第05講硝酸（教師版）-2022年高一化學寒假課（人教版2019）

第05講第05講硝酸知識導航知識導航知識預習知識預習一、硝酸的物理性質顏色氣味狀態(tài)揮發(fā)性無色刺激性液體易揮發(fā)，在空氣中形成白霧二、硝酸的不穩(wěn)定性1.濃硝酸見光或受熱發(fā)生分解，化學方程式為：________________________________________。（硝酸分解產(chǎn)生的NO2又溶于硝酸，可能導致濃硝酸呈黃色）2.硝酸易分解，一般保存在_____色_____口瓶中，并放置在陰涼處?！敬鸢浮?HNO3eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5(或光照))4NO2↑+O2↑+2H2O棕細三、硝酸的酸性與強氧化性除Au、Pt等少數(shù)金屬外，硝酸幾乎可以氧化所有的金屬。1．與金屬Cu的反應實驗現(xiàn)象方程式（1）滴加稀硝酸的試管中反應較慢，有氣泡產(chǎn)生，在接近管口處觀察到淺紅棕色。（2）滴加濃硝酸的試管中反應劇烈，有紅棕色氣體生成。【答案】3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2OCu+4HNO3(濃)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O2．使Fe、Al鈍化（1）常溫下，F(xiàn)e、Al與濃H2SO4或濃HNO3反應，生成了致密的氧化膜，阻止酸與內(nèi)層金屬進一步反應，從而保護了金屬，這個過程叫做“鈍化”。（2）常溫下可用鐵制品或鋁制品盛放濃硝酸，但要注意密封，以防硝酸揮發(fā)變稀后與鐵、鋁反應。四、硝酸的工業(yè)制法將氨和空氣的混合氣通入灼熱的鉑銠合金網(wǎng)，在其催化作用下，氨被氧化成NO，生成的NO繼續(xù)被氧化為NO2，再將NO2通入水中制取硝酸。方程式如下：___________________________________________、___________________________________________、___________________________________________、___________________________________________。五、酸雨及防治1．概念：pH小于5.6的雨水。2．分類：硫酸型酸雨（煤、石油等化石燃料的燃燒和某些含硫的金屬礦物的冶煉） 硝酸型酸雨（汽車尾氣以及硝酸工業(yè)廢氣等）3．危害：①直接損傷農(nóng)作物，破壞森林和草原，使土壤、湖泊酸化； ②加速建筑物、橋梁、工業(yè)設備、運輸工具及電纜的腐蝕等。4．防治：①調整能源結構，發(fā)展清潔能源； ②研究煤的脫硫技術，改進燃燒技術，減少SO2的排放； ③加強工業(yè)廢氣的回收處理； ④改進汽車尾氣的處理技術，提高汽車尾氣排放標準。對點訓練對點訓練題型一：硝酸的性質【變1】硝酸被稱為“國防工業(yè)之母”是因為它是制取炸藥的重要原料。下列實驗事實與硝酸性質不相對應的一組是（）A．濃硝酸使紫色石蕊試液先變紅后褪色——酸性和強氧化性B．不能用稀硝酸與鋅反應制氫氣——強氧化性C．要用棕色瓶盛裝濃硝酸——不穩(wěn)定性D．能使滴有酚酞的氫氧化鈉溶液紅色褪去——強氧化性【答案】D【詳解】A.濃硝酸使紫色石蕊試液先變紅，表現(xiàn)出酸性；后褪色，表現(xiàn)出強氧化性，正確。B.不能用稀硝酸與鋅反應制氫氣，因為硝酸具有強氧化性，被鋅還原生成氮氧化物等，而不生成氫氣，正確。C.要用棕色瓶盛裝濃硝酸，因為濃硝酸具有光的不穩(wěn)定性，正確。D.能使滴有酚酞的氫氧化鈉溶液紅色褪去，可能是硝酸表現(xiàn)出強氧化性，將酚酞氧化而褪色；也可能是硝酸表現(xiàn)出酸性，中和了氫氧化鈉的堿性，酚酞在中性溶液中呈無色，錯誤。