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使用次数:226
更新时间:2021-09-14
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1.

铜与浓硝酸反应生成 NO 2 ,浓硝酸变稀后生成 NO( 沸点为 −151 ) ,某探究小组由这一实验事实出发,猜测碳与浓硝酸反应生成 NO 2 ,浓硝酸变稀后生成 NO ,并设计如图所示装置进行验证 ( 加热和尾气处理装置、夹持仪器均已略去 ) 。回答下列问题:

(1) 仪器 a 的名称为 _______ N 2 的作用除将装置内空气排尽外,还有 _______

(2) 打开弹簧夹 1 2 ,在持续通入 N 2 的条件下,先把碳加热至红热后停止加热,再缓慢滴入浓硝酸的原因为 _______ ;反应产生的气体干燥后进入装置 C 的冷却瓶,气体颜色变浅接近于无色,其原因为 _______ ;一段时间后,打开弹簧夹 3 ,通入 O 2 ,冷却瓶中气体进入装置 D 后气体颜色仍无明显变化,说明该小组的猜测 _______ ( 正确 错误 ”)

(3) 该小组对上面装置进行改进,验证碳被浓硝酸氧化的产物为 CO 2 ( 加热装置和夹持仪器已略去 )

已知: NO 2 能与 NaOH 溶液反应, NO 不能与 NaOH 溶液反应。

①装置 F G 中的试剂可以分别选用 _______ _______ ( 填标号 )

a. 蒸馏水 b.NaOH 溶液 c.Na 2 CO 3 溶液 d. 澄清石灰水

②装置 H 中盛有 NaOH 溶液,向其中通入足量氧气进行尾气处理,生成 NaNO 3 ,该反应的离子方程式为 _______

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题型:实验,探究题
知识点:硝酸
纠错
【答案】

分液漏斗 将气体产物吹入后续装置中 浓硝酸受热分解,无法确保浓硝酸与碳反应 红棕色 NO 2 在冰水浴条件下转化为无色的 N 2 O 4 错误 a d 4NO+3O 2 +4OH =4 +2H 2 O

【详解】

(1) 根据仪器构造可知,仪器 a 为分液漏斗;由于本实验需验证有无 NO 产生,空气中的 O 2 能氧化 NO ,所以用 N 2 先将装置内空气排尽,并将气体产物吹入后续装置中,故答案为:分液漏斗;将气体产物吹入后续装置中;

(2) 浓硝酸受热时分解,浓度减小,无法确保加入的浓硝酸与碳反应,所以先将碳加热至红热,再缓慢滴入浓硝酸;气体颜色变浅是因为 NO 2 转化为 N 2 O 4 的反应为放热反应,在冰水浴条件下大部分红棕色的 NO 2 转化为无色的 N 2 O 4 ,使气体颜色变浅并接近于无色;若猜测正确, NO O 2 会生成红棕色 NO 2 D 装置中气体颜色应该有明显变化,从颜色无明显变化可推知该猜测是错误的,故答案为:浓硝酸受热分解,无法确保浓硝酸与碳反应;红棕色 NO 2 在冰水浴条件下转化为无色的 N 2 O 4 ;错误;

(3) Ca(OH) 2 微溶,澄清石灰水中 Ca(OH) 2 的量很少,装置 F 中可盛有蒸馏水,将 NO 2 转化为 NO ,防止 NO 2 与水生成 HNO 3 CO 2 的检验造成干扰, G 中的试剂为检验 CO 2 的澄清石灰水,故答案为: a d

NaOH NO O 2 反应生成 NaNO 3 ,利用化合价升降法进行氧化还原反应方程式配平,离子方程式为 4NO+3O 2 +4OH 4 +2H 2 O

=
考点梳理:
根据可圈可点权威老师分析,试题“ ”主要考查你对 (浓、稀)硝酸 等考点的理解。关于这些考点的“资料梳理”如下:
◎ (浓、稀)硝酸的定义

硝酸的分子结构:

