高中化學精講硝酸

高中化學58個考點精講

25、硝酸

1

．復習重點

1、記住硝酸的物理性質。

2、掌握并能靈活運用硝酸的化學性質。

3、掌握實驗室制取硝酸的方法。

4、掌握工業上氨催化氧化制硝酸的反應原理，常識性了解其主要生成過程。了解NO

和NO對環境的污染及其防治方法。

2

2．難點聚焦

一、 物理性質

純凈硝酸是無色、易揮發，有刺激性氣味的液體，密度比水大。因為它的晶體為分子

晶體，所以它的熔沸點較低。因為硝酸分子為強極性分子，所以它能以任意比溶于水。常用濃硝酸的質量分

數大約是69%。98%以上的濃硝酸叫“發煙硝酸”。濃硝酸為揮發性酸，打開瓶蓋露置于空氣中，瓶口上方觀

察到白霧。

二、 化學性質

硝酸溶于水發生完全電離：HNO=H+NO，常用濃硝酸中，硝酸也是以離子形成存

33

+-

在于水溶液中，因此硝酸具有酸的通性。硝酸是一種強酸，除具有酸的通性外還有它本身的特性。

1、硝酸的不穩定性

4e

△

4HNO 2HO+4NO↑+O↑

3222

或光照

硝酸的濃度越大越易分解，溫度越高分解越快，光越強分解越快。為了防止硝酸的分

解，必須把它盛在棕色瓶里密封貯放在黑暗而且溫度低的地方。常用濃硝酸略帶黃色，是因為少部分硝酸分

解而產生的NO氣體溶解在硝酸中的緣故。

2

如果將濃硝酸加熱分解產生的氣體收集起來再溶于水時，該混合氣可被水完全吸收，無殘留氣體。這是

因為收集到的氣體中=4:1溶于水時，發生反應：4NO+O+2HO=4HNO，恰好均被完全吸收。

V:V

NOO

22

2223

2、硝酸的氧化性

硝酸是一種很強的氧化劑，不論稀硝酸還是濃硝酸都有氧化性。硝酸越濃氧化性越強。

同濃度的硝酸溫度越高氧化性越強。硝酸能氧化除Pt、Au之外的絕大多數金屬，還能氧化許多非金屬（如

碳、硫、磷），及具有還原性的物質（如HS、NaSO、SO、HBr、HI、Fe、Sn，松節油、鋸未等）。如：

2232

2+2+

銅、汞、銀等不活潑金屬與濃硝酸劇烈反應，一般認為生成硝酸鹽和二氧化氮而與稀硝酸反應通常需加

熱，產生金屬硝酸鹽和一氧化氮，在反應中硝酸均既表現氧化性又表現酸性。

Cu+4HNO（濃）= Cu (NO)+2NO↑+2HO ????????①

33222

△

3Cu+8HNO（稀） 3Cu (NO)+2NO↑+4HO ???????②

3322

上述兩反應均可用離子方程式表示為：

Cu+4H+2NO=Cu+2NO↑+2HO

+-2+

322

3 Cu+4H+2NO=2Cu+2NO↑+4HO

+-3+

32

值得注意的是切不可以還原產物的價態來判斷硝酸氧化性的強弱，必須肯定濃硝酸氧化性強于稀硝酸氧

化性。同時必須切實知道反應中作為氧化劑的硝酸的物質的量等于產生氣體（氮的氧化物）的物質的量，即

使產生NO和NO的混合氣體亦是如此。

2

反應①可用作實驗室制取NO氣體，用平底燒瓶分液漏斗、雙孔塞組合實驗裝置，由于反應劇烈，可控

2

制滴加濃硝酸的速率控制產生NO的速率，只能用向上排空氣法收集NO氣體，多余的NO氣體可用堿液

222

△

吸收。該制取應在通風櫥中進行。反應②可作為實驗室制取NO的反應，裝置選擇固+液 氣的裝置，只

能用排水法收集。

