2018_2019版高中化学专题4硫氮和可持续发展第二单元生产生活中的含氮化合物第3课时学案苏教版必修1

第3课时硝酸的性质
[学习目标定位] 1.掌握硝酸的重要性质和应用。

2.了解硝酸的工业制法。

3.能依据化合价升降法配平氧化还原反应方程式。

一、硝酸的性质
1．在两支试管中各放入一小块铜片，分别加入少量4 mol·L－1的稀硝酸和15 mol·L－1的浓硝酸，立即用蘸有氢氧化钠溶液的棉花封住试管口，观察试管中发生的现象。

(1)实验现象：反应开始后两支试管中都有气泡产生。

加入浓HNO3的试管反应强烈，放出红棕色气体，溶液呈绿色，加水后变成蓝色；加入稀HNO3的试管反应缓慢，放出无色气体，生成蓝色溶液。

(2)结论：浓、稀硝酸都与铜反应，浓HNO3与铜反应生成的气体为NO2；稀HNO3与铜反应生成的气体为NO。

①铜与浓HNO3反应的化学方程式：
Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O；
②铜与稀HNO3反应的化学方程式：
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。

2．将上述实验中的金属铜换成少量金属铁进行相同的实验，观察发生的现象。

(1)实验现象：加入浓硝酸的试管中，铁片没有明显变化。

加入稀硝酸的试管中，有气泡产生，在试管口上方，无色气体变成了红棕色，溶液变为棕黄色。

(2)实验结论：Fe在常温下遇到浓HNO3发生钝化现象。

稀硝酸与铁反应生成了NO，NO遇空
气后又生成了NO 2。

(3)反应的化学方程式：
Fe ＋4HNO 3(稀)===Fe(NO 3)3＋NO↑＋2H 2O(铁不足)，2NO ＋O 2===2NO 2。

3．硝酸能与非金属单质反应，写出下列反应的化学方程式：
(1)浓硝酸将木炭氧化成二氧化碳：C ＋4HNO 3(浓)=====△
CO 2↑＋4NO 2↑＋2H 2O 。

(2)浓硝酸将硫氧化成硫酸：S ＋6HNO 3(浓)===H 2SO 4＋6NO 2↑＋2H 2O 。

4．浓HNO 3见光易分解，反应的化学方程式为4HNO 3=====光照
2H 2O ＋4NO 2↑＋O 2↑。

1.硝酸具有强氧化性
(1)能将大多数金属(如铜等)氧化成高价金属的硝酸盐，浓硝酸生成NO 2，稀硝酸生成NO 。

浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。

(2)常温下，浓硝酸能使铁、铝发生钝化，这是因为浓硝酸将铁、铝容器表面氧化，形成致密的氧化物薄膜。

若在加热条件下，氧化膜被破坏，从而使反应继续进行。

(3)浓HNO 3与非金属反应，还原产物一般是NO 2，而非金属一般被氧化成最高价氧化物或相应的最高价含氧酸。

(4)在中性、碱性溶液里的NO －
3不能表现出强氧化性，而在酸性溶液里的NO －
3能表现出强氧化性，因此，在酸性溶液里NO －
3不能与Fe 2＋
、I －
、S 2－
、SO 2－
3等还原性离子大量共存。

2．浓硝酸具有不稳定性
浓HNO 3受热或见光容易分解，硝酸越浓，越易分解。

硝酸分解有NO 2产生，溶于硝酸中呈黄色。

实验室保存硝酸的方法是保存在棕色瓶里，放置阴凉处。

提醒 (1)金属与HNO 3反应不产生H 2。

(2)硝酸越稀，还原产物中N 元素的化合价越低，如不活泼金属与HNO 3反应，浓HNO 3被还原为NO 2，稀HNO 3被还原为NO 。

【例1】 在下列反应中，HNO 3既表现出氧化性，又表现出酸性的是( ) A ．H 2S ＋2HNO 3===S↓＋2NO 2↑＋2H 2O B ．CuO ＋2HNO 3===Cu(NO 3)2＋H 2O C ．4HNO 3=====△
4NO 2↑＋O 2↑＋2H 2O
D ．3Cu ＋8HNO 3(稀)===3Cu(NO 3)2＋2NO↑＋4H 2O 答案 D
解析 A 中HNO 3只表现氧化性；B 中HNO 3只表现酸性；C 中HNO 3既表现氧化性，又表现还原性；D 中HNO 3既表现氧化性，又表现酸性。

