氮族元素高三化學(xué)復(fù)習(xí)三

1、高三氮族元素復(fù)習(xí)教案（二）【教學(xué)內(nèi)容】 硝酸【教學(xué)目標(biāo)】1、 記住硝酸的物理性質(zhì)。2、 掌握并能靈活運(yùn)用硝酸的化學(xué)性質(zhì)。3、 掌握實(shí)驗(yàn)室制取硝酸的方法。4、 掌握工業(yè)上氨催化氧化制硝酸的反應(yīng)原理，常識(shí)性了解其主要生成過(guò)程。了解NO和NO2對(duì)環(huán)境的污染及其防治方法?！局R(shí)講解】一、 物理性質(zhì)純凈硝酸是無(wú)色、易揮發(fā)，有刺激性氣味的液體，密度比水大。因?yàn)樗木w為分子晶體，所以它的熔沸點(diǎn)較低。因?yàn)橄跛岱肿訛閺?qiáng)極性分子，所以它能以任意比溶于水。常用濃硝酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大約是69%。98%以上的濃硝酸叫“發(fā)煙硝酸”。濃硝酸為揮發(fā)性酸，打開(kāi)瓶蓋露置于空氣中，瓶口上方觀察到白霧。二、 化學(xué)性質(zhì)硝酸溶于水發(fā)生完全

2、電離：HNO3=H+NO3-，常用濃硝酸中，硝酸也是以離子形成存在于水溶液中，因此硝酸具有酸的通性。硝酸是一種強(qiáng)酸，除具有酸的通性外還有它本身的特性。1、 硝酸的不穩(wěn)定性4e4HNO3 2H2O+4NO2+O2 或光照硝酸的濃度越大越易分解，溫度越高分解越快，光越強(qiáng)分解越快。為了防止硝酸的分解，必須把它盛在棕色瓶里密封貯放在黑暗而且溫度低的地方。常用濃硝酸略帶黃色，是因?yàn)樯俨糠窒跛岱纸舛a(chǎn)生的NO2氣體溶解在硝酸中的緣故。如果將濃硝酸加熱分解產(chǎn)生的氣體收集起來(lái)再溶于水時(shí)，該混合氣可被水完全吸收，無(wú)殘留氣體。這是因?yàn)槭占降臍怏w中=4:1溶于水時(shí)，發(fā)生反應(yīng)：4NO2+O2+2H2O=4HNO3，

3、恰好均被完全吸收。2、 硝酸的氧化性硝酸是一種很強(qiáng)的氧化劑，不論稀硝酸還是濃硝酸都有氧化性。硝酸越濃氧化性越強(qiáng)。同濃度的硝酸溫度越高氧化性越強(qiáng)。硝酸能氧化除Pt、Au之外的絕大多數(shù)金屬，還能氧化許多非金屬（如碳、硫、磷），及具有還原性的物質(zhì)（如H2S、Na2SO3、SO2、HBr、HI、Fe2+、Sn2+，松節(jié)油、鋸未等）。如：銅、汞、銀等不活潑金屬與濃硝酸劇烈反應(yīng)，一般認(rèn)為生成硝酸鹽和二氧化氮而與稀硝酸反應(yīng)通常需加熱，產(chǎn)生金屬硝酸鹽和一氧化氮，在反應(yīng)中硝酸均既表現(xiàn)氧化性又表現(xiàn)酸性。Cu+4HNO3（濃）= Cu (NO3)2+2NO2+2H2O 3Cu+8HNO3（?。?3Cu (NO3)2

