7.2.2 硝酸 （课件）-【步步高】2023-2024学年高一化学必修第二册学习笔记（苏教版2019）

第2课时　硝酸 专题7　第二单元 1 核心素养 发展目标 1.能从物质类别、氮元素的价态的角度预测分析硝酸的性质，促进“证据推理 与模型认知”化学核心素养的发展。 2.了解硝酸对人类发展的贡献。 一、硝酸 二、守恒法突破硝酸与金属反应的相关计算 课时对点练 内容索引 硝酸 一 1.硝酸的物理性质 颜色 状态 气味 密度 特性 无色 液体 ________气味 ρ(HNO3)___ρ(H2O) ____挥发 刺激性 > 易 2.硝酸的化学性质 (1)酸的通性 写出下列反应的离子方程式： ①硝酸和氢氧化钠反应：_________________。 ②硝酸和氧化钠反应：_________________________。 ③硝酸和碳酸钙反应：_________________________________。 H＋＋OH－===H2O 2H＋＋Na2O===2Na＋＋H2O 2H＋＋CaCO3===Ca2＋＋CO2↑＋H2O (2)不稳定性：见光或受热易分解，化学方程式为___________________ ______________。 长期存放的浓硝酸呈____色是因为其分解生成的_____溶于硝酸中，实验室常将浓硝酸保存在____试剂瓶中，并密封贮存在____、____处。 ＋O2↑＋2H2O 黄 NO2 棕色 低温 避光 (3)强氧化性 ①和金属(Cu)反应的实验探究 实验操作 a.将铜片置于具支试管的底部，用分液漏斗向试管内加入2 mL浓硝酸，将产生的气体通入倒置于水槽里充满水的集气瓶中 b.在上述装置中，用分液漏斗向试管内加5 mL水，稀释硝酸，继续收集产生的气体 实验现象 a.浓硝酸与铜片反应比较______，铜片逐渐溶解，产生_____色气体，溶液逐渐变_______；集气瓶中充满 体积的____色气体 b.稀硝酸与铜片反应比较____，铜片逐渐溶解，产生___色气体，溶液逐渐变_____，集气瓶中充满了___色气体 实验结论 硝酸无论浓、稀都有_________，而且浓度越大，氧化性_____ 剧烈 红棕 深蓝色 无 缓慢 无 蓝色 无 强氧化性 越强 写出上述反应的化学方程式： _________________________________________， ___________________________________________。 ②与Fe、Al反应 常温下，浓硝酸可使铁、铝表面形成致密的氧化膜而_____，保护内部金属不再与酸反应，所以可以用_____容器或_____容器盛放浓硝酸。但加热时，铁、铝可以与浓硝酸反应。 Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 钝化 铁质 铝质 ③与非金属反应 写出碳与浓硝酸在加热时反应的化学方程式：____________________ ______________________。 3.应用 硝酸是一种重要的化工原料，常用来制造氮肥、燃料、塑料、炸药、硝酸盐等。硝酸在实验室里是一种重要的化学试剂。 C＋4HNO3(浓)　　　 CO2↑＋4NO2↑＋2H2O 正误判断 (1)稀硝酸可溶解Fe(OH)2生成Fe(NO3)2和水 (2)碳、铜与浓硝酸反应时，浓硝酸只表现强氧化性 (3)常温下，将铝片放入浓硝酸，无明显现象，是因为铝和浓硝酸不反应 (4)实验室可以用铜和稀硝酸制备少量的NO气体 (5)浓硝酸氧化性很强，常温下就可以和碳发生反应 × √ × × × 1.将稀硝酸和浓硝酸分别作用于紫色石蕊试液，现象是否相同？为什么？ 深度思考 提示　不相同，稀硝酸使紫色石蕊试液只变红不褪色，浓硝酸比稀硝酸氧化性更强，使紫色石蕊试液先变红后褪色。 深度思考 1.下列对于硝酸的认识不正确的是 A.浓硝酸和稀硝酸都具有氧化性 B.铜与硝酸的反应属于置换反应 C.金属与硝酸反应一定不产生氢气 D.常温下，可用铁质或铝质容器盛装浓硝酸 √ 应用体验 铜与硝酸反应生成Cu(NO3)2、氮氧化物和H2O，不属于置换反应。 2.下列反应中硝酸既表现出酸性又表现出氧化性的是 A.使紫色石蕊试液变红 B.与铜反应放出NO气体，生成Cu(NO3)2 C.与Na2CO3反应放出CO2气体，生成NaNO3 D.与S单质混合共热时生成H2SO4和NO2 √ 应用体验 A、C项反应中HNO3均表现出酸性； 在B、D项反应中HNO3中氮元素的化合价均降低，表现出氧化性，并且在B项中又有Cu(NO3)2和水生成，说明此反应中HNO3还表现出酸性。 3.某研究小组为了探究硝酸的性质，进行如下实验操作。 (1)从试剂柜中取一瓶浓硝酸，发现其保存在____色试剂瓶中，取少量浓硝酸于试管中，发现其溶液呈“黄色”，其原因是______________ ____________________________________________________________ ________________________(用化学方程式和适当文字描述)。 应用体验 棕 见光或受热易分解，4HNO3　　　　　4NO2↑＋O2↑＋2H2O，NO2溶于浓HNO3使溶液呈黄色 浓硝酸不稳定， 该研究小组尝试将显“黄色”的浓硝酸恢复到原本的无色。下列措施合理的是____(填字母)。 