硝酸的性质与硝酸工业.docx

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1、第35讲硝酸的性质与硝酸工业一、学习目标1 .掌握硝酸的物理性质2 .掌握硝酸的化学性质3 .掌握硝酸的工业制法二、知识梳理L物理性质：挥发性，无色透明液体 略带黄色(溶有N02)4 .硝酸的工业制法(1)流程：NH3催化氧化NO 包 NO2至HNO3(2)设备：氧化炉：a.4NH3+ 502 催化加热4N0 + 6H2。b. 2N0 + 022NO2吸收塔：3NO2+ H202HNO3 + NO(3)尾气处理：将生成的NO再次氧化3 ,化学性质强氧化性：硝酸具有极强的氧化性，腐蚀性钝化：冷的浓硝酸与铁，铝与金属反应：Cu + 4HNO3(浓).加热.2NO2(g) + Cu(NO)2+ 2H

2、2O3Cu + 8HNO3 加热2N0(g) + 3Cu(NO)2 +4H2O与非金属反应C + 4HNO3 (浓) 力口热 4N02(g) + 82 + 2 H2O硝酸分解：4HN0?光照/加热-2NO2(g) + 02 + 2H2O酸的通性：注意考虑氧化性4 .硝酸的用途：王水：浓HNO3：浓HC1=1 ： 3体积比 溶解惰性金属(Au, Pt)三、例题解析1 .物质的量之比为2:5的锌与稀硝酸恰好完全反应，若硝酸被还原的产物为 N20 ,反应结束后锌没有剩余，则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物 质的量之比是（）A. 1:4B. 1:5C. 2:3D. 2:52 . 0.03mol

3、Cu投入到一定量的浓HNCh中，Cu完全溶解，生成气体颜色越来越浅, 共收集到标准状况下672 mL气体，将盛有此气体的容器倒扣在水槽中，通入标 准状况下一定体积的02,恰好使气体完全溶于水，则通入。2的体积为（）A.504 mLB. 336 mLC. 224 mLD. 168 mL3 .某单质跟浓硝酸反应，若参加反应的单质和硝酸的物质的量之比为1:4,浓硝酸 还原为N02,则该元素在反应中显示的化合价可能是（）A. +2B. +3C. +4D. +54.某兴趣小组设计出右图所示装置来改进教材中“铜与硝酸反应”实验，以探究化 学实验的绿色化.方案甲反应物Cu、浓HNCh方案乙反应物Cu、稀HN

4、O3方案丙反应物Cu、O2、稀HNO3（1）实验前，关闭活塞b ,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 o其目的是 o（2）在d中加适量NaOH溶液，c中放一小块铜片，由分液漏斗a向c中加入2 mL浓硝酸。c中反应的化学方程式是。再由a 向c 中加2 mL蒸镯水，c 中的实验现象是 o（3）左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 O 理由是 O（4）该小组还用上述装置进行实验证明氧化性KMnO4Cl2Br2。操作步骤 为，实验现象为 ; 但此实验的不足之处是 o四、课后习题1. 一定量的浓硝酸与过量的铜充分反应，生成的气体是（A.只有N02B.只有N

5、OC. NCh 和 NOD. NO2 和 H22 .用铜锌合金制成假金元宝骗人的事件屡有发生，下列不可以区别其真伪的方法 是（）A.测定密度B.放入硝酸中C.放入盐酸中D.观察外观3 .取三张蓝色石蕊试纸放在玻璃上，然后按顺序滴加65%的HNO3、98.3%H2s。4和新制氯水，三张试纸最后呈现的颜色是（）A.白、红、白B.红、黑、红C.红、红、红D.白、黑、白4 .工业上用5.1t氨制取硝酸，理论上能生成63%在硝酸（）A. 10tC. 20tD. 30t5.物质的量之比为2：5的锌与稀硝酸反应，若硝酸被还原的产物为N20,反应结 束后锌没有剩余，则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质

6、的量之比是 （ ）A. 1： 4B. 1： 5C. 2： 3D. 2： 56.下列离子组中，不能大量共存的是（）A. K+、 Fe2 NO3 、 Cl-B. H+、 Fe2 NCh SO42C. H NH4+、N03 SO42-D. K Cu2 so42 cr3反应，铜全部作用后，共收集到气体22.4mL （标准状况下），反应消耗的HNOs 的物质的量可能是（）A. LOxltr3moiB.1.6xW3molC. 2.2xl0-3molD.2.4xl0 3mol8.对下列事实的解释正确的是（）A.浓硝酸在光照下变黄，说明浓硝酸不稳定，且生成的产物可溶于浓硝酸B.向某溶液中加入氯化钢溶液和稀硝酸

7、，有白色沉淀生成，说明该溶液中一定 含有SO42-C.常温下，将铜放入浓硫酸中无明显变化，说明铜在冷浓硫酸中钝化D.氯气使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝，说明氯气与淀粉反应课后习题答案1 .【分析】根据反应过程中浓硝酸会变为稀硝酸，稀硝酸继续和铜反应.【解答】解:因先开始铜与浓硝酸反应：CU+4HNO3 (浓)=Cu (N03) 2+2NO2T+2H2O,随 着反应的进行，浓硝酸会变为稀硝酸，稀硝酸继续与铜反应：3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3) 2+2NOT+4H2O,所以，产生的气体为N02和NO.故选：C.2 .【分析】铜锌合金能与酸发生置换反应而放出氢气，在空气中灼热会变成黑色等，能

