硝酸規律總結

2021-12-25 10:23:08 字數 3173 閱讀 5212

氮及其化合物是高中化學的重點內容也是歷年高考中的常見內容,學生在學習這一部分內容尤其是有關硝酸的內容時,容易產生一些思維誤區和一些概念上的理解錯誤,特總結如下。

⒈關於硝酸的幾個思維誤區

(1)有人說,金屬鈍化時不發生反應,這種說法正確麼?

解答:不正確。金屬的鈍化過程是一種特定條件下的氧化還原反應過程。

鋁、鐵跟冷的濃硝酸或冷的濃硫酸能發生反應,該反應屬於氧化還原反應,產物是金屬氧化物。這樣的氧化物結構緊湊,質地緻密,薄且均勻、牢固地附著於金屬的表面,滲透性極差,以至濃硝酸或濃硫酸不能透過,阻止了濃硫酸或濃硝酸與金屬的進一步反應,這種現象叫鈍化。當鈍化發生後,即使鋁、鐵接觸的稀硫酸或稀硝酸,也不會發生反應。

若鋁、鐵表面的氧化膜被刮去,在冷的濃硝酸或冷濃硫酸中鈍化現象會再發生。所以常溫下可以用鋁槽車或鐵罐車運輸濃硝酸或濃硫酸。值得注意的是,在加熱條件下,鈍化的金屬氧化層跟濃硝酸或濃硫酸發生反應而被破環,這一過程叫做解鈍。

(2)銅跟硝酸反應時,1mol稀硝酸可得到3mol電子,而1mol濃硝酸只得到1mol電子,能否說明稀硝酸的氧化性比濃硝酸的氧化性強?

解答:不能說明稀硝酸的氧化性比濃硝酸的氧化性強。

物質的氧化性即元素的原子得電子的能力,物質氧化性的強弱即原子得電子的難易。原子得電子越容易的物質其氧化性越強;原子得電子越難的物質其氧化性越弱。原子得電子難易的表現,不是單個原子得電子數目的多少,而是氧化還原反應能否發生或反應進行的快慢,或者是還原劑中有可變化合價元素的單個原子被奪走的電子數目的多少等。

在可比條件下,氧化還原反應可以發生,說明氧化劑的氧化性強;氧化還原反應不能發生,說明氧化劑的氧化性弱。在可比條件下,還原劑中有可變化合價元素的單個原子被奪走的電子數多,說明氧化劑的氧化性強;單個原子被奪走的電子數少,說明氧化劑的氧化性弱。

①fe和s反應生成fes,fe和cl2反應生成fecl3,說明cl2的氧化性比s強。

②在以下兩個可比反應中:

濃)=cu(no3)2+2no2↑+2h2o

b.3cu+8hno3(稀)=3 cu(no3)2+2no↑+4h2o

反應a比反應b劇烈得多,說明濃硝酸比稀硝酸的氧化性強。

③紅熱的木炭在發煙硝酸中劇烈反應(燃燒):

c+4hno3(濃)=co2↑+4no2↑+2h2o

而稀硝酸不能與紅熱的木炭反應,說明發煙硝酸比稀硝酸氧化性強。

(3)酸鹼指示劑跟硝酸反應時,硝酸表現出什麼性質?有哪些現象?

酸的通性之一是酸能和酸鹼指示劑反應,紫色的石蕊試液遇酸顯紅色,橙色的甲基橙試液遇酸顯紅色,無色的酚酞試液遇酸不變色。

酸的通性是指一般酸具有的性質,個別的酸不能表現出酸的通性中的一項或幾項,如原矽酸因溶解度太小而不能跟酸鹼指示劑起反應。

硝酸是一種強酸,有酸的通性;硝酸又是一種強氧化性酸,具有強氧化性,而且濃度越大氧化性越強。在稀硝酸中滴入少量的紫色石蕊試液或橙色甲基橙試液,溶液顯紅色,且該紅色能穩定存在;在濃硝酸中滴入少量的紫色石蕊試液或橙色甲基橙試液,溶液立即顯紅色,一段時間後因濃硝酸具有強氧化性而將酸鹼指示劑氧化,使溶液的紅色漸漸變淺,直到變為無色。

(4)如何根據化學反應分析硝酸所表現的化學性質?

