精选教育硝酸的性质及应用导学案第3课时doc.docx
- 文档编号:25976519
- 上传时间:2023-06-16
- 格式:DOCX
- 页数:11
- 大小:47.77KB
精选教育硝酸的性质及应用导学案第3课时doc.docx
《精选教育硝酸的性质及应用导学案第3课时doc.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《精选教育硝酸的性质及应用导学案第3课时doc.docx(11页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
精选教育硝酸的性质及应用导学案第3课时doc
硝酸的性质及应用导学案(第三课时)
考点梳理
1.硝酸的物理性质
硝酸是无色、易挥发的液体,有刺激性气味,能与水以任意比例混溶。
2.硝酸的化学性质
(1)不稳定性
①反应:
4HNO3
2H2O+4NO2↑+O2↑。
②市售浓硝酸呈黄色的原因是:
硝酸分解生成的NO2溶解在硝酸里。
消除黄色的方法是:
向浓硝酸里通入空气(或O2)。
③硝酸保存在棕色试剂瓶中,置于冷暗处,不能用橡胶塞。
(2)强氧化性
不论浓、稀硝酸都有强氧化性,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。
如浓硝酸与木炭反应的化学方程式:
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。
如稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式:
3Fe2++4H++NO
===3Fe3++NO↑+2H2O。
注意:
(1)硝酸浓度越大,其还原产物的价态越高。
还原产物一般为HNO3(浓)→NO2,HNO3(稀)→NO。
(2)浓硝酸能使紫色石蕊溶液先变红,后褪色,该反应过程中浓硝酸表现出强酸性和强氧化性。
(3)常温下,铁、铝遇浓硝酸能发生“钝化”,并非不反应,故浓硝酸可以用铁桶盛放。
3.硝酸工业制法的反应原理
(1)NH3在催化剂作用下与O2反应生成NO
4NH3+5O2
4NO+6H2O。
(2)NO进一步氧化生成NO2
2NO+O2===2NO2。
(3)用水吸收NO2生成HNO3
3NO2+H2O===2HNO3+NO。
(4)与有机物反应
①硝化反应(与C6H6反应):
C6H6+HNO3
C6H5NO2+H2O;
②显色反应:
蛋白质遇到浓硝酸变黄色。
4.用途
化工原料,用于制化肥、染料、炸药等。
考向分析
考向一、硝酸的酸性和强氧化性
典例1、在通风橱中进行下列实验:
步骤
现象
Fe表面产生大量无色气泡,液面上方变为红棕色
Fe表面产生少量红棕色气泡后,迅速停止
Fe、Cu接触后,其表面均产生红棕色气泡
下列说法不正确的是()
A.Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式:
2NO+O2===2NO2
B.Ⅱ中的现象说明Fe表面形成致密的氧化层,阻止Fe进一步反应
C.对比Ⅰ、Ⅱ中现象,说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3
D.针对Ⅲ中现象,在Fe、Cu之间连接电流计,可判断Fe是否被氧化
解析:
选CA.铁放入稀HNO3中发生反应Fe+4HNO3===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O,NO逸出,遇到O2生成NO2,气体由无色变为红棕色。
B.铁放入浓HNO3中,在常温下会钝化,即在Fe表面形成致密的氧化膜,阻止Fe进一步反应。
C.浓HNO3的氧化性强于稀HNO3。
D.在铁、铜之间加一个电流计,根据电子的流向,可判断铁是否被氧化。
若电子由铁移动到铜,则铁被氧化。
方法指导:
(1)硝酸与非金属单质反应
硝酸与非金属单质反应时,非金属单质被氧化成最高价氧化物或其对应的含氧酸,硝酸只表现氧化性,完全转化为还原产物。
如:
C+4HNO3(浓)
2H2O+CO2↑+4NO2↑
S+6HNO3(浓)
2H2O+H2SO4+6NO2↑
(2)硝酸与金属反应
①硝酸与金属单质反应一般不产生氢气。
②硝酸与金属单质反应时一部分被还原,一部分生成硝酸盐,故硝酸既表现了酸性又表现了氧化性。
③浓硝酸与金属反应时,若金属过量,开始反应时浓硝酸被还原为NO2,随着反应的进行,HNO3浓度降低,还原产物会变为NO。
④硝酸在氧化还原反应中,其还原产物可能有多种价态的物质:
NO2、HNO2、NO、N2O、N2、NH4NO3等,这取决于硝酸的浓度和还原剂还原性的强弱,一般情况下,硝酸的浓度越小,其还原产物的价态越低。
实验证明,硝酸浓度越大,得电子的能力越强,因而其氧化能力越强。
考向二、硝酸与金属反应的计算
典例2、在标准状况下将1.92g铜粉投入一定量浓HNO3中,随着铜粉的溶解,反应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1.12L,则反应消耗HNO3的物质的量为()