a.向浓硝酸中加水 b.向浓硝酸中通入适量空气 c.加热浓硝酸 d.向浓硝酸中加入适量的NaOH固体 应用体验 b (2)向浓硝酸中加入稍过量铜片，该小组同学发现，生成的气体开始呈红棕色后逐渐变浅，最终气体变为无色，试写出上述反应的化学方程式：________________________________________________________ _____________________________，在上述反应中，硝酸体现的性质为_____________。 应用体验 Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O、3Cu＋8HNO3(稀) ===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 氧化性和酸性 (3)当实验完毕，该小组同学向试管中滴入少量稀H2SO4，发现铜片又逐渐溶解，产生无色气体，试写出上述的离子方程式：____________ _____________________________。 (4)该小组同学向浓硝酸中加入少量碳粉，无明显现象，缓慢加热，发现碳粉逐渐溶解，产生红棕色气体，试写出上述反应的化学方程式：________________________________________，在该反应中硝酸体现的性质为_______。 应用体验 3Cu＋8H＋＋ 氧化性 归纳总结 (1)硝酸与金属反应不生成氢气。硝酸浓度不同，其还原产物不同，一般情况下，浓硝酸被还原为NO2，稀硝酸被还原为NO。 (2)硝酸能与大多数金属(金、铂等除外)反应，将金属氧化为高价态金属的硝酸盐。但在常温下，浓硝酸能使铁、铝钝化。 (3)热的浓硝酸可将非金属单质(碳、硫、磷等)氧化为最高价氧化物或最高价含氧酸。 (4)硝酸的强氧化性还表现在可以氧化具有还原性的化合物或离子，如SO2、FeO、Fe2＋、Br－、I－、S2－、　　等均能被硝酸氧化。 返回 守恒法突破硝酸与金属反应的相关计算 二 1.常用的计算方法(以Cu与硝酸反应为例) Cu＋HNO3―→Cu(NO3)2＋NO＋NO2＋H2O (1)原子守恒 氮原子守恒：n(HNO3)＝2n[Cu(NO3)2]＋n(NO)＋n(NO2)。 (2)电子守恒 铜失电子生成Cu2＋，HNO3中氮原子得电子生成NO2、NO，则有2n(Cu)＝n(NO2)＋3n(NO)。 (3)离子方程式计算 2.常见两种计算 (1)硝酸与铜反应 浓硝酸与足量的铜反应，开始浓硝酸被还原为NO2，随着反应的进行，浓硝酸变稀，稀硝酸被还原为NO，向反应后的溶液中加稀硫酸， 又被还原为NO。 (2)稀硝酸与铁反应(铁的常见价态：＋2、＋3) Fe(少量)＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O； 3Fe(过量)＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。 1.将19.2 g的铜屑投入400 mL浓度均为0.5 mol·L－1 HNO3和H2SO4的混合溶液中，溶液增加的质量为 A.4.5 g B.9.9 g C.13.2 g D.14.7 g √ 应用体验 2.将12.8 g铜完全溶于适量浓硝酸中，生成标准状况下的氮氧化物(仅含NO2和NO)共5.6 L。 (1)若用2 mol·L－1的NaOH溶液吸收气体，恰好反应生成了含NaNO2和NaNO3的混合液，实验测定其中含有NaNO3 0.05 mol。消耗NaOH溶液的体积为______mL。 应用体验 125 (2)为了使气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3，可同时加入双氧水。则至少需要34%的双氧水的质量为_____g。 应用体验 20 3.含1 mol HNO3的稀硝酸分别与不同质量的铁粉反应，所得氧化产物与铁粉物质的量的关系如图所示(已知稀硝酸的还原产物只有NO)，回答下列问题： 应用体验 (1)曲线a表示_____；曲线b表示_____(填“Fe2＋”或“Fe3＋”)。 Fe3＋ Fe2＋ 向稀硝酸中加入铁粉时，发生两个过程， 开始先生成Fe(NO3)3，反应的化学方程式 为Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋ 2H2O，Fe(NO3)3与过量的铁粉继续反应生 成Fe(NO3)2，反应的化学方程式为2Fe(NO3)3＋Fe===3Fe(NO3)2，因此曲线a表示Fe3＋，曲线b表示Fe2＋。 (2)P点时总反应的离子方程式可表示为_____ _______________________________________ ______。 应用体验 P点时铁离子与亚铁离子的物质的量相等，则根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒可知，总反应的离子方程式可表示为6Fe＋20H＋＋　 　　 ===3Fe2＋＋3Fe3＋＋5NO↑＋10H2O。 6Fe＋ 10H2O (3)n3∶n2＝______。 