1、第3课时硝酸人类活动对氮循环和环境的影响目标导航1.掌握硝酸的物理性质和化学性质。2.了解人类活动对氮循环的影响，知道造成酸雨、光化学烟雾和富营养化等环境问题的原因。3.了解如何减少氮氧化物的排放，树立环境保护意识。一、硝酸1物理性质纯硝酸为无色、有刺激性气味的液体，沸点低，易挥发，在空气中呈“白雾”状，质量分数95%以上的浓硝酸称为“发烟硝酸”。2化学性质(1)酸性：属于强酸，具有酸的通性，如CaCO3与HNO3反应CaCO32HNO3(稀)=Ca(NO3)2CO2H2O。(2)不稳定性：见光或受热易分解，化学方程式为4HNO34NO2O22H2O。(3)强氧化性：与金属反应：硝酸具有强氧化
2、性，能与除金、铂、钛以外的大多数金属反应。aCu与浓HNO3反应的化学方程式为Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O。Cu与稀HNO3反应的化学方程式为3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O。b与Fe、Al反应：常温时浓硝酸可使铁、铝表面形成致密的氧化膜而钝化，所以可以用铁容器或铝容器盛放浓硝酸。与非金属反应：碳与浓硝酸反应的化学方程式为C4HNO3(浓)CO24NO22H2O。3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。二、人类活动对氮循环和环境的影响1含氮氧化物的危害(1)臭氧层空洞：主要是氮氧化物、氟氯代烃等的排放引起的；会使地
3、球上的生物受太阳紫外线的伤害加剧。(2)光化学烟雾：汽车尾气中的氮氧化物和碳氢化合物经紫外线照射发生反应形成的一种有毒的烟雾。(3)酸雨：氮氧化物与空气中的水反应生成的硝酸和亚硝酸是酸雨的成分。(4)水体富营养化：当进入水的氮含量增大时，会造成水体的富营养化，导致藻类“疯长”并覆盖在水面上。2减少人类活动对氮循环和环境的影响的措施(1)控制进入大气、陆地和海洋的有害物质的数量。(2)增强生态系统对有害物质的吸收能力，如保护森林、植树造林等。3环境问题与产生原因(1)“臭氧空洞”主要是大量使用氟氯代烃等引起的。(2)“光化学烟雾”主要是由NOx等引起的。(3)“酸雨”主要是由空气中SO2、NO2
4、浓度增大引起的。(4)“白色污染”主要是由聚乙烯塑料等引起的。(5)“温室效应”主要是由空气中CO2浓度增大引起的。【练一练】1正误判断，正确的打“”，错误的打“”(1)金属与硝酸反应无H2放出是因为硝酸中N元素的化合价处于最高价态，其得电子能力强于H()(2)碳、铜分别与浓硝酸反应，浓硝酸均只表现强氧化性()(3)浓硝酸能用铁制容器或铝制器存放是因为铝、铁与浓硝酸不反应()(4)向浓硝酸中滴加石蕊溶液，现象为先变红后退色()答案(1)(2)(3)(4)2已知3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O，则下列说法不正确的是()ACu做还原剂，HNO3做氧化剂BHNO3在该反应中只
5、有部分表现出了氧化性C每生成22.4 L(标准状况)NO有3 mol电子转移D如果有8 mol HNO3被还原，则生成了2 mol NO答案D解析根据反应知，A正确；HNO3在该反应中既表现酸性又表现氧化性，B正确；根据双线桥分析，该反应每生成2 mol NO转移6 mol电子，C正确；HNO3被还原生成NO，若有8 mol HNO3被还原，则生成8 mol NO，D错误。3回答下列问题。(1)有时在实验室看到的硝酸显黄色，理由是_。实验室保存硝酸的方法是_。(2)铜与足量浓HNO3反应时，表现酸性的硝酸与作氧化剂的HNO3物质的量之比为_。(3)铜粉放入稀硫酸溶液中，加热后无明显变化，但加入
6、某盐一段时间后，发现铜粉质量减少，则该盐不可能是_(填序号)。AFeCl3 BNaClCKNO3 DCu(NO3)2(4)一定量的浓硝酸与足量的铜充分反应，生成气体的成分有_，写出反应的离子方程式：_。向反应后的溶液中加入稀硫酸，如果反应，写出反应的离子方程式：_。(5)从某金属粉末(含有Au、Cu、Ag)中分离出Au，加入的试剂是_，写出Ag参与反应的化学方程式：_。(6)往两支分别装有浅绿色的Fe(NO3)2和FeSO4溶液的试管中分别逐滴加入稀盐酸时，溶液的颜色变化应该为Fe(NO3)2溶液_；FeSO4溶液_。答案(1)久置硝酸显黄色是由于硝酸见光或受热发生了分解，生成的NO2溶于浓硝
