硝酸以及有关硝酸的计算

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1、 硝酸以及有关硝酸的计算 浓硫酸、硝酸反应规律总结 方程式 1. 浓硫酸与铜 2. 浓硫酸与碳 3. 浓硝酸与铜 4. 浓硝酸与铁（加热） 5. 浓硝酸与铝 6. 浓硝酸与银 7. 浓硝酸与碳

2、 8. 浓硝酸与硫 9. 稀硝酸与铜 10. 稀硝酸与铝 11. 稀硝酸与银 12. 稀硝酸与少量铁 13. 稀硝酸与过量铁 1、向 25mL L-1 H2SO4 溶液中加入足量的铜片并加热，充分反应后，被还原的 H2SO4 的物质的量 （ ） A．小于 mol B ．等于 mol

3、C ． mol ～ mol D ．等于 mol 2. 铜与 L 的硝酸反应，如果 3- 浓度下降 L，则溶液中 + ）同时下降 NO c（ H mol/L 3. Cu 投入到一定量的浓 HNO3中， Cu 完全溶解，生成气体颜色越来越浅，共收集到标准 状况下 672mL气体，将盛有此气体的容器倒扣在水槽中，  通入标准状况下一定体积的  O2，恰 好使气体完全溶于水，求通入 O2 的体积。

4、 4. 写出浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应的化学方程式，并标出电子转移关系 （ 2）试用上图所示各装置设计一个实验，验证上述反应所产生的各种产物。这些装置的连接顺序（按产物气体从左至右的流向）是（填装置的编 号）： → → → （3）实验室可观察到装置①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）装置②中所加的固体药品是 ，可确证的产物 是 ，确定装置②在整套装置中的位置的理由 是 。

5、 （5）装置③中所盛溶液是 ，可验证的产物 是 硝酸是一种强氧化性酸，其强氧化性特别是硝酸参与化学反应的计算是中学化学知识中的重点及难点，也是高考中常见的命题热点。 一、 关于硝酸 1 、氧化性酸和酸的氧化性 任何酸溶液中都有较大量 H+, H +作为氢元素的最高价态当然具有氧化性，且只有氧化 性。因此，任何酸都具有氧化性，我们称其为：“酸的氧化性”，所谓酸的通性也就是 H+ 的性质，活泼金属与酸发生置换反应放出氢气就体现了酸（ H+）的氧化性。 氧化性

6、酸则是指其酸根部分也拥有氧化性的酸，如硝酸。 2、硝酸在化学反应中的作用 ①．只起酸的作用，如： Cu(OH)2 + 2HNO3 == Cu(NO3) 2 +2H 2O ②．只起氧化剂的作用。如 :C + 4 HNO 3 == CO↑ +4 NO 2 ↑ +2HO 2 2 ③．即起酸的作用又起氧化剂的作用，如： 3FeO + 10 HNO 3 ( 稀 ) == 3Fe(NO 3) 3 + NO ↑+5H 2O 3、 硝酸跟金属反应的一般规律 ①．除 Au、 Pt 以外，硝酸能和几乎全部金属发生氧化还原反应。 ②．硝

7、酸越稀，其还原产物的价态越低；金属越活泼，其还原产物的价态越低。 ③． Fe、 AL 能被冷、浓硝酸钝化（钝化  不是不反应 ）。 ④．位于金属活动顺序表中  H 以后的金属（  Cu、 Hg、  Ag）能使浓硝酸还原为  NO2 ，稀 硝酸还原为 NO。 如： Ag + 2HNO 3( 浓 ) == AgNO  3+NO2  ↑+ H2O 3Ag + 4HNO3( 稀 ) == 3AgNO  3+NO↑  + 2H  2O Zn  、Mg等活泼金属

