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111第三课时 硝酸的制法及性质基础梳理1、硝酸的工业制法：氨催化氧化法原理： 4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O2NO + O22NO2 ； 3NO2 + H2O2HNO3 + NO总反应式：NH3 + 2O2 HNO3 + H2O2、硝酸的性质（1）硝酸的物理性质：纯硝酸为无色有刺激性气味的液体，沸点较低（83），易挥发，在空气中遇水蒸气形成硝酸的小液滴而呈白雾状。98%以上的浓硝酸称为“发烟硝酸”，69%的硝酸溶液称为浓HNO3。（2）、硝酸的化学性质：（1）不稳定性：4HNO34NO2+2H2O + O2硝酸越浓越易分解，因此浓HNO3应存放在棕色试剂瓶中。注意：浓HNO3由于HNO3分解产生的NO2溶于硝酸中而一般呈黄色。若要除去浓硝酸中的黄色，可向盛有浓硝酸的试剂瓶中通入一定量的空气或氧气。（2）强酸性：硝酸是一种一元强酸，具有酸的通性。但浓硝酸遇石蕊溶液先变红后褪色，与金属反应不产生氢气。NaOH+HNO3NaNO3+H2O；CuO+2HNO3Cu(NO3)2+H2O（3）强氧化性： HNO3中的+5价N元素处于最高价态，具有很强的氧化性。与金属的反应，体现硝酸的酸性和强氧化性：Cu + 4HNO3(浓) Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O3Cu + 8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O常温下，金属铝、铁遇到浓硝酸发生钝化。与非金属的反应，生成最高价非金属氧化性或对应最高价含氧酸，体现硝酸的强氧化性：C + 4HNO3(浓) CO2 + 4NO2 + 2H2OS+6HNO3(浓)H2SO4+6NO2+3H2O特别提示：（1）硝酸的氧化性规律：硝酸越浓，其氧化性越强，浓硝酸被还原成二氧化氮，稀硝酸被还原成一氧化氮，还原剂一般被氧化成最高价。在金属活动性顺序表中，氢前金属与硝酸反应不生成氢气而生成水，还原剂一般被氧化成最高价态。如：Fe+4HNO3（稀）Fe(NO3)3+ NO+ 2H2O硝酸能溶解Cu、Ag等不活泼金属，但不能溶解Pt和Au.常温下浓硝酸能使Fe、Al钝化（表面生成致密的氧化物薄膜）。硝酸与S、P、C等非金属反应生成相应最高价态的酸和二氧化氮：C+4HNO3（浓） CO2+4 NO2+2H2OS+6HNO3（浓）H2SO4+6 NO2+2H2O能与其它还原剂反应，如：H2S、SO2、Na2SO3、KI、HBr、HI等。浓硝酸与浓盐酸以13的体积比混合后称为王水，能溶解Pt和Au。例题解析例4用以下三种途径来制取相等质量的硝酸铜：（1）铜跟浓硝酸反应；（2）铜跟稀硝酸反应；（3）铜先跟氧气反应生成氧化铜，氧化铜再跟硝酸反应。以下叙述中正确的是（ ）A.三种途径所消耗的铜的物质的量相等B.三种途径所消耗的硝酸的物质的量相等C.所消耗的铜的物质的量是：途径（3）途径（1）途径（2）D.所消耗的硝酸的物质的量是：途径（1）途径（2）途径（3）思路分析：本题是评价制备方案的优劣。从绿色化学角度看要节约原料；同时要做到副产品对环境污染小。（1）Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2+2H2O，(2)3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO+4H2O，(3)2Cu+O22CuO,CuO+2HNO3Cu(NO3)2+H2O。若生成3molCu(NO3)2，可得消耗原料量及生成污染物NOx的量（见下表）：Cu(NO3)2CuHNO3NOx（1）3mol3mol12mol6mol（2）3mol3mol8mol2mol（3）3mol3mol6mol0mol由上表知：（1）耗HNO3最多，生成污染物最多；（3）耗HNO3最少，没有污染物。解题：A、D误区点拨：本题考查对硝酸性质、用途的理解及氧化还原反应知识，通过分析比较选择出最佳途径的能力。从不同浓度硝酸与铜的反应可以看出，在硝酸与铜的反应中，硝酸充当了氧化剂和提供硝酸根两种作用，因稀硝酸与铜反应时，氮元素的化合价由+5降为+2价，故作为氧化剂消耗的硝酸较少，而（3）中氧气为氧化剂，硝酸全部用提供酸根用，故消耗硝酸的为(1)(2)(3)。