第3課時(shí)硝酸的性質(zhì)學(xué)習(xí)目標(biāo)定位1.掌握硝酸的重要性質(zhì)和應(yīng)用。2.了解硝酸的工業(yè)制法。3.能依據(jù)化合價(jià)升降法配平氧化還原反應(yīng)方程式。一、硝酸的性質(zhì)1在兩支試管中各放入一小塊銅片，分別加入少量4 molL1的稀硝酸和15 molL1的濃硝酸，立即用蘸有氫氧化鈉溶液的棉花封住試管口，觀察試管中發(fā)生的現(xiàn)象。(1)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：反應(yīng)開始后兩支試管中都有氣泡產(chǎn)生。加入濃HNO3的試管反應(yīng)強(qiáng)烈，放出紅棕色氣體，溶液呈綠色，加水后變成藍(lán)色；加入稀HNO3的試管反應(yīng)緩慢，放出無(wú)色氣體，生成藍(lán)色溶液。(2)結(jié)論：濃、稀硝酸都與銅反應(yīng)，濃HNO3與銅反應(yīng)生成的氣體為NO2；稀HNO3與銅反應(yīng)生成的氣體為NO。銅與濃HNO3反應(yīng)的化學(xué)方程式：Cu4HNO3(濃)=Cu(NO3)22NO22H2O；銅與稀HNO3反應(yīng)的化學(xué)方程式：3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O。2將上述實(shí)驗(yàn)中的金屬銅換成少量金屬鐵進(jìn)行相同的實(shí)驗(yàn)，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。(1)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：加入濃硝酸的試管中，鐵片沒有明顯變化。加入稀硝酸的試管中，有氣泡產(chǎn)生，在試管口上方，無(wú)色氣體變成了紅棕色，溶液變?yōu)樽攸S色。(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：Fe在常溫下遇到濃HNO3發(fā)生鈍化現(xiàn)象。稀硝酸與鐵反應(yīng)生成了NO，NO遇空氣后又生成了NO2。(3)反應(yīng)的化學(xué)方程式：Fe4HNO3(稀)=Fe(NO3)3NO2H2O(鐵不足)，2NOO2=2NO2。3硝酸能與非金屬單質(zhì)反應(yīng)，寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式：(1)濃硝酸將木炭氧化成二氧化碳：C4HNO3(濃)CO24NO22H2O。(2)濃硝酸將硫氧化成硫酸：S6HNO3(濃)=H2SO46NO22H2O。4濃HNO3見光易分解，反應(yīng)的化學(xué)方程式為4HNO32H2O4NO2O2。1.硝酸具有強(qiáng)氧化性(1)能將大多數(shù)金屬(如銅等)氧化成高價(jià)金屬的硝酸鹽，濃硝酸生成NO2，稀硝酸生成NO。濃硝酸的氧化性強(qiáng)于稀硝酸。(2)常溫下，濃硝酸能使鐵、鋁發(fā)生鈍化，這是因?yàn)闈庀跛釋㈣F、鋁容器表面氧化，形成致密的氧化物薄膜。若在加熱條件下，氧化膜被破壞，從而使反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。(3)濃HNO3與非金屬反應(yīng)，還原產(chǎn)物一般是NO2，而非金屬一般被氧化成最高價(jià)氧化物或相應(yīng)的最高價(jià)含氧酸。(4)在中性、堿性溶液里的NO不能表現(xiàn)出強(qiáng)氧化性，而在酸性溶液里的NO能表現(xiàn)出強(qiáng)氧化性，因此，在酸性溶液里NO不能與Fe2、I、S2、SO等還原性離子大量共存。2濃硝酸具有不穩(wěn)定性濃HNO3受熱或見光容易分解，硝酸越濃，越易分解。硝酸分解有NO2產(chǎn)生，溶于硝酸中呈黃色。實(shí)驗(yàn)室保存硝酸的方法是保存在棕色瓶里，放置陰涼處。提醒(1)金屬與HNO3反應(yīng)不產(chǎn)生H2。(2)硝酸越稀，還原產(chǎn)物中N元素的化合價(jià)越低，如不活潑金屬與HNO3反應(yīng)，濃HNO3被還原為NO2，稀HNO3被還原為NO?！纠?】在下列反應(yīng)中，HNO3既表現(xiàn)出氧化性，又表現(xiàn)出酸性的是()AH2S2HNO3=S2NO22H2OBCuO2HNO3=Cu(NO3)2H2OC4HNO34NO2O22H2OD3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O答案D解析A中HNO3只表現(xiàn)氧化性；B中HNO3只表現(xiàn)酸性；C中HNO3既表現(xiàn)氧化性，又表現(xiàn)還原性；D中HNO3既表現(xiàn)氧化性，又表現(xiàn)酸性?！