硝酸性质与计算技巧

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1、专题4 生活生产中的含氮化合物,硝 酸,纯硝酸是 色、易 、有 气味的液体，比水重，沸点是83，与水以任意比例互溶。常用浓硝酸的质量分数约为69%，98%以上的硝酸叫 。,硝酸的物理性质,无,挥发,刺激性,发烟硝酸,物理性质,硝酸的化学性质,化学性质,强酸性,但不生成氢气,稀硝酸使紫色的石蕊试液变红,浓硝酸使它先变红后褪色,化学性质,硝酸的化学性质,HNO3+ NaOH = NaNO3 + H2O,2HNO3+ CuO = Cu(NO3)2 + H2O,2HNO3+ CaCO3 = Ca(NO3)2+ H2O + CO2,化学性质,不稳定性,硝酸的化学性质,浓HNO3 、AgNO3 、氯水、A

2、gBr、KMnO4等,化学性质,强氧化性,硝酸的化学性质,Cu + HNO3(浓) Cu(NO3)2 + NO2 + H2O Cu + HNO3(稀) Cu(NO3)2 + NO + H2O,4 2 2,原溶液 加热后,3 8 3 2 4,（一）与金属反应,化学性质,硝酸的化学性质,（一）与金属反应,a.几乎可和所有金属（除金、铂外）反应，并显示最高价（若铁过量则生成亚铁离子）反应时，硝酸显示强氧化性和酸性。,b、铁、铝遇冷浓HNO3发生钝化,c、浓硝酸一般被还原为NO2，稀硝酸被还原为NO，其本质是NO3在酸性条件下显示强氧化性,强氧化性,向一定量的浓硝酸加入足量的Cu，可能会发生什么哪些反

3、应?,反应停止后，如果在溶液中再加入足量盐酸，会出现什么情况?,溶液中存在NO3-，它遇到H+后，产生强氧化性，能继续氧化铜单质，产生无色NO气体,3Cu + 8H+ + 2NO3- =3Cu2+ + 2NO + 4H2O,反应历程,硝酸的化学性质,（二）与还原性化合物反应,A,化学性质,注意：,NO3本身没有强氧化性，但和H+共存就有了HNO3,强氧化性,3Fe2+ + 4H+ + NO3- = 3Fe3+ + NO+ 2H2O,3SO32- 2H2NO3- =3SO42- 2NOH2O,硝酸的化学性质,（三）与非金属反应,化学性质,强氧化性,经典例题,硝酸与金属反应,例：在某100mL混合

4、酸中，HNO3物质的量浓度为0.4molL-1，HCl物质的量浓度0.2molL-1，向其中加入1.92g铜粉、微热，待充分反应后，溶液中Cu2+物质的量浓度约为（ ） A.0.15molL-1 B.0.3molL-1 C.0.225molL-1 D .无法计算,金属与含NO3的混合酸反应，一定要根据 离子方程式 3Cu2+ + 8H+ + 2NO3 进行计算,C,解题技巧：,1.金属与混合酸（HNO3/H2SO4）计算,3Cu + 8H+ + 2NO3- =3Cu2+ + 2NO + 4H2O,向一定量的稀硝酸加入足量的Fe，可能会发生什么哪些反应?,反应停止后，如果在溶液中再加入足量盐酸，

5、会出现什么情况?,反应历程,3Fe2+ + 4H+ + NO3- = 3Fe3+ + NO+ 2H2O,总：3Fe（过） + 8HNO3(稀) = 3Fe(NO3)2 + 2NO +4H2O,经典例题,硝酸与金属反应,解题技巧：,Fe（少） + 4HNO3(稀) = Fe(NO3)3 + NO +2H2O,3Fe（过） + 8HNO3(稀) = 3Fe(NO3)2 + 2NO +4H2O,2.Fe与稀硝酸反应,例：将 6g 铁粉与 0.4mol 稀硝酸混合，充分反应后，铁元素的存在形式为（ ） A.Fe3+ B.Fe 、Fe2+ C、Fe2+ D、Fe2+、Fe3+,D,经典例题,硝酸与金属反

6、应,解题技巧：,3.金属与硝酸反应一般规律,例: 6.4g Cu完全溶于一定浓度的硝酸中，收集到 2.24L（标况）气体（NOx）。 求：该反应中转移的电子数 所消耗硝酸的物质的量,0.2NA,0.3mol,转移电子数=金属失电子数=2n Cu2+,反应消耗nHNO3=显酸性硝酸+作氧化剂硝酸,电子转移守恒：,氮原子守恒：,2n Cu2+ = nNO2 + 3 nNO,n HNO3 = 2n Cu(NO3)2 + n NOx,列方程组求NO、NO2,经典例题,硝酸与金属反应,解题技巧：,转移电子数=金属失电子数=2n Cu2+,反应消耗nHNO3=显酸性硝酸+作氧化剂硝酸,例：38.4 g C

7、u与适量的浓HNO3反应，铜全部反应后，共收集到22.4 L气体（标准状况），反应消耗的硝酸的物质的量可能是（ ） A1.0 mol B1.6 mol C2.2 mol D2.4 mol,3.金属与硝酸反应一般规律,C,计算型选择题你能一眼看出答案吗？,经典例题,硝酸与金属反应,解题技巧：,转移电子数=金属失电子数=2n Cu2+,反应消耗nHNO3=显酸性硝酸+作氧化剂硝酸,3.金属与硝酸反应一般规律,例：6.4g铜与过量的硝酸充分反应后，硝酸的还原产物有NO2、NO，反应后溶液中所含H+为n mol，此时溶液中所含NO3的物质的量（ ） A0.28mol B0.31mol C(n0.2)

