硝酸性质与计算技巧

专题4生活生产中的含氮化合物纯硝酸是色、易、有气味的液体，比水重，沸点是83℃，与水以任意比例互溶。常用浓硝酸的质量分数约为69%，98%以上的硝酸叫。硝酸的物理性质无挥发刺激性发烟硝酸硝酸的化学性质但不生成氢气稀硝酸使紫色的石蕊试液变红使指示剂变色与碱发生中和反应与碱性氧化物反应与某些盐反应与金属反应浓硝酸使它先变红后褪色硝酸的化学性质HNO3+NaOH=NaNO3+H2O2HNO3+CuO=Cu(NO3)2+H2O2HNO3+CaCO3=Ca(NO3)2+H2O+CO2↑硝酸的化学性质4HNO3====4NO2↑+O2↑+2H2O光浓HNO3、AgNO3、氯水、AgBr、KMnO4等硝酸的化学性质Cu+HNO3(浓)—Cu(NO3)2+NO2↑+H2OCu+HNO3(稀)—Cu(NO3)2+NO↑+H2O422原溶液加热后38324（一）与金属反应硝酸的化学性质（一）与金属反应a.几乎可和所有金属（除金、铂外）反应，并显示最高价（若铁过量则生成亚铁离子）反应时，硝酸显示强氧化性和酸性。b、铁、铝遇冷浓HNO3发生钝化c、浓硝酸一般被还原为NO2，稀硝酸被还原为NO，其本质是NO3—在酸性条件下显示强氧化性向一定量的浓硝酸加入足量的Cu，可能会发生什么哪些反应?反应停止后，如果在溶液中再加入足量盐酸，会出现什么情况?溶液中存在NO3-，它遇到H+后，产生强氧化性，能继续氧化铜单质，产生无色NO气体一开始是铜与浓硝酸反应:Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O随着反应进行,硝酸由浓变稀,则发生:3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O硝酸的化学性质（二）与还原性化合物反应浅绿色的Fe(NO3)2溶液中存在如下平衡：Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+，若向该溶液中滴加稀盐酸，则溶液的颜色（）A、变黄B、绿色变深C、绿色变浅D、无变化ANO3—本身没有强氧化性，但和H+共存就有了HNO33Fe2++4H++NO3-==3Fe3++NO↑+2H2O3SO32-＋2H＋＋2NO3-==3SO42-＋2NO↑＋H2O硝酸的化学性质（三）与非金属反应CPS+HNO3（浓）CO2H3PO4H2SO4+NO2△硝酸与金属反应例：在某100mL混合酸中，HNO3物质的量浓度为0.4mol·L-1，HCl物质的量浓度0.2mol·L-1，向其中加入1.92g铜粉、微热，待充分反应后，溶液中Cu2+物质的量浓度约为（）A.0.15mol·L-1B.0.3mol·L-1C.0.225mol·L-1D.无法计算金属与含NO3—的混合酸反应，一定要根据离子方程式3Cu2++8H++2NO3—进行计算C1.金属与混合酸（HNO3/H2SO4）计算3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O向一定量的稀硝酸加入足量的Fe，可能会发生什么哪些反应?反应停止后，如果在溶液中再加入足量盐酸，会出现什么情况?一开始是铁与稀硝酸反应:Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O硝酸消耗完，铁粉继续与Fe(NO3)3反应:Fe+2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)23Fe2++4H++NO3-==3Fe3++NO↑+2H2O总：3Fe（过）+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O硝酸与金属反应Fe（少）+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O3Fe（过）+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O2.Fe与稀硝酸反应例：将6g铁粉与0.4mol稀硝酸混合，充分反应后，铁元素的存在形式为（）A.Fe3+B.Fe、Fe2+C、Fe2+D、Fe2+、Fe3+D硝酸与金属反应3.金属与硝酸反应一般规律例:6.4gCu完全溶于一定浓度的硝酸中，收集到2.24L（标况）气体（NOx）。求：①该反应中转移的电子数②所消耗硝酸的物质的量0.2NA0.3mol①转移电子数=金属失电子数=2×nCu2+②反应消耗nHNO3=显酸性硝酸+作氧化剂硝酸电子转移守恒：氮原子守恒：2×nCu2+=nNO2+3×nNOnHNO3=2×nCu(NO3)2+nNOx列方程组求NO、NO2硝酸与金属反应①转移电子数=金属失电子数=2×nCu2+②反应消耗nHNO3=显酸性硝酸+作氧化剂硝酸例：38.4gCu与适量的浓HNO3反应，铜全部反应后，共收集到22.4L气体（标准状况），反应消耗的硝酸的物质的量可能是（）A．1.0molB．1.6molC．2.2molD．2.4mol3.金属与硝酸反应一般规律C硝酸与金属反应①转移电子数=金属失电子数=2×nCu2+②反应消耗nHNO3=显酸性硝酸+作氧化剂硝酸3.