（新教材）沪教版（2020）高中化学必修第一册第二十三讲：硝酸及其与金属反应的相关计算背诵素材.docx

1、23. 硝酸及其与金属反应的相关计算-背诵笔记第 1 页 共 5 页23. 硝酸及其与金属反应的相关计算硝酸及其与金属反应的相关计算精细梳理精细梳理一硝酸一硝酸1物理性质物理性质纯硝酸是无色、易挥发(沸点为 83)、有刺激性气味的液体，常用浓 HNO3的质量分数为 69%，能跟水以任意比互溶， 打开盛浓硝酸的试剂瓶盖， 有白雾产生(与浓盐酸相同)。 质量分数为 98以上的浓硝酸挥发出来的 HNO3蒸气遇空气中的水蒸气形成极微小的硝酸液滴而产生“发烟现象”。因此，质量分数为 98以上的浓硝酸通常叫做“发烟硝酸”。2化学性质化学性质(1)酸性酸性：属于强酸，溶于水完全电离：HNO3H+NO3，具有

2、酸的通性，能与碱、碱性氧化物、某些盐反应。CaCO3与 HNO3反应：CaCO32HNO3(稀)Ca(NO3)2CO2H2O(若无稀盐酸可用稀硝酸代替室制CO2)。【温馨提示】【温馨提示】1. 稀硝酸使石蕊试液变红色，浓硝酸使紫色石蕊试液先变红后褪色(酸性和强氧化性)。2. 硝酸具有酸的一些通性，但硝酸与活泼金属反应时无氢气产生。(2)不稳定性不稳定性4HNO32H2O4NO2O2。【温馨提示】【温馨提示】1. 市售浓 HNO3呈黄色的原因：硝酸分解生成的 NO2溶在硝酸里。2. 硝酸保存在棕色瓶中，置于冷暗处，用玻璃塞，不能用橡胶塞(硝酸腐蚀橡胶)。(3)强氧化性强氧化性硝酸无论浓、稀都有强

3、氧化性，而且浓度越大氧化性越强，还原产物一般为：HNO3(浓)NO2，HNO3(稀)NO；很稀的硝酸还原产物也可能为 N2O、N2或 NH4NO3硝酸硝酸与金属与金属单质单质反应反应硝酸与金属反应时，硝酸既表现氧化性又表现酸性金属与硝酸反应规律金属与硝酸反应规律a除除 Au、Pt 等少数金属外，硝酸几乎可以氧化所有的金属等少数金属外，硝酸几乎可以氧化所有的金属3Ag4HNO3(稀)3AgNO3NO2H2Ob活泼金属与硝酸反应不生成活泼金属与硝酸反应不生成 H2，硝酸的浓度不同，还原产物不同，可能是，硝酸的浓度不同，还原产物不同，可能是 NO2、N2O、NO、N2、NH4NO3例如：4Mg10H

4、NO3(稀)4Mg (NO3)2NH4NO33H2O23. 硝酸及其与金属反应的相关计算-背诵笔记第 2 页 共 5 页c铜与浓、稀硝酸反应铜与浓、稀硝酸反应浓硝酸与铜反应浓硝酸与铜反应Cu4HNO3(浓)Cu(NO3)22NO22H2O该反应较剧烈，反应过程中有红棕色气体产生，此外，随着反应的进行，硝酸的浓度渐渐变稀，反应产生的气体是 NO2、NO 等的混合气体稀硝酸与铜反应稀硝酸与铜反应3Cu8HNO3(稀)3Cu(NO3)22NO4H2O该反应较缓慢，反应后溶液显蓝色，反应产生的无色气体遇到空气后变为红棕色(无色的 NO 被空气氧化为红棕色的 NO2)d与与 Fe、Al 反应：反应：常温

5、下，浓硝酸能使 Fe、A1 发生钝化，这是因为浓硝酸将 Fe、A1 表面氧化，使 Fe、A1的表面形成一层致密的氧化物薄膜，阻止了反应的进一步进行。常温下常温下，可用铁或铝制容器盛放浓硝酸，但要注意密封，以防止硝酸挥发变稀后与铁、铝反应。当加热时，加热时可以与 Fe、Al 发生反应铁在加热时，与过量的浓硝酸反应：Fe6HNO3(浓)Fe(NO3)33NO23H2Oe铁与稀硝酸反应铁与稀硝酸反应：先生成先生成 Fe(NO3)3，若，若 Fe 过量，过量，Fe(NO3)3再与再与 Fe 反应生成反应生成 Fe(NO3)2Fe(少量)4HNO3(稀Fe(NO3)3NO2H2O3Fe(过量)8HNO3

6、(稀)3Fe(NO3)22NO4H2Of王水是浓硝酸和浓盐酸按体积比王水是浓硝酸和浓盐酸按体积比 13 的混合物，能使一些不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解的混合物，能使一些不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解【温馨提示温馨提示】金属与硝酸反应计算题1. 思维模型2. 计算中的守恒思想的应用(1)原子守恒法 HNO3与金属反应时，一部分 HNO3起酸的作用，以 NO3的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂转化为还原产物(NO 或 NO2)，这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)得失电子守恒法HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金

7、属失电子的物质的量。(3)电荷守恒法HNO3过量时反应后溶液中(不考虑 OH)则有：c(NO3)c(H)nc(Mn)(Mn代表金属离子)。(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 NO3在 H2SO4提供 H的条件下能继续与金属反应，因此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 NO3进行相关计算。23. 硝酸及其与金属反应的相关计算-背诵笔记第 3 页 共 5 页冷却塔放热空气氧化氧化炉放热催化氧化铂铑合金800吸收塔放热水或浓硝酸循环氧化硝酸硝酸与非金属与非金属单质单质反应反应：硝酸与非金属反应时，硝酸只表现出氧化性金

