(共82张PPT)
第2课时
DIERKESHI
硝酸 / 守恒法突破硝酸与金属反应的相关计算 / 随堂演练 知识落实 / 课时对点练
硝酸
专题7
核心素养
发展目标
1.能从物质类别、氮元素的价态的角度预测分析硝酸的性质,促进“证据推理与模型认知”化学核心素养的发展。
2.了解硝酸对人类发展的贡献。
内容索引
随堂演练 知识落实
课时对点练
一、硝酸
二、守恒法突破硝酸与金属反应的相关计算
硝酸
一
1.硝酸的物理性质
颜色 状态 气味 密度 特性
无色 液体 气味 ρ(HNO3) ρ(H2O) 挥发
2.硝酸的化学性质
(1)酸的通性
写出下列反应的离子方程式:
①硝酸和氢氧化钠反应: 。
②硝酸和氧化钠反应: 。
③硝酸和碳酸钙反应: 。
刺激性
>
易
H++OH-===H2O
2H++Na2O===2Na++H2O
2H++CaCO3===Ca2++CO2↑+H2O
(2)不稳定性:见光或受热易分解,化学方程式为___________________
。长期存放的浓硝酸呈黄色是因为其分解生成的_____
溶于硝酸中,实验室常将浓硝酸保存在棕色试剂瓶中,并密封贮存在
、 处。
+O2↑+2H2O
NO2
低温
避光
(3)强氧化性
①和金属(Cu)反应的实验探究
实验操作
a.将铜片置于具支试管的底部,用分液漏斗向试管内加入2 mL浓硝酸,将产生的气体通入倒置于水槽里充满水的集气瓶中
b.在上述装置中,用分液漏斗向试管内加5 mL水,稀释硝酸,继续收集产生的气体
实验现象 a.浓硝酸反应比较 ,铜片逐渐溶解,产生红棕色气体,溶液逐渐变 ;集气瓶中充满 体积的无色气体
b.稀硝酸反应比较 ,铜片逐渐溶解,产生 气体,溶液逐渐变 ,集气瓶中充满了无色气体
实验结论 硝酸无论浓、稀都有 ,而且浓度越大,氧化性_____
剧烈
深蓝色
缓慢
无色
蓝色
强氧化性
越强
写出上述反应的化学方程式:
,
。
Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
②与Fe、Al反应
常温下,浓硝酸可使铁、铝表面形成致密的氧化膜而 ,保护内部金属不再与酸反应,所以可以用 质容器或 质容器盛放浓硝酸。加热时,铁、铝可以与浓硝酸反应。
③与非金属反应
写出碳与浓硝酸在加热时反应的化学方程式:____________________
。
钝化
铁
铝
CO2↑+4NO2↑+2H2O
3.应用
硝酸是一种重要的化工原料,常用来制造氮肥、燃料、塑料、炸药、硝酸盐等。硝酸在实验室里是一种重要的化学试剂。
正误判断
(1)硝酸的浓度越大,其氧化性越强( )
(2)稀硝酸可溶解Fe(OH)2生成Fe(NO3)2和水( )
(3)碳、铜与浓硝酸反应时,浓硝酸只表现强氧化性( )
(4)过量的铜和一定量浓硝酸反应,生成的气体只有二氧化氮( )
(5)常温下,将铝片放入浓硝酸,无明显现象,是因为铝和浓硝酸不反应
( )
(6)实验室可以用铜和稀硝酸制备少量的NO气体( )
(7)浓硝酸氧化性很强,常温下就可以和碳发生反应( )
√
×
×
×
×
√
×
1.将稀硝酸和浓硝酸分别作用于紫色石蕊溶液,现象是否相同?为什么?