A.0.8molB.0.6mol
C.0.11molD.无法计算
【答案】C
【解析】依据原子守恒法,①被还原的硝酸物质的量即为气体NO2与NO物质的量的总和,n(HNO3)被还原=
=0.05mol,②未被还原的HNO3的物质的量等于Cu(NO3)2中NO
的物质的量,n(Cu)=
=0.03mol,所以nCu(NO3)2]=0.03mol,③消耗的HNO3的物质的量为0.03mol×2+0.05mol=0.11mol,故C项正确。
技法指导:
1、硝酸与金属反应的规律
(1)与金属反应时,盐酸或稀硫酸中起氧化作用的是H+,所以能放出H2,而硝酸中+5价氮氧化性远大于H+,所以硝酸与金属反应不放出H2。
(2)金属与硝酸反应,金属一般被氧化为高价金属硝酸盐。
若金属过量且有变价时,将生成低价金属硝酸盐。
如:
Fe(少量)+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
3Fe(过量)+8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O
(3)金属与浓硝酸反应时,先放出NO2气体,随着硝酸的浓度变小,会放出NO气体,因此过量的Cu与浓硝酸反应时,放出的气体是NO2与NO的混合气体。
2、计算技巧
原子守恒法
HNO3与金属反应时,一部分HNO3起酸的作用,以NO
的形式存在于溶液中;一部分作为氧化剂转化为还原产物,这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量
得失电子守恒法
HNO3与金属的反应属于氧化还原反应,HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量
电荷守恒法
HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH-),c(NO
)=c(H+)+nc(Mn+)(Mn+代表金属离子)
离子方程式计算法
金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时,由于硝酸盐中NO
在H2SO4提供H+的条件下能继续与金属反应,因此此类题目应用离子方程式来计算,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,且溶液中要符合电荷守恒
考向三、硝酸的强氧化性实验探究
典例3、某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱,按下图装置进行实验(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、3mol·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)滴加浓硝酸之前的操作是检验装置的气密性,加入药品,打开弹簧夹后___________________。
(3)装置①中发生反应的化学方程式是________________。
(4)装置②的作用是____________________,发生反应的化学方程式是______________________。
(5)该小组得出的结论所依据的实验现象是_________________。
(6)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(选填序号字母)________。
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
(7)题中装置⑥易发生倒吸现象,下列装置能代替装置⑥的是________。
[解析]:
实验题要先看目的,即要验证什么,由此再来理解或设计实验。
本题要证明浓硝酸能将NO氧化成NO2,而稀硝酸不能氧化NO。
①产生NO2,而非NO,所以②中应盛水,与NO2反应生成NO。
而NO极易与O2反应产生NO2,故反应前应用CO2将装置中的空气排尽。
(6)思路是从溶液中赶出NO2,或在Cu(NO3)2溶液中通入NO2,不能采用稀释绿色溶液的方案,因为Cu(NO3)2溶液稀释后,颜色也会发生相应的变化,而不能得出正确的结论,充入N2无影响,N2本身无色且不参与反应。
[答案]:
(1)3mol·L-1稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液
(2)通入CO2一段时间,关闭弹簧夹,将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内
(3)Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
(4)将NO2转化为NO3NO2+H2O===2HNO3+NO
(5)装置③中液面上方气体仍为无色,装置④中液面上方气体由无色变为红棕色
(6)ad
(7)BC
课堂反馈
1.物质的量之比为2:
