2022-2023学年高一化学 苏教版教案：硝酸

第2课时 硝酸
课程标准
课标解读
1．掌握浓、稀硝酸的强氧化性，了解硝酸的重要用途。

2．通过比较浓硝酸与稀硝酸性质的差异，认识硝酸浓度对反应产物的影响。

1．通过硝酸中氮元素的化合价分析硝酸的化学性质。

（宏观辨识与微观探析）
2．通过对实现现象的观察、分析和推理，培养学生的实验能力、观察能力、思维能力，提高学生的化学素养。

（证据推理与模型认知）
3．能依据实验目的，设计并优化实验方案，对硝酸相关性质进行探讨。

（科学探究与创新意识）
知识点01 硝酸
1．物理性质
硝酸是一种无色，易挥发，具有刺激性气味的液体。

能与水以任意比互溶。

2．化学性质
（1）硝酸是一元强酸，具有酸的通性。

能使紫色的石蕊试液变红、与某些金属氧化物反应、与某些盐反应、与碱反应。

但硝酸与金属反应一般不产生H 2。

硝酸与CaCO 3反应的化学方程式为：CaCO 3+2HNO 3=Ca(NO 3)2+CO 2↑+H 2O 。

（2）不稳定性
硝酸不稳定，见光或受热易分解，化学方程式为：4HNO 3========受热或光照
2H 2O ＋4NO 2↑＋O 2↑。

硝酸的保存方法：密封贮存在低温、避光处。

市售硝酸常因溶有少量NO 2略显黄色。

（3）【实验探究】硝酸的强氧化性 【实验1】铜与浓硝酸反应
实验现象：试管中铜片溶解，有红棕色气体产生，溶液变蓝色，集气瓶中收集到无色气体。

实验结论：铜与浓硝酸反应生成了硝酸铜和NO 2气体。

【实验2】铜与稀硝酸反应
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知识精讲
实验现象：试管中铜片溶解，有无色气体产生，溶液变蓝色，集气瓶中收集到无色气体。

实验结论：铜与浓硝酸反应生成了硝酸铜和NO 气体。

（4）硝酸的强氧化性
硝酸是一种氧化性很强的酸，能与大多数金属（除Au 、Pt 等少数金属以外）、许多非金属以及有机物发生氧化还原反应。

①HNO 3与金属反应
分别写出浓硝酸、稀硝酸分别与Cu 的反应方程式： Cu ＋4HNO 3(浓)===Cu(NO 3)2＋2NO 2↑＋2H 2O 3Cu ＋8HNO 3(稀)===3Cu(NO 3)2＋2NO↑＋4H 2O ②硝酸与非金属的反应
写出C 与浓硝酸反应的方程式：C ＋4HNO 3(浓)=====△
CO 2↑＋4NO 2↑＋2H 2O 。

③常温下浓硝酸可以使铝、铁等金属发生钝化。

可以用铝质或铁质容器盛放浓硝酸。

④与其他还原性物质反应
分别写出硝酸与Fe 2+、SO 2－
3反应的离子方程式： 3Fe 2++4H ++NO －
3=3Fe 3++NO↑+2H 2O
3SO 2－
3+2H ++2NO －
3=3SO 2－
4+2NO↑+H 2O
3．硝酸的用途
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。

【即学即练1】下列说法中正确的是（ ）
A ．硝酸应保存在塑料瓶中
B ．常温下，浓硝酸不与铁和铝反应，但稀硝酸可以与铁和铝反应
C ．稀硝酸与Cu 反应时，硝酸只表现为强氧化性
D ．浓硝酸与碳反应时，硝酸只表现为强氧化性 答案：D
解析：A 选项，硝酸能腐蚀塑料和橡胶，应保存在玻璃瓶中，错误；B 选项，常温下，浓硝酸能使铁和铝发生钝化，错误；C 选项，稀硝酸和铜反应。

硝酸转化为硝酸铜和NO ，既表现为酸性又表现为强氧化性，错误；D 选项，浓硝酸和碳反应，硝酸全部转化为NO 2，只表现为强氧化性，正确；故选D 。

【即学即练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 ．可用铁或铝质容器盛装浓硝酸 答案：B
解析：硝酸是强氧化性酸，且浓硝酸的氧化性强于稀硝酸，A 正确；铜不论与浓硝酸还是与稀硝酸反应都不是置换反应，B 错误；硝酸是强氧化性酸，金属与硝酸反应均不产生氢气，C 正确；铁或铝遇冷的浓硝酸钝化，故可用铁或铝质容器盛装浓硝酸，D 正确。