应用体验 5∶4 向稀硝酸中加入铁粉时，发生两个过程，开 始先生成Fe(NO3)3，反应的化学方程式为Fe ＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O， 根据硝酸的物质的量为1 mol，利用化学方 程式可计算出生成的Fe(NO3)3为0.25 mol，即n1＝0.25，由2Fe3＋＋Fe 返回 课时对点练 题组一　硝酸的性质 1.下列有关浓硝酸的说法不正确的是 A.实验室常用浓硝酸与金属锌反应制备氢气 B.常温下浓硝酸能使金属铝钝化 C.浓硝酸不稳定，见光易分解，需要避光保存 D.浓硝酸易挥发，打开瓶塞，瓶口有白雾产生 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 16 浓硝酸的氧化性很强，它跟金属发生反应，一般不生成氢气而生成二氧化氮，所以实验室中不能用浓硝酸与金属锌反应制备氢气，A项错误； 在常温下铁、铝遇浓硝酸钝化，B项正确； 浓硝酸不稳定，见光容易分解：4HNO3　　　4NO2↑＋O2↑＋2H2O，所以应避光保存，C项正确； 浓硝酸易挥发，打开瓶塞，瓶口有白雾产生，D项正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 16 2.(2022·吉林第三中学高一测试)在反应4HNO3(浓)＋C　　　CO2↑＋4NO2↑＋2H2O中，浓硝酸表现出的性质是 A.挥发性 B.酸性 C.氧化性 D.还原性 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 √ 浓硝酸与C反应，N元素化合价降低，表现氧化性；反应没有生成盐，不体现酸性；挥发性是物理性质，化学方程式中体现不出来，故选C。 16 3.下列说法正确的是 A.不用浓硝酸和铜屑反应制硝酸铜，说明浓硝酸具有挥发性 B.硝酸与金属反应时，主要是＋5价的氮元素得电子 C.在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，再加入Cu(NO3)2固体，铜粉仍不 　溶解 D.浓硝酸与浓盐酸按3∶1的体积比所得的混合物叫王水 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 √ 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 Cu＋4HNO3(浓)===2NO2↑＋Cu(NO3)2＋2H2O，铜和浓硝酸反应除了生成硝酸铜还生成二氧化氮，浓硝酸的利用率不高，与浓硝酸的挥发性无关，而制取硝酸铜通常利用稀硝酸与氧化铜反应，故A错误； 在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，再加入Cu(NO3)2固体，由于在酸溶液中硝酸根离子具有强氧化性，故此时铜粉溶解，故C错误； 王水中浓盐酸与浓硝酸的体积比是3∶1，故D错误。 16 4.为证明稀硝酸与铜反应产物中气体为NO，设计如图实验(实验过程中活塞2为打开状态)，下列说法不正确的是 A.关闭旋塞1，加入稀硝酸至液面a处 B.在装置左侧稍加热可以加快稀硝酸与铜的反应速率 C.通过关闭或开启旋塞1可以控制反应的进行 D.反应开始后，胶塞下方有无色气体生成，但不能证 　明该气体为NO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 √ 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 关闭旋塞1，将无法加液体到液面a处，A错误； 加热可以加快稀硝酸与铜的反应速率，B正确； 关闭旋塞1，生成的NO把稀硝酸压向右边，使铜丝与稀硝酸分离，C正确； 想证明该气体为NO，必须使NO与O2接触，生成红棕色的NO2，D正确。 16 题组二　硝酸的相关计算 5.0.5 mol铜和含1.0 mol HNO3的浓硝酸，充分反应后，生成NO2的量为 A.0.2 mol B.0.5 mol C.小于0.5 mol D.大于0.5 mol 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 √ 16 6.已知3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，则下列说法不正确的是 A.Cu作还原剂，HNO3作氧化剂 B.HNO3在该反应中只有部分表现出了氧化性 C.每生成22.4 L(标准状况)NO就有3 mol的电子转移 D.如果有8 mol HNO3被还原，则生成了2 mol NO √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 8 mol HNO3被还原，生成8 mol NO。 16 7.(2022·福州高一调研)铜与1 mol·L－1的硝酸反应；若c(H＋)下降0.4 mol· L－1，则c(　　)下降 A.0.1 mol·L－1 B.0.2 mol·L－1 C.0.3 mol·L－1 D.0.4 mol·L－1 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 16 8.