深度思考
提示 不相同,稀硝酸使紫色石蕊溶液只变红不褪色,浓硝酸比稀硝酸氧化性更强,使紫色石蕊溶液先变红后褪色。
深度思考
提示 (1)(3)组离子不能大量共存,因为酸性条件下, 具有强氧化性,可以氧化Fe2+、I-。
(2)组离子能大量共存,碱性条件下, 没有强氧化性,4种离子间无反应。
应用体验
1.下列对于硝酸的认识不正确的是
A.浓硝酸和稀硝酸都具有氧化性
B.铜与硝酸的反应属于置换反应
C.金属与硝酸反应一定不产生氢气
D.常温下,可用铁质或铝质容器盛装浓硝酸
√
铜与硝酸反应生成Cu(NO3)2、氮氧化物和H2O,不属于置换反应。
2.下列关于硝酸的用途叙述正确的是
A.做防腐剂 B.用于环境消毒
C.制氮肥 D.工业合成氨气
√
在工业上可用于制化肥、农药、炸药、燃料、盐类等,综上所述故选C。
3.某研究小组为了探究硝酸的性质,进行如下实验操作。
(1)从试剂柜中取一瓶浓硝酸,发现其保存在_____色试剂瓶中,取少量浓硝酸于试管中,发现其溶液呈“黄色”,其原因是_______________
______________________________________________________________________________________(用化学方程式和适当文字描述)。该研究小组尝试将显“黄色”的浓硝酸恢复到原本的无色。下列措施合理的是_____(填字母)。
a.向浓硝酸中加水 b.向浓硝酸中通入适量空气
c.加热浓硝酸 d.向浓硝酸中加入适量的NaOH固体
棕
浓硝酸不稳定,
见光或受热易分解,4HNO3 4NO2↑+O2↑+2H2O,NO2溶于浓HNO3使溶液呈黄色
b
(2)向浓硝酸中加入稍过量铜片,该小组同学发现,生成的气体开始呈红棕色后逐渐变浅,最终气体变为无色,试写出上述反应的化学方程式:_______________________________________________________________________________________,在上述反应中,硝酸体现的性质为
_____________。
(3)当实验完毕,该小组同学向试管中滴入少量稀H2SO4,发现铜片又逐渐溶解,产生无色气体,试写出上述的离子方程式:_____________
_____________________________。
Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O、3Cu+8HNO3(稀)===
3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
氧化性和酸性
3Cu+8H++
(4)该小组同学向浓硝酸中加入少量碳粉,无明显现象,缓慢加热,发现碳粉逐渐溶解,产生红棕色气体,试写出上述反应的化学方程式:
________________________________________,在该反应中硝酸体现的性质为________。
氧化性
归纳总结
(1)硝酸与金属反应不能生成氢气。硝酸浓度不同,其还原产物不同,一般情况下,浓硝酸被还原为NO2,稀硝酸被还原为NO。
(2)硝酸能与大多数金属(金、铂等除外)反应,将金属氧化为高价态金属的硝酸盐。但在常温下,浓硝酸能使铁、铝钝化。
(3)热的浓硝酸可将非金属单质(碳、硫、磷等)氧化为最高价氧化物或最高价含氧酸。
(4)硝酸的强氧化性还表现在可以氧化具有还原性的化合物或离子,如SO2、FeO、Fe2+、Br-、I-、S2-、 等均能被硝酸氧化。
返回
守恒法突破硝酸与金属反应的相关计算
二
1.常用的计算方法(以Cu与硝酸反应为例)
(1)原子守恒法
反应前所有的N只存在于HNO3中,反应后含N的物质有HNO3的还原产物(假设有NO2、NO)和Cu(NO3)2,若HNO3过量,则过量HNO3中也含N,则有n(N)=n(NO2)+n(NO)+2n[Cu(NO3)2]+n(HNO3)剩(N原子守恒)。
(2)得失电子守恒法
反应中失去电子的是参加反应的Cu,Cu Cu2+;得到电子的是
被还原的HNO3(假设还原产物为NO2、NO),
NO。根据得失电子守恒,则有2n(Cu)=n(NO2)+3n(NO)。若将生成的氮的氧化物气体与一定量的氧气共同通入水中,氮的氧化物完全生成硝酸,由于开始反应物为硝酸,中间生成了氮的氧化物,但最终又变回了硝酸,所以相当于铜失去的电子最终由氧气得到,则有2n(Cu)=n(O2)。
2.常见两种计算
(1)硝酸与铜反应
