第3节 氮的循环 第3课时（导学案）化学鲁科版2019必修第一册

第三节 氮的循环 第3课时 硝酸的性质及人类活动对氮循环和环境的影响 一、知识目标 1.了解硝酸的物理性质，掌握硝酸的不稳定性、强氧化性等化学性质。 2.理解硝酸与金属、非金属反应的规律和特点，能正确书写相关化学方程式。 3.解人类活动对氮循环和环境的影响，掌握酸雨的形成、危害及防治措施。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：通过观察硝酸的物理性质和化学反应现象，从微观角度理解硝酸的强氧化性本质。 2.证据推理与模型认知：通过对硝酸性质实验的分析和推理，建立硝酸性质的认知模型，理解硝酸与不同物质反应的规律。 3.科学探究与创新意识：通过对硝酸性质的实验探究，培养学生的实验操作能力和创新思维，提高学生解决实际问题的能力。 一、学习重点 1.硝酸的强氧化性。 2.人类活动对氮循环和环境的影响。 二、学习难点 1.硝酸与金属反应的规律及实质。 2. 酸雨的形成机制及防治措施。 一、硝酸的性质 1．物理性质 硝酸是 、 、 气味的液体。 2．化学性质 (1)不稳定性 反应：4HNO32H2O＋4NO2↑＋O2↑。 (2)强氧化性 硝酸无论浓、稀都具有 ，而且浓度越大，氧化性 。 ①与金属反应 稀硝酸与铜反应的化学方程式：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O； 浓硝酸与铜反应的化学方程式：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。 ②与非金属反应 浓硝酸与C反应的化学方程式：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。 ③与还原性化合物反应 硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋等还原性物质。 稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式：3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。 二、人类活动对氮循环和环境的影响 光化学烟雾是指汽车尾气中的 与 经紫外线照射发生反应形成的一种有毒的烟雾。光化学烟雾具有 ,会刺激眼睛,伤害植物,并使大气 也是形成雾霾的元凶之一。大气中的氮氧化物主要来源于 、 和植物体的焚烧,以及 和 中含氮化合物的转化。  一、硝酸的性质 活动一：硝酸的物理性质 问题思考1：阅读教材相关内容，思考常用浓硝酸的质量分数范围是多少，质量分数 95%以上的浓硝酸有什么特殊名称？ 问题思考2：这里的“雾”是怎么形成的呢？ 问题思考3：用硝酸钠固体和浓硫酸可以制取吗？请结合实验室制HCl的原理参考，反应方程式为：。 活动二：硝酸的不稳定性 问题思考：结合教材内容思考：①浓硝酸通常保存在棕色试剂瓶中，这是为什么？②久置的浓硝酸为什么呈黄色？③从化合价升降的角度预测另一种产物是什么？ 活动三：预测硝酸的化学性质 问题思考：从物质类别和氮元素的化合价两个角度，预测硝酸的化学性质。 活动四：硝酸表现的酸的通性 问题思考1：酸的通性有哪些方面？ 问题思考2：硝酸与金属反应是生成吗？ 活动五：硝酸的强氧化性——与Cu的反应 问题思考1：铜与浓硝酸反应的现象是什么，有什么结论？ 反应生成，化学方程式为。 问题思考2：铜与稀硝酸反应的现象是什么，有什么结论？ 问题思考3：足量的中加入少量的浓硝酸，可能会发生什么反应？ 问题思考4：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? 活动六：硝酸的强氧化性——与Fe的反应 问题思考1：铁与稀硝酸和浓硝酸反应的现象分别是什么？有什么结论？ 问题思考2：向稀硝酸中加入过量铁片会发生什么反应？ 活动七：硝酸与金属的反应规律 问题思考：结合前面所学的铜、铁与浓、稀硝酸的反应，归纳总结硝酸与金属反应的规律。 活动八：硝酸的强氧化性——与非金属的反应 问题思考：结合教材内容，请同学们观察红热的木炭在浓硝酸中燃烧的实验现象，并思考反应的化学方程式。 