将19.5 g锌粉与一定量的浓硝酸反应生成硝酸盐、水及气体，当锌粉完全反应时收集到11.2 L NO、NO2混合气(标准状况下)，则所消耗硝酸的物质的量是 A.1.2 mol B.1.1 mol C.0.9 mol D.0.8 mol √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 16 9.将2.64 g Mg、Cu组成的混合物投入适量稀硝酸中，固体完全溶解时收集到0.896 L(标准状况)还原产物NO气体，向反应后溶液中加入60 mL 2 mol·L－1NaOH溶液时金属离子恰好沉淀完全。则形成沉淀质量及硝酸的物质的量分别为 A.4.32 g　0.02 mol B.4.68 g　0.16 mol C.5.36 g　0.18 mol D.6.38 g　0.2 mol √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 硝酸被还原为NO气体且标准状况下体积为0.896 L，即物质的量为 　　　　 　＝0.04 mol，所以转移电子的物质的量为0.04 mol×(5－2) ＝0.12 mol；最后沉淀为Cu(OH)2、Mg(OH)2，金属提供的电子的物质的量等于氢氧根离子的物质的量，故最后沉淀质量等于2.64 g＋0.12 mol ×17 g·mol－1＝4.68 g；所用硝酸转化为NO和硝酸盐，根据氮原子守恒知，硝酸的物质的量为0.04 mol＋0.12 mol＝0.16 mol。 16 10.浅绿色的Fe(NO3)2溶液中逐渐加入少量稀盐酸时，溶液的颜色变化应该是 A.颜色变浅 B.变为红色 C.没有改变 D.变为黄色 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 向浅绿色的Fe(NO3)2溶液中逐滴加入稀盐酸时，发生反应的离子方程式为3Fe2＋＋　　＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O，三价铁离子为黄色。 综合强化 16 11.一定温度下，探究铜与稀HNO3的反应过程如图： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 下列说法正确的是 A.过程Ⅰ中生成无色气体是氢气 B.步骤Ⅲ反应速率比Ⅰ快的原因是NO2溶于水，使稀HNO3浓度增大 C.由实验现象可推测NO2对该反应具有催化作用 D.当活塞不再移动时，打开止水夹，滴加稀硫酸，铜不会继续溶解 √ 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、 一氧化氮和水，不能生成氢 气，A错误； 随着反应的进行，消耗硝酸， 反应后硝酸浓度比原硝酸浓度小，不会增大，B错误； 加入NO2后反应速率加快，说明NO2对该反应具有催化作用，C正确； 原溶液中含有硝酸根离子，加入硫酸后就加入了氢离子，相当于再次产生了硝酸，铜可以继续溶解，D错误。 16 12.向200 mL稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中缓慢加入铁粉，产生气体的体积随铁粉质量的变化如图所示(已知硝酸只被还原为NO气体)。下列说法正确的是 A.OA段产生的气体是氢气 B.AB段发生的反应为Fe3＋＋Fe===2Fe2＋ C.原混合溶液中　　的物质的量为0.2 mol D.原混合溶液中稀硫酸的物质的量浓度为 　1 mol·L－1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 √ 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 OA段发生反应Fe＋4H＋＋　　===Fe3＋＋2H2O＋NO↑，OA段产生的气体是NO，A错误； AB段发生反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，B错误； 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 16 13.将14 g铜银合金与足量的硝酸反应，放出的气体与标准状况下体积为1.12 L的O2混合后再通入水中，恰好全部吸收，则合金中铜的质量为 A.4.8 g B.3.2 g C.6.4 g D.10.8 g 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 √ 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 分析整个过程，金属提供的电子等于氧气获得的电子，标准状况下， n(O2)＝　　　　　＝0.05 mol，设Cu、Ag的物质的量分别为x、y，则 根据质量列方程：x×64 g·mol－1＋y×108 g·mol－1＝14 g，根据得失电子守恒列方程：2x＋y＝0.05 mol×4＝0.2 mol，解得x＝0.05 mol、y＝0.1 mol，m(Cu)＝0.05 mol×64 g·mol－1＝3.2 g。 16 14.用内置有螺旋状铜丝的胶头滴管小心吸取一滴管浓硝酸后迅速插入细口瓶中(如图)，滴管与瓶口接触处垫一小块滤纸使滴管与瓶口留少量空隙，依次观察到如下现象：①滴管内产生红棕色气体，液面下降；②滴管内的液面上升，气体变成无色；③滴管内的液面再次下降。