专题7 第2单元 第2课时 硝酸-（课件PPT+Word教案）【步步高】2024-2025学年高一化学必修第二册教师用书（苏教版2019）

第2课时　硝酸 ［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.掌握硝酸与金属反应的特点以及守恒思想在有关计算中的应用。 一、硝酸 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1.硝酸的物理性质 颜色 状态 气味 密度 特性 无色 液体 刺激性气味 ρ(HNO3)>ρ(H2O) 易挥发 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：H++OH-===H2O。 ②硝酸和氧化钠反应：2H++Na2O===2Na++H2O。 ③硝酸和碳酸钙反应：2H++CaCO3===Ca2++CO2↑+H2O。 (2)不稳定性 见光或受热易分解，化学方程式为4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O。 长期存放的浓硝酸略显黄色是因为其分解生成的NO2溶于硝酸中，实验室常将浓硝酸保存在棕色试剂瓶中，并密封贮存在低温、避光处。 (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剧烈，铜片逐渐溶解，产生红棕色气体，溶液逐渐变绿色；集气瓶中充满体积的无色气体 b.稀硝酸与铜片反应比较缓慢，铜片逐渐溶解，产生无色气体，溶液逐渐变蓝色，集气瓶中充满了无色气体 实验结论 硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大，氧化性越强 写出上述反应的化学方程式： Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O， 3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。 思考1　浓硝酸、稀硝酸与铜反应产物分别是NO2、NO，反应中稀硝酸化合价降低的较多，说明稀硝酸的氧化性比浓硝酸强，是否正确？ 提示　不正确。浓硝酸的氧化性比稀硝酸强，与铜反应时浓硝酸反应更剧烈。 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钝化，保护内部金属不再与酸反应，所以可以用铁质或铝质容器盛放浓硝酸。但加热时，铁、铝可以与浓硝酸反应。 思考2　铁在常温下可以和稀硝酸反应，预测铁与稀硝酸反应的产物，试写出化学方程式。 提示　硝酸与变价金属(如Fe)反应，根据金属量的多少分别得到高价、低价或两种价态共存的混合物。 Fe(少量)+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O；3Fe(过量)+8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O。 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：C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O。 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。 1.判断正误 (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(　　) (6)SO2通入BaCl2溶液和Ba(NO3)2溶液中均不会产生沉淀(　　) (7)浓硫酸、浓盐酸和浓硝酸露置在空气中，容器中酸液的质量都增大，浓度都变大(　　) (8)某溶液中可能含有下列离子：①H+、Fe2+、Cl-、N；②Na+、OH-、N、；③H+、N、I-、S。上述三组离子均能大量共存(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)× 　(7)×　 (8)× 2.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 答案　B 解析　铜与硝酸反应生成Cu(NO3)2、氮氧化物和H2O，不属于置换反应。 3.下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是(　　) 选项 实验操作 现象 解释或结论 ① 将过量的Fe粉加入稀HNO3中，充分反应后，滴入KSCN溶液 溶液呈红色 稀HNO3将Fe氧化为Fe3+ ② 浓HNO3久置或光照 变黄色 HNO3不稳定易分解 ③ 铝箔插入稀HNO3中 无现象 铝箔表面被氧化，形成致密的氧化膜 ④ 用玻璃棒蘸取浓HNO3点到蓝色石蕊试纸上 试纸先 变红色 后褪色 浓HNO3具有酸性和强氧化性 A.①② B.③④ C.②③④ D.②④ 答案 　D 解析 　过量的铁粉加入稀HNO3生成Fe2+，加入KSCN溶液时颜色不变，故①错；浓HNO3久置变黄是因为HNO3分解产生的NO2溶于HNO3所致，故②正确；铝箔遇浓HNO3钝化，稀HNO3会使铝箔溶解，故③错；浓硝酸具有酸性和强氧化性，可使蓝色石蕊试纸先变红色后褪色，故④正确。 4.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)。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 (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　　　　。  (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　　　　　　　　　　。  答案　(1)棕　浓硝酸不稳定，见光或受热易分解：4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O，NO2溶于浓HNO3使溶液呈黄色　b (2)Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O、3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O　氧化性和酸性 (3)3Cu+8H++2N===3Cu2++2NO↑+4H2O (4)C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O　氧化性 (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-、S等均能被硝酸氧化。 二、守恒法突破硝酸与金属反应的相关计算 1.常用的计算方法(以Cu与硝酸反应为例) Cu+HNO3Cu(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 金属与硫酸、硝酸混合酸反应时，由于硝酸中N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++2N===3Cu2++2NO↑+4H2O。 2.常见的两种计算 (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，N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≥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。 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 答案　B 解析　根据3Cu+8H++2N===3Cu2++2NO↑+4H2O可知，硫酸只提供H+，n(H+)=0.6 mol、n(Cu)=0.3 mol、n(N)=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。 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。  (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。  