浓硝酸与足量的铜反应,开始浓硝酸被还原为NO2,随着反应的进行,浓硝酸变稀,稀硝酸被还原为NO,向反应后的溶液中加稀硫酸,
又被还原为NO。
(2)稀硝酸与铁反应(铁的常见价态:+2、+3)
Fe(少量)+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O;
3Fe(过量)+8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O。
应用体验
1.将19.2 g的铜屑投入400 mL浓度均为0.5 mol·L-1 HNO3和H2SO4的混合溶液中,溶液增加的质量为
A.4.5 g B.9.9 g
C.13.2 g D.14.7 g
√
2.将12.8 g铜完全溶于适量浓硝酸中,生成标准状况下的氮氧化物(仅含NO2和NO)共5.6 L。
(1)若用2 mol·L-1的NaOH溶液吸收气体,恰好反应生成了含NaNO2和NaNO3的混合液,实验测定其中含有NaNO3 0.05 mol。消耗NaOH溶液的体积为______mL。
125
(2)为了使气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3,可同时加入双氧水。则至少需要34%的双氧水的质量为______g。
20
3.含1 mol HNO3的稀硝酸分别与不同质量的铁粉反应,所得氧化产物与铁粉物质的量的关系如图所示(已知稀硝酸的还原产物只有NO),回答下列问题:
(1)曲线a表示______;曲线b表示______(填“Fe2+”或“Fe3+”)。
Fe3+
Fe2+
向稀硝酸中加入铁粉时,发生两个过程,开始先生成Fe(NO3)3,反应的化学方程式为Fe+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O,Fe(NO3)3与过量的铁继续反应生成Fe(NO3)2,反应的化学方程式为2Fe(NO3)3+Fe===3Fe(NO3)2,因此曲线a表示Fe3+,曲线b表示Fe2+。
(2)P点时总反应的离子方程式可表示为_____
______________________________________________。
6Fe
10H2O
P点时铁离子与亚铁离子的物质的量相等,则根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒可知,总反应的离子方程式可表示为6Fe+20H++
===3Fe2++3Fe3++5NO↑+10H2O。
(3)n3∶n2=_______。
5∶4
向稀硝酸中加入铁粉时,发生两个过程,开始先生成Fe(NO3)3,反应的化学方程式为Fe+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O,根据硝酸的物质的量为1 mol,利用化学方程式可
计算出生成的Fe(NO3)3为0.25 mol,即n1=0.25,由2Fe3++Fe===3Fe2+知,n3=0.25 mol× =0.375 mol,根据6Fe+20H++ ===3Fe2++3Fe3++5NO↑+10H2O可知n2=0.3 mol,则n3∶n2=5∶4。
返回
随堂演练 知识落实
1.下列有关浓硝酸的说法不正确的是
A.实验室常用浓硝酸与金属锌反应制备氢气
B.常温下浓硝酸能使金属铝钝化
C.浓硝酸不稳定,见光易分解,需要避光保存
D.浓硝酸易挥发,打开瓶塞,瓶口有白雾产生
√
1
2
3
4
5
1
2
3
4
浓硝酸的氧化性很强,它跟金属发生反应,一般不生成氢气而生成二氧化氮,所以实验室中不能用浓硝酸与金属锌反应制备氢气,A项错误;
在常温下铁、铝遇浓硝酸会被氧化,在表面产生一层致密的氧化物薄膜,对内层的金属起到了保护作用,B项正确;
浓硝酸不稳定,见光容易分解:4HNO3 4NO2↑+O2↑+2H2O,所以应避光保存,C项正确;
浓硝酸易挥发,打开瓶塞,瓶口有白雾产生,D项正确。
5
1
2
3
4
2.下列反应中硝酸既表现出酸性又表现出氧化性的是
A.使紫色石蕊试液变红
B.与铜反应放出NO气体,生成Cu(NO3)2
C.与Na2CO3反应放出CO2气体,生成NaNO3
D.与S单质混合共热时生成H2SO4和NO2
√
A、C项反应中HNO3均表现出酸性;
在B、D项反应中HNO3中氮元素的化合价均降低,表现出氧化性,并且在B项中又有Cu(NO3)2和水生成,说明此反应中HNO3还表现出酸性。
5
3.为证明稀硝酸与铜反应产物中气体为NO,设计如图实验(实验过程中活塞2为打开状态),下列说法不正确的是