例5在100ml混合酸中，HNO3和H2SO4的物质的量浓度分别为0.4mol/L和0.1mol/L向该混合液中加1.92g铜粉，加热，待充分反应后，所得溶液中的Cu2+的物质的量浓度(mol/L)是 （）A.0.15mol/L B.0.225mol/L C.0.35mol/L D.0.45mol/L思路分析：1.94g铜物质的量为1.9464=0.03mol；硝酸物质的量为0.04mol,硫酸的物质的量为0.01mol；根据离子方程式来分析：3Cu+ 8H+ + 2NO3- 3Cu+2NO+4H2O 3 8 2 3现有：0.03 0.06 0.04 X进行过量判断，三种参与反应的微粒，H+完全反应，代入计算： X=0.0225mol则c(Cu2+)=0.02250.1=0.225mol解题： B 误区点拨：若根据以下方程式分析,3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO+4H2O 3 8 3 0.03 0.04 x则没有考虑到硫酸提供的H+可以和溶液中的NO3-继续反应，应特别注意。基础训练一、选择题（每小题有一至两个正确答案）1.实验室不需要用棕色试剂瓶保存的试剂是 A.浓硝酸 B.硝酸银 C.氯水 D.浓硫酸2.下列反应的离子方程式正确的是 A.铝片和氢氧化钠溶液反应 Al2OHAlO2+H2B.Cl2通入冷水中 Cl2H2OClClO2HC.铜与稀硝酸反应 3Cu2NO3+8H3Cu22NO+4H2OD.小苏打溶液跟烧碱反应 HCO3OHCO32H2O3把aL含硫酸铵、硝酸铵的溶液分成两等份，一份用b mol烧碱刚好把NH转化为NH3，另一份与氯化钡溶液完全反应消耗c mol BaCl2。则原溶液中NO的浓度为 （ ）A BC D4某金属的硝酸盐加热分解生成的NO2和O2的物质的量之比8:1。在加热过程中，该金属元素的化合价 A、降低 B、升高 C、不变 D、无法确定538.4毫克铜跟适量的浓硝酸反应,铜全部作用后共收集到气体22.4毫升(标准状况),反应消耗的HNO3的物质的量可能是 A.1.010-3摩尔 B.1.610-3摩尔C.2.210-3摩尔 D.2.010-3摩尔6把6mol铜粉投入含8mol硝酸和2mol硫酸的稀溶液中，则标准状况下放出的气体（假设气体全为NO）的物质的量为 ( )A2 mol B3 mol C4 mol D5mol二、填空题：7如图所示转化关系，判断A、B、C、D各是什么物质，写出有关的化学方程式。（1）当A为气体单质时，A是 ，B是 ， C是，D是，E是 EC化学方程式： 。（2）当A为固体单质时，A是 ，B是 ， C是，D是，E是。EC化学方程式： 。8.为了证明铜与稀硝酸反应产生一氧化氮，某校学生实验小组设计了一个实验，其装置如下图所示（加热装置和固定装置均已略去），B为一个用金属丝固定的干燥管，内装块状碳酸钙固体；E为一个空的蒸馏烧瓶；F是用于鼓入空气的双连打气球。（1）实验时，为在E烧瓶中收集到NO，以便观察颜色，必须事先赶出去其中的空气。其中第一步实验操作为： 。如何确定E中空气已被赶尽：_。（2）将A中铜丝放入稀硝酸中，给装置A微微加热，在装置A中产生无色气体，其反应的离子方程式为 。（3）如何证明E中收集到的是NO而不是H2？_ 一段时间后，C中白色沉淀溶解，其原因是_（4）装置D的作用是_9.（10分）向盛有400 mL 某浓度稀硝酸的大烧杯中加入W g 铁粉（还原产物以NO计），充分反应后，铁粉质量减少16.8 g。再往烧杯中加入V mL 4 mol/L 稀硫酸，充分反应后，铁粉质量又减少8.4 g，此时铁粉仍有剩余。求：（1）稀硝酸的物质的量浓度是多少？（2）V的值是多少？（3）要使反应中有氢气生成，W的取值范围是（不必写推导过程）_。一、选择题（每小题有一至两个正确答案）1.D 2.CD 3.C 4.B 5.C 6.B二、填空题：7.（1）N2、NH3、NO、NO2、HNO33Cu + 8HNO3 = 3Cu（NO3）2 + 2NO+ 4H2O（2）S、H2S、SO2、SO3、H2SO4Cu +2H2SO4 CuSO4 + SO2+ 2H2O8（12分）（1）将装CaCO3的干燥管下移与稀HNO3反应产生CO2；当C处出现白色沉淀时（2）3Cu8H2NO3 3Cu22NO4H2O（3）用F向E中鼓入空气，E内颜色加深；NO2进入C生成HNO3使CaCO3溶解（4）吸收过量的NO2，防止空气污染9.（1）2mol/L（4分） （2）50mL （4分） （3）67.2g （2分）111
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