【同步教育信息】
一.教学内容:
第三节 硝酸
教学目标:
1. 掌握HNO3的化学性质
2. 了解硝酸的重要用途
二. 重点、难点:
硝酸的氧化性
三. 知识分析:
1. 硝酸的物理性质
(1)纯硝酸为无色、有刺激性气味的液体。浓硝酸一般为黄色,是由于溶有NO2的缘故。
(2)硝酸低沸点(83℃)、易挥发,在空气中遇水蒸气呈白雾状。
(3)98%的硝酸称为“发烟硝酸”,69%的硝酸称为浓硝酸。
2. 硝酸的化学性质
(1)强酸性(具有酸的通性):
稀硝酸使石蕊试液变红色,浓硝酸使石蕊试液先变红(H+作用),后褪色(强氧化作用,即漂白作用)。用此实验可以证明浓硝酸的氧化性比稀硝酸强。
(2)不稳定性:
由此反应可推知下列事实:
①浓硝酸一般呈黄色,是由于硝酸分解产生的NO2溶于硝酸的缘故。
②硝酸浓度越大越易分解,因此,浓硝酸应放入棕色瓶中(避光),阴凉处保存(避免受热分解),用玻璃塞(酸会腐蚀橡皮塞)而不能用橡皮塞。
(3)强氧化性(HNO3中+5价N有很强的得电子能力):
规律如下:
a. 浓HNO3被还原为NO2,稀HNO3被还原成NO(极稀HNO3被还原成N2O或NH3)。
b. 硝酸越浓,其氧化性越强。硝酸氧化性强弱并不是根据硝酸被还原的产物的化合价改变的大小来决定,而是由得电子难易程度来决定。
c. 由于硝酸的强氧化性,故还原剂一般被氧化成最高价态。
①在金属活动顺序表中位于H前的金属与硝酸反应不产生H2。
(生成而不是)
(不要求掌握)
②溶解Cu、Ag等不活泼金属(不能溶解Pt、Au)。
(实验室制)
(实验室制NO)
由铜与硝酸反应可得出下列结论:溶解一定量的铜制硝酸铜,选用稀硝酸比浓硝酸好,原因是:用稀硝酸时消耗的HNO3的量较少;用稀硝酸产生污染物()的排放量较少。
③常温下浓HNO3使Fe、Al钝化。(钝化为化学变化)
④与S、C、P等非金属单质反应。
⑤与其他还原剂(如H2S、FeS、SO2、Na2SO3、KI、HBr、HI等)反应。
(证明浓HNO3氧化性比稀HNO3强)
⑥王水(浓HNO3和浓HCl按体积比1:3配制)具有更强的氧化性,能溶解Au、Pt。
【典型例题】
例1. 为除去镀在铝表面的铜镀层,可选用的试剂是( )
A. 稀硝酸 B. 浓硝酸 C. 浓硫酸 D. 浓盐酸
解析:稀硝酸既能溶解铜,也能溶解铝;常温下浓硫酸与铜不发生反应,加热时浓硫酸与铜、铝均能反应(此时钝化膜破坏);浓盐酸不与铜反应;常温下,浓硝酸与铜反应而使铜层溶解,铝钝化而受到保护。故答案为B。
评注:寻找合适试剂的思路:除掉铝上的铜镀层,所选的试剂应只和铜反应而不和铝反应或能钝化铝。
例2. 38.4 mg铜跟适量的浓硝酸反应,铜全部作用后,共收集到22.4 mL(标准状况)气体。反应消耗HNO3的物质的量可能是( )
A. mol B. mol
C. mol D. mol
解析:铜跟浓HNO3反应时生成NO2,随着反应的进行,HNO3浓度逐渐减小,此时涉及的是铜跟稀HNO3反应生成NO,有关化学方程式为:
铜跟一定量浓硝酸反应时,生成的还原产物是和NO的混合物,依据生成气体的体积,可算出发生还原反应的HNO3的物质的量。
另据1 mol铜生成1 mol,从38.4 mg Cu可算出生成消耗的HNO3的物质的量。上述两者之和,便是该化学反应消耗的HNO3的物质的量。
解:生成NO2和NO(用表示),消耗HNO3的物质的量(作氧化剂)为a mmol,
~ HNO3 (N元素守恒)
22.4 mL a=1 mmol
生成,消耗的物质的量(提供H+,作酸)为b mmol,
Cu ~ ~ 2HNO3
64 mg 2 mmol
38.4 mg b=1.2 mmol
反应共耗HNO3:。选C。
评注:把反应消耗的HNO3分解为氧化剂的HNO3与作为酸的HNO3两个部分,可以快速找出正确选项,是计算型选择题应当采用的方法。解题时若用常规方法,根据化学方程式进行计算比较费时。
例3. 用铜锌合金制成假金元宝骗人的事件屡有发生。下列不易区别其真伪的方法是( )。(上海市高考题)