8、与  HNO3 反应时， 硝酸有可能被还原成  N2O、N2 等，与极稀的硝酸反应， 硝酸甚至被还原成  NH3. HNO3( 稀 ) 只能使石蕊试液变红，不能使之褪色，因稀硝酸的氧化性不如浓硝酸强，不能将石蕊氧化。 2 ．考查气体制取及装置的选择 （1）硝酸具有强氧化性， 不能用其来制取还原性气体等）；  （如： H2、H 2 S、SO 2 、HI、HBr （2）因 NO3 的氧化性强于 H ，所以硝酸与金属反应不会产生 ； （3）由于硝酸具有强氧化性， 对橡胶制品有强腐蚀作用， 所以

9、制取 HNO 3 时常用曲颈玻璃仪器， 涉及连接仪器的胶管应尽可能短， 尽可能使两玻璃接口靠近， 盛放硝酸的试剂瓶不能用橡皮塞等。 例题 1、 一定量的盐酸和过量铁粉反应，为减缓反应速率，且不影响 酸中加入适量的（ ）  H 2 的总量，可向盐 （1）氢氧化钠固体（  2）醋酸钠固体（  3）氯化钠溶液  （4）水 （ 5）硝酸钾溶液 A. （ 1）（ 2）（ 3）B.（ 2）（ 3）（ 4） C. （ 3）（ 4）（ 5） D. （ 1）（ 3）（ 5） 3．考查常温

10、下浓硝酸使铁、铝钝化现象 知识要点：铁、铝遇冷的浓硝酸、浓硫酸均可发生钝化。 例题  2、  欲迅速除去铝壶中的水垢又不损坏铝壶，最佳的方法是加入下列物质中的（  ） A. 浓盐酸  B. 稀硝酸  C. 冷的浓硫酸  D. 冷的浓硝酸 4 ．考查硝酸对金属的溶解情况 （ 1） Pt 、 Au 不与硝酸反应，只溶于王水。 （ 2）一般情况下，在金属活动顺序表中排在氢以后的金属与硝酸反应时，浓硝酸产生 NO 2

11、，稀硝酸产生 NO。 例题 3、用铜锌合金制成的假金元宝欺骗行人的事件屡屡发生，下列不易区别其真伪的方法 是（ ） A. 测密度 B. 放入硝酸中 C. 放入盐酸中 D. 观察外观 5 ．考查与 NO3 有关的溶液中离子共存问题 知识要点： NO 3 在中性或碱性溶液中氧化性极弱，通常认为不显氧化性 ；而 NO3 在 酸性溶液中将会显示极强的氧化性，可以氧化许多具有还原性的微粒（如： 2 2 2 例题 4、 在 pH=1 的无色溶液中，下列各离子组因发生氧化还原反应而不能大

12、量共存的是 （ ） A. NH 4 、 K 、Na 、CO23 、NO3 B. K 、 Na 、Fe2 、SO24 、NO3 C. K 、 Na 、NH 4 、HCO3 、 AlO2 D. K 、 NH 4 、Na 、NO3 、I 三、关于硝酸与金属反应的计算 硝酸与金属的反应都是氧化还原反应，氧化剂一定是 HNO3， ，还原剂一定是金属。因金 属活泼性的不同、 HNO3 浓度的变化， 导致还原产物的多样性和不确定性， 致使方程式的书写 都十分困难，有一定难度。解决此类问题的关键在于：抓住“ 两个守恒”“

13、三个关系 ”。 1． 两个守恒 ①．整个反应过程中，氧化剂（ HNO3）的得电子数恒等于还原剂（金属）的失电 子数。 ②．生成物中的 N 元素均来自反应物中的 HNO3（无论含 N 元素的生成物有几种）， 因此存在 N元素守恒。 2． 三个关系 ①． HNO3 的总物质的量等于起酸作用的 HNO3 的物质的量与起氧化剂作用 HNO3 的物质的量之和。 ②．起酸作用的 HNO3 的物质的量等于实际参加反应的金属的物质的量与金属在生 成物中化合价的乘积。 ③．起氧化剂作用的 HNO3的物质的量等于生成物中 N 元素的物质