故選D。【變2】相同質量的四份銅片，分別置于足量的下列酸中，在一定條件下反應，所得到的氣體的物質的量最多的是()A．濃硫酸 B．稀硫酸 C．濃硝酸 D．稀硝酸【答案】C【詳解】設金屬Cu均為1mol，則A．Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O，1molCu完全反應，生成1mol氣體；B．由銅在金屬活動性順序表中的位置可知，銅不可以和非氧化性酸反應產(chǎn)生H2，即銅和稀硫酸不反應；C．由Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，1molCu完全反應，生成2mol氣體；D．由3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，1molCu完全反應生成氣體mol；故相同質量的四份銅片與足量的酸反應，所得到的氣體的物質的量最多的是濃HNO3；答案選C?！纠?】將Cu、Zn混合物投入稀硝酸中，充分反應后，鋅有剩余，則反應后的混合物中肯定不存在的是（）①Cu②③④A．①② B．②③ C．①③ D．②④【答案】B【詳解】Zn比Cu活潑，充分反應后，鋅有剩余，則說明反應后的溶液中不存在、，因為鋅與二者發(fā)生反應：，，答案選B。題型二：硝酸的強氧化性【變5】某化學興趣小組進行了有關Cu、稀硝酸、稀硫酸化學性質的實驗，實驗過程如圖所示。下列有關說法正確的是A．實驗①中溶液呈藍色，試管口有紅棕色氣體產(chǎn)生，說明HNO3被Cu還原為NO2B．實驗③中滴加稀硫酸，銅片繼續(xù)溶解，說明稀硫酸的氧化性比稀硝酸的強C．實驗③發(fā)生反應的化學方程式為3Cu+Cu(NO3)2+4H2SO44CuSO4+2NO↑+4H2OD．由上述實驗可得出結論:Cu在常溫下既可以和稀硝酸反應，又可以和稀硫酸反應【答案】C【詳解】A、稀硝酸被Cu還原為NO，故A錯誤；B、Cu與稀硫酸不反應，但硝酸銅在酸性條件下具有硝酸的強氧化性，繼續(xù)與Cu反應，稀硫酸的氧化性比稀硝酸弱，故B錯誤；C、實驗③發(fā)生反應的化學方程式為:3Cu+Cu(NO3)2+4H2SO4═4CuSO4+2NO↑+4H2O，正確；D、由上述實驗可得出結論：Cu在常溫下可以和稀硝酸反應，故D錯誤。故答案選C。【例6】為了證明稀硝酸與銅反應的氣體產(chǎn)物是，某同學設計了如下實驗。(1)關閉，打開，通過分液漏斗向石灰石中加入稀硝酸，則石灰石的作用是__________，反應的化學方程式是_______。(2)將銅絲插入稀硝酸中，充分反應后，打開，通過氣囊鼓人空氣，可以觀察到燒瓶中______，證明稀硝酸與銅反應的氣體產(chǎn)物是。(3)銅與稀硝酸反應的離子方程式為___________。(4)溶液的作用是_________。【答案】石灰石與稀硝酸反應生成，將裝置中的氧氣排盡無色氣體變成紅棕色氣體處理尾氣，以免氣體污染環(huán)境【分析】(1)NO遇氧氣生成紅棕色NO2，石灰石與稀硝酸反應生成，將裝置中的氧氣排盡；(2)根據(jù)NO遇氧氣生成紅棕色NO2回答；(3)銅與稀硝酸反應生成硝酸銅、一氧化氮、水；(4)溶液吸收氮氧化物?！驹斀狻?1)石灰石與稀硝酸反應生成，能把裝置中的氧氣排盡，防止NO遇氧氣生成紅棕色NO2，干擾反應現(xiàn)象的判斷，反應的化學方程式是；(2)NO遇氧氣生成紅棕色NO2，將銅絲插入稀硝酸中，充分反應后，打開，通過氣囊鼓入空氣，觀察到燒瓶中無色氣體變成紅棕色，證明稀硝酸與銅反應產(chǎn)生的氣體產(chǎn)物是；(3)銅與稀硝酸反應生成硝酸銅、一氧化氮、水，反應的離子方程式是；(4)、是大氣污染物，由于它們可以與溶液反應生成鹽，因此用溶液吸收尾氣可以防止大氣污染?！