纠?】將相同質(zhì)量的銅分別和過量濃硝酸、稀硝酸反應(yīng)，則下列敘述中正確的是()A反應(yīng)速率：兩者相同B消耗硝酸的物質(zhì)的量：前者多，后者少C反應(yīng)生成氣體的顏色：前者淺，后者深D反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)：前者多，后者少答案B解析A濃硝酸的氧化性強(qiáng)于稀硝酸，故Cu與濃硝酸的反應(yīng)速率快B由Cu4HNO3(濃)=Cu(NO3)22NO22H2O，CuHNO3(稀)=Cu(NO3)2NOH2O，可以看出相同質(zhì)量的銅消耗濃硝酸較多C銅與濃硝酸反應(yīng)生成的NO2是紅棕色氣體，而與稀硝酸反應(yīng)生成的NO是無(wú)色氣體D由于反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)都等于銅失去的電子數(shù)，故轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等二、硝酸的工業(yè)制法1硝酸工業(yè)制備的過程，反應(yīng)原理及主要設(shè)備如下：2在工業(yè)生產(chǎn)中，NO2溶于水生成的NO不會(huì)排空，而是再用過量的空氣使其氧化為NO2，再被水吸收，經(jīng)過多次氧化和吸收，NO2可完全轉(zhuǎn)化為HNO3。也就是從理論上講，NH3中的氮元素完全轉(zhuǎn)化為HNO3中的氮元素。3從吸收塔出來(lái)的氣體中尚有少量NO和NO2，不能直接排放到空氣中，以免造成污染。常用堿液(NaOH)來(lái)吸收，變廢為寶。(1)NONO22NaOH=2NaNO2H2O；(2)2NO22NaOH=NaNO2NaNO3H2O。1.硝酸工業(yè)制法流程圖2氨及其化合物之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系【例3】在NH3、HNO3、H2SO4的工業(yè)生產(chǎn)中，具有的共同點(diǎn)是()A使用吸收塔設(shè)備B使用尾氣吸收裝置C使用H2作原料D使用催化劑答案D解析NH3的工業(yè)生產(chǎn)中不使用吸收塔，也不使用尾氣吸收裝置；H2SO4的工業(yè)生產(chǎn)中不使用H2作原料；D正確，有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為3H2N22NH3,4NH35O24NO6H2O,2SO2O22SO3。【例4】下列關(guān)于工業(yè)制硫酸和硝酸的說(shuō)法中不正確的是()A工業(yè)制硝酸是將NO2溶于水，需要通氧氣B工業(yè)制硫酸會(huì)產(chǎn)生SO2和SO3尾氣C工業(yè)制硫酸應(yīng)對(duì)SO2進(jìn)行循環(huán)利用D工業(yè)制硝酸和硫酸排放的尾氣是造成酸雨的主要原因答案D解析工業(yè)制硝酸過程中要不斷通入氧氣，以提高NO、NO2的原料利用率和減少尾氣排放，A項(xiàng)正確；工業(yè)生產(chǎn)中尾氣經(jīng)過循環(huán)利用和處理達(dá)標(biāo)后才允許排放，空氣中的SO2主要來(lái)自煤燃燒，特別是生活鍋爐，尾氣處理較差，數(shù)量龐大，是形成酸雨的主要原因，D項(xiàng)錯(cuò)誤。1濃、稀HNO3與Cu反應(yīng)，濃HNO3與碳反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為Cu4HNO3(濃)=Cu(NO3)22NO22H2O；3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O；C4HNO3(濃)CO24NO22H2O。2在常溫下，鐵、鋁遇到濃HNO3發(fā)生鈍化。3工業(yè)制HNO3的反應(yīng)4NH35O24NO6H2O；2NOO2=2NO2；3NO2H2O=2HNO3NO。1下列說(shuō)法正確的是 ()A濃硝酸和濃H2SO4都應(yīng)保存在棕色試劑瓶中BNaOH溶液用帶有橡膠塞的試劑瓶保存C工業(yè)制得的濃鹽酸、濃硝酸通常帶有黃色是Fe3所致D鋁制或鐵制容器可貯運(yùn)濃硫酸、濃硝酸和濃鹽酸這三大強(qiáng)酸答案B解析A項(xiàng)，濃HNO3見光或受熱易分解，應(yīng)保存在棕色試劑瓶中并密封置于陰涼處，濃H2SO4應(yīng)密封置于干燥處，不必保存在棕色瓶中；B項(xiàng)，NaOH易與玻璃中的SiO2反應(yīng)，不宜用玻璃塞，應(yīng)用橡膠塞；C項(xiàng)，濃鹽酸顯黃色，是由于含F(xiàn)e3，濃HNO3顯黃色是由于它分解產(chǎn)生了NO2，NO2又溶于其中的緣故；D項(xiàng)，鐵、鋁遇冷的濃H2SO4、濃HNO3鈍化，但Fe、Al均可與濃鹽酸反應(yīng)。