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铜与稀硝酸的反应

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操作方法

按图装好实验装置,并检验这一装置气密性。在烧瓶里放3--4片铜片,再打开漏斗活塞,将稀硝酸放入烧瓶,直至浸没铜片为止,观察现象,然后再把烧瓶加热,用排水法收集一试管气体。

 

实验现象     

铜片中假如稀硝酸不加热时,仅有少量气泡产生,当给烧瓶加热时,产生大量气泡,试管中收集到气体为无色,在水面下用拇指堵住试管口,把试管从水中取出,并使管口向上,放开拇指,试管口处气体变为红棕色。烧瓶内溶液呈蓝色。

铜与稀硝酸在不加热时反应缓慢,在加热时反应速度较快,有无色NO气体生成,同时生成硝酸铜,反应方程式:3Cu 8HNO3()3Cu(NO3)2 2NO 4H2O

1、金属与稀硝酸反应规律;2、金属活动性顺序表中H后面的金属与氧化性酸的反应特点与计算。

10.3molCu与足量的稀HNO3完全反应时,被还原的HNO3的物质的量是

A0.8mol B0.6mol C0.4mol D0.2mol

试题难度:易

21L0.5mol/LH2SO4溶液中加入10.1gKNO312.8gCu充分反应后产生的气体在标态下的体积为(     )

A2.24L      B3.36L       C4.48L         D5.60L

试题难度:中

3已知锌和稀硝酸反应时,每有1mol硝酸反应,就有0.8mol电子转移,此时硝酸的还原产物可能是什么物质?并写出有关化学方程式。

试题难度:难

1 答案:D

解析:直接考查方程式,硝酸同时体现氧化性和酸性,3摩尔铜参加反应时被还原的硝酸是2摩尔。

2 答案:A

解析:根据铜和稀硝酸反应的离子方程式进行计算,硫酸提供氢离子,硝酸钾提供硝酸根离子,判断硝酸根不足,根据硝酸根进行计算可得。

3 答案:还原产物可能是N2O或是NH4NO3

  4Zn10HNO34ZnNO32N2O↑5H2O

  4Zn10HNO34ZnNO32NH4NO33H2O

解析:利用电子得失守恒计算,10摩尔硝酸参加反应就有8摩尔电子转移,即有4摩尔的金属锌参加反应,同时生成4摩尔硝酸锌,那么体现酸性的硝酸就是8摩尔,只有2摩尔的硝酸得8摩尔电子,平均每摩尔硝酸得电子4摩尔,产物为 N2O ,当然还有一种可能是只有其中的1摩尔硝酸得到8摩尔电子到-3价,最后产物为硝酸铵。

氧化性酸

氧化性酸——一般是含氧酸,是指酸中除了氢、氧元素之外的中心元素在化学反应中表现出强氧化性。比较常见的有:浓、稀硝酸,浓硫酸,次氯酸,氯酸,亚氯酸,高氯酸,亚硝酸等。

比氢离子氧化性强的含氧酸,其酸根里的中心原子处于较高的价态。反应中比氢离子易得电子。常见的氧化性酸有浓硫酸、浓硝酸、稀硝酸、亚硝酸及氯、溴、碘的含氧酸。从标准电极电势的数值上看,它们比氢离子的电势大得多。

氧化性酸的强氧化性表现在:

能与排在常见金属活动性顺序表中氢后面的金属单质反应,能将变价金属从零价氧化成较高的价态。例如:

Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O

3Ag4HNO3(稀)=3AgNO3NO↑2H2O

2Fe6H2SO4(浓)Fe2(SO4)33SO26H2O

Fe4HNO3(稀)=Fe(NO3)3NO↑2H2O

能与不太活泼的非金属单质反应,例如:

C2H2SO4(浓)CO22SO22H2O

C4HNO3(浓)=CO24NO22H2O

P5HNO3(浓)=H3PO45NO2H2O

I210HNO3(浓)=2HIO310NO24H2O

能与许多含较低价态元素的化合物反应,例如:

4HNO3(稀)+FeSFe(NO3)3S↓NO↑2H2O

HClOH2SO3HClH2SO4

氧化性酸的氧化性强弱,存在以下规律:

对于同一种氧化性酸,浓度越大(或溶液中氢离子浓度越大)氧化性越强。例如,浓硝酸比稀硝酸氧化性强。从电极电势上看,增大酸根或氢离子的浓度,氧化能力增强,例如:

硝酸根及氢离子浓度增大(尤其是氢离子浓度)电极电势的值变大。

对于同一种元素形成的不同价态的含氧酸,一般低价态的比高价态的氧化性强,例如:

HClOHClO2HClO4

HNO2HNO3

同周期主族元素形成的最高价含氧酸,从左到右,氧化性依次增强,例如,高氯酸常温下氧化性很强,硫酸浓度大加热时才表现出强氧化性,磷酸则几乎无氧化性。相应的低价态含氧酸也有类似的规律,例如,氯酸比亚硫酸氧化性强,溴酸比亚硒酸氧化性强。

同主族元素形成的同价态含氧酸,氧化性强弱的规律复杂,常见各族元素含氧酸的氧化性强弱顺序:

HBrO4≈H5IO6HClO4

HBrO3HClO3HIO3

HClOHBrOHIO

H2SeO4≈H6TeO6H2SO4

HNO3H3AsO4H3PO4

探讨课题

金属的活动性对硝酸的还原产物有影响吗?有什么影响?

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