7、酸所致保存时应保存在棕色试剂瓶中，并置于阴凉处(2)11(3)B(4)NO2、NOCu4H2NO=2NO22H2OCu2、3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O(5)稀硝酸3Ag4HNO3=3AgNO3NO2H2O(6)浅绿色变棕黄色不变色一、硝酸的强氧化性1硝酸与金属的反应一般规律：金属与硝酸反应不生成H2。(1)硝酸能与除Au、Pt外的绝大多数金属反应：如：2HNO3(浓)Ag=AgNO3NO2H2O；4HNO3(稀)3Ag=3AgNO3NO2H2O。(2)浓硝酸与Fe、Al的反应：浓HNO3(3)稀HNO3与Fe的反应：反应原理：aFe4HNO3
8、(稀)=Fe(NO3)3NO2H2O。b3Fe(过量)8HNO3(稀)=3Fe(NO3)22NO4H2O。反应关系：反应产物与反应物用量关系：a.4，Fe(NO3)3；b.，Fe(NO3)2；c.4，Fe(NO3)3和Fe(NO3)2。n(参加反应的HNO3)4n(被还原的HNO3)(4)硝酸与铜的反应：浓硝酸开始HNO3被还原为NO2，随着反应的进行，硝酸变稀，HNO3被还原为NO，向反应后的溶液中加稀硫酸，NO又被还原为NO。2浓硝酸与非金属的反应(1)浓硝酸与部分还原性较强(或氧化性较弱)的非金属单质(如C、S、P等)反应。(2)反应规律：非金属单质浓HNO3最高价氧化物或最高价含氧酸N
9、O2H2O。(3)反应实例：C4HNO3(浓)CO24NO22H2OS6HNO3(浓)H2SO46NO22H2OP5HNO3(浓)H3PO45NO2H2O。3硝酸与还原性化合物的反应(1)硝酸能氧化具有还原性的化合物或离子，如：亚铁盐、亚硫酸盐、硫化物、碘化物、氧化亚铁、四氧化三铁、二氧化硫等。(2)反应实例：与Fe2：3Fe2NO4H=3Fe3NO2H2O；与SO：3SO2NO2H=3SO2NOH2O；与SO2：3SO22NO2H2O=3SO2NO4H。特别提醒(1)硝酸的还原产物与硝酸的浓度和金属活动顺序有关。一般硝酸浓度越小，还原产物价态越低。与较不活泼金属Cu、Ag等反应时：浓HNO3
10、NO2，稀HNO3NO；与较活泼金属Mg、Al、Fe等反应时：浓HNO3NO2，稀HNO3NO，极稀HNO3N2O、NH4NO3等。(2)含NO的溶液中离子大量共存问题，在中性或碱性的稀溶液中NO不表现氧化性，但当水溶液中有大量H存在时，NO表现出强氧化性，如存在H、NO的溶液中不能大量存在Fe2、S2、I、SO、Br等还原性离子。【例1】将相同质量的铜分别与过量浓硝酸、稀硝酸反应，下列叙述正确的是()A反应速率：两者相同B消耗硝酸的物质的量：前者多，后者少C反应生成气体的颜色：前者浅，后者深D反应中转移的电子总数：前者多，后者少解析相同质量的铜分别和过量浓硝酸、稀硝酸反应时，浓硝酸参与的反应
11、更剧烈，A错；铜和浓硝酸、稀硝酸反应的化学方程式分别为4HNO3(浓)Cu=Cu(NO3)22NO22H2O，8HNO3(稀)3Cu=3Cu(NO3)22NO4H2O。产生红棕色气体，产生无色气体，C错误；由于参加反应的铜的质量相同，且两反应中还原剂都是铜，反应后铜的价态又相同，所以反应中转移的电子总数相等，D错；1 mol Cu和浓硝酸反应消耗4 mol硝酸，1 mol Cu和稀硝酸反应消耗 mol硝酸，同质量的铜和过量浓硝酸、稀硝酸反应时，消耗的浓硝酸多，B正确。答案B解题反思Cu(NO3)2晶体制备方案的选择制备Cu(NO3)2晶体有如下方案：(1)CuCuSO4Cu(NO3)2，(2)
