高考化學一輪復習教案 第4章 第5講《氮的氧化物和硝酸》

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第5講　氮的氧化物和硝酸 [考綱解讀]　1.知道氮氣穩(wěn)定的原因及用途。2.了解常見的氮的氧化物(NO、NO2)的性質及對環(huán)境的影響。3.會用硝酸的氧化性解釋硝酸與金屬、非金屬及其他具有還原性物質反應的特點。 考點一　氮氣及氮的氧化物 1．氮氣 (1)氮的固定 使空氣中__________的氮轉化為__________的過程。 (2)氮氣的性質 ①物理性質 純凈的N2是一種無色無味的氣體，難溶于水，在空氣中約占總體積的______。 ②化學性質 通常情況下，N2化學性質很穩(wěn)定，只在高溫、放電、催化劑等條件下才能發(fā)生一些化學反應。 a．與H2反應：______________________________________________________________。 b．與O2反應：_______________________________________________________________。 2．氮的氧化物 氮有多種價態(tài)的氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。 完成NO和NO2的比較表： NO NO2 物理性質 顏色 毒性 溶解性 化學性質 與O2反應 2NO＋O2===2NO2 與H2O反應 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 實驗室制法(填化學方程式) 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 與人體、環(huán)境的關系 ①與血紅蛋白結合使人中毒②轉化成NO2形成酸雨、光化學煙霧 形成酸雨、光化學煙霧 特別提醒　(1)氮的氧化物都是大氣污染物。 (2)空氣中NO2是造成光化學煙霧的主要因素。 (3)空氣中NO、NO2主要來源于煤和石油的燃燒、汽車尾氣、硝酸工廠等。 (4)NO2：既有氧化性又有還原性，以氧化性為主。NO2能使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍。 1．根據氮在元素周期表中的位置可知氮元素是一種活潑的非金屬，為什么氮氣很穩(wěn)定？ 2．農諺“雷雨發(fā)莊稼”，寫出雷雨時，雨水中形成稀硝酸的化學方程式。 3．相同質量的鎂條分別在氧氣、氮氣和空氣中充分燃燒，所得固體產物的質量由大到小的順序是________________；過量的鎂條分別在相同狀況下相同體積的氧氣、氮氣和空氣中充分燃燒，所得固體產物的質量由大到小的順序是______________________________。 (空氣中的CO2可忽略) 4．如何鑒別NO2與溴蒸氣？ 5．將容積為50 mL的量筒充滿二氧化氮和氧氣的混合氣體，將量筒倒置在盛滿水的水槽里，一段時間后，量筒里剩余氣體體積為5 mL。則原混合氣體中NO2和O2體積比可能是__________或________。 　氮的氧化物的幾種計算的方法 (1)NO2或NO2與N2(非O2)的混合氣體溶于水時，可依據3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，利用氣體體積的變化差值進行計算。 (2)NO2和O2的混合氣體溶于水時，由反應4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3進行計算。 ①當V(NO2)∶V(O2)＝4∶1時，恰好完全反應，無氣體剩余。 ②當V(NO2)∶V(O2)>4∶1時，NO2過量，剩余氣體為NO。 ③當V(NO2)∶V(O2)<4∶1時，O2過量，剩余氣體為O2。 (3)NO和O2的混合氣體溶于水時，由反應4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3進行計算。 ①當V(NO)∶V(O2)＝4∶3時，恰好完全反應。 ②當V(NO)∶V(O2)>4∶3時，剩余氣體為NO。 ③當V(NO)∶V(O2)<4∶3時，剩余氣體為O2。 (4)NO、NO2、O2三種混合氣體同時通入水中，可先按反應3NO2＋H2O===2HNO3＋NO求出NO2與水反應生成NO的體積，再加上原混合氣體中NO的體積，得NO的總體積，再按反應4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3進行計算。 (5)通?！凹儍簟钡腘O2或N2O4并不純，因為在常溫常壓下它們存在著一個平衡：2NO2 N2O4，在涉及NO2氣體顏色變化、壓強、密度、相對分子質量等問題時，要考慮此可逆反應的存在。 考點二　硝酸 1．物理性質 色味態(tài)：______________________；揮發(fā)性：____揮發(fā)；水溶性：________________；發(fā)煙硝酸：__________________________________________________________________。 2．化學性質 HNO3— 6．發(fā)現盛放濃硝酸的試劑瓶中硝酸顯黃色，如何處理？ 7．鋁和鐵在濃硝酸中“鈍化”是化學變化嗎？ 8．在下列反應中，硝酸既表現氧化性又表現酸性的是 (　　) A．FeO和HNO3 B．Al(OH)3與HNO3 C．H2S和HNO3 D．CH3與HNO3 特別提醒　(1)硝酸既有酸性又有強氧化性，當生成硝酸鹽時表現出酸性，當化合價發(fā)生變化時表現出氧化性。(2)硝酸有強氧化性，硝酸濃度越大氧化性越強，硝酸濃度越小氧化性越弱，但產物氮的化合價越低，這是因為濃HNO3氧化性很強，在反應過程中生成氮的低價氧化物在強的氧化氣氛中不能存在，繼續(xù)被氧化成高價的氮的氧化物，所以產物為NO2；在稀硝酸中生成的NO2繼續(xù)被還原為低價產物。 硝酸與金屬、非金屬反應的一般規(guī)律 1．硝酸與金屬反應的一般規(guī)律 (1)金屬與HNO3反應一般不生成H2，濃HNO3一般被還原為NO2，稀HNO3一般被還原為NO。 (2)足量金屬與一定量濃硝酸反應時，隨著硝酸濃度的降低，產物也發(fā)生改變。 (3)金屬與HNO3反應的一般通式為 ①金屬＋濃硝酸―→金屬硝酸鹽＋NO2↑＋H2O 反應中，表現氧化性(被還原)的HNO3占；表現酸性生成硝酸鹽的HNO3占。 ②金屬＋稀硝酸―→金屬硝酸鹽＋NO↑＋H2O 反應中，表現氧化性(被還原)的HNO3占；表現酸性生成硝酸鹽的HNO3占。 2．硝酸與非金屬反應的規(guī)律 (1)濃硝酸能與碳、硫、磷等非金屬單質反應，一般生成最高價含氧酸或最高價氧化物、二氧化氮和水。 (2)與非金屬反應，HNO3表現強氧化性，不表現酸性。 【例1】　在濃硝酸中放入銅片： (1)開始反應的化學方程式為_________________________________________________， 實驗現象為________________________________________________________________。 (2)若銅有剩余，則反應將要結束時的化學方程式為______________________________。 (3)待反應停止后，再加入少量25%的稀硫酸，這時銅片上又有氣泡產生，原因是_______。 (4)若將12.8 g銅與一定量的濃硝酸反應，銅消耗完時，得NO、NO2混合氣體5.6 L(標準狀況下)。則所消耗硝酸的物質的量是________。 金屬與硝酸反應計算題 1．思維模型 2．計算中的守恒思想的應用 (1)原子守恒法 HNO3與金屬反應時，一部分HNO3起酸的作用，以NO的形式存在于溶液中；一部分作為氧化劑轉化為還原產物，這兩部分中氮原子的總物質的量等于反應消耗的HNO3中氮原子的物質的量。 (2)得失電子守恒法 HNO3與金屬的反應屬于氧化還原反應，HNO3中氮原子得電子的物質的量等于金屬失電子的物質的量。 (3)電荷守恒法 HNO3過量時反應后溶液中(不考慮OH－)則有： c(NO)＝c(H＋)＋nc(Mn＋)(Mn＋代表金屬離子)。 (4)離子方程式計算法 金屬與H2SO4、HNO3的混合酸反應時，由于硝酸鹽中NO在H2SO4提供H＋的條件下能繼續(xù)與金屬反應，因此此類題目應用離子方程式來計算，先作過量判斷，然后根據完全反應的金屬或H＋或NO進行相關計算，且溶液中要符合電荷守恒。 