高中化學(xué) 談?wù)勏∠跛岷蜐庀跛岬难趸运夭?新人教版

1、談?wù)勏∠跛崤c濃硝酸的氧化性在中學(xué)教科書中有這樣兩個(gè)化學(xué)方程式：Cu + 4HNO3(濃) = Cu(NO3)2 + 2NO2+ 2H2O3Cu + 8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2 + 2NO+ 4H2O可見，濃硝酸的還原產(chǎn)物是NO2，稀硝酸的還原產(chǎn)物是NO。不少同學(xué)認(rèn)為這兩個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)物相同，只是硝酸的濃度不同，反應(yīng)的結(jié)果：第一個(gè)反應(yīng)中被還原成了；而第二個(gè)反應(yīng)中被還原成了。由此得出稀硝酸的氧化性比濃硝酸的氧化性強(qiáng)的錯(cuò)誤結(jié)論。一般說來，硝酸氧化性的強(qiáng)弱并不是根據(jù)硝酸（實(shí)際是）被還原的產(chǎn)物的化合價(jià)改變的大小來決定的，而是由硝酸的濃度來決定的，硝酸越濃，它的氧化能力就越強(qiáng)。例如：（1）稀硝

2、酸與硫化物反應(yīng)時(shí)，只能將S2 離子氧化成單質(zhì)硫，而濃硝酸與硫化物反應(yīng)時(shí)，能將S2 離子進(jìn)一步氧化成SO42離子。3CdS + 8HNO3(稀) = 3Cd (NO3)2 + 2NO+ 4H2O + 3SPbS + 8HNO3(濃) = PbSO4 + 8NO2+ 4H2O（2）稀硝酸只能把砷氧化成亞砷酸，而濃硝酸則進(jìn)一步把亞砷酸氧化成砷酸。As + HNO3(稀) + H2O = H3AsO3 + NOH3AsO3 + 2HNO3(濃) = H3AsO4 + 2NO2+ H2O（3）稀硝酸只能將氫碘酸氧化成單質(zhì)碘，而濃硝酸則能把氫碘酸氧化成碘酸。6HI + 2HNO3(稀) = 3I2 + 2

3、NO+ 4H2O HI + 6HNO3(濃) = HIO3+ 6NO2+ 3H2O（4）鉑、金等貴金屬不易被濃硝酸氧化，但1體積濃硝酸和3體積濃鹽酸組成的混合物溶液（俗稱王水）卻能溶解鉑和金。Au + 4Cl + NO3 + 4H+ = AuCl 4 + NO+ 2H2O3Pt + 18Cl + 4NO3 + 16H+ = 3PtCl 62 + 4NO+ 8H2O雖然鉑、金不易被濃硝酸氧化，但當(dāng)有Cl離子存在時(shí)，和產(chǎn)物Au3+離子（或Pt4+離子）結(jié)合，生成了絡(luò)離子AuCl 4（或PtCl 62），從而降低了Au3+離子（或Pt4+離子）的濃度，金屬就被繼續(xù)氧化了。（5）當(dāng)硝酸與金屬活動性順序

4、表中排在氫以前的活潑金屬如鎂、鋅、鐵等反應(yīng)時(shí)，除可生成NO2或NO外，在更稀的硝酸中還可產(chǎn)生N2O、N2、NH3等。例如：4Mg + 10HNO3(1 mol·L1) =  4Mg (NO3)2  + NH4NO3 + 3H2O4Mg + 10HNO3(2 mol·L1) =  4Mg (NO3)2  + N2O+ 5H2O3Mg + 8HNO3(6 mol·L1) =  3Mg (NO3)2  + 2NO+ 4H2OMg + 4HNO3(16 mol·L1) =  Mg (NO3)2

