课时3 硝酸

酸性氧化物与碱反应只能生成一种盐和水，二氧化氮与 $ {\rm \mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}} $ 反应生成 $ {\rm {\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{N}\mathrm{O}}_{2}} $ 、 $ {\rm {\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{N}\mathrm{O}}_{3}} $ 和水，生成了两种盐，所以二氧化氮不是酸性氧化物， $ {\rm \mathrm{A}} $ 错误；稀硝酸具有强氧化性，能与铝、铁反应，所以冷的稀硝酸不能保存在铝、铁制成的容器中， $ {\rm \mathrm{B}} $ 错误；浓硝酸具有不稳定性，久置易分解生成二氧化氮、氧气和水，分解生成的二氧化氮溶于浓硝酸会使溶液变为黄色， $ {\rm \mathrm{C}} $ 正确；铜与硝酸反应时，氮元素的化合价部分降低被还原，部分不变形成 $ {\rm \mathrm{C}\mathrm{u}({\mathrm{N}\mathrm{O}}_{3})_{2}} $ ，硝酸表现酸性和氧化性， $ {\rm \mathrm{D}} $ 错误。

紫色石蕊试纸遇稀硝酸变红，不会褪色， $ {\rm \mathrm{A}} $ 错误；稀硝酸能与 $ {\rm \mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{O}} $ 反应生成硝酸铁、 $ {\rm \mathrm{N}\mathrm{O}} $ 和水，表现氧化性和酸性， $ {\rm \mathrm{B}} $ 错误；浓硝酸见光易分解，需要保存在棕色玻璃试剂瓶中， $ {\rm \mathrm{C}} $ 正确； $ {\rm {\mathrm{H}}_{2}\mathrm{S}} $ 具有还原性，硝酸属于氧化性酸，硝酸与 $ {\rm {\mathrm{N}\mathrm{a}}_{2}\mathrm{S}} $ 反应不能得到 $ {\rm {\mathrm{H}}_{2}\mathrm{S}} $ 气体， $ {\rm \mathrm{D}} $ 错误。

$ {\rm \mathrm{C}\mathrm{u}} $ 和稀 $ {\rm {\mathrm{H}\mathrm{N}\mathrm{O}}_{3}} $ 反应的离子方程式为 $ {\rm 3\mathrm{C}\mathrm{u}+8{\mathrm{H}}^{+}+2{\mathrm{N}\mathrm{O}}_{3}^{-}\xlongequal{}3{\mathrm{C}\mathrm{u}}^{2+}+2\mathrm{N}\mathrm{O}↑+4{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}} $ ， $ {\rm \mathrm{A}} $ 正确； $ {\rm {\mathrm{N}\mathrm{O}}_{2}} $ 转化为 $ {\rm {\mathrm{H}\mathrm{N}\mathrm{O}}_{3}} $ 后，稀硝酸的浓度仍小于原稀硝酸浓度，对比Ⅰ和Ⅲ的不同知，步骤Ⅲ反应速率比Ⅰ快的原因是二氧化氮对反应具有催化作用， $ {\rm \mathrm{B}} $ 错误；一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮为红棕色，化学方程式为 $ {\rm 2\mathrm{N}\mathrm{O}+{\mathrm{O}}_{2}\xlongequal{}2{\mathrm{N}\mathrm{O}}_{2}} $ ， $ {\rm \mathrm{C}} $ 正确；当活塞不再移动时，再抽入空气， $ {\rm \mathrm{N}\mathrm{O}} $ 与氧气、水反应生成硝酸，因此铜可以继续溶解， $ {\rm \mathrm{D}} $ 正确。

由思路导引可知，参加反应的硝酸的物质的量为 $ 0.9\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l} $ ， $ {\rm \mathrm{A}} $ 错误；消耗氧气的物质的量为 $ 0.15\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l} $ ，则标准状况下氧气的体积为 $ {\rm 0.15\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}×22.4\mathrm{L}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}=3.36\mathrm{L}} $ ， $ {\rm \mathrm{B}} $ 错误；混合气体中一氧化氮的物质的量为 $ 0.15\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l} $ ，则标准状况下一氧化氮的体积为 $ {\rm 0.15\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}×22.4\mathrm{L}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}=3.36\mathrm{L}} $ ， $ {\rm \mathrm{C}} $ 错误；反应消耗铜的物质的量为 $ 0.3\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l} $ ，则反应转移电子的物质的量为 $ 0.3\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}×2=0.6\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l} $ ， $ {\rm \mathrm{D}} $ 正确。

由题给图像可知，加入铁粉至过量过程中， $ {\rm OA} $ 段发生反应 $ {\rm \mathrm{F}\mathrm{e}+{\mathrm{N}\mathrm{O}}_{3}^{-}+4{\mathrm{H}}^{+}\xlongequal{}{\mathrm{F}\mathrm{e}}^{3+}+\mathrm{N}\mathrm{O}↑+2{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}} $ ， $ {\rm AB} $ 段发生反应 $ {\rm \mathrm{F}\mathrm{e}+2{\mathrm{F}\mathrm{e}}^{3+}\xlongequal{}3{\mathrm{F}\mathrm{e}}^{2+}} $ ， $ {\rm BC} $ 段发生反应 $ {\rm \mathrm{F}\mathrm{e}+2{\mathrm{H}}^{+}\xlongequal{}{\mathrm{F}\mathrm{e}}^{2+}+{\mathrm{H}}_{2}↑} $ ， $ {\rm \mathrm{B}} $ 正确；由分析知， $ {\rm B} $ 点溶液中溶质为 $ {\rm {\mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4}} $ 和 $ {\rm {\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4}} $ ， $ {\rm C} $ 点时， $ {\rm 100\mathrm{m}\mathrm{L}} $ 该溶液反应消耗的 $ 22.4\mathrm{g} $ （即 $ 0.4\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l} $ ）铁都转化为硫酸亚铁，根据硫酸根离子守恒，可得每份溶液中硫酸的物质的量为 $ 0.4\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l} $ ，所以硫酸的浓度是 $ {\rm 4\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}} $ ， $ {\rm 200\mathrm{m}\mathrm{L}} $ 的原混合溶液中 $ {\rm {\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4}} $ 的物质的量为 $ {\rm 4\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}×0.2\mathrm{L}=0.8\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}} $ ， $ {\rm \mathrm{A}} $ 错误， $ {\rm \mathrm{D}} $ 正确； $ {\rm OA} $ 段发生反应 $ {\rm \mathrm{F}\mathrm{e}+{\mathrm{N}\mathrm{O}}_{3}^{-}+4{\mathrm{H}}^{+}\xlongequal{}{\mathrm{F}\mathrm{e}}^{3+}+\mathrm{N}\mathrm{O}↑+2{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}} $ ， $ {\rm A} $ 点时有 $ {\rm {\mathrm{H}}^{+}} $ 剩余，则 $ {\rm A} $ 点时硝酸全部起氧化剂作用，所以混合溶液中 $ {\rm n({\mathrm{N}\mathrm{O}}_{3}^{-})={n}_{A}(\mathrm{F}\mathrm{e})=\dfrac{11.2\mathrm{g}}{56\mathrm{g}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}}=0.2\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}} $ ，混合溶液中 $ {\rm {\mathrm{H}\mathrm{N}\mathrm{O}}_{3}} $ 物质的量浓度为 $ {\rm \dfrac{0.2\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}{0.1\mathrm{L}}=2\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}} $ ， $ {\rm \mathrm{C}} $ 正确。