高中化学 谈谈稀硝酸和浓硝酸的氧化性素材 新人教版
硝酸的性质与其浓度的关系
硝酸的性质与其浓度的关系1．浓、稀硝酸分别和紫色石蕊试液作用时，稀HNO3显酸性，可使紫色石蕊试液变成红色；浓HNO3显酸性，使紫色石蕊试液变成红色，同时又显示氧化性，微热时石蕊试液将褪色。
2．浓硝酸和稀硝酸发生氧化还原反应时被还原的产物不同。
浓HNO3被还原后生成NO2，稀HNO3被还原后生成NO。
并且HNO3越稀，被还原的程度越大。
如：4Zn+10HNO3（极稀）=4Zn(NO3)2+NH4NO3+3H2O。
3．浓硝酸和稀硝酸的氧化性强弱不同。
硝酸浓度越大，其氧化性越强。
浓HNO3和稀HNO3都属于氧化性酸，浓HNO3的氧化性比稀HNO3强。
如：3H2S+2HNO3（稀）=3S↓+2NO↑+4H2OH2S+8HNO3（浓）=H2SO4+8NO2↑+4H2O4．硝酸与金属、低价金属氧化物，低价金属氢氧化物反应时，硝酸既显氧化性又显酸性。
如：3FeO+10HNO3（稀）=3Fe(NO3)2+NO↑+5H2O硝酸与非金属单质反应时，硝酸只显氧化性，将非金属氧化成最高价含氧酸。
如：3P+5HNO3+2H2O3H3PO4+5NO↑5．浓硝酸和稀硝酸与铁、铝的作用不同。
Fe和Al在冷的浓HNO3中表面钝化而不反应。
Fe和Al在稀HNO3中会溶解。
如：Fe（不足）+4HNO3（稀）=Fe(NO3)3+NO↑+2H2OFe（过量）+ 8HNO3（稀）=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O 6．浓硝酸在反应过程中，还原产物可能发生变化。
在浓HNO3参加的反应中，先有NO2生成，随着反应的进行，HNO3变稀后，又会有NO生成。
规律总结：浓硝酸中的硝酸根被还原得到二氧化氮，氮元素由+5价变为+4价（中间浓度，极小可能氮元素由+5价变为+3价，生成N2O3）稀硝酸中硝酸根被还原为一氧化氮，氮元素由+5价变为+2价（中间浓度，极小可能氮元素由+5价变为+1价，生成N2O）较稀的硝酸中硝酸根被还原为氮气，氮元素由+5价变为0价极稀的硝酸中硝酸根被还原为铵根离子，氮元素由+5价变为-3价当浓硝酸与金属作用时,硝酸本身浓度的因素占主要地位,第一步的还原产物主要是亚硝酸,亚硝酸是不稳定的化合物,它分解为NO2和NO:2HNO2＝NO2+NO+H2O而NO2､NO和HNO3之间又有如下的平衡:3NO2+H2O＝2HNO3+NO在浓硝酸中,平衡向左移动,因此还原产物主要是NO2｡在反应过程中,尽管有NO 生成,但它在浓硝酸中不能存在,继续被氧化成NO2｡关于稀硝酸浓度(约为8~10N)与金属反应的还原产物,从下面的化学平衡方程式可以看出3NO2+H2O＝2HNO3+NO在稀硝酸中,平衡向右移动,因此还原产物主要是NO｡至于在更稀的硝酸中,还原产物有N2O､N2､NH3,有人曾作过这样的解释:金属活动性顺序表中氢以上的金属在稀硝酸中的第一步反应,是能置换出氢的,但随着即与硝酸发生第二步反应,将硝酸还原成一系列的还原产物｡HNO3+2H＝HNO2+H2O2HNO3+8H＝H2N2O2(连二亚硝酸)+4H2OHNO3+6H＝NH2OH+2H2OHNO3+8H＝NH3+3H2O这些还原产物,除本身分解成为简单的化合物外,相互之间又发生反应,生成一系列不同价态的氮的化合物｡这第三步反应,有两类:(1)还原产物本身的分解反应:3HNO2＝HNO3+2NO+H2O2HNO2＝N2O3+H2OH2N2O2＝N2O+H2O(2)还原产物相互的反应:HNO2+NH3＝N2+2H2OHNO2+NH2OH＝N2O+2H2OHNO2+HNO3＝2NO2+H2O总之,硝酸与金属的反应比较复杂,对反应机理还不能得到一致的说法｡二､金属镁与不同浓度的硝酸反应时,有哪些产物?根据实验结果,金属镁与不同浓度的硝酸反应时,有下列几种情况:(1)当硝酸浓度大于10N时Mg+4HNO3＝Mg(NO3)2+2H2O+2NO2↑(2)当硝酸浓度为6.6~10N时11Mg+28HNO3＝11Mg(NO3)2+NH4NO3+NO2↑+NO↑+N2↑+12H2O (3)当硝酸浓度在0.1~6.6N时12Mg+30HNO3＝12Mg(NO3)2+N H4NO3+NO2↑+HO↑+N2↑+H2+12H2O (4)当硝酸浓度小于0.1N时10Mg+24HNO3＝10Mg(NO3)2+NH4NO3+N2↑+H2↑+3H2O三、金属铝与不同浓度的硝酸反应时,有哪些产物?根据实验结果,金属铝与不同浓度的硝酸反应时,有下列几种情况:(1)当硝酸浓度大于8N时Al+6HNO3＝Al(NO3)3+3NO2↑+3H2O(2)当硝酸浓度为3~4N时15Al+56HNO3＝15Al(NO3)3+NH4NO3+NO2↑+2NO↑+3N2↑+26H2O (3)当硝酸浓度在1~3N时8Al+30HNO3＝8Al(NO3)3+NH4NO3+NO2↑+NO↑+N2↑+H2↑+12H2O (4)当硝酸浓度小于1N时14Al+46HNO3＝14Al(NO3)3+2N2↑+11H2↑+12H2O资料拓展：当量浓度(N)溶液的浓度用1升溶液中所含溶质的克当量数来表示的叫当量浓度，用符号N表示。
