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高中化学苏教版 (2019)必修 第二册第二单元 食品中的有机化合物试讲课ppt课件
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这是一份高中化学苏教版 (2019)必修 第二册第二单元 食品中的有机化合物试讲课ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了随堂演练知识落实，课时对点练，内容索引，硝酸的物理性质，刺激性，＋O2↑＋2H2O，NO2，深蓝色，强氧化性，工业制备原理等内容，欢迎下载使用。
1.能从物质类别、氮元素的价态的角度预测分析硝酸的性质，促进 “证据推理与模型认知”化学核心素养的发展。2.了解硝酸对人类发展的贡献。
2.硝酸的化学性质(1)酸的通性写出下列反应的离子方程式：①硝酸和氢氧化钠反应： 。②硝酸和氧化钠反应： 。③硝酸和碳酸钙反应： 。(2)不稳定性：见光或受热易分解，化学方程式为____________________ 。长期存放的浓硝酸呈黄色是因为其分解生成的 溶于硝酸中，实验室常将浓硝酸保存在棕色试剂瓶中，并密封贮存在 、 处。
H＋＋OH－===H2O
2H＋＋Na2O===2Na＋＋H2O
2H＋＋CaCO3===Ca2＋＋CO2↑＋H2O
(3)强氧化性①和金属(Cu)反应的实验探究
写出上述反应的化学方程式： ， 。②与Fe、Al反应常温下，浓硝酸可使铁、铝表面形成致密的氧化膜而 ，保护内部金属不再与酸反应，所以可以用 质容器或 质容器盛放浓硝酸。加热时，铁、铝可以与浓硝酸反应。③与非金属反应写出碳与浓硝酸在加热时反应的化学方程式：_______________________________________。
Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
＋4NO2↑＋2H2O
写出上述转化的化学方程式，并指出含氮物质发生的是氧化反应还是还原反应① ，N2发生 反应。② ，NH3发生 反应。③ ，NO发生 反应。④ ，NO2既发生 反应，又发生 反应。
2NO＋O2===2NO2
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
4.应用硝酸是一种重要的化工原料，常用来制造氮肥、燃料、塑料、炸药、硝酸盐等。硝酸在实验室里是一种重要的化学试剂。
(1)硝酸和活泼金属反应生成氢气和相应的硝酸盐( )(2)硝酸的浓度越大，其氧化性越强( )(3)稀硝酸可溶解Fe(OH)2生成Fe(NO3)2和水( )(4)碳、铜与浓硝酸反应时，浓硝酸只表现强氧化性( )(5)过量的铜和一定量浓硝酸反应，生成气体只有二氧化氮( )(6)常温下，将铝片放入浓硝酸，无明显现象，是因为铝和浓硝酸不反应( )(7)实验室可以用铜和稀硝酸制备少量的NO气体( )(8)浓硝酸氧化性很强，常温下就可以和碳发生反应( )
某研究小组为了探究硝酸的性质，进行如下实验操作。(1)从试剂柜中取一瓶浓硝酸，发现其保存在____色试剂瓶中，取少量浓硝酸于试管中，发现其溶液呈“黄色”，其原因是_____________________________________________________________________________________________________(用化学方程式和适当文字描述)。该研究小组尝试将显“黄色”的浓硝酸恢复到原本的无色。下列措施合理的是___(填字母)。a.向浓硝酸中加水b.向浓硝酸中通入适量空气c.加热浓硝酸d.向浓硝酸中加入适量的NaOH固体
(2)向浓硝酸中加入稍过量铜片，该小组同学发现，生成的气体开始呈红棕色后逐渐变浅，最终气体变为无色，试写出上述反应的化学方程式：_________________________________________________________________________________________，在上述反应中，硝酸体现的性质为_______________。(3)当实验完毕，该小组同学向试管中滴入少量稀H2SO4，发现铜片又逐渐溶解，产生无色气体，试写出上述的离子方程式：__________________________________________。
Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O、3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
(4)该小组同学向浓硝酸中加入少量碳粉，无明显现象，小心加热，发现碳粉逐渐溶解，产生红棕色气体，试写出上述反应的化学方程式：__________________________________________，在该反应中硝酸体现的性质为_______。
(1)硝酸与金属反应不能生成氢气。硝酸浓度不同，其还原产物不同，一般情况下，浓硝酸被还原为NO2，稀硝酸被还原为NO。(2)硝酸能与大多数金属(金、铂等除外)反应，将金属氧化为高价态金属的硝酸盐。但在常温下，浓硝酸能使铁、铝钝化。(3)热的浓硝酸可将非金属单质(碳、硫、磷等)氧化为最高价氧化物或最高价含氧酸。(4)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SO2、FeO、Fe2＋、Br－、I－、S2－、 等均能被硝酸氧化。
1.(2020·江苏宿迁高一期末)下列有关浓硝酸的说法不正确的是A.实验室常用浓硝酸与金属锌反应制备氢气B.常温下浓硝酸能使金属铝钝化C.浓硝酸不稳定，见光易分解，需要避光保存D.浓硝酸易挥发，打开瓶塞，瓶口有白雾产生
