1、1第 3 课时 硝酸的性质学习目标定位 1.掌握硝酸的重要性质和应用。2.了解硝酸的工业制法。3.能依据化合价升降法配平氧化还原反应方程式。一、硝酸的性质1在两支试管中各放入一小块铜片，分别加入少量 4 molL1 的稀硝酸和 15 molL1的浓硝酸，立即用蘸有氢氧化钠溶液的棉花封住试管口，观察试管中发生的现象。(1)实验现象：反应开始后两支试管中都有气泡产生。加入浓 HNO3的试管反应强烈，放出红棕色气体，溶液呈绿色，加水后变成蓝色；加入稀 HNO3的试管反应缓慢，放出无色气体，生成蓝色溶液。(2)结论：浓、稀硝酸都与铜反应，浓 HNO3与铜反应生成的气体为 NO2；稀 HNO3与铜反应生
2、成的气体为 NO。铜与浓 HNO3反应的化学方程式：Cu4HNO 3(浓)= =Cu(NO3)22NO 22H 2O；铜与稀 HNO3反应的化学方程式：3Cu8HNO 3(稀)= =3Cu(NO3)22NO4H 2O。2将上述实验中的金属铜换成少量金属铁进行相同的实验，观察发生的现象。(1)实验现象：加入浓硝酸的试管中，铁片没有明显变化。加入稀硝酸的试管中，有气泡产生，在试管口上方，无色气体变成了红棕色，溶液变为棕黄色。(2)实验结论：Fe 在常温下遇到浓 HNO3发生钝化现象。稀硝酸与铁反应生成了 NO，NO 遇空气后又生成了 NO2。2(3)反应的化学方程式：Fe4HNO 3(稀)= =F
3、e(NO3)3NO2H 2O(铁不足)，2NOO 2=2NO2。3硝酸能与非金属单质反应，写出下列反应的化学方程式：(1)浓硝酸将木炭氧化成二氧化碳：C4HNO 3(浓) CO24NO 22H 2O。= = = = = (2)浓硝酸将硫氧化成硫酸：S6HNO 3(浓)= =H2SO46NO 22H 2O。4浓 HNO3见光易分解，反应的化学方程式为 4HNO3 2H2O4NO 2O 2。= = = = =光 照 1.硝酸具有强氧化性(1)能将大多数金属(如铜等)氧化成高价金属的硝酸盐，浓硝酸生成 NO2，稀硝酸生成 NO。浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。(2)常温下，浓硝酸能使铁、铝发生钝化，这是因
4、为浓硝酸将铁、铝容器表面氧化，形成致密的氧化物薄膜。若在加热条件下，氧化膜被破坏，从而使反应继续进行。(3)浓 HNO3与非金属反应，还原产物一般是 NO2，而非金属一般被氧化成最高价氧化物或相应的最高价含氧酸。(4)在中性、碱性溶液里的 NO 不能表现出强氧化性，而在酸性溶液里的 NO 能表现出强 3 3氧化性，因此，在酸性溶液里 NO 不能与 Fe2 、I 、S 2 、SO 等还原性离子大量共存。 3 232浓硝酸具有不稳定性浓 HNO3受热或见光容易分解，硝酸越浓，越易分解。硝酸分解有 NO2产生，溶于硝酸中呈黄色。实验室保存硝酸的方法是保存在棕色瓶里，放置阴凉处。提醒 (1)金属与 H
5、NO3反应不产生 H2。(2)硝酸越稀，还原产物中 N 元素的化合价越低，如不活泼金属与 HNO3反应，浓 HNO3被还原为 NO2，稀 HNO3被还原为 NO。【例 1】 在下列反应中，HNO 3既表现出氧化性，又表现出酸性的是( )AH 2S2HNO 3=S2NO 22H 2OBCuO2HNO 3=Cu(NO3)2H 2OC4HNO 3 4NO2O 22H 2O= = = = = D3Cu8HNO 3(稀)= =3Cu(NO3)22NO4H 2O答案 D解析 A 中 HNO3只表现氧化性；B 中 HNO3只表现酸性；C 中 HNO3既表现氧化性，又表现还原性；D 中 HNO3既表现氧化性，
6、又表现酸性。【例 2】 将相同质量的铜分别和过量浓硝酸、稀硝酸反应，则下列叙述中正确的是( )3A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，后者少答案 B解析 A 浓硝酸的氧化性强于稀硝酸，故 Cu 与浓硝酸的反应速率快B 由 Cu4HNO 3(浓)= =Cu(NO3)22NO 22H 2O，Cu HNO3(稀)= =Cu(NO3)832 NO H2O，可以看出相同质量的铜消耗浓硝酸较多23 43C 铜与浓硝酸反应生成的 NO2是红棕色气体，而与稀硝酸反应生成的 NO 是无色气体D 由于反应中转移的电子数都等于铜失