A.关闭活塞1,加入稀硝酸至液面a处
B.在装置左侧稍加热可以加快稀硝酸与铜的反应
速率
C.通过关闭或开启活塞1可以控制反应的进行
D.反应开始后,胶塞下方有无色气体生成,但不能证明该气体为NO
1
2
3
4
√
5
1
2
3
4
关闭活塞1,将无法加液体到液面a处,A错误;
加热可以加快稀硝酸与铜的反应速率,B正确;
关闭活塞1,生成的NO把稀硝酸压向右边,使铜丝与稀硝酸分离,C正确;
想证明该气体为NO,必须使NO与O2接触,生成红棕色的NO2,D正确。
5
4.(2022·福州高一调研)铜跟1 mol·L-1的硝酸反应;若c(H+)下降0.4 mol·L-1,则c( )下降
A.0.1 mol·L-1 B.0.2 mol·L-1
C.0.3 mol·L-1 D.0.4 mol·L-1
1
2
3
4
√
5
1
2
3
4
5
5.实验室中常用铜和稀硝酸反应制取一氧化氮:
(1)该反应的化学方程式是______________________________________
______。
(2)反应中被还原的元素是________(填名称,下同),氧化产物是________。
(3)氧化剂与还原剂的物质的量之比是________,硝酸所表现的性质是_______________。
3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+
4H2O
氮元素
硝酸铜
2∶3
强氧化性和酸性
1
2
3
4
5
返回
1
2
3
4
5
铜与稀硝酸反应的化学方程式:3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,该反应中氮元素的化合价从+5价降为+2价,氮元素被还原,硝酸是氧化剂;铜元素的化合价从0价升高为+2价,铜为还原剂,氧化产物是硝酸铜;3 mol铜失去的电子数与2 mol硝酸得到的电子数相同,氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3,此反应中硝酸既表现其强氧化性,又表现其酸性。
课时对点练
题组一 硝酸的性质
1.(2022·杭州高一检测)使用联合国《化学品分类及标记全球协调制度》(简称GHS)中的标准符号可以方便化学品的贸易与运输,下列标准符号中不适用于硝酸的是
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
A B C D
√
硝酸不具有可燃性,A错误;
硝酸具有强氧化性,B正确;
硝酸具有强腐蚀性,C正确;
硝酸具有强氧化性,强腐蚀性,会危害健康,D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
2.(2022·吉林汽车区第三中学高一测试)在反应4HNO3(浓)+C
CO2↑+4NO2↑+2H2O中,浓硝酸表现出的性质是
A.挥发性 B.酸性
C.氧化性 D.还原性
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
√
浓硝酸与C反应,N元素化合价降低,表现氧化性;反应没有生成盐,不体现酸性;挥发性是物理性质,化学方程式中体现不出来,故选C。
3.下列关于硝酸的说法正确的是
A.硝酸与金属反应时,主要是+5价的氮元素得电子
B.浓硝酸与浓盐酸按3∶1的体积比所得的混合物叫王水
C.硝酸电离出的H+,能被Zn、Fe等金属还原成H2
D.常温下,向浓硝酸中投入铁片,会产生大量的红棕色气体
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
硝酸是一种强氧化性的酸,它的氧化性主要是由+5价的氮元素表现出来的;王水中浓盐酸与浓硝酸的体积比是3∶1;硝酸是强氧化性酸,和金属反应,一般不产生H2;常温下浓硝酸能使Fe钝化,不会产生大量的红棕色气体。
4.对下列事实的解释或现象描述正确的是
A.不用浓硝酸和铜屑反应制硝酸铜,说明浓硝酸具有挥发性
B.久置的浓硝酸溶液呈黄色,说明浓硝酸具有不稳定性
C.在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解:再加入Cu(NO3)2固体,铜粉仍
不溶解
D.锌与稀硝酸反应得不到氢气,说明稀硝酸酸性太弱
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