解析 浓硝酸的氧化性很强，它跟金属发生反应，一般不生成氢气而生成二氧化氮，所以实验室中不能用浓硝酸与金属锌反应制备氢气，A项错误；在常温下铁、铝遇浓硝酸会被氧化，在表面产生一层致密的氧化物薄膜，对内层的金属起到了保护作用，B项正确；浓硝酸不稳定，见光容易分解：4HNO3 4NO2↑＋O2↑＋2H2O，所以应避光保存，C项正确；浓硝酸易挥发，打开瓶塞，瓶口有白雾产生，D项正确。
2.(2019·河南漯河高一检测)为证明稀硝酸与铜反应产物中气体为NO，设计如图实验(实验过程中活塞2为打开状态)，下列说法中不正确的是A.关闭活塞1，加入稀硝酸至液面a处B.在装置左侧稍加热可以加快稀硝酸与铜的反应速率C.通过关闭或开启活塞1可以控制反应的进行D.反应开始后，胶塞下方有无色气体生成，但不能证 明该气体为NO
解析 关闭活塞1，将无法加液体到液面a，A错误；加热可以加快稀硝酸与铜的反应速率，B正确；关闭活塞1，生成的NO把稀硝酸压向右边，使铜丝与稀硝酸分离，C正确；想证明该气体为NO，必须使NO与O2接触，生成红棕色的NO2，D正确。
3.(2020·绍兴高一期中)0.5 ml铜和含1.0 ml HNO3的浓硝酸，充分反应后，生成NO2的量为A.0.2 ml B.0.5 mlC.小于0.5 ml D.大于0.5 ml
4.实验室中常用铜和稀硝酸反应制取一氧化氮：(1)该反应的化学方程式是________________________________________。(2)反应中被还原的元素是_______(填名称，下同)，氧化产物是_______。(3)氧化剂与还原剂的物质的量之比是_____，硝酸所表现的性质是________________。
解析 铜与稀硝酸反应的化学方程式：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，该反应中氮元素的化合价从＋5价降为＋2价，氮元素被还原，硝酸是氧化剂；铜元素的化合价从0价升高为＋2价，铜为还原剂，氧化产物是硝酸铜；3 ml铜失去的电子数与2 ml硝酸得到的电子数相同，氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3，此反应中硝酸既表现其强氧化性，又表现其酸性。
5.某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是NO而设计了下列实验，装置如图所示(加热装置和固定装置均已略去)。图中K为止水夹(处于关闭状态)，F是一半空的注射器。请回答有关问题：
(1)设计装置A的目的是_____________________________________________________________________。
产生CO2，赶走装置中的空气，防止因NO与O2反应生成NO2而产生干扰
(2)在完成(1)中的“操作”后，将装置B中铜丝插入稀硝酸并微热，观察到装置B中的现象是___________________________________________________；B中反应的离子方程式为_________________________________________。
Cu丝表面产生气泡，稀硝酸液面上方仍为无色，溶液
(3)装置E和F的作用是_______________；为实现此作用，其操作方法是__________________________________________________________。(4)装置D的作用是__________________________________。
将注射器中的空气推入E中，若气体变为红棕色则说明生成了NO
吸收多余的氮氧化物，防止污染空气
题组一 硝酸的性质1.(2020·青岛高一月考)下列关于硝酸的叙述正确的是A.NO2溶于水生成硝酸，所以NO2是酸性氧化物B.硝酸可与活泼金属反应生成盐和氢气C.浓硝酸显黄色是因为溶有NO2D.硝酸与木炭的反应既表现出氧化性又表现出酸性
解析 NO2溶于水生成硝酸，同时还生成了NO，所以NO2不是酸性氧化物，A项错误；硝酸可与活泼金属反应生成盐、水和氮氧化物，得不到氢气，B项错误；浓硝酸显黄色是因为浓硝酸分解生成的NO2溶解在浓硝酸中，C项正确；硝酸与木炭反应，生成物中没有硝酸盐，硝酸只表现出氧化性，D项错误。
2.(2020·山东师大附中检测)下列关于硝酸的说法正确的是A.硝酸与金属反应时，主要是＋5价的氮元素得电子B.浓硝酸与浓盐酸按3∶1的体积比所得的混合物叫王水C.硝酸电离出的H＋，能被Zn、Fe等金属还原成H2D.常温下，向浓硝酸中投入铁片，会产生大量的红棕色气体
解析 硝酸是一种强氧化性的酸，它的氧化性主要是由＋5价的氮元素表现出来的；王水中浓盐酸与浓硝酸的体积比是3∶1；硝酸是强氧化性酸，和金属反应，一般不产生H2；常温下浓硝酸能使Fe钝化，不会产生大量的红棕色气体。
3.(2019·福州高一调研)下列反应中硝酸既能表现出酸性又表现出氧化性的是A.能使紫色石蕊溶液变为红色B.与铜反应放出一氧化氮气体，生成硝酸铜C.与碳酸钠反应放出二氧化碳气体，生成硝酸钠D.与单质硫混合共热时生成硫酸和二氧化氮
解析 硝酸使紫色石蕊溶液变为红色，与碳酸钠反应放出二氧化碳气体，表现的都是硝酸的酸性；硝酸与单质硫混合共热时生成硫酸和二氧化氮，表现的是硝酸的强氧化性；硝酸与铜反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，既表现其强氧化性又表现其酸性。
4.(2020·长沙高一检测)以下关于铜跟浓硝酸、稀硝酸反应的说法中错误的是A.1 ml浓硝酸被还原转移2 ml电子B.铜与浓硝酸反应比与稀硝酸反应剧烈C.铜与浓、稀硝酸反应都不需要加热D.生成等量的硝酸铜，消耗浓硝酸的量多
