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硝酸以及有關(guān)硝酸的計(jì)算濃硫酸、硝酸反應(yīng)規(guī)律總結(jié)方程式1. 濃硫酸與銅2. 濃硫酸與碳3. 濃硝酸與銅4. 濃硝酸與鐵(加熱)5. 濃硝酸與鋁6. 濃硝酸與銀7. 濃硝酸與碳8.濃硝酸與硫9.稀硝酸與銅10. 稀硝酸與鋁11. 稀硝酸與銀12. 稀硝酸與少量鐵13.稀硝酸與過量鐵1、向25mL 18.4mol/L-1H2SO4溶液中加入足量的銅片并加熱,充分反應(yīng)后,被還原的H2SO4的物質(zhì)的量()A小于0.23 mol B等于0.23 mol C0.23 mol0.46 mol D等于0.46 mol2. 銅與0.87mol/L的硝酸反應(yīng),如果NO3-濃度下降0.2mol/L,則溶液中c(H+)同時(shí)下降 mol/L 3. 1.92gCu投入到一定量的濃HNO3中,Cu完全溶解,生成氣體顏色越來越淺,共收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下672mL氣體,將盛有此氣體的容器倒扣在水槽中,通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下一定體積的O2,恰好使氣體完全溶于水,求通入O2的體積。4. 寫出濃硫酸與木炭粉在加熱條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式,并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移關(guān)系 (2)試用上圖所示各裝置設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證上述反應(yīng)所產(chǎn)生的各種產(chǎn)物。這些裝置的連接順序(按產(chǎn)物氣體從左至右的流向)是(填裝置的編號(hào)): (3)實(shí)驗(yàn)室可觀察到裝置中A瓶的溶液褪色,C瓶的溶液不褪色,A瓶溶液的作用是 ,B瓶溶液的作用是 ,C瓶溶液的作用是 。(4)裝置中所加的固體藥品是 ,可確證的產(chǎn)物是 ,確定裝置在整套裝置中的位置的理由是 。(5)裝置中所盛溶液是 ,可驗(yàn)證的產(chǎn)物是 硝酸是一種強(qiáng)氧化性酸,其強(qiáng)氧化性特別是硝酸參與化學(xué)反應(yīng)的計(jì)算是中學(xué)化學(xué)知識(shí)中的重點(diǎn)及難點(diǎn),也是高考中常見的命題熱點(diǎn)。一、 關(guān)于硝酸 1、氧化性酸和酸的氧化性任何酸溶液中都有較大量H+, H+作為氫元素的最高價(jià)態(tài)當(dāng)然具有氧化性,且只有氧化性。因此,任何酸都具有氧化性,我們稱其為:“酸的氧化性”,所謂酸的通性也就是H+的性質(zhì),活潑金屬與酸發(fā)生置換反應(yīng)放出氫氣就體現(xiàn)了酸(H+)的氧化性。 氧化性酸則是指其酸根部分也擁有氧化性的酸,如硝酸。2、硝酸在化學(xué)反應(yīng)中的作用 只起酸的作用,如:Cu(OH)2 + 2HNO3 = Cu(NO3)2 +2H2O只起氧化劑的作用。如:C + 4 HNO3 = CO2 +4 NO2 +2H2O即起酸的作用又起氧化劑的作用,如:3FeO + 10 HNO3 (稀) = 3Fe(NO3)3 + NO + 5 H2O3、 硝酸跟金屬反應(yīng)的一般規(guī)律除Au、Pt以外,硝酸能和幾乎全部金屬發(fā)生氧化還原反應(yīng)。硝酸越稀,其還原產(chǎn)物的價(jià)態(tài)越低;金屬越活潑,其還原產(chǎn)物的價(jià)態(tài)越低。