高中化學 談談稀硝酸和濃硝酸的氧化性素材 新人教版

1、談談稀硝酸與濃硝酸的氧化性在中學教科書中有這樣兩個化學方程式：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。不少同學認為這兩個反應的反應物相同，只是硝酸的濃度不同，反應的結果：第一個反應中被還原成了；而第二個反應中被還原成了。由此得出稀硝酸的氧化性比濃硝酸的氧化性強的錯誤結論。一般說來，硝酸氧化性的強弱并不是根據(jù)硝酸（實際是）被還原的產(chǎn)物的化合價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。例如：（1）稀硝

2、酸與硫化物反應時，只能將S2 離子氧化成單質硫，而濃硝酸與硫化物反應時，能將S2 離子進一步氧化成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，但當有Cl離子存在時，和產(chǎn)物Au3+離子（或Pt4+離子）結合，生成了絡離子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、鐵等反應時，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反應生成NH4NO3）。（6）鐵、鋁在冷的濃硝酸中發(fā)生鈍化現(xiàn)象。總之，硝酸的強氧化性來自硝酸根中的元素，而不是硝酸電離出來的H+，這種氧化性的強弱還跟溫度（溫度越高氧化性越強）、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，F(xiàn)e2+卻被NO3氧化成了Fe3+）等有關。物質氧化性的強弱是指氧化其它物質的能力，濃硝酸與銅反應比稀硝酸與銅反應劇烈的多，說明濃硝酸的氧化性比稀硝酸的氧化能力強。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）某學習小組探究濃、稀硝酸氧化性的相對強弱，按下圖裝置進行試驗（夾持儀器的裝置已略去）。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?？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，能與NO2反應2NO2

7、 + 2NaOH = NaNO3 + NaNO2  + H2O（1）實驗應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)生反應的化學方程式是          （4）裝置的作用是   &#

8、160;     ，發(fā)生反應的化學方程式是           （5）該小組得出的結論以據(jù)的試驗現(xiàn)象是            （6）試驗結束后，同學們發(fā)現(xiàn)裝置中溶液呈綠色，而不顯藍色。甲同學認為是該溶液中硝酸銅的質量分數(shù)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

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(chǎn)生的氣體，觀察顏色變化【解析】本題主要考查HNO3的性質、化學基本實驗設計和評價能力。（1）根據(jù)裝置特點和實驗目的，裝置是收集NO，裝置中盛放NaOH溶液吸收NO2，因為要驗證稀HNO3不能氧化NO，所以裝置中應該盛放稀硝酸。（2）由于裝置中殘存的空氣能氧化NO而對實驗產(chǎn)生干擾，所以滴加濃HNO3之前需要通入一段時間CO2趕走裝置中的空氣，同時也需將裝置中導管末端伸入倒置的燒瓶內防止反應產(chǎn)生的NO氣體逸出。（3）Cu與濃HNO3反應生成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導致裝置中溶液呈綠色，可設計將溶解的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進行比

11、較觀察反應后的顏色變化（d方案），確定是否是因為溶有NO2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CO2一段時間，關閉彈簧夾，將裝置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準狀況下測定的），則原濃硝酸的物質的量濃度是多少？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)化學方程式列式計算就顯得很復雜，我們可作如下分析：起氧化劑作用的HNO3的物質的量 ，根據(jù)電子守恒，Cu所失去的電子的物質的量恰好為HNO3生成b L NO氣體時所得電子的物質的量，即Cu失電子×3，反應的Cu的物質的量× mol。則起酸性作用的HNO3為 mol×2 mol，所以HNO3的物質的量為 mol + mol mo

13、l，濃度為 mol·L1.答案： mol·L1點撥：銅與濃硝酸的反應要考慮反應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。類似這樣的反應還有：鋅與濃硫酸的反應，開始生成SO2，隨著反應的不斷進行，濃硫酸變稀，反應產(chǎn)物還有H2；足量的二氧化錳和濃鹽酸共熱，開始生成Cl2，隨著反應的不斷進行，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，反應不再進行?！揪毩?】在鐵與銅的混合物中，加入一定量的稀HNO3，充分反應后剩余金屬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，當金屬剩余時，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 +