性一般是指酸电离出的H 表现出来的 反应时有氢气生成 而酸的强氧化性是由酸分子表现出来的 反应时其
16、中心原子被还原 此时不产生H2 如浓HNO3 浓H2SO4和稀HNO3都有强氧化性 与金属反应时不能生成H2 1 5分 2010 模拟题 足量铜与一定量浓硝酸反应 得到硝酸铜溶液和NO2 N2O4 NO的混合气体 这些气体与1 68LO2 标准状况 混合后通入水中 所有气体完全被水吸收生成硝酸 若向所得硝酸铜溶液中加入5mol LNaOH溶液至Cu2 恰好完全沉淀 则消耗NaOH溶液的体积是 A 60mLB 45mLC 30mLD 15mL解析 说明Cu转移电子数与1 68L 标况 O2转移电子数相同 那么n Cu n O2 2 0 15mol n NaOH 2n Cu2 0 3mol 5mol L V NaOH mL 10 3L mL V NaOH 60mL 答案 A 2 5分 2010 海滨区期中统考题 如图所示是工业生产硝酸的流程图 空气中O2的体积分数为20 下列说法或推断不合理的是 A 反应A B C都是氧化还原反应B 吸收塔中通入的空气不必过量C 假设标准状况下进入吸收塔的NO和空气为4480L 则最多可得HNO3约为2653 56gD 工业上还可以联合生产硝酸铵 解析 选
