高三化学上学期硝酸及硝酸盐

【讨论】 硝酸与金属反应的还原产物与硝酸的浓度和金属 的活泼性有密切的关系，可以是N2O、NO2 （N2O4）等，又已知这些氮氧化物均可与铜发 生反应： 2NxOy+2yCu→2yCuO+xN2 你能否设计一个可以确定硝酸与金属反应的还 原产物的实验装置模型？
• 【思考】此装置系统应包含几个大部分？ 应该包含三个大部分——金属与硝酸反应的部 分、氮氧化物与铜反应的部分和氮气体积的确 定部分。 • 【思考】还需要测量哪些数据吗？如果需要， 应该如何测量？ 还需要测量铜质量的增加。称重即可。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
【解析】 （1）根据反应方程式： Ag+2HNO3（浓）=AgNO3+NO2↑+H2O、 3Ag+4HNO3（稀）=3AgNO3+NO↑+2H2O 可知：每生成1 mol AgNO3，消耗浓HNO3 2 mol，产生 1 mol NO2，消耗稀HNO3 4/3 mol，放出NO 1/3 mol。故 用稀硝酸比用浓硝酸好，原因为（a）、(c)。 （ 2）根据温度对反应速率的影响，加热保温是使反应 加快，促使 HNO3 与 Ag 反应，而不希望 HNO3 损失，因此 其目的是（a）、(c)。 （3）由水解原理，溶液浓度小，促进水解，使Fｅ3+、 Cu 2+生成难溶的Fe(OH)3、Cu(OH)2而除去。
硝酸盐
1、硝酸盐的物理共性 离子晶体，易溶于水。 （NH4NO3 溶于水剧烈吸热，溶液温度降低）
2、化学共性 ⑴ 不稳定性，受热易分解，高温有强氧化性， ⑵、硝酸盐在强酸性环境中有强氧化性 （见硝酸的性 质） 3 、硝酸（ HNO3 ）、硝酸盐（ NO3 － ）的检验（鉴定、 浓硫酸 铜 鉴别） 操作： HNO3 、NO3－ (aq) 有红棕色的气体 （NO2）生成 ＋ =3Cu2 ＋＋ 3Cu ＋ 2NO ＋ 8H ＋ 2NO↑ ＋＋ 4H2O 2＋ 3（浓） Cu ＋ 2NO ＋ 4H =Cu 3（浓） 原理： 2NO＋ O2 =2NO2（红棕色）
• 【思考】根据金属与硝酸反应物的状态及反 应条件，应选择何种装置？若反应速率太小， 应采取什么对策？ 应选择固-液反应的装置。给反应容器加热。 • 【思考】加热应考虑什么因素？选择什么方 式？ 加热应防止硝酸分解；所以，加热方式应是 微热，如水浴加热。
• 【思考】如果反应产物中含有NO，你认为此 装置的设计有没有问题，应该如何完善？ 如果反应产物中含有NO，会与装置中空气里 的氧气发生反应，导致测定结果错误。应该 在金属与硝酸反应之前排净装置中的空气。 • 【思考】用什么方法排净空气？怎样改进装 置的设计？ 可以用CO2排净装置中的空气，在金属与硝 酸反应的装置前添加一个CO2发生器。
发烟硝酸（98％以上）
难挥发性酸 易溶于水
溶解 性
易溶于水
二、化学性质表现在哪几方面？请用方程式表示。
硝酸
1、具有酸的通性 2、不稳定性 3、强氧化性
硫酸
1、具有酸的通性 2、浓硫酸的特性： 吸水性、脱水性、 强氧化性
1、硝酸是一元强酸 HNO3 = H＋＋ NO3－ 具有酸 的化学通性
浓硝酸使石蕊试液变红，后退 在浓硝酸中滴入石蕊试 色（浓硝酸的强氧化性）； 液，有何现象？ ⑴ 稀硝酸使石蕊试液变红；
• 【思考】选择什么装置完成氮氧化物与铜的 反应？ 用加热的硬质试管。 • 【思考】铜选择什么形态？原因何在？ 用铜粉，反应接触面积大，使氮氧化物与铜 的反应更为完全。在硬质试管两端填入玻璃 棉。 • 【思考】如何测量N2的体积？ 用量气装置。
4、 硝酸HNO3与有机物的反应 如： ① —NO2 ＋ HO－NO2 ② 酯化反应 CH3CH2－OH ＋ HO－NO2 CH3CH2－O－NO2 ＋ H2O —NO2＋ H2O 硝化反应
习题一
②.硝酸能与许多非金属反应:
C+4HNO3 =2H2O+4NO2↑+CO2↑ S+6HNO3(浓) = H2SO4+6NO2↑+2H2O
③铝、铁在冷的浓硝酸中钝化 （加热时金属 溶解
④.硝酸能与还原性化合物反应:
a、Fe2+ 、 H2S 、 S2- 、HI 、I-、SO32-、 SO2 、H2SO3、HBr等一些还原性的物质不 能与硝酸共存！ 3H2S ＋ 2HNO3（稀）=3S↓＋ 2NO↑＋ 4H2O 3SO32－＋ 2NO3－＋2H＋ =3SO42－＋2NO↑＋H2O
习题二
解题回顾:
1.较活泼的金属与HNO3 反应，随金属的活动性不 同、HNO3 的浓度不同，除生成盐、水外，其还原 产物比较复杂，如：NO2、NO、N2O、N2、NH3、 NH4NO3 等。但一般：浓硝酸： NO2 稀硝酸：NO
硝酸越稀,被还原的价态越低,是否浓度 越小,硝酸的氧化性越强呢?