鋁、鐵遇冷的濃硝酸產生鈍化現象，即濃硝酸將它們表面氧化成一層薄而致密的氧化物薄膜、阻止了進

一步反應的緣故。

1

鐵在過量的濃硝酸中加熱發生反應為：Fe+6HNO（濃） Fe (NO)+3NO↑+3HO

33322

△

過量的鐵在稀硝酸中發生反應為：3Fe+8HNO（稀） 3Fe (NO)+2NO↑+4HO

3322

活潑金屬跟稀硝酸反應，由于金屬的強還原性，還原產物較為復雜。

例如：4Mg+10HNO（稀）=4Mg (NO)+NHNO+3HO。

332432

王水（濃硝酸和濃鹽酸體積比）能使Pt、Au溶解。

碳、硫、磷等非金屬單質在熱而濃的硝酸中劇烈反應：

△

C + 4HNO（濃） CO↑+4NO↑+2HO

3222

△

S + 6HNO（濃） HSO+6 NO↑+4HO

32422

△

P + 5HNO（濃） HPO+5 NO↑+HO

33422

△

P+ 20HNO（濃） 4HPO+20 NO↑+4HO

4 33422

某些還原性的化合物能被硝酸氧化：3NaSO+2HNO（稀）=3NaSO+2NO↑+HO

233242

3HS+2HNO=3S+2NO+4HO

232

△

2NaBr+4HNO（稀）2NaNO+2NO↑+Br↑+HO

33222

6KI+8HNO（稀）=6KNO+I+2NO↑+4HO

3322

三、 硝酸的制法

1、硝酸的實驗室制法

硝酸有揮發性，所以在實驗室里可以把硝酸鹽跟濃硫酸共同加熱來制取。反應為：

△

NaNO+HSO（濃） NaHSO+HNO↑

32443

裝置圖：

注意：加熱時最好微熱。因為HNO受熱易分解。制得的硝酸常略顯黃色，是因為溶有少量NO的緣故。

32

2、硝酸的工業制法（氨的催化氧化法）

氨氧化生成一氧化氮

兩個階段

一氧化氮氧化生成二氧化氮，二氮化氮被水吸收而生成硝酸

反應方程式：

催化劑

4NH（氣）+5O（氣） 4NO（氣）+6HO（氣）+907KJ

322

2NO（氣）+O（氣）= 2NO（氣）+113kJ

22

3NO（氣）+ HO（液）= 2HNO（液）+NO（氣）+136KJ

223

設備：氧化爐、吸收塔

吸收劑：水或稀硝酸

濃縮劑：硝酸鎂或濃硫酸

尾氣吸收劑：氫氧化鈉溶液。（NO+NO+NaOH=2NaNO+HO）

222

注意點：在吸收反應進行過程中補充一些空氣，使吸收生成的NO再氧化為NO，NO

22

溶于水又生成HNO和NO，經過多次的氧化和吸收，二氧化氮可以完全地被水吸收，能夠盡可能多地轉化

3

△

為硝酸。因此起始物和反應終產物物質的量間關系為：1molNH 1molHNO。

33

3．例題精講

例1、1.92gCu片與定量的濃HNO作用，當收集到NO和NO氣體共1.12L時（標準狀況），金屬銅恰

32

好全部作用。則反應中消耗HNO_______mol被還原的HNO________mol，轉移電子________mol。

33

轉化

2

解析：n=n×2=×2=0.06mol

eCu

1.92g

64g/mol

1.12L

=0.05mol

22.4L/mol

n?n?

被還原HNO

3

NO?NO

2

n?n?2?n?