12、CuHNO3(浓)Cu(NO3)2，(3)CuHNO3(稀)Cu(NO3)2，(4)CuCuOCu(NO3)2。(1)(2)(3)反应过程中产生SO2、NO2、NO等大气污染物，同时H2SO4、HNO3因化合价发生变化，不会全部转化为Cu(NO3)2，经济效益差。从经济效益和环境保护考虑应选择方案(4)。变式训练1下列说法正确的是()A在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，再加Cu(NO3)2晶体，铜粉溶解B向装有Fe(NO3)2溶液的试管中加入稀硫酸，试管口观察到红棕色气体，说明HNO3分解生成NO2C向溶液中滴加BaCl2溶液无白色沉淀，再滴加稀HNO3，有白色沉淀，证明溶液中含有SOD向Na2
13、S溶液中加入稀硝酸放出H2S气体答案A解析Cu粉溶解是因为加入Cu(NO3)2后，NO在酸性条件下将Cu氧化；Fe(NO3)2溶液中加入稀硫酸，NO在酸性条件下氧化Fe2，同时NO被还原为NO；向溶液中滴加BaCl2溶液无白色沉淀，再加入稀HNO3，生成白色沉淀，原溶液中可能有SO，BaSO3能被氧化为BaSO4；向Na2S溶液中加入稀硝酸，由于HNO3具有氧化性，将S2氧化，故不能被放出H2S气体。解题反思容易忽视HNO3强氧化性的几种情况(1)复分解反应中忽视HNO3强氧化性。如：FeO、Fe3O4、Fe(OH)2、Na2S、Na2SO3等与HNO3反应时，会发生氧化还原反应。(2)置换反
14、应中忽视HNO3强氧化性。如：活泼金属Mg、Al、Zn、Fe等与稀HNO3反应不放H2。实验室不用Zn粒和稀HNO3反应制H2；与Al反应放出H2的溶液中，若有H大量存在，则不能大量存在NO。(3)离子检验和离子共存时忽略HNO3的强氧化性。如：检验FeO、Fe3O4中的Fe2时，不能用稀HNO3溶解；检验SO或SO时，不能用稀HNO3酸化；酸性条件下：NO不能与I、S2、SO、Fe2等大量共存。(4)硝酸盐溶液中加酸时忽视HNO3的强氧化性。如：Cu与少量稀HNO3反应的产物Cu(NO3)2中加入稀H2SO4；Fe与少量稀H2SO4反应的产物(FeSO4)中加入HNO3。SO2气体通入Ba(
15、NO3)2溶液生成白色沉淀。二、金属与硝酸反应的计算1反应的规律(1)反应通式：MHNO3M(NO3)n还原产物H2O。(2)还原产物：浓HNO3NO2；稀HNO3NO。(3)HNO3的物质的量：起氧化作用的HNO3转化为气体(NO、NO2)时，气体的物质的量等于被还原的酸的物质的量。起酸性作用的HNO3转移到生成物盐中，可以根据金属阳离子的物质的量求出。没有参加反应的HNO3，可根据溶液中H的物质的量求出。2常用的解题方法(1)原子守恒：n(HNO3)n(NO)n(还原产物中氮原子)。HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NO的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂转化为还原产物，这
16、两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量。(2)得失电子守恒：硝酸与金属反应属于氧化还原反应，N原子得到的电子数等于金属原子失去的电子数。(3)电荷守恒：c(NO)c(H)nc(Mn)(Mn代表金属离子)。HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH)：Mn和H所带正电荷总数等于NO所带负电荷总数，即：c(NO)c(H)nc(Mn)。(4)离子方程式计算法：金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO在H2SO4提供H的条件下能继续与金属反应，此类题目应用离子方程式来计算，先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H或NO进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。【例