Cu+4HNO3(浓)===2NO2↑+Cu(NO3)2+2H2O,铜和浓硝酸反应除了生成硝酸铜还生成二氧化氮,浓硝酸的利用率不高,与浓硝酸的挥发性无关,而制取硝酸铜通常利用稀硝酸与氧化铜反应,故A错误;
浓硝酸通常保存在棕色的试剂瓶,久置的浓硝酸溶液呈黄色,是因为浓硝酸遇光或受热会发生分解,生成NO2溶解在硝酸中的缘故,说明浓硝酸具有不稳定性,故B正确;
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解,再加入Cu(NO3)2固体,由于在酸溶液中硝酸根离子具有强氧化性,故此时铜粉溶解,故C错误;
硝酸为强氧化性酸,与锌反应不能生成氢气,与其酸性强弱无关,而是和酸根有关,HNO3为强酸,故D错误。
5.以下关于铜与浓硝酸、稀硝酸反应的说法错误的是
A.1 mol浓硝酸被还原转移2 mol电子
B.铜与浓硝酸反应比与稀硝酸反应剧烈
C.铜与浓、稀硝酸反应都不需要加热
D.生成等量的硝酸铜,消耗浓硝酸的量多
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
1 mol浓HNO3被还原生成1 mol NO2,转移1 mol电子,A项错误;
浓硝酸的氧化性强于稀硝酸,Cu与浓HNO3反应比与稀HNO3反应剧烈,B项正确;
Cu与浓、稀HNO3反应都不需要加热,C项正确;
浓硝酸的还原产物是NO2,稀硝酸的还原产物是NO,根据得失电子守恒可判断生成等量的Cu(NO3)2,消耗浓HNO3的量多,D项正确。
题组二 硝酸的计算
6.0.5 mol铜和含1.0 mol HNO3的浓硝酸,充分反应后,生成NO2的量为
A.0.2 mol B.0.5 mol
C.小于0.5 mol D.大于0.5 mol
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
√
7.已知3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,则下列说法不正确的是
A.Cu作还原剂,HNO3作氧化剂
B.HNO3在该反应中只有部分表现出了氧化性
C.每生成22.4 L(标准状况)NO就有3 mol的电子转移
D.如果有8 mol HNO3被还原,则生成了2 mol NO
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
√
8 mol HNO3被还原,生成8 mol NO。
8.一定质量的铜分别与足量的稀硝酸和浓硝酸完全反应,在相同条件下,用排水集气法收集产生的气体(假设产物气体只可能是NO或NO2)。下列叙述一定正确的是
A.硝酸浓度越大,消耗的硝酸越少
B.硝酸浓度不同,生成的Cu(NO3)2的物质的量相同
C.硝酸浓度越大,产生的气体越少
D.用排水集气法收集到的气体在相同状况下体积不同
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
一定质量的Cu分别与足量的稀HNO3和浓HNO3完全反应,发生3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O、Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2
+2NO2↑+2H2O。等量的Cu与酸反应,浓硝酸消耗的多,A错误;
根据Cu守恒,生成的Cu(NO3)2物质的量相同,B正确;
等量的Cu与酸反应,浓硝酸反应生成的气体多,C错误;
因3NO2+H2O===2HNO3+NO,最终收集到的都是NO,由得失电子守恒可知,收集的NO的体积相同,D错误。
9.将19.5 g锌粉与一定量的浓硝酸反应生成硝酸盐、水及气体,当锌粉完全反应时收集到11.2 L NO、NO2混合气(标准状况下),则所消耗硝酸的物质的量是
A.1.2 mol B.1.1 mol
C.0.9 mol D.0.8 mol
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
10.将Mg、Cu组成的2.64 g混合物投入适量稀硝酸中,固体完全溶解时收集到的还原产物NO气体0.896 L(标准状况),向反应后溶液中加入2 mol·L-1NaOH溶液60 mL时金属离子恰好沉淀完全。则形成沉淀质量及硝酸的物质的量分别为
A.4.32 g 0.02 mol B.4.68 g 0.16 mol