7、去的电子数，故转移的电子数相等二、硝酸的工业制法1硝酸工业制备的过程，反应原理及主要设备如下：2在工业生产中，NO 2溶于水生成的 NO 不会排空，而是再用过量的空气使其氧化为 NO2，再被水吸收，经过多次氧化和吸收，NO 2可完全转化为 HNO3。也就是从理论上讲，NH 3中的氮元素完全转化为 HNO3中的氮元素。3从吸收塔出来的气体中尚有少量 NO 和 NO2，不能直接排放到空气中，以免造成污染。常用碱液(NaOH)来吸收，变废为宝。(1)NONO 22NaOH= =2NaNO2H 2O；(2)2NO22NaOH= =NaNO2NaNO 3H 2O。1.硝酸工业制法流程图42氨及其化合物之
8、间的相互转化关系【例 3】 在 NH3、HNO 3、H 2SO4的工业生产中，具有的共同点是( )A使用吸收塔设备B使用尾气吸收装置C使用 H2作原料D使用催化剂答案 D解析 NH 3的工业生产中不使用吸收塔，也不使用尾气吸收装置；H 2SO4的工业生产中不使用 H2作原料；D 正确，有关反应的化学方程式分别为 3H2N 2 2NH3,4NH35O 2高 温 、 高 压 催 化 剂4NO6H 2O,2SO2O 2 2SO3。= = = = =催 化 剂 催 化 剂 【例 4】 下列关于工业制硫酸和硝酸的说法中不正确的是( )A工业制硝酸是将 NO2溶于水，需要通氧气B工业制硫酸会产生 SO2和
9、 SO3尾气C工业制硫酸应对 SO2进行循环利用D工业制硝酸和硫酸排放的尾气是造成酸雨的主要原因答案 D解析 工业制硝酸过程中要不断通入氧气，以提高 NO、NO 2的原料利用率和减少尾气排放，A 项正确；工业生产中尾气经过循环利用和处理达标后才允许排放，空气中的 SO2主要来自煤燃烧，特别是生活锅炉，尾气处理较差，数量庞大，是形成酸雨的主要原因，D 项错误。1浓、稀 HNO3与 Cu 反应，浓 HNO3与碳反应的化学方程式分别为Cu4HNO 3(浓)= =Cu(NO3)22NO 22H 2O；3Cu8HNO 3(稀)= =3Cu(NO3)22NO4H 2O；C4HNO 3(浓) CO24NO
10、22H 2O。= = = = = 2在常温下，铁、铝遇到浓 HNO3发生钝化。3工业制 HNO3的反应4NH 35O 2 4NO6H 2O；= = = = =催 化 剂 2NOO 2=2NO2；53NO 2H 2O=2HNO3NO。1下列说法正确的是 ( )A浓硝酸和浓 H2SO4都应保存在棕色试剂瓶中BNaOH 溶液用带有橡胶塞的试剂瓶保存C工业制得的浓盐酸、浓硝酸通常带有黄色是 Fe3 所致D铝制或铁制容器可贮运浓硫酸、浓硝酸和浓盐酸这三大强酸答案 B解析 A 项，浓 HNO3见光或受热易分解，应保存在棕色试剂瓶中并密封置于阴凉处，浓H2SO4应密封置于干燥处，不必保存在棕色瓶中；B 项，
11、NaOH 易与玻璃中的 SiO2反应，不宜用玻璃塞，应用橡胶塞；C 项，浓盐酸显黄色，是由于含 Fe3 ，浓 HNO3显黄色是由于它分解产生了 NO2，NO 2又溶于其中的缘故；D 项，铁、铝遇冷的浓 H2SO4、浓 HNO3钝化，但Fe、Al 均可与浓盐酸反应。2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，氧化铜再跟稀硝酸反应。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 有关反应：Cu4HNO 3(浓)= =C
12、u(NO3)22NO 22H 2O3Cu8HNO 3(稀)= =3Cu(NO3)22NO4H 2O2CuO 2 2CuO，CuO2HNO 3(稀)= =Cu(NO3)2H 2O= = = = = 分析以上三组反应，可以看出：生成相同质量的 Cu(NO3)2，消耗相同质量的铜，但消耗硝酸的质量(或物质的量)不相同，途径消耗 HNO3的量最多，途径次之，途径消耗 HNO3的量最少。通过比较可以看出，生产 Cu(NO3)2，途径效果最佳，既不造成污染，又能提高 HNO3的利用率。3下列有关实验设计、实验现象和解释或结论都正确的是( )选项 实验设计 实验现象 解释或结论A向过量的 Fe 粉中加入稀H