4、+2NO+4H2O 上述兩反應(yīng)均可用離子方程式表示為：Cu+4H+2NO3-=Cu2+2NO2+2H2O3 Cu+4H+2NO3-=2Cu3+2NO+4H2O值得注意的是切不可以還原產(chǎn)物的價(jià)態(tài)來(lái)判斷硝酸氧化性的強(qiáng)弱，必須肯定濃硝酸氧化性強(qiáng)于稀硝酸氧化性。同時(shí)必須切實(shí)知道反應(yīng)中作為氧化劑的硝酸的物質(zhì)的量等于產(chǎn)生氣體（氮的氧化物）的物質(zhì)的量，即使產(chǎn)生NO2和NO的混合氣體亦是如此。反應(yīng)可用作實(shí)驗(yàn)室制取NO2氣體，用平底燒瓶分液漏斗、雙孔塞組合實(shí)驗(yàn)裝置，由于反應(yīng)劇烈，可控制滴加濃硝酸的速率控制產(chǎn)生NO2的速率，只能用向上排空氣法收集NO2氣體，多余的NO2氣體可用堿液吸收。該制取應(yīng)在通風(fēng)櫥中進(jìn)行。反

5、應(yīng)可作為實(shí)驗(yàn)室制取NO的反應(yīng)，裝置選擇固+液 氣的裝置，只能用排水法收集。鋁、鐵遇冷的濃硝酸產(chǎn)生鈍化現(xiàn)象，即濃硝酸將它們表面氧化成一層薄而致密的氧化物薄膜、阻止了進(jìn)一步反應(yīng)的緣故。鐵在過(guò)量的濃硝酸中加熱發(fā)生反應(yīng)為：Fe+6HNO3（濃） Fe (NO3)3+3NO2+3H2O過(guò)量的鐵在稀硝酸中發(fā)生反應(yīng)為：3Fe+8HNO3（?。?3Fe (NO3)2+2NO+4H2O活潑金屬跟稀硝酸反應(yīng)，由于金屬的強(qiáng)還原性，還原產(chǎn)物較為復(fù)雜。例如：4Mg+10HNO3（?。?4Mg (NO3)2+NH4NO3+3H2O。王水（濃硝酸和濃鹽酸體積比）能使Pt、Au溶解。碳、硫、磷等非金屬單質(zhì)在熱而濃的硝酸中劇烈

6、反應(yīng)：C + 4HNO3（濃） CO2+4NO2+2H2OS + 6HNO3（濃） H2SO4+6 NO2+4H2OP + 5HNO3（濃） H3PO4+5 NO2+H2OP4 + 20HNO3（濃） 4H3PO4+20 NO2+4H2O某些還原性的化合物能被硝酸氧化：3Na2SO3+2HNO3（?。?3Na2SO4+2NO+H2O3H2S+2HNO3=3S+2NO+4H2O2NaBr+4HNO3（?。?2NaNO3+2NO2+Br2+H2O6KI+8HNO3（?。?6KNO3+I2+2NO+4H2O例1、1.92gCu片與定量的濃HNO3作用，當(dāng)收集到NO2和NO氣體共1.12L時(shí)（標(biāo)準(zhǔn)狀況

7、），金屬銅恰好全部作用。則反應(yīng)中消耗HNO3_mol被還原的HNO3_mol，轉(zhuǎn)移電子_mol。解析：ne=nCu×2=×2=0.06mol=0.05mol×2+0.05mol=0.11mol答案：0.11、0.05、0.06。例2、現(xiàn)有下列三個(gè)方案用于制取硝酸銅，要求：不污染環(huán)境 原料利用率高。請(qǐng)對(duì)下列三個(gè)方案加以評(píng)價(jià)。方案一：用銅屑與濃硝酸作用。方案二：用銅屑與中等濃度的硝酸作用，生成的NO和NO2氣體用NaOH吸收。方案三：先將銅屑在空氣中灼熱，使其完全氧化，再用硝酸溶解上述產(chǎn)物。解析：方案一的制備反應(yīng)為：Cu+4HNO3（濃） Cu (NO3)2+2NO2