14、的量之总和。 例题 5、 若使铜与一定量的浓硝酸反应， Cu 耗完时，共产生（标况下）的气体。所耗硝酸的物质的量为多少？ 四、破疑解难，理清概念 - 1． NO3 何时才有氧化性？ NO - 在中性和碱性溶液中无氧化性，可与 2- 2- 2+ 3 S 、 SO 、 Fe 等还原性离子共存，在 3 酸性溶液中有强氧化性。 2． 检验 NO3- 的一般方法 硝酸盐或硝酸盐的浓溶液与铜及浓硫酸反应，会产生红棕色气体和蓝色溶液。（浓

15、 硫酸与硝酸盐反应生成硫酸盐和硝酸 --- 高沸点酸制低沸点酸，硝酸再与铜反应生成硝酸铜放出 NO或者 NO2） 3． 浓硝酸和浓盐酸往往都呈现黄色，原因相同吗？ 不相同。浓硝酸具有不稳定性，易分解生成 NO2 ，使溶液显黄色。浓盐酸呈现黄 色是因为生产过程中溶解有 Fe3+ 。 4． 作过银镜实验的试管用浓硝酸清洗好还是用稀硝酸清洗好？ 3Ag + 4HNO3( 稀 ) == 3AgNO 3 + NO ↑ + 2H 2O Ag + 2HNO3( 浓 ) == AgNO 3 + NO 2 ↑ + H2O 从充分利用原料和环保角度看，

16、当然用稀硝酸清洗好。 5. 浓硝酸与铜反应的还原产物一定是NO2 吗？ 不一定。随着反应的进行， HNO3不断消耗，水不断生成，浓硝酸将逐渐变成稀硝酸，还原产物也将改变。 6. 浓硝酸在反应中通常被还原为NO2 ，硝酸根只得一个电子；稀硝酸在反应中通常被 还原为 NO，硝酸根得三个电子，是否说明稀硝酸的氧化性强于浓硝酸？ 不能这样说。众所周知： Na 的还原性强于 AL，但 Na 在反应中只能失一个电子，而 AL 却能失三个电子。可见，氧化性、还原性的强弱决定于得失电子的难易程度，而不是得失电子个数的多少，这从浓硝酸与铜的反应速率远高于稀硝酸与铜的

17、反应速率可以证实。 五、习题 1 ．（2000 年高考全国卷）在一定条件下， NO跟 NH3 可以发生反应生成 N2 和 H2O。现有 NO 和 NH3 的混合物 1 mol ，充分反应后所得产物中，若经还原得到的 N2 比经氧化得到的 N2 多。 （ 1）写出反应的化学方程式并标出电子转移的方向和数目。 （ 2）若以上反应进行完全，试计算原反应混合物中 NO与 NH3的物质的量可能各是多少。

18、 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，过滤、洗 涤、烘干后，得到沉淀。滤液跟 4mol/L NaOH 溶液反应，用去 35mL碱液时恰好中和。 ⑴求混合溶液中 H2SO4和 HNO3的物质的量浓度。 ⑵另取 10mL原混合酸溶液，加入铜粉共热，标准状况下可收集到多少毫升气 体？ 3、某金属单质跟一定浓度的硝酸反应，假定只产生单一的还原产物。当参加反应的金 属单质与被还原硝酸的物

19、质的量之比为 2∶ 1 时，还原产物是 ( ) 4、 14g 铜银合金与足量的某浓度的硝酸反应，将放出的气体与氧气（标准状况） 混合，通入水中，恰好被全部吸收，则合金中铜的质量为多少克 ? 5、（ 04 年天津理综）将铜与 140mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生 NO 和 NO2混合气体在标准状况下的体积为。请回答： （ 1） NO和 NO2的体积分别为多少升？所得

20、气体的平均相对分子质量为多少？ （2）待产生的气体全部释放后，向溶液加入 Vml a mol/L 的 NaOH溶液，恰好使溶液 中的 Cu2+全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的物质的量浓度为多少？ （3）将盛有此气体的容器倒扣在水中，通入标况下一定体积的 O2，恰好使气体完全溶 于水中，则通入 O2 的体积是多少？若使用 30％的双氧水需多少克？ 6、铜与适量浓 HNO3反应，铜全部作用后， 如果 NO3- 减少 10-3 mol ，则溶液中 H+同时下降。 A． 10-3 mol B ． 10-3 mol C ．

