1、高三一輪元素及其化合物,硝酸的性質(zhì),泉州市奕聰中學(xué) 黃翠玉,硝酸根離子的結(jié)構(gòu),實(shí)驗(yàn)視頻重現(xiàn)濃硝酸、稀硝酸與銅的反應(yīng),1、實(shí)驗(yàn)原理 稀硝酸與銅反應(yīng)：3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O； 濃硝酸與銅反應(yīng)：Cu4HNO3(濃)=Cu(NO3)22NO22H2O。 2、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)裝置,3、播放視頻,4、現(xiàn)象描述答題模板,(1)全面描述現(xiàn)象的程序“海、陸、空” “海”溶液有什么變化； “陸”固體有什么變化； “空”氣體有什么變化。 (2)規(guī)范描述現(xiàn)象的答題模板 如顏色：由(具體顏色)變?yōu)?具體顏色)； 氣體：溶液中產(chǎn)生(顏色)的氣體，(或)在固體表面產(chǎn)生(顏色)氣體； 沉淀：在(顏色

2、)溶液中產(chǎn)生(顏色)的沉淀(渾濁)。,(3) 濃硝酸、稀硝酸與銅的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象描述。,具支試管中溶液由無色變?yōu)樗{(lán)綠色，產(chǎn)生大量的紅棕色NO2氣體，紅棕色氣體外逸到U形管的粗管端；,用手撫摸具支試管外壁，感覺到燙手，分析該反應(yīng)是放熱的；,U形管內(nèi)銅片表面不斷產(chǎn)生小氣泡，溶液顏色變?yōu)闇\藍(lán)色。由于U形管粗管端的壓強(qiáng)較大，所以淺藍(lán)色溶液上下流動(dòng)。,滴管吸入的氣體后，滴管內(nèi)氣體由無色變?yōu)榧t棕色，說明了U形管細(xì)管端內(nèi)的氣體為NO，無色NO被空氣氧化為紅棕色NO2。,(3)濃硝酸、稀硝酸與銅的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象描述。,5、實(shí)驗(yàn)安全環(huán)保意識(shí)。,實(shí)驗(yàn)廢氣的處理：實(shí)驗(yàn)完畢，用滴管吸取NaOH溶液分別注入U(xiǎn)形管和具支試管

3、中，中和剩余的硝酸，吸收裝置里殘留的NO2、NO氣體，最后才拆卸實(shí)驗(yàn)裝置，防止它污染空氣。,6、實(shí)驗(yàn)拓展,濃硝酸揮發(fā)性考點(diǎn)的應(yīng)用。如：硝酸、碳酸、硅酸酸性強(qiáng)弱驗(yàn)證中，由于硝酸揮發(fā)性，它會(huì)越級(jí)干擾碳酸酸性大于硅酸的驗(yàn)證，該情景經(jīng)常設(shè)置成易錯(cuò)試題。NO極易與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)試題中，經(jīng)常設(shè)置前通氮?dú)馀懦b置中的空氣，防止氧氣干擾NO現(xiàn)象觀察等。,知識(shí)篇,一、物理性質(zhì) 純硝酸無色透明油狀液體,易揮發(fā)、低沸點(diǎn)（83）有刺激性氣味，能與水任意比互溶。質(zhì)量分?jǐn)?shù)69%為濃硝酸，質(zhì)量分?jǐn)?shù)98%以上為發(fā)煙硝酸，溶解了過多NO2的濃硝酸顯棕黃色。,二、 化學(xué)性質(zhì),（一）不穩(wěn)定性 硝酸很不穩(wěn)定，很容易分解，