活动九：硝酸与浓硫酸的比较 问题思考：填写以下浓硫酸与硝酸的比较的表格： 比较项目 浓硫酸 硝酸 稳定性 酸的通性 与反应 钝化现象 与反应 吸水性 脱水性 二、人类活动对氮循环和环境的影响 活动一：氮氧化物的产生及对环境的影响 问题思考：阅读教材中关于人类活动产生氮氧化物以及其对环境影响的内容，思考氮氧化物能造成哪些环境问题？ 活动二：酸雨的危害及防治 问题思考1：阅读教材中关于酸雨的内容，回答以下问题：酸雨的定义是什么？酸雨是如何形成的？ 问题思考2：酸雨有哪些危害？又该如何防治？ 1.硝酸工业生产的流程 2.金属与硝酸反应的计算过程 3.金属与硝酸反应的计算方法 （1）电子守恒法：金属失电子数＝n(NO2)＋ n(NO)。 （2）原子守恒法：n(HNO3)＝xn[M(NO3)x]＋n(NO2)＋n(NO)(x代表金属元素的化合价)。 若向反应后溶液中加入NaOH溶液恰好使Mx＋沉淀完全，此时溶质为NaNO3，则存在： 。 （3）电荷守恒法：HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH－)有 。起酸性作用的HNO3的物质的量是金属的物质的量和金属所带电荷数的乘积，可表示为 (Mn＋代表金属离子)。 （4）离子方程式计算法：金属与硫酸、硝酸的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO在 提供H＋的条件下能继续与金属反应，故此类题目应用离子方程式来计算3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H＋或NO进行相关计算，且要符合 守恒。 1.关于硝酸的说法中正确的是（ ） A. 硝酸电离出的H⁺，能被Zn还原成H₂ B. 常温下，向浓HNO₃中投入Fe片，会产生大量的红棕色气体 C. 王水是浓硝酸和浓盐酸体积比为3∶1的混合物，能溶解金和铂 D. 浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂 2.已知：2Fe + 3Br₂ = 2FeBr₃，2Fe³⁺ + 2I⁻ = 2Fe²⁺ + I₂，3Fe²⁺ + NO₃⁻ + 4H⁺ = 3Fe³⁺ + NO↑ + 2H₂O，现将Fe(NO₃)₂溶液分别滴入到以下溶液中：①H₂SO₄；②HNO₃；③溴水；④碘水。其中能使Fe²⁺转变成Fe³⁺的是（ ） A. 只有②③ B. ①②③ C. ②③④ D. 全部 3.将1.92 g铜粉与一定量的浓硝酸反应，当铜粉完全反应时收集到气体1.12 L(标准状况下)。则所消耗硝酸的物质的量是( ) A. 0.12 mol B. 0.11 mol C. 0.09 mol D. 0.08 mol 考点1 硝酸的性质 1.硝酸被称为“国防工业之母”，是因为它是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸性质对应不准确的一组是(　　) A．硝酸能与FeO反应——酸性和氧化性 B．不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性 C．要用棕色试剂瓶盛装浓硝酸——不稳定性 D．能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去——强氧化性 2.某同学做“FeSO4被HNO3氧化”的实验，发现溶液变为深棕色。猜想可能是生成的NO2或NO与Fe2＋或Fe3＋反应，使溶液变为深棕色，设计下列装置探究。下列说法错误的是(　　) A．先检查装置气密性，加入药品后，关闭c，打开a和b，再通入一段时间N2 B．关闭a、c，打开b及分液漏斗活塞，反应后丙中溶液变为深棕色，丁中溶液无明显变化，证明NO与Fe2＋反应 C．甲中反应一段时间后，更新丙、丁中试剂，关闭a和b，打开c，反应后丙中溶液变为深棕色，丁中溶液无明显变化，证明NO2也可与Fe2＋反应 D．该实验的缺陷是缺少尾气处理装置 考点2 硝酸与金属的反应 3.用如图所示装置进行实验，探究硝酸与铁反应的产物。 主要实验操作 实验现象 打开弹簧夹，通入一段时间CO2后，滴入浓硝酸后无明显现象，加热三颈烧瓶，反应开始后停止加热 ①A 中有红棕色气体产生，一段时间后，气体颜色逐渐变浅；反应停止后，A 中无固体剩余； ②B 中溶液变棕色 取少量A 中溶液，加几滴氯水，再滴入硫氰酸钾溶液 ③溶液变为红色 取少量 B 中溶液，加热 ④B中棕色溶液变浅，有无色气体逸出，且在空气中变为红棕色 已知：FeSO4＋NO[Fe(NO)]SO4(棕色)　ΔH<0 。 