【例2】 将相同质量的铜分别和过量浓硝酸、稀硝酸反应，则下列叙述中正确的是( ) A ．反应速率：两者相同
B．消耗硝酸的物质的量：前者多，后者少
C．反应生成气体的颜色：前者浅，后者深
D．反应中转移的电子总数：前者多，后者少
答案 B
解析
二、硝酸的工业制法
1．硝酸工业制备的过程，反应原理及主要设备如下：
2．在工业生产中，NO2溶于水生成的NO不会排空，而是再用过量的空气使其氧化为NO2，再被水吸收，经过多次氧化和吸收，NO2可完全转化为HNO3。

也就是从理论上讲，NH3中的氮元素完全转化为HNO3中的氮元素。

3．从吸收塔出来的气体中尚有少量NO和NO2，不能直接排放到空气中，以免造成污染。

常用碱液(NaOH)来吸收，变废为宝。

(1)NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O；
(2)2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O。

1.硝酸工业制法流程图
2．氨及其化合物之间的相互转化关系
【例3】 在NH 3、HNO 3、H 2SO 4的工业生产中，具有的共同点是( ) A ．使用吸收塔设备 B ．使用尾气吸收装置 C ．使用H 2作原料 D ．使用催化剂 答案 D
解析 NH 3的工业生产中不使用吸收塔，也不使用尾气吸收装置；H 2SO 4的工业生产中不使用H 2作原料；D 正确，有关反应的化学方程式分别为3H 2＋N 2高温、高压催化剂2NH 3,4NH 3＋5O 2=====催化剂
△4NO ＋6H 2O,2SO 2＋O 2
催化剂
△2SO 3。

【例4】 下列关于工业制硫酸和硝酸的说法中不正确的是( ) A ．工业制硝酸是将NO 2溶于水，需要通氧气 B ．工业制硫酸会产生SO 2和SO 3尾气 C ．工业制硫酸应对SO 2进行循环利用
D ．工业制硝酸和硫酸排放的尾气是造成酸雨的主要原因 答案 D
解析 工业制硝酸过程中要不断通入氧气，以提高NO 、NO 2的原料利用率和减少尾气排放，A 项正确；工业生产中尾气经过循环利用和处理达标后才允许排放，空气中的SO 2主要来自煤燃烧，特别是生活锅炉，尾气处理较差，数量庞大，是形成酸雨的主要原因，D 项错误。

1．浓、稀HNO 3与Cu 反应，浓HNO 3与碳反应的化学方程式分别为 Cu ＋4HNO 3(浓)===Cu(NO 3)2＋2NO 2↑＋2H 2O ； 3Cu ＋8HNO 3(稀)===3Cu(NO 3)2＋2NO↑＋4H 2O ； C ＋4HNO 3(浓)=====△
CO 2↑＋4NO 2↑＋2H 2O 。

2．在常温下，铁、铝遇到浓HNO 3发生钝化。

3．工业制HNO 3的反应 ①4NH 3＋5O 2=====催化剂
△4NO ＋6H 2O ； ②2NO＋O 2===2NO 2； ③3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO 。

1．下列说法正确的是 ( )
A ．浓硝酸和浓H 2SO 4都应保存在棕色试剂瓶中
B ．NaOH 溶液用带有橡胶塞的试剂瓶保存
C ．工业制得的浓盐酸、浓硝酸通常带有黄色是Fe 3＋
所致 D ．铝制或铁制容器可贮运浓硫酸、浓硝酸和浓盐酸这三大强酸 答案 B
解析 A 项，浓HNO 3见光或受热易分解，应保存在棕色试剂瓶中并密封置于阴凉处，浓H 2SO 4应密封置于干燥处，不必保存在棕色瓶中；B 项，NaOH 易与玻璃中的SiO 2反应，不宜用玻璃塞，应用橡胶塞；C 项，浓盐酸显黄色，是由于含Fe 3＋
，浓HNO 3显黄色是由于它分解产生了NO 2，NO 2又溶于其中的缘故；D 项，铁、铝遇冷的浓H 2SO 4、浓HNO 3钝化，但Fe 、Al 均可与浓盐酸反应。