下列说法不正确的是 A.现象①中产生的红棕色气体为NO2 B.产生现象②的原因是NO2与水反应 C.产生现象③的原因是铜与稀硝酸反应 D.最终瓶内溶液中的溶质一定只有Cu(NO3)2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 √ 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 铜和浓硝酸发生反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋ 2NO2↑＋2H2O，生成的二氧化氮为红棕色气体，A项 正确； 现象①中产生的二氧化氮能和水发生反应：3NO2＋H2O ===2HNO3＋NO，从方程式可知，3 mol红棕色的二氧化氮与水反应，生成1 mol无色的一氧化氮气体，气体的体积减小，滴管内的压强减小，所以滴管内的液面上升，气体变成无色，B项正确； 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 现象②中生成的稀硝酸与内置的螺旋状铜丝发生反应： 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，因 滴管内有气体生成，压强增大，所以滴管内的液面再 次下降，C项正确； 滴管与瓶口接触处垫一小块滤纸使滴管与瓶口留少量空隙，现象③中生成的一氧化氮气体与氧气、水反应生成硝酸，硝酸继续与铜反应，最终可能有硝酸剩余，所以最终瓶内溶液中的溶质有Cu(NO3)2，也可能有硝酸，D项错误。 16 15.某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按如图装置进行实验(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、3 mol·L－1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＋2NaOH=== NaNO3＋NaNO2＋H2O。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 16 (1)实验应避免有害气体排放到空气中，装置③、④、⑥中盛放的药品依次是___________________ _____________________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 装置⑥的作用是吸收尾气，则装置④内溶液可氧化NO为NO2，装置④中为浓硝酸，NO2尾气用装置⑥中的NaOH溶液吸收。装置③中装有 3 mol·L－1稀硝酸，不能氧化NO，在装置⑤中用排水法收集NO。 3 mol·L－1稀硝酸、 浓硝酸、氢氧化钠溶液 16 (2)装置①中发生反应的化学方程式是_________________________ ________________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 4HNO3(浓)＋Cu===Cu(NO3)2 ＋2NO2↑＋2H2O (3)装置②的作用是_____________ _____，发生反应的化学方程式是__________________________。 将NO2转化为 NO 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 16 (4)该小组得出的结论所依据的实验现象是_____________________ ____________________________________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 NO通过稀硝酸，若无红棕色气体产生，装置③液面上方气体仍为无色，则说明稀硝酸不能氧化NO。NO通过浓硝酸，若浓硝酸能氧化NO，则装置④中液面上方会产生红棕色气体。 装置③液面上方气体仍 为无色，装置④液面上方气体为红棕色 16 (5)实验结束后，同学们发现装置①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________(填字母)。 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.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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 ACD 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 要证明是Cu(NO3)2浓度过高或是溶解了NO2导致装置①中溶液呈绿色，一是可设计将溶解的NO2赶走(A、C方案)再观察颜色变化，二是增大溶液中NO2浓度(D方案)，通过观察颜色变化可以判断。 16 16.某校课外活动小组为了探究 铜与稀硝酸反应产生的气体主 要是NO而设计了下列实验，装 置如图所示(加热装置和固定装 置均已略去)。