8、mol D (n0.4) mol,C,计算型选择题你能一眼看出答案吗？,例：把1.92 g铜投入盛有一定量的浓HNO3的试管中，随着铜粉的溶解，生成的气体颜色逐渐变浅，当铜粉完全溶解后共收集到由NO2和NO组成的混合气体0.896 L（标况），求反应所消耗HNO3和产物中NO2和NO的物质的量。,电子守恒法：,方程式法：,原子守恒法：,涉及两个反应两个未知数， 用二元一次方程组法,反应中的氮原子守恒,反应中金属失去电子总数 = 氮元素得电子降低总数,硝酸与金属反应,3.金属与硝酸反应一般规律,经典例题,解题 技巧,硝酸与金属反应规律,解题技巧,“ 两个思想 ” “ 一个依据 ”,电子守恒 N原

9、子守恒,离子方程式,熟能生巧,铜和镁的合金4.6g完全溶于浓硝酸，若反应中硝酸被还原只产生4480 mL的NO2气体和336 mL的N2O4气体（气体的体积已折算到标准状况），在反应后的溶液中，加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量为 （ ） A9.02g B8.51g C8.26g D7.04g,B,0.6,0.8,0.2,熟能生巧,将Mg、Cu组成的m g混合物投入适量稀HNO3中恰好完全反应，固体完全溶解时收集到的还原产物NO气体为0.896 L(标准状况)，向反应后的溶液中加入2 mol/L NaOH溶液60 mL时金属离子恰好沉淀完全，则形成沉淀的质量为（ ） A.(m2.28)g

10、B.(m2.04)g C.(m3.32)g D.(m4.34)g,当恰好沉淀完全时，m(沉淀)m(金属)m(OH)，守恒的巧妙之处在于，n(OH)n(金属失去的电子)n(NO得到的电子)30.896 L/22.4 Lmol-10.12 mol，m(沉淀)m(金属)m(OH)m g0.12 mol17 gmol1(m2.04) g，,B,熟能生巧,一定质量 Cu与某浓度足量的HNO3反应，产生NO2、NO、N2O4混合气体，将气体与1.12L O2（标准状况下）混合后，通入水中，恰好被全部吸收，则Cu的质量为（ ） A、3.2g B、4.8g C、6.4g D、10.8g,电子转移守恒：铜失电子

11、数=氧气得电子数,2Cu O2,熟能生巧,熟能生巧,硝酸刚泄漏到空气中时为什么会有白雾？,为什么能用铝槽车装载浓硝酸？,为什么有红棕色烟雾，还能闻到刺鼻的气味？,消防员如何将灾害影响降到最低？,硝酸与金属反应规律,解题技巧,红棕色气体,绿色溶液,蓝色溶液,无色气体,该无色气体遇空气变为红棕色气体,原溶液 加热后,【例7】 (上海市高考题)铜和镁的合金4.6g完全溶于浓硝酸，若反应中硝酸被还原只产生4480 mL的NO2气体和336 mL的N2O4气体（气体的体积已折算到标准状况），在反应后的溶液中，加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量为 ( ) A、9.02g B、8.51g C、8.26g

12、 D、7.04g,B,经典例题,硝酸与金属反应,3下列化学反应的离子方程式正确的是( ) A Fe3O4与稀硝酸反应： Fe3O4+8H+=2Fe3+Fe2+4H2O B用稀HNO3溶解FeS固体： FeS2H=Fe2H2S C铜和稀硝酸反应： Cu+ 4H+ 2NO3 = Cu2+ 2NO2+ 2H2O D在氯化亚铁溶液中加入稀硝酸： 3Fe2+4H+NO3- =3Fe3+NO+2H2O,D,拓展视野 王水 浓硝酸与浓盐酸的混合物（体积比为1:3）叫王水，它的氧化能力更强，能使一些不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。,帮 你 记 忆,(3:1),博学多思,玻尔巧藏“诺贝尔金质奖章”的故事,玻尔（

13、18851962） 丹麦物理学家 在“量子力学”的建立中有重大贡献,“王水”里的奖章 1943年9月的一天，丹麦反法西斯组织派人告诉玻尔一个紧急的消息：德国法西斯准备对他下手了！ 玻尔准备逃亡。在收拾行李中发现了一样重要的东西：他在1942年获得的诺贝尔奖章。这枚奖章决不能落在法西斯的手里。如果藏在身上带走，是很危险的。焦急中他的眼光落在了一个试剂瓶上，瓶子里存放的是“王水”。 玻尔把金质的奖章小心的放入“试剂瓶”里，奖章在“王水”里慢慢的就消失了。然后，他离开了自己的祖国。 战争结束后，玻尔回到了自己的实验室，那个小瓶子还在那里。于是，他拿起一块铜轻轻的放入“王水”，铜块慢慢的也变小了，奇怪的是，瓶子里出现了一块黄金！ 玻尔就是利用了化学上的一个化学反应置换反应，把奖章安全的保护下来了。,浓、稀HNO3分别与Cu反应，为何 不同？ 还原产物不同是因为硝酸浓度和性质不同所致。 硝酸被铜还原时,首先生成亚硝酸,而亚硝酸不稳定, 分解成NO 2和NO：2HNO2=NO2+NO+H2O 因浓HNO3氧化性强，NO 被浓HNO3氧化成NO2： NO+2HNO3（浓）=3NO2+H2O 而稀HNO3氧化性相对弱些,不能将NO氧化.同时NO2和NO在水中存在： 3NO2+H 2O=2HNO3+NO 故:浓HNO3的产物主要是NO2;硝酸稀的产物主要是NO。,产物,