第四节 硝 酸
图片预览
文档简介
本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com
第四节 硝 酸
【基础考点梳理】
一．硝酸的物理性质：
纯硝酸是 色、易挥发、有刺激性气味的液体，密度为1.5027g/cm3，沸点83℃。
98%以上的浓硝酸在空气由于挥发出HNO3而产生“发烟”现象，通常叫做 。
常用浓硝酸的质量分数大约为69%。
盐酸 硫酸 硝酸
挥发性 有 无 有
气味 刺激性 无 刺激性
常用浓酸 浓度 37% 98% 69%
密度( g·cm-3) 1.19 1.84 1.42
发黄原因 溶有Fe3+ 分解，溶有NO2
有无纯酸 无 有 有
二．硝酸的化学性质
硝酸是一种强酸，除具有酸的通性外，还有它本身的特性。
1．不稳定性：
纯净的硝酸或浓硝酸在常温下见光就分解，酸越浓越易分解，受热时分解更快。
4HNO3 （硝酸越浓越易分解）
分解放出的NO2溶于HNO3，而使HNO3呈黄色。
【思考】久置变黄的硝酸如何除去黄色？
硝酸保存：棕色瓶冷暗处
2．强氧化性：
硝酸是一种强的氧化剂，不论稀硝酸或浓硝酸都具有氧化性，几乎跟所有的金属(Au、Pt除
外)或非金属发生氧化还原反应。
⑴ 跟金属的反应
一般情况下，浓HNO3被金属还原为NO2，稀HNO3被金属还原为NO。
Cu + HNO3(浓)＝
Cu + HNO3(稀)＝
常温下，Al、Fe等金属在浓HNO3中会发生钝化现象，固可用铝制或铁制容器盛放浓HNO3。
Fe与稀硝酸反应，应有以下几种情况：
a、Fe + 4HNO3(稀) ＝ Fe(NO3)3 + NO↑+ 2H2O，
b、3Fe + 8HNO3(稀) ＝ 3Fe(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O，
c、所得产物为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2混合物时，Fe 与HNO3的物质的量之比为
【思考】浓硝酸、稀硝酸的氧化性不能比 ，而是比
硝酸的浓度愈大，其氧化性
⑵ 跟非金属的反应
4HNO3(浓) + C
6HNO3(浓) + S
5HNO3(浓) + P
⑶ 某些化合物，如S2－、SO32－、Fe2+、I－等
SO32－ + NO3－ + H+ ＝
⑷ 与有机物的反应
① + HNO3 + H2O
为何制得的硝基苯为谈黄色？
怎样将淡黄色除去得到纯硝基苯？
② 与醇、纤维素的酯化。（制火棉和胶棉）
③ 与蛋白质发生颜色反应。
因为硝酸具有强氧化性，对皮肤、衣物、纸张等都有腐蚀作用，所以使用硝酸（特别是浓硝酸）时，一定要格外小心，注意安全。万一不慎将浓硝酸弄到皮肤上，应立即用大量水冲洗，再用小苏打水或肥皂洗涤。
王水：浓硝酸和浓盐酸的混合物（体积比为1∶3）叫王水。能使一些不溶于硝酸的金属如金、
铂等溶解。
如：3Pt + 4HNO3 + 18HCl = 3H2PtCl6 + 4NO↑+ 8H2O
三．硝酸的实验室制法：
⑴ 实验室制法：
化学方程式：NaNO3 + H2SO4(浓) NaHSO4 + HNO3↑
利用浓硫酸的 制取挥发性的硝酸。
【思考】a．实验室制HNO3的原理与制HCl完全相同，为什么不能加强热？
b．制HNO3发生装置是否与制Cl2完全相同？
（不同，一般制HNO3只能用曲颈甑，若用与制Cl2相同的装置，橡皮塞用铝箔包起来）
⑵工业制法——氨的催化氧化法
① 氨的氧化（氧化炉）
② NO的氧化
③ NO2的吸收和硝酸的生成（吸收塔）
④ 尾气吸收（用NaOH溶液） NO2 + NaOH ＝
⑤ 稀HNO3浓缩——吸水剂Mg(NO3)2或浓H2SO4再蒸馏
四．硝酸的用途：
硝酸是一种重要的化工原料，可用于制造炸药、染料、塑料、硝酸盐等；在实验室里，
它是一种重要的化学试剂。
五．硝酸盐：
易溶于水，加热易分解，高温时硝酸盐作氧化剂，活泼性不同的金属，它们的硝酸盐受热分
解的产物不同。
按金属活动性顺序表
1．从K→Na的硝酸盐分解生成亚硝酸盐和氧气。
如：NaNO3
2．从Mg→Cu的硝酸盐分解生成氧化物，二氧化氮和氧气。
如：Cu(NO3)2
3．从Hg→Ag的硝酸盐分解的产物为金属单质，二氧化氮和氧气。
如：AgNO3
六．知识网络：
基础考点梳理答案：