稀硝酸与浓硝酸的氧化性比较
和 Ｃｕ ｏ．
（ 填
（ ） 的最 高 价 氧 化物 对 应 水 化物 的浓 溶 ３Ｙ 液与 Ｚ的单 质反应 的化 学方 程式 是 （） ４ 已知下 列数据 ：
１
答 案 ：（１） 二
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（ ２）
【 １ ］ （ ０ ９ 安徽 ） 、 Ｙ、 例 １ ２０ ， Ｗ Ｘ、 Ｚ是 周 期
（ ） 、 等 贵金 属 不 易被 浓 硝 酸 氧 化 ， ４铂 金 但 １体积浓 硝 酸和 ３ 积 浓盐 酸 组成 的混合 物 溶 体 液（ 俗称 王水 ） 能溶 解铂 和金 ． 却
ｚＨ － 一 １ ７ ． Ｊ・ ｏ ￣ ６ ５ ７ｋ ｔ ｌ ｏ
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ＰＳ ８ ｂ ＋ ＨＮＯ （ ） ｂ Ｏ４ ８ ２十＋ ３ 浓 一Ｐ Ｓ ＋ ＮＯ
４ Ｏ Ｈ２
可见 ， 硝 酸 的 还 原 产 物 是 Ｎｏ 稀 硝 酸 浓 ，
的还 原产 物是 ＮＯ． 少 同 学 认 为 这 两 个 反 应 不 的反 应物相 同 ， 只是硝 酸 的浓度不 同 ， 应 的结 反
（ ） 的 基 态 原 子 核 外 电 子 排 布 式 是 ２Ｙ Ｙ 的第 一 电 离 能 比 Ｘ 的 “ ” 小 ”． 大 或“ ）
，
子排 布 式 为 ： ｓ２ ｐ３ ｐ ， 为 铝 元 素 ， ｌ。ｓ２ ｓ３ Ｘ Ｚ 能 够形 成 红 色 的 Ｚ Ｏ 和 黑 色 的 Ｚ 两 种 氧 化 Ｏ
（ “ ” 弱 ”． 填 强 或“ ）
Ｘ 的单 质 和 Ｆ Ｏ反 应 的 热 化 学 方 程 式 是 ｅ
解析 ： 首先 推 出题 中几 种 元 素 ， 、 的氧 ｗ Ｙ
从浓硝酸和稀硝酸哪个氧化性强谈起
从浓硝酸和稀硝酸哪个氧化性强谈起吴国庆北京教科院组织我们这些准备参加编写新中学教材的人去中学教学第一线听课｡今天听的是高一化学的课——硝酸的氧化性——这堂课已经接近高一化学的尾声了｡课中,教师让学生先做实验,然后组织学生讨论:浓硝酸和稀硝酸,哪个氧化性更强?课上出现两种完全不同的认识｡学生甲:浓硝酸和稀硝酸都能把铜氧化为Cu2+,但浓硝酸的产物是NO2,只得到一个电子就把铜氧化了,而稀硝酸的产物是NO,得到3个电子,可见浓硫酸氧化性更强｡学生乙:从反应条件看,浓硝酸氧化铜不需要加热,反应就十分剧烈,而稀硝酸氧化铜需要加热才有明显反应,可见浓硝酸比稀硝酸氧化性强｡教学实况:讲课教师简单地指出,学生甲是错误的,学生乙是正确的｡事情真是这样的吗?首先,学生乙的判据对吗?任何概念的建立,都是为了对事实或规律进行抽象或概括｡请问:氧化剂的氧化性强弱是对什么事实或规律进行抽象或概括呢?有一点可以肯定:氧化性还原性强弱,跟酸碱强弱的逻辑是相同的｡酸碱强弱总结的事实是:强酸置换弱酸,强碱置换弱碱;或者,按照共轭酸碱的概念,酸碱反应的方向是:强酸A+强碱B=弱碱A+弱酸B,而不是相反｡氧化剂和还原剂的强弱也正是这种逻辑:强氧化剂A+强还原剂B=弱还原剂A+弱氧化剂B｡这里所概括的,是反应的方向性,是热力学问题,不是动力学问题｡例如,锌可以置换铜:Zn+Cu2+=Zn2++Cu,这说明,Zn的还原性比Cu的还原性强;Cu2+ 的氧化性比Zn2+的氧化性强｡为建立定量标度,大学普通化学给出了电极电势｡尽管中学化学不引入电极电势,但可定性地作出说明｡我们帮助学生学习科学概念,要不断注意学生头脑中可能会出现错误概念｡以反应速度快慢来说明氧化剂还原剂强弱,正是一种错误概念｡这使我想起1978年第10届国际化学奥林匹克竞赛第7题,见《国际奥林匹克化学竞赛题及解答》科学普及出版社1988第44页｡题意是:先提供S4O62-/S2O32-,S2O82-/SO42-以及I2/I-的标准电极电势(0.17V,2.05V和0.535V),请学生估计同浓度S2O82-+I-和S2O32-+I-两个反应哪一个快,然后让学生做测定反应速率的实验,要求对实验现象作出解释｡