下列说法正确的是(　　) A．滴入浓硝酸加热前没有明显现象的原因是温度低，反应速率太慢 B．实验现象③说明反应后A 中溶液含有 Fe2＋ C．实验现象④说明 A 中有 NO 生成 D．可用浓NaOH溶液和湿润的红色石蕊试纸检验硝酸的还原产物中是否有 NH 4.用如图所示装置进行实验(①②③是浸有相应试剂的棉花)，下列分析错误的是(　　) A.铜丝与浓硝酸反应，具支试管中充满红棕色气体 B.①处浸有紫色石蕊试液的棉花变红 C.②处棉花颜色变深体现了NO2的氧化性 D.NaOH吸收尾气是氧化还原反应 考点3 硝酸的相关计算 5.足量铜溶于一定量浓硝酸，产生NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体若与1.12 L O2(标准状况)混合后通入水中，气体被水完全吸收。若向原所得溶液中加入5 mol·L－1 H2SO4溶液100 mL，则继续溶解的Cu的质量为(　　) A．6.4 g B．9.6 g C．19.2 g D．24 g 6.将一定质量的Cu粉投入到400 mL 2 mol/L的稀硝酸中，待Cu粉完全溶解时，收集到标准状况下的NO气体2.688 L(假设硝酸的还原产物只有NO且气体全部逸出)，再向反应后的溶液中缓慢加入Fe粉，充分反应后溶液只含一种溶质。下列说法错误的是(　　) A.加入铁粉后，最终溶液的溶质是Fe(NO3)2 B.最初的铜粉质量为11.52 g C.铜粉反应完后，溶液中的H＋浓度为0.8 mol/L D.至少需要加入铁粉8.4 g / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第三节 氮的循环 第3课时 硝酸的性质及人类活动对氮循环和环境的影响 一、知识目标 1.了解硝酸的物理性质，掌握硝酸的不稳定性、强氧化性等化学性质。 2.理解硝酸与金属、非金属反应的规律和特点，能正确书写相关化学方程式。 3.解人类活动对氮循环和环境的影响，掌握酸雨的形成、危害及防治措施。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：通过观察硝酸的物理性质和化学反应现象，从微观角度理解硝酸的强氧化性本质。 2.证据推理与模型认知：通过对硝酸性质实验的分析和推理，建立硝酸性质的认知模型，理解硝酸与不同物质反应的规律。 3.科学探究与创新意识：通过对硝酸性质的实验探究，培养学生的实验操作能力和创新思维，提高学生解决实际问题的能力。 一、学习重点 1.硝酸的强氧化性。 2.人类活动对氮循环和环境的影响。 二、学习难点 1.硝酸与金属反应的规律及实质。 2. 酸雨的形成机制及防治措施。 一、硝酸的性质 1．物理性质 硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体。 2．化学性质 (1)不稳定性 反应：4HNO32H2O＋4NO2↑＋O2↑。 (2)强氧化性 硝酸无论浓、稀都具有强氧化性，而且浓度越大，氧化性越强。 ①与金属反应 稀硝酸与铜反应的化学方程式：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O； 浓硝酸与铜反应的化学方程式：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。 ②与非金属反应 浓硝酸与C反应的化学方程式：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。 ③与还原性化合物反应 硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋等还原性物质。 稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式：3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。 二、人类活动对氮循环和环境的影响 光化学烟雾是指汽车尾气中的氮氧化物与碳氢化合物经紫外线照射发生反应形成的一种有毒的烟雾。光化学烟雾具有特殊气味,会刺激眼睛,伤害植物,并使大气能见度降低,也是形成雾霾的元凶之一。