8、+2H2O。制備1mol Cu (NO3)2需4mol HNO3，反應(yīng)放出的NO2未處理，對(duì)環(huán)境有污染。方案二的制備除含方案一反應(yīng)外還有反應(yīng)：3Cu+8HNO3=3Cu (NO3)2+2NO+4H2O，制備1mol Cu (NO3)2需4mol HNO3。反應(yīng)放出的NO2和NO可基本被吸收，對(duì)環(huán)境污染較小。方案三的制備反應(yīng)也有兩個(gè)：2Cu+O2 2CuO, CuO+2HNO3=Cu (NO3)2+H2O，制備1mol Cu (NO3)2需2molHNO3，對(duì)環(huán)境的污染也較小。答案：由上綜合分析可知，方案三最合理。例3、在鋅跟稀硝酸反應(yīng)時(shí)，若參加反應(yīng)的鋅與消耗的硝酸的物質(zhì)的量之比為1:2.5時(shí)，

9、則被還原的HNO3和未被還原的HNO3的物質(zhì)的量之比為A、2:5 B、1:4 C、1:5 D、1:9解析：Zn與HNO3的物質(zhì)的量比為1:2.5即4:10。則：4Zn+10HNO3=4Zn (NO3)2+N2O+5H2O 4Zn+10HNO3=4Zn (NO3)2+NH4NO3+3H2O 按反應(yīng)=1:4，按反應(yīng)=1:9答案：BD。三、 硝酸的制法1、 硝酸的實(shí)驗(yàn)室制法硝酸有揮發(fā)性，所以在實(shí)驗(yàn)室里可以把硝酸鹽跟濃硫酸共同加熱來(lái)制取。反應(yīng)為：NaNO3+H2SO4（濃） NaHSO4+HNO3裝置圖：注意：加熱時(shí)最好微熱。因?yàn)镠NO3受熱易分解。制得的硝酸常略顯黃色，是因?yàn)槿苡猩倭縉O2的緣故。2

10、、 硝酸的工業(yè)制法（氨的催化氧化法） 氨氧化生成一氧化氮兩個(gè)階段 一氧化氮氧化生成二氧化氮，二氮化氮被水吸收而生成硝酸反應(yīng)方程式：4NH3（氣）+5O2（氣） 催化劑 4NO（氣）+6H2O（氣）+907KJ2NO（氣）+O2（氣）= 2NO2（氣）+113kJ3NO2（氣）+ H2O（液）= 2HNO3（液）+NO（氣）+136KJ設(shè)備：氧化爐、吸收塔吸收劑：水或稀硝酸濃縮劑：硝酸鎂或濃硫酸尾氣吸收劑：氫氧化鈉溶液。（NO+NO2+NaOH=2NaNO2+H2O）注意點(diǎn)：在吸收反應(yīng)進(jìn)行過(guò)程中補(bǔ)充一些空氣，使吸收生成的NO再氧化為NO2，NO2溶于水又生成HNO3和NO，經(jīng)過(guò)多次的氧化和吸收，

11、二氧化氮可以完全地被水吸收，能夠盡可能多地轉(zhuǎn)化為硝酸。因此起始物和反應(yīng)終產(chǎn)物物質(zhì)的量間關(guān)系為：1molNH3 轉(zhuǎn)化 1molHNO3。例4、工業(yè)上由氮?dú)庵频冒睔猓痹俳?jīng)催化氧化最終制得硝酸，如用去標(biāo)準(zhǔn)狀況下560m3空氣中的氮?dú)猓ò碞2占空氣體積的4/5計(jì)算），則理論上可制得12mol/ L的硝酸多少立方米（設(shè)反應(yīng)過(guò)程中氮損失16%）？解析：生成硝酸的體積為VN2 2NH3 2HNO31 2 V×103L/m3×12mol/LV=2.8m3答：理論上可制得2.8m312mol/L的硝酸。【能力訓(xùn)練】一、 選擇題：1、 下列有關(guān)硝酸化學(xué)性質(zhì)的敘述中正確的是（ ）A、濃、稀硝酸