2.硝酸在与金属反应时,既表现了氧化性又表现 了酸性.在计算时,常可从这两方面利用守恒法. 因此,在复杂的反应过程计算中,可从某物质的用 途逐一分析得出答案.
7.写出下列反应的化学方程式： ①硝基苯的制备 C6H6+HO—NO2→C6H5—NO2+H2O ②硝化甘油的制备
C3H5(OH)3+3HNO3→C3H5(ONO2)3+3H2O
要点、疑点、考点 物理性质 化学性质 工业方法 实验室法
硝
制备方法
用途
酸
经典题型
硝酸分解发出的二氧化氮气体溶 于硝酸而使硝酸呈黄色 。 一、硝酸的物理性质 为什么常见浓硝酸常现出黄色？
2NO ↑（红棕色）＋ 2H O
【例】（上海市高考题）某试剂厂用银 ( 含杂质铜 ) 和硝酸 ( 含杂质 Fe3+) 反应制取 硝酸银。步骤如下：
依据上述步骤,完成下列填空： (1) 溶解银的硝酸应该用硝酸 稀 ( 填“浓” （a） (c) 或“稀”)。原因是 (填序号，下同) 。 a.减少过程中产生NOx的量 b.减少原料银的消耗量 （a）、(c) c.节省硝酸的用量 (2)步骤B加热保温的作用是 。 a.有利于加快反应速率 b.有利于未反应的硝酸挥发 c.有利于硝酸充分反应，降低溶液中c(H+) 2+等杂质，冲稀 （ bCu ） (3)步骤Ｃ中是为了除去Fｅ3+ 、 静置时发生的化学反应是 . Fe(OH) Cu(OH)2 a.置换反应 b.水解反应 c. 氧化还原反应 3、
浓硫酸或Mg(NO3)2(吸水剂) 稀HNO3 50％ 96％以上的硝酸
蒸馏
(2)实验室制备 原理：NaNO3(S)+H2SO4(浓)=NaHSO4+HNO3↑ 微热 能否强热？为什么？ 药品：固体硝酸钠，浓硫酸 装置：固液加热（曲颈甑） 收集：冷凝 能否用氯气的装置？为什么？
4.硝酸的用途 重要的化工产品，又是重要的化工原料， 主要用于医药、炸药（TNT)、染料、化 肥等，化学试剂
• 【思考】根据金属与硝酸反应的反应物的性质 及反应条件，判断产物气体的成分除氮的氧化 物以外还可能有什么？其对后续反应有无干扰？ 应如何净化？净化装置的位置是什么？ 还可能有水蒸气和CO2。 水蒸气的存在可能干扰氮氧化物与铜的反应； CO2的存在可能使氮气体积的测量产生误差。 可以用浓硫酸干燥除去水蒸气，其装置应放在 氮氧化物与铜的反应的装置之前； 用NaOH溶液除去CO2，其装置放在氮气体积测 量的装置之前。
D.9:1
5.25.6 mgCu 跟含有 1.4×10-3 mol 的硝酸恰好完全 反应，反应完毕后收集到的气体在标准状况下的 体积为 ( B ) A．7.84 mL B．13.44 mL C．15.68 mL D．17.92 mL
6．下列事实体现了硝酸的什么性质？ A.氧化性 B.酸性 C.不稳定性 D.挥发性 （1）硝酸存放在棕色瓶中密封保存( c ) （2）浓硝酸可以和铜反应( AB ) （3）木炭和浓硝酸反应( A ) （4）锌和硝酸不产生H2( A ) （5）氧化铜溶于硝酸( B ) （6）不用硝酸制SO2气体( A ) （7）用铁槽存放浓硝酸( A ) （8）检验SO42-时不能先用硝酸酸化( ) A
③ 颜色反应
如：硝酸与蛋白质的颜色反应
三.硝酸的制备
工业制法 1.第一阶段:氨的催化氧化:4NH3+5O2=4NO+6H2O 2.第二阶段:NO2的生成和吸收:2NO+O2=2NO2 3NO2+H2O=2HNO3+NO 3.计算关系：NH3-NO-NO2-HNO3 4. 主要设备 : 氧化炉 吸收塔 5. 尾气处理：NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O 2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O 6. 稀硝酸HNO3的浓缩
A．Al3+、NO3-、CO32-、Na+ C．Fe3+、Na+、SCN-、ClB．Fe2+、H+、NO3-、ClD．I-、H+、Na+、NO3-
4.含ng硝酸的稀溶液恰好使mg铁粉完全溶解,若有 n/4gHNO3被还原成NO(无其它还原产物),则n:m可 以是( )
