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第07讲硝酸
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一、硝酸的物理性质
颜色
气味
状态
挥发性
无色
刺激性
液体
易挥发，在空气中形成白雾
二、硝酸的不稳定性
1. 浓硝酸见光或受热发生分解，化学方程式为：________________________________________。
（硝酸分解产生的NO2又溶于硝酸，可能导致浓硝酸呈黄色）
2. 硝酸易分解，一般保存在_____色_____口瓶中，并放置在阴凉处。
三、硝酸的酸性与强氧化性
除Au、Pt等少数金属外，硝酸几乎可以氧化所有的金属。
1．与金属Cu的反应
实验装置
实验现象
方程式
滴加稀硝酸的试管中反应较慢，有气泡产生，在接近管口处观察到浅红棕色。
滴加浓硝酸的试管中反应剧烈，有红棕色气体生成。
思考与交流
（1）Cu与浓硝酸反应，气体产物是否只有NO2？
（2）Cu与硝酸的反应中，体现了硝酸的什么性质？
（3）1mol Cu与足量浓硝酸反应，求被还原的硝酸的物质的量。
（4）1 mol HNO3和2 mol H2SO4的混合稀溶液中，加入1.5 mol Cu，加热充分反应，求产生的气体在标准状况下的体积。
2．钝化作用
（1）常温下， Fe、Al与浓H2SO4或浓HNO3反应，生成了致密的氧化膜，阻止酸与内层金属进一步反应，从而保护了金属，这个过程叫做“钝化”。
（2）常温下可用铁制品或铝制品盛放浓硝酸，但要注意密封，以防硝酸挥发变稀后与铁、铝反应。
及时小练
在下列反应中，HNO3表现出什么性质？A．酸性 B．还原性 C．氧化性
（1）H2S + 2HNO3=== S↓+ 2NO2↑+ 2H2O（ ）
（2）CuO + 2HNO3=== Cu(NO3)2 + H2O（ ）
（3）4HNO3=== 4NO2↑+ O2↑+ 2H2O（ ）
（4）3Cu + 8HNO3(稀) === 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O（ ）
四、硝酸的工业制法
将氨和空气的混合气通入灼热的铂铑合金网，在其催化作用下，氨被氧化成NO，生成的NO继续被氧化为NO2，再将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．分类：硫酸型酸雨（煤、石油等化石燃料的燃烧和某些含硫的金属矿物的冶炼）
硝酸型酸雨（汽车尾气以及硝酸工业废气等）
3．危害：①直接损伤农作物，破坏森林和草原，使土壤、湖泊酸化；
②加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电缆的腐蚀等。
4．防治：①调整能源结构，发展清洁能源；
②研究煤的脱硫技术，改进燃烧技术，减少SO2的排放；
③加强工业废气的回收处理；
④改进汽车尾气的处理技术，提高汽车尾气排放标准。
对点训练
题型一：硝酸的性质
【例1】下列关于浓硝酸的说法正确的是（）
A．难挥发 B．常温下不能氧化铜
C．应保存在无色细口瓶中 D．常温下能使铝片钝化
【变1】硝酸被称为“国防工业之母”是因为它是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸性质不相对应的一组是（）
A．浓硝酸使紫色石蕊试液先变红后褪色——酸性和强氧化性
B．不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性
C．要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性
D．能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去——强氧化性
【例2】对于硫酸和硝酸的比较中，下列叙述不正确的是（）
A．冷的浓硫酸和浓硝酸都可以用铝、铁的容器盛装 B．稀硫酸和稀硝酸都具有氧化性
C．浓硫酸和浓硝酸都具有很强的腐蚀性、脱水性 D．硫酸和硝酸都是重要的化工原料