C.5.36 g 0.18 mol D.6.38 g 0.2 mol
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
硝酸被还原为NO气体且标准状况下体积为0.896 L,即物质的量为
=0.04 mol,所以转移电子的物质的量为0.04 mol×(5-2)
=0.12 mol;最后沉淀为Cu(OH)2、Mg(OH)2,金属提供的电子的物质的量等于氢氧根离子的物质的量,故最后沉淀质量等于2.64 g+0.12 mol
×17 g·mol-1=4.68 g;所用硝酸转化为NO和硝酸盐,根据NO及转移电子的物质的量可知,硝酸的物质的量为0.04 mol+0.12 mol=0.16 mol。
11.(2022·驻马店高一期末)某化学兴趣小组设计了如图所示的浓HNO3与Cu反应的微型实验。下列说法错误的是
A.挤压塑料瓶使浓HNO3进入干燥管就可
引发反应
B.将装置口向上提起就可停止反应
C.蘸碱液的棉花可起到吸收NO2的作用
D.该装置适用于木炭与浓硝酸或浓硫酸的反应实验
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
挤压塑料瓶使浓HNO3进入干燥管与铜片接触,可以引发反应,A项正确;
将装置口向上提起,使铜片与浓HNO3分离,可使反应停止,B项正确;
NO2是酸性气体,可被碱液吸收,C项正确;
木炭与浓硝酸或浓硫酸的反应需要加热才能够进行,而该装置是在常温下进行的反应装置,D项错误。
12.浅绿色的Fe(NO3)2溶液中逐渐加入少量稀盐酸时,溶液的颜色变化应该是
A.颜色变浅 B.变为红色
C.没有改变 D.变为黄色
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
向浅绿色的Fe(NO3)2溶液中逐滴加入稀盐酸时,发生反应的离子方程式为3Fe2++ +4H+===3Fe3++NO↑+2H2O,三价铁离子为黄色。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
√
14.将14 g铜银合金与足量的硝酸反应,放出的气体与标准状况下体积为1.12 L的O2混合后再通入水中,恰好全部吸收,则合金中铜的质量为
A.4.8 g B.3.2 g
C.6.4 g D.10.8 g
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
分析整个过程,金属提供的电子等于氧气获得的电子,标准状况下,
n(O2)= =0.05 mol,设Cu、Ag的物质的量分别为x、y,则
根据质量列方程:x×64 g·mol-1+y×108 g·mol-1=14 g,根据得失电子守恒列方程:2x+y=0.05 mol×4=0.2 mol,解得x=0.05 mol、y=0.1 mol,m(Cu)=0.05 mol×64 g·mol-1=3.2 g。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
15.用内置有螺旋状铜丝的胶头滴管小心吸取一滴管浓硝酸后迅速插入细口瓶中(如图),滴管与瓶口接触处垫一小块滤纸使滴管与瓶口留少量空隙,依次观察到如下现象:①滴管内产生红棕色气体,液面下降;②滴管内的液面上升,气体变成无色;③滴管内的液面再次下降。下列说法不正确的是
A.现象①中产生的红棕色气体为NO2
B.产生现象②的原因是NO2与水反应
C.产生现象③的原因是铜与稀硝酸反应
D.最终瓶内溶液中的溶质一定只有Cu(NO3)2
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
铜和浓硝酸发生反应:Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,生成的二氧化氮为红棕色气体,A项正确;
现象①中产生的二氧化氮能和水发生反应:3NO2+H2O===
2HNO3+NO,从方程式可知,3 mol红棕色的二氧化氮与水反应,生成1 mol无色的一氧化氮气体,气体的体积减小,滴管内的压强减小,所以滴管内的液面上升,气体变成无色,B项正确;
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
现象②中生成的稀硝酸与内置的螺旋状铜丝发生反应:3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,因滴管内有气体生成,压强增大,所以滴管内的液面再次下降,C项正确;