军c睛】本題考查了NO的制備、NO性質的實驗方案設計，側重于實驗設計的評價，明確硝酸的強氧化性、NO與氧氣反應生成紅棕色的NO2是回答問題的關鍵。題型三：硝酸的相關計算【變72】鋅和某濃度的HNO3反應時，若參加反應的鋅與HNO3的物質的量之比為2:5，產(chǎn)物有硝酸鋅、X和水，則X可能是A．NO B．N2O C．N2O3 D．NO2【答案】B【詳解】鋅和稀硝酸發(fā)生氧化還原反應，參加反應的鋅和硝酸的物質的量之比為2：5，假設鋅為4mol，生成硝酸鋅為4mol，作酸性的硝酸為8mol，反應后Zn被氧化為+2價，設硝酸還原產(chǎn)物為x價，則根據(jù)電子得失守恒可知4mol×（20）=2mol×（5x），解得x=+1，即還原產(chǎn)物為N2O，答案選B。題型四：工業(yè)制硝酸【例8】工業(yè)上制硝酸涉及反應：，下列對該反應的說法錯誤的是A．是氧化劑 B．發(fā)生還原反應C．NO既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物 D．1mol參加反應時，轉移5mol電子【答案】B【詳解】A．O元素的化合價降低，是氧化劑，故A正確；

B．N元素的化合價升高，是還原劑，發(fā)生氧化反應，故B錯誤；

C．→NO，NO做還原產(chǎn)物，NO中O元素由轉化得到，NO也做氧化產(chǎn)物，故C正確；

D．N元素的化合價從3升高到+2，1mol參加反應時，轉移5mol電子，故D正確；

故選：B?！纠?】研究氮的循環(huán)和轉化對生產(chǎn)，生活有重要的價值。Ⅰ.(1)寫出實驗室制備氨氣的化學方程式：_______。Ⅱ.氨是重要的化工原料。某工廠用氨制硝酸和銨鹽的流程如圖所示。(2)設備1、3中發(fā)生反應的化學方程式分別是_______。設備2中通入的物質A是_______。Ⅲ.氨氮廢水的去除是當前科學研究的熱點問題。氨氮廢水中的氮元素多以NH和NH3·H2O的形式存在。某工廠處理氨氮廢水的流程如圖：含NH的廢水低濃度氨氮廢水含余氯廢水達標(3)過程①的目的是將NH轉化為NH3，并通過鼓入大量空氣將氨氣吹出，寫出NH轉化為NH3的離子方程式：_______。(4)過程②加入NaClO溶液可將氨氮物質轉化為無毒物質，反應后含氮元素、氯元素的物質化學式分別為______、__________(5)含余氯廢水的主要成分是NaClO以及HClO，X可選用以下哪種溶液以達到去除余氯的目的_______(填字母)。a.KOHb.Na2SO3c.KMnO4d.NaCl寫出其中一個反應的離子方程式：_______【答案】2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O4NH3+5O24NO+6H2O、HNO3+NH3=NH4NO3O2NH+OHNH3↑+H2ON2NaClbSO+ClO=SO+Cl或者SO+HClO=SO+Cl+H+【分析】Ⅱ．氨氣在設備1中被催化氧化生成NO，NO在設備2中和氧氣、水反應得到硝酸，硝酸和氨氣在設備3反應得到硝酸銨；【詳解】(1)實驗室利用固體氯化銨和氫氧化鈣混合物加熱反應生成氨氣，化學方程式為2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O；(2)設備1中氨氣被催化氧化得到NO，化學方程式為4NH3+5O24NO+6H2O；硝酸和氨氣在設備3反應得到硝酸銨，反應方程式為HNO3+NH3=NH4NO3；設備2中NO不能與水直接反應，需要氧氣發(fā)生的反應4NO+O2+H2O=4HNO3，故A是O2；(3)銨根和強堿反應后受熱逸出氨氣，離子方程式為NH+OHNH3↑+H2O；(4)過程②加入NaClO溶液可將氨氮轉化為無毒物質，根據(jù)元素價態(tài)變化規(guī)律可知，反應后含氮元素、氯元素的物質化學式分別為：N2、NaCl；(5)含余氯廢水的主要成分是NaClO，具有強氧化性，要除去需加入還原性物質達到去除余氯的目的；a．