5的锌与稀硝酸反应,若硝酸被还原的产物为N2O,反应结束后锌没有剩余,则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是()
A.1:
4B.1:
5C.2:
3D.2:
5
【答案】A
【解析】锌与稀硝酸反应时硝酸既表现酸性又表现氧化性,根据原子守恒和电子守恒,2mol锌失去4mol电子,生成2mol锌离子,由于生成硝酸锌,则其结合的硝酸根离子是4mol,则剩余的1mol的硝酸被还原为N2O就得到4mol电子,硝酸也全部反应,则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是1:
4,即4Zn+10HNO3(一般稀)=4Zn(NO3)2+N2O↑+5H2O.故选A。
2.将2.56gCu和一定量的浓HNO3反应,随着Cu的不断减少,反应生成气体的颜色逐渐变浅,当Cu反应完毕时,共收集到气体1.12L(标准状况),则反应中消耗HNO3的物质的量为()
A.0.05molB.1mol
C.1.05molD.0.13mol
【答案】D
3.下列反应中硝酸既能表现出酸性又表现出氧化性的是()
A.使石蕊试液变红
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
【答案】B
【解析】A.使石蕊变红,只能说明硝酸具有酸性,不能说明氧化性,故A错误;B.与铜反应生成Cu(NO3)2和NO气体,生成硝酸铜表现酸性,生成NO表现硝酸的氧化性,故B正确;C.与Na2CO3反应放出CO2气体生成NaNO3,说明硝酸的酸性比碳酸强,不发生氧化还原反应,不能说明氧化性,故C错误;D.与S单质混合共热时生成H2SO4和NO2,只表现硝酸的氧化性,不表现酸性,故D错误;故选B。
4.一定质量的铁和足量的稀硝酸或浓硝酸完全反应,在相同条件下,用排水集气法收集产生的气体.下列叙述一定正确的是()
①硝酸浓度越大,消耗的硝酸越少
②硝酸浓度不同,生成的Fe(NO3)3的物质的量相同
③硝酸浓度越大,产生的气体越少
④用排水集气法收集到的气体在相同状况下体积
A.只有②B.②④
C.③④D.①②③④
【答案】B
【解析】根据Fe+4HNO3(稀)═Fe(NO3)3+NO↑+2H2O、Fe+6HNO3(浓)═Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O、
3NO2+H2O═2HNO3+NO;①等量的Fe与酸反应,浓硝酸消耗的多,故①错误;②等量的Fe与酸反应,由Fe原子守恒可知生成Fe(NO3)3的物质的量相同,故②正确;③等量的Fe与酸反应,浓硝酸反应生成气体多,故③错误;④因3NO2+H2O═2HNO3+NO,最终收集气体均为NO,由电子守恒可知,收集NO的体积相等,故④正确;故选B。
5.亚硝酸钠(有毒性,市场上很易与食盐混淆)是一种常见的工业用盐,广泛用于物质合成、金属表面处理等,物理性质与NaCl极为相似.相关化学性质如图所示,下列说法不正确的是()
A.实验室可用NaNO2和NH4Cl溶液混合加热制取氮气
B.NaNO2与N2H4反应中,NaNO2是氧化剂
C.可用KI-淀粉试纸和食醋鉴别NaNO2和NaCl
D.分解NaN3盐每产生1molN2转移6mole一
【答案】D
6、将Mg、Cu组成的mg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0.896L(标准状况),向反应后的溶液中加入2mol·L-1NaOH溶液60mL时金属离子恰好沉淀完全,则形成沉淀质量为()
A.(m+2.28)gB.(m+2.04)g
C.(m+3.32)gD.(m+4.34)g
【答案】B
【解析】利用守恒法解答当金属离子恰好沉淀时,m(沉淀)=m(金属)+m(OH-),守恒的巧妙之处在于,n(OH-)=n(金属失电子)=n(NO得到的电子)=3×0.896/22.4=0.12mol,m(沉淀)=m(金属)+m(OH-)=mg+0.12×17g=(m+2.04)g,B正确。
7、铜与一定浓度的硝酸和硫酸的混合酸反应,生成的盐只有硫酸铜,同时生成的两种气体均由N、O两种元素组成,气体的相对分子质量都小于50。
为防止污染,将产生的气体完全转化为最高价含氧酸盐,消耗1L2.2mol·L-1NaOH溶液和1molO2,则两种气体的分子式及物质的量分别为__________,生成硫酸铜物质的量为________。
解析:
该反应过程的原理为(ⅰ)Cu+HNO3+H2SO4―→CuSO4+NO+NO2+H2O;(ⅱ)NO+NO2+NaOH+O2―→NaNO3+H2O。
设NO、NO2的物质的量分别为x、y,根据N原子守恒和转移电子数相等可得:
解得x=0.9mol,y=1.3mol。
反应(ⅰ)中Cu转化为CuSO4且与反应(ⅱ)中O2转移的电子数相等,即n(CuSO4)×2=n(O2)×4=4mol,故n(CuSO4)=2mol。
答案:
NO:
0.9mol,NO2:
1.3mol2mol
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 精选 教育 硝酸 性质 应用 导学案第 课时 doc