【即学即练3】回答以下问题：
（1）将Cu 片加入稀硝酸中，反应开始时，在试管中可以看到红棕色气体，原因是_________。

（2）将足量Cu 片加入浓硝酸中，充分反应后，产生的气体有___________。

（3）将Cu 片加入KNO 3溶液中，再加入稀硫酸，发生反应的离子方程式为___________________。

答案：（1）试管中有少量氧气，与NO 反应生成了NO 2 （2）NO 和NO 2
（3）3Cu+8H ++2NO 3-=3Cu 2++2NO↑+4H 2O
【即学即练4】将0.3molCu 与足量的稀硝酸反应，被还原的硝酸为_____mol ，转移的电子数为_______个。

答案：0.2 0.6N A
解析：3Cu ＋8HNO 3(稀)===3Cu(NO 3)2＋2NO↑＋4H 2O 转移电子数6e - 3mol 8mol 2mol 6mol 0.3mol 0.2mol 0.6mol
考法01 对硝酸性质的认识
1．硝酸氧化性的体现
（1）浓硝酸与C 在加热条件下反应，硝酸表现为强氧化性，由于稀硝酸不与C 反应，反应后仍有过量稀硝酸。

如：C ＋4HNO 3(浓)===△
2H 2O ＋4NO 2↑＋CO 2↑。

（2）金属与硝酸反应一般不生成H 2，浓硝酸一般先被还原为NO 2，浓度变稀后稀硝酸一般被还原为NO 气体，红棕色逐渐变淡。

（3）低价金属氧化物或盐与硝酸发生氧化还原反应，如FeO 与稀硝酸反应3FeO ＋10HNO 3(稀)=3Fe(NO 3)3＋NO↑＋5H 2O ，而不是发生复分解反应生成Fe(NO 3)2。

（4）酸性溶液中含有NO －
3或向含有NO －
3的硝酸盐溶液中加入酸，溶液中(H ＋
＋NO －
3相当于HNO 3)具有强氧化性，能够氧化强还原性离子Fe 2＋
、I －
、S 2－
、SO 2－
3等而不能大量共存。

（5）硝酸与铁反应时，产物符合以下规律：
Fe 过量 Fe 不足 Fe 与HNO 3两者恰好完全反应 Fe(NO 3)2
Fe(NO 3)3
Fe(NO 3)2或Fe(NO 3)3或两者混合物
温度越高，硝酸越浓，其氧化性越强；与硝酸反应时，还原剂一般被氧化成最高价态。

2．硝酸性质的认识误区
能力拓展
（1）硝酸与金属反应时，一般既表现强氧化性，又表现酸性（生成盐），参加反应的硝酸部分被还原，还有一部分仍以NO－3形式存在。

（2）浓硝酸与金属反应的过程中，浓度逐渐减小，还原产物有可能是NO2和NO的混合物。

（3）在应用硝酸的氧化性分析离子是否共存时，要注意溶液中H＋和NO－3的组合，它们相当于HNO3，能够氧化具有强还原性的离子，而单纯的NO－3不能氧化这些离子。

（4）硝酸的还原产物一般为HNO3(浓)→NO2，HNO3(稀)→NO；很稀的硝酸还原产物也可能为N2O、N2或NH4NO3。

【典例1】在浓硝酸中放入Cu片
（1）反应开始时的化学方程式为____________________，实验现象为__________________________。

（2）若Cu片有剩余，则反应将要结束时的化学方程式为_______________________________。

（3）待反应停止后，再加入少量的稀硫酸，这时Cu片上又有气泡产生，原因是
_________________________________________________________________。

答案：(1)Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O溶液逐渐变蓝色，有红棕色气体逸出
(2)3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
(3)加入稀硫酸后，氢离子与原溶液中硝酸根离子构成强氧化性酸，又能与过量的铜反应
分层提分
题组A 基础过关练
1．《本草纲目拾遗》记载：西洋人所造，性最猛烈，能蚀五金。