大气中的氮氧化物主要来源于汽车尾气、化石燃料的燃烧和植物体的焚烧,以及农田土壤和动物排泄物中含氮化合物的转化。  一、硝酸的性质 活动一：硝酸的物理性质 问题思考1：阅读教材相关内容，思考常用浓硝酸的质量分数范围是多少，质量分数 95%以上的浓硝酸有什么特殊名称？ 解答：常用浓硝酸质量分数为68％ - 70％，质量分数95%以上的浓硝酸称为“发烟硝酸”。 问题思考2：这里的“雾”是怎么形成的呢？ 解答：是硝酸与空气中的水形成的小液滴。 问题思考3：用硝酸钠固体和浓硫酸可以制取吗？请结合实验室制HCl的原理参考，反应方程式为：。 解答：可以利用该反应制取硝酸，原理是高沸制低沸，硝酸在反应中以气体形式逸出，反应方程式为：。 活动二：硝酸的不稳定性 问题思考：结合教材内容思考：①浓硝酸通常保存在棕色试剂瓶中，这是为什么？②久置的浓硝酸为什么呈黄色？③从化合价升降的角度预测另一种产物是什么？ 解答：①浓硝酸受热或见光易分解，故通常保存在玻璃塞的棕色试剂瓶中，并放置在阴凉处。 ②久置的硝酸会久置的浓硝酸呈黄色是因为分解产生的溶解在硝酸中。③硝酸分解的化学方程式为： 4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O，从化合价升降角度可知另一种产物是。 活动三：预测硝酸的化学性质 问题思考：从物质类别和氮元素的化合价两个角度，预测硝酸的化学性质。 解答：硝酸是强酸，可以表现酸的通性，在水中完全电离：HNO3 = H++NO3-硝酸分子中氮元素为+5价，是氮元素的最高价态，所以可以表现出强氧化性。 活动四：硝酸表现的酸的通性 问题思考1：酸的通性有哪些方面？ 解答：①使指示剂变色；②与碱发生中和反应；③与碱性氧化物反应；④与某些盐反应；⑤与金属反应。 问题思考2：硝酸与金属反应是生成吗？ 解答：由于硝酸的强氧化性，所以硝酸与金属反应一般不生成。 活动五：硝酸的强氧化性——与Cu的反应 问题思考1：铜与浓硝酸反应的现象是什么，有什么结论？ 解答：铜与浓硝酸反应：反应剧烈，铜片溶解，溶液变为绿色，生成红棕色气体。铜与浓硝酸常温下剧烈反应生成，化学方程式为。 问题思考2：铜与稀硝酸反应的现象是什么，有什么结论？ 解答：铜与稀硝酸反应：反应慢，铜片溶解，溶液变为蓝色，生成无色气体，遇到空气变为红棕色。铜与稀硝酸反应：反应慢，铜片溶解，溶液变为蓝色，生成无色气体，遇到空气变为红棕色。 问题思考3：足量的中加入少量的浓硝酸，可能会发生什么反应？ 解答：一开始是铜与浓硝酸反应：。随着反应进行，硝酸由浓变稀，则发生：。 问题思考4：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? 解答：反应停止后，溶液中存在，加入足量盐酸后，遇到后，会继续氧化铜。 活动六：硝酸的强氧化性——与Fe的反应 问题思考1：铁与稀硝酸和浓硝酸反应的现象分别是什么？有什么结论？ 解答：铁与稀硝酸反应：铁片溶解，试管中有无色气体产生。铁与稀硝酸常温下缓慢反应生成NO 铁与浓硝酸反应：发生钝化。 问题思考2：向稀硝酸中加入过量铁片会发生什么反应？ 解答：Fe会继续与Fe3+发生归中反应，生成+2价铁：Fe3++Fe=2Fe2+ 活动七：硝酸与金属的反应规律 问题思考：结合前面所学的铜、铁与浓、稀硝酸的反应，归纳总结硝酸与金属反应的规律。 解答： 1.硝酸与金属反应不能生成氢气，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，稀硝酸被还原为。 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。在常温下，浓硝酸能使铁、铝钝化。 活动八：硝酸的强氧化性——与非金属的反应 问题思考：结合教材内容，请同学们观察红热的木炭在浓硝酸中燃烧的实验现象，并思考反应的化学方程式。 解答：实验现象：红热的木炭在浓硝酸中燃烧，产生红棕色气体。化学反应方程式：C + 4HNO3(浓)=4NO2↑ + CO2↑ + 2H2O。 