2．用以下三种途径来制取相同质量的硝酸铜：①铜跟浓硝酸反应，②铜跟稀硝酸反应，③铜跟氧气反应生成氧化铜，氧化铜再跟稀硝酸反应。

以下叙述正确的是( ) A ．三种途径所消耗的铜的物质的量不相等 B ．三种途径所消耗的硝酸的物质的量相等 C ．所消耗铜的物质的量：途径③＞途径①＞途径② D ．所消耗硝酸的物质的量：途径①＞途径②＞途径③ 答案 D
解析 有关反应：①Cu＋4HNO 3(浓)===Cu(NO 3)2＋2NO 2↑＋2H 2O ②3Cu＋8HNO 3(稀)===3Cu(NO 3)2＋2NO↑＋4H 2O ③2Cu＋O 2=====△
2CuO ，CuO ＋2HNO 3(稀)===Cu(NO 3)2＋H 2O
分析以上三组反应，可以看出：生成相同质量的Cu(NO 3)2，消耗相同质量的铜，但消耗硝酸的质量(或物质的量)不相同，途径①消耗HNO 3的量最多，途径②次之，途径③消耗HNO 3的量最少。

通过比较可以看出，生产Cu(NO 3)2，途径③效果最佳，既不造成污染，又能提高HNO 3的利用率。

3．下列有关实验设计、实验现象和解释或结论都正确的是( )
答案 D
解析硝酸和铁反应生成硝酸铁，铁过量时，铁和Fe3＋反应生成亚铁离子，滴入硫氰化钾溶液不呈血红色，A项错；常温下，铝和铁在浓HNO3中生成一层氧化物保护膜，阻止了反应继续进行，不是不发生反应，B项错；原溶液中含有碘单质，不是碘离子，C项错；红色石蕊试纸遇碱变蓝色，D项正确。

4．某实验过程如下图所示：
则试管③中的现象是( )
A．无明显现象，因稀H2SO4不与铜反应
B．铜片溶解，产生无色气体，该气体遇到空气不变色
C．铜片溶解，放出红棕色有刺激性气味的气体
D．铜片溶解，产生无色气体，该气体在试管口变为红棕色
答案 D
解析稀HNO3与金属铜反应的实质是3Cu＋8H＋＋2NO－3===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。

在①中，反应完全后溶液中含有NO－3；而在③中，当继续滴入稀H2SO4后，新加入的H＋和原溶液中的NO－3可继续与过量的Cu反应放出无色NO气体，NO遇O2后生成红棕色NO2。

5．(1)在浓硝酸中放入铜片：
①开始时反应的化学方程式为___________________________________________________，实验现象为___________________________________________________________。

②若铜有剩余，则反应将要结束时反应的化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

③待反应停止后，再加入少量25%的稀硫酸，这时铜片上又有气泡产生，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

(2)若1.92 g Cu 粉与一定量浓HNO 3反应，当Cu 完全反应时，收集到标准状况下1.12 L 气体，则消耗硝酸______ mol ，生成NO 2______ mol 。

(3)若向Cu 中加入硫酸和硝酸的混酸溶液制取CuSO 4溶液，则混酸中硫酸与硝酸的最佳物质的量之比为__________________。

答案 (1)①Cu＋4HNO 3(浓)===Cu(NO 3)2＋2NO 2↑＋2H 2O 铜片逐渐消失，溶液逐渐变绿，有红棕色气体逸出
②3Cu＋8HNO 3(稀)===3Cu(NO 3)2＋2NO↑＋4H 2O
③加入稀硫酸后，H ＋
与原溶液中的NO －
3构成强氧化性的条件，又能与过量的Cu 反应 (2)0.11 0.045 (3)3∶2
解析 (1)随反应的进行，硝酸的浓度减小，停止反应时溶液中存在Cu(NO 3)2，再加稀H 2SO 4，则溶液中的NO －
3在酸性条件下将剩余的铜氧化。

(2)参加反应的HNO 3包括被还原的HNO 3和起酸性作用的HNO 3，表现酸性的HNO 3为
1.92 g
64 g·mol
－1×2＝0.06 mol ，被还原的HNO 3为
1.12 L
22.4 L·mol
－1＝0.05 mol ，故参加反应的
HNO 3为0.05 mol ＋0.06 mol ＝0.11 mol 。

