1、第3课时 硝酸的性质 人类活动对氮循环和环境的影响 硝酸与金属、非金属的反应1本质：HNO3 中的5 价氮元素具有很强的得电子能力。2规律(1)浓硝酸得电子 NO2，稀硝酸得电子 NO。(2)硝酸的浓度越大，反应温度越高，其氧化性越强。(3)还原剂一般被氧化成最高价态。(4)还原产物为氮的氧化物而不是氢气。3具体表现(1)硝酸和金属的反应除 Au、Pt 等少数金属外，硝酸几乎可以氧化所有的金属。活泼金属与 HNO3 反应不生成 H2，HNO3 的浓度不同，还原产物不同，一般情况下为常温下浓硝酸能使 Fe、Al 钝化。(2)硝酸与非金属的反应一般反应规律：非金属单质浓硝酸最高价氧化物或其含氧酸二
2、氧化氮。(3)硝酸与还原性化合物反应如 H2S、HI、SO2、H2SO3、SO23、Fe2等。【典例】过去，人们一直认为 NO 是一种大气污染物，其实，血管内皮细胞也产生 NO，并具有与内皮细胞松弛因子 EDRF 相同的生物活性。NO 是第一个被发现的参与体内信号传导的气体信号分子，在神经系统、免疫系统、心血管系统等方面都发挥着重要作用。(1)实验室用金属铜和稀硝酸制取 NO 的化学方程式为_。(2)NO 是有毒气体，某学生为防止污染，用分液漏斗和烧杯装配了一套简易的、能随开随用、随关随停的 NO 气体发生装置，如图甲所示。实验室若没有铜丝，而只有小铜粒，在使用上述装置进行实验时，可用丝状材料
3、包裹铜粒以代替铜丝进行实验，这种丝状材料的成分可以是_。A铁 B铝 C铂 D玻璃打开分液漏斗的活塞使反应进行，在分液漏斗中实际看到的气体是红棕色的，原因是_(填化学方程式)。(3)为证明铜丝与稀硝酸反应生成的确实是 NO，某学生另设计了一套如图乙所示的装置制取 NO。反应开始后，可以在 U 形管右端观察到无色的 NO 气体。长玻璃管的作用是_。让反应停止的操作方法及原因是_。(1)化学方程式的书写，要注意配平；(2)这种丝状材料的成分应不能与稀硝酸反应，所以 A、B 项不行；红棕色的气体是 NO2，原因是生成的 NO与空气中的氧气反应；(3)该实验装置是防止产生的气体与空气接触，长玻璃管的作用
4、是排稀硝酸，防止稀硝酸溢出；关闭活塞，产生的气体使稀硝酸液面下降，使铜丝与稀硝酸分开，反应停止。答案：(1)3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O(2)C、D 2NOO2=2NO2(3)接收被气体压出 U 形管的液体，防止稀硝酸溢出 关闭 U 形管右端导气管上的活塞；反应产生的气体将 U 形管右端管内的稀硝酸向下压，使铜丝与稀硝酸分开，反应就会停止 硝酸与金属反应的计算1常用解题方法(1)电子守恒硝酸与金属反应属于氧化还原反应，氮原子得到的电子数等于金属失去的电子数。(2)原子守恒硝酸与金属反应时，一部分以 NO3的形式存在，另一部分转化为还原产物，这两部分中 N 原子的物质
5、的量与反应消耗的 HNO3 中 N 原子的物质的量相等。(3)利用离子方程式计算硝酸与 H2SO4 混合液跟金属的反应，当金属足量时，不能用 HNO3 与金属反应的化学方程式计算，应用离子方程式计算，因为生成的硝酸盐中的 NO3借助 H仍能继续与金属反应。2基本题型(1)硝酸与金属反应时，既表现强氧化性又表现强酸性，可由金属与硝酸反应的关系，求还原产物的化学式(或元素化合价)或物质的量，以及 HNO3 的物质的量等。(2)浓硝酸与 Cu 反应时，若 Cu 过量，反应开始时浓硝酸的还原产物为 NO2，但随着反应的进行，硝酸变稀，其还原产物为 NO，最终应得到 NO2 与 NO 的混合气体，可利用
6、守恒规律求解有关 Cu、HNO3 和混合气体之间的量的关系。硝酸与其他金属(过量)反应的情况与此类似。(1)硝酸与金属反应时消耗总硝酸的量一般是显示酸性的硝酸的物质的量与显示氧化性的硝酸的物质的量的和。(2)在金属与混合酸(含有硝酸)的反应中一般用硝酸与金属反应的离子方程式进行计算。【典例 1】一定量的 Cu 和 1 molL1 的稀硝酸反应，如果 NO3的浓度下降 0.2 molL1，则溶液中 c(H)同时下降(假定反应前后溶液体积不变)()A0.2 molL1 B0.4 molL1C0.6 molL1 D0.8 molL1【解析】选 D。由 Cu 与稀硝酸反应的离子方程式：3Cu8H2NO
7、3=3Cu22NO4H2O 可知，当 NO3浓度下降 0.2 molL1 时，c(H)下降 0.8 molL1。【典例 2】情境素材m g Cu 与足量的一定浓度的硝酸充分反应，生成 V L NO、NO2 混合气体(标准状况下)。问题探究参加反应的 HNO3 的物质的量是多少？提示：被还原的硝酸无论生成 NO 还是 NO2，均有氮原子与 HNO3 的物质的量相等；未被还原(起酸性作用)的硝酸等于 Cu(NO3)2 物质的量的 2 倍，故参加反应的硝酸的物质的量为V22.4m32 mol。金属与硝酸反应的有关计算的步骤(1)析：分析金属与硝酸反应情况。硝酸的浓稀、金属与酸的量等。(2)算：利用守恒关系进行计算。原子守恒：n(总的硝酸)n(NO3)n(还原产物中氮原子)；电子守恒：硝酸与金属的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；电荷守恒：Mn和 H所带正电荷总数等于 NO3所带负电荷总数。(3)查：检查计算结果的正确性。