【例2】　足量銅與一定量濃硝酸反應，得到硝酸銅溶液和NO2、N2O4、NO的混合氣體，這些氣體與1.68 L O2(標準狀況)混合后通入水中，所有氣體完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸銅溶液中加入5 molL－1 NaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，則消耗NaOH溶液的體積是 (　　) A．60 mL B．45 mL C．30 mL D．15 mL 【例3】　將32.64 g銅與140 mL一定濃度的硝酸反應，銅完全溶解產生的NO和NO2混合氣體在標準狀況下的體積為11.2 L。請回答： (1)NO的體積為______ L，NO2的體積為______ L。 (2)待產生的氣體全部釋放后，向溶液中加入V mL a molL－1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2＋全部轉化成沉淀，則原硝酸溶液的濃度為________molL－1。 (3)欲使銅與硝酸反應生成的氣體在NaOH溶液中全部轉化為NaNO3，至少需要30%的雙氧水________g。 有關硝酸氧化性的實驗探究 濃、稀HNO3均具有強氧化性，為了證明其強氧化性，要對其還原產物進行檢驗，金屬與HNO3的反應一直是高考的熱點，主要考查方式有現象的描述、裝置的選擇、實驗的設計是否符合環(huán)保、化學計算等。 【例4】　如圖是用濃硝酸、銅片、水等試劑探究濃、稀硝酸的強 氧化性并觀察還原產物的實驗裝置。 Ⅰ.濃硝酸的強氧化性實驗 將銅片置于具支試管的底部，在分液漏斗中加入約5 mL濃硝 酸，往具支試管中放入約2 mL濃硝酸，用排水法收集產生的氣體。 (1)具支試管中發(fā)生反應的化學方程式：_________________________________________。 (2)實驗中觀察到能證明濃硝酸具有強氧化性的現象______________________________。 Ⅱ.稀硝酸的強氧化性實驗 (3)上述反應完成后，欲進一步證明稀硝酸也具有強氧化性，緊接的簡便、合理的實驗操作是_______________________________________________________________________。 (4)能證明稀硝酸與銅反應產生NO的實驗現象是_________________________________ (填寫代號)。 A．c中收集到無色氣體 B．c中收集到的無色氣體接觸空氣后變?yōu)榧t棕色 C．b中產生的無色氣體接觸空氣后變?yōu)榧t棕色 Ⅲ.實驗反思 (5)利用該裝置先進行銅與濃硝酸反應，再進行銅與稀硝酸反應的實驗，其好處是________________________________________________________________________。 Ⅳ.問題討論 用等質量的銅片與等體積的濃硝酸、稀硝酸(硝酸均過量)反應時，發(fā)現反應后所得溶液前者呈綠色，后者呈藍色。對此有兩種看法： ①兩者顏色不同的原因是因為Cu2+濃度差異引起的。 ②前者溶液呈綠色，是因為生成的紅棕色NO2溶解于溶液中引起的。 (6)你認為上述看法　　　　(填“①”或“②”)合理。若是①合理，說明理由，若是②合理，設計一個簡單實驗證明：________________________________________________。 高考題組一　有關氮的氧化物及硝酸所參與的 離子反應 1．判斷下列說法是否正確，正確的劃“√”，錯誤的劃“” (1)NO2與水的反應：3NO2＋H2O===2NO＋NO＋2H＋ (　　) (2)用稀NaOH溶液吸收NO2：2OH－＋2NO2===NO＋NO↑＋H2O (　　) (3)鐵與稀HNO3反應：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ (　　) (4)FeS溶于稀HNO3：FeS＋2H＋===Fe2＋＋H2S↑ (　　) (5)在1.0 molL－1的KNO3溶液中，H＋、Fe2＋、Cl－、SO可以大量共存 (　　) 高考題組二　氮的氧化物 2．判斷下列說法是否正確，正確的劃“√”，錯誤的劃“” (1)CO、NO、NO2都是大氣污染氣體，在空氣中都能穩(wěn)定存在 (　　) (2)NO可用于某些疾病的治療 (　　) 3．發(fā)射“嫦娥二號”的長三丙火箭由三個子級構成。