2用以下三種途徑來(lái)制取相同質(zhì)量的硝酸銅：銅跟濃硝酸反應(yīng)，銅跟稀硝酸反應(yīng)，銅跟氧氣反應(yīng)生成氧化銅，氧化銅再跟稀硝酸反應(yīng)。以下敘述正確的是()A三種途徑所消耗的銅的物質(zhì)的量不相等B三種途徑所消耗的硝酸的物質(zhì)的量相等C所消耗銅的物質(zhì)的量：途徑途徑途徑D所消耗硝酸的物質(zhì)的量：途徑途徑途徑答案D解析有關(guān)反應(yīng)：Cu4HNO3(濃)=Cu(NO3)22NO22H2O3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O2CuO22CuO，CuO2HNO3(稀)=Cu(NO3)2H2O分析以上三組反應(yīng)，可以看出：生成相同質(zhì)量的Cu(NO3)2，消耗相同質(zhì)量的銅，但消耗硝酸的質(zhì)量(或物質(zhì)的量)不相同，途徑消耗HNO3的量最多，途徑次之，途徑消耗HNO3的量最少。通過比較可以看出，生產(chǎn)Cu(NO3)2，途徑效果最佳，既不造成污染，又能提高HNO3的利用率。3下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和解釋或結(jié)論都正確的是()選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋或結(jié)論A向過量的Fe粉中加入稀HNO3，充分反應(yīng)后，滴入KSCN溶液溶液呈血紅色稀HNO3將Fe氧化為Fe3B常溫下將鋁和鐵放入濃硝酸中鈍化鋁和鐵與濃HNO3不反應(yīng)C向某溶液中加入CCl4液體分層，下層CCl4顯紫色原溶液中存在ID用玻璃棒蘸取濃氨水點(diǎn)到紅色石蕊試紙上試紙變藍(lán)色濃氨水呈堿性答案D解析硝酸和鐵反應(yīng)生成硝酸鐵，鐵過量時(shí)，鐵和Fe3反應(yīng)生成亞鐵離子，滴入硫氰化鉀溶液不呈血紅色，A項(xiàng)錯(cuò)；常溫下，鋁和鐵在濃HNO3中生成一層氧化物保護(hù)膜，阻止了反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，不是不發(fā)生反應(yīng)，B項(xiàng)錯(cuò)；原溶液中含有碘單質(zhì)，不是碘離子，C項(xiàng)錯(cuò)；紅色石蕊試紙遇堿變藍(lán)色，D項(xiàng)正確。4某實(shí)驗(yàn)過程如下圖所示：則試管中的現(xiàn)象是()A無(wú)明顯現(xiàn)象，因稀H2SO4不與銅反應(yīng)B銅片溶解，產(chǎn)生無(wú)色氣體，該氣體遇到空氣不變色C銅片溶解，放出紅棕色有刺激性氣味的氣體D銅片溶解，產(chǎn)生無(wú)色氣體，該氣體在試管口變?yōu)榧t棕色答案D解析稀HNO3與金屬銅反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O。在中，反應(yīng)完全后溶液中含有NO；而在中，當(dāng)繼續(xù)滴入稀H2SO4后，新加入的H和原溶液中的NO可繼續(xù)與過量的Cu反應(yīng)放出無(wú)色NO氣體，NO遇O2后生成紅棕色NO2。5(1)在濃硝酸中放入銅片：開始時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式為_，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為_。若銅有剩余，則反應(yīng)將要結(jié)束時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。待反應(yīng)停止后，再加入少量25%的稀硫酸，這時(shí)銅片上又有氣泡產(chǎn)生，其原因是_。(2)若1.92 g Cu粉與一定量濃HNO3反應(yīng)，當(dāng)Cu完全反應(yīng)時(shí)，收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.12 L氣體，則消耗硝酸_ mol，生成NO2_ mol。