设标准状况下1.12 L 气体中，含NO x mol 、NO 2y mol 。

则⎩⎪⎨⎪⎧
x mol ＋y mol ＝ 1.12 L
22.4 L·mol －13x mol ＋y mol ＝ 1.92 g
64 g·mol
－1
×2(电子守恒)
解之得⎩
⎪⎨
⎪⎧
x ＝0.005y ＝0.045
(3)Cu 、H ＋
、NO －
3恰好完全反应时混酸中H 2SO 4和HNO 3的比例最佳。

3Cu ＋8H ＋
＋2NO －
3===3Cu 2＋
＋2NO↑＋4H 2O 设H 2SO 4与HNO 3的物质的量分别为x 、y ， 则2x ＋y y ＝41，x ∶y ＝3∶2。

[对点训练]
题组一 硝酸的性质及应用
1．下列各组物质均在试管里进行反应，反应过程中，在试管口观察不到红棕色气体出现的是( )
A ．浓硝酸和铜片共热
B ．浓硫酸和铜片共热
C ．稀硝酸和铜片共热
D ．浓硫酸和硝酸钾晶体、铜片共热 答案 B
2．在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶，再加入下列物质 ①FeCl 3，②Fe 2O 3，③Cu(NO 3)2，④KNO 3，铜粉溶解的是( ) A ．只有①或② B．只有②或① C ．只有①或②或③ D．全部 答案 D
解析 铜粉在稀硫酸中不溶解，当加入①②两种物质时，相当于加入了Fe 3＋
，会发生反应Cu ＋2Fe 3＋
===2Fe 2＋
＋Cu 2＋
，铜粉会溶解，当加入③④两种物质时，相当于加入了NO －
3，会发生反应3Cu ＋8H ＋
＋2NO －
3===3Cu 2＋
＋2NO↑＋4H 2O 。

因此上述物质中都可使其溶解。

3．能正确表示下列反应的离子方程式的是( )
A ．向Fe(NO 3)2稀溶液中加入盐酸：3Fe 2＋
＋4H ＋
＋NO －
3===3Fe 3＋
＋NO↑＋2H 2O B ．铜片与浓HNO 3：Cu ＋NO －
3＋4H ＋
===Cu 2＋＋NO↑＋2H 2O
C ．氯化铵浓溶液跟浓NaOH 溶液混合后加热：NH ＋4＋OH －=====△
NH 3·H 2O D ．碳酸氢铵溶液与足量的NaOH 溶液混合后加热：NH ＋4＋OH －=====△
NH 3↑＋H 2O
答案 A
解析 B 项，Cu ＋4H ＋＋2NO －3===Cu 2＋＋2NO 2↑＋2H 2O ；C 项，NH ＋4＋OH －=====△
NH 3↑＋H 2O ；D 项，HCO －3＋NH ＋4＋2OH －=====△CO 2－
3＋2H 2O ＋NH 3↑。

4.碳跟浓硫酸共热产生的气体X 和铜跟浓硝酸反应产生的气体Y 同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中(如图装置)，下列有关说法正确的是( )
①洗气瓶中产生的沉淀中有碳酸钡 ②从Z 导管出来的气体中无二氧化碳 ③洗气瓶中产生的沉淀是硫酸钡 ④在Z 导管口有红棕色气体出现
A ．①② B．③④ C ．①④ D．②③ 答案 B
解析 碳与浓硫酸共热产生的X 气体为CO 2和SO 2的混合气体，铜与浓硝酸反应产生的Y 气体是NO 2，SO 2＋H 2O ＋NO 2===H 2SO 4＋NO ，故洗气瓶中产生的是硫酸钡沉淀，Z 处逸出的气体中有CO 2和NO ，NO 遇到空气中的氧气生成了红棕色的NO 2，二氧化碳不与氯化钡反应，所以没有BaCO 3生成。