试题的设计人正是抓住了教学中对氧化剂还原剂强弱的如上误解,试图通过实验让学生明白:氧化剂还原剂的强弱(电极电势的大小)是一个热力学问题,而反应快慢却是动力学问题,电动势大的反应,速率不一定快,甚至相反｡还有一个比较简单又易于实验的例子是用氯水氧化I-和Br-混合溶液｡反应的顺序是Cl2先将I-氧化为I2,溶液显示I3-的棕红色,接着发生I2被Cl2氧化为IO3-,棕色退去,最后发生Br-被Cl2氧化为Br2,溶液再次染上棕红色｡Br-在I2之后被氧化,却不是因为IO3-比Br2的氧化性弱｡相反,IO3-的氧化性比Br2的氧化性强｡你若不信,可以用导线和盐桥把插上惰性电极(石墨)的同浓度IO3-/I2和Br2/Br-两个半电池连起来,看一看究竟电子是从哪个电极流向导线(附:标准电极电势IO3-/I2为1.195V,Br2/Br-为1.066V)｡这个实验结果,学生一定能理解｡硝酸与金属的反应,是一个非常复杂的问题,在本世纪出版的书里有过大量讨论,很可能这一问题实用价值不太大,也可能应写进教科书的新材料太多了,新教科书已谈得不多了｡硝酸跟金属反应的复杂性在于,硝酸可以同时被金属还原成几种不同的产物,是平行反应,而硝酸的某些还原产物也是氧化剂,会继而与金属反应,也可能继而跟硝酸反应,相对于硝酸与金属的平行反应,这些反应属于连续反应,于是,硝酸被金属还原的产物究竟以什么为主,或者说事实上哪一个还原产物占多数,就跟硝酸的浓度､反应温度､金属的种类与表面积大小以及各种杂质的存在等等因素有关｡这些因素既在热力学上对各反应的趋势施加影响,又在动力学上对各反应的速率施加影响,这两方面的影响又不是始终步调一致没有矛盾｡再说,这些因素又会相互制约交叉,例如,浓硝酸反应剧烈,放热快,反应体系的温度上升得就快,等于对反应体系加了热,除非把反应体系放到恒温器中来消除温度的影响,相比之下,稀硝酸热量聚集就慢得多,温度上升不明显,温度对反应的影响就要通过加热来考察｡硝酸被金属还原的产物的多样性,比较原始的资料是前苏联的教科书——涅克拉索夫的《普通化学》｡这本书曾对我国化学教学界有很大影响｡里面有许多素材,是一本很好的教学参考书｡此书有一段小字,给出了硝酸与多孔铝反应的产物随硝酸浓度变化而变化的曲线图(附图;横坐标:硝酸的密度,纵坐标:还原产物的相对量;图中的NH3实际存在形式是NH4+)｡从这张图可见,在某一个浓度,硝酸还原产物不止一种｡在黄佩丽､田荷珍《基础元素化学》和北师大等《无机化学》(第三版)下册高教社(1992)里也能找到同一来源的图｡严宣申《普通无机化学》里也有硝酸还原产物的论述｡该书除给出铁还原硝酸的产物随硝酸浓度而变的具体例子外,还谈到硝酸还原产物HNO2对反应速率的影响以及加进破坏HNO2的物质,如H2O2,可以改变反应速率,从而改变硝酸还原产物的组成｡武汉大学等《无机化学》第三版(下册)高教社(1994)也谈到硝酸还原过程中的NO2的催化问题｡提到NO2有传递电子的能力,并由此说明为什么发烟硝酸为什么氧化性极强｡都值得中学化学教师参考｡从电极电势看,硝酸还原的几种反应,标准电极电势相差并不很大,因此,从热力学角度,硝酸被还原成各种产物都是可能的｡有关电极电势最经典的资料是timer的The Oxidation States of the Elements and their Compounds in Aqueous Solutions,Prentice-Hall Inc New York(1952)一书｡经简单计算可得到:硝酸被还原为N2O4和(NO2),HNO2,NO,N2O,N2,NH4+的标准电极电势分别为0.79V,0.94V,0.96V,1.12V,1.24V和0.88V,但这些数据根本无法反映还原成某一产物的速率,也反映不了反应的历程(一步还原还是几步还原,自由基反应还是离子反应等),只能说,还原成各种产物都有可能｡例如,尽管硝酸还原为氮气的电极电势是最高的,但事实上氮气经常是硝酸被还原的次要产物｡在同一本书里,还提到不同浓度硝酸跟亚砷酸反应,可作为还原剂对硝酸还原的特异性的例子｡密度为1.45g/cm3,1.35g/cm3和1.20g/cm3的HNO3与亚砷酸反应的主要还原产物分别是NO/NO2(1∶5),N2O3(即NO/NO2 1∶1)和几乎全部是NO｡附带可以提到,稀硝酸被活泼金属还原,氢气是主要产物之一｡我发现某些中学老师对硝酸和金属反应也会产生氢气之说露出十分诧异的目光｡为什么会这样?本来,硝酸里有H+,与氢前金属反应放出氢气是预料之中的事｡不信可以做实验来验证｡你会发现,只要硝酸足够稀,金属足够活泼,氢气的量还不少呢!有关信息可从北师大等《无机化学》下册里找到｡ 我在此写了这么多,无非是想引起老师们注意,许多事实,书里已有记载,需要读一读,不要只抱住一本教科书教书｡