17、2】将7.68 g铜与50 mL一定浓度的硝酸恰好完全反应，收集到标准状况下4.48 L气体。请回答：(1)NO的体积为_ L，NO2的体积为_ L。(2)被还原的硝酸的物质的量是_ mol。(3)硝酸的物质的量浓度是_ molL1。解析n(Cu)0.12 mol，n(NO)n(NO2)0.2 mol。(1)解法一：设n(NO2)x mol，则n(NO)(0.2x) mol，Cu2NO23Cu2NO mol x mol (0.2x) mol (0.2x)得(0.2x)0.12，解得x0.18 mol，则V(NO2)0.18 mol22.4 Lmol14.032 L，V(NO)(0.20.18)
18、 mol22.4 Lmol10.448 L。解法二：CuCu22e 0.12 mol 0.24 molHNO3 NO2e n(NO2) n(NO2)HNO3 NO 3e n(NO) 3n(NO)由得失电子守恒得：n(NO2)3n(NO)0.24 mol又因n(NO2)n(NO)0.2 mol，解得n(NO2)0.18 mol，n(NO)0.02 mol，即V(NO2)4.032 L，V(NO)0.448 L。(2)HNO3被还原生成NO和NO2，故被还原的n(HNO3)n(NO2)n(NO)0.2 mol。(3)参加反应的HNO3为n(HNO3)2n(Cu)n(NO)n(NO2)20.12 m
19、ol0.2 mol0.44 mol，则c(HNO3)8.8 molL1。答案(1)0.4484.032(2)0.2(3)8.8变式训练2红热的木炭与浓HNO3反应产生的气体经如下处理：气体产物气体 x mL气体y mL(在无氧环境下操作)假设气体体积均在相同状况下测定，不考虑气体的溶解，则x和y的关系是()Axy ByxCxy Dyx答案C解析红热的木炭与浓HNO3反应产生的气体为二氧化碳、二氧化氮，反应的方程式为C4HNO3(浓)4NO2CO22H2O，假设生成气体的物质的量为：4 mol NO2、1 mol CO2，通过浓硫酸吸收水蒸气得干燥的4 mol NO2、1 mol CO2为x m
20、L，再通过饱和碳酸氢钠溶液，首先发生3NO2H2O=2HNO3NO，生成 mol NO、 mol HNO3，再发生反应：HNO3NaHCO3=NaNO3CO2H2O，生成 mol CO2，从饱和碳酸氢钠溶液出来的气体为 mol NO、 mol CO2及水蒸气，再通过浓硫酸干燥，出来的气体为 mol NO、 mol CO2为y mL，所以根据以上分析1。1为除去镀在铝表面的铜镀层，可选用的试剂是()A稀硝酸 B浓硝酸 C稀硫酸 D浓盐酸答案B解析Al在浓HNO3中钝化，铜与浓HNO3可反应。2关于硝酸的说法中正确的是()A硝酸电离出的H，能被Zn还原成H2B常温下，向浓HNO3中投入Fe片，会产
21、生大量的红棕色气体C向装有Fe(NO3)2溶液的试管中加入稀H2SO4，可在管口观察到红棕色气体D过量的Fe粉中加入稀HNO3，充分反应后，滴入KSCN溶液，溶液呈红色答案C解析A不正确，硝酸具有强氧化性，与Zn反应生成含氮氧化物等，不能生成H2；B不正确，Fe被浓硝酸钝化，阻止进一步反应；C正确，稀H2SO4电离出H，NO在酸性条件下具有强氧化性，被Fe2还原为NO，试管口遇O2生成红棕色的NO2；D不正确，过量的Fe粉中加入稀HNO3，生成Fe2，与KSCN溶液不反应。3相同质量的铜片分别与过量的体积相同的浓硝酸、稀硝酸反应。二者比较，相等的是()铜片消耗完所需时间反应生成的气体体积(标准
22、状况)反应中氧化剂得到的电子总数反应后溶液中铜离子的浓度A B C D只有答案C解析浓硝酸与Cu反应剧烈，所用时间短；因Cu反应后均生成Cu2，故等质量的Cu失电子数相等，生成n(Cu2)相等，又溶液体积相同，故c(Cu2)相等；由电子守恒知Cu2NO2,3Cu2NO，故生成气体体积不等。4将硝酸表现出的性质填在下列各反应操作或现象后：A氧化性 B酸性C还原性 D不稳定性(1)久置的浓硝酸变黄色_。(2)用硝酸浸洗附有银的试管_。(3)常温下用铁制或铝制容器贮存、运输浓HNO3_。(4)用稀HNO3浸洗久置石灰水试剂瓶上的固体_。(5)用Cu和稀HNO3制NO气体_。(6)浓HNO3中滴入石蕊