一．无 发烟硝酸
二．
1．4HNO3 4NO2+O2+2H2O
通入空气或氧气
2．⑴
Cu + 4HNO3(浓)＝Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3Cu +8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
＜＜
【思考】得电子多少 得电子难易 越强
⑵ 4HNO3(浓) + C CO2↑+4NO2↑+2H2O
6HNO3(浓) + S H2SO4+6NO2↑+2H2O
5HNO3(浓) + P H3PO4+5NO2↑+H2O
⑶3SO32－ +2NO3－ + 2H+ ＝ 3SO42—+2NO↑+H2O
⑷ ① 溶有硝酸的缘故 碱洗分液
三．硝酸的实验室制法：
⑴ 难挥发性
【思考】a．易挥发
⑵① 4NH3+5O2 4NO+6H2O
② 2NO+O2=2NO2
③ 3NO2+H2O=2HNO3+NO↑
④2NO2 +2NaOH ＝NaNO3+NaNO2+H2O
五．K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、H、Cu、Hg、Ag、Pt、Au
1．2NaNO3 2NaNO2+O2
2．2Cu(NO3)2 2CuO+4NO2+O2
3．2AgNO3 2Ag+2NO2+O2
【解题方法规律技巧大放送】
一、NH4+ NO3－的检验：
1．NH4+ 的检验：
加碱溶液加热，产生无色有刺激性气味的气体，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变成蓝色。
反应原理：NH4+ + OH－ NH3↑+H2O
气体溶于水后显碱性的只有NH3。
2．NO3－ 的检验：
固体(或浓溶液)+浓硫酸+铜片 蓝色溶液+ 红棕色气体
反应原理：NO3－+ H2SO4(浓) → HNO3(浓)
Cu + 4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
因为有NO3－、H+，是铜和浓HNO3反应所致。若硝酸盐溶液比较稀，相当于铜跟稀硝酸反
应，产生无色气体NO现象不明显，因此可将稀溶液浓缩后再检验。
3．PO43－ 的检验：
加AgNO3溶液，生成黄色沉淀，再加稀硝酸，沉淀溶解。（注意与I－检验的区别）
反应原理：3Ag＋＋PO＝ Ag3PO4 Ag3PO4＋3H＋＝ 3Ag++H3PO4
【例1】限用一种试剂，经过一次性实验就能鉴别Na2CO3、(NH4)2SO4、NH4Cl、KNO3溶液，应选用
A、AgNO3溶液 B、NaOH溶液
C、Ba(OH)2溶液 D、盐酸
答案：C
解析：分析可知答案为C，A项与Na2CO3 、NH4Cl都有白色沉淀生成无法鉴别，NaOH溶液与(NH4)2SO4、NH4Cl反应都有刺激性气味气体的产生，也无法鉴别。盐酸与(NH4)2SO4、NH4Cl、KNO3都没任何现象高
二、有硝酸参与的氧化还原反应的计算
单质与硝酸的反应，首先要讨论分析单质是金属还是非金属。若为金属参加的反应，则硝酸分为两部分，一部分作氧化剂，另一部分起酸的作用生成硝酸盐，应先确定未被还原的硝酸，再由电子得失守恒求解。若为非金属，则参加反应的硝酸全部被还原。
1．硝酸与铜的反应
随反应的进行，硝酸的浓度逐渐减小，产物由NO2变为NO。过程分析如下：
由此可看出，无论产物是NO2或NO或两者的混合物，都有生产1mol气体就有1mol硝酸被还原体现氧化性（N原子守恒），即：被还原的硝酸与气体的物质的量相等。
2．硝酸与铁的反应
Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O ①
3Fe(过量)+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O ②
由上述结论知，①中体现氧化性的硝酸占参加反应的硝酸的，②同样是。原因是②可以看作是Fe先与硝酸发生反应①，过量的Fe与生成的Fe(NO3)3再反应生成的Fe(NO3)2。
又：
当≤时，按反应①进行。
当≥时，按反应②进行。
当＜＜时，则①②两反应都发生。
【例2】38.4mgCu跟适量的浓HNO3反应，Cu全部作用后，在标准状况下收集到气体22.4mL（不考虑NO2部分聚合成N2O4），则消耗HNO3的物质的量