4、硝酸越濃，就越容易分解。濃硝酸呈黃色，這是由于硝酸分解產(chǎn)生的NO2溶于硝酸的緣故。 反應(yīng)原理：4HNO3(濃) 2H2O4NO2O2。(保存在棕色瓶中,放置在陰涼處),（二）與非金屬反應(yīng) 濃硝酸與碳的反應(yīng)： C4HNO3(濃) CO24NO22H2O。,（三）酸性與強(qiáng)氧化性,1、稀HNO3使紫色石蕊溶液變紅，濃硝酸能使紫色石蕊溶液 先變紅，后褪色。,常溫下，鐵、鋁遇濃硝酸發(fā)生“鈍化”，生成致密氧化物，故濃硝酸可以用鐵桶盛放。,HNO3與金屬反應(yīng)一般不能產(chǎn)生H2。（強(qiáng)調(diào)“一般”）,硝酸與金屬反應(yīng)時(shí)既表現(xiàn)氧化性又表現(xiàn)酸性。,硝酸無論濃、稀都有強(qiáng)氧化性，而且濃度越大，氧化性越強(qiáng)。硝酸濃度越大，其還原

5、產(chǎn)物的價(jià)態(tài)越高。還原產(chǎn)物一般為HNO3(濃)NO2，HNO3(稀)NO；很稀的硝酸還原產(chǎn)物也可能為N2O、N2或NH4NO3。,2、硝酸與金屬反應(yīng)規(guī)律,稀硝酸與銅反應(yīng)： 濃硝酸與銅反應(yīng)：,2、硝酸與金屬反應(yīng)規(guī)律 銅與硝酸反應(yīng),3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O；,Cu4HNO3(濃)=Cu(NO3)22NO22H2O。,稀硝酸與鐵反應(yīng)：（鐵的量不同，生成物價(jià)態(tài)不同）,2、硝酸與金屬反應(yīng)規(guī)律 鐵與硝酸反應(yīng),（過量）3Fe8HNO3(稀)=3 Fe (NO3)22NO4H2O；,（少量）Fe4HNO3(稀)=Fe (NO3)3NO2H2O；,Fe6HNO3(濃) Fe (NO

6、3)33NO23H2O；,濃硝酸與鐵反應(yīng)：,常溫鈍化,3、硝酸與金屬氧化物反應(yīng)（以下反應(yīng)默認(rèn)稀硝酸） 低價(jià)態(tài)金屬氧化物 高價(jià)態(tài)金屬氧化物,3FeO10HNO3 =3Fe (NO3)3NO5H2O；,Fe2O36HNO3 =2Fe (NO3)33H2O；,4、硝酸與堿反應(yīng) 稀硝酸與低價(jià)態(tài)堿 稀硝酸與高價(jià)態(tài)堿,3Fe(OH)210HNO3 =3Fe (NO3)3NO8H2O；,Fe(OH)33HNO3=Fe (NO3)33H2O；,5、與某些鹽反應(yīng) 稀硝酸與含還原性離子(-、SO32-、S2-)的鹽類,6NaI+8HNO3=6NaNO3+3I2+2NO+4H2O,3Na2S+8HNO3=6NaNO

7、3+3S+2NO+4H2O,(過量)8HNO3+3Na2SO3=6NaNO3+3H2SO4+2NO+H2O,(少量)2HNO3+3Na2SO3=3Na2SO4+2NO+H2O,稀硝酸與高價(jià)態(tài)離子含氧酸鹽（CO32-、SiO32-）,2HNO3+Na2CO3=2NaNO3+ H2O+CO2,2HNO3+Na2SiO3=2NaNO3+ H2SiO3,6、硝酸與還原性酸反應(yīng) HI H2S SO2（亞硫酸）,6HI+2HNO3=3I2+2NO+4H2O,3H2S+2HNO3=3S+2NO+4H2O,2HNO3+3SO2+2H2O =3H2SO4+2NO,(四)與有機(jī)物反應(yīng) 1、硝化反應(yīng)(與 反應(yīng)）,將