解析 1 ml浓HNO3被还原生成1 ml NO2，转移1 ml电子，A项错误；浓硝酸的氧化性强于稀硝酸，Cu与浓HNO3反应比与稀HNO3反应剧烈，B项正确；Cu与浓、稀HNO3反应都不需要加热，C项正确；浓硝酸的还原产物是NO2，稀硝酸的还原产物是NO，根据得失电子守恒可判断生成等量的Cu(NO3)2，消耗浓HNO3的量多，D项正确。
题组二 硝酸性质综合实验探究5.(2019·山东济宁第一中学检测)某实验过程如图所示，③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
6.下列说法正确的是 A.浓硝酸和浓硫酸都应保存在棕色试剂瓶中B.NaOH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.铝质或铁质容器可贮运浓硫酸、浓硝酸和浓盐酸这三大强酸
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，浓硫酸应密封置于干燥处，不必保存在棕色瓶中；B项，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，NO2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。
7.(2020·青岛黄岛区高一期中)碳与浓硝酸共热，产生的气体分为两份，第一份气体先通入适量蒸馏水中再通入石灰水中；第二份气体直接通入石灰水中，则石灰水的变化可能是A.第一份不变浑浊；第二份变乳白色B.第一份变乳白色；第二份不变浑浊C.第一份变乳白色；第二份变乳白色D.第一份不变浑浊；第二份不变浑浊
解析 碳与浓硝酸共热，产生NO2和CO2的混合气体，第一份气体先通入适量蒸馏水中，NO2与水反应生成硝酸和NO，NO和剩余气体(CO2)通入石灰水中，石灰水变乳白色浑浊；第二份气体直接通入石灰水中，NO2与水反应生成硝酸，再和石灰水反应，石灰水不变浑浊。
8.某兴趣小组设计出右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。
(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________________。
解析 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，是为了检验装置气密性。
(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中加2 mL蒸馏水，c中的实验现象是__________________________。
解析 铜片与2 mL浓硝酸反应的化学方程式为Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，再加入2 mL 蒸馏水，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。
Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑
(3)右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___________________。
解析 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、NO2等，是体现绿色化学的最佳方案。
题组三 硝酸和金属反应的简单计算9.(2019·青岛二中检测)3.84 g铜和一定量的浓硝酸反应，随着铜的不断减少，反应生成的气体颜色也逐渐变浅。当铜反应完毕时，共收集到气体的体积为2.24 L(标准状况)。反应中消耗HNO3的物质的量为 ml ml ml
解析 根据“随着铜的不断减少，反应生成的气体颜色也逐渐变浅”判断收集到的2.24 L气体为NO2、NO的混合气体。方法一(常规方法)：设铜与硝酸反应生成NO2时消耗HNO3的物质的量为x，生成NO时消耗HNO3的物质的量为y。Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
则共消耗HNO3的物质的量为0.18 ml＋0.04 ml＝0.22 ml。
方法二(原子守恒法)：根据化学方程式可知消耗的HNO3与产物有如下关系式：2HNO3～Cu(NO3)2，HNO3～NO，HNO3～NO2
所以消耗的硝酸的物质的量为0.06 ml×2＋0.1 ml＝0.22 ml。
10.足量的铜和含有2.4×10－3 ml硝酸的某浓硝酸完全反应，共收集到标准状况下气体22.4 mL。参加反应的铜的质量是A.38.4×10－3 g B.44.8×10－3 gC.48.3×10－3 g D.57.6×10－3 g
解析 铜与浓硝酸可能发生的化学方程式：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。
生成硝酸铜的物质的量＝(2.4×10－3 ml－1×10－3 ml)÷2＝7×10－4 ml，参加反应的铜的质量＝7×10－4 ml×64 g·ml－1＝44.8×10－3 g。
1.(2020·安徽宿州十三所重点中学高一期末)某化学兴趣小组设计了如下图所示的浓HNO3与Cu反应的微型实验。下列说法中错误的是A.挤压塑料瓶使浓HNO3进入干燥管就可引发反应B.将装置口向上提起就可停止反应C.蘸碱液的棉花可起到吸收NO2的作用D.该装置适用于木炭与浓硝酸或浓硫酸的反应实验
解析 挤压塑料瓶使浓HNO3进入干燥管与铜片接触，可以引发反应，A项正确；将装置口向上提起，使铜片与浓HNO3分离，可使反应停止，B项正确；NO2是酸性气体，可被碱液吸收，C项正确；木炭与浓硝酸或浓硫酸的反应需要加热才能够进行，而该装置是在常温下进行的反应装置，D项错误。
2.(2020·广东二师附中高一期末)如图所示装置进行下列实验：将①中溶液逐滴加入②中，预测现象与实际相符的是