【变2】相同质量的四份铜片，分别置于足量的下列酸中，在一定条件下反应，所得到的气体的物质的量最多的是( )
A．浓硫酸 B．稀硫酸 C．浓硝酸 D．稀硝酸
【例3】将Cu、Zn混合物投入稀硝酸中，充分反应后，锌有剩余，则反应后的混合物中肯定不存在的是（）
①Cu ②③④
A．①② B．②③ C．①③ D．②④
题型二：硝酸的强氧化性
【例4】在一定条件下，硝酸与下列物质均能发生反应，其中硝酸表现出氧化性的是
A．木炭 B．氧化铜 C．氢氧化铁 D．碳酸钠
【例5】某实验小组同学把小块木炭在酒精灯上烧至红热，迅速投入热的浓硝酸中，发生剧烈反应，同时有大量红棕色气体产生，液面上木炭迅速燃烧发出亮光。经查阅资料可知浓硝酸分解产生NO2和O2。为了探究“液面上木炭迅速燃烧发出亮光”的原因，该小组同学用如图装置完成以下实验：
序号
实验I
实验II
集气瓶中所盛气体
O2
加热浓硝酸
产生的气体
现象
木炭迅速燃烧发出亮光
木炭迅速燃烧发出亮光
下列说法正确的是
A．浓硝酸分解产生的V(NO2):V(O2)=1:1
B．红棕色气体的产生表明木炭与浓硝酸发生了反应
C．能使液面上木炭迅速燃烧发出亮光的主要气体是氧气
D．以上实验不能确定使液面上木炭迅速燃烧发出亮光的主要气体一定是NO2
【变5】某化学兴趣小组进行了有关Cu、稀硝酸、稀硫酸化学性质的实验，实验过程如图所示。下列有关说法正确的是
A．实验①中溶液呈蓝色，试管口有红棕色气体产生，说明HNO3被Cu还原为NO2
B．实验③中滴加稀硫酸，铜片继续溶解，说明稀硫酸的氧化性比稀硝酸的强
C．实验③发生反应的化学方程式为3Cu+Cu(NO3)2+4H2SO44CuSO4+2NO↑+4H2O
D．由上述实验可得出结论:Cu在常温下既可以和稀硝酸反应，又可以和稀硫酸反应
【例6】为了证明稀硝酸与铜反应的气体产物是，某同学设计了如下实验。
(1)关闭，打开，通过分液漏斗向石灰石中加入稀硝酸，则石灰石的作用是__________，反应的化学方程式是_______。
(2)将铜丝插入稀硝酸中，充分反应后，打开，通过气囊鼓人空气，可以观察到烧瓶中______，证明稀硝酸与铜反应的气体产物是。
(3)铜与稀硝酸反应的离子方程式为___________。
(4)溶液的作用是_________。
题型三：硝酸的相关计算
【例7】物质的量之比为2：5的锌与稀硝酸反应，若硝酸被还原的产物为N2O，反应结束后锌没有剩余，则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是
A．1：4 B．1：5 C．2：3 D．2：5
【变7-1】将1.92g铜粉与一定量的浓硝酸反应，当铜粉完全反应时收集到气体1.12L(标准状况下)，则所消耗的硝酸的物质的量是
A．0.08mol B．0.09mol C．0.11mol D．0.12mol
【变7-2】锌和某浓度的HNO3反应时，若参加反应的锌与HNO3的物质的量之比为2:5，产物有硝酸锌、X和水，则X可能是
A．NO B．N2O C．N2O3 D．NO2
题型四：工业制硝酸
【例8】工业上制硝酸涉及反应：，下列对该反应的说法错误的是
A．是氧化剂 B．发生还原反应
C．NO既是氧化产物又是还原产物 D．1mol参加反应时，转移5mol电子
【例9】研究氮的循环和转化对生产，生活有重要的价值。
Ⅰ.(1)写出实验室制备氨气的化学方程式：_______。
Ⅱ.氨是重要的化工原料。某工厂用氨制硝酸和铵盐的流程如图所示。
(2)设备1、3中发生反应的化学方程式分别是_______。设备2中通入的物质 A 是_______。
Ⅲ.氨氮废水的去除是当前科学研究的热点问题。氨氮废水中的氮元素多以NH和NH3·H2O 的形式存在。某工厂处理氨氮废水的流程如图：
含NH的废水低浓度氨氮废水含余氯废水达标
(3)过程①的目的是将 NH转化为NH3，并通过鼓入大量空气将氨气吹出，写出 NH转化为NH3的离子方程式：_______。
(4)过程②加入NaClO 溶液可将氨氮物质转化为无毒物质，反应后含氮元素、氯元素的物质化学式分别为______、__________
(5)含余氯废水的主要成分是 NaClO以及 HClO，X可选用以下哪种溶液以达到去除余氯的目的_______(填字母)。