A．1.0×10—3mol B．1.6×10—3mol C．2.2×10—3mol D．2.4×10—3mol
答案：C
解析：⑴HNO3被还原为NO2和NO。被还原的HNO3的物质的量即气体（NO2和NO）的物质的量。标准状况下22.4mL气体的物质的量为1.0×10—3 mol。
⑵未被还原的HNO3的物质的量是Cu(NO3)2即Cu的物质的量的2倍。
Cu为×10—3 mol=0.6×10—3 mol
⑶共消耗硝酸：0.6×10—3 mol×2+1.0×10—3 mo=2.2×10—3 mol
【例3】Cu2S与一定浓度的HNO3反应，生成Cu(NO3)2、CuSO4、NO2、NO和H2O，当NO2和NO的物质的量为1∶1时，实际参加反应的Cu2S与HNO3物质的量之比为 （ ）
A．1∶7 B．1∶9 C． 1∶5 D．2∶9
答案：A
解析：Cu2S被氧化的产物是Cu(NO3)2、CuSO4，1molCu2S失去电子的物质的量= 2×1+1×8=10mol；HNO3被还原的产物是NO2、NO，且NO2和NO的物质的量为1∶1，1molHNO3被还原成0.5mol NO2、0.5mol NO，得到电子物质的量0.5×1+0.5×3=2mol根据电子守恒,若还原剂Cu2S是1mol时,作为氧化剂的HNO3必须5mol，根据物料守恒： 1molCu2S→1molCuSO4+1molCu(NO3)2（铜原子和硫原子守恒），参加反应的HNO3起酸性和氧化性作用，HNO3起酸性作用生成Cu(NO3)2, HNO3 2mol。1molCu2S参加反应时起氧化性HNO3为5mol、酸性作用HNO3为2mol，共7mol。实际参加反应的Cu2S与HNO3的物质的量之比为1∶7。
浓H2SO4
50~60℃
NO2
微热
NH3·H2ONH3N2NONO2HNO3
Ag(NH3)2+
Mg3N2
NH4Cl
N2O4
NaNO2
催化剂
△
HNO3
NO
Cu(NO3)2
NO2
被还原
未被还原
21世纪教育网 -- 中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。 版权所有@21世纪教育网
第四节 硝 酸
【基础考点梳理】
一．硝酸的物理性质：
纯硝酸是 色、易挥发、有刺激性气味的液体，密度为1.5027g/cm3，沸点83℃。
98%以上的浓硝酸在空气由于挥发出HNO3而产生“发烟”现象，通常叫做 。
常用浓硝酸的质量分数大约为69%。
盐酸 硫酸 硝酸
挥发性 有 无 有
气味 刺激性 无 刺激性
常用浓酸 浓度 37% 98% 69%
密度( g·cm-3) 1.19 1.84 1.42
发黄原因 溶有Fe3+ 分解，溶有NO2
有无纯酸 无 有 有
二．硝酸的化学性质
硝酸是一种强酸，除具有酸的通性外，还有它本身的特性。
1．不稳定性：
纯净的硝酸或浓硝酸在常温下见光就分解，酸越浓越易分解，受热时分解更快。
4HNO3 （硝酸越浓越易分解）
分解放出的NO2溶于HNO3，而使HNO3呈黄色。
【思考】久置变黄的硝酸如何除去黄色？
硝酸保存：棕色瓶冷暗处
2．强氧化性：
硝酸是一种强的氧化剂，不论稀硝酸或浓硝酸都具有氧化性，几乎跟所有的金属(Au、Pt除
外)或非金属发生氧化还原反应。
⑴ 跟金属的反应
一般情况下，浓HNO3被金属还原为NO2，稀HNO3被金属还原为NO。
Cu + HNO3(浓)＝
Cu + HNO3(稀)＝
常温下，Al、Fe等金属在浓HNO3中会发生钝化现象，固可用铝制或铁制容器盛放浓HNO3。
Fe与稀硝酸反应，应有以下几种情况：
a、Fe + 4HNO3(稀) ＝ Fe(NO3)3 + NO↑+ 2H2O，
b、3Fe + 8HNO3(稀) ＝ 3Fe(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O，
c、所得产物为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2混合物时，Fe 与HNO3的物质的量之比为
【思考】浓硝酸、稀硝酸的氧化性不能比 ，而是比
硝酸的浓度愈大，其氧化性
⑵ 跟非金属的反应
4HNO3(浓) + C
6HNO3(浓) + S
5HNO3(浓) + P