王怡堂先生云：其水至强，五金八石皆能穿漏，惟玻璃可盛。

这里“强水”是指()
A．氨水 B．硝酸C．醋D．卤水
答案：B
解析：能蚀五金，其水至强，五金八石皆能穿漏，惟玻璃可盛，指的是硝酸。

2．对于硫酸和硝酸的比较中，下列叙述不正确的是（）
A．冷的浓硫酸和浓硝酸都可以用铝、铁的容器盛装
B．浓硫酸和浓硝酸都具有很强的腐蚀性、脱水性
C．稀硫酸和稀硝酸都具有氧化性
D．硫酸和硝酸都是重要的化工原料
答案：B
解析：浓硝酸没有脱水性，错误。

3．向Fe(NO3)2溶液中滴加稀盐酸，观察到的现象是()
A．溶液由浅绿色变为黄色B．溶液中产生红棕色气体
C．溶液中产生红褐色气体D．无任何现象
答案：A
解析：溶液中存在NO－3，这时再加入盐酸相当于提供了H＋，Fe2＋会被NO－3(H＋)氧化成Fe3＋，硝酸被还原
为NO，所以溶液变成黄色，产生无色气体。

4．硝酸在反应中只表现强氧化性的反应是（）
A．C与浓HNO3反应B．Cu与浓HNO3反应
C．Cu与稀HNO3反应D．Mg(OH)2与HNO3反应
答案：A
5．下列关于硝酸的说法中正确的是（）
A．稀硝酸能与Fe发生反应，浓硝酸不能
B．浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂
C．稀硝酸是弱酸，浓硝酸是强酸
D．稀硝酸与Cu反应生成NO，而浓硝酸与Cu反应生成NO2，稀硝酸得电子更多，故稀硝酸的氧化性
大于浓硝酸
答案：B
解析：D选项，不能根据得到电子的多少来判断物质的氧化性强弱。

6．如图装置可用于（）
A．加热NaHCO3制CO2 Array B．用Cu和稀HNO3反应制NO
C．用NH4Cl与浓NaOH溶液反应制NH3
D．用NaCl与浓H2SO4反应制HCl
答案：B
7．下列关于铁与硝酸的反应说法正确的是()
A．常温下将金属铁放入浓HNO3中，Fe将被氧化成Fe(NO3)3
B．将一定量的铁粉放入HNO3中，生成物中Fe的存在形式为Fe(NO3)3
C．铁粉与浓HNO3在加热条件下反应生成NO2，而与稀HNO3反应生成NO，说明稀HNO3比浓HNO3
的氧化性更强
D．将一定量的Fe放入稀HNO3，其产物可能是Fe(NO3)3，也可能是Fe(NO3)2或它们的混合物
答案：D
解析：常温下浓HNO3能使铁钝化，A错误；HNO3与Fe反应的产物除与HNO3的浓度有关外，还与Fe的
量有关，若Fe过量，则有2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，B错误，D正确；浓HNO3的氧化性强于稀HNO3，C错误。

8．下列事实体现了硝酸的什么性质？写出有关反应的化学方程式或离子方程式。

(1)浓硝酸应存放于棕色试剂瓶中。

浓硝酸具有；反应的化学方程式为。

(2)银片溶于热的稀硝酸。

硝酸具有 ；反应的化学方程式为 。

(3)石灰石和稀硝酸混合反应制取CO 2。

硝酸具有 ；反应的离子方程式为 。

(4)红热的木炭投入浓硝酸中产生红棕色的气体。

浓硝酸具有 ；反应的化学方程式为 。

答案：(1)不稳定性(或见光易分解的性质) 4HNO 3=====光
4NO 2↑＋O 2↑＋2H 2O (2)强氧化性和酸性 3Ag ＋4HNO 3(稀)===△
3AgNO 3＋NO↑＋2H 2O (3)酸性 CaCO 3＋2H ＋
=Ca 2＋
＋CO 2↑＋H 2O
(4)强氧化性 C ＋4HNO 3(浓) ===△
4NO 2↑＋CO 2↑＋2H 2O
解析：硝酸被还原时体现了硝酸的氧化性，在产物中有硝酸盐生成时体现了硝酸的酸性。