化学式(分子式):HNO3,结构式:HO—NO2。 HNO3是由极性键形成的极性分子,故易溶于水,分子问以范德华力结合,固态时为分子晶体。

◎ (浓、稀)硝酸的知识扩展
(1)物理性质:纯硝酸是无色油状液体, 开盖时有烟雾,挥发性酸[沸点低→易挥发→酸雾]
熔点:-42℃,沸点:83℃。密度:1.5 g/cm3,与水任意比互溶,98%的硝酸为发烟硝酸,69%以上的硝酸为浓硝酸。
(2)化学性质:
①具有酸的一些通性:例如:
(实验室制CO2气体时,若无稀盐酸可用稀硝酸代替)
②不稳定性:HNO3见光或受热发生分解,HNO3越浓,越易分解.硝酸分解放出的NO2溶于其中而使硝酸呈黄色。有关反应的化学方程式为:
③强氧化性:不论是稀HNO3还是浓HNO3,都具有极强的氧化性,HNO3浓度越大,氧化性越强。其氧化性表现在以下几方面
A. 几乎能与所有金属(除Hg、Au外)反应。当HNO3与金属反应时,HNO3被还原的程度(即氮元素化合价降低的程度)取决于硝酸的浓度和金属单质还原性的强弱。对于同一金属单质而言,HNO3的浓度越小,HNO3被还原的程度越大,氮元素的化合价降低越多。一般反应规律为:
    金属 + HNO3(浓) → 硝酸盐 + NO2↑ + H2O
    金属 + HNO3(稀) → 硝酸盐 + NO↑ + H2O
    较活泼的金属(如Mg、Zn等) + HNO3(极稀) → 硝酸盐 + H2O + N2O↑(或NH3等)
金属与硝酸反应的重要实例为:

该反应较缓慢,反应后溶液显蓝色,反应产生的无色气体遇到空气后变为红棕色(无色的NO被空气氧化为红棕色的NO2)。实验室通常用此反应制取NO气体。

该反应较剧烈,反应过程中有红棕色气体产生。此外,随着反应的进行,硝酸的浓度渐渐变稀,反应产生的气体是NO2、NO等的混合气体。
B. 常温下,浓HNO3能将金属Fe、A1钝化,使Fe、A1的表面氧化生成一薄层致密的氧化膜。因此,可用铁或铝制容器盛放浓硝酸,但要注意密封,以防止硝酸挥发变稀后与铁、铝反应。(与浓硫酸相似)
C. 浓HNO3与浓盐酸按体积比1∶3配制而成的混合液叫王水。王水溶解金属的能力更强,能溶解金属Pt、Au。
D. 能把许多非金属单质(如C、S、P等)氧化,生成最高价含氧酸或最高价非金属氧化物。例如:

E.能氧化某些具有还原性的物质,如等,应注意的是NO3-无氧化性,而当NO3-在酸性溶液中时,则具有强氧化性。例如,在Fe(NO3)2溶液中加入盐酸或硫酸,因引入了H+而使Fe2+被氧化为Fe3+;又如,向浓HNO3与足量的Cu反应后形成的Cu(NO3)2中再加入盐酸或硫酸,则剩余的Cu会与后来新形成的稀HNO3继续反应。 F. 能氧化并腐蚀某些有机物,如皮肤、衣服、纸张、橡胶等。因此在使用硝酸(尤其是浓硝酸)时要特别小心,万一不慎将浓硝酸弄到皮肤上,应立即用大量水冲洗,再用小苏打或肥皂液洗涤。
(3)保存方法:硝酸易挥发,见光或受热易分解,具有强氧化性而腐蚀橡胶,因此,实验室保存硝酸时,应将硝酸盛放在带玻璃塞的棕色试剂瓶中,并贮存在黑暗且温度较低的地方。
(4)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。
◎ (浓、稀)硝酸的特性

硝酸的物理性质和化学性质:

(1)物理性质:纯硝酸是无色油状液体, 开盖时有烟雾,挥发性酸[沸点低→易挥发→酸雾]
熔点:-42℃,沸点:83℃。密度:1.5 g/cm3,与水任意比互溶,98%的硝酸为发烟硝酸,69%以上的硝酸为浓硝酸。
(2)化学性质:
①具有酸的一些通性:例如:
(实验室制CO2气体时,若无稀盐酸可用稀硝酸代替)
②不稳定性:HNO3见光或受热发生分解,HNO3越浓,越易分解.硝酸分解放出的NO2溶于其中而使硝酸呈黄色。有关反应的化学方程式为:
③强氧化性:不论是稀HNO3还是浓HNO3,都具有极强的氧化性,HNO3浓度越大,氧化性越强。其氧化性表现在以下几方面
A. 几乎能与所有金属(除Hg、Au外)反应。当HNO3与金属反应时,HNO3被还原的程度(即氮元素化合价降低的程度)取决于硝酸的浓度和金属单质还原性的强弱。对于同一金属单质而言,HNO3的浓度越小,HNO3被还原的程度越大,氮元素的化合价降低越多。一般反应规律为:
    金属 + HNO3(浓) → 硝酸盐 + NO2↑ + H2O
    金属 + HNO3(稀) → 硝酸盐 + NO↑ + H2O
    较活泼的金属(如Mg、Zn等) + HNO3(极稀) → 硝酸盐 + H2O + N2O↑(或NH3等)
金属与硝酸反应的重要实例为:

该反应较缓慢,反应后溶液显蓝色,反应产生的无色气体遇到空气后变为红棕色(无色的NO被空气氧化为红棕色的NO2)。实验室通常用此反应制取NO气体。

该反应较剧烈,反应过程中有红棕色气体产生。此外,随着反应的进行,硝酸的浓度渐渐变稀,反应产生的气体是NO2、NO等的混合气体。

B. 常温下,浓HNO3能将金属Fe、A1钝化,使Fe、A1的表面氧化生成一薄层致密的氧化膜。因此,可用铁或铝制容器盛放浓硝酸,但要注意密封,以防止硝酸挥发变稀后与铁、铝反应。(与浓硫酸相似)

C. 浓HNO3与浓盐酸按体积比1∶3配制而成的混合液叫王水。王水溶解金属的能力更强,能溶解金属Pt、Au。

D. 能把许多非金属单质(如C、S、P等)氧化,生成最高价含氧酸或最高价非金属氧化物。例如:


E.能氧化某些具有还原性的物质,如等,应注意的是NO3-无氧化性,而当NO3-在酸性溶液中时,则具有强氧化性。例如,在Fe(NO3)2溶液中加入盐酸或硫酸,因引入了H+而使Fe2+被氧化为Fe3+;又如,向浓HNO3与足量的Cu反应后形成的Cu(NO3)2中再加入盐酸或硫酸,则剩余的Cu会与后来新形成的稀HNO3继续反应。 F. 能氧化并腐蚀某些有机物,如皮肤、衣服、纸张、橡胶等。因此在使用硝酸(尤其是浓硝酸)时要特别小心,万一不慎将浓硝酸弄到皮肤上,应立即用大量水冲洗,再用小苏打或肥皂液洗涤。
(3)保存方法:硝酸易挥发,见光或受热易分解,具有强氧化性而腐蚀橡胶,因此,实验室保存硝酸时,应将硝酸盛放在带玻璃塞的棕色试剂瓶中,并贮存在黑暗且温度较低的地方。
(4)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。

◎ (浓、稀)硝酸的知识对比

三大强酸:

几种常见酸的比较:

◎ (浓、稀)硝酸的知识点拨

浓硝酸与稀硝酸的氧化性比较:

由铜与硝酸反应的化学方程式知,浓硝酸被还原为NO2,氮的化合价由+5→+4;而稀硝酸被还原为NO,氮的化合价由+5→+2,由此得出稀硝酸具有更强的氧化能力的结论是错误的。因为氧化剂氧化能力的强弱取决于得电子能力的强弱,而不是本身被还原的程度。实验证明,硝酸越浓,得电子的能力越强,因而其氧化能力越强。如稀硝酸能将HI氧化为I2,而浓硝酸可将HI氧化为HIO3。


硝酸在氧化还原反应中,其还原产物可能有多种价态的物质:等,这取决于硝酸的浓度和还原剂还原性的强弱。除前面的实例外,锌与硝酸可发生如下反应:

◎ (浓、稀)硝酸的知识拓展

浓硝酸的漂白作用:

在浓硝酸中滴入几滴紫色石蕊试液,微热,可观察到:溶液先变红后褪色,说明浓硝酸具有强氧化性,可以使某些有色物质褪色(氧化漂白)。但一般不用它作漂白剂,因为它还具有强腐蚀性。新制氯水或浓硝酸能使淀粉碘化钾试纸先变蓝后褪色,这不是因为它们的漂白性,而是因为发生了如下的化学反应:

这是因为过量的氯水或硝酸又把I2氧化成了HIO3而使试纸褪色的。
另外,浓H2SO4遇湿润的蓝色石蕊试纸的现象是先变红后变黑。这是由浓H2SO4的强酸性和脱水性造成的(脱水炭化而变黑)。

◎ (浓、稀)硝酸的教学目标
1、掌握硝酸的物理性质,了解硝酸的不稳定性,认识硝酸是一种氧化性酸。
2、运用观察、实验、交流等手段获取信息,并运用比较、分类等方法对获取的信息进行加工。
3、通过探究实验,充分发挥学生的自主性,培养实事求是的科学态度,增强学生的环保意识。
◎ (浓、稀)硝酸的考试要求
能力要求:掌握
课时要求:30
考试频率:必考
分值比重:4
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