解析 二氧化锰氧化浓盐酸需要加热，常温下不反应，故A错误；盐酸与碳酸钠先反应生成碳酸氢钠，最后盐酸与碳酸氢钠反应生成气体，则现象不符合实际，故B错误；常温下，Al遇浓硝酸发生钝化，现象合理，故C正确；稀硝酸与铜反应生成NO气体，不是红棕色的NO2气体，现象不合理，故D错误。
3.用内置有螺旋状铜丝的胶头滴管小心吸取一滴管浓硝酸后迅速插入细口瓶中(如图)，滴管与瓶口接触处垫一小块滤纸使滴管与瓶口留少量空隙，依次观察到如下现象：①滴管内产生红棕色气体，液面下降；②滴管内的液面上升，气体变成无色；③滴管内的液面再次下降。下列说法中不正确的是A.现象①中产生的红棕色气体为NO2B.产生现象②的原因是NO2与水反应C.产生现象③的原因是铜与稀硝酸反应D.最终瓶内溶液中的溶质一定只有Cu(NO3)2
解析 铜和浓硝酸发生反应Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，生成的二氧化氮为红棕色气体，A项正确；现象①中产生的二氧化氮能和水发生反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，从方程式可知，3 ml红棕色的二氧化氮与水反应，生成1 ml无色一氧化氮气体，气体的体积减小，滴管内的压强减小，所以滴管内的液面上升，气体变成无色，B项正确；
现象②中生成的稀硝酸与内置的螺旋状铜丝发生反应：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，因滴管内有气体生成，压强增大，所以滴管内的液面再次下降，C项正确；滴管与瓶口接触处垫一小块滤纸使滴管与瓶口留少量空隙，现象③中生成的一氧化氮气体与氧气、水反应生成硝酸，硝酸继续与铜反应，最终可能有硝酸剩余，所以最终瓶内溶液中的溶质有Cu(NO3)2，也可能有硝酸，D项错误。
4.(2017·北京，12)下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确的是
A.由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体B.红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸产生了反应C.由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物D.③的气体产物中检测出CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应
解析 ①中浓HNO3受热分解，发生反应4HNO3(浓) 4NO2↑＋O2↑＋2H2O，产生的气体为混合气体，故A正确；由①可知，浓硝酸受热分解可生成红棕色气体NO2，所以“产生红棕色气体”不能说明②中木炭与浓硝酸发生了反应，故B正确；根据①和②，浓硝酸反应产生红棕色NO2时需要加热，所以浓硝酸具有挥发性才可与上方红热木炭接触。同时，N元素化合价降低，所以生成的NO2为还原产物，故C正确；红热的木炭可与空气中的O2反应生成CO2，故D错误。
5.将0.1 ml铜与40 mL 10 ml·L－1 HNO3充分反应后，溶液中含a ml H＋。由此可知A.生成的气体在标准状况下的体积为4.48 LB.生成的气体在标准状况下的体积为1.49 LC.被还原的硝酸的物质的量为(0.2－a) mlD.反应后溶液中所含 的物质的量为0.2 ml
解析 根据题意知剩余HNO3为a ml，Cu(NO3)2的物质的量为0.1 ml，被还原的HNO3为0.04×10 ml－a ml－0.1×2 ml＝(0.2－a) ml，生成的NOx为(0.2－a)ml。
红热木炭未进入试管前，浓硝酸上方并无明显变化。当按图甲装置进行实验后，浓硝酸液面上方有明显的红棕色气体产生，且沾有澄清石灰水的玻璃片出现浑浊，后浑浊消失。①液面上方出现红棕色气体，说明浓硝酸具有_____(填字母)。a.酸性 b.挥发性 c.不稳定性
6.某课外活动小组为了探究木炭与浓硝酸反应后的气态生成物，设计如下实验。(1)甲同学设计实验如图甲。
解析 木炭未伸入浓硝酸中，液面上方出现红棕色气体，说明试管内含有硝酸蒸气，证明浓硝酸具有挥发性；气体可能是由硝酸分解产生的，因此可以证明浓硝酸化学性质不稳定性，故选b、c。
②沾有澄清石灰水的玻璃片出现浑浊，_____(填“能”或“不能”)说明木炭与浓硝酸发生了反应，是因为__________________________________________________________。
木炭与空气中的氧气反应也能生成
CO2，使澄清石灰水变浑浊
解析 木炭和空气中的O2反应也能生成CO2，因此沾有澄清石灰水的玻璃片出现浑浊，并不能证明木炭与浓硝酸发生了反应。
(2)乙同学设计实验如图乙。
按图乙装置进行实验后，浓硝酸液面上方有明显的红棕色气体产生，且沾有澄清石灰水的玻璃片无明显变化。沾有澄清石灰水的玻璃片无明显变化，_______(填“能”或“不能”)说明木炭与浓硝酸未反应，是因为_____________________________________。
挥发出的硝酸和生成的NO2消耗了石灰水
解析 挥发出的硝酸和反应生成的NO2都能与石灰水反应，因此沾有澄清石灰水的玻璃片无明显变化，并不能证明木炭与浓硝酸没有反应。
①如图连接装置后，需进行的实验操作为_______________；加热木炭与浓硝酸前需先通一段时间N2，目的是_________________。
解析 装置中涉及气体制备的实验，因此实验开始前要检查装置气密性；为防止空气对实验的干扰，反应前需先通一段时间N2，排尽装置中的空气。
②装置A中木炭与浓硝酸反应的化学方程式为_____________________________________________。
CO2↑＋4NO2↑＋2H2O
③能证明木炭被氧化的实验现象为________________。