⑶ 某些化合物，如S2－、SO32－、Fe2+、I－等
SO32－ + NO3－ + H+ ＝
⑷ 与有机物的反应
① + HNO3 + H2O
为何制得的硝基苯为谈黄色？
怎样将淡黄色除去得到纯硝基苯？
② 与醇、纤维素的酯化。（制火棉和胶棉）
③ 与蛋白质发生颜色反应。
因为硝酸具有强氧化性，对皮肤、衣物、纸张等都有腐蚀作用，所以使用硝酸（特别是浓硝酸）时，一定要格外小心，注意安全。万一不慎将浓硝酸弄到皮肤上，应立即用大量水冲洗，再用小苏打水或肥皂洗涤。
王水：浓硝酸和浓盐酸的混合物（体积比为1∶3）叫王水。能使一些不溶于硝酸的金属如金、
铂等溶解。
如：3Pt + 4HNO3 + 18HCl = 3H2PtCl6 + 4NO↑+ 8H2O
三．硝酸的实验室制法：
⑴ 实验室制法：
化学方程式：NaNO3 + H2SO4(浓) NaHSO4 + HNO3↑
利用浓硫酸的 制取挥发性的硝酸。
【思考】a．实验室制HNO3的原理与制HCl完全相同，为什么不能加强热？
b．制HNO3发生装置是否与制Cl2完全相同？
（不同，一般制HNO3只能用曲颈甑，若用与制Cl2相同的装置，橡皮塞用铝箔包起来）
⑵工业制法——氨的催化氧化法
① 氨的氧化（氧化炉）
② NO的氧化
③ NO2的吸收和硝酸的生成（吸收塔）
④ 尾气吸收（用NaOH溶液） NO2 + NaOH ＝
⑤ 稀HNO3浓缩——吸水剂Mg(NO3)2或浓H2SO4再蒸馏
四．硝酸的用途：
硝酸是一种重要的化工原料，可用于制造炸药、染料、塑料、硝酸盐等；在实验室里，
它是一种重要的化学试剂。
五．硝酸盐：
易溶于水，加热易分解，高温时硝酸盐作氧化剂，活泼性不同的金属，它们的硝酸盐受热分
解的产物不同。
按金属活动性顺序表
1．从K→Na的硝酸盐分解生成亚硝酸盐和氧气。
如：NaNO3
2．从Mg→Cu的硝酸盐分解生成氧化物，二氧化氮和氧气。
如：Cu(NO3)2
3．从Hg→Ag的硝酸盐分解的产物为金属单质，二氧化氮和氧气。
如：AgNO3
六．知识网络：
基础考点梳理答案：
一．无 发烟硝酸
二．
1．4HNO3 4NO2+O2+2H2O
通入空气或氧气
2．⑴
Cu + 4HNO3(浓)＝Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3Cu +8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
＜＜
【思考】得电子多少 得电子难易 越强
⑵ 4HNO3(浓) + C CO2↑+4NO2↑+2H2O
6HNO3(浓) + S H2SO4+6NO2↑+2H2O
5HNO3(浓) + P H3PO4+5NO2↑+H2O
⑶3SO32－ +2NO3－ + 2H+ ＝ 3SO42—+2NO↑+H2O
⑷ ① 溶有硝酸的缘故 碱洗分液
三．硝酸的实验室制法：
⑴ 难挥发性
【思考】a．易挥发
⑵① 4NH3+5O2 4NO+6H2O
② 2NO+O2=2NO2
③ 3NO2+H2O=2HNO3+NO↑
④2NO2 +2NaOH ＝NaNO3+NaNO2+H2O
五．K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、H、Cu、Hg、Ag、Pt、Au
1．2NaNO3 2NaNO2+O2
2．2Cu(NO3)2 2CuO+4NO2+O2
3．2AgNO3 2Ag+2NO2+O2
【解题方法规律技巧大放送】
一、NH4+ NO3－的检验：
1．NH4+ 的检验：
加碱溶液加热，产生无色有刺激性气味的气体，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变成蓝色。
反应原理：NH4+ + OH－ NH3↑+H2O
气体溶于水后显碱性的只有NH3。
2．NO3－ 的检验：
固体(或浓溶液)+浓硫酸+铜片 蓝色溶液+ 红棕色气体
反应原理：NO3－+ H2SO4(浓) → HNO3(浓)
Cu + 4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
因为有NO3－、H+，是铜和浓HNO3反应所致。若硝酸盐溶液比较稀，相当于铜跟稀硝酸反
应，产生无色气体NO现象不明显，因此可将稀溶液浓缩后再检验。