图中K为止水夹 (处于关闭状态)，F是含一半空气的注射器。请回答有关问题： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 (1)设计装置A的目的是___________________________________________ _______________________。 产生CO2，赶走装置中的空气，防止因NO与O2 反应生成NO2而产生干扰 16 (2)在完成(1)中的“操作”后， 将装置B中铜丝插入稀硝酸并 微热，观察到装置B中的现象 是_______________________ _________________________ _____；B中发生反应的离子方程式为______________________________ ______________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 Cu丝表面产生气泡，稀硝 酸液面上方仍为无色，溶液 变蓝 2NO↑＋4H2O 16 (3)装置E和F的作用是_____ __________；为实现此作用， 其操作方法是____________ ________________________ ______________________。 (4)装置D的作用是____________________________________________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 验证 NO的生成　 吸收多余的氮氧化物，防止污染空气；防止倒吸 将注射器中的 空气推入E中，若气体变为 红棕色则说明生成了NO 返回 16 4HNO34NO2↑ 2.某溶液中可能含有下列离子：(1)H＋、Fe2＋、Cl－、NO；(2)Na＋、OH－、NO、S2－；(3)H＋、NO、I－、SO。上述离子能否大量共存？说明原因。 提示　(1)(3)组离子不能大量共存，因为酸性条件下，NO具有强氧化性，可以氧化Fe2＋、I－。 (2)组离子能大量共存，碱性条件下，NO没有强氧化性，4种离子间无反应。 2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O SO 金属与硫酸、硝酸混合酸反应时，由于硝酸中NO在硫酸提供H＋的作用下继续与金属反应，应依据离子方程式计算，即3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。 NO ①≥4，产物为Fe(NO3)3； ②≤，产物为Fe(NO3)2； ③<<4，产物为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2。 根据3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O可知，硫酸只提供H＋，n(H＋)＝0.6 mol、n(Cu)＝0.3 mol、n(NO)＝0.2 mol，则H＋不足，故根据H＋的物质的量计算可得溶液质量增加量为×64 g·mol－1－×30 g·mol－1＝9.9 g，B正确。 恰好反应生成NaNO2和NaNO3，根据钠元素和氮元素守恒有：n(NaOH)＝n(NaNO2)＋n(NaNO3)＝n(NO2)＋n(NO)＝＝0.25 mol，消耗NaOH溶液的体积为＝0.125 L＝125 mL。 n(NaNO2)＝0.25 mol－0.05 mol＝0.2 mol，根据得失电子守恒可知，需要双氧水的物质的量为＝0.2 mol，则m(H2O2)＝0.2 mol ×34 g·mol－1＝6.8 g，需要34%的双氧水的质量为＝20 g。 20H＋＋5NO===3Fe2＋＋3Fe3＋＋5NO↑＋ 5NO ===3Fe2＋知，n3＝0.25 mol×＝0.375 mol，根据6Fe＋20H＋＋5NO=== 3Fe2＋＋3Fe3＋＋5NO↑＋10H2O可知n2＝0.3 mol，则n3∶n2＝5∶4。 NO 1 mol·L－1的硝酸为稀硝酸，铜和稀硝酸反应的离子方程式为3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，由离子方程式可知，溶液中H＋浓度变化为NO浓度变化量的4倍，所以若c(H＋)下降0.4 mol·L－1，则c(NO)下降0.1 mol·L－1。 锌和浓硝酸反应生成NO2，而与稀硝酸反应时则生成NO，标准状况下，n(NO2)＋n(NO)＝＝0.5 mol，即被还原的硝酸的物质的量为0.5 mol，n(Zn)＝＝0.3 mol，则生成的n[Zn(NO3)2]＝0.3 mol，可知表现酸性的硝酸的物质的量为0.3 mol×2＝0.6 mol，则参加反应的硝酸的物质的量为0.5 mol＋0.6 mol＝1.1 mol。 NO NO OA段消耗Fe的物质的量为＝0.2 mol，所以原混合溶液中NO的物质的量为0.2 mol，C正确； NO 加入22.4 g 铁粉后，溶液中的溶质完全是FeSO4，根据S元素守恒，原混合溶液中H2SO4的物质的量浓度为＝2.0 mol·L－1，D错误。 3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋ $$