高二化学硝酸

嘴哆市安排阳光实验学校高二化学硝酸知识精讲
人教版
一. 本周教学内容：
硝酸
二.教学目标
1. 掌握硝酸的重要特性——不稳定性和强氧化性；
2. 了解HNO3的用途。

3. 激发学生学习兴趣，对学生进行辩证唯物主义和爱国主义教育。

三. 教学重点、难点：
1. 硝酸的不稳定性和氧化性
2. 硝酸的氧化性
四. 教学过程
【引言】
三大强酸中的盐酸、硫酸我们已学过，今天来学习硝酸，硝酸除了具有酸性外，还有些我们所不了解的性质，这些我们所不熟知的性质就是这节课学习的重点。

第三节硝酸
（一）硝酸的物理性质
要知道“发烟”硝酸及常用浓硝酸的质量分数，并比较三大强酸的物理特性。

（二）硝酸的化学性质
1. 酸性：硝酸是一种强酸，在水中完全电离出+
H和-3
NO。

因为有+H，所以硝酸具有酸的通性。

2. 强氧化性
从-
3
NO来看，推测硝酸具有哪些性质？
实验、观察现象：
加浓硝酸的试管，反应剧烈，放出红棕色气体，溶液变为绿色。

加稀硝酸的试管，反应较缓慢，放出无色气体，进入空气气体变为红棕色，溶液变为蓝色。

失-
⨯e2
3
得-
⨯e3
2
Cu与浓、稀硝酸在常温下都可发生化学反应，说明硝酸具有强氧化性。

像浓硫酸能使Al、Fe钝化一样，在常温下浓硝酸也能使之钝化。

大多数金属（除金、铂等少数金属外）都可被硝酸氧化，由于硝酸浓度不同，被还原为NO2或NO。

浓硝酸和浓盐酸按体积比3:1混合后的混合物，氧化能力极强，可溶解金
和铂。

加热浓硝酸有红棕色气体产生。

加入红热木炭后，木炭继续燃烧，同时产生大量红棕色气体。

失-⨯e 41
得-⨯e 4
3. 不稳定性
在硝酸中，氢元素化合价为＋1价，氮元素为＋5价，均为其最高价态，氧
元素为－2价，又因为生成NO 2，氮元素化合价降低了，只有氧元素化合价升高，因而有O 2产生。

硝酸应隔热、隔光处。

放在棕色瓶中保存。

浓硝酸的挥发性和不稳定性是否为同一性质？为什么？ （三）硝酸的用途 1. 化工原料 2. 化学试剂 【典型例题】
［例1］在下列变化中，能表明硝酸具有氧化性的是（ ）
A. 能使石蕊试液变红色
B. 能跟Ag 反应生成3AgNO
C. 能和磷酸钙反应
D. 能和FeO 反应生成33)(NO Fe
解析：在上述反应A 和C 中硝酸是强酸使指示剂变色，与弱酸盐反应，均表现酸性。

在B 、D 反应中硝酸中氮元素降价均表现氧化性。

将Ag 及+2价铁氧化。

答案：BD
［例2］ 38.4 mg 铜跟适量的浓硝酸反应，铜全部作用后，共收集到气体22.4
mL （状况），反应消耗的HNO 3的物质的量可能是（ ） A. mol 3100.1-⨯ B. mol 3106.1-⨯ C. mol 3102.2-⨯ D. mol 3104.2-⨯
解析：本题主要考查3HNO 与金属反应时所起的作用和灵活利用化学方程式的计算能力。

浓3HNO 适量，在反应过程中变稀，实际上发生了两个反应：
=+)(43浓HNO Cu
O H NO NO Cu 222322)(+↑+，O H NO NO Cu HNO Cu 223342)(3)(83+↑+=+稀，反应消耗的
3HNO 包括起酸的作用和起氧化剂作用两部分，前者反应后以23)(NO Cu 形式存
在，后者被还原后生成NO 2、NO 气体，从两反应式看出：32HNO Cu +（酸）～
23)(NO Cu ，HNO 3(氧化剂)～NO 2(或
NO)，所以反应消耗的HNO 3为：
答案：C
［例3］某金属单质跟一定浓度的硝酸反应，假定只产生单一的还原产物。

当参加反应的单质与被还原硝酸的物质的量之比为1:2时，还原产物是（ ） A. 2NO B. NO C. O N 2 D. 2N
解析：本题主要考查HNO 3的氧化性和运用数学工具解决化学问题的能力。

本题金属未知，HNO 3浓度范围未知，突破口不在于此，由已知“还原产物单一”以及“单质与被还原的硝酸的物质的量之比为1:2”两条件应用电子得失守恒并通过讨论可找到答案。

设金属的化合价为+n ，HNO 3的还原产物中N 的化合价为x ，则由得失电子数相等得：)5(1)0(2x n -⨯=-⨯，即n x 25-=，讨论：① 当1=n 时，3=x ，为N 2O 3，选项未供出。