Fe、AL能被冷、濃硝酸鈍化(鈍化不是不反應(yīng))。位于金屬活動(dòng)順序表中H以后的金屬(Cu、Hg、Ag)能使?jié)庀跛徇€原為NO2 ,稀硝酸還原為NO 。如:Ag + 2HNO3(濃) = AgNO3 + NO2 + H2O3Ag + 4HNO3(稀) = 3AgNO3 + NO + 2H2O Zn、Mg等活潑金屬與HNO3 反應(yīng)時(shí),硝酸有可能被還原成N2O、N2等,與極稀的硝酸反應(yīng),硝酸甚至被還原成NH3.HNO3(稀)只能使石蕊試液變紅,不能使之褪色,因稀硝酸的氧化性不如濃硝酸強(qiáng),不能將石蕊氧化。 2考查氣體制取及裝置的選擇(1)硝酸具有強(qiáng)氧化性,不能用其來制取還原性氣體(如:H2、HI、等);(2)因的氧化性強(qiáng)于,所以硝酸與金屬反應(yīng)不會(huì)產(chǎn)生 ;(3)由于硝酸具有強(qiáng)氧化性,對(duì)橡膠制品有強(qiáng)腐蝕作用,所以制取時(shí)常用曲頸玻璃儀器,涉及連接儀器的膠管應(yīng)盡可能短,盡可能使兩玻璃接口靠近,盛放硝酸的試劑瓶不能用橡皮塞等。例題1、 一定量的鹽酸和過量鐵粉反應(yīng),為減緩反應(yīng)速率,且不影響的總量,可向鹽酸中加入適量的( )(1)氫氧化鈉固體(2)醋酸鈉固體(3)氯化鈉溶液(4)水(5)硝酸鉀溶液A. (1)(2)(3) B. (2)(3)(4) C. (3)(4)(5) D. (1)(3)(5) 3考查常溫下濃硝酸使鐵、鋁鈍化現(xiàn)象知識(shí)要點(diǎn):鐵、鋁遇冷的濃硝酸、濃硫酸均可發(fā)生鈍化。例題2、 欲迅速除去鋁壺中的水垢又不損壞鋁壺,最佳的方法是加入下列物質(zhì)中的( ) A. 濃鹽酸B. 稀硝酸 C. 冷的濃硫酸 D. 冷的濃硝酸 4考查硝酸對(duì)金屬的溶解情況(1)Pt、Au不與硝酸反應(yīng),只溶于王水。(2)一般情況下,在金屬活動(dòng)順序表中排在氫以后的金屬與硝酸反應(yīng)時(shí),濃硝酸產(chǎn)生,稀硝酸產(chǎn)生NO。例題3、用銅鋅合金制成的假金元寶欺騙行人的事件屢屢發(fā)生,下列不易區(qū)別其真?zhèn)蔚姆椒ㄊ牵?) A. 測(cè)密度 B. 放入硝酸中 C. 放入鹽酸中 D. 觀察外觀 5考查與有關(guān)的溶液中離子共存問題知識(shí)要點(diǎn):在中性或堿性溶液中氧化性極弱,通常認(rèn)為不顯氧化性;而在酸性溶液中將會(huì)顯示極強(qiáng)的氧化性,可以氧化許多具有還原性的微粒(如:等),使之在溶液中不能大量共存。例題4、 在pH=1的無色溶液中,下列各離子組因發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存的是( )A. B. C. D. 三、關(guān)于硝酸與金屬反應(yīng)的計(jì)算 硝酸與金屬的反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng),氧化劑一定是HNO3, ,還原劑一定是金屬。因金屬活潑性的不同、HNO3 濃度的變化,導(dǎo)致還原產(chǎn)物的多樣性和不確定性,致使方程式的書寫都十分困難,有一定難度。解決此類問題的關(guān)鍵在于:抓住“兩個(gè)守恒”“三個(gè)關(guān)系”。1 兩個(gè)守恒 整個(gè)反應(yīng)過程中,氧化劑(HNO3 )的得電子數(shù)恒等于還原劑(金屬)的失電子數(shù)。生成物中的N元素均來自反應(yīng)物中的HNO3 (無論含N元素的生成物有幾種),因此存在N元素守恒。2 三個(gè)關(guān)系 HNO3 的總物質(zhì)的量等于起酸作用的HNO3 的物質(zhì)的量與起氧化劑作用HNO3 的物質(zhì)的量之和。