滴管与瓶口接触处垫一小块滤纸使滴管与瓶口留少量空隙,现象③中生成的一氧化氮气体与氧气、水反应生成硝酸,硝酸继续与铜反应,最终可能有硝酸剩余,所以最终瓶内溶液中的溶质有Cu(NO3)2,也可能有硝酸,D项错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
16.某兴趣小组设计出如图所示装置来改进教材中“铜与硝酸反应”的实验,以探究化学实验的绿色化。
(1)实验前,关闭活塞b,向试管d中加水至浸没长导管口,塞紧试管c和d的胶塞,加热c,其目的是_____
___________。
(固定装置略去)
检查
装置气密性
连接好一整套装置,关闭分液漏斗活塞,把出气导管液封,加热发生装置,是为了检验装置气密性。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
(2)在试管d中加适量NaOH溶液,试管c中放一小块铜片,由分液漏斗a向试管c中加入2 mL浓硝酸,试管c中反应的化学方程式是_____________________________
_______________。再由分液漏斗a向试管c中加2 mL蒸馏水,试管c中的实验现象是___________________
_____。
(固定装置略去)
Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+
2NO2↑+2H2O
反应变慢,气体颜色
变浅
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
(固定装置略去)
铜片与2 mL浓硝酸反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,再加入2 mL 蒸馏水,硝酸浓度变稀,降低了反应物浓度使反应减慢,同时产物气体由NO2变为NO,故装置中气体颜色变浅。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
(3)右表是制取硝酸铜的三种方案,能体现绿色化学理念的最佳方案是____,理由是____________________。
方案 反应物
甲 Cu、浓HNO3
乙 Cu、稀HNO3
丙 Cu、O2、稀HNO3
丙
耗酸量最少,无污染
从题表中制取硝酸铜的三种方案可以看出丙方案消耗反应物硝酸少(只起酸性作用)且不产生污染气体NO、NO2等,是体现绿色化学的最佳方案。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
17.某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是NO而设计了下列实验,装置如图所示(加热装置和固定装置均已略去)。图中K为止水夹(处于关闭状态),F是一半空的注射器。请回答有关问题:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
(1)设计装置A的目的是__________
______________________________
_________________________。
(2)在完成(1)中的“操作”后,将装置B中铜丝插入稀硝酸并微热,
产生CO2,
赶走装置中的空气,防止因NO与O2反应生成NO2而产生干扰
观察到装置B中的现象是_______________________________________
_______________;B中反应的离子方程式为______________________
_____________________。
Cu丝表面产生气泡,稀硝酸液面上方仍为
无色,溶液变蓝
3Cu2++2NO↑+4H2O
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
(3)装置E和F的作用是___________
_______;为实现此作用,其操作
方法是________________________
______________________________
____。
验证NO的
生成
将注射器中的空气推入E中,
若气体变为红棕色则说明生成了
NO
(4)装置D的作用是____________________________________________。
吸收多余的氮氧化物,防止污染空气;防止倒吸
返回
本课结束
专题7