活动九：硝酸与浓硫酸的比较 问题思考：填写以下浓硫酸与硝酸的比较的表格： 比较项目 浓硫酸 硝酸 稳定性 酸的通性 与反应 钝化现象 与反应 吸水性 脱水性 解答： 比较项目 浓硫酸 硝酸 稳定性 稳定 不稳定 酸的通性 是 是 与反应 Cu + 2H2SO4(浓)CuSO4 + SO2↑ + 2H2O   钝化现象 使、钝化 使、钝化 与反应 2H2SO4(浓) + C2SO2↑ + CO2↑ + 2H2O   吸水性 有 无 脱水性 有 无 二、人类活动对氮循环和环境的影响 活动一：氮氧化物的产生及对环境的影响 问题思考：阅读教材中关于人类活动产生氮氧化物以及其对环境影响的内容，思考氮氧化物能造成哪些环境问题？ 解答： 1.氮氧化物与碳氢化合物发生反应产生光化学烟雾。 2.氮氧化物是雾霾的主要成分之一。 3.工业废水和农业废水排放造成水体富营养化。 4.氮氧化物与水反应生成硝酸和亚硝酸，形成酸雨。 活动二：酸雨的危害及防治 问题思考1：阅读教材中关于酸雨的内容，回答以下问题：酸雨的定义是什么？酸雨是如何形成的？ 解答：酸雨的定义：的雨水，正常雨水一般呈弱酸性，，是因为，而排放的酸性气体未经处理排放到空气中，会导致降雨酸性增强。酸雨的成因：①硫酸型酸雨：煤、石油等化石燃料的燃烧和某些含硫的金属矿物的冶炼，产生等。②硝酸型酸雨：汽车尾气以及硝酸工业废气等，产生。主要是大气中的与溶于水形成的。 问题思考2：酸雨有哪些危害？又该如何防治？ 解答：酸雨的危害：1.导致地下水中重金属元素含量增加，污染水源。2.直接损伤农作物，破坏森林和草原，使土壤、湖泊酸化。3.加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的腐蚀。酸雨的防治：1.消除污染源，改变能源结构，开发利用清洁能源。2.对酸性物质的排放加以控制，控制汽车尾气排放，燃料脱硫处理，废气中二氧化硫回收利用。3.健全法律法规，严格规定污染物的排放标准，提高环境保护意识。 1.硝酸工业生产的流程 2.金属与硝酸反应的计算过程 3.金属与硝酸反应的计算方法 （1）电子守恒法：金属失电子数＝n(NO2)＋3n(NO)。 （2）原子守恒法：n(HNO3)＝xn[M(NO3)x]＋n(NO2)＋n(NO)(x代表金属元素的化合价)。 若向反应后溶液中加入NaOH溶液恰好使Mx＋沉淀完全，此时溶质为NaNO3，则存在： n(Na＋)＝n(NO)＝n(HNO3)－n(NO)－n(NO2)。 （3）电荷守恒法：HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH－)有c(NO)＝c(H＋)＋x×c(Mx＋)。起酸性作用的HNO3的物质的量是金属的物质的量和金属所带电荷数的乘积，可表示为n(HNO3)酸性＝xn(Mx＋)＝n(e－)(Mn＋代表金属离子)。 （4）离子方程式计算法：金属与硫酸、硝酸的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO在硫酸提供H＋的条件下能继续与金属反应，故此类题目应用离子方程式来计算3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H＋或NO进行相关计算，且要符合电荷守恒。 1.关于硝酸的说法中正确的是（D） A. 硝酸电离出的H⁺，能被Zn还原成H₂ B. 常温下，向浓HNO₃中投入Fe片，会产生大量的红棕色气体 C. 王水是浓硝酸和浓盐酸体积比为3∶1的混合物，能溶解金和铂 D. 浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂 【解析】A选项，硝酸具有强氧化性，与金属反应时不会生成氢气，而是生成氮的氧化物，所以硝酸电离出的H⁺不能被Zn还原成H₂，A错误；B选项，常温下，浓硝酸会使Fe发生钝化，不会产生大量红棕色气体，B错误；C选项，王水是浓硝酸和浓盐酸体积比为1∶3的混合物，能溶解金和铂，C错误；D选项，浓硝酸和稀硝酸中氮元素都处于最高价态，都具有强氧化性，都是强氧化剂，D正确。 2.已知：2Fe + 3Br₂ = 2FeBr₃，2Fe³⁺ + 2I⁻ = 2Fe²⁺ + I₂，3Fe²⁺ + NO₃⁻ + 4H⁺ = 3Fe³⁺ + NO↑ + 2H₂O，现将Fe(NO₃)₂溶液分别滴入到以下溶液中：①H₂SO₄；②HNO₃；③溴水；④碘水。其中能使Fe²⁺转变成Fe³⁺的是（B） A. 只有②③ B. ①②③ C. ②③④ D. 