起酸作用的HNO3 的物質(zhì)的量等于實(shí)際參加反應(yīng)的金屬的物質(zhì)的量與金屬在生成物中化合價(jià)的乘積。起氧化劑作用的HNO3 的物質(zhì)的量等于生成物中N元素的物質(zhì)的量之總和。例題5、 若使12.8g銅與一定量的濃硝酸反應(yīng),Cu耗完時(shí),共產(chǎn)生5.6L(標(biāo)況下)的氣體。所耗硝酸的物質(zhì)的量為多少?四、破疑解難,理清概念1 NO3-何時(shí)才有氧化性? NO3- 在中性和堿性溶液中無氧化性,可與S2- 、SO32- 、Fe2+等還原性離子共存,在酸性溶液中有強(qiáng)氧化性。2 檢驗(yàn)NO3-的一般方法硝酸鹽或硝酸鹽的濃溶液與銅及濃硫酸反應(yīng),會(huì)產(chǎn)生紅棕色氣體和藍(lán)色溶液。(濃硫酸與硝酸鹽反應(yīng)生成硫酸鹽和硝酸-高沸點(diǎn)酸制低沸點(diǎn)酸,硝酸再與銅反應(yīng)生成硝酸銅放出NO或者NO2)3 濃硝酸和濃鹽酸往往都呈現(xiàn)黃色,原因相同嗎?不相同。濃硝酸具有不穩(wěn)定性,易分解生成NO2 ,使溶液顯黃色。濃鹽酸呈現(xiàn)黃色是因?yàn)樯a(chǎn)過程中溶解有Fe3+ 。4 作過銀鏡實(shí)驗(yàn)的試管用濃硝酸清洗好還是用稀硝酸清洗好?3Ag + 4HNO3(稀) = 3AgNO3 + NO + 2H2OAg + 2HNO3(濃) = AgNO3 + NO2 + H2O從充分利用原料和環(huán)保角度看,當(dāng)然用稀硝酸清洗好。5. 濃硝酸與銅反應(yīng)的還原產(chǎn)物一定是NO2 嗎?不一定。隨著反應(yīng)的進(jìn)行,HNO3 不斷消耗,水不斷生成,濃硝酸將逐漸變成稀硝酸,還原產(chǎn)物也將改變。6. 濃硝酸在反應(yīng)中通常被還原為NO2 ,硝酸根只得一個(gè)電子;稀硝酸在反應(yīng)中通常被還原為NO ,硝酸根得三個(gè)電子,是否說明稀硝酸的氧化性強(qiáng)于濃硝酸?不能這樣說。眾所周知:Na的還原性強(qiáng)于AL,但Na在反應(yīng)中只能失一個(gè)電子,而AL卻能失三個(gè)電子。可見,氧化性、還原性的強(qiáng)弱決定于得失電子的難易程度,而不是得失電子個(gè)數(shù)的多少,這從濃硝酸與銅的反應(yīng)速率遠(yuǎn)高于稀硝酸與銅的反應(yīng)速率可以證實(shí)。五、習(xí)題 1(2000年高考全國卷)在一定條件下,NO跟NH3可以發(fā)生反應(yīng)生成N2和H2O?,F(xiàn)有NO和NH3的混合物1 mol,充分反應(yīng)后所得產(chǎn)物中,若經(jīng)還原得到的N2比經(jīng)氧化得到的N2多1.4g。(1)寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。(2)若以上反應(yīng)進(jìn)行完全,試計(jì)算原反應(yīng)混合物中NO與NH3的物質(zhì)的量可能各是多少。2有一硫酸和硝酸的混合溶液,取出其中的10mL,加入足量的BaCl2溶液,過濾、洗滌、烘干后,得到9.32g沉淀。濾液跟4mol/L NaOH溶液反應(yīng),用去35mL堿液時(shí)恰好中和。求混合溶液中H2SO4和HNO3的物質(zhì)的量濃度。另取10mL原混合酸溶液,加入3.2g銅粉共熱,標(biāo)準(zhǔn)狀況下可收集到多少毫升氣體?3、某金屬單質(zhì)跟一定濃度的硝酸反應(yīng),假定只產(chǎn)生單一的還原產(chǎn)物。