8、Fe(NO3)3溶液與HI混合（還原性lFe3+） HI不足： HI過量：,（五）情景離子方程式,2、顏色反應(yīng)：含有苯基的蛋白質(zhì)遇到濃硝酸時(shí)變色。,8H+6I+2NO3=3I2+2NO+4H2O,12H+10I+3NO3+ Fe3+= Fe2+5I2+3NO+6H2O,拓展：酸性環(huán)境下溶液中有NO3，視為有HNO3。,學(xué)生描寫思維導(dǎo)圖：,3、方法篇,金屬與HNO3反應(yīng)的規(guī)律和相關(guān)計(jì)算 方法解讀： 金屬與HNO3反應(yīng)的思維模型,2.“4法”突破金屬與HNO3反應(yīng)的計(jì)算,HNO3與金屬反應(yīng)時(shí)，一部分HNO3起酸的作用，以NO的形式存在于溶液中；一部分作為氧化劑轉(zhuǎn)化為還原產(chǎn)物，這兩部分中氮原子的總物

9、質(zhì)的量等于反應(yīng)消耗的HNO3中氮原子的物質(zhì)的量,HNO3與金屬的反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)，HNO3中氮原子得電子的物質(zhì)的量等于金屬失電子的物質(zhì)的量,HNO3過量時(shí)反應(yīng)后溶液中(不考慮OH)，c(NO)c(H)nc(Mn)(Mn代表金屬離子),金屬與H2SO4、HNO3的混合酸反應(yīng)時(shí)，由于硝酸鹽中NO在H2SO4提供H的條件下能繼續(xù)與金屬反應(yīng)，因此此類題目應(yīng)用離子方程式來計(jì)算，先作過量判斷，然后根據(jù)完全反應(yīng)的金屬或H或NO進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，且溶液中要符合電荷守恒,原子守恒法,得失電子守恒法,電荷守恒法,離子方程式計(jì)算法,5、專項(xiàng)訓(xùn)練,例1、(2017北京高考)下述實(shí)驗(yàn)中均有紅棕色氣體產(chǎn)生，對(duì)比分析所得結(jié)

10、論不正確的是(),A由中的紅棕色氣體，推斷產(chǎn)生的氣體一定是混合氣體 B紅棕色氣體不能表明中木炭與濃硝酸發(fā)生了反應(yīng) C由說明濃硝酸具有揮發(fā)性，生成的紅棕色氣體為還原產(chǎn)物 D的氣體產(chǎn)物中檢測(cè)出CO2，由此說明木炭一定與濃硝酸發(fā)生了反應(yīng),【答案】D,C4HNO3(濃) CO24NO22H2O; CO2 CO2,例2、(2015北京卷)在通風(fēng)櫥中進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：,下列說法不正確的是() A中氣體由無色變?yōu)榧t棕色的化學(xué)方程式：2NOO2=2NO2 B中的現(xiàn)象說明Fe表面形成致密的氧化膜，阻止Fe進(jìn)一步反應(yīng) C對(duì)比、中的現(xiàn)象，說明稀HNO3的氧化性強(qiáng)于濃HNO3 D針對(duì)中的現(xiàn)象，在Fe、Cu之間連接電流計(jì)，

11、可判斷Fe是否被氧化,【答案】,Fe4HNO3(稀)=Fe (NO3)3NO2H2O,圖像題,例3、向含有1 mol HNO3和1 mol H2SO4的混合溶液中逐漸加入鐵粉至過量，溶液中金屬陽離子a、b與所加鐵粉的物質(zhì)的量的關(guān)系如圖所示(已知稀硝酸的還原產(chǎn)物只有NO)。下列有關(guān)判斷不正確的是(),Aa表示n(Fe3)的變化曲線 Bn10.75 CP點(diǎn)時(shí)，n(Fe2)0.5625 mol D向P點(diǎn)溶液中加入銅粉，最多可溶解14.4 g,數(shù)據(jù)處理：1molHNO3和1molH2SO4共有3molH+，1mol的NO3完全氧化需要4molH+，控制因素是H+離子，產(chǎn)生Fe3+離子為0.75mol，