其中一子級上部裝有液體四氧化二氮(N2O4)，下部裝有液體偏二甲肼(C2H8N2)。發(fā)動機內燃燒的化學方程式為C2H8N2＋2N2O4―→3N2＋2CO2＋4H2O，該反應中 (　　) A．C2H8N2發(fā)生還原反應 B．C2H8N2是氧化劑 C．N2O4發(fā)生氧化反應 D．N2O4是氧化劑 4．將22.4 L某氣態(tài)氮氧化合物與足量的灼熱銅粉完全反應后，氣體體積變?yōu)?1.2 L(體積均在相同條件下測定)，則該氮氧化合物的化學式為 (　　) A．NO2 B．N2O3 C．N2O D．N2O4 5．某氮氧化合物的一分子中含有38個電子。試問該氮氧化合物是下列的哪一選項 (　　) A．NO　　 B．NO3　　 C．N2O　　 D．N2O3　　 E．N2O5 6．[2011山東理綜，28(1)]研究NO2、SO2、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義。 NO2可用水吸收，相應的化學反應方程式為______________________________________。 利用反應6NO2＋8NH37N2＋12H2O也可處理NO2。當轉移1.2 mol電子時，消耗的NO2在標準狀況下是________L。 7．煙氣中NOx是NO和NO2的混合物(不含N2O4)。 (1)根據廢氣排放標準，1 m3煙氣最高允許含400 mg NOx。若NOx中NO質量分數為0.85，則1 m3煙氣中最高允許含NO__________L(標準狀況，保留2位小數)。 (2)工業(yè)上通常用溶質質量分數為0.150的Na2CO3水溶液(密度1.16 gmL－1)作為NOx吸收劑，該碳酸鈉溶液物質的量濃度為______________molL－1(保留2位小數)。 (3)已知：NO＋NO2＋Na2CO3===2NaNO2＋CO2① 2NO2＋Na2CO3===NaNO2＋NaNO3＋CO2② 1 m3含2 000 mg NOx的煙氣用質量分數為0.150的碳酸鈉溶液吸收。若吸收率為80%，吸收后的煙氣________排放標準(填“符合”或“不符合”)，理由：_________________。 (4)加入硝酸可改變煙氣中NO和NO2的比，反應為： NO＋2HNO3===3NO2＋H2O 當煙氣中n(NO)∶n(NO2)＝2∶3時，吸收率最高。 1 m3煙氣含2 000 mg NOx，其中n(NO)∶n(NO2)＝9∶1。 計算：①為了達到最高吸收率，1 m3煙氣需用硝酸的物質的量(保留3位小數)。 ②1 m3煙氣達到最高吸收率90%時，吸收后生成NaNO2的質量(假設上述吸收反應中，反應①比反應②迅速。計算結果保留1位小數)。 高考題組三　硝酸 8．判斷下列說法是否正確，正確的劃“√”，錯誤的劃“” (1)在稀硫酸中加入銅粉，銅粉不溶解；再加入Cu(NO3)2固體，銅粉仍不溶解 (　　) (2)a(HNO3)、b(NO)、c(NO2)可實現間的轉化 (　　) (3)左圖：微熱稀HNO3片刻，溶液中有氣泡產生，廣口瓶內始終保持無色 (　　) 9．某學習小組探究濃、稀硝酸氧化性的相對強弱，按下圖裝置進行實驗(夾持儀器已略去)。實驗表明濃硝酸能將NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的結論是濃硝酸的氧化性強于稀硝酸。 可選藥品：濃硝酸、3 molL－1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，能與NO2反應。 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O (1)實驗應避免有害氣體排放到空氣中。裝置③、④、⑥中盛放的藥品依次是________________________________________________________________________。 (2)滴加濃硝酸之前的操作是檢驗裝置的氣密性，加入藥品，打開彈簧夾后__________。 (3)裝置①中發(fā)生反應的化學方程式是________________________________________。 (4)裝置②的作用是____________________，發(fā)生反應的化學方程式是______________。 (5)該小組得出的結論依據的實驗現象是_______________________________________。 (6)實驗結束后，同學們發(fā)現裝置①中溶液呈綠色，而不顯藍色。甲同學認為是該溶液中硝酸銅的質量分數較高所致，而乙同學認為是該溶液中溶解了生成的氣體。同學們分別設計了以下4個試驗來判斷兩種看法是否正確。這些方案中可行的是(選填序號字母)____________。 a．加熱該綠色溶液，觀察顏色變化 b．加水稀釋該綠色溶液，觀察顏色變化 c．向該綠色溶液中通入氮氣，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產生的氣體，觀察顏色變化 讀懂實驗目的，分清裝置的,作用是解好實驗題的秘訣 考生答卷案例——找錯糾錯 失分原因分析 第(2)問中不能寫出完整的操作“關閉彈簧夾，將裝置⑤中導管末端伸入倒置的燒瓶內”。原因是考慮不周。只考慮到在得到NO之前要排凈裝置內的空氣，而忽略了要防止NO排放到空氣中的細節(jié)。 不能準確回答第(4)問中裝置②的作用和第(5)問。原因是沒讀懂實驗目的是為了驗證“濃硝酸能將NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO”。 第(6)問沒有選全。原因是沒讀懂目的是為了驗證“溶液過濃導致還是因為溶有氣體NO2所致”。 解決方案與規(guī)范指導：1.高考現場：解決綜合實驗題的基本思路是：明確實驗目的→將大裝置按實驗步驟拆分→明確每一個小裝置的作用。對于有氣體參與的實驗，其實驗裝置的組裝有一定的規(guī)律，一般為→→→。 2．復習時：實驗考題主要涉及兩大類問題：制備實驗和性質實驗。 (1)制備一些較“嬌氣”的物質時，有一些特殊的注意事項，如：制備NO或是Fe(OH)2之前都要先趕走氧氣。 (2)性質實驗 ①探索性實驗方案的設計，程序為物質→實驗事實→科學抽象→結論 ②驗證性質實驗方案設計，程序為物質→性質推測→實驗驗證→結論 課時規(guī)范訓練 教材習題回扣 1．(必修1P103－6)下列酸在與金屬發(fā)生反應時，其中S或N元素的化合價不會發(fā)生變化的是 (　　) A．稀硫酸 B．稀硝酸 C．濃硫酸 D．濃硝酸 2．(必修1P103－7)工業(yè)上用洗凈的廢銅屑作原料來制備硝酸銅。為了節(jié)約原料和防止污染環(huán)境，宜采取的方法是 (　　) A．Cu＋HNO3(濃)―→Cu(NO3)2 B．Cu＋HNO3(稀)―→Cu(NO3)2 C．CuCuOCu(NO3)2 D．CuCuSO4Cu(NO3)2 3．(必修1P96－4)下列氣體中，不能用排空氣法收集的是 (　　) A．H2 B．CO2 C．NO D．NO2 4．(必修1P95－3)下列氣體中，不會造成空氣污染的是 (　　) A．N2 B．NO C．NO2 D．SO2 5．(必修1P95－2)目前，汽車尾氣已成為許多大城市空氣的主要污染源。汽車尾氣中含有CO、NO等多種污染物。 (1)汽車燃料中一般不含氮元素，尾氣中所含的NO是如何產生的？說明原因并寫出有關反應的化學方程式：_________________________________________________________。 (2)治理汽車尾氣中NO和CO的一種方法是在汽車的排氣管上裝一個催化轉化裝置，使NO與CO反應，生成CO2和N2。反應的化學方程式是______________________________。 (3)下列措施中，能減少或控制汽車尾氣污染有效且可行的是________。 ①制定嚴格的汽車尾氣排放標準，并嚴格執(zhí)行 ②開發(fā)清潔能源汽車，如氫能汽車、太陽能汽車等 ③市民出行戴防護面具 ④市民大量移居城市郊區(qū) 能力提升訓練 1．下列事實中可說明氮的非金屬性很強的是 (　　) A．氮氣的氮原子間存在共價三鍵 B．氮氣既難氧化也難還原 C．N2的化學性質比P4(白磷)穩(wěn)定 D．HNO3是一種強酸 2．每年春季是疾病、流行性傳染病多發(fā)的季節(jié)。幾年前的SARS至今讓人心悸。最新的研究表明：一氧化氮吸入治療法可快速改善SARS重癥患者的缺氧狀況，緩解病情。病毒學研究證實，一氧化氮對SARS病毒有直接抑制作用。下列關于一氧化氮的敘述不正確的是 (　　) A．一氧化氮是一種無色的氣體 B．