答案　(1)125　(2)20 解析　(1)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。 (2)n(NaNO2)=0.25 mol-0.05 mol=0.2 mol，根据得失电子守恒可知，需要H2O2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。 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： (1)曲线a表示　　　　　；曲线b表示　　　(填“Fe2+”或“Fe3+”)。  (2)P点时总反应的离子方程式可表示为　　　　　  　　　　　。  (3)n3∶n2=　　　　。  答案　(1)Fe3+　Fe2+　(2)6Fe+20H++5N===3Fe2++3Fe3++5NO↑+10H2O　(3)5∶4 解析　(1)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++5N===3Fe2++3Fe3++5NO↑+10H2O。 (3)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===3Fe2+知，n3=0.25×=0.375，根据6Fe+20H++5N===3Fe2++3Fe3++5NO↑+10H2O可知n2=0.3，则n3∶n2=5∶4。 　　　　 课时对点练　［分值：100分］ (选择题1~13题，每小题6分，共78分) 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 答案　A 解析　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：4HNO34NO2↑+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。 2.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 答案　B 解析　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。 3.(2023·广州第七中学高一期中)实验室利用难挥发性酸制备易挥发性酸的原理，用浓硫酸与硝石(NaNO3)反应制备HNO3反应装置如图，下列说法不正确的是(　　) A.曲颈甑的长颈起到冷凝的作用 B.反应温度如果过高，制得的硝酸可能会呈现黄色 C.化学方程式为NaNO3+H2SO4(浓)NaHSO4+HNO3↑ D.可从实验室中选用无色透明洁净的试剂瓶盛装制得的硝酸 答案　D 解析　曲颈甑的长颈将挥发出的硝酸冷凝，故A正确；浓硝酸受热易分解，分解生成的二氧化氮溶解在硝酸中使其呈现黄色，故B正确；硝酸钠和浓硫酸反应可以生成硝酸和硫酸氢钠，化学方程式为NaNO3+H2SO4(浓)NaHSO4+HNO3↑，故C正确；硝酸见光易分解，应避光保存，放在棕色试剂瓶中，故D错误。 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.关闭活塞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.通过关闭或开启活塞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，打开活塞1，漏斗中有红棕色气体生成，证明该无色气体为NO 答案　A 解析　关闭活塞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；关闭活塞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。 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 答案　C 6.铜与1 mol·L-1的硝酸反应；若c(H+)下降0.4 mol·L-1，则c(N)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 答案　A 解析　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+2N+8H+===3Cu2++2NO↑+4H2O，由离子方程式可知，溶液中H+浓度变化为N浓度变化量的4倍，所以若c(H+)下降0.4 mol·L-1，则c(N)下降0.1 mol·L-1。 7.将一定量的铁粉加入一定浓度的稀硝酸中，金属恰好完全溶解，反应后溶液中存在：c(Fe2+)∶c(Fe3+)=3∶2，则参加反应的Fe和HNO3的物质的量之比为(　　) A.1∶1　　　　　B.5∶16　　　　　　　　C.2∶3　　　　　　　D.3∶2 答案 　B 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 答案　B 解析　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。 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 答案　B 解析　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。 10.一定温度下，探究铜与稀HNO3的反应过程如图： 下列说法正确的是(　　) A.过程Ⅰ中生成的无色气体是氢气 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 答案　C 解析　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。 11.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N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 答案　C 解析　OA段发生反应Fe+4H++N===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；OA段消耗Fe的物质的量为=0.2 mol，所以原混合溶液中N的物质的量为0.2 mol，C正确；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。 12.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 答案　B 解析　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。 13.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 答案　D 解析　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；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)===+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，也可能有硝酸，D项错误。 14.(10分)某化学学习小组采用下列装置，对浓硝酸与木炭的反应进行探究(已知4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O)。 (1)检查装置气密性后，将燃烧匙中的木炭在酒精灯上加热至红热状态，立即伸入三颈瓶中，并塞紧瓶塞，滴加浓硝酸，可观察到三颈瓶中气体的颜色为　　　　，产生该气体的化学方程式是　　　　　　　　。  (2)装置C中盛有足量Ba(OH)2溶液，反应一段时间后可观察到C中出现白色沉淀，该白色沉淀为　　　　　　　　(写化学式)。  (3)装置B的作用是　　　　。  (4)装置D中收集到了无色气体，部分同学认为是NO，还有部分同学认为是O2。 ①下列对该气体的检验方法合理的是　　　　(填字母)。  A.将润湿的蓝色石蕊试纸伸入集气瓶内，观察试纸是否变红 B.将带火星的木条伸入集气瓶中，观察木条是否复燃 ②如果集气瓶中收集到的无色气体是氧气，则氧气的来源是　　　　。  