听课后的讨论中一些中学老师反映说,我们也知道速度跟趋势不是一回事,但高考题就用速率对比氧化剂还原剂的强弱,我们为应付高考,不得不为之,否则我们的学生高考时如何答题?我给闹糊涂了｡究竟我们为了什么而教,我没有研究过高考题,不敢对高考题妄加评论,如果高考题里真这样判断氧化性还原性的强弱,该提出来讨论,纠正才好｡明知错了,还要将错就错,这种违心的事,该不该做呢?再回过头来说说学生甲对不对｡一般说来,氧化剂还原得到电子数的多少不能说明氧化性的强弱｡例如,酸性高锰酸钾将Fe2+→Fe3+被还原为Mn2+,每个Mn7+原子得到5个电子,而H2O2( )同样可以把Fe2+→Fe3+,还原产物却是H2O( ),每个O原子只得到一个电子,难道能说明H2O2比MnO4-氧化性强吗?事实恰恰相反｡但是,浓硝酸比稀硝酸氧化性强,是符合反应物浓度大,正反应趋势强的基本规律的,没有理由违背这种基本规律,它们的产物价态不同,当然应当是它们氧化性强弱不同的反映｡如果我们的思考开阔点,这种规律会更加明确:既然将浓硝酸不断稀释跟锌反应(用过量锌跟一定量硝酸反应也一样),随着硝酸浓度降低,NO3-的还原产物中氮的价态确实越来越低,产物中氮的氧化态从+4 到+3,+2,+1,0…直至-3,可见确实硝酸越稀,氮的还原产物化合价越低｡问题是如何解释这种现象｡一种解释是:浓硝酸还原成二氧化氮的速度太快,来不及发生进一步的反应,二氧化氮就逸出了体系｡但也可作其他解释｡例如,如果产生NO,可被浓硝酸进一步氧化为NO2｡我们应该教导学生的是,不管怎样解释,都需要通过精巧的实验设计来验证,不能满足于“说说而已”!对“解释”,不可不信,也不可全信｡只有通过研究得出这种解释的实验依据,甚至重复它,才能作出判断,该不该信,该信多少｡在我国,经常见到许多人对许多事情提出许多看来很能自圆其说的“解释”,甚至说有“科学根据”,但并不给出实验根据,他们的“解释”究竟是否经得起实验的考验,不得而知｡我们学了科学,应当对没有提供实验根据的所谓“解释”抱怀疑态度,随后才会有科学的发展和创造,相反,如果老死死抱住那些似是而非的解释不放,既不去做实验验证,也不在实验后提出新的理论,科学永远不会有新的发展｡如今我国教学界的现状是,提出种种说法的人太多太多,而通过实验来证明的人太少太少｡这也正是现象与本质的关系的绝好例证｡在自然界也有类似现象:太阳从东方升起,并没有反映太阳绕着地球转,倒反而是反映了地球绕着太阳转!这正说明,科学分析不是一蹴而就的事,不深入事物的本质,不抓住本质,常常会得出错误的结论｡但无论如何不能忘记,现象,必定是某种本质的反映,我们绝对不要轻易否定现象,需要纠正的倒是,而且经常是,对本质的错误认识｡我们或许也可在化学课里“少讲一点(具体的细节性的描述性的化学素材),多说一句(带有哲学概括性的话)”,来进行这种“素质教育”?话又说回来,要中学生讨论浓硝酸和稀硝酸哪个氧化性强,只依据简单的试管反应的现象,是不可能搞清楚的｡这一问题对中学生的科学思维训练,可能不很合适｡因此,我以为,根本没有必要在中学课堂上提出这个问题让学生来讨论(课外学生来问则例外,可以指导他读书甚至做更多的实验)｡中学化学教材里选用哪些素材来提高学生的科学能力,应当作适当选择,不能随便抓来就大讲特讲一气,结果可能适得其反｡最后我只想说,客观世界本来是复杂的,过于简单化地处理一个问题,容易“想当然”,堕入“经济思维”的主观主义泥坑,这是我们应当时刻警惕的｡硝酸氧化性问题,就是一例｡。
浓硝酸和稀硝酸的浓度界限
浓硝酸和稀硝酸的浓度界限1. 引言浓硝酸和稀硝酸是常见的化学品，广泛应用于工业生产和实验室研究中。
它们在不同的浓度下具有不同的性质和用途。
本文将对浓硝酸和稀硝酸的浓度界限进行详细讨论，包括定义、性质、用途等方面。
2. 浓硝酸2.1 定义浓硝酸是一种含有高浓度硝酸（HNO3）的溶液，通常指质量分数在70%以上的硝酸溶液。
它呈无色或微黄色液体，具有刺激性气味。
2.2 性质•强氧化性：浓硝酸具有很强的氧化性，能与许多物质发生剧烈反应，如与有机物接触会引起爆炸。
•腐蚀性：浓硝酸能腐蚀金属、皮肤和眼睛等组织，对人体有较大危害。
•易挥发性：浓硝酸在常温下会慢慢挥发，因此需要储存在密闭容器中。
2.3 用途•工业生产：浓硝酸广泛用于生产炸药、染料、塑料等化工产品。
•实验室研究：浓硝酸常用于有机合成反应和金属蚀刻等实验中。
3. 稀硝酸3.1 定义稀硝酸是一种含有低浓度硝酸的溶液，通常指质量分数在5%以下的硝酸溶液。
它呈无色液体，具有刺激性气味。
3.2 性质•弱氧化性：稀硝酸相对于浓硝酸而言，氧化性较弱，不会与许多物质剧烈反应。
•轻微腐蚀性：稀硝酸对金属和组织的腐蚀作用较小。