9．请用所学知识回答下面的问题：
（1）工业浓硝酸通常呈黄色的原因是_________________________________________。

（2）铵态氮肥不能与碱性肥料混合施用_______________________________________。

（3）常温下铝质容器或铁质容器可贮运浓硫酸和浓硝酸
__________________________________________________。

（4）浓硝酸需保存在棕色瓶中_____________________________________________。

答案：（1）硝酸分解产生NO 2，NO 2溶于硝酸，使硝酸呈黄色。

（2）NH 4+与碱性肥料混合发生反应，产生氨气使肥效损失。

（3）铝和铁遇浓硫酸或浓硝酸生成一层致密的氧化膜，阻止浓硫酸或浓硝酸继续与铝或铁反应。

（4）浓硝酸见光或受热易分解，且易挥发。

10．将铁屑溶于过量的稀硫酸中，发生反应的化学方程式是_________________________，在上述溶液中加
入适量硝酸，发生反应的离子方程式为__________________________，反应完全后加入过量氨水，产生的现象是___________________________________。

答案：Fe+H 2SO 4=FeSO 4+H 2↑ 3Fe 2++4H ++NO 3-=3Fe 3++NO↑+2H 2O 有红褐色沉淀生成
题组B 能力提升练
1．下列离子在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存的是 ( )
A ．H ＋
、NO －
3 、Fe 2＋
、Na ＋
B ．Ag ＋、NO －3 、Cl －、K ＋
C ．K ＋
、Ba 2＋
、OH －
、SO 2－
4
D ．Cu 2＋
、NH ＋
4 、Br －
、OH －
答案：A
解析：A 组中H ＋
、NO －
3 、Fe 2＋
会发生氧化还原反应而不能大量共存；B 组中的Ag ＋
和Cl －
；C 组中的Ba 2
＋
和SO 2－
4 、D 组中的Cu 2＋
、NH ＋
4 与OH －
都不能共存，但不属于氧化还原反应。

2．某实验过程如图所示，则图③的试管中的现象是( )
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：生成的Cu(NO3)2在H2SO4的酸性条件下相当于又有了HNO3，铜片会继续溶解生成NO。

3．下列关于硝酸的说法中，正确的是()
A．硝酸与金属反应时，主要是＋5价的氮得电子
B．浓硝酸与碳反应时，既表现氧化性又表现为酸性
C．硝酸电离出的H＋能被Zn、Fe等金属还原成H2
D．常温下，向浓硝酸中投入铁片，会产生大量红棕色气体
答案：A
解析硝酸是一种强氧化性酸，它的氧化性主要是由＋5价的氮元素表现出来的，A正确；王水中浓盐酸与浓硝酸的体积比是3∶1，B错误；硝酸是强氧化性酸，与金属反应时，一般不产生H2，C错误；常温下浓硝酸能使Fe钝化，不会产生大量红棕色气体，D错误。

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．某同学采用如图Ⅰ所示装置验证铜与稀硝酸的反应，并用排水法收集NO气体。

（1）发生反应的化学方程式为_______________________________，反应过程中的实验现象有________________________________________________。

（2）乙同学认为虽然收集到的气体为一氧化氮，但并不能说明反应中一定生成一氧化氮。

你认为他的理由是_______________________________________________________。

（3）丙同学采用如图Ⅱ所示装置进行实验，证明了铜和稀硝酸反应生成一氧化氮。

该同学的步骤如下表，请在表中填写有关步骤的实验现象。

实验步骤实验现象
①从U形管左端加入稀硝酸，直至充满U形
————
管右端
②用附有铜丝的胶塞塞住U形管右端，观察
现象
③待反应停止后打开胶塞，观察实验现象
（4
___________________________________________________________________________。

答案：（1）3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 试管中有红棕色气体产生，溶液变蓝色，收集到无色气体。

（2）左边试管中有少量空气，所以产生的气体为红棕色，不能判断产生的气体一定是NO。

（3）铜丝溶解，有无色气泡产生，右边U形管的溶液变蓝色，右边U形管内液面下降
U形管口有红棕色气体产生
（4）①反应需要较多量的硝酸；②打开胶塞产生的气体污染空气。

题组C 培优拔尖练
1．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。

2．下列有关实验设计、实验现象和解释或结论都正确的是( )
解析：硝酸和铁反应生成硝酸铁，铁过量时，铁和Fe 3＋
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HNO 3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。

