硝酸的性質及相關計算第5課時第二節氮及其化合物[學習目標]1.鞏固硝酸的性質。2.掌握有關硝酸氧化性的實驗綜合題解題規律(重點)。3.掌握硝酸與金屬反應的特點，以及守恒思想在有關計算中的應用(難點)。硝酸性質綜合實驗探究1.硝酸的性質由于硝酸中的氮元素為＋5價，具有很強的非金屬性，所以硝酸具有強氧化性。(1)濃HNO3的氧化性強于稀HNO3。如稀硝酸只能使紫色石蕊溶液變紅，濃硝酸則能使紫色石蕊溶液先變紅，后褪色。(2)濃HNO3的還原產物為NO2，稀HNO3的還原產物為NO，且還原劑一般會被氧化成最高價態。特別提醒硝酸的濃度越低，還原產物的價態越低；金屬的活潑性越強，還原產物的價態越低。如較活潑的金屬鋅與稀硝酸反應的還原產物可能為NH4NO3。2.硝酸反應的注意事項(2)濃硝酸與金屬反應的過程中，濃度逐漸減小，還原產物有可能是NO2和NO的混合物。(3)在加熱條件下，濃硝酸可將非金屬單質氧化為最高價態的氧化物或含氧酸。(5)硝酸與具有還原性的弱酸鹽(如Na2SO3等)、堿性氧化物、堿反應時，優先發生氧化還原反應。應用體驗1.某化學興趣小組進行有關Cu、硝酸、硫酸化學性質的實驗，實驗過程如圖所示。下列有關說法正確的是A.①中溶液呈藍色，試管口有紅棕色氣體產生，

稀硝酸被還原為NO2B.若③中加入足量稀硫酸，則在相同條件下①中

產生的氣體體積比③中產生的氣體體積小C.③中滴加稀硫酸，銅片繼續溶解，說明稀硫酸的氧化性比稀硝酸強D.由上述實驗可知：Cu在常溫下既可與稀硝酸反應，也可與稀硫酸反應√①中發生反應：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，生成的硝酸銅溶液為藍色，在試管口NO與空氣中的O2發生反應產生NO2，使氣體由無色變為紅棕色，但硝酸被還原生成的是無色的NO，A錯誤；2.某化學學習小組采用下列裝置，對濃硝酸與木炭的反應進行探究。檢查裝置氣密性后，將燃燒匙中的木炭在酒精燈上加熱至紅熱狀態，立即伸入三頸燒瓶中，并塞緊瓶塞，滴加濃硝酸，可觀察到三頸燒瓶中產生紅棕色的氣體，裝置C中盛有足量Ba(OH)2溶液，反應一段時間后觀察到C中出現白色沉淀，裝置D中收集到無色氣體。請回答：(1)木炭與濃硝酸反應的化學方程式是___________________________________________。＋2H2O(2)裝置B的作用是____________________。緩沖，防止溶液倒吸裝置B兩端的導氣管都剛露出橡膠塞，所以裝置B作安全瓶，作用是緩沖，防止溶液倒吸。(3)寫出裝置C中出現白色沉淀的離子方程式：___________________________________。Ba2＋＋2OH－＋CO2===BaCO3↓＋H2O裝置C中氫氧化鋇過量，堿性條件下，二氧化碳和氫氧化鋇反應生成碳酸鋇沉淀，反應的離子方程式是Ba2＋＋2OH－＋CO2===BaCO3↓＋H2O。(4)裝置D中的無色氣體，甲同學認為是NO，乙同學認為是O2，若不考慮裝置中原有的空氣，則乙同學的理由是________________________________(用化學方程式表示)。硝酸與金屬反應的相關計算1.原子守恒硝酸與金屬單質或化合物反應，一部分以