23、溶液并微热，石蕊溶液先变红后退色_。答案(1)D(2)AB(3)A(4)B(5)AB(6)AB解析浓HNO3见光或受热易分解生成NO2，NO2又溶于硝酸中而使其显黄色。浓硝酸具有强氧化性，常温下使Fe、Al金属钝化，与金属Cu、Ag等都能发生反应。硝酸具有酸性，与碱、盐、碱性氧化物等反应。在浓HNO3中滴入石蕊溶液，石蕊溶液先变红，表现出酸性，后退色，又表现出强氧化性。5为研究硝酸的性质，某同学设计并完成如下实验：室温下，将铁片分别置于适量的稀HNO3和浓HNO3中(如图所示)。(1)气球的作用是_。(2)A中最终溶液变为浅绿色，发生反应的离子方程式是_。(3)B中无明显变化，该同学进一步探究
24、如下：假设常温下铁与浓硝酸不反应。_。进行实验：将B中的铁片取出并洗净后，放入CuSO4溶液中，无明显变化，则说明假设_(填“成立”或“不成立”)。答案(1)收集产生的气体，防止污染空气(2)3Fe8H2NO=3Fe22NO4H2O(3)浓硝酸将铁片表面氧化形成致密的氧化膜，阻止反应进一步进行不成立解析(1)Fe与浓HNO3和稀HNO3反应分别生成NO2和NO，氮的氧化物属于有毒气体，会污染空气，要尾气处理，所以用气球收集气体，目的是防止污染空气。(2)A中溶液最终变成浅绿色，则稀HNO3与Fe反应最终生成浅绿色的Fe(NO3)2、NO和H2O，其反应的离子方程式为：3Fe8H2NO=3Fe2
25、2NO4H2O。(3)B中无明显变化，因为Fe在常温下遇到浓HNO3会钝化；将B中的铁片取出并洗净后，放入CuSO4溶液中，不反应，说明Fe的表面生成了氧化膜，因此证明了浓HNO3将铁片表面氧化形成致密的氧化膜，则假设不成立。分层训练基础过关题组一硝酸的性质1下列反应中，硝酸既表现氧化性，又表现酸性的是()AFeO BNa2CO3CCuO D木炭答案A解析A符合要求，FeO与浓HNO3反应生成NO2和Fe(NO3)3，HNO3表现出强氧化性，同时又表现出酸性；B、C不符合要求，硝酸与弱酸盐及碱性氧化物反应表现出酸性；D不符合要求， 硝酸只表现出强氧化性。2将铜粉置于稀H2SO4中，加热后无明显
26、现象，但加入一种盐后，铜粉质量减少，而且溶液变蓝，则此盐可能是()ANaCl BNa2SO4 CNaNO3 DNa2CO3答案C解析NO在酸性条件下能将Cu氧化。3下列叙述正确的是()AFeO与稀硝酸反应属于复分解反应B常温下Fe与浓硝酸不反应C铜片与浓硝酸发生离子反应：CuNO4H=Cu2NO22H2OD向Fe(NO3)2稀溶液中加入盐酸发生反应：3Fe24HNO=3Fe3NO2H2O答案D解析A不正确，FeO与稀硝酸反应，表现硝酸的氧化性和酸性，因此该反应属于氧化还原反应；B不正确，浓硝酸使Fe钝化属于氧化还原反应；C不正确，离子方程式中电荷和原子不守恒；D正确，Fe2被NO在H条件下氧化
27、。4下列关于浓硝酸和浓硫酸的叙述中正确的是()A常温下不可用铝制容器贮存B露置在空气中，容器内酸液的质量都减轻C常温下都能与铜较快反应D露置在空气中，容器内酸液的浓度都降低答案D解析常温下，二者均能使铝钝化，A项错误；露置在空气中，浓硫酸吸水质量增加，B项错误；浓硫酸在常温下与铜没有明显的反应，C项错误；在空气中，浓硝酸挥发、浓硫酸吸水，二者浓度都降低，D项正确。5将锌、铁、铜粉末按一定比例混合投入一定量的硝酸中，微热，充分反应后过滤，除去滤渣，滤液中金属阳离子情况不可能是()A只含Cu2、Fe2、Zn2B只含Zn2C只含Fe2、Zn2 D只含Cu2、Fe3、Zn2答案D解析微热，充分反应后过
28、滤，除去滤渣，说明金属有剩余，溶液中一定不能含有Fe3。6下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是()选项实验操作现象解释或结论A过量的Fe粉中加入稀HNO3，充分反应后，滴入KSCN溶液溶液呈红色稀HNO3将Fe氧化为Fe3B常温下，Fe、Al放入浓HNO3或浓H2SO4中无明显现象Fe、Al与浓HNO3或浓H2SO4发生钝化CAl箔插入稀HNO3中无现象Al箔表面被HNO3氧化，形成致密的氧化膜D用玻璃棒蘸取浓HNO3点到红色石蕊试纸上试纸变蓝色浓HNO3具有酸性答案B解析本题考查化学实验，意在考查化学实验基本操作及实验现象和实验结论的描述与分析。稀硝酸与铁粉反应，铁首先被氧化成Fe3