3．一定量的Cu 和1 mol·L
－1
的稀硝酸反应，如果NO －3 的浓度下降0.2 mol·L －1，则溶液中c(H ＋
)同时下降(假
定反应前后溶液体积不变)( )
A ．0.2 mol·L －
1 B ．0.4 mol·L －
1 C ．0.6 mol·L －
1 D ．0.8 mol·L －
1 答案：D
解析：由Cu 与稀硝酸反应的离子方程式3Cu ＋8H ＋
＋2NO －
3 ===3Cu 2＋
＋2NO↑＋4H 2O 可知，当NO －
3 浓度下降0.2 mol·L
－1
时，c(H ＋)下降0.8 mol·L －
1。

4．碳与浓硝酸共热，产生的气体分两份，第一份气体先导入适量蒸馏水中再导入石灰水中；第二份气体直
接导入石灰水中，则石灰水的变化可能是( ) A ．第一份不变浑浊；第二份变乳白色
B ．第一份变乳白色浑浊；第二份不变浑浊
C ．第一份变乳白色浑浊；第二份变乳白色
D ．第一份不变浑浊；第二份不变浑浊 答案：B
解析：碳与浓硝酸共热，产生NO 2和CO 2的混合气体，第一份气体先导入适量蒸馏水中，NO 2与水反应生成硝酸，剩余气体(CO 2)导入石灰水中，石灰水变乳白色浑浊；第二份气体直接导入石灰水中，NO 2与水反应生成硝酸，再与石灰水反应，CO 2不能与石灰水反应，故不变浑浊。

5．在1 L 稀硝酸和稀硫酸的混合液中，硝酸和硫酸的物质的量浓度均为0.1 mol·L －
1。

若向混合溶液中加入
足量的铜粉，则最多能溶解铜粉的质量为( )
A ．2.4 g
B ．3.2 g
C ．7.2 g
D ．9.6 g 答案：C
解析：用离子方程式来计算。

铜与稀硝酸和稀硫酸组成的混合溶液反应的离子方程式为3Cu ＋2NO －
3 ＋8H
＋
===3Cu 2＋
＋2NO↑＋4H 2O ，由题意可知，n(NO －
3 )＝0.1 mol ，n(H ＋
)＝0.1 mol ＋2×0.1 mol ＝0.3 mol ，故NO －
3 过量，应根据n(H ＋)来计算溶解铜粉的质量，m(Cu)＝3×0.3 mol 8 ×6
4 g·mol －1＝7.2 g 。

6．某化学小组为了探究铜与硝酸反应的情况，做了以下探究过程。

按如图进行反应：
(1)开始反应会出现的现象是________________________________________________，反应的化学方程式为
_____________________________________________。

(2)若铜有剩余，反应将要结束时发生反应的化学方程式是_______________________________。

(3)待反应停止后，再加入少量质量分数为25%的稀硫酸，这时铜片上又有气泡产生，其原因是
______________________________________________________________。

(4)若将12.8 g 铜跟一定量的浓硝酸反应，铜消耗完时，共产生气体5.6 L(标准状况)，消耗的硝酸的物质的
量是________________。

答案：(1)溶液逐渐变蓝，有红棕色气体逸出 Cu ＋4HNO 3(浓)===Cu(NO 3)2＋2NO 2↑＋2H 2O
(2)3Cu ＋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 构成强氧化性的环境，又能与过量的Cu 反应，反应离子方程式为3Cu ＋8H ＋
＋2NO －
3 ===3Cu 2＋
＋2NO↑＋4H 2O (4)0.65 mol
解析：(1)反应开始发生反应Cu ＋4HNO 3(浓)===Cu(NO 3)2＋2NO 2↑＋2H 2O ，溶液逐渐变蓝，有红棕色气体逸出；(2)随着反应的进行，硝酸浓度不断减小，故反应后阶段发生的是铜与稀硝酸的反应；(3)加入稀硫酸后，H ＋
与原溶液中的NO －
3 构成强氧化性的环境，又能与过量的Cu 反应，反应离子方程式为3Cu ＋8H ＋
＋
2NO－3===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O；
(4)n(NO x)＝
5.6 L
22.4L·mol－1
＝0.25 mol，故根据氮原子守恒可知，消耗n(HNO3)＝2n(Cu)＋n(NO x)＝
2×12.8 g
64 g·mol－1
＋0.25 mol＝0.65 mol。