常溫常壓下，一氧化氮不能與空氣中的氧氣直接化合 C．含等質量氧元素的一氧化氮與一氧化碳的物質的量相等 D．一氧化氮不溶于水，能用排水法收集 3．把少量NO2氣體通入過量小蘇打溶液中，再使逸出的氣體通過裝有足量的過氧化鈉顆粒的干燥管，最后收集到的氣體是 (　　) A．氧氣 B．二氧化氮 C．二氧化氮和氧氣 D．二氧化氮和一氧化氮 4．同溫同壓下，在3支相同體積的試管中分別充有等體積混合的2種氣體，它們是①NO和NO2，②NO2和O2，③NH3和N2?，F將3支試管均倒置于水槽中，充分反應后，試管中剩余氣體的體積分別為V1、V2、V3，則下列關系正確的是 (　　) A．V1>V2>V3 B．V1>V3>V2 C．V2>V3>V1 D．V3>V1>V2 5．燒瓶中放入銅片和稀硝酸，用酒精燈加熱來制取較純凈的一氧化氮，反應開始后發(fā)現燒瓶中充滿紅棕色氣體，則應 (　　) A．立即接上收集容器，用向上排空氣法收集 B．待燒瓶中紅棕色氣體消失后，用向上排空氣法收集 C．待燒瓶中紅棕色氣體消失后，用排水法收集 D．立即用排水法收集 6. 如圖所示，向一定量的鐵粉中加入一定體積12 molL-1的硝酸， 加熱充分反應后，下列微粒在體系中一定大量存在的是 (　　) ①NO?、贔e3＋?、跦＋?、躈O?、軳O2 A．① B．①⑤ C．②④⑤ D ．①②③⑤ 7．將相同質量的銅片分別和過量濃硝酸、稀硝酸反應，下列敘述正確的是 (　　) A．反應速率：兩者相同 B．消耗硝酸的物質的量：前者多，后者少 C．反應生成氣體的顏色：前者淺，后者深 D．反應中轉移的電子總數：前者多，后者少 8. 如右圖所示為裝有活塞的密閉容器，內盛22.4 mL NO。若通入11.2 mL 氧氣(氣體體積均在標準狀況下測定)，保持溫度和壓強不變，則容器內 混合氣體的密度是 (　　) A．等于1.369 gL－1 B．等于2.054 gL－1 C．在1.369 gL－1和2.054 gL－1之間 D．大于2.054 gL－1 9．將3.2 g Cu跟30.0 mL 10.0 molL－1的HNO3充分反應，還原產物有NO和NO2，若反應后溶液中有a mol H＋，則此時溶液中含NO的物質的量為 (　　) A．0.5 a mol B．(0.1＋a) mol C．0.1 a mol D．2 a mol 10．將22.4 g鐵粉逐漸加入到含HNO3 0.8 mol的稀HNO3中，反應生成氣體的物質的量(x)隨消耗鐵粉的物質的量(y)的變化關系如圖所示，其中正確的是 (　　) 11. 為了除去NO、NO2、N2O4對大氣的污染，常采用氫氧化鈉溶液進行吸收處理(反應方程式：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O；NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O)?，F有由a mol NO、b mol NO2、c mol N2O4組成的混合氣體恰好被V L氫氧化鈉溶液吸收(無氣體剩余)，則此氫氧化鈉溶液的物質的量濃度最小為 (　　) A. molL－1 B. molL－1 C. molL－1 D. molL－1 12．工業(yè)上用銅屑和濃硝酸為原料制取硝酸銅。在實際生產中，先把銅屑在空氣中灼燒，再跟用等體積水稀釋的濃硝酸反應來制取硝酸銅。請回答下列問題： (1)不宜于用銅屑直接跟硝酸反應來制取硝酸銅的原因是_______________________。 (2)濃硝酸用等體積水稀釋的目的是__________________________________________。 (3)要得到硝酸銅晶體，應選用____________。 (4)反應中硝酸表現出________性。 13．甲、乙、丙均為中學化學常見的氣體單質，A、B、C為常見的化合物，已知： ①A和B都極易溶于水，用兩根玻璃棒分別蘸取A和B的濃溶液后，相互靠近會看到白煙。 ②各物質之間存在如圖所示的轉化關系 →CC溶液 請回答下列問題： (1)C溶液顯________性(填“酸”、“堿”或“中”)，理由是_______________________ (用離子方程式表示)。 (2)乙和甲反應生成A的化學方程式為________________________________________。 