5．等质量的铜分别与足量的浓硝酸和稀硝酸完全反应，在相同条件下用排水法收集产生的气体，下列叙述中正确的是( ) A ．硝酸的浓度越大，消耗的硝酸越少
B ．硝酸的浓度不同，生成硝酸铜的物质的量也不相同
C ．硝酸的浓度越大，生成的气体越少
D ．两者用排水法收集的气体的体积相同 答案 D
解析 铜与浓硝酸、稀硝酸反应的化学方程式分别如下： Cu ＋4HNO 3(浓)===Cu(NO 3)2＋2NO 2↑＋2H 2O 3Cu ＋8HNO 3(稀)===3Cu(NO 3)2＋2NO↑＋4H 2O
因硝酸足量，故铜完全反应，则与浓硝酸、稀硝酸反应的铜的质量相等，所消耗的硝酸、生成的硝酸铜、产生的气体均按等质量的铜计算。

由上述反应可知，反应掉等质量的铜时，消耗的浓硝酸更多，两者产生的硝酸铜一样多，与浓硝酸反应时产生更多的气体。

所以A 、B 、C 选项均不正确，D 选项正确。

D 选项的分析可采用下列方法：设参加反应的铜为3 mol ，则与浓硝酸反应后生成6 mol NO 2，与稀硝酸反应生成2 mol NO ，当用排水法收集时，NO 2发生反应：3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO ，6 mol NO 2反应后变成2 mol NO 气体，所以两种情况下最终得到的气体都是2 mol 。

6．等质量的下列物质与足量稀硝酸反应，放出NO 物质的量最多的是( ) A ．FeO B ．Fe 2O 3 C ．FeSO 4D ．Fe 3O 4 答案 A
解析 根据得失电子守恒，还原剂提供的电子越多，氧化剂硝酸生成的NO 的物质的量就越多。

1 g 题述四种物质能提供的电子的物质的量为
A 项156＋16×1 mol ；
B 项0；
C 项156＋32＋16×4
×1 mol；
D 项156×3＋16×4
×1 mol(Fe 3O 4也可以写为Fe 2O 3·FeO)，等质量时提供电子的物质的量最
多的为FeO 。

题组二 硝酸与金属反应的计算
7．将2.56 g Cu 和一定量的浓HNO 3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1.12 L(标准状况)，则反应中消耗HNO 3的物质的量为( )
A ．0.05 mol
B ．1 mol
C ．1.05 mol
D ．0.13 mol 答案 D
解析 参加反应的硝酸由两部分构成，一是被还原为氮氧化物的硝酸，为0.05 mol ；二是作酸，生成Cu(NO 3)2的硝酸，为0.08 mol 。

8．铜跟稀硝酸反应中，如果有63 g 硝酸被还原，则被氧化的铜的物质的量为( ) A.38 mol B.8
3 mol C ．3 mol D.3
2 mol
答案 D
解析 根据得失电子守恒可知 63 g
63 g·mol －1×(5－2)＝n ×2，
解得n ＝3
2
mol 。

9．1 L 稀硝酸和稀硫酸的混合液，其物质的量浓度分别为0.1 mol·L －1
和0.4 mol·L －1。

若向该混合液中加入足量的铜粉，则最多能溶解铜粉的质量为( ) A ．2.4 gB ．3.2 g C ．6.4 gD ．9.6 g 答案 D
解析 据反应原理写出反应的离子方程式为 3Cu ＋2NO －
3＋8H ＋
===3Cu 2＋
＋2NO↑＋4H 2O 0.1 mol 0.9 mol 可知混合溶液中H ＋
过量
则根据n (NO －
3)计算溶解铜粉的质量： m (Cu)＝3×64 g·mol －1
×0.1 mol
2
＝9.6 g 。

10．14 g 铜、银合金与一定量某浓度的硝酸溶液完全反应，将放出的气体与1.12 L(标准状况下)氧气混合通入水中，恰好全部被水吸收，则合金中铜的质量是 ( )
A ．9.6 g
B ．6.4 g
C ．3.2 g
D ．4.8 g
答案 C
解析 Cu 、Ag 合金与HNO 3反应的过程如下：
本题用终态法解答比较简单。

从整个变化过程中可以看出，Cu 失去电子变成Cu 2＋，Ag 失去电子变成Ag ＋，HNO 3在反应过程中实际上没有变化，而O 2得到电子变成－2价氧。

所以在整个过程中14 g Cu 、Ag 失去的电子总数等于0.05 mol O 2得到的电子数。

设Cu 的物质的量为x ，Ag 为y ，则：
⎩
⎪⎨⎪⎧ 64 g·mol －1x ＋108 g·mol －1y ＝14 g 2x ＋y ＝ 1.12 L 22.4 L·mol －1×4(电子守恒) 解得⎩⎪⎨⎪⎧ x ＝0.05 mol y ＝0.1 mol
所以铜的质量为m (Cu)＝64 g·mol －1×0.05 mol＝3.2 g 。