5、  + 2NO2+ 2H2O可見，對于同一種還原劑來說，硝酸越稀被還原的程度越大。濃硝酸（1216 mol·L1）被還原的主要產(chǎn)物是NO2，稀硝酸（68 mol·L1）被還原的產(chǎn)物主要是NO；再稀如2 mol·L1的硝酸還原產(chǎn)物主要是N2O，而更稀的硝酸（1 mol·L1）則被還原成NH3（NH3與HNO3反應(yīng)生成NH4NO3）。（6）鐵、鋁在冷的濃硝酸中發(fā)生鈍化現(xiàn)象?？傊?，硝酸的強(qiáng)氧化性來自硝酸根中的元素，而不是硝酸電離出來的H+，這種氧化性的強(qiáng)弱還跟溫度（溫度越高氧化性越強(qiáng)）、酸度（如硝酸根在中性或弱酸性溶液中難以表現(xiàn)出氧化性，如硝酸亞鐵中

6、的Fe2+與NO3可以穩(wěn)定存在，但加鹽酸時(shí)，F(xiàn)e2+卻被NO3氧化成了Fe3+）等有關(guān)。物質(zhì)氧化性的強(qiáng)弱是指氧化其它物質(zhì)的能力，濃硝酸與銅反應(yīng)比稀硝酸與銅反應(yīng)劇烈的多，說明濃硝酸的氧化性比稀硝酸的氧化能力強(qiáng)。而不能從其本身被還原的程度大小來比較例如：【例題】（2009年北京高考27題）某學(xué)習(xí)小組探究濃、稀硝酸氧化性的相對強(qiáng)弱，按下圖裝置進(jìn)行試驗(yàn)（夾持儀器的裝置已略去）。實(shí)驗(yàn)表明濃硝酸能將NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的結(jié)論是濃硝酸的氧化性強(qiáng)于稀硝酸?？蛇x藥品：濃硝酸、3mo/L稀硝酸、蒸餾水、濃硫酸、氫氧化鈉溶液及二氧化碳已知：氫氧化鈉溶液不與NO反應(yīng)，能與NO2反應(yīng)2NO2

7、 + 2NaOH = NaNO3 + NaNO2  + H2O（1）實(shí)驗(yàn)應(yīng)避免有害氣體排放到空氣中，裝置、中盛放的藥品依次是         （2）滴加濃硝酸之前的操作是檢驗(yàn)裝置的氣密性，加入藥品，打開彈簧夾后         （3）裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是          （4）裝置的作用是   &#

8、160;     ，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是           （5）該小組得出的結(jié)論以據(jù)的試驗(yàn)現(xiàn)象是            （6）試驗(yàn)結(jié)束后，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)裝置中溶液呈綠色，而不顯藍(lán)色。甲同學(xué)認(rèn)為是該溶液中硝酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高所致，而乙同學(xué)認(rèn)為是該溶液中溶解了生成的氣體。同學(xué)們分別設(shè)計(jì)了以下4個(gè)試驗(yàn)來判斷兩種看法是否正確。這些方案中可行的是（選填序號

9、字母）a.加熱該綠色溶液，觀察顏色變化b.加水稀釋綠色溶液，觀察顏色變化c.向該綠色溶液中通入氮?dú)?，觀察顏色變化d.向飽和硝酸銅溶液中通入濃硝酸與銅反應(yīng)產(chǎn)生的氣體，觀察顏色變化【解析】本題主要考查HNO3的性質(zhì)、化學(xué)基本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和評價(jià)能力。（1）根據(jù)裝置特點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，裝置是收集NO，裝置中盛放NaOH溶液吸收NO2，因?yàn)橐?yàn)證稀HNO3不能氧化NO，所以裝置中應(yīng)該盛放稀硝酸。（2）由于裝置中殘存的空氣能氧化NO而對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生干擾，所以滴加濃HNO3之前需要通入一段時(shí)間CO2趕走裝置中的空氣，同時(shí)也需將裝置中導(dǎo)管末端伸入倒置的燒瓶內(nèi)防止反應(yīng)產(chǎn)生的NO氣體逸出。（3）Cu與濃HNO3反應(yīng)生成Cu(

