铜与稀硝酸的反应

铜与稀硝酸的反应 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。 实验结论 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(稀)＝3Cu(NO3)2 ＋ 2NO ↑ ＋ 4H2O 实验考点 1、金属与稀硝酸反应规律； 2、金属活动性顺序中H后面的金属与氧化性酸的反应特点与计算。 经典考题 1、0.3molCu与足量的稀HNO3完全反应时，被还原的HNO3的物质的量是 A、0.8mol B、0.6mol C、0.4mol D、0.2mol 试题难度：易 2、向1L0.5mol/L的H2SO4溶液中加入10.1gKNO3和12.8gCu充分反应后产生的气体在标态下的体积为( ) A、2.24L B、3.36L C、4.48L D、5.60L 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 答案 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。 　　4Zn＋10HNO3＝4Zn（NO3）2＋N2O↑＋5H2O 　　4Zn＋10HNO3＝4Zn（NO3）2＋NH4NO3＋3H2O 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： ①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： Cu＋2H2SO4（浓）＝CuSO4＋SO2↑＋2H2O 3Ag＋4HNO3（稀）＝3AgNO3＋NO↑＋2H2O 2Fe＋6H2SO4（浓）＝Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O Fe＋4HNO3（稀）＝Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O ②能与不太活泼的非金属单质反应，例如： C＋2H2SO4（浓）＝CO2↑＋2SO2↑＋2H2O C＋4HNO3（浓）＝CO2↑＋4NO2↑＋2H2O P＋5HNO3（浓）＝H3PO4↑＋5NO2↑＋H2O I2＋10HNO3（浓）＝2HIO3↑＋10NO2↑＋4H2O ③能与许多含较低价态元素的化合物反应，例如： 4HNO3（稀）＋FeS＝Fe(NO3)3＋S↓＋NO↑＋2H2O HClO＋H2SO3＝HCl＋H2SO4 氧化性酸的氧化性强弱，存在以下规律： ①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。 ②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： HClO＞HClO2＞HClO4 HNO2＞HNO3 ③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。 ④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≈H5IO6＞HClO4 HBrO3＞HClO3＞HIO3 HClO＞HBrO＞HIO H2SeO4≈H6TeO6＞H2SO4 HNO3＞H3AsO4＞H3PO4 1、0.3molCu与足量的稀HNO3完全反应时，被还原的HNO3的物质的量是 A、0.8mol B、0.6mol C、0.4mol D、0.2mol 试题难度：易 2、向1L0.5mol/L的H2SO4溶液中加入10.1gKNO3和12.8gCu充分反应后产生的气体在标态下的体积为( ) A、2.24L B、3.36L C、4.48L D、5.60L 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。 　　4Zn＋10HNO3＝4Zn（NO3）2＋N2O↑＋5H2O 　　4Zn＋10HNO3＝4Zn（NO3）2＋NH4NO3＋3H2O 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： ①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： Cu＋2H2SO4（浓）＝CuSO4＋SO2↑＋2H2O 3Ag＋4HNO3（稀）＝3AgNO3＋NO↑＋2H2O 2Fe＋6H2SO4（浓）＝Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O Fe＋4HNO3（稀）＝Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O ②能与不太活泼的非金属单质反应，例如： C＋2H2SO4（浓）＝CO2↑＋2SO2↑＋2H2O C＋4HNO3（浓）＝CO2↑＋4NO2↑＋2H2O P＋5HNO3（浓）＝H3PO4↑＋5NO2↑＋H2O I2＋10HNO3（浓）＝2HIO3↑＋10NO2↑＋4H2O ③能与许多含较低价态元素的化合物反应，例如： 4HNO3（稀）＋FeS＝Fe(NO3)3＋S↓＋NO↑＋2H2O HClO＋H2SO3＝HCl＋H2SO4 氧化性酸的氧化性强弱，存在以下规律： ①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。 ②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： HClO＞HClO2＞HClO4 HNO2＞HNO3 ③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。 ④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≈H5IO6＞HClO4 HBrO3＞HClO3＞HIO3 HClO＞HBrO＞HIO H2SeO4≈H6TeO6＞H2SO4 HNO3＞H3AsO4＞H3PO4