[综合强化]
11．硝酸铵是一种常用的化肥，其工业生产流程如下，请回答下列问题。

(1)写出反应容器B 中发生反应的化学方程式：______________________________________ ________________________________________________________________________。

(2)吸收塔C 中通入空气的目的是________________________________；C 、D 两个反应容器中发生的反应，属于氧化还原反应的是________(填反应容器代号)。

(3)浓硝酸一般保存在棕色试剂瓶里，并放置在阴凉处，用化学方程式解释原因：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(4)金属铜与稀硝酸反应的离子方程式是____________________________________ ________________________________________________________________________， 该反应中稀硝酸表现的性质是_____________________________________________。

答案 (1)4NH 3＋5O 2=====催化剂高温4NO ＋6H 2O
(2)将一氧化氮氧化成二氧化氮 C
(3)4HNO 3=====光照4NO 2↑＋O 2↑＋2H 2O
(4)3Cu ＋8H ＋＋2NO －3===3Cu 2＋
＋2NO↑＋4H 2O 酸性和氧化性
解析 由NH 4NO 3的工业生产流程可知，N 2与H 2在铁砂网的作用下反应产生NH 3，NH 3在Pt －Rh 合金作用下加热被空气中的O 2氧化为NO 和水，NO 在吸收塔中与O 2反应产生NO 2，NO 2被水吸收得到HNO 3和NO 。

HNO 3与NH 3作用生成NH 4NO 3。

(1)反应容器B 中发生反应的化学方程式为4NH 3＋5O 2=====催化剂高温4NO ＋6H 2O 。

(2)在吸收塔C 中通入空气的目的是将NO 氧化成NO 2；在C 中发生反应：2NO ＋O 2===2NO 2,3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO 。

在D 中发生反应：HNO 3＋NH 3===NH 4NO 3。

前两个反应是氧化还原反应，第三个反应不是氧化还原反应。

所以发生氧化还原反应的容器为C 。

(3)浓硝酸不稳定，光照容易分解，温度越高越容易分解，为防止浓硝酸的分解，常把浓硝
酸保存在棕色试剂瓶中，放在冷暗处。

分解的化学方程式为4HNO 3=====光照4NO 2↑＋O 2↑＋2H 2O 。

(4)硝酸有强氧化性，不仅能把活泼的金属氧化，还能把不活泼的金属如Cu 氧化。

金属Cu 与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu ＋8H ＋＋2NO －3===3Cu 2＋＋2NO↑＋4H 2O 。

在该反应中一部分HNO 3中的N 元素由＋5价变为＋2价，得到电子，被还原，表现氧化性，还有一部分HNO 3中的N 元素的化合价没有变化，提供酸根离子用来形成硝酸盐，起酸的作用，故硝酸的作用是酸性和氧化性。

12．某兴趣小组设计出下图所示装置来改进教材中“铜与硝酸反应”的实验，以探究化学实验的绿色化。

(固定装置略去)
(1)实验前，关闭活塞b ，向试管d 中加水至浸没长导管口，塞紧试管c 和d 的胶塞，加热c ，其目的是____________________________________________________________
________________________________________________________________________。

(2)在d 中加适量NaOH 溶液，c 中放一小块铜片，由分液漏斗a 向c 中加入2 mL 浓硝酸，c 中反应的化学方程式是________________________________________。

再由a 向c 中加2 mL 蒸馏水，c 中的实验现象是________________________________________________
________________________________________________________________________。

(3)下表是制取硝酸铜的三种方案，能体现绿色化学理念的最佳方案是____________________，理由是_______________________________________________
________________________________________________________________________。

答案(1)检查装置气密性
(2)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
反应变慢，气体颜色变淡
(3)丙耗酸量最少，无污染
解析(1)连接好一整套装置，关闭分液漏斗活塞，把出气导管液封，加热发生装置，显然是检验装置气密性。

(2)铜片与2 mL浓硝酸反应的化学方程式为Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，再加入2 mL 蒸馏水，硝酸浓度变稀，降低了反应物浓度使反应减慢，同时产物气体由NO2变为NO，故装置中气体颜色变浅。