總HNO

3

CuNO?NO

2

1.92g

×2+0.05mol=0.11mol

64g/mol

答案：0.11、0.05、0.06。

例2、現有下列三個方案用于制取硝酸銅，要求：①不污染環境 ②原料利用率高。請對下列三個方案加

以評價。

方案一：用銅屑與濃硝酸作用。

方案二：用銅屑與中等濃度的硝酸作用，生成的NO和NO氣體用NaOH吸收。

2

方案三：先將銅屑在空氣中灼熱，使其完全氧化，再用硝酸溶解上述產物。

△

解析：方案一的制備反應為：Cu+4HNO（濃） Cu (NO)+2NO↑+2HO。制備1mol Cu (NO)需

3322232

4mol HNO，反應放出的NO未處理，對環境有污染。方案二的制備除含方案一反應外還有反應：

32

3Cu+8HNO=3Cu (NO)+2NO↑+4HO，制備1mol Cu (NO)需～4mol HNO。反應放出的NO和NO可

33223232

8

3

△

基本被吸收，對環境污染較小。方案三的制備反應也有兩個：2Cu+O2CuO, CuO+2HNO=Cu

2 3

(NO)+HO，制備 1mol Cu (NO)需2molHNO，對環境的污染也較小。

322323

答案：由上綜合分析可知，方案三最合理。

例3、在鋅跟稀硝酸反應時，若參加反應的鋅與消耗的硝酸的物質的量之比為1:2.5時，則被還原的HNO

3

和未被還原的HNO的物質的量之比為

3

A、2:5 B、1:4 C、1:5 D、1:9

解析：Zn與HNO的物質的量比為1:2.5即4:10。

3

則：4Zn+10HNO=4Zn (NO)+NO↑+5HO ????????①

33222

4Zn+10HNO=4Zn (NO)+NHNO↑+3HO ????????②

332432

按反應①=1:4，按反應②

n:n

被還原HNO未被還原HNO

33

n:n

被還原HNO未被還原HNO

33

=1:9

答案：BD。

例4、工業上由氮氣制得氨氣，氨再經催化氧化最終制得硝酸，如用去標準狀況下560m空氣中的氮氣

3

（按N占空氣體積的4/5計算），則理論上可制得12mol/ L的硝酸多少立方米（設反應過程中氮損失16%）？

2

解析：生成硝酸的體積為V

N 2NH2HNO

23 3

1 2

4

560m??10L/m

333

5

?86%

V×10L/m×12mol/L

33

22.4L/mol

4

560m??10L/m

333

5

?86%

1

22.4L/mol

?

33

2

V?10L/m?12mol/L

V=2.8m

3

答：理論上可制得2.8m12mol/L的硝酸。

3

3

例5.同溫同壓下，兩個等體積的干燥圓底燒瓶中分別充滿：①NH，②NO，進行噴泉實驗。經充分反應后，

32

瓶內溶液的物質的量濃度為 （ ）

A.①＞② B.①＜② C.①=② D.不能確定

解析:可先設燒瓶容積為1L,則NH瓶中水充滿整個燒瓶,NO瓶中水充滿燒瓶的2/3,如在標準狀況下測定,則氨

32

水的物質的量濃度為c=,HNO溶液物質的量濃度為c=。參考答案：C

1

mol

22.4

1L

3

12

?mol

22.43

2

L

3

例6.從某些性質看，NH與HO相當，NH與HO，NH與O都有相當關系，下列有關方程式不正確的

324322

++

——

是 （ ）

A. NHCl+KNH=KCl+2NH

423

↑

B. M+2NH=M(NH)+H

3222

↑(M為二價活潑金屬)