KOH與NaClO不反應，無法去除NaClO，故a錯誤；b．Na2SO3具有強還原性，能達到去除余氯的目的，故b正確；c．KMnO4具有強氧化性，無法去除NaClO，故c錯誤；d．NaClO與NaCl可能反應生成氯氣，不能用來去除NaClO，故d錯誤；故選b；亞硫酸根可以被次氯酸根(或次氯酸)氧化為硫酸根，離子方程式為SO+ClO=SO+Cl或者SO+HClO=SO+Cl+H+。題型五：酸雨的形成與防治【例10】如圖所示是酸雨的形成示意圖。根據(jù)圖示回答下列問題。（1）下列氣體容易形成酸雨的是_____。A．CO2B．SO2C．N2D．NO2（2）現(xiàn)有雨水樣品1份，每隔一段時間測定該雨水樣品的pH，所得數(shù)據(jù)如下：測試時間/h01234與水的pH4.734.634.564.554.55分析數(shù)據(jù)，回答下列問題：①雨水樣品的pH變化的原因是____(用化學方程式表示)。②如果將剛取樣的上述雨水和自來水相混合，pH將變____，原因是_____(用化學方程式表示)。（3）下列措施中，可減少酸雨產(chǎn)生的途徑的是____(填字母)。①少用煤作燃料②把工廠煙囪造高③燃料脫硫④在已酸化的土壤中加石灰⑤開發(fā)新能源A．①②③B．②③④⑤C．①③⑤D．①③④⑤【答案】BDSO2＋H2OH2SO3、2H2SO3＋O2＝2H2SO4變小Cl2＋2H2O＋SO2＝H2SO4＋2HCl(或H2SO3＋Cl2＋H2O＝H2SO4＋2HCl)C【詳解】（1）酸雨是指pH小于5.6的雨水，酸雨分為硫酸型酸雨和硝酸型酸雨，分別是由SO2和NOx引起，而N2和CO2是空氣組成成分，不能引起酸雨，故選項BD正確；答案選BD；（2）①空氣中SO2與水生成H2SO3，NOx的氧化物與水生成HNO3，酸雨放置一段時間后，H2SO3被空氣中的氧氣氧化成H2SO4，酸性增強，其反應方程式為SO2＋H2OH2SO3、2H2SO3＋O2＝2H2SO4；②自來水常用Cl2消毒，用上述雨水與自來水混合，SO2與Cl2反應：Cl2＋2H2O＋SO2＝H2SO4＋2HCl或H2SO3＋Cl2＋H2O＝H2SO4＋2HCl，因此溶液的pH將變??；（3）①要減少酸雨的產(chǎn)生，需減少SO2的排放，大氣中SO2來源主要是化石燃料的燃燒以及含硫礦石的冶煉和硫酸、造紙等生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的尾氣，煤中含有硫，燃燒過程中生成大量SO2，因此少用煤作燃料或對燃料進行脫硫處理，是減少酸雨的有效措施，故①符合題意；②把煙囪造高，不能減少酸雨的生成，故②不符合題意；③燃料脫硫，是減少酸雨的有效措施，故③符合題意；④在已酸化的土壤中加石灰是為了中和酸，不是為了減少酸雨，故④不符合題意；⑤開發(fā)新能源能從根本上杜絕SO2的產(chǎn)生，故⑤符合題意；綜上所述選項C正確；答案選C。提分作業(yè)提分作業(yè)【練1】對于硝酸的物理性質，下列敘述不正確的是A．可以與水以任意比互溶B．不易揮發(fā)C．有刺激性氣味D．質量分數(shù)足夠大時可形成發(fā)煙硝酸【答案】B【詳解】A.硝酸易溶于水，可以與水以任意比互溶，故A正確；B.硝酸具有揮發(fā)性，故B錯誤；C.硝酸具有揮發(fā)性，有刺激性氣味，故C正確；D.硝酸質量分數(shù)為86%~97.5%以上時可形成發(fā)煙硝酸，故D正確。【練2】下列有關濃硝酸說法不正確的是A．實驗室常用濃硝酸與金屬鋅反應制備氫氣B．常溫下濃硝酸能使金屬鋁鈍化C．濃硝酸不穩(wěn)定，見光易分解，需要避光保存D．濃硝酸易揮發(fā)，打開瓶塞，瓶口有白霧產(chǎn)生【答案】A【詳解】A．