解析 若澄清石灰水变浑浊，则可以证明木炭被氧化为CO2，因此能证明木炭被氧化的实验现象为C中澄清石灰水变浑浊。
④D装置中发生反应的离子方程式为____________________________________________。
1.能从物质类别、氮元素的价态的角度预测分析硝酸的性质，促进 “证据推理与模型认知”化学核心素养的发展。2.了解硝酸对人类发展的贡献。
2.硝酸的化学性质(1)酸的通性写出下列反应的离子方程式：①硝酸和氢氧化钠反应： 。②硝酸和氧化钠反应： 。③硝酸和碳酸钙反应： 。(2)不稳定性：见光或受热易分解，化学方程式为____________________ 。长期存放的浓硝酸呈黄色是因为其分解生成的 溶于硝酸中，实验室常将浓硝酸保存在棕色试剂瓶中，并密封贮存在 、 处。
H＋＋OH－===H2O
2H＋＋Na2O===2Na＋＋H2O
2H＋＋CaCO3===Ca2＋＋CO2↑＋H2O
(3)强氧化性①和金属(Cu)反应的实验探究
写出上述反应的化学方程式： ， 。②与Fe、Al反应常温下，浓硝酸可使铁、铝表面形成致密的氧化膜而 ，保护内部金属不再与酸反应，所以可以用 质容器或 质容器盛放浓硝酸。加热时，铁、铝可以与浓硝酸反应。③与非金属反应写出碳与浓硝酸在加热时反应的化学方程式：_______________________________________。
Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
＋4NO2↑＋2H2O
写出上述转化的化学方程式，并指出含氮物质发生的是氧化反应还是还原反应① ，N2发生 反应。② ，NH3发生 反应。③ ，NO发生 反应。④ ，NO2既发生 反应，又发生 反应。
2NO＋O2===2NO2
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
4.应用硝酸是一种重要的化工原料，常用来制造氮肥、燃料、塑料、炸药、硝酸盐等。硝酸在实验室里是一种重要的化学试剂。
(1)硝酸和活泼金属反应生成氢气和相应的硝酸盐( )(2)硝酸的浓度越大，其氧化性越强( )(3)稀硝酸可溶解Fe(OH)2生成Fe(NO3)2和水( )(4)碳、铜与浓硝酸反应时，浓硝酸只表现强氧化性( )(5)过量的铜和一定量浓硝酸反应，生成气体只有二氧化氮( )(6)常温下，将铝片放入浓硝酸，无明显现象，是因为铝和浓硝酸不反应( )(7)实验室可以用铜和稀硝酸制备少量的NO气体( )(8)浓硝酸氧化性很强，常温下就可以和碳发生反应( )
某研究小组为了探究硝酸的性质，进行如下实验操作。(1)从试剂柜中取一瓶浓硝酸，发现其保存在____色试剂瓶中，取少量浓硝酸于试管中，发现其溶液呈“黄色”，其原因是_____________________________________________________________________________________________________(用化学方程式和适当文字描述)。该研究小组尝试将显“黄色”的浓硝酸恢复到原本的无色。下列措施合理的是___(填字母)。a.向浓硝酸中加水b.向浓硝酸中通入适量空气c.加热浓硝酸d.向浓硝酸中加入适量的NaOH固体
(2)向浓硝酸中加入稍过量铜片，该小组同学发现，生成的气体开始呈红棕色后逐渐变浅，最终气体变为无色，试写出上述反应的化学方程式：_________________________________________________________________________________________，在上述反应中，硝酸体现的性质为_______________。(3)当实验完毕，该小组同学向试管中滴入少量稀H2SO4，发现铜片又逐渐溶解，产生无色气体，试写出上述的离子方程式：__________________________________________。
Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O、3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
(4)该小组同学向浓硝酸中加入少量碳粉，无明显现象，小心加热，发现碳粉逐渐溶解，产生红棕色气体，试写出上述反应的化学方程式：__________________________________________，在该反应中硝酸体现的性质为_______。
(1)硝酸与金属反应不能生成氢气。硝酸浓度不同，其还原产物不同，一般情况下，浓硝酸被还原为NO2，稀硝酸被还原为NO。(2)硝酸能与大多数金属(金、铂等除外)反应，将金属氧化为高价态金属的硝酸盐。但在常温下，浓硝酸能使铁、铝钝化。(3)热的浓硝酸可将非金属单质(碳、硫、磷等)氧化为最高价氧化物或最高价含氧酸。(4)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SO2、FeO、Fe2＋、Br－、I－、S2－、 等均能被硝酸氧化。
1.(2020·江苏宿迁高一期末)下列有关浓硝酸的说法不正确的是A.实验室常用浓硝酸与金属锌反应制备氢气B.常温下浓硝酸能使金属铝钝化C.浓硝酸不稳定，见光易分解，需要避光保存D.浓硝酸易挥发，打开瓶塞，瓶口有白雾产生
解析 浓硝酸的氧化性很强，它跟金属发生反应，一般不生成氢气而生成二氧化氮，所以实验室中不能用浓硝酸与金属锌反应制备氢气，A项错误；在常温下铁、铝遇浓硝酸会被氧化，在表面产生一层致密的氧化物薄膜，对内层的金属起到了保护作用，B项正确；浓硝酸不稳定，见光容易分解：4HNO3 4NO2↑＋O2↑＋2H2O，所以应避光保存，C项正确；浓硝酸易挥发，打开瓶塞，瓶口有白雾产生，D项正确。