C. 2NHCl+MNH=MCl+NH

423

D. 2NHCl+MO=M(NH)+2HCl+HO

4222

解析:A中KNH可看成KOH,反應正確,B中NH可看成HO,反應正確,C中MNH可看成MO,反應同樣也正

232

確,而D中若將NHCl看成HOCl即HCl,則有反應2NHCl+MO=MCl+NHO

434232

↑+H

4．實戰演練

一、 選擇題：

1、下列有關硝酸化學性質的敘述中正確的是（ ）

A、濃、稀硝酸都能使藍色石蕊試劑變紅

B、硝酸（過量）能與NaSO反應，但不生成SO

232

C、稀硝酸可與NaS反應制得HS

22

D、在碘化鉀淀粉溶液中滴加稀硝酸溶液呈藍色

2、污染環境的有害氣體中，主要由于跟血紅蛋白作用而引起中毒的有毒氣體是（ ）

A、SO B、CO C、NO D、CO

22

3、某二價金屬跟硝酸反應時，金屬與硝酸所消耗的物質的量之比為2:5，則反應中唯

一的還原產物可能是（ ）

A、NH B、NO C、NO D、NO

322

4、可不用棕色瓶存放，但必須用玻璃塞試劑瓶存放的藥品是（ ）

A、氯水 B、硝酸銀溶液 C、液溴 D、燒堿

5、Cu粉放A稀HSO中，加熱后也無現象，當加入一種鹽后，Cu粉質量減少，而

24

溶液變藍，同時有氣體生成，此鹽是（ ）

A、氯化物 B、硫酸鹽 C、硝酸鹽 D、磷酸鹽

6、下列酸的酸酐難以由單質間直接化合生成的有（ ）

A、HCO B、HNO C、HSO D、HSO

2332324

7、下列反應中，既能表現出硝酸的酸性，又能表現出其氧化性的是（ ）

A、FeO+HNOB、Al (OH)+HNOC、C+HNO（濃） D、Cu+HNO

233 33 33

8、當三份Cu粉分別與過量的稀硝酸、濃硝酸、熱的濃硫酸反應后，收集到的氣體在

相同狀況下體積相等時，三份Cu粉的質量比為（不考慮NO轉化成NO和反應生成氣體的溶解）

224

A、3:1:2 B、3:2:2 C、1:1:2 D、2:6:3

NO

9、下列關于濃硝酸和濃硫酸的敘述，正確的是（ ）

A、常溫下都能用鋁容器貯存

B、常溫下都能與銅較快反應

C、露置在空氣中，容器內酸液的質量都減少

D、露置在空氣中，容器內酸液的濃度均降低

10、按右圖進行實驗，試管內裝有12mLNO，然后間歇而緩慢

4

O

2

H

2

O

地通入8mLO。下面有關實驗最終狀態的描述正確的是（ ）

2

A、試管內氣體呈棕紅色 B、試管內氣體為無色是NO

C、試管內氣體為無色是O D、試管內液面高度上升

2

二、 填空：

11、工業上制硝酸時，為使50%的硝酸轉變為96%以上的硝酸，可采取的描施是

_______________________________。

D

12、檢驗硝酸鈉晶體中硝酸根離子的方法是_______________________。

A

O

2

O

2

三、 推斷

H

2

H

2

O

C

13、A、B、C、D、E五種物質能按圖示變化（反應條件略）：

①若A在通常狀況下是固體，則A、B、C、D、E的化學式分別

E

OCu

2

B

為：A____, B____, C____, D____, E_____。

②若A在通常狀況下是氣體，則A、B、C、D、E的化學式分別是：A____, B____, C____, D____, E_____。

14、下圖中的每方格表示有關的一種反應物或生成物，其中A和C 為無色氣體。

2

2

A D

+ +Na O +

（）△

I

加熱

M B F G

C E

+NaOH +D +Cu

△催化劑△（）

II

填寫下列空白：

①物質M可以是_____________，C是_________________，F是________________。

②反應（I）的化學方程是___________________________。

③反應（II）的離子方程是___________________________。

一、選擇題：

1、BD 2、CD 3、B 4、C 5、C 6、BD 7、D 8、A 9、AD 10、BD

二、填空：

11、加入硝酸鎂晶體或濃硫酸后進行蒸餾。

12、取少許晶體于潔凈試管中加入適量濃硫酸后，插入一根螺旋狀粗銅絲，如有紅棕色

氣體迅速產生，即證明晶體中有硝酸根離子。

三、推斷

13、①S，HS，SO，SO，HSO

22324

②N，NH，NO，NO，HNO

2323

14、①NHHCO或（NH）CO，NH，NO

4342332

222232

②2CO+2NaO=2NaCO+O

③3Cu+2NO+8H=3Cu+2NO↑+4HO

32

-+2+

鹽酸木炭

5