21、 10-3 mol D ． 10-3 mol 参考答案与解析： 1、（ 1） （ 2） 6 mol NO 还原得到 3 mol N 2， 4 mol NH 3 氧化得到 2 mol N 2，两者相差 1 mol N 2。现 相差， 1.4g 0.05mol ，相当于 mol

22、 NO 和 mol NH 3 反应。 28g mol 1 依题意 NO和 NH3 的总物质的量为 1mol，其中必有一种为过量，所以有两种情况： mol NO 和 mol NH 3 或 mol NH 3 和 mol NO 2、理清题意：在硫酸和硝酸的混合溶液中加入足量的 BaCl2 溶液，因硝酸不反应、 BaCl2 溶液为足量，所以 n(H SO)=n(BaSO ) ，原硫酸中的氢离子全部进入溶液； NaOH物质的量即 2 4 4

23、 为混合酸中氢离子总物质的量；铜片不和稀硫酸反应。 ⑵ n(Cu)= 3.2g mol 0.05 解：⑴ n(H2SO4)=n(BaSO4)= 9.32g mol 64g / mol 233g / mol

24、 0.04 3Cu＋ 2NO3 - ＋ 8H+=3Cu2+ + 2NO↑+ 4H2O + - 3 2 8 2 n(H ) 总＝ n(OH )=4mol/L = n(HNO 3)= － 2= n(NO) c(H SO)

25、= 0.04mol mol / L ∵ 0.05 0.14 0.06 ∴ Cu完全反应 3 8 2 2 4 0.01L 4 c(HNO)= 0.06mol mol / L

26、 3 0.01L 6 3、C; 若金属为 +1 价，失电子数为 2，HNO3被还原为 +3 价；金属为 +2 价，失电子数为 4， HNO被还原为 +1 价；金属为 +3 价，失电子数为 6，已不可能。

27、 3 4 、解：设： Cu、 Ag 的物质的量分别为 x、 y 64 g mol 1 x 108 g mol 1 y 14 g x 0.05mol ∴ n(Cu)= 64gmol -1 1.12L

28、 2 x y 4 y 0.1mol 22.4L mol 1 = 5 、解：⑴设： NO和 NO2 的物质的量分别为 x、 y n(Cu)= 32.64 g 0. 51mol n( 气体)＝ 64g / mol

29、 11.2L 0.5mol 22.4l / mol x y 0.5mol x 0.26mol V (NO) 0.26mol 22.4 L / mol 5.82L 3x y 0.51mol 2 y 0.24mol V (NO2)

30、 0.24mol 22.4L / mol 5.38L M＝ 0.26mol 30g / mol 0.24mol 46g / mol 37.68 g / mol ∴气体的平均相对分子质量为 0.5mol ⑵反应终点时 2+ 3 + 溶液中的 3 - Cu 全部转化为沉淀，溶液中只有 NaNO，即 n(Na )=n( NO ) 又∵ n( 被还原的 HNO3)=n( 气体 ) ＝

31、 3 n(溶液中的 NO 3 ) n(被还原的 NO 3 ) ＝ aV 10 3 0.5 ∴ c(HNO)= V(溶液 ) 0.14 ⑶通入 O 使重新生成 HNO，从结果来看相当于 Cu和 O（或 HO）发生氧化还原反应，因 2 3 2 2 2

32、 此 Cu和 O2（或 H2O2）之间得失电子守恒。 4 n(O 2 )=2 n(Cu) n(O )= V(O )= 2 2 2n(H 2O2)=2 n(Cu) n(H 2O2)= m(双氧水 ) ＝ 0.51mol 34g / mol g 30% 57.8 6、 C；写出离子方程式便一目了然： + - 2+ Cu+4H+2NO =Cu +2H O+2NO 3 2