10、NO3)2、NO2、H2O：Cu + 4HNO3(濃)Cu(NO3)2 + 2NO2 +2 H2O。（4）裝置中盛放H2O，使NO2與H2O反應(yīng)生成NO：3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO。（5）NO通過稀HNO3溶液后，若無紅棕色NO2產(chǎn)生，說明稀HNO3不能氧化NO，所以盛放稀HNO3裝置的液面上方?jīng)]有顏色變化即可說明之。裝置中盛放的是濃HNO3，若濃HNO3能氧化NO則裝置液面的上方會產(chǎn)生紅棕色氣體。（6）要證明是Cu(NO3)2濃度過高或是溶解了NO2導(dǎo)致裝置中溶液呈綠色，可設(shè)計(jì)將溶解的NO2趕走（a、c方案）再觀察顏色變化。也可在Cu(NO3)2的濃溶液中通入NO2進(jìn)行比

11、較觀察反應(yīng)后的顏色變化（d方案），確定是否是因?yàn)槿苡蠳O2引起的。方案b由于Cu(NO3)2和溶解在其中的NO2濃度均可發(fā)生變化，故無法確定是哪一種因素引起的。答案：（1）3 mol/L稀硝酸、濃硝酸、氫氧化鈉溶液（2）通入CO2一段時(shí)間，關(guān)閉彈簧夾，將裝置中導(dǎo)管末端伸入倒置的燒瓶內(nèi)（3）Cu + 4HNO3（濃）= Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O（4）將NO2轉(zhuǎn)化為NO   3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO（5）裝置中液面上方氣體仍為無色，裝置中液面上方氣體由無色變?yōu)榧t棕色（6）a   c   d【練習(xí)1

12、】在100 mL濃HNO3中，加入足量的銅片產(chǎn)生a L氣體，用排水法收集后得到b L氣體（氣體的體積都是在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測定的），則原濃硝酸的物質(zhì)的量濃度是多少？解析：依題意，a L氣體是NO2和NO的混合氣體，b L氣體全為NO氣體。該題若根據(jù)化學(xué)方程式列式計(jì)算就顯得很復(fù)雜，我們可作如下分析：起氧化劑作用的HNO3的物質(zhì)的量 ，根據(jù)電子守恒，Cu所失去的電子的物質(zhì)的量恰好為HNO3生成b L NO氣體時(shí)所得電子的物質(zhì)的量，即Cu失電子×3，反應(yīng)的Cu的物質(zhì)的量× mol。則起酸性作用的HNO3為 mol×2 mol，所以HNO3的物質(zhì)的量為 mol + mol mo

13、l，濃度為 mol·L1.答案： mol·L1點(diǎn)撥：銅與濃硝酸的反應(yīng)要考慮反應(yīng)過程中硝酸濃度的變化，開始生成NO2，后來生成NO，最后得到的是NO2和NO的混合物。類似這樣的反應(yīng)還有：鋅與濃硫酸的反應(yīng)，開始生成SO2，隨著反應(yīng)的不斷進(jìn)行，濃硫酸變稀，反應(yīng)產(chǎn)物還有H2；足量的二氧化錳和濃鹽酸共熱，開始生成Cl2，隨著反應(yīng)的不斷進(jìn)行，濃鹽酸變稀，產(chǎn)生的Cl2越來越少，雖然還有HCl，由于濃度變小，反應(yīng)不再進(jìn)行?！揪毩?xí)2】在鐵與銅的混合物中，加入一定量的稀HNO3，充分反應(yīng)后剩余金屬m1 g,再向其中加入一定量的稀H2SO4充分振蕩后，剩余金屬m2 g,則m1和m2的關(guān)系是A. m1一定大于m2     B. m1可能等于m2      C. m1一定等于m2     D. m1可能大于m2解析：鐵與銅的混合物與一定量的稀HNO3反應(yīng)，當(dāng)金屬剩余時(shí)，硝酸耗盡，但生成物中含有Fe(NO3)2和 Cu(NO3)2。若再加入稀H2SO4，則又繼續(xù)發(fā)生3Cu + 8H+ + 2N