的形式存在，另一部分轉化為還原產物，這兩部分中氮原子的物質的量之和與反應消耗的HNO3中氮原子的物質的量相等。2.得失電子守恒硝酸與金屬單質或化合物的反應中，HNO3得到電子的物質的量等于金屬原子失去電子的物質的量。3.變價金屬與硝酸的反應如鐵與稀硝酸的反應：Fe(少量)＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O；3Fe(過量)＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。4.硝酸和硫酸的混合酸與金屬反應應用體驗1.(2023·廣東汕頭高一檢測)將3.84gCu和一定量的濃HNO3反應，當Cu反應完全時，共收集到氣體2.24LNO2和NO(標準狀況，不考慮NO2轉化為N2O4)，則反應中消耗HNO3的物質的量為A.0.1mol B.0.24molC.0.16mol D.0.22mol√2.足量銅與一定量的濃硝酸反應，得到硝酸銅溶液和二氧化氮、一氧化氮的混合氣體4.48L(標準狀況)，這些氣體與一定體積的氧氣(標準狀況下)混合通入水中，所有的氣體完全被水吸收生成硝酸。若向硝酸銅溶液中加入5mol·L－1的氫氧化鈉溶液，銅離子恰好完全沉淀，消耗氫氧化鈉溶液60mL，下列說法錯誤的是A.參加反應的硝酸是0.5molB.消耗氧氣1.68L(標準狀況下)C.此反應過程中轉移0.3mol電子D.混合氣體中含1.12L(標準狀況下)二氧化氮√設NO2、NO物質的量分別為xmol、ymol，則x＋y＝0.2mol，由轉移電子守恒有x＋3y＝0.3mol，解得x＝0.15，y＝0.05，則標準狀況下V(NO2)＝0.15mol×22.4L·mol－1＝3.36L，D錯誤。3.(2023·山西運城高一檢測)某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL，平均分成兩份。向其中一份中逐漸加入銅粉，最多能溶解19.2g銅(已知硝酸只被還原為NO氣體)。向另一份中逐漸加入鐵粉，產生氣體的量隨鐵粉質量增加的變化如圖所示。下列分析或結果不正確的是A.原混合酸中H2SO4物質的量為0.4molB.AB段發生的離子反應為Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋C.混合酸中HNO3物質的量濃度為2mol·L－1D.第二份溶液中最終溶質為FeSO4√硝酸根離子全部被還原，因為溶液中有硫酸根離子，并且鐵單質全部轉化為亞鐵離子，所以溶液中最終溶質為FeSO4，故D項正確。12隨堂檢測1.用內置有螺旋狀銅絲的膠頭滴管小心吸取一滴管濃硝酸后迅速插入細口瓶中(如圖)，滴管與瓶口接觸處墊一小塊濾紙使滴管與瓶口留少量空隙，依次觀察到如下現象：①滴管內產生紅棕色氣體，液面下降；②滴管內的液面上升，氣體變成無色；③滴管內的液面再次下降。下列說法不正確的是A.現象①中產生的紅棕色氣體為NO2B.產生現象②的原因是NO2與水反應C.產生現象③的原因是銅與稀硝酸反應D.最終瓶內溶液中的溶質一定只有Cu(NO3)2√3銅和濃硝酸發生反應：Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，生成的二氧化氮為紅棕色氣體，A正確；現象①中產生的二氧化氮能和水發生反應：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，從化學方程式可知，3mol紅棕色的二氧化氮與水反應，生成1mol無色的一氧化氮氣體，氣體體積減小，滴管內的壓強減小，滴管內液面上升，氣體變成無色，B正確；123隨堂檢測現象②中生成的稀硝酸與內置的螺旋狀銅絲發生反應：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，因滴管內有氣體生成，壓強增大，所以滴管內的液面再次下降，C正確；滴管與瓶口留少量空隙，現象③中生成的一氧化氮氣體與氧氣、水反應生成硝酸，硝酸繼續與銅反應，最終可能有硝酸剩余，溶液中的溶質有Cu(NO3)2，也可能有硝酸，D錯誤。123隨堂檢測2.(2023·烏魯木齊高一期末)向一定量的Fe、FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物中加入125mL4mol·L－1的稀硝酸恰好使混合物完全溶解，放出2.24LNO(標準狀況)，往所得溶液中加入KSCN溶液，無紅色出現。若用足量的H2在加熱條件下還原相同質量的混合物，所得到的鐵的物質的量為A.0.2mol B.0.35molC.0.21mol D.0.25mol√123隨堂檢測123隨堂檢測由題意可知溶液中的溶質為Fe(NO3)2，標準狀況下2.24LNO的物質的量為0.1mol，根據N元素守恒，硝酸亞鐵中的硝酸根離子的物質的量為0.125L×4mol·L－1－0.1mol＝0.4mol，所以硝酸亞鐵的物質的量為

＝0.2mol，由鐵元素守恒可知，若用足量的H2在加熱條件下還原相同質量的混合物，得到鐵的物質的量n(Fe)＝n[Fe(NO3)2]＝0.2mol，故選A。3.將9g銅和鐵的混合物投入100mL稀硝酸中，充分反應后得到標準狀況下1.12LNO，剩余4.8g金屬；繼續加入100mL等濃度的稀硝酸，金屬完全溶解，又得到標準狀況下1.12LNO。若向反應后的溶液中加入KSCN溶液，溶液不變紅，則下列說法正確的是A.原混合物中銅和鐵各0.065molB.稀硝酸的物質的量濃度為4.0mol·L－1C.第一次剩余的4.8g金屬為銅和鐵的混合物D.向反應后的溶液中再加入該稀硝酸100mL，又得到的NO在標準狀況下的體

積為0.56L√123隨堂檢測123隨堂檢測1239g混合物中含鐵的質量為0.075mol×56g·mol－1＝4.2g，含銅的質量為0.075mol×64g·mol－1＝4.8g，即第一次剩余的金屬為Cu，C錯誤；再加入100mL該稀硝酸