(3)从题表中制取硝酸铜的三种方案可以看出丙方案消耗反应物硝酸少(只起酸性作用)且不产生污染气体NO、NO2等，显然是体现绿色化学的最佳方案。

13．将红热的固体单质甲放入显黄色的浓乙溶液中，剧烈反应，产生混合气体A，A在常温下不与空气作用，发生如下图所示的变化。

(1)写出下列物质的化学式：
丙__________，B____________，C__________，
D____________。

(2)写出甲跟乙反应的化学方程式：________________________________________
________________________________________________________________________。

(3)单质丙与溶液乙反应生成气体B的离子方程式：_____________________________
________________________________________________________________________。

答案(1)Cu NO CaCO3Cu(NO3)2
(2)C ＋4HNO 3(浓)=====△CO 2↑＋4NO 2↑＋2H 2O
(3)3Cu ＋8H ＋＋2NO －3===2NO↑＋3Cu 2＋＋4H 2O
解析 红热的固体单质甲放入显黄色的浓乙溶液中产生混合气体A ，A 常温下不与空气反应，证明甲为碳，乙为HNO 3，混合气体A 中含有CO 2和NO 2,3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO ，CO 2＋Ca(OH)2===CaCO 3↓＋H 2O ，故B 为NO ，C 为CaCO 3。

单质丙与乙溶液(即稀HNO 3)反应生成气体B(NO)和蓝色溶液D ，知丙为铜，D 为Cu(NO 3)2。

14．将128 g 铜置于一定量的浓硝酸中并微热。

当铜片完全消失时，共收集到NO 2和NO 的混合气体44.8 L(标准状况)。

(1)写出上述过程中，有关反应的离子方程式：____________________________
________________________________________________________________________、 ________________________________________________________________________。

(2)完成该反应至少需要量取10 mol·L －1的浓硝酸________mL 。

(3)混合气体中NO 2的体积为_________________________________________________ L ， NO 的体积________ L(均为标准状况下)。

(4)将收集上述气体的容器倒扣在盛有水的水槽中，并向其中缓慢通入O 2使其充分反应，若要使溶液恰好充满容器，则理论上需要参加反应的O 2的物质的量为________mol 。

答案 (1) Cu ＋4H ＋＋2NO －3===Cu 2＋＋2NO 2↑＋2H 2O3Cu ＋8H ＋＋2NO －3===3Cu 2＋＋2NO↑＋4H 2O
(2)600(3)22.422.4(4) 1
解析 (1)首先是浓硝酸与铜发生反应产生硝酸铜、二氧化氮和水，然后当反应进行到一定程度，硝酸变稀后，稀硝酸与铜发生反应，产生硝酸铜、一氧化氮和水，反应的离子方程式是Cu ＋4H ＋＋2NO －3===Cu 2＋＋2NO 2↑＋2H 2O ；3Cu ＋8H ＋＋2NO －3===3Cu 2＋＋2NO↑＋4H 2O 。

(2)反应中被还原的HNO 3生成NO 、
NO 2混合气体，混合气体的物质的量为44.8 L÷22.4 L·mol －1＝2 mol ，未被还原的硝酸生成Cu(NO 3)2，Cu(NO 3)2的物质的量为128 g÷64 g·mol －1＝2 mol ，由氮原子守恒可知，n (HNO 3)＝2n [Cu(NO 3)2]＋n (NO 、NO 2)＝2 mol×2＋2 mol ＝6 mol ，故需要硝酸的体积＝6 mol÷10 mol·L －1＝0.6 L ＝600 mL 。

(3)设混合气体中NO 2、NO 的物质的量分别为x mol 、y mol ，根据电子转移守恒及二者体积列方程计算，再根据V ＝n ·V m 计算各自的体积；根据电子得失守恒及二者体积，可得：x ＋3y ＝2×2；x ＋y ＝2，解得x ＝1、y ＝1，故NO 2的体积＝1 mol×22.4 L·mol －1＝22.4 L ，NO 的体积＝1 mol×22.4 L·mol －1＝22.4 L 。

(4)反应又生成HNO 3，分析整个过程可知，铜提供的电子等于氧气获得的电子，由电子守恒可知，需要氧气的物质的量为(2 mol×2)÷4＝1 mol 。