•较低的挥发性：稀硝酸不易挥发，在常温下相对稳定。
3.3 用途•实验室研究：稀硝酸常用于金属清洗和去除氧化层的实验中。
•化肥生产：稀硝酸是制备氮肥的重要原料之一。
4. 浓度界限浓硝酸和稀硝酸之间没有明确的界限，其浓度可以根据具体需求进行调整。
一般而言，质量分数在5%以下的溶液可被视为稀硝酸，而质量分数在70%以上的溶液可被视为浓硝酸。
5. 安全注意事项由于浓硝酸和稀硝酸具有一定的危险性，使用时需要注意以下事项：•戴防护手套、眼镜等个人防护装备。
•在通风良好的环境下操作。
•避免与有机物、还原剂等易燃易爆物质接触。
•储存时应密封、避光、远离火源。
6. 结论本文对浓硝酸和稀硝酸的浓度界限进行了详细讨论。
浓硝酸是含有高浓度硝酸的溶液，具有强氧化性和腐蚀性，广泛应用于工业生产和实验室研究中。
高一化学硝酸的性质
的身材好像十分夸张同时还隐现着几丝华丽，矮胖的暗橙色细小棕绳一样的胡须仿佛特别粗野同时还隐现着几丝标新立异。那一双瘦长的纯黑色轻盈似的眉毛，仿佛真是飘忽
不定同时还隐现着几丝小巧。再看女政客Ｔ．克坦琳叶女士的身形，她有着古怪的仿佛软管般的肩膀，肩膀下面是短小的仿佛银剑般的手臂，她轻灵的淡红色榴莲般的手掌好
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菇王子和知知爵士刚刚在两张镶着五色钻石的纯金座椅上坐下，只听一声悠长的号角响起，大厅突然辉煌灿烂起来，笼罩在圣坛上的仙雾很快散去……只见圣坛中央的宝座上 坐着主考官Ｚ．纽基斯克厅长，那模样竟然和时空车站外的雕像一模一样！在主考官左边坐着五个神态威严身穿紫宝石色水晶褂的监考官，右边坐着三个容貌怪异的的副考官
亮同时还隐现着几丝顽强。这个女人说话时有种嘶哑的亮橙色菜丝般的声音，高兴时会散发出散射的土黄色核桃一样的气味。她匀称的深黑色蚯蚓一般的骨骼好像十分经典同
时还隐现着几丝英武，那种高雅的深灰色药罐般的神态真的有些寒酸同时还隐现着几丝愚笨。…………那个身穿神气的蛇筋服的副考官是
女总裁腾霓玛娅婆婆。她出
生在Ｑ．兰冈契帝国的冰块泉，绰号：六爪壁灯！年龄看上去大约十三四岁，但实际年龄足有一万多岁，身高一米八左右，体重足有一百公斤。此人最善使用的兵器是『彩宝
像十分绚丽同时还隐现着几丝猛爆，瘦瘦的暗黄色玉葱般的手指真的有些出色同时还隐现着几丝帅气。她匀称的仿佛扫帚般的腿确实相当神秘但又有些富贵，肥壮的仿佛铅笔
般的脚似乎有点独裁同时还隐现着几丝与众不同，她柔软的仿佛奶糖般的屁股的确绝对的标新立异同时还隐现着几丝秀雅！腰间一条，短小的金橙色钢条般的腰带仿佛特别漂
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阴凉处)。
(3)强氧化性:①铝、铁在冷的浓硝酸中发生钝化,因此常温下铝、铁制品可以
盛放冷的浓硝酸;②能与除Au、Pt以外的所有金属反应:Cu+4HNO3(浓)
必备知识通关
Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,3Cu+8HNO3(稀)
3Cu(NO3)2+2NO↑+
4H2O;③加热条件下,能与非金属单质(如C、S)反应,一般可将非金属单质
解题能力提升
命题角度1 硝酸与金属反应的实验探究 示例6 [2015北京,12,6分]在通风橱中进行下列实验:
解题能力提升
下列说法不正确的是
A.Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式:2NO+O2
2NO2
B.Ⅱ中的现象说明Fe表面形成致密的氧化层,阻止Fe进一步反应
C.对比Ⅰ、Ⅱ中现象,说明稀HNO3 的氧化性强于浓HNO3 D.针对Ⅲ中现象,在Fe、Cu之间连接电流计,可判断Fe是否被氧化
Na3AsS3+Na3AsO3+3H2O。也
可以与SnCl2、发烟盐酸反应转化为雄黄(As4S4):2As2S3+2SnCl2+
4HCl
As4S4+2SnCl4+2H2S↑。
4.H3AsO4的性质
(1)受热易分解,最终得到As2O5:2H3AsO4
HNO3+2NO↑+H2O。
解题能力提升
2.HNO2的制备
(1)将等物质的量的NO2和NO的混合物溶解在冰水中:NO+NO2+
H2O
2HNO2。
(2)将强酸加入亚硝酸盐的冷溶液中:NaNO2+HCl
NaCl+
+硝酸的性质及相关计算++课件++2022-2023学年高一下学期化学人教版(2019)必修第二册