13、NO3，充分反应后，滴入溶液呈血红色 稀 HNO3将 Fe 氧化为 Fe36KSCN 溶液B常温下将铝和铁放入浓硝酸中钝化 铝和铁与浓 HNO3不反应C 向某溶液中加入 CCl4液体分层，下层 CCl4显紫色原溶液中存在 ID用玻璃棒蘸取浓氨水点到红色石蕊试纸上试纸变蓝色 浓氨水呈碱性答案 D解析 硝酸和铁反应生成硝酸铁，铁过量时，铁和 Fe3 反应生成亚铁离子，滴入硫氰化钾溶液不呈血红色，A 项错；常温下，铝和铁在浓 HNO3中生成一层氧化物保护膜，阻止了反应继续进行，不是不发生反应，B 项错；原溶液中含有碘单质，不是碘离子，C 项错；红色石蕊试纸遇碱变蓝色，D 项正确。4某实验过程如下图所
14、示：则试管中的现象是( )A无明显现象，因稀 H2SO4不与铜反应B铜片溶解，产生无色气体，该气体遇到空气不变色C铜片溶解，放出红棕色有刺激性气味的气体D铜片溶解，产生无色气体，该气体在试管口变为红棕色答案 D解析 稀 HNO3与金属铜反应的实质是 3Cu8H 2NO =3Cu2 2NO4H 2O。在中， 3反应完全后溶液中含有 NO ；而在中，当继续滴入稀 H2SO4后，新加入的 H 和原溶液中 3的 NO 可继续与过量的 Cu 反应放出无色 NO 气体，NO 遇 O2后生成红棕色 NO2。 35(1)在浓硝酸中放入铜片：开始时反应的化学方程式为_，实验现象为_。若铜有剩余，则反应将要结束时
15、反应的化学方程式为_。待反应停止后，再加入少量 25%的稀硫酸，这时铜片上又有气泡产生，其原因是7_。(2)若 1.92 g Cu 粉与一定量浓 HNO3反应，当 Cu 完全反应时，收集到标准状况下 1.12 L气体，则消耗硝酸_ mol，生成 NO2_ mol。(3)若向 Cu 中加入硫酸和硝酸的混酸溶液制取 CuSO4溶液，则混酸中硫酸与硝酸的最佳物质的量之比为_。答案 (1)Cu4HNO 3(浓)= =Cu(NO3)22NO 22H 2O 铜片逐渐消失，溶液逐渐变绿，有红棕色气体逸出3Cu8HNO 3(稀)= =3Cu(NO3)22NO4H 2O加入稀硫酸后，H 与原溶液中的 NO 构成
16、强氧化性的条件，又能与过量的 Cu 反应 3(2)0.11 0.045 (3)32解析 (1)随反应的进行，硝酸的浓度减小，停止反应时溶液中存在 Cu(NO3)2，再加稀H2SO4，则溶液中的 NO 在酸性条件下将剩余的铜氧化。(2)参加反应的 HNO3包括被还原的 3HNO3和起酸性作用的 HNO3，表现酸性的 HNO3为 20.06 mol，被还原的1.92 g64 gmol 1HNO3为 0.05 mol，故参加反应的1.12 L22.4 Lmol 1HNO3为 0.05 mol0.06 mol0.11 mol。设标准状况下 1.12 L 气体中，含 NO x mol、NO 2 y mo
17、l。则Error!解之得Error!(3)Cu、H 、NO 恰好完全反应时混酸中 H2SO4和 HNO3的比例最佳。 33Cu8H 2NO =3Cu2 2NO4H 2O 3设 H2SO4与 HNO3的物质的量分别为 x、 y，则 ， x y32。2x yy 41对点训练题组一 硝酸的性质及应用1下列各组物质均在试管里进行反应，反应过程中，在试管口观察不到红棕色气体出现的是( )A浓硝酸和铜片共热8B浓硫酸和铜片共热C稀硝酸和铜片共热D浓硫酸和硝酸钾晶体、铜片共热答案 B2在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶，再加入下列物质FeCl 3，Fe 2O3，Cu(NO 3)2，KNO 3，铜粉溶解的是( )A