8、属与非硝酸反应规律金属与非硝酸反应规律非金属单质浓硝酸最高价氧化物或其含氧酸NO2H2Oa木炭与浓硝酸反应：C4HNO3(浓)CO24NO22H2Ob硫与浓硝酸反应：S + 6HNO3(浓)H2SO4+6 NO2+4H2Oc红磷与浓硝酸反应：P + 5HNO3(浓)H3PO4+5 NO2+H2Od白磷与浓硝酸反应：P4+ 20HNO3(浓)4H3PO4+20 NO2+4H2O硝酸硝酸与还原性化合物反应与还原性化合物反应硝酸可氧化 H2S、SO2、Na2SO3、HI、FeO(Fe2)等还原性物质。a稀硝酸与 H2S 反应的离子方程式：3H2S2HNO3(稀)3S2NO4H2Ob稀硝酸与 SO2反

9、应的离子方程式：3SO22NO32H2O3SO422NO4Hc稀硝酸与 Na2SO3反应的离子方程式：3SO322NO32H3SO422NOH2Od稀硝酸与 HI 反应的离子方程式：6I2NO38H3I22NO4H2Oe稀硝酸与 Fe2反应的离子方程式：3Fe2+NO34H3Fe3+NO2H2Of稀硝酸与 FeO 反应的离子方程式：3FeONO310H3Fe3+NO5H2O【温馨提示】【温馨提示】涉及 HNO3的离子反应常见的易错问题1. NO3本身无氧化性，NO3在酸性条件下的具有强氧化性。在酸性条件下 NO3不能与 Fe2、I、SO23、S2等还原性较强的离子大量共存。2. 在书写离子方程

10、式时，注意 HNO3的强氧化性，不要将氧化还原反应简单的写成复分解反应。能氧化并腐蚀某些有机物能氧化并腐蚀某些有机物，如皮肤如皮肤、衣服衣服、纸张纸张、橡胶等橡胶等。因此在使用硝酸因此在使用硝酸(尤其是浓硝酸尤其是浓硝酸)时要特别小心时要特别小心，万万一不慎将浓硝酸弄到皮肤上，应立即用大量水冲洗，再用小苏打或肥皂液洗涤一不慎将浓硝酸弄到皮肤上，应立即用大量水冲洗，再用小苏打或肥皂液洗涤3. 硝酸的硝酸的用途用途：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、氮肥等。4. 硝酸的制法硝酸的制法(1) 硝酸的实验室制法硝酸的实验室制法原理：NaNO3H2SO4(浓)NaHSO4HN

11、O3(利用浓 H2SO4的高沸点，难挥发性制取挥发性的 HNO3)因 HNO3不稳定，加热温度不宜过高；由于硝酸易腐蚀橡胶，因此该反应禁用橡胶塞，所用仪器为曲颈甑。(2) 硝酸的工业制法硝酸的工业制法生产原理及设备生产原理及设备NH3NONO2HNO3+ NO23. 硝酸及其与金属反应的相关计算-背诵笔记第 4 页 共 5 页氧化炉：4NH3+ 5O24NO + 6H2O（放热）冷却塔：2NO + O22NO2（放热）吸收塔：3NO2+ H2O2HNO3+ NO工业生产是连续的，必须通入过量的氧气，尽可能更多地将氨转化为硝酸：NH3HNO3硝酸的浓缩： 从吸收塔出来的硝酸(浓度一般为 50%)

12、， 可用硝酸镁作吸水剂将稀硝酸溶液蒸馏可得到浓硝酸(96%以上)。不能用 CaCl2或 MgCl2做吸水剂，以免蒸馏时混如 HCl。尾气及吸收尾气及吸收尾气含有：NO、NO2、N2等，用 NaOH 溶液吸收。2NO22NaOHNaNO3NaNO2H2O（歧化反应）NO2NO2NaOH2NaNO2 H2O（归中反应）5. 硝酸盐硝酸盐硝酸盐都易溶于水，受热易分解。硝酸盐为易爆物，应低温、避光保存。(1)金属活动性顺序表中：金属活动性顺序表中：K、Ca、Na 对应的盐受热时分解生成亚硝酸盐和对应的盐受热时分解生成亚硝酸盐和 O2。2KNO32KNO2+ O2(2)金属活动性顺序表中：从金属活动性顺

13、序表中：从 Mg、Al、Zn、Fe、Zn、Pb、Cu 对应的盐受热时分解生成金属氧化物、对应的盐受热时分解生成金属氧化物、NO2、和和O2。2Cu(NO3)22CuO + 4NO2 + O2(3)金属活动性顺序表中从金属活动性顺序表中从 Ag 开始及其后面对应的盐受热时分解生成金属单质、开始及其后面对应的盐受热时分解生成金属单质、NO2、和、和 O2。2AgNO32Ag + 2NO2 +O2【温馨提示温馨提示 】NaNO2，工业用盐，有毒，是致癌物质。腌制食品和蔬菜隔夜后能产生大量的亚硝酸盐；在肉制品里添加亚硝酸钠可使腌肉变得柔软，色泽鲜红。二氮元素重要化合物的相互转化二氮元素重要化合物的相互转化【温馨提示温馨提示】含氮物质的连续氧化NH32ONO2ONO22OHNO3N22ONO2ONO22OHNO323. 硝酸及其与金属反应的相关计算-背诵笔记第 5 页 共 5 页