《硝酸的性質(zhì)》核心任務(wù)用Cu屑、濃硝酸、蒸餾水為主要原料，設(shè)計(jì)制取Cu(NO3)2的路線。①Cu+HNO3(濃)→Cu(NO3)2②濃HNO3＋H2O→HNO3(稀)Cu+HNO3(稀)→Cu(NO3)2【質(zhì)疑】Cu的金屬活動(dòng)性在氫之后，能與硝酸反應(yīng)嗎？演示實(shí)驗(yàn)：Cu分別與濃、稀硝酸反應(yīng)①Cu與濃硝酸劇烈反應(yīng)，銅絲變細(xì)，溶液變綠，產(chǎn)生紅棕色氣體；②Cu與稀硝酸反應(yīng)較慢，銅絲變細(xì)，溶液變藍(lán)，在試管口有紅棕色氣體生成。注：溶液中溶有較多紅棕色的NO2時(shí)，和藍(lán)色的硝酸銅溶液混合后顯綠色Cu＋4HNO3(濃)＝Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O3Cu＋8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O①Cu與濃、稀硝酸均能反應(yīng)，且生成的氣體是氮的氧化物（NOx）；②濃硝酸的還原產(chǎn)物是NO2，稀硝酸的還原產(chǎn)物是NO；結(jié)論：強(qiáng)氧化性【問題1】請(qǐng)從生產(chǎn)效率、原料利用率、環(huán)境保護(hù)等角度評(píng)價(jià)上述路線的優(yōu)劣。生產(chǎn)效率：使用Cu和濃硝酸速率更快，效率高；原料利用率：使用Cu和稀硝酸，硝酸的利用率更高；環(huán)境保護(hù)：Cu和濃、稀硝酸反應(yīng)，均產(chǎn)生污染環(huán)境的氮氧化物【問題2】利用上述主要原料，還能否設(shè)計(jì)出新的生產(chǎn)路線？【問題3】新路線與原來的路線相比，具有哪些優(yōu)勢(shì)？Cu+O2→CuO+HNO3(稀)→Cu(NO3)2硝酸利用率高，無產(chǎn)生污染物NOX【問題4】工廠將Cu屑高溫焙燒一段時(shí)間后，再將其與硝酸混合，發(fā)現(xiàn)仍有大量紅棕色氣體產(chǎn)生。產(chǎn)生紅棕色氣體的原因可能有哪些呢？①Cu屑未被空氣完全氧化；②焙燒后固體溫度過高，使硝酸受熱分解【問題5】路線1、2會(huì)產(chǎn)生污染環(huán)境的氮氧化物，而HNO3利用率不高，可采取哪些措施解決這些問題呢？硝酸銅生產(chǎn)項(xiàng)目方案

在本項(xiàng)目中，使用電解金屬銅直接與硝酸反應(yīng)，生成硝酸銅，反應(yīng)方程式如下：3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+4H2O+2NO或Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2H2O+2NO2

反應(yīng)中生成的氮氧化合物經(jīng)我方自主專利技術(shù)處理后，回收為硝酸，既解決了環(huán)保問題，又降低了成本。同時(shí)，本技術(shù)工藝不受反應(yīng)溫度和硝酸濃度的限制，反應(yīng)很快，從而生產(chǎn)效率很高，也達(dá)到了降低生產(chǎn)成本的作用。反應(yīng)中生產(chǎn)的硝酸銅液體，經(jīng)蒸發(fā)濃縮后，可結(jié)晶出硝酸銅產(chǎn)品。生產(chǎn)實(shí)際HNO3反應(yīng)器NOx吸收器Cu屑O2H2O【問題6】在整條路線中，硝酸最終轉(zhuǎn)化為何種含氮化合物？只看進(jìn)料和出料，可認(rèn)為硝酸體現(xiàn)的性質(zhì)是什么？路線中的實(shí)際體現(xiàn)氧化性的物質(zhì)是誰？改進(jìn)路線Cu(NO3)2【問題7】硝酸具有強(qiáng)氧化性。在改進(jìn)路線中，使用的反應(yīng)器可選擇什么材料制造？閱讀課本P15歸納與總結(jié)1.物理性質(zhì)硝酸是無色、易揮發(fā)，有刺激性氣味的液體。2.化學(xué)性質(zhì)(1)不穩(wěn)定性a.化學(xué)方程式:4HNO3O2↑+4NO2↑+2H2O。b.保存:棕色試劑瓶，陰涼處(2)強(qiáng)氧化性a.與金屬銅反應(yīng)濃硝酸與Cu反應(yīng)的化學(xué)方程式Cu＋4HNO3(濃)＝Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O稀硝酸與Cu反應(yīng)的化學(xué)方程式3Cu＋8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2Ob.常溫下,鐵、鋁的表面被濃硝酸或濃硫酸氧化,出現(xiàn)鈍化現(xiàn)象。c.王水3.工業(yè)制硝酸1.將足量銅片與一定量的濃硝酸充分反應(yīng)，產(chǎn)生NO、NO2和N2O4的混合氣體，這些氣體若與1.12LO2（標(biāo)準(zhǔn)狀況）混合后通入水中，氣體恰好被完全轉(zhuǎn)化為硝酸。若繼續(xù)向燒杯中加入5mol/LH2SO4溶液100ml，剩余的銅恰好被溶解，消耗的銅片質(zhì)量為多少克？