C和氫氧化鈉溶液生成A的離子方程式為_____________________________________。 (3)丙氣體通入1 L氫氧化鈉溶液中恰好完全反應，此時電子轉移為2 mol，則氫氧化鈉溶液的物質的量濃度為__________。 (4)常溫下，向含白色沉淀M的濁液中加入氯化鈉固體，M的溶解度將________(填“增大”、“減小”或“不變”)，Ksp(M)將________(填“增大”、“減小”或“不變”)。 14．在如圖所示的實驗裝置中，盛有足量水的水槽里放有兩個燒杯，小燒 杯里放有銅片和濃硝酸，小燒杯外面倒扣一大燒杯。請回答下列問題： (1)實驗過程中，一定能觀察到的現象有_________________________。 (2)用該裝置做銅與濃硝酸反應的實驗，最突出的優(yōu)點是_________________________。 (3)若要驗證最終得到的氣體中是否有NO，最簡便的方法是_______________________。 15．為了證明銅與稀硝酸反應產生一氧化氮，某校學生實驗小組設計了一個實驗，其裝置如下圖所示(加熱裝置和固定裝置均已略去)，B為一個用金屬絲固定的干燥管，內裝塊狀碳酸鈣固體；E為一個空的蒸餾燒瓶；F是用于鼓入空氣的雙連打氣球。 (1)實驗時，先將B裝置下移，使碳酸鈣與稀硝酸接觸產生氣體，當C處產生白色沉淀時，立刻將B裝置上提，使之與稀硝酸分離。該組學生設計此步操作的目的為________。 (2)將A中銅絲放入稀硝酸中，給裝置A微微加熱，在裝置A中產生無色氣體，其反應的化學方程式為___________________________________________________________。 (3)裝置E中開始時出現淺紅棕色氣體，用F向E中鼓入空氣后，可觀察到燒瓶E內氣體顏色加深，產生上述現象的原因是__________________________________________。 (4)一段時間后，C中白色沉淀溶解，其原因是____________________________________。 (5)裝置D的作用是____________________________。 答案 基礎再現深度思考 考點一 1．(1)游離態(tài)　化合態(tài)氮　(2)①4/5?、贜2＋3H22NH3 N2＋O22NO 2．無色　紅棕色　有毒　有毒　不溶　能溶 考點二 1．無色有刺激性氣味的液體　易　與水以任意比互溶　質量分數大于98%的硝酸 2．試液變紅　試液先變紅后褪色　4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O　3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O　3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O　Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O　C＋4HNO3(濃)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O 深度思考 1．氮氣的性質不僅與原子結構有關，還與氮分子的構成有關；氮氣分子中的N≡N鍵，鍵能很大，分子結構穩(wěn)定，故分子很穩(wěn)定。 2．N2＋O22NO,2NO＋O2===2NO2,3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。 3．MgO>MgO、Mg3N2>Mg3N2　Mg3N2>MgO、Mg3N2>MgO 4．由于NO2和Br2在性質上有不少相似性：①均具有氧化性；②溶于水均有酸生成；③均可與堿反應；④均為紅棕色等。所以不能用淀粉KI試紙、pH試紙、NaOH溶液來鑒別，但二者性質又有差別，可以用下列方法鑒別：①AgNO3溶液；②CCl4；③用水洗法。 5．18∶7　43∶7 6．硝酸顯黃色是由于硝酸見光或受熱會發(fā)生分解，生成的NO2溶于濃硝酸所致，所以消除的方法是通入O2(或空氣)，使其發(fā)生反應4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，保存時應保存在棕色試劑瓶中，并置于陰涼處。 7．是化學變化，鈍化是在鐵、鋁的表面形成一層致密的氧化物保護膜，阻止了金屬與硝酸的進一步反應。 