3．PO43－ 的检验：
加AgNO3溶液，生成黄色沉淀，再加稀硝酸，沉淀溶解。（注意与I－检验的区别）
反应原理：3Ag＋＋PO＝ Ag3PO4 Ag3PO4＋3H＋＝ 3Ag++H3PO4
【例1】限用一种试剂，经过一次性实验就能鉴别Na2CO3、(NH4)2SO4、NH4Cl、KNO3溶液，应选用
A、AgNO3溶液 B、NaOH溶液
C、Ba(OH)2溶液 D、盐酸
答案：C
解析：分析可知答案为C，A项与Na2CO3 、NH4Cl都有白色沉淀生成无法鉴别，NaOH溶液与(NH4)2SO4、NH4Cl反应都有刺激性气味气体的产生，也无法鉴别。盐酸与(NH4)2SO4、NH4Cl、KNO3都没任何现象高
二、有硝酸参与的氧化还原反应的计算
单质与硝酸的反应，首先要讨论分析单质是金属还是非金属。若为金属参加的反应，则硝酸分为两部分，一部分作氧化剂，另一部分起酸的作用生成硝酸盐，应先确定未被还原的硝酸，再由电子得失守恒求解。若为非金属，则参加反应的硝酸全部被还原。
1．硝酸与铜的反应
随反应的进行，硝酸的浓度逐渐减小，产物由NO2变为NO。过程分析如下：
由此可看出，无论产物是NO2或NO或两者的混合物，都有生产1mol气体就有1mol硝酸被还原体现氧化性（N原子守恒），即：被还原的硝酸与气体的物质的量相等。
2．硝酸与铁的反应
Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O ①
3Fe(过量)+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O ②
由上述结论知，①中体现氧化性的硝酸占参加反应的硝酸的，②同样是。原因是②可以看作是Fe先与硝酸发生反应①，过量的Fe与生成的Fe(NO3)3再反应生成的Fe(NO3)2。
又：
当≤时，按反应①进行。
当≥时，按反应②进行。
当＜＜时，则①②两反应都发生。
【例2】38.4mgCu跟适量的浓HNO3反应，Cu全部作用后，在标准状况下收集到气体22.4mL（不考虑NO2部分聚合成N2O4），则消耗HNO3的物质的量
A．1.0×10—3mol B．1.6×10—3mol C．2.2×10—3mol D．2.4×10—3mol
答案：C
解析：⑴HNO3被还原为NO2和NO。被还原的HNO3的物质的量即气体（NO2和NO）的物质的量。标准状况下22.4mL气体的物质的量为1.0×10—3 mol。
⑵未被还原的HNO3的物质的量是Cu(NO3)2即Cu的物质的量的2倍。
Cu为×10—3 mol=0.6×10—3 mol
⑶共消耗硝酸：0.6×10—3 mol×2+1.0×10—3 mo=2.2×10—3 mol
【例3】Cu2S与一定浓度的HNO3反应，生成Cu(NO3)2、CuSO4、NO2、NO和H2O，当NO2和NO的物质的量为1∶1时，实际参加反应的Cu2S与HNO3物质的量之比为 （ ）
A．1∶7 B．1∶9 C． 1∶5 D．2∶9
答案：A
解析：Cu2S被氧化的产物是Cu(NO3)2、CuSO4，1molCu2S失去电子的物质的量= 2×1+1×8=10mol；HNO3被还原的产物是NO2、NO，且NO2和NO的物质的量为1∶1，1molHNO3被还原成0.5mol NO2、0.5mol NO，得到电子物质的量0.5×1+0.5×3=2mol根据电子守恒,若还原剂Cu2S是1mol时,作为氧化剂的HNO3必须5mol，根据物料守恒： 1molCu2S→1molCuSO4+1molCu(NO3)2（铜原子和硫原子守恒），参加反应的HNO3起酸性和氧化性作用，HNO3起酸性作用生成Cu(NO3)2, HNO3 2mol。1molCu2S参加反应时起氧化性HNO3为5mol、酸性作用HNO3为2mol，共7mol。实际参加反应的Cu2S与HNO3的物质的量之比为1∶7。
浓H2SO4
50~60℃
NO2
微热
NH3·H2ONH3N2NONO2HNO3
Ag(NH3)2+
Mg3N2
NH4Cl
N2O4
NaNO2
催化剂
△
HNO3
NO
Cu(NO3)2
NO2
被还原
未被还原
21世纪教育网 -- 中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。 版权所有@21世纪教育网