答案　(1)红棕色　C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O　(2)BaCO3　(3)防倒吸　(4)①B　②浓硝酸的分解 解析　(1)装置A中浓硝酸与木炭反应生成NO2、CO2、H2O，由于NO2为红棕色气体，故三颈瓶中气体的颜色为红棕色。(2)将NO2、CO2通入Ba(OH)2溶液中分别生成Ba(NO3)2和BaCO3，由于Ba(OH)2溶液足量，故溶液为碱性环境，BaCO3不溶解，以沉淀形式析出。(3)装置B可以防止装置C中酸性气体因溶解速率太快而出现倒吸。(4)①NO和O2均不具有酸性，A错误；O2能使带火星的木条复燃，而NO不能，B正确。②装置A中除木炭与浓硝酸发生反应外，还可能发生浓硝酸的分解反应。 15.(12分)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)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　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)装置①中发生反应的化学方程式是　　　　　　　　。  (3)装置②的作用是　　　　　　　　　　　，发生反应的化学方程式是　　　　。  (4)该小组得出的结论所依据的实验现象是　　　　　　　　。  (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 答案　(1)3 mol·L-1稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液(2)4HNO3(浓)+Cu===Cu+2NO2↑+2H2O　(3)将NO2转化为NO　3NO2+H2O===2HNO3+NO　(4)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　(5)ACD 解析　(1)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。(4)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。(5)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。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第2课时 专题7　第二单元 <<< 硝酸 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.掌握硝酸与金属反应的特点以及守恒思想在有关计算中的应用。 核心素养 发展目标 2 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 3 硝酸 > < 一 1.硝酸的物理性质 一、硝酸 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 。 长期存放的浓硝酸略显 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。 4HNO3 4NO2↑+O2↑+2H2O NO2 黄 棕色 低温 避光 (3)强氧化性 ①和金属Cu反应的实验探究 (2)常见的放热反应和吸热反应 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，溶液逐渐变绿色；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 色，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 无 缓慢 无 蓝 无 强氧化性 越强 写出上述反应的化学方程式： ， 。 Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 思考1　浓硝酸、稀硝酸与铜反应产物分别是NO2、NO，反应中稀硝酸化合价降低的较多，说明稀硝酸的氧化性比浓硝酸强，是否正确？ 提示　不正确。浓硝酸的氧化性比稀硝酸强，与铜反应时浓硝酸反应更剧烈。 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 或 容器盛放浓硝酸。但加热时，铁、铝可以与浓硝酸反应。 钝化 铁质 铝质 思考2　铁在常温下可以和稀硝酸反应，预测铁与稀硝酸反应的产物，试写出化学方程式。 提示　硝酸与变价金属(如Fe)反应，根据金属量的多少分别得到高价、低价或两种价态共存的混合物。 Fe(少量)+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O； 3Fe(过量)+8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O。 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 1.判断正误 (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 (6)SO2通入BaCl2溶液和Ba(NO3)2溶液中均不会产生沉淀 应用体验 × × × × √ × (7)浓硫酸、浓盐酸和浓硝酸露置在空气中，容器中酸液的质量都增大，浓度都变大 (8)某溶液中可能含有下列离子：①H+、Fe2+、Cl-、N；②Na+、OH-、N、；③H+、N、I-、S。上述三组离子均能大量共存 应用体验 × × 2.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。 √ 3.下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是 应用体验 A.①② B.③④ C.②③④ D.②④ 选项 实验操作 现象 解释或结论 ① 将过量的Fe粉加入稀HNO3中，充分反应后，滴入KSCN溶液 溶液呈红色 稀HNO3将Fe氧化为Fe3+ ② 浓HNO3久置或光照 变黄色 HNO3不稳定易分解 ③ 铝箔插入稀HNO3中 无现象 铝箔表面被氧化，形成致密的氧化膜 ④ 用玻璃棒蘸取浓HNO3点到蓝色石蕊试纸上 试纸先变红色后褪色 浓HNO3具有酸性和强氧化性 √ 应用体验 过量的铁粉加入稀HNO3生成Fe2+，加入KSCN溶液时颜色不变，故①错； 浓HNO3久置变黄是因为HNO3分解产生的NO2溶于HNO3所致，故②正确； 铝箔遇浓HNO3钝化，稀HNO3会使铝箔溶解，故③错； 浓硝酸具有酸性和强氧化性，可使蓝色石蕊试纸先变红色后褪色，故④正确。 4.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)。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 棕 浓硝酸不稳定，见光或受热易分解： 4HNO3 4NO2↑+O2↑+2H2O，NO2溶于浓HNO3使溶液呈黄色 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↑+2H2O3Cu+8HNO3(稀)=== 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 氧化 性和酸性 应用体验 (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：_____________　　　　　 　　　　　　　　　　　。  3Cu+8H++2N ===3Cu2++2NO↑+4H2O (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 C+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O 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。 归纳总结 (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-、S等均能被硝酸氧化。 