② 当2=n 时，1=x ，为N 2O ，选项C 符合题意。

③ 当3=n 时，1-=x ，无此价含氮化合物，金属阳离子无4+及以上价态，无需继续讨论。

答案：C
点评：硝酸与金属反应的定量计算及产物的确定，是本节难点，故可使学生通过阅读分析例2和例3。

从而掌握分析该类问题的一般方法。

【模拟试题】 一. 填空题
硝酸的性质
（1）酸性：具有酸的某些通性：
① 硝酸能使紫色的石蕊试液变 。

② 硝酸能与某些金属氧化物起反应=+CuO HNO 32 。

③ 硝酸能与某些盐起反应=+332CaCO HNO 。

④ 硝酸能与碱起反应NaOH HNO +3= 。

（2）不稳定性： 。

一般而言，硝酸越 ，越不稳定。

（3）强氧化性：
Ⅰ. 硝酸能与大部分金属反应： 离子方程式： 离子方程式： Ⅱ. 与非金属的反应： 二. 选择题：
1. 常温下，在浓硝酸中难溶解的金属是（ ） A. 铝 B. 铁 C. 铜 D. 银
2. 取三张蓝色石蕊试纸放在表面皿上，然后按顺序分别滴加65%的HNO 3、98.3%H 2SO 4和新制备的氯水，三张试纸最后的颜色是（ ）
A. 白、红、白
B. 红、黑、红
C. 红、红、红
D. 白、黑、白
3. 下列材料制成的容器既不能用来盛放盐酸，也不能用来盛放浓HNO 3的是（ ）
A. Al
B. Sn
C. Cu
D. Pt
4. 在下列变化中，能表明硝酸具有氧化性的是：（ ） A. 能使石蕊试液变红色 B. 能跟银反应生成硝酸银 C. 能和磷酸钙反应 D. 硝酸盐都易溶于水
5. 下列各组物质中反应后能产生氢气的是（ ） A. 铜与稀硝酸 B. 银与浓硝酸 C. 镁与稀盐酸 D. 汞与浓硝酸
6. 下列反应中，硝酸既表现氧化性又表现酸性的是（ ）
A. 3HNO FeO +
B. 332HNO O Fe +
C. 33)(HNO OH Al +
D. 32HNO S H + 7. 不能大量共存的离子组是（ ）
A. --++32NO Cl Fe H 、、、
B. -+-+3244NO Na SO NH 、、、
C. --++Cl NO Fe Cu 、、、332
D. --++243SO HCO Na H 、、、 8. 常温下能用铝制容器盛放的是（ ）
A. 浓盐酸
B. 浓硝酸
C. 浓硫酸
D. 稀硝酸 9. 下列关于硝酸正确的是( )
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 反应只生成2NO ，稀硝酸得电子更多，故稀硝酸氧化性大于浓硝酸
10. 有甲、乙、丙三种气体，甲无色，一定条件下，甲能与氧气反应生成乙；乙不溶于水，但能与氧气进一步反应生成丙；甲、丙皆溶于水，但其水溶液酸碱性恰好相反，则（ ）
A. 甲：NH 3 乙：NO 2
B. 甲：N 2 乙：NO
C. 甲：NH 3 丙：NO 2
D. 甲：NO 乙：NO 2 11. 浓硝酸往往显黄色是因为（ ）
A. 溶有溴在其中
B. 其中含有Fe 3+
C. 溶有硫黄在其中
D. 溶有自身分解的NO 2 12. 浓HNO 3与下列物质反应时，只表现氧化性的是（ ）
A. 木炭
B. Fe O 23
C. Cu
D. H S 2
13. 为了除去镀在铝表面的铜镀层，可选用的试剂是（ ）
A. 浓硫酸
B. 稀硝酸
C. 浓盐酸
D. 浓硝酸 三. 简答题：
15. 如图所示的简易装置可以进行气体的发生和收集。

（1）实验前应如何检查该装置的气密性？
（2）拔开试管a的橡皮塞，假如10mL 6mol•L-1稀硝酸和1g铜片，立即将带有导管的橡皮塞塞紧试管口。

反应开始缓慢，逐渐加快。

写出在试管a中发生的所有化学反应方程式。

（3）从反应开始到反应结束，预期在试管a种可观察到的现
象？。

（4）在反应开始时，可观察到导管b种的水面先沿导管b慢慢上升到一定高度，此后由回落，然后有气泡从管口冒出。

请说明其中原
因。

（5）试管c收集满气体后，用拇指堵住管口将试管取出水槽。

将管口向上，松开拇指，片刻后，再次堵住管口，将试管又倒置于水槽中，松开拇指，此时可观察到什么现
象？。

16. 1.92g铜粉和一定量的浓硝酸反应，随着铜的不断减少，反应生成的气体颜色也逐渐变浅。

当铜全部反应时，共收集到状况下的气体1.12L，求反应中消耗的硝酸的物质的量是多少？
[参考答案]
一. 填空题：略。

二. 选择题：
15.
（1）把导管b的下端浸入水中，用手紧握捂热试管a，导管口会有气泡冒出，松开手后，水又会回升到导管b中。

（2）① 3Cu+8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O；2NO+ O2=2 NO2；
（3）
①铜片和稀硝酸反应，有无色气泡产生，反应速度开始缓慢，逐渐加快
②试管a上部空间由无色变为浅棕色，又变为无色
③试管a中的溶液由无色变为浅蓝色
④反应结束时，铜片全部反应完
（4）由于反应开始时产生的NO和试管a上部空气中的氧气作用生成NO2，NO2易溶于水并与水起反应，使装置内气体的压强暂时减小。

所以导管中的水面会先上升至一定高度。

提示：当试管内的氧气消耗完以后，水面开始回落
（5）
①水进入试管，上升到一定高度
②试管中气体的颜色由棕红色变为无色
16.
解析：n Cu g
g mol
mol
()
.
.
=
⋅
=
-
192
64
003
1
，
气体的物质的量=
⋅
=
-
112
224
005
1
.
.
.
L
L mol
mol
解法一：38324
3322
Cu HNO Cu NO NO H O
+=+↑+
()
3 8 2
解法二：利用原子守恒。