2.(2019·河南漯河高一检测)为证明稀硝酸与铜反应产物中气体为NO，设计如图实验(实验过程中活塞2为打开状态)，下列说法中不正确的是A.关闭活塞1，加入稀硝酸至液面a处B.在装置左侧稍加热可以加快稀硝酸与铜的反应速率C.通过关闭或开启活塞1可以控制反应的进行D.反应开始后，胶塞下方有无色气体生成，但不能证 明该气体为NO
解析 关闭活塞1，将无法加液体到液面a，A错误；加热可以加快稀硝酸与铜的反应速率，B正确；关闭活塞1，生成的NO把稀硝酸压向右边，使铜丝与稀硝酸分离，C正确；想证明该气体为NO，必须使NO与O2接触，生成红棕色的NO2，D正确。
3.(2020·绍兴高一期中)0.5 ml铜和含1.0 ml HNO3的浓硝酸，充分反应后，生成NO2的量为A.0.2 ml B.0.5 mlC.小于0.5 ml D.大于0.5 ml
4.实验室中常用铜和稀硝酸反应制取一氧化氮：(1)该反应的化学方程式是________________________________________。(2)反应中被还原的元素是_______(填名称，下同)，氧化产物是_______。(3)氧化剂与还原剂的物质的量之比是_____，硝酸所表现的性质是________________。
解析 铜与稀硝酸反应的化学方程式：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，该反应中氮元素的化合价从＋5价降为＋2价，氮元素被还原，硝酸是氧化剂；铜元素的化合价从0价升高为＋2价，铜为还原剂，氧化产物是硝酸铜；3 ml铜失去的电子数与2 ml硝酸得到的电子数相同，氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3，此反应中硝酸既表现其强氧化性，又表现其酸性。
5.某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是NO而设计了下列实验，装置如图所示(加热装置和固定装置均已略去)。图中K为止水夹(处于关闭状态)，F是一半空的注射器。请回答有关问题：
(1)设计装置A的目的是_____________________________________________________________________。
产生CO2，赶走装置中的空气，防止因NO与O2反应生成NO2而产生干扰
(2)在完成(1)中的“操作”后，将装置B中铜丝插入稀硝酸并微热，观察到装置B中的现象是___________________________________________________；B中反应的离子方程式为_________________________________________。
Cu丝表面产生气泡，稀硝酸液面上方仍为无色，溶液
(3)装置E和F的作用是_______________；为实现此作用，其操作方法是__________________________________________________________。(4)装置D的作用是__________________________________。
将注射器中的空气推入E中，若气体变为红棕色则说明生成了NO
吸收多余的氮氧化物，防止污染空气
题组一 硝酸的性质1.(2020·青岛高一月考)下列关于硝酸的叙述正确的是A.NO2溶于水生成硝酸，所以NO2是酸性氧化物B.硝酸可与活泼金属反应生成盐和氢气C.浓硝酸显黄色是因为溶有NO2D.硝酸与木炭的反应既表现出氧化性又表现出酸性
解析 NO2溶于水生成硝酸，同时还生成了NO，所以NO2不是酸性氧化物，A项错误；硝酸可与活泼金属反应生成盐、水和氮氧化物，得不到氢气，B项错误；浓硝酸显黄色是因为浓硝酸分解生成的NO2溶解在浓硝酸中，C项正确；硝酸与木炭反应，生成物中没有硝酸盐，硝酸只表现出氧化性，D项错误。
2.(2020·山东师大附中检测)下列关于硝酸的说法正确的是A.硝酸与金属反应时，主要是＋5价的氮元素得电子B.浓硝酸与浓盐酸按3∶1的体积比所得的混合物叫王水C.硝酸电离出的H＋，能被Zn、Fe等金属还原成H2D.常温下，向浓硝酸中投入铁片，会产生大量的红棕色气体
解析 硝酸是一种强氧化性的酸，它的氧化性主要是由＋5价的氮元素表现出来的；王水中浓盐酸与浓硝酸的体积比是3∶1；硝酸是强氧化性酸，和金属反应，一般不产生H2；常温下浓硝酸能使Fe钝化，不会产生大量的红棕色气体。
3.(2019·福州高一调研)下列反应中硝酸既能表现出酸性又表现出氧化性的是A.能使紫色石蕊溶液变为红色B.与铜反应放出一氧化氮气体，生成硝酸铜C.与碳酸钠反应放出二氧化碳气体，生成硝酸钠D.与单质硫混合共热时生成硫酸和二氧化氮
解析 硝酸使紫色石蕊溶液变为红色，与碳酸钠反应放出二氧化碳气体，表现的都是硝酸的酸性；硝酸与单质硫混合共热时生成硫酸和二氧化氮，表现的是硝酸的强氧化性；硝酸与铜反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，既表现其强氧化性又表现其酸性。
4.(2020·长沙高一检测)以下关于铜跟浓硝酸、稀硝酸反应的说法中错误的是A.1 ml浓硝酸被还原转移2 ml电子B.铜与浓硝酸反应比与稀硝酸反应剧烈C.铜与浓、稀硝酸反应都不需要加热D.生成等量的硝酸铜，消耗浓硝酸的量多
解析 1 ml浓HNO3被还原生成1 ml NO2，转移1 ml电子，A项错误；浓硝酸的氧化性强于稀硝酸，Cu与浓HNO3反应比与稀HNO3反应剧烈，B项正确；Cu与浓、稀HNO3反应都不需要加热，C项正确；浓硝酸的还原产物是NO2，稀硝酸的还原产物是NO，根据得失电子守恒可判断生成等量的Cu(NO3)2，消耗浓HNO3的量多，D项正确。
题组二 硝酸性质综合实验探究5.(2019·山东济宁第一中学检测)某实验过程如图所示，③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