29、，过量铁粉将Fe3还原，最终得到Fe2，滴入KSCN溶液不显红色，A项错误；常温下，Fe、Al在浓HNO3或浓H2SO4中发生钝化，生成致密的氧化物保护膜阻止了反应进行，B项正确；Al箔能与稀HNO3反应放出气体，C项错误。7碳跟浓硫酸共热产生的气体X和铜跟浓硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中(如图装置)，下列有关说法正确的是()A洗气瓶中产生的沉淀中有碳酸钡B在Z导管出来的气体中无二氧化碳C洗气瓶中产生的沉淀是硫酸钡D在Z导管口没有红棕色气体出现答案C解析碳与浓硫酸共热产生的X气体为CO2和SO2的混合气体，铜与浓硝酸反应产生的Y气体是NO2，SO2H2ONO2=H2S
30、O4NO，故洗气瓶中产生的是硫酸钡沉淀，Z处逸出的气体中有CO2和NO，NO遇到空气中的氧气生成了红棕色的NO2，二氧化碳不与氯化钡反应，所以没有BaCO3生成。题组二硝酸盐的制备8用以下三种途径来制取相同质量的硝酸铜：铜跟浓硝酸反应，铜跟稀硝酸反应，铜跟氧气反应生成氧化铜，氧化铜再跟硝酸反应。以下叙述正确的是()A三种途径所消耗的铜的物质的量不相等B三种途径所消耗的硝酸的物质的量相等C所消耗铜的物质的量：途径途径途径D所消耗硝酸的物质的量：途径途径途径答案D解析三种途径发生的反应历程如下：途径CuCu(NO3)2NO2途径CuCu(NO3)2NO途径CuCuOCu(NO3)2由此可见，途径、
31、消耗HNO3量多且产生有毒气体。题组三金属与硝酸反应的计算9在某100 mL的混合液中，硝酸和硫酸的物质的量浓度分别是0.4 molL1、0.1 molL1，向该混合液中加入1.92 g 铜粉，加热，待充分反应后，所得溶液中铜离子物质的量浓度(molL1)是()A0.15 B0.225 C0.35 D0.45答案B 解析根据3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O 3 8 2 3 0.03 0.06 0.04 xx30.022 5 mol，因此，铜离子浓度为0.225 molL1。10物质的量之比为25的锌与稀硝酸反应，若硝酸被还原的产物为N2O，反应结束后锌没有剩余，则该反应中被还原的硝酸与
32、未被还原的硝酸的物质的量之比是()A14 B15 C23 D25答案A解析本题考查了氧化还原反应原理及电子得失守恒的应用。设2 mol Zn参与反应，因Zn无剩余，则最终生成了2 mol Zn(NO3)2，显然含有4 mol NO，这部分是没有参与氧化还原反应的HNO3；HNO3N2O过程中N元素的化合价5价1价，根据得失电子守恒：2n(Zn)n(HNO3)4，则n(HNO3)1 mol，即有1 mol HNO3被还原。能力提升11将红热的固体单质甲放入显黄色的浓乙溶液中，剧烈反应，产生混合气体A，A在常温下不与空气作用，发生如下图所示的变化。气体A则：(1)写出下列物质的化学式：丙_，B_，
33、C_，D_。(2)写出甲跟乙反应的化学方程式：_。(3)单质丙与溶液乙反应生成气体B的离子方程式_。答案(1)CuNOCaCO3Cu(NO3)2(2)C4HNO3CO24NO22H2O(3)3Cu8H2NO=2NO3Cu24H2O解析红热的固体单质甲放入黄色的浓乙溶液中产生混合气体A，A不与空气反应，证明甲为碳，乙为HNO3，混合气体A中含有CO2和NO2,3NO2H2O=2HNO3NO，CO2Ca(OH)2=CaCO3H2O，故B为NO，C为CaCO3。单质丙与乙溶液(即稀HNO3)反应生成气体B(NO)和蓝色溶液D，知丙为铜，D为Cu(NO3)2。12如图所示甲是某学生验证铜和浓硝酸反应的