12、即n1=0.75mol，故B正確；,Fe2+,Fe3+,Fe3+,a段 Fe+4H+NO3=Fe3+NO+2H2O,b段2Fe3+Fe=3Fe2+,C、交點(diǎn)考察，2Fe3+Fe=3Fe2+，設(shè)Fe3+物質(zhì)的量為Xmol， 2Fe3+Fe=3Fe2+ 2 3 X 1.5X 交點(diǎn)n2Fe3+和Fe2+的物質(zhì)的量相同，即0.75X=1.5X，X=0.3，此時(shí)Fe3+的為0.45mol，所以p點(diǎn)時(shí)，n（Fe2+）=0.45mol，故C錯(cuò)誤；,D、向P點(diǎn)溶液中加Cu：2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+，設(shè)加入銅的質(zhì)量為Y,=,【答案】C,解得Y=14.4，即最多可溶解14.4gCu粉，故D正確,例4、向

13、50 mL稀H2SO4與稀HNO3的混合溶液中逐漸加入鐵粉，假設(shè)加入鐵粉的質(zhì)量與產(chǎn)生氣體的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)之間的關(guān)系如圖所示，且每一段只對(duì)應(yīng)一個(gè)反應(yīng)。下列說法正確的是(),A開始時(shí)產(chǎn)生的氣體為H2 BAB段發(fā)生的反應(yīng)為置換反應(yīng) C所用混合溶液中c(HNO3)0.5 molL1 D參加反應(yīng)的鐵粉的總質(zhì)量m25.6 g,【答案】,4H+NO3+ Fe Fe3+NO+H2O,2Fe3+ Fe3Fe2+,2H+ FeFe2+H2,電子守恒計(jì)算題（注意計(jì)量技巧）,例5、足量銅與一定量濃硝酸反應(yīng)，得到硝酸銅溶液和NO2、N2O4、NO的混合氣體，將這些氣體與1.68LO2（標(biāo)準(zhǔn)狀況）混合后通入水中，所有氣

14、體完全被水吸收生成硝酸若向所得硝酸銅溶液中加入5molL1NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀，則消耗NaOH溶液的體積是（） A60mLB45mLC30mLD無法計(jì)算,【答案】,CuHNO3(濃)Cu(NO3)2NO2N2O4NOH2O銅將電子轉(zhuǎn)移給氮氧化物,NO2N2O4NOH2OO2HNO3 氮氧化物將電子轉(zhuǎn)移給氧氣，相當(dāng)于銅將電子轉(zhuǎn)移給氧氣,Cu2+2OH- Cu(OH)2,n(O2)=1.6822.4=0.075mol,n(Cu)=0.15mol,2Cu O2,n(Cu2+)=0.15mol,n(OH-)=0.3mol,n(NaOH)=0.3mol/5molL1=0.06L= 60mL

15、,例6、取xg銅鎂合金完全溶于濃硝酸中，反應(yīng)過程中硝酸被還原只產(chǎn)生8960mL的NO2氣體和672mL N2O4的氣體（都已折算到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)），在反應(yīng)后的溶液中加足量的氫氧化鈉溶液，生成沉淀質(zhì)量為17.02g則x等于（） A8.64gB9.20gC9.00gD9.44g,【答案】B,MgCuHNO3(濃)Cu(NO3)2Cu(NO3)2 NO2N2O4H2O金屬將電子轉(zhuǎn)移給氮氧化物,n(NO2)=8.96L22.4Lmol1=0.4mol,n(N2O4)=0.672L22.4Lmol1=0.03mol,Mg、Cu 2e- Mg 2+ 、Cu 2+ +2OH- Mg(OH)2 Cu(OH)2,+5,+4,+4,n(e-）n(NO2)1+n(N2O4)20.4+0.032=0.46mol,n(e-）= n(OH-） n(OH-）0.46moI m(OH-)0.46 177.82g,m(金屬)=m(沉淀)-m(OH-)=17.02-7.82=9.20g,例7、某校課外活動(dòng)小組為了探究銅與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體主要是NO而設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn)，裝置如圖所示(加熱裝置和固定裝置均已略去)。圖中K為止水夾(處于關(guān)閉狀態(tài))，F(xiàn)是一半空的注射器。請(qǐng)回答有關(guān)問題：,(1)設(shè)計(jì)裝置A的目的 。 (2)在完成(1)中的“操作”