18、只有或 B只有或C只有或或 D全部答案 D解析 铜粉在稀硫酸中不溶解，当加入两种物质时，相当于加入了 Fe3 ，会发生反应Cu2Fe 3 =2Fe2 Cu 2 ，铜粉会溶解，当加入两种物质时，相当于加入了 NO ， 3会发生反应 3Cu8H 2NO =3Cu2 2NO4H 2O。因此上述物质中都可使其溶解。 33能正确表示下列反应的离子方程式的是( )A向 Fe(NO3)2稀溶液中加入盐酸：3Fe 2 4H NO =3Fe3 NO2H 2O 3B铜片与浓 HNO3：CuNO 4H =Cu2 NO2H 2O 3C氯化铵浓溶液跟浓 NaOH 溶液混合后加热：NH OH NH3H2O 4 = = =
19、 = = D碳酸氢铵溶液与足量的 NaOH 溶液混合后加热：NH OH NH3H 2O 4 = = = = = 答案 A解析 B 项，Cu4H 2NO =Cu2 2NO 22H 2O；C 项， 3NH OH NH3H 2O；D 项， 4 = = = = = HCO NH 2OH CO 2H 2ONH 3。 3 4 = = = = = 234.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( )洗气瓶中产生的沉淀中有碳酸钡从 Z 导管出来的气体中无二氧化碳洗气瓶中产生的沉淀是硫酸钡在 Z 导管口有红棕色气体出现
20、A BC D9答案 B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，SO 2H 2ONO 2=H2SO4NO，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。5等质量的铜分别与足量的浓硝酸和稀硝酸完全反应，在相同条件下用排水法收集产生的气体，下列叙述中正确的是( )A硝酸的浓度越大，消耗的硝酸越少B硝酸的浓度不同，生成硝酸铜的物质的量也不相同C硝酸的浓度越大，生成的气体越少D两者用排水法收集的气体的体积相同答案 D解
21、析 铜与浓硝酸、稀硝酸反应的化学方程式分别如下：Cu4HNO 3(浓)= =Cu(NO3)22NO 22H 2O3Cu8HNO 3(稀)= =3Cu(NO3)22NO4H 2O因硝酸足量，故铜完全反应，则与浓硝酸、稀硝酸反应的铜的质量相等，所消耗的硝酸、生成的硝酸铜、产生的气体均按等质量的铜计算。由上述反应可知，反应掉等质量的铜时，消耗的浓硝酸更多，两者产生的硝酸铜一样多，与浓硝酸反应时产生更多的气体。所以A、B、C 选项均不正确，D 选项正确。D 选项的分析可采用下列方法：设参加反应的铜为 3 mol，则与浓硝酸反应后生成 6 mol NO2，与稀硝酸反应生成 2 mol NO，当用排水法收
22、集时，NO2发生反应：3NO 2H 2O=2HNO3NO，6 mol NO2反应后变成 2 mol NO 气体，所以两种情况下最终得到的气体都是 2 mol。6等质量的下列物质与足量稀硝酸反应，放出 NO 物质的量最多的是( )AFeO BFe 2O3CFeSO 4 DFe 3O4答案 A解析 根据得失电子守恒，还原剂提供的电子越多，氧化剂硝酸生成的 NO 的物质的量就越多。1 g 题述四种物质能提供的电子的物质的量为A 项 1 mol；B 项 0；C 项 1 mol；156 16 156 32 164D 项 1 mol(Fe3O4也可以写为 Fe2O3FeO)，等质量时提供电子的物质的156
23、3 164量最多的为 FeO。题组二 硝酸与金属反应的计算107将 2.56 g Cu 和一定量的浓 HNO3反应，随着 Cu 的不断减少，反应生成气体的颜色逐渐变浅，当 Cu 反应完毕时，共收集到气体 1.12 L(标准状况)，则反应中消耗 HNO3的物质的量为( )A0.05 mol B1 molC1.05 mol D0.13 mol答案 D解析 参加反应的硝酸由两部分构成，一是被还原为氮氧化物的硝酸，为 0.05 mol；二是作酸，生成 Cu(NO3)2的硝酸，为 0.08 mol。8铜跟稀硝酸反应中，如果有 63 g 硝酸被还原，则被氧化的铜的物质的量为( )A. mol B. mol