6.下列说法正确的是 A.浓硝酸和浓硫酸都应保存在棕色试剂瓶中B.NaOH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.铝质或铁质容器可贮运浓硫酸、浓硝酸和浓盐酸这三大强酸
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，浓硫酸应密封置于干燥处，不必保存在棕色瓶中；B项，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，NO2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。
7.(2020·青岛黄岛区高一期中)碳与浓硝酸共热，产生的气体分为两份，第一份气体先通入适量蒸馏水中再通入石灰水中；第二份气体直接通入石灰水中，则石灰水的变化可能是A.第一份不变浑浊；第二份变乳白色B.第一份变乳白色；第二份不变浑浊C.第一份变乳白色；第二份变乳白色D.第一份不变浑浊；第二份不变浑浊
解析 碳与浓硝酸共热，产生NO2和CO2的混合气体，第一份气体先通入适量蒸馏水中，NO2与水反应生成硝酸和NO，NO和剩余气体(CO2)通入石灰水中，石灰水变乳白色浑浊；第二份气体直接通入石灰水中，NO2与水反应生成硝酸，再和石灰水反应，石灰水不变浑浊。
8.某兴趣小组设计出右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。
(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________________。
解析 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，是为了检验装置气密性。
(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中加2 mL蒸馏水，c中的实验现象是__________________________。
解析 铜片与2 mL浓硝酸反应的化学方程式为Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，再加入2 mL 蒸馏水，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。
Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑
(3)右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___________________。
解析 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、NO2等，是体现绿色化学的最佳方案。
题组三 硝酸和金属反应的简单计算9.(2019·青岛二中检测)3.84 g铜和一定量的浓硝酸反应，随着铜的不断减少，反应生成的气体颜色也逐渐变浅。当铜反应完毕时，共收集到气体的体积为2.24 L(标准状况)。反应中消耗HNO3的物质的量为 ml ml ml
解析 根据“随着铜的不断减少，反应生成的气体颜色也逐渐变浅”判断收集到的2.24 L气体为NO2、NO的混合气体。方法一(常规方法)：设铜与硝酸反应生成NO2时消耗HNO3的物质的量为x，生成NO时消耗HNO3的物质的量为y。Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
则共消耗HNO3的物质的量为0.18 ml＋0.04 ml＝0.22 ml。
方法二(原子守恒法)：根据化学方程式可知消耗的HNO3与产物有如下关系式：2HNO3～Cu(NO3)2，HNO3～NO，HNO3～NO2
所以消耗的硝酸的物质的量为0.06 ml×2＋0.1 ml＝0.22 ml。
10.足量的铜和含有2.4×10－3 ml硝酸的某浓硝酸完全反应，共收集到标准状况下气体22.4 mL。参加反应的铜的质量是A.38.4×10－3 g B.44.8×10－3 gC.48.3×10－3 g D.57.6×10－3 g
解析 铜与浓硝酸可能发生的化学方程式：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。
生成硝酸铜的物质的量＝(2.4×10－3 ml－1×10－3 ml)÷2＝7×10－4 ml，参加反应的铜的质量＝7×10－4 ml×64 g·ml－1＝44.8×10－3 g。
1.(2020·安徽宿州十三所重点中学高一期末)某化学兴趣小组设计了如下图所示的浓HNO3与Cu反应的微型实验。下列说法中错误的是A.挤压塑料瓶使浓HNO3进入干燥管就可引发反应B.将装置口向上提起就可停止反应C.蘸碱液的棉花可起到吸收NO2的作用D.该装置适用于木炭与浓硝酸或浓硫酸的反应实验
解析 挤压塑料瓶使浓HNO3进入干燥管与铜片接触，可以引发反应，A项正确；将装置口向上提起，使铜片与浓HNO3分离，可使反应停止，B项正确；NO2是酸性气体，可被碱液吸收，C项正确；木炭与浓硝酸或浓硫酸的反应需要加热才能够进行，而该装置是在常温下进行的反应装置，D项错误。
2.(2020·广东二师附中高一期末)如图所示装置进行下列实验：将①中溶液逐滴加入②中，预测现象与实际相符的是
解析 二氧化锰氧化浓盐酸需要加热，常温下不反应，故A错误；盐酸与碳酸钠先反应生成碳酸氢钠，最后盐酸与碳酸氢钠反应生成气体，则现象不符合实际，故B错误；常温下，Al遇浓硝酸发生钝化，现象合理，故C正确；稀硝酸与铜反应生成NO气体，不是红棕色的NO2气体，现象不合理，故D错误。