(3)若向Cu中加入硫酸和硝酸的混酸溶液制取CuSO4溶液，則混酸中硫酸與硝酸的最佳物質(zhì)的量之比為_。答案(1)Cu4HNO3(濃)=Cu(NO3)22NO22H2O銅片逐漸消失，溶液逐漸變綠，有紅棕色氣體逸出3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O加入稀硫酸后，H與原溶液中的NO構(gòu)成強(qiáng)氧化性的條件，又能與過量的Cu反應(yīng)(2)0.110.045(3)32解析(1)隨反應(yīng)的進(jìn)行，硝酸的濃度減小，停止反應(yīng)時(shí)溶液中存在Cu(NO3)2，再加稀H2SO4，則溶液中的NO在酸性條件下將剩余的銅氧化。(2)參加反應(yīng)的HNO3包括被還原的HNO3和起酸性作用的HNO3，表現(xiàn)酸性的HNO3為20.06 mol，被還原的HNO3為0.05 mol，故參加反應(yīng)的HNO3為0.05 mol0.06 mol0.11 mol。設(shè)標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.12 L氣體中，含NO x mol、NO2 y mol。則解之得(3)Cu、H、NO恰好完全反應(yīng)時(shí)混酸中H2SO4和HNO3的比例最佳。3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O設(shè)H2SO4與HNO3的物質(zhì)的量分別為x、y，則，xy32。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練題組一硝酸的性質(zhì)及應(yīng)用1下列各組物質(zhì)均在試管里進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)過程中，在試管口觀察不到紅棕色氣體出現(xiàn)的是()A濃硝酸和銅片共熱B濃硫酸和銅片共熱C稀硝酸和銅片共熱D濃硫酸和硝酸鉀晶體、銅片共熱答案B2在稀硫酸中加入銅粉，銅粉不溶，再加入下列物質(zhì)FeCl3，F(xiàn)e2O3，Cu(NO3)2，KNO3，銅粉溶解的是()A只有或 B只有或C只有或或 D全部答案D解析銅粉在稀硫酸中不溶解，當(dāng)加入兩種物質(zhì)時(shí)，相當(dāng)于加入了Fe3，會(huì)發(fā)生反應(yīng)Cu2Fe3=2Fe2Cu2，銅粉會(huì)溶解，當(dāng)加入兩種物質(zhì)時(shí)，相當(dāng)于加入了NO，會(huì)發(fā)生反應(yīng)3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O。因此上述物質(zhì)中都可使其溶解。3能正確表示下列反應(yīng)的離子方程式的是()A向Fe(NO3)2稀溶液中加入鹽酸：3Fe24HNO=3Fe3NO2H2OB銅片與濃HNO3：CuNO4H=Cu2NO2H2OC氯化銨濃溶液跟濃NaOH溶液混合后加熱：NHOHNH3H2OD碳酸氫銨溶液與足量的NaOH溶液混合后加熱：NHOHNH3H2O答案A解析B項(xiàng)，Cu4H2NO=Cu22NO22H2O；C項(xiàng)，NHOHNH3H2O；D項(xiàng)，HCONH2OHCO2H2ONH3。4.碳跟濃硫酸共熱產(chǎn)生的氣體X和銅跟濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體Y同時(shí)通入盛有足量氯化鋇溶液的洗氣瓶中(如圖裝置)，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()洗氣瓶中產(chǎn)生的沉淀中有碳酸鋇從Z導(dǎo)管出來(lái)的氣體中無(wú)二氧化碳洗氣瓶中產(chǎn)生的沉淀是硫酸鋇在Z導(dǎo)管口有紅棕色氣體出現(xiàn)A BC D答案B解析碳與濃硫酸共熱產(chǎn)生的X氣體為CO2和SO2的混合氣體，銅與濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的Y氣體是NO2，SO2H2ONO2=H2SO4NO，故洗氣瓶中產(chǎn)生的是硫酸鋇沉淀，Z處逸出的氣體中有CO2和NO，NO遇到空氣中的氧氣生成了紅棕色的NO2，二氧化碳不與氯化鋇反應(yīng)，所以沒有BaCO3生成。