a.KOH b.Na2SO3 c.KMnO4 d.NaCl
写出其中一个反应的离子方程式：_______
题型五：酸雨的形成与防治
【例10】如图所示是酸雨的形成示意图。根据图示回答下列问题。
（1）下列气体容易形成酸雨的是_____。
A．CO2B．SO2C．N2D．NO2
（2）现有雨水样品1份，每隔一段时间测定该雨水样品的pH，所得数据如下：
测试时间/h
0
1
2
3
4
与水的pH
4.73
4.63
4.56
4.55
4.55
分析数据，回答下列问题：
①雨水样品的pH变化的原因是____(用化学方程式表示)。
②如果将刚取样的上述雨水和自来水相混合，pH将变____，原因是_____(用化学方程式表示)。
（3）下列措施中，可减少酸雨产生的途径的是____(填字母)。
①少用煤作燃料②把工厂烟囱造高③燃料脱硫④在已酸化的土壤中加石灰⑤开发新能源
A．①②③B．②③④⑤C．①③⑤D．①③④⑤
提分特训
【题1】下列关于浓硝酸的说法正确的是（）
A．难挥发 B．常温下不能氧化铜
C．应保存在无色细口瓶中 D．常温下能使铝片钝化
【题2】硝酸被称为“国防工业之母”是因为它是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸性质不相对应的一组是（）
A．浓硝酸使紫色石蕊试液先变红后褪色——酸性和强氧化性
B．不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性
C．要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性
D．能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去——强氧化性
【题3】在100mL混合液中，HNO3和H2SO4物质的量浓度分别是0.4mol/L和0.1mol/L，向该混合液中加入1.92gCu粉，加热充分反应后，所得溶液中Cu2+的物质的量浓度是（）
A．0.15 mol/L B．0.3 mol/L C．0.1 mol/L D．0.225 mol/L
【题4】物质的量之比为2：5的锌与稀硝酸反应，若硝酸被还原的产物为N2O，反应结束后锌没有剩余，则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是
A．1：4 B．1：5 C．2：3 D．2：5
【题5】向稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量的变化如图所示（已知硝酸只被还原为NO气体）。下列分析错误的是（ ）
A．OA段产生的是NO，AB段的反应为Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，BC段产生H2
B．A点溶液中的溶质为Fe(NO3)3和H2SO4
C．原混合酸中NO3-物质的量为0.2 mol
D．原混合酸中H2SO4的物质的量浓度为2 mol·L-1
【题6】关于硝酸的说法正确的是( )
A．硝酸与金属反应时，主要是＋5价的氮得电子
B．浓HNO3与浓盐酸按3∶1的体积比混合所得的混合物叫王水
C．硝酸电离出的 H＋，能被Zn、Fe等金属还原成H2
D．常温下，向浓HNO3中投入Fe片，会产生大量的红棕色气体
【题7】下列有关实验操作、现象及解释或结论都正确的是
选项
实验操作
现象
解释或结论
将过量的粉加入稀中，充分反应后，滴入溶液
溶液呈
红色
稀将氧化为
常温下，、放入浓中
无明显现象
、在浓中发生钝化
铝箔插入稀中
无现象
箔表面被氧化，形成致密的氧化膜
用玻璃棒蘸取浓点到蓝色石蕊试纸上
试纸变红色
浓具有酸性
A．A B．B C．C D．D
【题9】某课外活动小组为了探究木炭与浓硝酸反应后的气态生成物，设计如下实验。
(1)甲同学设计实验如图甲。
红热木炭未进入试管前，浓硝酸上方并无明显现象。如图甲连接实验装置后，浓硝酸液面上方有明显的红棕色气体产生，且沾有澄清石灰水的玻璃片出现浑浊，后浑浊消失。沾有澄清石灰水的玻璃片出现浑浊，_______(填“能”或“不能”)说明木炭与浓硝酸发生了反应，是因为_______。
