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化学必修1第四节 氨 硝酸 硫酸教案
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这是一份化学必修1第四节 氨 硝酸 硫酸教案，共10页。
1．了解硫酸、硝酸的酸性。
2．了解浓硫酸的三大特性，特别是浓硫酸的强氧化性。(重点)
3．了解稀硝酸、浓硝酸的氧化性。(重难点)
4．了解硫酸和硝酸的重要用途。
[基础·初探]
1．物理性质
纯净的浓硫酸是一种无色黏稠、油状液体，密度大于水的密度。
2．稀硫酸的化学性质
稀硫酸是强酸，具有酸的通性，写出有关反应的离子方程式：
3．浓硫酸的特性
(1)吸水性：浓H2SO4能够吸收气体、液体中的水分子及固体中的结晶水，故常用作干燥剂。
(2)脱水性：浓H2SO4能把有机物中的氢、氧元素按水的组成比脱去，剩余黑色的炭。如蔗糖的黑色面包实验。
(3)强氧化性。
①与金属反应。
a．钝化：浓硫酸能使铁、铝等金属表面形成一层致密的氧化膜，从而阻止浓硫酸与铁、铝继续反应。
b．能与大部分金属反应。如与铜反应：
Cu＋2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up14(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O。
②与非金属反应。
与碳反应：C＋2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up14(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。
③与还原性化合物如H2S、HBr等反应。
4．用途
(1)重要的化工原料，实验室必备的重要试剂。
(2)工业上可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等。
(3)用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取各种挥发性酸、作干燥剂等。
[探究·升华]
[思考探究]
浓H2SO4与铜反应的实验
(1)浸碱棉团作用是什么？
【提示】 吸收尾气SO2，防止污染大气。
(2)过量的铜与一定量的浓硫酸反应时，硫酸能否全部参加反应？
【提示】 不能。Cu是不活泼金属，只能与浓硫酸反应，与稀硫酸不反应，在过量Cu与一定量浓硫酸反应时，随着反应的进行，硫酸的浓度逐渐减小，反应进行到一定程度时，浓硫酸将变为稀硫酸，反应自动停止，H2SO4不可能全部参加反应。
(3)如果用过量的锌代替铜与一定量的浓硫酸反应，生成气体的成分有哪些？请分析思考？
【提示】 锌首先与浓硫酸发生反应：Zn＋2H2SO4(浓)===ZnSO4＋SO2↑＋2H2O，随着反应的进行，硫酸的浓度降低，锌还会与稀硫酸进一步反应，Zn＋H2SO4(稀)===ZnSO4＋H2↑，故生成的气体为SO2和H2的混合气体。
[认知升华]
浓硫酸的强氧化性
(1)本质：浓硫酸具有强氧化性，是因为H2SO4分子中＋6价的硫元素具有很强的得电子能力。
(2)表现：
①Fe、Al的钝化
常温下，当Fe、Al遇到浓硫酸时，会与浓硫酸发生反应，表面生成一层致密的氧化物薄膜而出现“钝化”现象。
②常温下与活泼金属反应(铁、铝除外)表现强氧化性和酸性，生成硫酸盐和SO2，硫酸变稀后，生成的气体为H2。
③与不活泼金属和非金属反应
a．反应需要加热，否则不反应。
b．还原产物一般是SO2，一般金属被氧化为高价态的硫酸盐，非金属被氧化为高价态氧化物或含氧酸。
c．浓硫酸与金属反应时，既表现酸性又表现强氧化性，而与非金属反应时，只表现强氧化性。
d．随着反应的进行，浓硫酸浓度变小，一旦变为稀硫酸，反应就停止。
④与具有还原性的化合物反应，如与H2S、HI、HBr、FeCl2等物质反应。
[题组·冲关]
题组1 浓H2SO4的性质及其应用
1．在下图所示的实验装置中，从实验开始到过一段时间后，对观察到的现象叙述不正确的是( )
① ② ③ ④
A．①中苹果块会干瘪
B．②中胆矾晶体表面有“白斑”
C．③中小试管内有晶体析出
D．④中pH试纸变红
【解析】 浓硫酸具有吸水性、脱水性和强氧化性。苹果块的水分被浓硫酸吸收变干瘪；胆矾晶体中的结晶水被浓硫酸吸收，表面出现“白斑”；饱和硝酸钾溶液中的溶剂部分被浓硫酸吸收，溶质呈晶体析出；由于浓硫酸的脱水性，试纸会变黑。
【答案】 D
2．下列事实与浓硫酸表现出的性质(括号中)的对应关系正确的是( )
A．在空气中敞口久置的浓硫酸，溶液质量增大(难挥发性)
B．在加热条件下铜与浓硫酸反应(强氧化性、酸性)
C．蔗糖与浓硫酸反应中有海绵状的炭生成(吸水性)
D．浓硫酸可用来干燥某些气体(脱水性)