5等質(zhì)量的銅分別與足量的濃硝酸和稀硝酸完全反應(yīng)，在相同條件下用排水法收集產(chǎn)生的氣體，下列敘述中正確的是()A硝酸的濃度越大，消耗的硝酸越少B硝酸的濃度不同，生成硝酸銅的物質(zhì)的量也不相同C硝酸的濃度越大，生成的氣體越少D兩者用排水法收集的氣體的體積相同答案D解析銅與濃硝酸、稀硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式分別如下：Cu4HNO3(濃)=Cu(NO3)22NO22H2O3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O因硝酸足量，故銅完全反應(yīng)，則與濃硝酸、稀硝酸反應(yīng)的銅的質(zhì)量相等，所消耗的硝酸、生成的硝酸銅、產(chǎn)生的氣體均按等質(zhì)量的銅計(jì)算。由上述反應(yīng)可知，反應(yīng)掉等質(zhì)量的銅時(shí)，消耗的濃硝酸更多，兩者產(chǎn)生的硝酸銅一樣多，與濃硝酸反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生更多的氣體。所以A、B、C選項(xiàng)均不正確，D選項(xiàng)正確。D選項(xiàng)的分析可采用下列方法：設(shè)參加反應(yīng)的銅為3 mol，則與濃硝酸反應(yīng)后生成6 mol NO2，與稀硝酸反應(yīng)生成2 mol NO，當(dāng)用排水法收集時(shí)，NO2發(fā)生反應(yīng)：3NO2H2O=2HNO3NO，6 mol NO2反應(yīng)后變成2 mol NO氣體，所以兩種情況下最終得到的氣體都是2 mol。6等質(zhì)量的下列物質(zhì)與足量稀硝酸反應(yīng)，放出NO物質(zhì)的量最多的是()AFeO BFe2O3CFeSO4 DFe3O4答案A解析根據(jù)得失電子守恒，還原劑提供的電子越多，氧化劑硝酸生成的NO的物質(zhì)的量就越多。1 g題述四種物質(zhì)能提供的電子的物質(zhì)的量為A項(xiàng)1 mol；B項(xiàng)0；C項(xiàng)1 mol；D項(xiàng)1 mol(Fe3O4也可以寫為Fe2O3FeO)，等質(zhì)量時(shí)提供電子的物質(zhì)的量最多的為FeO。題組二硝酸與金屬反應(yīng)的計(jì)算7將2.56 g Cu和一定量的濃HNO3反應(yīng)，隨著Cu的不斷減少，反應(yīng)生成氣體的顏色逐漸變淺，當(dāng)Cu反應(yīng)完畢時(shí)，共收集到氣體1.12 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則反應(yīng)中消耗HNO3的物質(zhì)的量為()A0.05 mol B1 molC1.05 mol D0.13 mol答案D解析參加反應(yīng)的硝酸由兩部分構(gòu)成，一是被還原為氮氧化物的硝酸，為0.05 mol；二是作酸，生成Cu(NO3)2的硝酸，為0.08 mol。8銅跟稀硝酸反應(yīng)中，如果有63 g硝酸被還原，則被氧化的銅的物質(zhì)的量為()A. mol B. molC3 mol D. mol答案D解析根據(jù)得失電子守恒可知(52)n2，解得n mol。91 L稀硝酸和稀硫酸的混合液，其物質(zhì)的量濃度分別為0.1 molL1和0.4 molL1。若向該混合液中加入足量的銅粉，則最多能溶解銅粉的質(zhì)量為()A2.4 g B3.2 g C6.4 g D9.6 g答案D解析據(jù)反應(yīng)原理寫出反應(yīng)的離子方程式為3Cu2NO8H=3Cu22NO4H2O 0.1 mol 0.9 mol可知混合溶液中H過量則根據(jù)n(NO)計(jì)算溶解銅粉的質(zhì)量：m(Cu)9.6 g。1014 g銅、銀合金與一定量某濃度的硝酸溶液完全反應(yīng)，將放出的氣體與1.12 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氧氣混合通入水中，恰好全部被水吸收，則合金中銅的質(zhì)量是 ()A9.6 g B6.4 gC3.2 g D4.8 g答案C解析Cu、Ag合金與HNO3反應(yīng)的過程如下：本題用終態(tài)法解答比較簡(jiǎn)單。從整個(gè)變化過程中可以看出，Cu失去電子變成Cu2，Ag失去電子變成Ag，HNO3在反應(yīng)過程中實(shí)際上沒有變化，而O2得到電子變成2價(jià)氧。所以在整個(gè)過程中14 g Cu、Ag失去的電子總數(shù)等于0.05 mol O2得到的電子數(shù)。設(shè)Cu的物質(zhì)的量為x，Ag為y，則：解得所以銅的質(zhì)量為m(Cu)64 gmol10.05 mol3.2 g。綜合強(qiáng)化11硝酸銨是一種常用的化肥，其工業(yè)生產(chǎn)流程如下，請(qǐng)回答下列問題。