①中发生反应：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2 ＋2NO↑＋4H2O，生成的硝酸铜溶液为蓝色， 在试管口NO与空气中的O2发生反应产生NO2， 使气体由无色变为红棕色，但硝酸被还原生成 的是无色的NO，A错误； 由 A 项分析，假设①中加入溶液中含有 8 mol HNO3，则产生 2 mol NO 气 体，6 mol NO－3 ；实验③发生反应的化学方程式为 3Cu＋8H＋＋2NO3－===3Cu2＋ ＋2NO↑＋4H2O，反应产生的 3 mol Cu(NO3)2 电离产生的 6 mol NO－3 完全反 应后会生成 6 mol NO，故若③中加入足量稀硫酸，则在相同条件下①中产 生的气体体积比③中产生的气体体积小，B 正确；
练习2
足量铜与一定量的浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和二氧化氮、一氧化氮的混 合气体4.48 L(标准状况)，这些气体与一定体积的氧气(标准状况下)混合通入 水中，所有的气体完全被水吸收生成硝酸。若向硝酸铜溶液中加入5 mol·L－1 的氢氧化钠溶液，铜离子恰好完全沉淀，消耗氢氧化钠溶液60 mL，下列说法 错误的是 A.参加反应的硝酸是0.5 mol B.消耗氧气1.68 L(标准状况下) C.此反应过程中转移0.3 mol电子
木炭与浓硝酸在加热条件下反应生成二氧化碳、二氧化氮和水，反应的化学 方程式是 C＋4HNO3(浓)==△===4NO2↑＋CO2↑＋2H2O。
(2)装置B的作用是__缓__冲__，__防__止__溶__液__倒__吸__。
装置B两端的导气管都刚露出橡胶塞，所以装置B作安全瓶，作用是缓冲， 防止溶液倒吸。
(4)装置D中的无色气体，甲同学认为是NO，乙同学认为是O2，若不考虑装置 中原有的空气，则乙同学的理由是_4_H__N_O_3_=_=_△=_=_=_4_N__O_2_↑__＋__O_2_↑__＋__2_H__2O__(用化 学方程式表示)。
硝酸的强氧化性
3
均体现出酸性 和强氧化性
Cu+4HNO3(浓) = Cu(NO3)2 +2NO2↑ +2H2O 3Cu+8HNO3(稀) =3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 分析上述反应中电子转移的方向和数目，并指出氧化剂和还原 剂及其物质的量之比。并分析上述反应中硝酸的作用。
硝酸浓度越大，氧化性越强。
氧化性：浓HNO3 > 稀HNO3
可使Fe、A1钝化 △ C+4HNO3(浓) 2H2O+4NO2水性
C + 2H2SO4(浓) CO2↑ +2SO2↑+2H2O 有吸水性、脱水性
再见
2.与非金属反应 硝酸具有强的氧化性，也能跟许多非金属（如碳）反应 4HNO3(浓)+C
△
4NO2↑+CO2↑+ 2H2O
浓H2SO4与浓HNO3强氧化性的比较
浓H2SO4 与Cu反应 钝化现象
△ Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O 可使Fe、A1钝化
浓HNO3
Cu+4HNO3(浓)= Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
浓硝酸 金属 稀硝酸
高价金属化合物 + NO2
高价金属化合物 + NO
不论浓、稀硝酸都有很强的氧化性，几乎能与所有金属(除Pt、 Au等少数金属外)反应，如：Mg、Al、Zn、Fe、Cu等。反应均不 产生H2，均是硝酸中的N元素被还原 ③钝化 Al、Fe在冷、浓硝酸中要发生钝化。 可以用铁、铝制的容器盛装浓硫酸或浓硝酸 化学反应
硝酸的强氧化性
1.与金属反应 浓硝酸与铜的反应 不产生H2，N元素被还原
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谈谈稀硝酸与浓硝酸的氧化性在中学教科书中有这样两个化学方程式：Cu + 4HNO 3(浓) === Cu(NO 3)2 + 2NO 2↑+ 2H 2O3Cu + 8HNO 3(稀) === 3Cu(NO 3)2 + 2NO↑+ 4H 2O可见，浓硝酸的还原产物是NO 2，稀硝酸的还原产物是NO 。
不少同学认为这两个反应的反应物相同，只是硝酸的浓度不同，反应的结果：第一个反应中N +5被还原成了N +4；而第二个反应中N +5被还原成了N +2。
由此得出稀硝酸的氧化性比浓硝酸的氧化性强的错误结论。
一般说来，硝酸氧化性的强弱并不是根据硝酸（实际是N +5）被还原的产物的化合价改变的大小来决定的，而是由硝酸的浓度来决定的，硝酸越浓，它的氧化能力就越强。
例如：（1）稀硝酸与硫化物反应时，只能将S 2－ 离子氧化成单质硫，而浓硝酸与硫化物反应时，能将S 2－ 离子进一步氧化成SO 42－离子。