返回 > < 二 守恒法突破硝酸与金属反应的相关计算 1.常用的计算方法(以Cu与硝酸反应为例) Cu+HNO3Cu(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)。 二、守恒法突破硝酸与金属反应的相关计算 (3)离子方程式计算 金属与硫酸、硝酸混合酸反应时，由于硝酸中N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++2N===3Cu2++2NO↑+4H2O。 2.常见的两种计算 (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，N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≥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。 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 √ 应用体验 根据3Cu+8H++2N===3Cu2++2NO↑+4H2O可知，硫酸只提供H+，n(H+)=0.6 mol、n(Cu)=0.3 mol、n(N)=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。 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 应用体验 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。 (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 n(NaNO2)=0.25 mol-0.05 mol=0.2 mol，根据得失电子守恒可知，需要H2O2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。 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+ 应用体验 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 6Fe+ 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++5N ===3Fe2++3Fe3++5NO↑+10H2O。 20H++5N===3Fe2++3Fe3++5NO↑+10H2O (3)n3∶n2=　　　。  应用体验 5∶4 应用体验 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===3Fe2+知，n3=0.25×=0.375，根据6Fe+20H++5N=== 3Fe2++3Fe3++5NO↑+10H2O可知n2=0.3，则n3∶n2=5∶4。 思维建模 返回 课时对点练 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 A B D A C A B B 题号 9 10 11 12 13 答案 B C C B D 对一对 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 (1)红棕色　C+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O (2)BaCO3　(3)防倒吸　(4)①B　②浓硝酸的分解 14. 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 (1)3 mol·L-1稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液 (2)4HNO3(浓)+Cu===Cu+2NO2↑+2H2O　(3)将NO2转化为NO　3NO2+H2O===2HNO3+NO　 (4)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　 (5)ACD 15. 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 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 √ 答案 对点训练 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 答案 对点训练 2.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 √ 答案 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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答案 对点训练 3.(2023·广州第七中学高一期中)实验室利用难挥发性酸制备易挥发性酸的原理，用浓硫酸与硝石(NaNO3)反应制备HNO3反应装置如图，下列说法不正确的是 A.曲颈甑的长颈起到冷凝的作用 B.反应温度如果过高，制得的硝酸可能会呈现黄色 C.化学方程式为NaNO3+H2SO4(浓) NaHSO4+HNO3↑ D.可从实验室中选用无色透明洁净的试剂瓶盛装制得的硝酸 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 答案 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 曲颈甑的长颈将挥发出的硝酸冷凝，故A正确； 浓硝酸受热易分解，分解生成的二氧化氮溶解在硝酸中使其呈现黄色，故B正确； 硝酸钠和浓硫酸反应可以生成硝酸和硫酸氢钠，化学方程式为NaNO3+H2SO4(浓) NaHSO4+HNO3↑，故C正确； 硝酸见光易分解，应避光保存，放在棕色试剂瓶中，故D错误。 答案 对点训练 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.关闭活塞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.通过关闭或开启活塞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，打开活塞1，漏斗中有红棕 色气体生成，证明该无色气体为NO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 答案 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 关闭活塞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； 关闭活塞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。 答案 对点训练 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 √ 答案 对点训练 6.铜与1 mol·L-1的硝酸反应；若c(H+)下降0.4 mol·L-1，则c(N)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 √ 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+2N +8H+===3Cu2++2NO↑+4H2O，由离子方程式可知，溶液中H+浓度变化为N浓度变化量的4倍，所以若c(H+)下降0.4 mol·L-1，则c(N)下降0.1 mol·L-1。 答案 对点训练 7.