(1)寫出反應(yīng)容器B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(2)吸收塔C中通入空氣的目的是_；C、D兩個(gè)反應(yīng)容器中發(fā)生的反應(yīng)，屬于氧化還原反應(yīng)的是_(填反應(yīng)容器代號(hào))。(3)濃硝酸一般保存在棕色試劑瓶里，并放置在陰涼處，用化學(xué)方程式解釋原因：_。(4)金屬銅與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式是_，該反應(yīng)中稀硝酸表現(xiàn)的性質(zhì)是_。答案(1)4NH35O24NO6H2O(2)將一氧化氮氧化成二氧化氮C(3)4HNO34NO2O22H2O(4)3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O酸性和氧化性解析由NH4NO3的工業(yè)生產(chǎn)流程可知，N2與H2在鐵砂網(wǎng)的作用下反應(yīng)產(chǎn)生NH3，NH3在PtRh合金作用下加熱被空氣中的O2氧化為NO和水，NO在吸收塔中與O2反應(yīng)產(chǎn)生NO2，NO2被水吸收得到HNO3和NO。HNO3與NH3作用生成NH4NO3。(1)反應(yīng)容器B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為4NH35O24NO6H2O。(2)在吸收塔C中通入空氣的目的是將NO氧化成NO2；在C中發(fā)生反應(yīng)：2NOO2=2NO2,3NO2H2O=2HNO3NO。在D中發(fā)生反應(yīng)：HNO3NH3=NH4NO3。前兩個(gè)反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)，第三個(gè)反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng)。所以發(fā)生氧化還原反應(yīng)的容器為C。(3)濃硝酸不穩(wěn)定，光照容易分解，溫度越高越容易分解，為防止?jié)庀跛岬姆纸?，常把濃硝酸保存在棕色試劑瓶中，放在冷暗處。分解的化學(xué)方程式為4HNO34NO2O22H2O。(4)硝酸有強(qiáng)氧化性，不僅能把活潑的金屬氧化，還能把不活潑的金屬如Cu氧化。金屬Cu與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式為3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O。在該反應(yīng)中一部分HNO3中的N元素由5價(jià)變?yōu)?價(jià)，得到電子，被還原，表現(xiàn)氧化性，還有一部分HNO3中的N元素的化合價(jià)沒有變化，提供酸根離子用來(lái)形成硝酸鹽，起酸的作用，故硝酸的作用是酸性和氧化性。12某興趣小組設(shè)計(jì)出下圖所示裝置來(lái)改進(jìn)教材中“銅與硝酸反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)，以探究化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化。(固定裝置略去)(1)實(shí)驗(yàn)前，關(guān)閉活塞b，向試管d中加水至浸沒長(zhǎng)導(dǎo)管口，塞緊試管c和d的膠塞，加熱c，其目的是_。(2)在d中加適量NaOH溶液，c中放一小塊銅片，由分液漏斗a向c中加入2 mL濃硝酸，c中反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。再由a向c中加2 mL蒸餾水，c中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_。(3)下表是制取硝酸銅的三種方案，能體現(xiàn)綠色化學(xué)理念的最佳方案是_，理由是_。方案反應(yīng)物甲Cu、濃HNO3乙Cu、稀HNO3丙Cu、O2、稀HNO3答案(1)檢查裝置氣密性(2)Cu4HNO3(濃)=Cu(NO3)22NO22H2O反應(yīng)變慢，氣體顏色變淡(3)丙耗酸量最少，無(wú)污染解析(1)連接好一整套裝置，關(guān)閉分液漏斗活塞，把出氣導(dǎo)管液封，加熱發(fā)生裝置，顯然是檢驗(yàn)裝置氣密性。