【解析】 在空气中敞口久置浓硫酸，浓硫酸会吸收空气中的水蒸气而使溶液质量增大，表现了其吸水性；浓硫酸使蔗糖炭化，表现了脱水性；浓硫酸可干燥某些气体表现了吸水性。
【答案】 B
题组2 浓H2SO4的强氧化性实验探究
3．某化学课外兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应情况，用如图所示装置进行有关实验：
【导学号：95432081】
(1)B是用来收集实验中产生的气体的装置，但未将导管画全，请把导管补充完整。
(2)实验中他们取6.4 g铜片和12 mL 18 ml/L浓硫酸放在圆底烧瓶中加热，直到反应完毕，最后发现烧瓶中还有铜片剩余。该小组学生根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余。
①请写出铜跟浓硫酸反应的化学方程式：________________________
_____________________________________________________________。
②为什么有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解？你认为原因是_______
____________________________________________________________。
③下列药品中能够用来证明反应结束后的烧瓶中的确有余酸的是________(填写字母编号)。
A．铁粉 B．BaCl2溶液
C．银粉 D．Na2CO3溶液
(3)装置C中试管D内盛装的是品红溶液，当B中气体收集满后，有可能观察到的现象是__________。待反应结束后，向C中烧杯内加入沸水，D中观察到的现象是__________。
(4)实验装置C有可能造成环境污染。试用最简单的方法加以解决。(实验用品自选)_____________________________________________________________
_______________________________________________________________。
【解析】 Cu只与浓硫酸在加热时反应，而不与稀硫酸反应。收集SO2气体用向上排空气法，因此B装置应为长进短出，证明硫酸有剩余，应证明溶液中含H＋，而不应证明含SOeq \\al(2－,4)，因此BaCl2溶液和Ag均不可。对C装置逸出的SO2，用浸有NaOH溶液的棉花团塞在试管口是最简单的方法。
【答案】 (1)
(2)①Cu＋2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up14(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O
②随着H2SO4的消耗，浓H2SO4的浓度不断降低，稀H2SO4与Cu不反应 ③AD
(3)红色褪去 恢复红色
(4)用浸有NaOH溶液的棉团塞在试管口
[基础·初探]
1．酸性：硝酸是一元强酸，具有挥发性，具有酸的通性。
2．强氧化性
(1)与金属反应：
①除Au、Pt以外的绝大多数金属都能与硝酸反应。
②常温下，冷的浓硝酸能使Fe、Al钝化。
③与铜反应(写出化学方程式)：
浓硝酸：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。
稀硝酸：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。
(2)与非金属反应：
加热时浓硝酸与木炭发生反应：C＋4HNO3(浓)eq \(=====,\s\up14(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。
(3)王水：
①组成：浓硝酸与浓盐酸，体积比为1∶3。
②性质：能使一些不溶于硝酸的金属如Au、Pt等溶解。
3．不稳定性
(1)化学方程式：4HNO3eq \(=======,\s\up14(光照或△))4NO2↑＋O2↑＋2H2O。
(2)实验室中浓硝酸显黄色的原因：
浓硝酸分解生成的NO2又溶于硝酸所致。
4．用途：硝酸用途广泛，是制炸药、染料、塑料的原料，也是化学实验室的必备试剂。
[探究·升华]
[思考探究]
硝酸的强氧化性实验
将铜片置于两支具支试管的底部(见下图)。通过分液漏斗分别加入2 mL浓、稀硝酸。
A B
问题思考：
(1)两支具支试管中观察到的实验现象是否完全相同？反应中浓硝酸、稀硝酸起什么作用？
【提示】 不相同。加入浓硝酸的具支试管中出现的现象是铜片表面产生气泡，铜片溶解，溶液变蓝，具支试管上部空间无色变红棕色。加入稀硝酸的具支试管出现的现象是铜片表面产生气泡，铜片溶解，溶液变蓝，具支试管上部空间气体由无色变红棕色，后又变成无色。两支具支试管中浓、稀硝酸既表现出氧化性，又表现出酸性。
(2)如何证明集气瓶里的气体是NO?
