+硝酸的性質(zhì)及相關(guān)計(jì)算++課件++2022-2023學(xué)年高一下學(xué)期化學(xué)人教版(2019)必修第二冊(cè)

硝酸的性質(zhì)及相關(guān)計(jì)算第5課時(shí)硝酸性質(zhì)綜合實(shí)驗(yàn)探究1.硝酸的性質(zhì)由于硝酸中的氮元素為＋5價(jià)，具有很強(qiáng)的非金屬性，所以硝酸具有強(qiáng)氧化性。(1)濃HNO3的氧化性強(qiáng)于稀HNO3。如稀硝酸只能使紫色石蕊溶液變紅，濃硝酸則能使紫色石蕊溶液先變紅，后褪色。(2)濃HNO3的還原產(chǎn)物為NO2，稀HNO3的還原產(chǎn)物為NO，且還原劑一般會(huì)被氧化成最高價(jià)態(tài)。特別提醒硝酸的濃度越低，還原產(chǎn)物的價(jià)態(tài)越低；金屬的活潑性越強(qiáng)，還原產(chǎn)物的價(jià)態(tài)越低。如較活潑的金屬鋅與稀硝酸反應(yīng)的還原產(chǎn)物可能為NH4NO3。2.硝酸反應(yīng)的注意事項(xiàng)(2)濃硝酸與金屬反應(yīng)的過(guò)程中，濃度逐漸減小，還原產(chǎn)物有可能是NO2和NO的混合物。(3)在加熱條件下，濃硝酸可將非金屬單質(zhì)氧化為最高價(jià)態(tài)的氧化物或含氧酸。(5)硝酸與具有還原性的弱酸鹽(如Na2SO3等)、堿性氧化物、堿反應(yīng)時(shí)，優(yōu)先發(fā)生氧化還原反應(yīng)。練習(xí)1(2022·湖北宜昌高一檢測(cè))某化學(xué)興趣小組進(jìn)行有關(guān)Cu、硝酸、硫酸化學(xué)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程如圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是A.①中溶液呈藍(lán)色，試管口有紅棕色氣體產(chǎn)生，

稀硝酸被還原為NO2B.若③中加入足量稀硫酸，則在相同條件下①中

產(chǎn)生的氣體體積比③中產(chǎn)生的氣體體積小C.③中滴加稀硫酸，銅片繼續(xù)溶解，說(shuō)明稀硫酸的氧化性比稀硝酸強(qiáng)D.由上述實(shí)驗(yàn)可知：Cu在常溫下既可與稀硝酸反應(yīng)，也可與稀硫酸反應(yīng)√①中發(fā)生反應(yīng)：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，生成的硝酸銅溶液為藍(lán)色，在試管口NO與空氣中的O2發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生NO2，使氣體由無(wú)色變?yōu)榧t棕色，但硝酸被還原生成的是無(wú)色的NO，A錯(cuò)誤；練習(xí)2(2022·浙江吳興高一檢測(cè))某化學(xué)學(xué)習(xí)小組采用下列裝置，對(duì)濃硝酸與木炭的反應(yīng)進(jìn)行探究。檢查裝置氣密性后，將燃燒匙中的木炭在酒精燈上加熱至紅熱狀態(tài)，立即伸入三頸燒瓶中，并塞緊瓶塞，滴加濃硝酸，可觀察到三頸燒瓶中產(chǎn)生紅棕色的氣體，裝置C中盛有足量Ba(OH)2溶液，反應(yīng)一段時(shí)間后觀察到C中出現(xiàn)白色沉淀，裝置D中收集到無(wú)色氣體。請(qǐng)回答：(1)木炭與濃硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式是___________________________________________。＋2H2O(2)裝置B的作用是____________________。緩沖，防止溶液倒吸裝置B兩端的導(dǎo)氣管都剛露出橡膠塞，所以裝置B作安全瓶，作用是緩沖，防止溶液倒吸。(3)寫出裝置C中出現(xiàn)白色沉淀的離子方程式：___________________________________。Ba2＋＋2OH－＋CO2===BaCO3↓＋H2O裝置C中氫氧化鋇過(guò)量，堿性條件下，二氧化碳和氫氧化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀，反應(yīng)的離子方程式是Ba2＋＋2OH－＋CO2===BaCO3↓＋H2O。(4)裝置D中的無(wú)色氣體，甲同學(xué)認(rèn)為是NO，乙同學(xué)認(rèn)為是O2，若不考慮裝置中原有的空氣，則乙同學(xué)的理由是________________________________(用化學(xué)方程式表示)。硝酸與金屬反應(yīng)的相關(guān)計(jì)算1.原子守恒硝酸與金屬單質(zhì)或化合物反應(yīng)，一部分以