(2)銅片與2 mL濃硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu4HNO3(濃)=Cu(NO3)22NO22H2O，再加入2 mL 蒸餾水，硝酸濃度變稀，降低了反應(yīng)物濃度使反應(yīng)減慢，同時(shí)產(chǎn)物氣體由NO2變?yōu)镹O，故裝置中氣體顏色變淺。(3)從題表中制取硝酸銅的三種方案可以看出丙方案消耗反應(yīng)物硝酸少(只起酸性作用)且不產(chǎn)生污染氣體NO、NO2等，顯然是體現(xiàn)綠色化學(xué)的最佳方案。13將紅熱的固體單質(zhì)甲放入顯黃色的濃乙溶液中，劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生混合氣體A，A在常溫下不與空氣作用，發(fā)生如下圖所示的變化。 (1)寫出下列物質(zhì)的化學(xué)式：丙_，B_，C_，D_。(2)寫出甲跟乙反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(3)單質(zhì)丙與溶液乙反應(yīng)生成氣體B的離子方程式：_。答案(1)CuNOCaCO3Cu(NO3)2(2)C4HNO3(濃)CO24NO22H2O(3)3Cu8H2NO=2NO3Cu24H2O解析紅熱的固體單質(zhì)甲放入顯黃色的濃乙溶液中產(chǎn)生混合氣體A，A常溫下不與空氣反應(yīng)，證明甲為碳，乙為HNO3，混合氣體A中含有CO2和NO2,3NO2H2O=2HNO3NO，CO2Ca(OH)2=CaCO3H2O，故B為NO，C為CaCO3。單質(zhì)丙與乙溶液(即稀HNO3)反應(yīng)生成氣體B(NO)和藍(lán)色溶液D，知丙為銅，D為Cu(NO3)2。14將128 g銅置于一定量的濃硝酸中并微熱。當(dāng)銅片完全消失時(shí)，共收集到NO2和NO的混合氣體44.8 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。(1)寫出上述過程中，有關(guān)反應(yīng)的離子方程式：_、_。(2)完成該反應(yīng)至少需要量取10 molL1的濃硝酸_mL。(3)混合氣體中NO2的體積為_ L，NO的體積_ L(均為標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。(4)將收集上述氣體的容器倒扣在盛有水的水槽中，并向其中緩慢通入O2使其充分反應(yīng)，若要使溶液恰好充滿容器，則理論上需要參加反應(yīng)的O2的物質(zhì)的量為_mol。答案(1) Cu4H2NO=Cu22NO22H2O3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O(2)600(3)22.422.4(4) 1解析(1)首先是濃硝酸與銅發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生硝酸銅、二氧化氮和水，然后當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到一定程度，硝酸變稀后，稀硝酸與銅發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生硝酸銅、一氧化氮和水，反應(yīng)的離子方程式是Cu4H2NO=Cu22NO22H2O；3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O。(2)反應(yīng)中被還原的HNO3生成NO、NO2混合氣體，混合氣體的物質(zhì)的量為44.8 L22.4 Lmol12 mol，未被還原的硝酸生成Cu(NO3)2，Cu(NO3)2的物質(zhì)的量為128 g64 gmol12 mol，由氮原子守恒可知，n(HNO3)2nCu(NO3)2n(NO、NO2)2 mol22 mol6 mol，故需要硝酸的體積6 mol10 molL10.6 L600 mL。(3)設(shè)混合氣體中NO2、NO的物質(zhì)的量分別為x mol、y mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒及二者體積列方程計(jì)算，再根據(jù)VnVm計(jì)算各自的體積；根據(jù)電子得失守恒及二者體積，可得：x3y22；xy2，解得x1、y1，故NO2的體積1 mol22.4 Lmol122.4 L，NO的體積1 mol22.4 Lmol122.4 L。(4)反應(yīng)又生成HNO3，分析整個(gè)過程可知，銅提供的電子等于氧氣獲得的電子，由電子守恒可知，需要氧氣的物質(zhì)的量為(2 mol2)41 mol。