全部 【解析】①H₂SO₄溶液中存在H⁺，与溶液中的NO₃⁻结合形成硝酸，硝酸具有强氧化性，能将Fe²⁺氧化成Fe³⁺；②HNO₃具有强氧化性，能直接将Fe²⁺氧化成Fe³⁺；③溴水具有强氧化性，根据2Fe + 3Br₂ = 2FeBr₃可知，溴水能将Fe²⁺氧化成Fe³⁺；④碘水与Fe²⁺不反应，不能使Fe²⁺转变成Fe³⁺。所以能使Fe²⁺转变成Fe³⁺的是①②③，故选B。 3.将1.92 g铜粉与一定量的浓硝酸反应，当铜粉完全反应时收集到气体1.12 L(标准状况下)。则所消耗硝酸的物质的量是(B) A. 0.12 mol B. 0.11 mol C. 0.09 mol D. 0.08 mol 【解析】铜与浓硝酸反应过程中，硝酸表现出酸性和氧化性。根据原子守恒法，消耗硝酸的物质的量等于体现酸性的硝酸物质的量与体现氧化性的硝酸物质的量之和。 (n(Cu)==0.03mol)，由(CuCu(NO₃)₂2HNO₃)可知，体现酸性的硝酸物质的量(n1 = 2n(Cu)=0.06mol)。 收集到的气体为NO和NO₂的混合气体，(n(气体)==0.05mol)，由(NO、NO₂HNO₃)可知，体现氧化性的硝酸物质的量(n2 = n(气体)=0.05mol)。 所以消耗硝酸的总物质的量(n(总HNO₃)=n1 + n2 = 0.06mol + 0.05mol = 0.11mol)， 故选B。 考点1 硝酸的性质 1.硝酸被称为“国防工业之母”，是因为它是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸性质对应不准确的一组是(　　) A．硝酸能与FeO反应——酸性和氧化性 B．不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性 C．要用棕色试剂瓶盛装浓硝酸——不稳定性 D．能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去——强氧化性 【答案】D 【解析】D项中“滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去”，其褪色的原因可能是硝酸的强氧化性把酚酞氧化而褪色，但也有可能是硝酸与氢氧化钠发生中和反应，究竟是哪个原因，还需要实验验证，D项不准确。 2.某同学做“FeSO4被HNO3氧化”的实验，发现溶液变为深棕色。猜想可能是生成的NO2或NO与Fe2＋或Fe3＋反应，使溶液变为深棕色，设计下列装置探究。下列说法错误的是(　　) A．先检查装置气密性，加入药品后，关闭c，打开a和b，再通入一段时间N2 B．关闭a、c，打开b及分液漏斗活塞，反应后丙中溶液变为深棕色，丁中溶液无明显变化，证明NO与Fe2＋反应 C．甲中反应一段时间后，更新丙、丁中试剂，关闭a和b，打开c，反应后丙中溶液变为深棕色，丁中溶液无明显变化，证明NO2也可与Fe2＋反应 D．该实验的缺陷是缺少尾气处理装置 【答案】C 【解析】先检查装置气密性，加入药品后，为防止装置中的氧气影响实验结果，需关闭c，打开a和b，通入一段时间氮气，将装置内的空气排尽，故A正确；关闭a、c，打开b及分液漏斗活塞，浓硝酸与Cu反应生成NO2，NO2通入水中与水反应生成NO，NO进入丙和丁后，丙中含亚铁离子的溶液变为深棕色，而丁中无明显变化，说明NO与Fe2＋反应，故B正确；甲中反应一段时间后浓硝酸变稀，生成的气体中有NO，所以该操作无法证明NO2是否与Fe2＋反应，故C错误；实验中未反应的NO2和NO会污染空气，需要尾气处理装置，故D正确。 考点2 硝酸与金属的反应 3.用如图所示装置进行实验，探究硝酸与铁反应的产物。 主要实验操作 实验现象 打开弹簧夹，通入一段时间CO2后，滴入浓硝酸后无明显现象，加热三颈烧瓶，反应开始后停止加热 ①A 中有红棕色气体产生，一段时间后，气体颜色逐渐变浅；反应停止后，A 中无固体剩余； ②B 中溶液变棕色 取少量A 中溶液，加几滴氯水，再滴入硫氰酸钾溶液 ③溶液变为红色 取少量 B 中溶液，加热 ④B中棕色溶液变浅，有无色气体逸出，且在空气中变为红棕色 已知：FeSO4＋NO[Fe(NO)]SO4(棕色)　ΔH<0 。 下列说法正确的是(　　) A．滴入浓硝酸加热前没有明显现象的原因是温度低，反应速率太慢 B．实验现象③说明反应后A 中溶液含有 Fe2＋ C．实验现象④说明 A 中有 NO 生成 D．