【提示】 向集气瓶中通入少量O2(或空气)，气体颜色由无色变为红棕色，说明集气瓶中收集的气体是NO。
(3)A装置中Cu若过量，生成成分有哪些？A装置收集的气体有NO2吗？要收集NO2，用什么方法？
【提示】 NO2、NO；没有NO2，因为NO2与水反应生成NO；用向上排空气法。
(4)NO能用向上排空气法收集吗？为什么？
【提示】 不能，因为NO易被O2氧化。
[认知升华]
硝酸的强氧化性
(1)规律：①硝酸的浓度越大，反应温度越高，其氧化性越强。
②还原剂一般被氧化成最高价态。
(2)硝酸的强氧化性的表现
①硝酸与金属的反应：
a．除Au、Pt等少数金属外，硝酸几乎可以氧化所有的金属。
b．活泼金属与HNO3反应不生成H2，HNO3的浓度不同，还原产物不同。
c．常温下浓硝酸能使Fe、Al钝化，加热时反应。
②硝酸与非金属的反应：
反应规律：非金属单质＋浓硝酸―→最高价氧化物或高价含氧酸＋NO2↑＋H2O。
③硝酸与还原性化合物的反应：
硝酸的强氧化性还表现在可以氧化具有还原性的化合物或离子，如HI、HBr、SO2、Fe2＋、FeO、Br－、I－、S2－、SOeq \\al(2－,3)等均能被HNO3氧化。
④硝酸与铁反应，当硝酸过量时，产物为Fe(NO3)3，当铁过量时为Fe(NO3)2。
[题组·冲关]
题组1 硝酸的性质
1．下列反应中硝酸既表现出酸性又表现出氧化性的是( )
【导学号：95432082】
A．使石蕊溶液变红
B．与铜反应放出NO气体，生成Cu(NO3)2
C．与Na2CO3反应放出CO2气体，生成NaNO3
D．与S单质混合共热时生成H2SO4和NO2
【解析】 A项，HNO3只表现酸性；B项，Cu与稀硝酸反应时，部分起酸的作用生成Cu(NO3)2，部分作氧化剂被还原为NO；C项，2HNO3＋Na2CO3===CO2↑＋H2O＋2NaNO3，HNO3只表现强酸性；D项，HNO3将S氧化为H2SO4，自身被还原为NO2，在该反应中HNO3只表现强氧化性。
【答案】 B
2．下列关于硝酸说法正确的是( )
A．硝酸与金属反应，主要是＋5价氮得电子
B．浓HNO3与浓盐酸按3∶1的体积比所得混合物叫王水
C．硝酸电离出H＋，能被Zn、Fe等金属还原成H2
D．常温下，向浓HNO3中投入Fe片，会产生大量红棕色气体
【解析】 硝酸与金属反应，主要是＋5价氮得电子，生成氮的低价化合物，一般不生成氢气。浓HNO3与浓盐酸按1∶3的体积比所得混合物叫王水。常温下铁遇到浓硝酸发生钝化，不会生成大量红棕色气体。
【答案】 A
题组2 硝酸的有关计算
3．38.4 mg铜跟适量的浓硝酸反应，铜全部作用后，共收集到22.4 mL(标准状况)气体，则反应消耗的硝酸的物质的量可能是( )
A．1.0×10－3ml B．1.6×10－3ml
C．2.2×10－3ml D．2.4×10－3ml
【解析】 浓硝酸适量，在反应过程中变稀，实际上发生了两个反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O,3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。反应消耗的HNO3包括起酸性作用和起氧化性作用的两部分，前者反应后以Cu(NO3)2形式存在，后者被还原后生成NO2、NO气体。从两个方程式看出Cu＋2HNO3(酸)～Cu(NO3)2，HNO3(氧化剂)～NO2(或NO)，所以反应消耗的HNO3的物质的量为：eq \f(38.4×10－3 g,64 g/ml)×2＋eq \f(22.4×10－3L,22.4 L/ml)＝1.2×10－3ml＋1×10－3 ml＝2.2×10－3ml。
【答案】 C
4．将32.64 g铜与140 mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2 L。请回答：
【导学号：95432083】
(1)NO的体积为________ L，NO2的体积为________ L。
(2)待产生的气体全部逸出后，向溶液中加入V mL a ml·L－1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2＋全部转化成沉淀，则原HNO3溶液的浓度为________ ml·L－1。
【解析】 (1)设生成NO的物质的量为x，NO2的物质的量为y。