3CdS + 8HNO 3(稀) === 3Cd (NO 3)2 + 2NO↑+ 4H 2O + 3S↓PbS + 8HNO 3(浓) === PbSO 4 + 8NO 2↑+ 4H 2O（2）稀硝酸只能把砷氧化成亚砷酸，而浓硝酸则进一步把亚砷酸氧化成砷酸。
As + HNO 3(稀) + H 2O === H 3AsO 3 + NO↑H 3AsO 3 + 2HNO 3(浓) === H 3AsO 4 + 2NO 2↑+ H 2O（3）稀硝酸只能将氢碘酸氧化成单质碘，而浓硝酸则能把氢碘酸氧化成碘酸。
6HI + 2HNO 3(稀) === 3I 2 + 2NO↑+ 4H 2OHI + 6HNO 3(浓) === HIO 3+ 6NO 2↑+ 3H 2O（4）铂、金等贵金属不易被浓硝酸氧化，但1体积浓硝酸和3体积浓盐酸组成的混合物溶液（俗称王水）却能溶解铂和金。
Au + 4Cl － + NO 3－ + 4H + === [AuCl 4]－ + NO↑+ 2H 2O3Pt + 18Cl － + 4NO 3－ + 16H + === 3[PtCl 6]2－ + 4NO↑+ 8H 2O虽然铂、金不易被浓硝酸氧化，但当有Cl －离子存在时，和产物Au 3+离子（或Pt 4+离子）结合，生成了络离子[AuCl 4]－（或[PtCl 6]2－），从而降低了Au 3+离子（或Pt 4+离子）的浓度，金属就被继续氧化了。
（5）当硝酸与金属活动性顺序表中排在氢以前的活泼金属如镁、锌、铁等反应时，除可生成NO 2或NO 外，在更稀的硝酸中还可产生N 2O 、N 2、NH 3等。
例如： 4Mg + 10HNO 3(1 mol·L －1) === 4Mg (NO 3)2 + NH 4NO 3 + 3H 2O4Mg + 10HNO 3(2 mol·L －1) === 4Mg (NO 3)2 + N 2O↑+ 5H 2O3Mg + 8HNO 3(6 mol·L －1) === 3Mg (NO 3)2 + 2NO↑+ 4H 2OMg + 4HNO 3(16 mol·L －1) === Mg (NO 3)2 + 2NO 2↑+ 2H 2O可见，对于同一种还原剂来说，硝酸越稀被还原的程度越大。
浓硝酸（12～16 mol·L －1）被还原的主要产物是NO 2，稀硝酸（6～8 mol·L －1）被还原的产物主要是NO ；再稀如2 mol·L －1的硝酸还原产物主要是N 2O ，而更稀的硝酸（1 mol·L －1）则被还原成NH 3（NH 3与HNO 3反应生成NH 4NO 3）。
（6）铁、铝在冷的浓硝酸中发生钝化现象。
总之，硝酸的强氧化性来自硝酸根中的N +5元素，而不是硝酸电离出来的H +，这种氧化性的强弱还跟温度（温度越高氧化性越强）、酸度（如硝酸根在中性或弱酸性溶液中难以表现出氧化性，如硝酸亚铁中的Fe 2+与NO 3－可以稳定存在，但加盐酸时，Fe 2+却被NO 3－氧化成了Fe 3+）等有关。
物质氧化性的强弱是指氧化其它物质的能力，浓硝酸与铜反应比稀硝酸与铜反应剧烈的多，说明浓硝酸的氧化性比稀硝酸的氧化能力强。
而不能从其本身被还原的程度大小来比较例如：【例题】（2020年北京高考27题）某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按下图装置进行试验（夹持仪器的装置已略去）。
实验表明浓硝酸能将NO 氧化成NO 2，而稀硝酸不能氧化NO 。
由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。
可选药品：浓硝酸、3mo/L 稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳 已知：氢氧化钠溶液不与NO 反应，能与NO 2反应2NO 2 + 2NaOH === NaNO 3 + NaNO 2 + H 2O（1）实验应避免有害气体排放到空气中，装置③、④、⑥中盛放的药品依次是（2）滴加浓硝酸之前的操作是检验装置的气密性，加入药品，打开弹簧夹后（3）装置①中发生反应的化学方程式是（4）装置②的作用是 ，发生反应的化学方程式是（5）该小组得出的结论以据的试验现象是（6）试验结束后，同学们发现装置①中溶液呈绿色，而不显蓝色。
甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。
同学们分别设计了以下4个试验来判断两种看法是否正确。