練習(xí)2.在100mL硝酸和硫酸的混合溶液中HNO3和H2SO4物質(zhì)的量濃度分別是0.4mol/L和0.1mol/L，向該混合溶液中加入1.92gCu粉，加熱，充分反應(yīng)后，所得溶液中Cu2+的物質(zhì)的量濃度是多少？（假設(shè)反應(yīng)后溶液體積不變）

隨堂檢測(cè)1.(北京房山區(qū)高一期末)下圖為某城市某日空氣質(zhì)量報(bào)告,下列敘述與報(bào)告內(nèi)容不相符的是(

)A.該日空氣首要污染物是PM2.5B.該市空氣質(zhì)量等級(jí)屬于重度污染C.污染物NO2可能主要來源于機(jī)動(dòng)車尾氣D.CO、SO2均可導(dǎo)致酸雨答案

D解析

由圖中信息可知,該日空氣首要污染物是PM2.5,A正確;PM2.5的污染指數(shù)為250,介于200~300之間,空氣質(zhì)量等級(jí)屬于重度污染,B正確;空氣中N2和O2在機(jī)動(dòng)車發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)高溫下反應(yīng)生成NO,NO與O2反應(yīng)生成NO2,C正確;SO2、NO2均能導(dǎo)致酸雨,CO不能引起酸雨,D錯(cuò)誤。2.(山東臨沂高一期中)下列反應(yīng)中,不屬于HNO3所屬類別通性的是(

)A.4HNO3(濃)+SSO2↑+4NO2↑+2H2OB.HNO3+NaOH===NaNO3+H2OC.2HNO3+CuO===Cu(NO3)2+H2OD.2HNO3+CaCO3===Ca(NO3)2+CO2↑+H2O答案

A解析

HNO3屬于酸,具有酸的通性,能與堿、堿性氧化物和某些鹽反應(yīng),故B、C、D均屬于HNO3所屬類別的通性;濃硝酸與S加熱時(shí)發(fā)生氧化還原反應(yīng),體現(xiàn)濃硝酸的強(qiáng)氧化性,A項(xiàng)符合題意。3.(遼寧錦州高一期末)銅粉放入稀硫酸中,加熱后無明顯現(xiàn)象產(chǎn)生。當(dāng)加入一種鹽后,銅粉的質(zhì)量減少,溶液呈藍(lán)色,同時(shí)有氣體逸出,該鹽可能是(

)A.FeSO4 B.Fe2(SO4)3C.Na2CO3 D.KNO3答案

D解析

銅是不活潑金屬,銅粉放入稀硫酸中,加熱后無明顯現(xiàn)象產(chǎn)生,加入KNO3后,發(fā)生反應(yīng)3Cu+2+8H+===3Cu2++2NO↑+4H2O,觀察到銅粉的質(zhì)量減少,溶液呈藍(lán)色,同時(shí)有氣體逸出。4.(山東青島高一期末)為了探究濃硝酸的性質(zhì),進(jìn)行以下五組實(shí)驗(yàn),均觀察到紅棕色氣體。下列分析錯(cuò)誤的是(

)A.將帶火星的木條靠近①的試管口,木條復(fù)燃,說明NO2能支持燃燒B.②中的鐵片鈍化,紅棕色氣體由濃硝酸分解產(chǎn)生,③中溶液變?yōu)榫G色C.①④⑤實(shí)驗(yàn)對(duì)比,④中的紅棕色氣體可能是由揮發(fā)的濃硝酸受熱分解產(chǎn)生的D.五支試管中的紅棕色氣體均為還原產(chǎn)物答案

B解析

灼熱的玻璃棒插入濃硝酸中,HNO3分解生成NO2、O2和H2O,帶火星的木條靠近①的試管口,木條復(fù)燃,說明NO2和O2均能支持燃燒,A正確;灼熱的鐵片在濃硝酸中發(fā)生反應(yīng),且生成紅棕色的NO2,不能鈍化,B錯(cuò)誤;濃硝酸具有強(qiáng)揮發(fā)性,揮發(fā)出的HNO3(g)受灼熱木炭作用,發(fā)生分解反應(yīng)生成紅棕色NO2,C正確;紅棕色氣體均為NO2,都是HNO3被還原生成,均為還原產(chǎn)物,D正確。5.在濃硝酸中放入銅片,則(1)開始反應(yīng)的化學(xué)方程式為

,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為

。

(2)若銅有剩余,則反應(yīng)將要結(jié)束時(shí)的化學(xué)方程式為

。

(3)待反應(yīng)停止后若有銅剩余,再加入少量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的稀硫酸,這時(shí)銅片上又有氣泡產(chǎn)生,其原因是

。

(4)若將12.8g銅與一定量的濃硝酸反應(yīng),銅消耗完時(shí),共產(chǎn)生氣體5.6L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則所消耗的硝酸的物質(zhì)的量是

。

答案

(1)Cu+4HNO3(濃)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O銅片逐漸溶解,溶液逐漸變藍(lán),有紅棕色氣體逸出(2)3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(