则有eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x＋y＝\f(11.2 L,22.4 L·ml－1),3x＋y＝\f(32.64 g,64 g·ml－1)×2))，解得x＝0.26 ml，y＝0.24 ml；
V(NO)＝0.26 ml×22.4 L·ml－1＝5.824 L；
V(NO2)＝0.24 ml×22.4 L·ml－1＝5.376 L。
(2)由原子守恒得：
HNO3eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(CuNO32～2HNO3～2NaNO3～2NaOH,HNO3未反应的～NaOH,NO、NO2))
n(HNO3)＝n(气体) ＋n(NaOH)
所以c(HNO3)＝eq \f(aV×10－3＋0.5,0.14) ml·L－1。
【答案】 (1)5.824 5.376 (2)eq \f(aV×10－3＋0.5,0.14)
【题后归纳】 硝酸与金属反应的“三个守恒、一个关系”突破计算
1三个守恒。
①电子得失守恒：金属失电子数＝nNO2＋3nNO。,
②氮原子守恒：nHNO3＝xn[MNO3x]＋nNO2＋nNO。
③若向反应后溶液加入NaOH溶液恰好使Mx＋沉淀完全，此时溶质为NaNO3，则存在：,nNa＋＝nNOeq \\al(－,3))＝nHNO3－nNO－nNO2。
2一个关系。,起酸性作用的HNO3的物质的量是金属物质的量和金属所带电荷数的乘积，可表示为nHNO3酸性＝xnMx＋＝n转移电子。硫酸的性质及用途
实验操作
实验现象
a试管中铜丝表面有气泡逸出
b试管中的品红溶液逐渐变为无色
c试管中的紫色石蕊溶液逐渐变为红色
将a试管里的溶液慢慢倒入水中，溶液变为蓝色
实验结论
Cu和浓H2SO4反应的化学方程式为
Cu＋2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up14(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O
硝酸的性质及用途
1．了解硫酸、硝酸的酸性。
2．了解浓硫酸的三大特性，特别是浓硫酸的强氧化性。(重点)
3．了解稀硝酸、浓硝酸的氧化性。(重难点)
4．了解硫酸和硝酸的重要用途。
[基础·初探]
1．物理性质
纯净的浓硫酸是一种无色黏稠、油状液体，密度大于水的密度。
2．稀硫酸的化学性质
稀硫酸是强酸，具有酸的通性，写出有关反应的离子方程式：
3．浓硫酸的特性
(1)吸水性：浓H2SO4能够吸收气体、液体中的水分子及固体中的结晶水，故常用作干燥剂。
(2)脱水性：浓H2SO4能把有机物中的氢、氧元素按水的组成比脱去，剩余黑色的炭。如蔗糖的黑色面包实验。
(3)强氧化性。
①与金属反应。
a．钝化：浓硫酸能使铁、铝等金属表面形成一层致密的氧化膜，从而阻止浓硫酸与铁、铝继续反应。
b．能与大部分金属反应。如与铜反应：
Cu＋2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up14(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O。
②与非金属反应。
与碳反应：C＋2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up14(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。
③与还原性化合物如H2S、HBr等反应。
4．用途
(1)重要的化工原料，实验室必备的重要试剂。
(2)工业上可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等。
(3)用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取各种挥发性酸、作干燥剂等。
[探究·升华]
[思考探究]
浓H2SO4与铜反应的实验
(1)浸碱棉团作用是什么？
【提示】 吸收尾气SO2，防止污染大气。
(2)过量的铜与一定量的浓硫酸反应时，硫酸能否全部参加反应？
【提示】 不能。Cu是不活泼金属，只能与浓硫酸反应，与稀硫酸不反应，在过量Cu与一定量浓硫酸反应时，随着反应的进行，硫酸的浓度逐渐减小，反应进行到一定程度时，浓硫酸将变为稀硫酸，反应自动停止，H2SO4不可能全部参加反应。
(3)如果用过量的锌代替铜与一定量的浓硫酸反应，生成气体的成分有哪些？请分析思考？