的形式存在，另一部分轉(zhuǎn)化為還原產(chǎn)物，這兩部分中氮原子的物質(zhì)的量之和與反應(yīng)消耗的HNO3中氮原子的物質(zhì)的量相等。2.得失電子守恒硝酸與金屬單質(zhì)或化合物的反應(yīng)中，HNO3得到電子的物質(zhì)的量等于金屬原子失去電子的物質(zhì)的量。3.變價(jià)金屬與硝酸的反應(yīng)如鐵與稀硝酸的反應(yīng)：Fe(少量)＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O；3Fe(過(guò)量)＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。4.硝酸和硫酸的混合酸與金屬反應(yīng)練習(xí)1(2022·黑龍江哈師大附中高一期末)物質(zhì)的量之比為2∶5的鋅與稀硝酸反應(yīng)，若硝酸被還原的產(chǎn)物為N2O，反應(yīng)結(jié)束后鋅沒(méi)有剩余，則該反應(yīng)中被還原的硝酸與未被還原的硝酸的物質(zhì)的量之比是A.1∶4

B.1∶5

C.2∶3

D.2∶5√練習(xí)2足量銅與一定量的濃硝酸反應(yīng)，得到硝酸銅溶液和二氧化氮、一氧化氮的混合氣體4.48L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，這些氣體與一定體積的氧氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)混合通入水中，所有的氣體完全被水吸收生成硝酸。若向硝酸銅溶液中加入5mol·L－1的氫氧化鈉溶液，銅離子恰好完全沉淀，消耗氫氧化鈉溶液60mL，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.參加反應(yīng)的硝酸是0.5molB.消耗氧氣1.68L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)C.此反應(yīng)過(guò)程中轉(zhuǎn)移0.3mol電子D.混合氣體中含1.12L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)二氧化氮√設(shè)NO2、NO物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，則x＋y＝0.2mol，由轉(zhuǎn)移電子守恒有x＋3y＝0.3mol，解得x＝0.15，y＝0.05，則標(biāo)準(zhǔn)狀況下V(NO2)＝0.15mol×22.4L·mol－1＝3.36L，D錯(cuò)誤。練習(xí)3(2022·河南信陽(yáng)高一檢測(cè))某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL，平均分成兩份。向其中一份中逐漸加入銅粉，最多能溶解19.2g銅(已知硝酸只被還原為NO氣體)。向另一份中逐漸加入鐵粉，產(chǎn)生氣體的量隨鐵粉質(zhì)量增加的變化如圖所示。下列分析或結(jié)果不正確的是A.原混合酸中H2SO4物質(zhì)的量為0.4molB.AB段發(fā)生的離子反應(yīng)為Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋C.混合酸中HNO3物質(zhì)的量濃度為2mol·L－1D.第二份溶液中最終溶質(zhì)為FeSO4√硝酸根離子全部被還原，因?yàn)槿芤褐杏辛蛩岣x子，并且鐵單質(zhì)全部轉(zhuǎn)化為亞鐵離子，所以溶液中最終溶質(zhì)為FeSO4，故D項(xiàng)正確。12自我測(cè)試1.用內(nèi)置有螺旋狀銅絲的膠頭滴管小心吸取一滴管濃硝酸后迅速插入細(xì)口瓶中(如圖)，滴管與瓶口接觸處墊一小塊濾紙使滴管與瓶口留少量空隙，依次觀察到如下現(xiàn)象：①滴管內(nèi)產(chǎn)生紅棕色氣體，液面下降；②滴管內(nèi)的液面上升，氣體變成無(wú)色；③滴管內(nèi)的液面再次下降。下列說(shuō)法不正確的是A.現(xiàn)象①中產(chǎn)生的紅棕色氣體為NO2B.產(chǎn)生現(xiàn)象②的原因是NO2與水反應(yīng)C.產(chǎn)生現(xiàn)象③的原因是銅與稀硝酸反應(yīng)D.最終瓶?jī)?nèi)溶液中的溶質(zhì)一定只有Cu(NO3)2√34自我測(cè)試銅和濃硝酸發(fā)生反應(yīng)：Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，生成的二氧化氮為紅棕色氣體，A正確；現(xiàn)象①中產(chǎn)生的二氧化氮能和水發(fā)生反應(yīng)：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，從化學(xué)方程式可知，3mol紅棕色的二氧化氮與水反應(yīng)，生成1mol無(wú)色的一氧化氮?dú)怏w，氣體體積減小，滴管內(nèi)的壓強(qiáng)減小，滴管內(nèi)液面上升，氣體變成無(wú)色，B正確；1234自我測(cè)試現(xiàn)象②中生成的稀硝酸與內(nèi)置的螺旋狀銅絲發(fā)生反應(yīng)：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，因滴管內(nèi)有氣體生成，壓強(qiáng)增大，所以滴管內(nèi)的液面再次下降，C正確；滴管與瓶口留少量空隙，現(xiàn)象③中生成的一氧化氮?dú)怏w與氧氣、水反應(yīng)生成硝酸，硝酸繼續(xù)與銅反應(yīng)，最終可能有硝酸剩余，溶液中的溶質(zhì)有Cu(NO3)2，也可能有硝酸，D錯(cuò)誤。1234自我測(cè)試2.將19.2g的銅屑投入400mL濃度均為0.5mol·L－1HNO3和H2SO4的混合溶液中，溶液增加的質(zhì)量為A.4.5g