12、都能使藍(lán)色石蕊試劑變紅B、硝酸（過(guò)量）能與Na2SO3反應(yīng)，但不生成SO2C、稀硝酸可與Na2S反應(yīng)制得H2SD、在碘化鉀淀粉溶液中滴加稀硝酸溶液呈藍(lán)色2、 污染環(huán)境的有害氣體中，主要由于跟血紅蛋白作用而引起中毒的有毒氣體是（ ）A、SO2 B、CO2 C、NO D、CO3、 某二價(jià)金屬跟硝酸反應(yīng)時(shí)，金屬與硝酸所消耗的物質(zhì)的量之比為2:5，則反應(yīng)中唯一的還原產(chǎn)物可能是（ ）A、NH3 B、N2O C、NO D、NO24、 可不用棕色瓶存放，但必須用玻璃塞試劑瓶存放的藥品是（ ）A、氯水 B、硝酸銀溶液 C、液溴 D、燒堿5、 Cu粉放A稀H2SO4中，加熱后也無(wú)現(xiàn)象，當(dāng)加入一種鹽后，Cu粉質(zhì)量

13、減少，而溶液變藍(lán)，同時(shí)有氣體生成，此鹽是（ ）A、氯化物 B、硫酸鹽C、硝酸鹽 D、磷酸鹽6、 下列酸的酸酐難以由單質(zhì)間直接化合生成的有（ ）A、H2CO3 B、HNO3 C、H2SO3 D、H2SO47、 下列反應(yīng)中，既能表現(xiàn)出硝酸的酸性，又能表現(xiàn)出其氧化性的是（ ）A、Fe2O3+HNO3 B、Al (OH)3+HNO3C、C+HNO3（濃） D、Cu+HNO38、 當(dāng)三份Cu粉分別與過(guò)量的稀硝酸、濃硝酸、熱的濃硫酸反應(yīng)后，收集到的氣體在相同狀況下體積相等時(shí)，三份Cu粉的質(zhì)量比為（不考慮NO2轉(zhuǎn)化成N2O4和反應(yīng)生成氣體的溶解）A、3:1:2 B、3:2:2 C、1:1:2 D、2:6:3

14、9、下列關(guān)于濃硝酸和濃硫酸的敘述，正確的是（ ）A、常溫下都能用鋁容器貯存B、常溫下都能與銅較快反應(yīng)C、露置在空氣中，容器內(nèi)酸液的質(zhì)量都減少D、露置在空氣中，容器內(nèi)酸液的濃度均降低10、按右圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，試管內(nèi)裝有12mLNO，然后間歇而緩慢地通入8mLO2。下面有關(guān)實(shí)驗(yàn)最終狀態(tài)的描述正確的是（ ）A、試管內(nèi)氣體呈棕紅色 B、試管內(nèi)氣體為無(wú)色是NOC、試管內(nèi)氣體為無(wú)色是O2 D、試管內(nèi)液面高度上升二、 填空：11、工業(yè)上制硝酸時(shí)，為使50%的硝酸轉(zhuǎn)變?yōu)?6%以上的硝酸，可采取的描施是_。12、檢驗(yàn)硝酸鈉晶體中硝酸根離子的方法是_。三、 推斷13、A、B、C、D、E五種物質(zhì)能按圖示變化（反應(yīng)條件略）： 若A在通常狀況下是固體，則A、B、C、D、E的化學(xué)式分別為：A_, B_, C_, D_, E_。 若A在通常狀況下是氣體，則A、B、C、D、E的化學(xué)式分別是：A_, B_, C_, D_, E_。14、下圖中的每方格表示有關(guān)的一種反應(yīng)物或生成物，其中A和C 為無(wú)色氣體。22 +鹽酸 A +Na O D +木炭 （I） M 加熱 B F G +NaOH C +D E +Cu 催化劑 （II） 填寫(xiě)下列空白： 物質(zhì)M可以是_，C是_，F(xiàn)是_。 反應(yīng)（I）的化學(xué)方程是_。 反應(yīng)（II）的離子方程是_?！灸芰τ?xùn)練答案】一、 選擇題：1、BD 2、CD 3、B 4、C