(2)乙同学设计实验如图乙。
如图乙连接实验装置后，浓硝酸液面上方有明显的红棕色气体产生，且沾有澄清石灰水的玻璃片无明显变化。沾有澄清石灰水的玻璃片无明显变化，_______(填“能”或“不能”)说明木炭与浓硝酸未反应，是因为_______。
(3)丙同学克服了甲、乙同学设计上的缺点，设计实验如图丙。已知酸性高锰酸钾溶液能将NO、NO2氧化成，被还原为Mn2+。
①如图连接装置后，需进行的实验操作为_______；加热木炭与浓硝酸前需先通一段时间N2，目的为_______。
②装置A中木炭与浓硝酸反应的化学方程式为_______。
③能证明木炭被氧化的实验现象为_______。
④装置D中发生反应的离子方程式为_______。
提分作业
【练1】对于硝酸的物理性质，下列叙述不正确的是
A．可以与水以任意比互溶
B．不易挥发
C．有刺激性气味
D．质量分数足够大时可形成发烟硝酸
【练2】下列有关浓硝酸说法不正确的是
A．实验室常用浓硝酸与金属锌反应制备氢气
B．常温下浓硝酸能使金属铝钝化
C．浓硝酸不稳定，见光易分解，需要避光保存
D．浓硝酸易挥发，打开瓶塞，瓶口有白雾产生
【练3】下列关于浓硝酸和浓硫酸的叙述，正确的是
A．常温下都用铜制容器贮存
B．露置在空气中，容器内酸液的质量都减轻
C．与金属铁反应，都有氢气生成
D．露置在空气中，容器内酸液的浓度都降低
【练4】在下列反应中，HNO3既表现出氧化性，又表现出酸性的是
A．3Cu＋8HNO3(稀) =3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O↑
B．CuO＋2HNO3=Cu(NO3)2＋H2O
C．4HNO3(浓)4NO2↑＋O2↑＋2H2O
D．H2S＋2HNO3(浓)S↓＋2NO2＋2H2O
【练5】工业上制硝酸的原理是将氨经过一系列反应得到硝酸，如下图所示：
下列说法错误的是
A．过程①属于氮的固定
B．氮气在足量氧气中也可以通过一步反应生成NO2
C．过程④反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：2
D．常温下可用铁质容器储存浓硝酸
【练6】在一定温度下，32g金属铜与足量某浓度的硝酸完全反应，生成NO2和NO的物质的量之比为1∶3，则反应过程中转移的电子为
A．1 mol B．2 mol C．3mol D．4 mol
【练7】将6.4g铜投入30mL一定浓度的硝酸中，恰好完全反应，产生标准状况下的NO和NO2混合气体共2.24L。则下列叙述正确的是
A．NO体积为0.56L B．原硝酸浓度10.0mol/L
C．NO和NO2物质的量之比为2∶1 D．体现酸性的硝酸为0.1mol
【练8】下列事实体现了硝酸的什么性质？写出有关反应的化学方程式或离子方程式。
(1)浓硝酸应存放于棕色试剂瓶中：浓硝酸具有______；反应的化学方程式为___________。
(2)银片溶于热的稀硝酸：硝酸具有________；反应的化学方程式为____________。
(3)石灰石和稀硝酸混合反应制取CO2：硝酸具有_______；反应的离子方程式为__________。
(4)红热的木炭投入浓硝酸中产生红棕色的气体：浓硝酸具有________；反应的化学方程式为____________。
【练8】某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的是NO气体，设计了如下实验。实验装置如图所示：
(1)装置A中生成CO2的作用是___________，证明该实验目的达到的现象是___________。
(2)观察到(1)中的现象后，关闭K，将装置B中铜丝插入稀硝酸，并微热之，观察到装置B中的现象是___________；B中反应的离子方程式是___________。
(3)装置E和F的作用是___________；为实现此目的，需推动注射器，将F中空气通入E中，可观察到的现象是___________。
(4)D装置的作用是___________(答两点)。
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