3.用内置有螺旋状铜丝的胶头滴管小心吸取一滴管浓硝酸后迅速插入细口瓶中(如图)，滴管与瓶口接触处垫一小块滤纸使滴管与瓶口留少量空隙，依次观察到如下现象：①滴管内产生红棕色气体，液面下降；②滴管内的液面上升，气体变成无色；③滴管内的液面再次下降。下列说法中不正确的是A.现象①中产生的红棕色气体为NO2B.产生现象②的原因是NO2与水反应C.产生现象③的原因是铜与稀硝酸反应D.最终瓶内溶液中的溶质一定只有Cu(NO3)2
解析 铜和浓硝酸发生反应Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，生成的二氧化氮为红棕色气体，A项正确；现象①中产生的二氧化氮能和水发生反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，从方程式可知，3 ml红棕色的二氧化氮与水反应，生成1 ml无色一氧化氮气体，气体的体积减小，滴管内的压强减小，所以滴管内的液面上升，气体变成无色，B项正确；
现象②中生成的稀硝酸与内置的螺旋状铜丝发生反应：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，因滴管内有气体生成，压强增大，所以滴管内的液面再次下降，C项正确；滴管与瓶口接触处垫一小块滤纸使滴管与瓶口留少量空隙，现象③中生成的一氧化氮气体与氧气、水反应生成硝酸，硝酸继续与铜反应，最终可能有硝酸剩余，所以最终瓶内溶液中的溶质有Cu(NO3)2，也可能有硝酸，D项错误。
4.(2017·北京，12)下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确的是
A.由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体B.红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸产生了反应C.由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物D.③的气体产物中检测出CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应
解析 ①中浓HNO3受热分解，发生反应4HNO3(浓) 4NO2↑＋O2↑＋2H2O，产生的气体为混合气体，故A正确；由①可知，浓硝酸受热分解可生成红棕色气体NO2，所以“产生红棕色气体”不能说明②中木炭与浓硝酸发生了反应，故B正确；根据①和②，浓硝酸反应产生红棕色NO2时需要加热，所以浓硝酸具有挥发性才可与上方红热木炭接触。同时，N元素化合价降低，所以生成的NO2为还原产物，故C正确；红热的木炭可与空气中的O2反应生成CO2，故D错误。
5.将0.1 ml铜与40 mL 10 ml·L－1 HNO3充分反应后，溶液中含a ml H＋。由此可知A.生成的气体在标准状况下的体积为4.48 LB.生成的气体在标准状况下的体积为1.49 LC.被还原的硝酸的物质的量为(0.2－a) mlD.反应后溶液中所含 的物质的量为0.2 ml
解析 根据题意知剩余HNO3为a ml，Cu(NO3)2的物质的量为0.1 ml，被还原的HNO3为0.04×10 ml－a ml－0.1×2 ml＝(0.2－a) ml，生成的NOx为(0.2－a)ml。
红热木炭未进入试管前，浓硝酸上方并无明显变化。当按图甲装置进行实验后，浓硝酸液面上方有明显的红棕色气体产生，且沾有澄清石灰水的玻璃片出现浑浊，后浑浊消失。①液面上方出现红棕色气体，说明浓硝酸具有_____(填字母)。a.酸性 b.挥发性 c.不稳定性
6.某课外活动小组为了探究木炭与浓硝酸反应后的气态生成物，设计如下实验。(1)甲同学设计实验如图甲。
解析 木炭未伸入浓硝酸中，液面上方出现红棕色气体，说明试管内含有硝酸蒸气，证明浓硝酸具有挥发性；气体可能是由硝酸分解产生的，因此可以证明浓硝酸化学性质不稳定性，故选b、c。
②沾有澄清石灰水的玻璃片出现浑浊，_____(填“能”或“不能”)说明木炭与浓硝酸发生了反应，是因为__________________________________________________________。
木炭与空气中的氧气反应也能生成
CO2，使澄清石灰水变浑浊
解析 木炭和空气中的O2反应也能生成CO2，因此沾有澄清石灰水的玻璃片出现浑浊，并不能证明木炭与浓硝酸发生了反应。
(2)乙同学设计实验如图乙。
按图乙装置进行实验后，浓硝酸液面上方有明显的红棕色气体产生，且沾有澄清石灰水的玻璃片无明显变化。沾有澄清石灰水的玻璃片无明显变化，_______(填“能”或“不能”)说明木炭与浓硝酸未反应，是因为_____________________________________。
挥发出的硝酸和生成的NO2消耗了石灰水
解析 挥发出的硝酸和反应生成的NO2都能与石灰水反应，因此沾有澄清石灰水的玻璃片无明显变化，并不能证明木炭与浓硝酸没有反应。
①如图连接装置后，需进行的实验操作为_______________；加热木炭与浓硝酸前需先通一段时间N2，目的是_________________。
解析 装置中涉及气体制备的实验，因此实验开始前要检查装置气密性；为防止空气对实验的干扰，反应前需先通一段时间N2，排尽装置中的空气。
②装置A中木炭与浓硝酸反应的化学方程式为_____________________________________________。
CO2↑＋4NO2↑＋2H2O
③能证明木炭被氧化的实验现象为________________。
解析 若澄清石灰水变浑浊，则可以证明木炭被氧化为CO2，因此能证明木炭被氧化的实验现象为C中澄清石灰水变浑浊。
④D装置中发生反应的离子方程式为____________________________________________。
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