當(dāng)參加反應(yīng)的金屬單質(zhì)與被還原硝酸的物質(zhì)的量之比為21時(shí),還原產(chǎn)物是 ( )A.NO2 B.NO C.N2O D.N24、14g銅銀合金與足量的某濃度的硝酸反應(yīng),將放出的氣體與1.12L氧氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況)混合,通入水中,恰好被全部吸收,則合金中銅的質(zhì)量為多少克?5、(04年天津理綜)將32.64g銅與140mL一定濃度的硝酸反應(yīng),銅完全溶解產(chǎn)生NO和NO2混合氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2L。請(qǐng)回答:(1)NO和NO2的體積分別為多少升?所得氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量為多少?(2)待產(chǎn)生的氣體全部釋放后,向溶液加入Vml a mol/L的NaOH溶液,恰好使溶液中的Cu2+全部轉(zhuǎn)化成沉淀,則原硝酸溶液的物質(zhì)的量濃度為多少?(3)將盛有此氣體的容器倒扣在水中,通入標(biāo)況下一定體積的O2,恰好使氣體完全溶于水中,則通入O2的體積是多少?若使用30的雙氧水需多少克?6、76.8mg銅與適量濃HNO3反應(yīng),銅全部作用后,如果NO3-減少2.210-3mol,則溶液中H+同時(shí)下降。A2.210-3mol B3.210-3mol C4.410-3mol D4.810-3mol參考答案與解析:1、(1) (2)6 mol NO還原得到3 mol N2,4 mol NH3氧化得到2 mol N2,兩者相差1 mol N2。現(xiàn)相差1.4g,相當(dāng)于0.3 mol NO和0.2 mol NH3反應(yīng)。依題意NO和NH3的總物質(zhì)的量為1mol,其中必有一種為過量,所以有兩種情況:0.3 mol NO和0.7 mol NH3或0.2 mol NH3和 0.8 mol NO2、理清題意:在硫酸和硝酸的混合溶液中加入足量的BaCl2溶液,因硝酸不反應(yīng)、BaCl2溶液為足量,所以n(H2SO4)=n(BaSO4),原硫酸中的氫離子全部進(jìn)入溶液;NaOH物質(zhì)的量即為混合酸中氫離子總物質(zhì)的量;銅片不和稀硫酸反應(yīng)。n(Cu)=3Cu 2NO3- 8H+=3Cu2+ 2NO+ 4H2O 3 2 8 20.05mol 0.06mol 0.14mol n(NO) Cu完全反應(yīng)V(NO)=22.4L/mol103mL/Ln(NO)=747mL解:n(H2SO4)=n(BaSO4)=n(H+)總n(OH-)=4mol/L0.035L=0.14mol n(HNO3)=0.14mol0.04mol2=0.06mol c(H2SO4)= c(HNO3)= 3、C; 若金屬為+1價(jià),失電子數(shù)為2,HNO3被還原為+3價(jià);金屬為+2價(jià),失電子數(shù)為4,HNO3被還原為+1價(jià);金屬為+3價(jià),失電子數(shù)為6,已不可能。 4、解:設(shè):Cu、Ag的物質(zhì)的量分別為x、y n(Cu)=0.05mol64gmol-1 =3.2g 5、解:設(shè):NO和NO2的物質(zhì)的量分別為x、y n(Cu)= n(氣體) M氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量為37.68反應(yīng)終點(diǎn)時(shí)Cu2+全部轉(zhuǎn)化為沉淀,溶液中只有NaNO3

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