24、38 83C3 mol D. mol32答案 D解析 根据得失电子守恒可知(52) n2，63 g63 gmol 1解得 n mol。3291 L 稀硝酸和稀硫酸的混合液，其物质的量浓度分别为 0.1 molL1 和 0.4 molL1 。若向该混合液中加入足量的铜粉，则最多能溶解铜粉的质量为( )A2.4 g B3.2 g C6.4 g D9.6 g答案 D解析 据反应原理写出反应的离子方程式为3Cu2NO 8H =3Cu2 2NO4H 2O 30.1 mol 0.9 mol可知混合溶液中 H 过量则根据 n(NO )计算溶解铜粉的质量： 3m(Cu) 9.6 g。364 gmol 10.1
25、 mol21014 g 铜、银合金与一定量某浓度的硝酸溶液完全反应，将放出的气体与 1.12 L(标准状况下)氧气混合通入水中，恰好全部被水吸收，则合金中铜的质量是 ( )A9.6 g B6.4 gC3.2 g D4.8 g答案 C11解析 Cu、Ag 合金与 HNO3反应的过程如下：本题用终态法解答比较简单。从整个变化过程中可以看出，Cu 失去电子变成 Cu2 ，Ag 失去电子变成 Ag ，HNO 3在反应过程中实际上没有变化，而 O2得到电子变成2 价氧。所以在整个过程中 14 g Cu、Ag 失去的电子总数等于 0.05 mol O2得到的电子数。设 Cu 的物质的量为 x，Ag 为 y
26、，则：Error!解得Error!所以铜的质量为 m(Cu)64 gmol 1 0.05 mol3.2 g。综合强化11硝酸铵是一种常用的化肥，其工业生产流程如下，请回答下列问题。(1)写出反应容器 B 中发生反应的化学方程式：_。(2)吸收塔 C 中通入空气的目的是_；C、D 两个反应容器中发生的反应，属于氧化还原反应的是_(填反应容器代号)。(3)浓硝酸一般保存在棕色试剂瓶里，并放置在阴凉处，用化学方程式解释原因：_。(4)金属铜与稀硝酸反应的离子方程式是_，该反应中稀硝酸表现的性质是_。答案 (1)4NH 35O 2 4NO6H 2O= = = = =催 化 剂 高 温(2)将一氧化氮氧
27、化成二氧化氮 C(3)4HNO3 4NO2O 22H 2O= = = = =光 照 (4)3Cu8H 2NO =3Cu2 2NO4H 2O 酸性和氧化性 3解析 由 NH4NO3的工业生产流程可知，N 2与 H2在铁砂网的作用下反应产生 NH3，NH 3在12PtRh 合金作用下加热被空气中的 O2氧化为 NO 和水，NO 在吸收塔中与 O2反应产生NO2，NO 2被水吸收得到 HNO3和 NO。HNO 3与 NH3作用生成 NH4NO3。(1)反应容器 B 中发生反应的化学方程式为 4NH35O 2 4NO6H 2O。= = = = =催 化 剂 高 温(2)在吸收塔 C 中通入空气的目的是
28、将 NO 氧化成 NO2；在 C 中发生反应：2NOO 2=2NO2,3NO2H 2O=2HNO3NO。在 D 中发生反应：HNO 3NH 3=NH4NO3。前两个反应是氧化还原反应，第三个反应不是氧化还原反应。所以发生氧化还原反应的容器为 C。(3)浓硝酸不稳定，光照容易分解，温度越高越容易分解，为防止浓硝酸的分解，常把浓硝酸保存在棕色试剂瓶中，放在冷暗处。分解的化学方程式为4HNO3 4NO2O 22H 2O。= = = = =光 照 (4)硝酸有强氧化性，不仅能把活泼的金属氧化，还能把不活泼的金属如 Cu 氧化。金属 Cu与稀硝酸反应的离子方程式为 3Cu8H 2NO =3Cu2 2NO
29、4H 2O。在该反应中一部 3分 HNO3中的 N 元素由5 价变为2 价，得到电子，被还原，表现氧化性，还有一部分HNO3中的 N 元素的化合价没有变化，提供酸根离子用来形成硝酸盐，起酸的作用，故硝酸的作用是酸性和氧化性。12某兴趣小组设计出下图所示装置来改进教材中“铜与硝酸反应”的实验，以探究化学实验的绿色化。(固定装置略去)(1)实验前，关闭活塞 b，向试管 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