【提示】 锌首先与浓硫酸发生反应：Zn＋2H2SO4(浓)===ZnSO4＋SO2↑＋2H2O，随着反应的进行，硫酸的浓度降低，锌还会与稀硫酸进一步反应，Zn＋H2SO4(稀)===ZnSO4＋H2↑，故生成的气体为SO2和H2的混合气体。
[认知升华]
浓硫酸的强氧化性
(1)本质：浓硫酸具有强氧化性，是因为H2SO4分子中＋6价的硫元素具有很强的得电子能力。
(2)表现：
①Fe、Al的钝化
常温下，当Fe、Al遇到浓硫酸时，会与浓硫酸发生反应，表面生成一层致密的氧化物薄膜而出现“钝化”现象。
②常温下与活泼金属反应(铁、铝除外)表现强氧化性和酸性，生成硫酸盐和SO2，硫酸变稀后，生成的气体为H2。
③与不活泼金属和非金属反应
a．反应需要加热，否则不反应。
b．还原产物一般是SO2，一般金属被氧化为高价态的硫酸盐，非金属被氧化为高价态氧化物或含氧酸。
c．浓硫酸与金属反应时，既表现酸性又表现强氧化性，而与非金属反应时，只表现强氧化性。
d．随着反应的进行，浓硫酸浓度变小，一旦变为稀硫酸，反应就停止。
④与具有还原性的化合物反应，如与H2S、HI、HBr、FeCl2等物质反应。
[题组·冲关]
题组1 浓H2SO4的性质及其应用
1．在下图所示的实验装置中，从实验开始到过一段时间后，对观察到的现象叙述不正确的是( )
① ② ③ ④
A．①中苹果块会干瘪
B．②中胆矾晶体表面有“白斑”
C．③中小试管内有晶体析出
D．④中pH试纸变红
【解析】 浓硫酸具有吸水性、脱水性和强氧化性。苹果块的水分被浓硫酸吸收变干瘪；胆矾晶体中的结晶水被浓硫酸吸收，表面出现“白斑”；饱和硝酸钾溶液中的溶剂部分被浓硫酸吸收，溶质呈晶体析出；由于浓硫酸的脱水性，试纸会变黑。
【答案】 D
2．下列事实与浓硫酸表现出的性质(括号中)的对应关系正确的是( )
A．在空气中敞口久置的浓硫酸，溶液质量增大(难挥发性)
B．在加热条件下铜与浓硫酸反应(强氧化性、酸性)
C．蔗糖与浓硫酸反应中有海绵状的炭生成(吸水性)
D．浓硫酸可用来干燥某些气体(脱水性)
【解析】 在空气中敞口久置浓硫酸，浓硫酸会吸收空气中的水蒸气而使溶液质量增大，表现了其吸水性；浓硫酸使蔗糖炭化，表现了脱水性；浓硫酸可干燥某些气体表现了吸水性。
【答案】 B
题组2 浓H2SO4的强氧化性实验探究
3．某化学课外兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应情况，用如图所示装置进行有关实验：
【导学号：95432081】
(1)B是用来收集实验中产生的气体的装置，但未将导管画全，请把导管补充完整。
(2)实验中他们取6.4 g铜片和12 mL 18 ml/L浓硫酸放在圆底烧瓶中加热，直到反应完毕，最后发现烧瓶中还有铜片剩余。该小组学生根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余。
①请写出铜跟浓硫酸反应的化学方程式：________________________
_____________________________________________________________。
②为什么有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解？你认为原因是_______
____________________________________________________________。
③下列药品中能够用来证明反应结束后的烧瓶中的确有余酸的是________(填写字母编号)。
A．铁粉 B．BaCl2溶液
C．银粉 D．Na2CO3溶液
(3)装置C中试管D内盛装的是品红溶液，当B中气体收集满后，有可能观察到的现象是__________。待反应结束后，向C中烧杯内加入沸水，D中观察到的现象是__________。
(4)实验装置C有可能造成环境污染。试用最简单的方法加以解决。(实验用品自选)_____________________________________________________________
_______________________________________________________________。
【解析】 Cu只与浓硫酸在加热时反应，而不与稀硫酸反应。收集SO2气体用向上排空气法，因此B装置应为长进短出，证明硫酸有剩余，应证明溶液中含H＋，而不应证明含SOeq \\al(2－,4)，因此BaCl2溶液和Ag均不可。对C装置逸出的SO2，用浸有NaOH溶液的棉花团塞在试管口是最简单的方法。
【答案】 (1)