解答:任何化學反應都是物質性質的具體表現,但具體的性質又因化學反應的環境不同而有所不同。如銅和硝酸的反應,因為有硝酸鹽[cu(no3)2]生成,所以表現了硝酸的酸性;又因為有低價氮的化合物生成(no或者no2)生成,所以表現了硝酸的強化性。

而炭遇硝酸的反應,則只表現了硝酸的氧化性,沒有表現酸性。

(5)對no3-的氧化性的理解

no3-在中性和鹼性溶液中沒有氧化性,只有在酸性條件下才能表現為較強的氧化性。例:在過量的銅與稀硝酸反應後的混合物中加入稀硫酸後,銅繼續溶解並有氣體生成,在容器口附近變為紅棕色,也可以利用此反應原理檢驗no3-的存在,在離子共存時也要考慮這種情況。

如no3-、fe2+、h+不能大量共存,而no3-、fe2+可以大量共存。

⒉硝酸與金屬反應的定量計算及產物的推斷

硝酸與金屬反應時:(1)金屬的還原能力不同,硝酸被還原的價態不同;(2)同種金屬與不同濃度硝酸反應時,硝酸越稀,被還原的價態越低;(3)有些反應起始時硝酸濃度較大,被還原放出no2氣體,隨著反應的進行,硝酸的濃度逐漸減小,逐漸地放出no氣體。因此,有些金屬與硝酸的反應過程中,硝酸被還原的產物可能不止一種。

但是,在解題過程中如果抓住得失電子守恆、質量守恆等守恆規律,能起到事半功倍的效果。

足量銅與一定量濃硝酸反應,得到硝酸銅溶液和no2、n2o4、no的混合氣體,這些氣體與1.68 l o2(標準狀況)混合後通入水中,所有氣體完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸銅溶液中加入5 mol/l naoh溶液至cu2+恰好完全沉澱,則消耗naoh溶液的體積是(  )

a.60 ml b.45 ml c.30 ml d.15 ml

解析:從得失電子守恆得到:cu失去的電子數等於o2得到的電子數,

即n(cu)=2n(o2)=2×1.68/22.4=0.15mol,

有質量守恆和naoh與cu(no3)2反應的關係可得:

n(naoh)=2n[cu(no3)2]=2n(cu)=0.3mol,所以v[ naoh(aq)]=60ml,選擇a。

⒊酸的氧化性和氧化性酸

酸的氧化性實質上指氫離子的氧化性,任何酸都有不同程度的電離出h+的能力。h+在一定條件下獲得電子生成h2。因此在某些反應中酸做氧化劑其實質是h+做氧化劑,如鋅和鹽酸或稀硫酸的反應,都可以用zn+2h+=zn2++h2↑的離子方程式表示此類反應的實質。

氧化性酸的氧化性是酸根離子中的中心原子獲得電子的能力,酸根離子獲得電子後,中心原子化合價降低,形成相應的低價含氧化合物甚至是單質。如

濃硫酸與cu反應cu+2h2so4(濃) cuso4+so2↑+2h2o

濃硫酸與木炭的反應c+2h2so4(濃) co2+so2↑+2h2o。

在這兩個反應中h2so4中s原子得電子化合價降低,表現氧化性,濃硫酸可以稱為氧化性酸。作為氧化性酸,不僅能氧化金屬而且還能氧化某些非金屬單質、某些具有還原性的化合物等。而酸的氧化性即h+的氧化能力較弱,只能氧化較活潑的金屬。

⒋硝酸顯酸性的判斷規律

硝酸遇還原性物質時顯氧化性,與非還原性的物質反應時可顯酸性。硝酸遇feo先發生復分解反應(硝酸顯酸性)生成fe(no3)2,fe2+再被hno3氧化生成fe3+(硝酸顯氧化性),即與feo反應時,硝酸既顯氧化性又顯酸性。與金屬(pt、au不反應,al、fe鈍化)反應時,硝酸也既顯氧化性又顯酸性,如在cu+4hno3(濃)=cu(no3)2+2no2↑+2h2o中每4mol硝酸中,有2mol hno3被還原為no2顯氧化性,另2mol hno3生成鹽cu(no3)2,顯酸性。

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