8．A　 規(guī)律方法解題指導 【例1】　(1)Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O　銅片逐漸溶解，溶液逐漸變藍，有紅棕色氣體產生 (2)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O (3)加入稀硫酸后，H2SO4電離出H＋，與原溶液中的NO與Cu反應：3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O (4)0.65 mol 【例2】　A　 【例3】　(1)5.824　5.376 (2)　(3)57.8 【例4】　(1)Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O (2)生成藍色溶液，放出紅棕色氣體 (3)往分液漏斗中加水稀釋濃硝酸，打開活塞，放入稀硝酸 (4)C (5)利用Cu與濃硝酸反應生成的NO2排出具支試管中的空氣，有利于觀察Cu與稀硝酸的反應產物 (6)②　往藍色溶液中通入NO2，溶液變成綠色(或加熱綠色溶液，有紅棕色氣體產生，溶液變成藍色) 真題重組規(guī)范集訓 1．(1)√　(2)　(3)　(4)　(5) 2．(1)　(2)√ 3．D　 4．A　 5．D　 6．3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　6.72 7．(1)0.25　(2)1.64　(3)不符合　因吸收后煙氣總體積減小，NOx含量仍超過400 mgm－3 (4)①30 gmol－1n(NO)＋46 gmol－1n(NO)＝ g n(NO)＝0.057 mol NO＋2HNO3===3NO2＋H2O x　　2x　　　　3x ＝　x＝0.017 6 mol n(HNO3)＝2x＝0.035 2 mol ②n(NaNO2)＝2n(NO)＋[n(NO2)－n(NO)]＝0.088 7 mol m(NaNO2)＝0.088 7 mol69 gmol－190%＝5.5 g 8．(1)　(2)√　(3) 9．(1)3 molL－1稀硝酸、濃硝酸、氫氧化鈉溶液 (2)通入CO2一段時間，關閉彈簧夾，將裝置⑤中導管末端伸入倒置的燒瓶內 (3)Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O (4)將NO2轉化為NO　3NO2＋H2O===2HNO3＋NO (5)裝置③中液面上方氣體仍為無色，裝置④中液面上方氣體由無色變?yōu)榧t棕色 (6)acd 課時規(guī)范訓練 教材習題回扣 1．A　2.C　3.C　4.A 5．(1)在電火花條件下，N2與O2化合反應生成NO；N2＋O22NO (2)2NO＋2CON2＋2CO2 (3)①② 能力提升訓練 1．D　2.B　3.C　4.B 5．C　 6．B　 7．B　 8．D　9.B　10.C　11.C 12．(1)銅跟濃硝酸直接反應會有氮的氧化物生成，既產生污染，又降低硝酸的利用率；銅屑在空氣灼燒生成CuO，CuO跟HNO3反應沒有氮的氧化物生成，既避免了污染，又提高了硝酸的利用率 (2)濃硝酸易揮發(fā)、不穩(wěn)定，對設備腐蝕嚴重 (3)結晶法(或重結晶法)　(4)酸 13．(1)酸　NH＋4＋H2ONH3H2O＋H＋ (2)N2＋3H22NH3　NH＋4＋OH－NH3↑＋H2O (3)4 molL－1　(4)減小　不變 14．(1)銅片表面產生氣泡，銅片變小并逐漸消失；小燒杯中溶液的顏色逐漸變成藍色；大燒杯中有紅棕色氣體生成，隨后氣體顏色又逐漸褪去；大燒杯內液面上升，水槽中液面下降 (2)反應體系封閉，無氮氧化物逸出，不污染環(huán)境 (3)輕輕掀起倒扣的大燒杯，進入適量的空氣，若有紅棕色氣體生成，則證明最終氣體生成物為NO 15．(1)產生二氧化碳，排出裝置中的空氣 (2)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O (3)二氧化碳密度大于空氣，未能排盡燒瓶中的空氣，少量NO與空氣中的氧氣反應生成少量的紅棕色的NO2；鼓入空氣后，NO與氧氣反應，生成大量的紅棕色二氧化氮 (4)二氧化氮與水反應生成硝酸，硝酸使白色沉淀碳酸鈣溶解 (5)吸收尾氣，防止污染大氣 - 16 -