这些方案中可行的是（选填序号字母）a.加热该绿色溶液，观察颜色变化b.加水稀释绿色溶液，观察颜色变化c.向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化d.向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察颜色变化【解析】本题主要考查HNO3的性质、化学基本实验设计和评价能力。
（1）根据装置特点和实验目的，装置⑤是收集NO，装置⑥中盛放NaOH溶液吸收NO2，因为要验证稀HNO3不能氧化NO，所以装置③中应该盛放稀硝酸。
（2）由于装置中残存的空气能氧化NO而对实验产生干扰，所以滴加浓HNO3之前需要通入一段时间CO2赶走装置中的空气，同时也需将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内防止反应产生的NO气体逸出。
（3）Cu与浓HNO3反应生成Cu(NO3)2、NO2、H2O：Cu + 4HNO3(浓)＝Cu(NO3)2 + 2NO2↑ +2 H2O。
（4）装置②中盛放H2O，使NO2与H2O反应生成NO：3NO2 + H2O === 2HNO3 + NO。
（5）NO通过稀HNO3溶液后，若无红棕色NO2产生，说明稀HNO3不能氧化NO，所以盛放稀HNO3装置的液面上方没有颜色变化即可说明之。
装置④中盛放的是浓HNO3，若浓HNO3能氧化NO则装置④液面的上方会产生红棕色气体。
（6）要证明是Cu(NO3)2浓度过高或是溶解了NO2导致装置①中溶液呈绿色，可设计将溶解的NO2赶走（a、c方案）再观察颜色变化。
也可在Cu(NO3)2的浓溶液中通入NO2进行比较观察反应后的颜色变化（d方案），确定是否是因为溶有NO2引起的。
方案b由于Cu(NO3)2和溶解在其中的NO2浓度均可发生变化，故无法确定是哪一种因素引起的。
答案：（1）3 mol/L稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液（2）通入CO2一段时间，关闭弹簧夹，将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内（3）Cu + 4HNO3（浓）=== Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O（4）将NO2转化为NO 3NO2 + H2O === 2HNO3 + NO（5）装置③中液面上方气体仍为无色，装置④中液面上方气体由无色变为红棕色（6）a c d【练习1】在100 mL浓HNO3中，加入足量的铜片产生a L气体，用排水法收集后得到b L气体（气体的体积都是在标准状况下测定的），则原浓硝酸的物质的量浓度是多少？解析：依题意，a L气体是NO2和NO的混合气体，b L气体全为NO气体。
该题若根据化学方程式列式计算就显得很复杂，我们可作如下分析：起氧化剂作用的HNO3的物质的量＝，根据电子守恒，Cu所失去的电子的物质的量恰好为HNO3生成b L NO气体时所得电子的物质的量，即Cu失电子×3，反应的Cu的物质的量×＝mol。
则起酸性作用的HNO3为mol×2 ＝mol，所以HNO3的物质的量为mol + mol ＝mol，浓度为mol·L－1.答案：mol·L－1点拨：铜与浓硝酸的反应要考虑反应过程中硝酸浓度的变化，开始生成NO2，后来生成NO，最后得到的是NO2和NO的混合物。
类似这样的反应还有：①锌与浓硫酸的反应，开始生成SO2，随着反应的不断进行，浓硫酸变稀，反应产物还有H2；②足量的二氧化锰和浓盐酸共热，开始生成Cl2，随着反应的不断进行，浓盐酸变稀，产生的Cl2越来越少，虽然还有HCl，由于浓度变小，反应不再进行。
【练习2】在铁与铜的混合物中，加入一定量的稀HNO3，充分反应后剩余金属m1g,,再向其中加入一定量的稀H2SO4充分振荡后，剩余金属m2 g,则m1和m2的关系是A. m1一定大于m2B. m1可能等于m2C. m1一定等于m2D. m1可能大于m2解析：铁与铜的混合物与一定量的稀HNO3反应，当金属剩余时，硝酸耗尽，但生成物中含有Fe(NO3)2和Cu(NO3)2。
若再加入稀H2SO4，则又继续发生3Cu + 8H+ + 2NO3－=== 3Cu2+ + 2NO↑+ 4H2O或Fe + 4H+ + NO3－=== Fe3++ NO↑+ 2H2O，使金属的质量减少。
A选项符合题意。
答案：A点拨：解答该题要注意，剩余的金属成分不可能只有铁，因为Fe + Cu2+=== Fe2+ + Cu。
当剩余金属只有铜时，加稀H2SO4，认为Cu与稀H2SO4不反应，若为Fe、Cu混合物时，Fe溶解，而错选B、D，因为这样是忽略了NO3－在酸性条件下具有强氧化性的缘故。