B.9.9g

C.13.2g

D.14.7g√1234自我測(cè)試3.(2022·湖南株洲南方中學(xué)高一檢測(cè))將9g銅和鐵的混合物投入100mL稀硝酸中，充分反應(yīng)后得到標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.12LNO，剩余4.8g金屬；繼續(xù)加入100mL等濃度的稀硝酸，金屬完全溶解，又得到標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.12LNO。若向反應(yīng)后的溶液中加入KSCN溶液，溶液不變紅，則下列說(shuō)法正確的是A.原混合物中銅和鐵各0.065molB.稀硝酸的物質(zhì)的量濃度為4.0mol·L－1C.第一次剩余的4.8g金屬為銅和鐵的混合物D.向反應(yīng)后的溶液中再加入該稀硝酸100mL，又得到的NO在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體

積為0.56L√1234自我測(cè)試1234自我測(cè)試12349g混合物中含鐵的質(zhì)量為0.075mol×56g·mol－1＝4.2g，含銅的質(zhì)量為0.075mol×64g·mol－1＝4.8g，即第一次剩余的金屬為Cu，C錯(cuò)誤；再加入100mL該稀硝酸，F(xiàn)e2＋與硝酸反應(yīng)生成NO與硝酸鐵，溶液中Fe2＋的物質(zhì)的量為0.075mol，HNO3的物質(zhì)的量為0.1L×2mol·L－1＝0.2mol，反應(yīng)中存在關(guān)系式：3Fe2＋～4HNO3～NO，HNO3過(guò)量，F(xiàn)e2＋完全反應(yīng)，得到的NO的物質(zhì)的量為0.025mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下其體積為0.025mol×22.4L·mol－1＝0.56L，D正確。自我測(cè)試4.(2022·哈爾濱高一期中)某?；瘜W(xué)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)是吸入一半空氣的注射器。請(qǐng)回答下列有關(guān)問(wèn)題：(1)設(shè)計(jì)裝置A的目的是_______________________________________________________________________，為達(dá)此目的應(yīng)進(jìn)行的操作是_________________________________________。1234利用產(chǎn)生的CO2排盡裝置中的空氣，防止因NO與O2反應(yīng)生成NO2而產(chǎn)生干擾打開(kāi)K，當(dāng)裝置C中產(chǎn)生白色沉淀時(shí)，關(guān)閉K自我測(cè)試NO易被空氣中的O2氧化為NO2，設(shè)計(jì)裝置A是利用產(chǎn)生的CO2排盡裝置中的空氣，防止因NO與O2反應(yīng)生成NO2而產(chǎn)生干擾；若要排盡裝置內(nèi)的空氣，要先打開(kāi)K，當(dāng)裝置C中產(chǎn)生白色沉淀時(shí)，再關(guān)閉K。1234自我測(cè)試(2)在完成(1)中的“操作”后，將裝置B中的銅絲插入稀硝酸中，并微熱，觀察到裝置B中的現(xiàn)象是_____________________________________________________，B中反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)____________________________________。1234Cu絲表面產(chǎn)生氣泡，稀硝酸液面上方仍為無(wú)色，溶液變藍(lán)自我測(cè)試(3)裝置E和F的作用是_______________，為實(shí)現(xiàn)此作用，將注射器中的空氣推入E