34、装置，乙、丙是另外两位同学对甲装置改进后的装置：(1)甲、乙、丙三个装置中都发生的反应的化学方程式：_。(2)和甲装置相比，乙装置的优点是_；_。(3)为了进一步验证NO2和水的反应，某学生设计了丙装置。实验时先关闭止水夹_，再打开止水夹_，才能使NO2气体充满试管；当气体充满试管后，将铜丝提起与溶液脱离。欲使烧杯中的水进入试管，应该_。答案(1)Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O(2)可以控制反应吸收NO2气体，防止污染环境(3)cab先关闭b，再关闭a，然后打开c，用手捂住试管解析铜和浓硝酸反应的化学方程式是Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O。乙装置
35、的优点是根据题目给定的装置图可知乙装置有尾气处理装置，同时可以通过移动铜丝来控制反应的发生与停止。实验丙中，实验时先关闭止水夹c，再打开止水夹a、b，才能使NO2气体充满试管；当气体充满试管后，将铜丝提起与溶液脱离停止反应。欲使烧杯中的水进入试管应该先关闭b，再关闭a，然后打开c，用手捂住试管。13某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的是NO气体，设计了如下实验。实验装置如图所示(已知NO、NO2能与NaOH溶液反应)：(1)设计装置A的目的是_，为达此目的应进行的操作是_；A中反应的化学方程式是_。(2)在(1)中的操作后将装置B中铜丝插入稀硝酸，并微热之，观察到装置B中的现象是_；B
36、中反应的离子方程式是_。(3)装置E和F的作用是_；为实现此目的，操作方法是_。(4)D装置的作用是_。答案(1)利用生成的CO2将整套装置内的空气赶尽，以排除对气体产物观察的干扰打开K，当装置C中产生白色沉淀时，关闭KCaCO32HNO3=Ca(NO3)2CO2H2O(2)铜丝上产生气泡，稀硝酸液面上气体仍无色，溶液变为蓝色3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O(3)验证无色气体为NO将注射器F中的空气推入E中(4)吸收NO、NO2等尾气，防止污染空气解析NO是无色有毒的气体，易与O2反应生成红棕色有毒的NO2，若验证生成气体是NO，则必须排尽装置中空气。A装置中产生CO2气体能将整套装置
37、中空气赶尽，当C中有白色沉淀生成时，则说明装置中已无空气。若判断产物气体，可向E中推入空气(或氧气)，若气体由无色红棕色，说明反应产生NO气体。拓展探究14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”实验，以探究化学实验的绿色化。(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，其目的是_。(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蒸馏水，c中的实验现象是_。(3)下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
38、HNO3乙Cu、稀HNO3丙Cu、O2、稀HNO3(4)该小组同学向d中加入KBr溶液，c中加入固体KMnO4，由a向c中加入浓盐酸。观察到的实验现象是_；该小组同学实验目的是_，但此实验的不足之处是_。答案(1)检查装置气密性(2)Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O反应变缓，气体颜色变浅(3)丙耗酸量最少，无污染(4)c中有黄绿色气体产生，d中溶液变为橙色证明氧化性KMnO4Cl2Br2没有处理尾气解析(1)形成封闭系统的气体在热胀冷缩作用下压强发生变化，可用于检查装置封闭是否完好。(2)铜与浓硝酸反应较剧烈，生成NO2气体呈红棕色，铜与稀硝酸反应相对平稳，放出无色气体NO，即混合气体颜色变浅。(3)铜直接与浓、稀HNO3反应都有对环境有危害的污染物NOx产生，而Cu先与O2化合生成CuO后，再与HNO3发生复分解反应，生成Cu(NO3)2时不产生对环境有危害的物质，且消耗HNO3量较少。(4)KMnO4在常温下与浓盐酸反应生成氯气，氯气置换KBr溶液中的溴使溶液显橙色，同时反应现象证明有氧化还原反应发生，证明给定物质氧化性(或还原性)强弱；氯气有毒，实验装置中还应该有尾气处理部分。