可用浓NaOH溶液和湿润的红色石蕊试纸检验硝酸的还原产物中是否有 NH 【答案】D 【解析】常温时，铁遇浓硝酸形成致密氧化膜，阻止反应进一步发生，故A错误；取少量A中溶液，加几滴氯水，再滴入KSCN溶液，溶液变为红色，只能说明这时溶液中有Fe3＋，无法说明原溶液中是Fe2＋还是Fe3＋，故B错误；取少量B中溶液加热，B中棕色溶液变浅，有无色气体逸出，且在空气中变为红棕色，只能说明[Fe(NO)]SO4分解生成NO，但由于铜和浓硝酸反应生成红棕色气体二氧化氮，二氧化氮和水反应生成一氧化氮，一氧化氮能使硫酸亚铁溶液变成棕色，所以不能证明铁和浓硝酸反应过程中有NO生成，故C错误。 4.用如图所示装置进行实验(①②③是浸有相应试剂的棉花)，下列分析错误的是(　　) A.铜丝与浓硝酸反应，具支试管中充满红棕色气体 B.①处浸有紫色石蕊试液的棉花变红 C.②处棉花颜色变深体现了NO2的氧化性 D.NaOH吸收尾气是氧化还原反应 【答案】C 【解析】A.铜丝与浓硝酸反应生成红棕色气体NO2，A正确；B.NO2溶于水生成硝酸，可使紫色石蕊试液变红，B正确；C.NO2溶于水生成的硝酸具有氧化性，可将Fe2＋氧化为Fe3＋，②处棉花颜色由浅绿色变为黄色，体现了硝酸的氧化性，C错误；D.NaOH吸收NO2和NO尾气生成亚硝酸钠，有化合价的变化，是氧化还原反应，D正确。 考点3 硝酸的相关计算 5.足量铜溶于一定量浓硝酸，产生NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体若与1.12 L O2(标准状况)混合后通入水中，气体被水完全吸收。若向原所得溶液中加入5 mol·L－1 H2SO4溶液100 mL，则继续溶解的Cu的质量为(　　) A．6.4 g B．9.6 g C．19.2 g D．24 g 【答案】C 【解析】设原来溶解的Cu的物质的量为x，Cu失去的电子被N元素得到生成氮的氧化物，这些氮的氧化物再与O2、H2O反应生成HNO3，可看成Cu失电子，O2得电子，则根据得失电子守恒可知，2x＝×4，解得x＝0.1 mol，所以原所得溶液中NO的物质的量为0.2 mol； 3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O 1 mol　0.2 mol H＋过量，所以继续溶解的Cu的质量为×3×64 g·mol－1＝19.2 g。 6.将一定质量的Cu粉投入到400 mL 2 mol/L的稀硝酸中，待Cu粉完全溶解时，收集到标准状况下的NO气体2.688 L(假设硝酸的还原产物只有NO且气体全部逸出)，再向反应后的溶液中缓慢加入Fe粉，充分反应后溶液只含一种溶质。下列说法错误的是(　　) A.加入铁粉后，最终溶液的溶质是Fe(NO3)2 B.最初的铜粉质量为11.52 g C.铜粉反应完后，溶液中的H＋浓度为0.8 mol/L D.至少需要加入铁粉8.4 g 【答案】D 【解析】A.加入Cu：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，还有剩余硝酸，向反应后的溶液中缓慢加入Fe粉，Fe与Cu(NO3)2反应生成Cu单质和Fe(NO3)2，Fe与稀硝酸反应也生成Fe(NO3)2、NO、H2O，而充分反应后溶液只含一种溶质，最终溶液的溶质只能是Fe(NO3)2，A项正确；B.由化学方程式3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O可知， 则最初的铜粉质量为11.52 g，B项正确；C.由反应方程式3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O可知， 硝酸总的物质的量为0.4 L× 2 mol/L＝0.8 mol，则剩余硝酸物质的量为0.8 mol－0.48 mol＝0.32 mol，则铜粉反应完后，溶液中的H＋浓度为c(H＋)＝＝＝0.8 mol/L，C项正确；D.由题可知，Cu～ Cu(NO3)2～Fe～Fe(NO3)2，最终溶液的溶质是Fe(NO3)2，硝酸总的物质的量为0.4 L× 2 mol/L＝0.8 mol，则至少需要加入铁粉为×56 g/mol＝×56 g/mol＝19.04 g，D项错误。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$