8、与 硝酸银溶液发生置换反应，以此解答该题.【解答】解：A.测定密度，铜锌合金密度小于黄金，测定密度时会发现二者密度不同，密 度小者为假；可以区别真伪，故A正确；B.铜锌合金可溶于硝酸，可金不容，可鉴别真伪, 故B正确；C.锌可与盐酸反应生成氢气，可鉴别，故C正确；D.由于二者的颜色基本一 致，所以难于比较真假，故D错误.故选D.3 .【分析】浓硝酸具有强氧化性，浓硫酸具有脱水性，氯水中次氯酸具有漂白性，据此分 析解答.【解答】解：硝酸具有强氧化性，将试纸中的有色物质氧化成无色的，所以最后试纸变为白 色；浓硫酸具有脱水性，试纸和其中的有色物质都是有机物，浓硫酸将有机物中的H、。元 素以2： 1水

9、的形式脱去，只剩下黑色的碳，所以最后试纸变为黑色；新制氯水中次氯酸具 有漂白性，且溶液呈酸性，所以先使试纸变红色后褪色，所以最后试纸为白色； 故选D.4 .【分析】氨气催化氧化生成一氧化氮，一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮、 氧气、水反应生成硝酸，依据氮原子个数守恒可知：NH3NOHNO3,据此计算生成 硝酸的量.【解答】解：设理论上能生成63%在硝酸xt,依据氮原子个数守恒可知：NH3NOHNO3,NH3-HNO317635.1txx63%x= (5.1tx63) ; (17x63%) =30t,故选：D.5 .【分析】锌与稀硝酸反应时硝酸既表现酸性又表现氧化性，根据原子守恒和电子守

10、恒规 律来解决.【解答】解：锌与稀硝酸反应时硝酸既表现酸性又表现氧化性，根据原子守恒和电子守恒, 2mol锌失去4mol电子，生成2mol锌离子，由于生成硝酸锌，则其结合的硝酸根离子是4mol, 则剩余的Imol的硝酸被还原为N2O就得到4moi电子，硝酸也全部反应，则该反应中被还 原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是1： 4,即4Zn+10HNO3(一般稀)=4Zn (NO3) 2+N2OT+5H2。.故选 A.6 .【分析】根据离子之间能结合生成沉淀、气体、水等，能发生氧化还原反应等，则离子 不能大量共存，以此来解答.【解答】解：A、C、D中离子之间不反应，可大量共存，只有B中H+、F

11、e2 NO3-发生氧 化还原反应，不能大量共存，故选B.7 .【分析】铜和硝酸反应，随着浓度的减少，硝酸的还原产物的价态越低，铜和浓硝酸反 应生成N02,而与稀硝酸反应时则生成NO,故生成的气体有NO2和NO,根据 混合气体的物质的量可得被还原的硝酸的物质的量,根据生成硝酸铜的物质的量 可知表现酸性的硝酸的物质的量，以此计算反应消耗的硝酸的物质的量.【解答】解：铜和硝酸反应，随着浓度的减少，硝酸的还原产物的价态越低，铜和浓硝酸反 应生成N02,而与稀硝酸反应时则生成NO,故生成的气体有NO2和NO,贝In (NO2) +n (NO) =2： 24 X 10L=l.OxlO 3mol,22. 4

12、L/mol即被还原的硝酸的物质的量为1.0xW3mol,一3n (Cu)_L=0.6xW3mol,则生成 n (Cu (NO3) 2) =0.6xW3mol,64g/mol可知表现酸性的硝酸的物质的量为0.6xlO-3mox2=l.2xl(T3moi,则：参加反应的硝酸的物质的量为：L0xl0-3moi+L2xl0,3moi=2.2xl0-3moi, 故选C.8.【分析】A、浓硝酸不稳定分解生成的二氧化氮溶于硝酸，使硝酸呈黄色；B、某溶液中加入硝酸酸化的氯化钢溶液，有白色沉淀生成，溶液可能含有Ag+ 或SCU2-或SO32-； C、钝化是生成一层致密的氧化物保护膜，阻止内部金属继 续反应，铜片与浓硫酸反应需要加热；D、氯气氧化碘离子为碘单质，碘遇淀粉 变蓝色.【解答】解：A、浓硝酸不稳定分解生成的二氧化氮溶于硝酸，使硝酸呈黄色，故A正确； B、溶液含有Ag+或SO42-或SO32-,加入硝酸酸化的氯化钢溶液，会有白色沉淀生成，不能 说明溶液含SCU2-,故B错误；C、钝化是生成一层致密的氧化物保护膜，阻止内部金属继 续反应，铜片与浓硫酸反应需要加热，不加热铜与浓硫酸不反应，不能说明铜在冷的浓硫酸 中发生钝化，故C错；D、误氯气氧化碘离子为碘单质，碘遇淀粉变蓝色，故D错误； 故选：A.