金属与硝酸反应一般规律例：6.4g铜与过量的硝酸充分反应后，硝酸的还原产物有NO2、NO，反应后溶液中所含H+为nmol，此时溶液中所含NO3－的物质的量（）A．0.28molB．0.31molC．(n＋0.2)molD．(n＋0.4)molC例：把1.92g铜投入盛有一定量的浓HNO3的试管中，随着铜粉的溶解，生成的气体颜色逐渐变浅，当铜粉完全溶解后共收集到由NO2和NO组成的混合气体0.896L（标况），求反应所消耗HNO3和产物中NO2和NO的物质的量。③电子守恒法：①方程式法：②原子守恒法：涉及两个反应两个未知数，用二元一次方程组法反应中的氮原子守恒反应中金属失去电子总数=氮元素得电子降低总数硝酸与金属反应3.金属与硝酸反应一般规律硝酸与金属反应规律“两个思想”“一个依据”电子守恒N原子守恒——离子方程式铜和镁的合金4.6g完全溶于浓硝酸，若反应中硝酸被还原只产生4480mL的NO2气体和336mL的N2O4气体（气体的体积已折算到标准状况），在反应后的溶液中，加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量为（）A．9.02gB．8.51gC．8.26gD．7.04gB19.2g铜和2mol/L稀硝酸0.5L作用，反应中转移的电子为______mol，参加反应的硝酸是______mol，作为氧化剂的硝酸是______mol。0.60.80.2将Mg、Cu组成的mg混合物投入适量稀HNO3中恰好完全反应，固体完全溶解时收集到的还原产物NO气体为0.896L(标准状况)，向反应后的溶液中加入2mol/LNaOH溶液60mL时金属离子恰好沉淀完全，则形成沉淀的质量为（）A.(m＋2.28)gB.(m＋2.04)gC.(m＋3.32)gD.(m＋4.34)g当恰好沉淀完全时，m(沉淀)＝m(金属)＋m(OH－)，守恒的巧妙之处在于，n(OH－)＝n(金属失去的电子)＝n(NO得到的电子)＝3×0.896L/22.4L·mol-1＝0.12mol，m(沉淀)＝m(金属)＋m(OH－)＝mg＋0.12mol×17g·mol－1＝(m＋2.04)g，B一定质量Cu与某浓度足量的HNO3反应，产生NO2、NO、N2O4混合气体，将气体与1.12LO2（标准状况下）混合后，通入水中，恰好被全部吸收，则Cu的质量为（）A、3.2gB、4.8gC、6.4gD、10.8g电子转移守恒：铜失电子数=氧气得电子数2Cu～O2硝酸刚泄漏到空气中时为什么会有白雾？为什么能用铝槽车装载浓硝酸？为什么有红棕色烟雾，还能闻到刺鼻的气味？消防员如何将灾害影响降到最低？硝酸与金属反应规律红棕色气体绿色溶液蓝色溶液无色气体该无色气体遇空气变为红棕色气体原溶液加热后【例7】(上海市高考题)铜和镁的合金4.6g完全溶于浓硝酸，若反应中硝酸被还原只产生4480mL的NO2气体和336mL的N2O4气体（气体的体积已折算到标准状况），在反应后的溶液中，加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量为()A、9.02gB、8.51gC、8.26gD、7.04gB硝酸与金属反应3．下列化学反应的离子方程式正确的是()A．Fe3O4与稀硝酸反应：Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2OB．用稀HNO3溶解FeS固体：FeS＋2H＋===Fe2＋＋H2S↑C．铜和稀硝酸反应：Cu+4H++2NO3－===Cu2++2NO2↑+2H2OD．在氯化亚铁溶液中加入稀硝酸：3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2OD〔拓展视野〕王水浓硝酸与浓盐酸的混合物（体积比为1:3）叫王水，它的氧化能力更强，能使一些不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。帮你记忆(3:1)玻尔（1885—1962）丹麦物理学家在“量子力学”的建立中有重大贡献“王水”里的奖章1943年9月的一天，丹麦反法西斯组织派人告诉玻尔一个紧急的消息：德国法西斯准备对他下手了！玻尔准备逃亡。在收拾行李中发现了一样重要的东西：他在1942年获得的诺贝尔奖章。这枚奖章决不能落在法西斯的手里。如果藏在身上带走，是很危险的。焦急中他的眼光落在了一个试剂瓶上，瓶子里存放的是“王水”。玻尔把金质的奖章小心的放入“试剂瓶”里，奖章在“王水”里慢慢的就消失了。然后，他离开了自己的祖国。战争结束后，玻尔回到了自己的实验室，那个小瓶子还在那里。于是，他拿起一块铜轻轻的放入“王水”，铜块慢慢的也变小了，奇怪的是，瓶子里出现了一块黄金！玻尔就是利用了化学上的一个化学反应——置换反应，把奖章安全的保护下来了。浓、稀HNO3分别与Cu反应，为何不同？还原产物不同是因为硝酸浓度和性质不同所致。硝酸被铜还原时,首先生成亚硝酸,而亚硝酸不稳定,分解成NO2和NO：2HNO2====NO2+NO+H2O①因浓HNO3氧化性强，NO被浓HNO3氧化成NO2：NO+2HNO3（浓）====3NO2+H2O②而稀HNO3氧化性相对弱些,不能将NO氧化.同时NO2和NO在水中存在：3NO2+H2O====2HNO3+NO故:浓HNO3的产物主要是NO2;硝酸稀的产物主要是NO。