(2)①Cu＋2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up14(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O
②随着H2SO4的消耗，浓H2SO4的浓度不断降低，稀H2SO4与Cu不反应 ③AD
(3)红色褪去 恢复红色
(4)用浸有NaOH溶液的棉团塞在试管口
[基础·初探]
1．酸性：硝酸是一元强酸，具有挥发性，具有酸的通性。
2．强氧化性
(1)与金属反应：
①除Au、Pt以外的绝大多数金属都能与硝酸反应。
②常温下，冷的浓硝酸能使Fe、Al钝化。
③与铜反应(写出化学方程式)：
浓硝酸：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。
稀硝酸：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。
(2)与非金属反应：
加热时浓硝酸与木炭发生反应：C＋4HNO3(浓)eq \(=====,\s\up14(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。
(3)王水：
①组成：浓硝酸与浓盐酸，体积比为1∶3。
②性质：能使一些不溶于硝酸的金属如Au、Pt等溶解。
3．不稳定性
(1)化学方程式：4HNO3eq \(=======,\s\up14(光照或△))4NO2↑＋O2↑＋2H2O。
(2)实验室中浓硝酸显黄色的原因：
浓硝酸分解生成的NO2又溶于硝酸所致。
4．用途：硝酸用途广泛，是制炸药、染料、塑料的原料，也是化学实验室的必备试剂。
[探究·升华]
[思考探究]
硝酸的强氧化性实验
将铜片置于两支具支试管的底部(见下图)。通过分液漏斗分别加入2 mL浓、稀硝酸。
A B
问题思考：
(1)两支具支试管中观察到的实验现象是否完全相同？反应中浓硝酸、稀硝酸起什么作用？
【提示】 不相同。加入浓硝酸的具支试管中出现的现象是铜片表面产生气泡，铜片溶解，溶液变蓝，具支试管上部空间无色变红棕色。加入稀硝酸的具支试管出现的现象是铜片表面产生气泡，铜片溶解，溶液变蓝，具支试管上部空间气体由无色变红棕色，后又变成无色。两支具支试管中浓、稀硝酸既表现出氧化性，又表现出酸性。
(2)如何证明集气瓶里的气体是NO?
【提示】 向集气瓶中通入少量O2(或空气)，气体颜色由无色变为红棕色，说明集气瓶中收集的气体是NO。
(3)A装置中Cu若过量，生成成分有哪些？A装置收集的气体有NO2吗？要收集NO2，用什么方法？
【提示】 NO2、NO；没有NO2，因为NO2与水反应生成NO；用向上排空气法。
(4)NO能用向上排空气法收集吗？为什么？
【提示】 不能，因为NO易被O2氧化。
[认知升华]
硝酸的强氧化性
(1)规律：①硝酸的浓度越大，反应温度越高，其氧化性越强。
②还原剂一般被氧化成最高价态。
(2)硝酸的强氧化性的表现
①硝酸与金属的反应：
a．除Au、Pt等少数金属外，硝酸几乎可以氧化所有的金属。
b．活泼金属与HNO3反应不生成H2，HNO3的浓度不同，还原产物不同。
c．常温下浓硝酸能使Fe、Al钝化，加热时反应。
②硝酸与非金属的反应：
反应规律：非金属单质＋浓硝酸―→最高价氧化物或高价含氧酸＋NO2↑＋H2O。
③硝酸与还原性化合物的反应：
硝酸的强氧化性还表现在可以氧化具有还原性的化合物或离子，如HI、HBr、SO2、Fe2＋、FeO、Br－、I－、S2－、SOeq \\al(2－,3)等均能被HNO3氧化。
④硝酸与铁反应，当硝酸过量时，产物为Fe(NO3)3，当铁过量时为Fe(NO3)2。
[题组·冲关]
题组1 硝酸的性质
1．下列反应中硝酸既表现出酸性又表现出氧化性的是( )
【导学号：95432082】
A．使石蕊溶液变红
B．与铜反应放出NO气体，生成Cu(NO3)2
C．与Na2CO3反应放出CO2气体，生成NaNO3
D．与S单质混合共热时生成H2SO4和NO2
【解析】 A项，HNO3只表现酸性；B项，Cu与稀硝酸反应时，部分起酸的作用生成Cu(NO3)2，部分作氧化剂被还原为NO；C项，2HNO3＋Na2CO3===CO2↑＋H2O＋2NaNO3，HNO3只表现强酸性；D项，HNO3将S氧化为H2SO4，自身被还原为NO2，在该反应中HNO3只表现强氧化性。
【答案】 B
2．下列关于硝酸说法正确的是( )
A．硝酸与金属反应，主要是＋5价氮得电子