C
A.1:1 B.2:1
C.3:1
⑸ 硝酸与某些盐的反应
CaCO3 ＋ 2HNO3=Ca(NO3)2 ＋ CO2 ↑＋ H2O
2、硝酸HNO3的不稳定性
4HNO3
光照或高温
2H2O ＋ 4NO2↑ ＋ O2↑
硝酸越浓、光照越强或温度越高，硝酸分解越 快，NO2 溶于浓硝酸使之呈黄色。 硝酸HNO3的存放应注意什么？怎样保存？ 硝酸的保存：盛装在棕色细口瓶，存放在 避光、低温阴凉处。 怎样除去硝酸的黄色？ 通入空气或氧气，可除去硝酸的黄色 4NO2 ＋ O2 ＋ 2H2O =4HNO3 。
练习：在浓硝酸中放入铜片: (1)开始反应的实验现象为 溶液变蓝,有红棕色气体逸出 . . Cu+4HNO3(浓) 化学方程式为： Cu(NO3)2+2NO ． 2↑+2H2O (2)若铜有剩余，则反应将要结束时的化学方程式 为 3Cu+8HNO3(稀) =3Cu(NO3)2+2NO↑+4H . 2O (4)待反应结束后,再向其中加入25%的稀硫酸,这时铜片 上又有气泡产生,其原因 加入稀硫酸后,与原溶液中的 , NO3构成强氧化性的条件,又能过量的Cu反应.方程式如 . (2)
在上述反应中，HNO3及起氧化剂的作用，又 起酸的作用。
练习 : a g 铜与含 b g 溶质的硝酸溶液恰好反应， 若a∶b=4∶10.5 ，则反应中被还原的硝酸的质量 为D ( ) A. bg B. b/2g C. 3b/4g D. b/4g 【解析】反应的硝酸分为两部分：被还原和显酸 性的。铜为a/64 mol，未被还原的硝酸为a/32 mol，则被还原的硝酸为（b-a/32×63）g。把 a∶b=4∶10.5代入得：（b-a/32×63）g=b/4g 【解题回顾】如用化学方程式无从下手，解题关 键是抓住硝酸的二重性—酸性和氧化性来考虑。
b、NO3-很稳定，在中性和碱性溶液中几乎与 所有的离子能共存，但在酸性溶液中,NO3-/H+ 具有了强氧化性，与Fe2+、SO32-等不能共存! Fe(NO3)2能在溶液中稳定存在,但如果在 溶液中加入盐酸,溶液将由浅绿色变为棕 黄色.这说明 Fe2+被NO3-/H+氧化成了Fe3+。 .
c、 硝酸具有强氧化性，对皮肤、衣物、纸张等有 强腐蚀作用，使用硝酸（特别是浓硝酸）时，一定 要格外小心，注意安全，万一不慎将浓硝酸洒在皮 肤上，应立即用大量的水冲洗，再用小苏打水或肥 皂水洗涤。
硝酸
硫酸
“ 发烟”的原因是 硝酸里放 “ 发烟”的原因是什么？ 颜色 无色（纯硝酸） 无色 出的硝酸蒸气遇到空气里 液体 的水蒸气生成了极微小的 状态 油状液体 硝酸液滴的缘故。 密度 1.5027g／mL 1.84g／mL（98.3％） （纯硝酸）
沸点
83℃ （纯硝酸）
338℃ （98.3％）
易挥发性酸
⑵ 硝酸能与除金Au、铂Pt等以外的所有金属反应；
产物是什么？要溶解 Au、Pt怎么办？ 不产生 H2，生成硝酸盐、水、氮的氧化物；用“ 水”（浓硝酸与浓盐酸体积比为1：3）
⑶ 硝酸与碱性氧化物的反应 ；
⑷ 硝酸与碱的反应 ；
CuO ＋ 2HNO3 =Cu(NO3)2 ＋ H2O
Cu(OH)2 ＋ 2HNO3 =Cu(NO3)2 ＋ 2H2O
第四课时 硝酸及硝酸盐
课前热身
1．(全国高考题)下列块状金属在常温下能 全部溶于足量浓HNO3的是 ( A ) A. Ag B. Cu C. BAl D. Fe
2、 下列试剂不需要保存在棕色试剂 瓶内的是： ( B ) A、浓HNO3 B、NaCl溶液 C、新制氯水 D、AgNO3 溶液
3．下列各组离子在溶液中，因发生氧化还原反应 而不能大量共存的是 ( BD )
3、硝酸的强氧化性
①.硝酸能与大部分金属反应: Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 3Cu+8HNO3(稀) =3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O Ag ＋ 2HNO3（浓） =AgNO3 ＋ NO2↑＋ H2O
3Ag ＋4HNO3（稀）= 3AgNO3＋NO↑＋2H2O