将一定量的铁粉加入一定浓度的稀硝酸中，金属恰好完全溶解，反应后溶液中存在：c(Fe2+)∶c(Fe3+)=3∶2，则参加反应的Fe和HNO3的物质的量之比为 A.1∶1　　　　B.5∶16　　　　C.2∶3　　　　D.3∶2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 答案 对点训练 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 √ 答案 对点训练 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 √ 答案 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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答案 对点训练 10.一定温度下，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 下列说法正确的是 A.过程Ⅰ中生成的无色气体是氢气 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 √ 答案 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 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。 答案 综合强化 11.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N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 √ 答案 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 OA段发生反应Fe+4H++N===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； OA段消耗Fe的物质的量为=0.2 mol，所以原混合溶液中N的物质的量为0.2 mol，C正确； 答案 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 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。 答案 综合强化 12.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 √ 答案 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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答案 综合强化 13.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 √ 答案 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 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； 答案 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 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)===+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，也可能有硝酸，D项错误。 答案 综合强化 14.某化学学习小组采用下列装置，对浓硝酸与木炭的反应进行探究(已知4HNO3 4NO2↑+O2↑+2H2O)。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 (1)检查装置气密性后，将燃烧匙中的木炭在酒精灯上加热至红热状态，立即伸入三颈瓶中，并塞紧瓶塞，滴加浓硝酸，可观察到三颈瓶中气体的颜色为　　　　，产生该气体的化学方程式是_____________________ ______________________。  红棕色 C+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O 答案 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 装置A中浓硝酸与木炭反应生成NO2、CO2、H2O，由于NO2为红棕色气体，故三颈瓶中气体的颜色为红棕色。 答案 综合强化 (2)装置C中盛有足量Ba(OH)2溶液，反应一段时间后可观察到C中出现白色沉淀，该白色沉淀为　　 　(写化学式)。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 BaCO3 将NO2、CO2通入Ba(OH)2溶液中分别生成Ba(NO3)2和BaCO3，由于Ba(OH)2溶液足量，故溶液为碱性环境，BaCO3不溶解，以沉淀形式析出。 答案 综合强化 (3)装置B的作用是　　　　。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 防倒吸 装置B可以防止装置C中酸性气体因溶解速率太快而出现倒吸。 答案 综合强化 (4)装置D中收集到了无色气体，部分同 学认为是NO，还有部分同学认为是O2。 ①下列对该气体的检验方法合理的是 　 (填字母)。  A.将润湿的蓝色石蕊试纸伸入集气瓶内，观察试纸是否变红 B.将带火星的木条伸入集气瓶中，观察木条是否复燃 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 B NO和O2均不具有酸性，A错误； O2能使带火星的木条复燃，而NO不能，B正确。 答案 综合强化 ②如果集气瓶中收集到的无色气体是氧气，则氧气的来源是_____________。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 浓硝酸的分解 装置A中除木炭与浓硝酸发生反应外，还可能发生浓硝酸的分解反应。 答案 综合强化 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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 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。 答案 综合强化 (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 3 mol·L-1稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液 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。 答案 综合强化 (2)装置①中发生反应的化学方程式是 ________________________________ ______。  (3)装置②的作用是　　　　　　　　， 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 4HNO3(浓)+Cu===Cu+2NO2↑ +2H2O 将NO2转化为NO 发生反应的化学方程式是　　　　　　　　　　 　。  (4)该小组得出的结论所依据的实验现象是__________________________ ____________________________。  3NO2+H2O===2HNO3+NO 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 答案 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 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。 答案 综合强化 (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 ACD 答案 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 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。 返回 答案 综合强化 本课结束 专题7　第二单元 <<< $$