B．浓HNO3与浓盐酸按3∶1的体积比所得混合物叫王水
C．硝酸电离出H＋，能被Zn、Fe等金属还原成H2
D．常温下，向浓HNO3中投入Fe片，会产生大量红棕色气体
【解析】 硝酸与金属反应，主要是＋5价氮得电子，生成氮的低价化合物，一般不生成氢气。浓HNO3与浓盐酸按1∶3的体积比所得混合物叫王水。常温下铁遇到浓硝酸发生钝化，不会生成大量红棕色气体。
【答案】 A
题组2 硝酸的有关计算
3．38.4 mg铜跟适量的浓硝酸反应，铜全部作用后，共收集到22.4 mL(标准状况)气体，则反应消耗的硝酸的物质的量可能是( )
A．1.0×10－3ml B．1.6×10－3ml
C．2.2×10－3ml D．2.4×10－3ml
【解析】 浓硝酸适量，在反应过程中变稀，实际上发生了两个反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O,3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。反应消耗的HNO3包括起酸性作用和起氧化性作用的两部分，前者反应后以Cu(NO3)2形式存在，后者被还原后生成NO2、NO气体。从两个方程式看出Cu＋2HNO3(酸)～Cu(NO3)2，HNO3(氧化剂)～NO2(或NO)，所以反应消耗的HNO3的物质的量为：eq \f(38.4×10－3 g,64 g/ml)×2＋eq \f(22.4×10－3L,22.4 L/ml)＝1.2×10－3ml＋1×10－3 ml＝2.2×10－3ml。
【答案】 C
4．将32.64 g铜与140 mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2 L。请回答：
【导学号：95432083】
(1)NO的体积为________ L，NO2的体积为________ L。
(2)待产生的气体全部逸出后，向溶液中加入V mL a ml·L－1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2＋全部转化成沉淀，则原HNO3溶液的浓度为________ ml·L－1。
【解析】 (1)设生成NO的物质的量为x，NO2的物质的量为y。
则有eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x＋y＝\f(11.2 L,22.4 L·ml－1),3x＋y＝\f(32.64 g,64 g·ml－1)×2))，解得x＝0.26 ml，y＝0.24 ml；
V(NO)＝0.26 ml×22.4 L·ml－1＝5.824 L；
V(NO2)＝0.24 ml×22.4 L·ml－1＝5.376 L。
(2)由原子守恒得：
HNO3eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(CuNO32～2HNO3～2NaNO3～2NaOH,HNO3未反应的～NaOH,NO、NO2))
n(HNO3)＝n(气体) ＋n(NaOH)
所以c(HNO3)＝eq \f(aV×10－3＋0.5,0.14) ml·L－1。
【答案】 (1)5.824 5.376 (2)eq \f(aV×10－3＋0.5,0.14)
【题后归纳】 硝酸与金属反应的“三个守恒、一个关系”突破计算
1三个守恒。
①电子得失守恒：金属失电子数＝nNO2＋3nNO。,
②氮原子守恒：nHNO3＝xn[MNO3x]＋nNO2＋nNO。
③若向反应后溶液加入NaOH溶液恰好使Mx＋沉淀完全，此时溶质为NaNO3，则存在：,nNa＋＝nNOeq \\al(－,3))＝nHNO3－nNO－nNO2。
2一个关系。,起酸性作用的HNO3的物质的量是金属物质的量和金属所带电荷数的乘积，可表示为nHNO3酸性＝xnMx＋＝n转移电子。硫酸的性质及用途
实验操作
实验现象
a试管中铜丝表面有气泡逸出
b试管中的品红溶液逐渐变为无色
c试管中的紫色石蕊溶液逐渐变为红色
将a试管里的溶液慢慢倒入水中，溶液变为蓝色
实验结论
Cu和浓H2SO4反应的化学方程式为
Cu＋2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up14(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O
硝酸的性质及用途
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