A. 测定密度 B. 放入硝酸中 C. 放入盐酸中 D. 观察外观
解析:铜锌合金通常说的是黄铜,颜色和黄金相似,其密度明显小于黄金,而放入HNO3或HCl中,黄铜会发生反应而黄金不会发生反应。故区别其真伪可用A、B、C,答案选D。
评注:本题要求学生综合运用物质物理性质、化学性质解决现实生活中的问题。强调理论与实际相结合,学以致用,侧重考查学科“双基”解决实际问题的能力。
例4. 图1-8所示装置是某种气体X的发生装置和收集装置(必要时可加热)。所用的试剂从下列试剂中选取2~3种:硫化亚铁、二氧化锰、铜屑、氯化铵、稀硝酸、浓盐酸、蒸馏水。
请回答下列问题:
(1)气体X的化学式是_________。
(2)所选药品a是_________,b是_________,装置B的作用是_________。
(3)用所选的药品发生反应生成X时,离子方程式是_________。
(4)在反应刚开始时A中的主要现象是_________。
解析:依题意,制取X气体不需加热,收集X气体采用排水法(说明X气体不溶于水),由给出的试剂知,只有制取和收集NO气体才合乎题意。
答:(1)NO (2)稀HNO3;铜屑;蒸馏水,洗去NO2。
(3)
(4)铜屑溶解,溶液为浅蓝色,有气泡产生,瓶内上方出现棕红色气体。
【模拟试题】
1. 下列块状金属在常温时能全部溶于足量浓HNO3的是( )
A. Ag B. Cu C. Al D. Fe
2. 试剂厂用银和硝酸反应制取硝酸银时,用稀硝酸而不用浓硝酸来溶解银,其原因可能是( )。(广州市测试题)
A. 可得到较多量的硝酸银 B. 可节省硝酸的物质的量
C. 可减少原料银的消耗量 D. 可减少反应的产生量
3. 下列材料制成的容器既不能用来盛放盐酸,也不能用来盛放浓HNO3的是( )。(吉林省测试题)
A. Al B. Sn C. Cu D. Pt
4. 市面上销售的金首饰是否属于纯金,可取样品与某试剂进行反应,根据现象即可判断,该试剂是( )。(苏州市测试题)
A. 盐酸 B. 硝酸 C. 王水 D. 硫酸
5. 相同质量的四份铜片分别置于足量的下列酸中,所得到的气体的物质的量最多的是( )。(高考科研题)
A. 浓硫酸 B. 稀硫酸 C. 浓硝酸 D. 稀硝酸
6. 下列关于浓硝酸和浓硫酸的叙述,正确的是( )
A. 常温下都用铝制容器贮存
B. 露置在空气中,容器内酸液的质量都减轻
C. 常温下都能与铜较快反应
D. 露置在空气中,容器内酸液的浓度都降低
7. 实验室不需用棕色试剂瓶保存的试剂是( )。(北京市宣武区质检题)
A. 浓硝酸 B. 硝酸银 C. 氯水 D. 浓硫酸
8. 提纯含有少量硝酸钡杂质的硝酸钾溶液,可以使用的方法为( )
A. 加入过量碳酸钠溶液,过滤,除去沉淀,溶液中补加适量硝酸
B. 加入过量硫酸钾溶液,过滤,除去沉淀,溶液中补加适量硝酸
C. 加入过量硫酸钠溶液,过滤,除去沉淀,溶液中补加适量硝酸
D. 加入过量碳酸钾溶液,过滤,除去沉淀,溶液中补加适量硝酸
9. 从经济效益和环境保护考虑,大量制取硝酸铜最宜采用的方法是( )。
A.
B.
C.
D.
10. 将硫化氢通入不同浓度的硝酸溶液中,发生下列反应:
①
②
③
④
结合所学有关硝酸的知识,判断硝酸浓度由大到小的顺序,正确的是( )。
A. ①>②>③>④ B. ②>①>④>③
C. ②>①>③>④ D. ④>③>②>①
11. 纯净的浓硝酸是无色的,但保存不当则呈黄色,这是由于_______,其化学方程式为________________。为了除去所含的杂质,所采用的方法是___________,有关化学方程式为__________________。实验室贮存浓硝酸的方法是___________。
【试题答案】
1. AB 2. BD 3. B 4. B 5. C 6. AD 7. D 8. D 9. C 10. B
11. 分解产生NO2;;加;
;避光、冷暗。
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