30、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13甲 Cu、浓 HNO3乙 Cu、稀 HNO3丙 Cu、O 2、稀 HNO3答案 (1)检查装置气密性(2)Cu4HNO 3(浓)= =Cu(NO3)22NO 22H 2O反应变慢，气体颜色变淡(3)丙 耗酸量最少，无污染解析 (1)连接好一整套装置，关闭分液漏斗活塞，把出气导管液封，加热发生装置，显然是检验装置气密性。(2)铜片与 2 mL 浓硝酸反应的化学方程式为 Cu4HNO 3(浓)= =Cu(NO3)22NO 22H 2O，再加入 2 mL 蒸馏水
31、，硝酸浓度变稀，降低了反应物浓度使反应减慢，同时产物气体由 NO2变为 NO，故装置中气体颜色变浅。(3)从题表中制取硝酸铜的三种方案可以看出丙方案消耗反应物硝酸少(只起酸性作用)且不产生污染气体 NO、NO 2等，显然是体现绿色化学的最佳方案。13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。(1)写出下列物质的化学式：丙_，B_，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)Cu NO CaCO 3 Cu(NO 3)2(2)C4HNO 3(浓) C
32、O24NO 22H 2O= = = = = (3)3Cu8H 2NO =2NO3Cu 2 4H 2O 3解析 红热的固体单质甲放入显黄色的浓乙溶液中产生混合气体 A，A 常温下不与空气反应，证明甲为碳，乙为 HNO3，混合气体 A 中含有 CO2和 NO2,3NO2H 2O=2HNO3NO，CO 2Ca(OH)142=CaCO3H 2O，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。14将 128 g 铜置于一定量的浓硝酸中并微热。当铜片完全消失时，共收集到 NO2和 NO 的混合气体 44.8
33、 L(标准状况)。(1)写出上述过程中，有关反应的离子方程式：_、_。(2)完成该反应至少需要量取 10 molL1 的浓硝酸_mL。(3)混合气体中 NO2的体积为_ L，NO 的体积_ L(均为标准状况下)。(4)将收集上述气体的容器倒扣在盛有水的水槽中，并向其中缓慢通入 O2使其充分反应，若要使溶液恰好充满容器，则理论上需要参加反应的 O2的物质的量为_mol。答案 (1) Cu4H 2NO =Cu2 2NO 22H 2O 33Cu8H 2NO =3Cu2 2NO4H 2O 3(2)600 (3)22.4 22.4 (4) 1解析 (1)首先是浓硝酸与铜发生反应产生硝酸铜、二氧化氮和水，
34、然后当反应进行到一定程度，硝酸变稀后，稀硝酸与铜发生反应，产生硝酸铜、一氧化氮和水，反应的离子方程式是Cu4H 2NO =Cu2 2NO 22H 2O；3Cu8H 2NO =3Cu2 2NO4H 2O。(2)反 3 3应中被还原的 HNO3生成 NO、NO2混合气体，混合气体的物质的量为 44.8 L22.4 Lmol1 2 mol，未被还原的硝酸生成 Cu(NO3)2，Cu(NO 3)2的物质的量为 128 g64 gmol1 2 mol，由氮原子守恒可知，n(HNO3)2 nCu(NO3)2 n(NO、NO 2)2 mol22 mol6 mol，故需要硝酸的体积6 mol10 molL1 0.6 L600 mL。(3)设混合气体中 NO2、NO 的物质的量分别为 x mol、 y mol，根据电子转移守恒及二者体积列方程计算，再根据 V nVm计算各自的体积；根据电子得失守恒及二者体积，可得： x3 y22； x y2，解得 x1、 y1，故 NO2的体积1 mol22.4 Lmol1 22.4 L，NO 的体积1 mol22.4 Lmol1 22.4 L。(4)反应又生成 HNO3，分析整个过程可知，铜提供的电子等于氧气获得的电子，由电子守恒可知，需要氧气的物质的量为(2 mol2)41 mol。