硝酸的氧化性很強，與金屬反應時一般不生成氫氣而生成氮氧化物，所以實驗室中不能使用硝酸制備氫氣，故A錯誤；B．在常溫下鐵、鋁遇濃硝酸會被氧化，在表面產(chǎn)生一層致密的氧化物薄膜，對內(nèi)層的金屬起到了保護作用，這種現(xiàn)象叫鈍化，故B正確；C．濃硝酸不穩(wěn)定，見光容易分解，所以應避光保存，故C正確；D．濃硝酸易揮發(fā)，打開瓶塞，瓶口有白霧產(chǎn)生，故D正確；選A。【練3】下列關于濃硝酸和濃硫酸的敘述，正確的是A．常溫下都用銅制容器貯存B．露置在空氣中，容器內(nèi)酸液的質量都減輕C．與金屬鐵反應，都有氫氣生成D．露置在空氣中，容器內(nèi)酸液的濃度都降低【答案】D【分析】濃硫酸具有強氧化性、吸水性、難揮發(fā)性、酸性大等性質，濃硝酸具有強的氧化性、易揮發(fā)性、酸性等性質，據(jù)此解答。【詳解】A．常溫下濃硫酸與銅不反應，但是濃硝酸與銅反應生成硝酸銅、二氧化氮和水，故A錯誤；B．濃硫酸具有吸水性，濃硝酸具有揮發(fā)性，露置在空氣中，容器內(nèi)濃硫酸液的質量增重，濃硝酸溶液質量減輕，故B錯誤；C．濃硝酸和濃硫酸都具有強氧化性，常溫下，都能使鐵發(fā)生鈍化，高溫下可與鐵反應，生成其氣體分別為二氧化氮，二氧化硫，隨濃硝酸和濃硫酸的濃度降低，稀硫酸與鐵反應生成氫氣，稀硝酸與鐵反應生成一氧化氮，故C錯誤；D．因濃硝酸具有揮發(fā)性，溶質減少，濃度減小，而濃硫酸具有吸水性，溶劑增加，溶質不變，濃度減小，故D正確；答案選D?！军c睛】濃硫酸和濃硝酸都具有強氧化性，比較它們的性質差異，從理性質上比較，濃硝酸有揮發(fā)性，濃硫酸有吸水性，注意濃硝酸或濃硫酸隨著反應進行，濃度減小?！揪?】在下列反應中，HNO3既表現(xiàn)出氧化性，又表現(xiàn)出酸性的是A．3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O↑B．CuO＋2HNO3=Cu(NO3)2＋H2OC．4HNO3(濃)4NO2↑＋O2↑＋2H2OD．H2S＋2HNO3(濃)S↓＋2NO2＋2H2O【答案】A【詳解】A.銅和稀硝酸的反應中硝酸里+5價氮在反應后，部分降低到+2價，體現(xiàn)了氧化性，還有一部分化合價沒有變化，生成了硝酸銅里，這部分硝酸表現(xiàn)出酸性，故A選；B.氧化銅和硝酸發(fā)生的是復分解反應，不是氧化還原反應，硝酸只體現(xiàn)出酸性，沒有表現(xiàn)氧化性，故B不選；C.硝酸的分解反應中硝酸既作氧化劑又作還原劑，既表現(xiàn)出氧化性，又表現(xiàn)出還原性，沒有表現(xiàn)出酸性，故C不選；D.硫化氫和硝酸的反應中，硝酸里的氮的化合價全部降低，只表現(xiàn)氧化性，沒有表現(xiàn)酸性，故D不選。故選A?！揪?】工業(yè)上制硝酸的原理是將氨經(jīng)過一系列反應得到硝酸，如下圖所示：下列說法錯誤的是A．過程①屬于氮的固定B．氮氣在足量氧氣中也可以通過一步反應生成NO2C．過程④反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比為1：2D．常溫下可用鐵質容器儲存濃硝酸【答案】B【詳解】A．過程①是氮氣和氫氣高溫高壓催化劑作用下反應生成氨氣，屬于氮的固定，故A正確；B．氮氣在足量氧氣中可以通過一步反應生成NO，不能生成NO2，故B錯誤；C．過程④3NO2+H2O=2HNO3+NO，反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比為1：2，故C正確；D．鐵在濃硝酸中發(fā)生鈍化，金屬表面生成一薄層致密氧化物薄膜，阻止內(nèi)部反應繼續(xù)進行，常溫下可用鐵質容器儲存濃硝酸，故D正確；

故選B。【練6】在一定