1、第2课时 硝 酸 一、硝酸 1.物理性质 硝酸中常因溶有少量NO2而略显_色，硝酸应保存在_试剂瓶中，放在低 温、避光处。必备知识自主学习 颜色气味挥发性溶解性稳定性_色_性气味 的液体_挥发能与水以任意比例互溶不稳定，在常温下_ 或_分解无 刺激 易 受热 见光 黄 棕色 2.硝酸的化学性质(1)具有强酸的通性：电离方程式为_。使紫色的石蕊试液变红、与某些金属氧化物反应、与某些盐反应、与碱反应。但硝酸与金属反应一般不产生H2。(2)不稳定性：见光或受热分解，化学方程式为_。33HNOHNO光照=4HNO3 2H2O+4NO2+O2(3)强氧化性：3.硝酸的用途：硝酸是一种重要的化工原料，常用
2、来制造_、燃料、塑 料、炸药、硝酸盐等。氮肥【自主探索】(1)(知识关联)实验室一般选择金属锌与稀硫酸反应制取氢气，为什么不用锌与稀硝酸反应制取氢气？提示：稀硝酸不同于稀硫酸，具有强氧化性，与Zn反应生成NO气体，不会产生H2。(2)(思维升华)铜与浓硝酸反应时，硝酸表现了哪些性质？提示：酸性和强氧化性。生成硝酸铜说明硝酸的酸性，生成NO2体现了硝酸的强氧化性。(3)(情境思考)因玻璃易碎，铜能溶于硝酸，所以工业上常用铝、铁的容器贮存和运输浓硫酸、浓硝酸，是否说明铝、铁与浓硫酸、浓硝酸不发生反应？提示：否。常温下，浓硫酸、浓硝酸能使铝、铁表面形成致密的氧化膜而钝化。二、氮及其化合物的转化 1.
3、氮及其化合物的转化关系 2.工业生产硝酸的三个方程式 _；_；_ 3.雷电固氮生成硝酸的主要途径为N2+O2 2NO。4NH3+5O2 4NO+6H2O 2NO+O2=2NO2 3NO2+H2O=2HNO3+NO 催化剂=放电=(1)(教材二次开发)教材中氮及其化合物的变化关系如下图所示：在反应中，NO2作氧化剂，H2O作还原剂，这句话是否正确？提示：不正确。在反应3NO2+H2O=2HNO3+NO中，NO2既作氧化剂又作还原剂。(2)(思维升华)N2NH3NH4Cl(aq)，物质间转化能否实现？提示：能。(3)(知识关联)NH3的转化过程如图所示。若工业生产中氨气仅按的顺序完全转化为硝酸，现
4、有标准状况下 224 L氨气，生成NH4NO3的质量是多少？提示：400 g。224 L氨气是10 mol，根据氮元素守恒，生成NH4NO3是5 mol，NH4NO3的质量是5 mol80 gmol-1=400 g。关键能力合作学习 知识点 硝酸的性质 实验浓硝酸与铜的反应稀硝酸与铜的反应实验 操作将铜片置于具支试管的底部，通过分液漏斗加入2 mL浓硝酸，将产生的气体通入倒置于水槽里充满水的集气瓶中在浓硝酸与铜的反应装置中，用分液漏斗向试管内加5 mL水，稀释硝酸，继续收集产生的气体实验 装置实验浓硝酸与铜的反应稀硝酸与铜的反应实验 现象观察到铜片表面产生气泡，铜片溶解，溶液变蓝，试管上部变为
5、红棕色，集气瓶收集到无色气体观察铜片表面产生气泡，铜片溶解，溶液变蓝，试管上部气体由无色变红棕色，后又变成无色，集气瓶收集到无色气体实验 结论Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O【特别警示】(1)浓硝酸与铜反应时，若铜过量，反应开始时浓硝酸被还原为 NO2，但随着反应的进行，硝酸变稀，其还原产物变为NO。所以，足量铜与浓硝 酸反应，得到的是NO2与NO的混合气体。当金属或低价金属的化合物(如FeO)与 硝酸反应时，硝酸既表现出酸性又表现出氧化性。(2)硝酸能与还原性化合物反应：如与S2-、H2S、SO2、Fe
6、2+、I-等反应。(3)硝酸与变价金属如铁反应时，把铁氧化为Fe3+，当铁过量时又发生 2Fe3+Fe=3Fe2+。23SO【合作探究】(1)(思维升华)如何证明Cu与稀HNO3反应收集的气体是NO？(宏观辨识与微观探析)提示：向其中通入少量O2(或空气)，气体颜色由无色变为红棕色，说明收集的气体是NO。(2)(知识关联)将稀硝酸和浓硝酸分别作用于紫色石蕊溶液，现象是否相同？为什么？(变化观念与平衡思想)提示：不相同，稀硝酸使石蕊溶液只变红不褪色；浓硝酸比稀硝酸氧化性更强，使石蕊溶液先变红后褪色。(3)(教材二次开发)根据教材“铜与稀硝酸反应的方程式”，分析硝酸表现酸性的与被还原的物质的量之比
7、是多少？(科学探究与创新意识)提示：31。根据3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O得，8 mol HNO3(稀)参加反应，只有2 mol被还原。判断下列说法是否正确。FeO与稀硝酸反应生成硝酸亚铁和水。()提示：。FeO与稀硝酸反应生成硝酸铁、NO和水。在稀硝酸中加入过量铁粉，充分反应后滴加KSCN溶液，有气体生成，溶液呈血红色，证明稀硝酸将Fe氧化为Fe3+。()提示：。稀硝酸与过量的Fe反应，则生成硝酸亚铁和NO气体、水，无铁离子生成，所以加入KSCN溶液后，不变红色，现象错误。将可调高度的铜丝伸入稀HNO3中，溶液变蓝，说明Cu与稀HNO3发生置换反应。()提示
8、：。铜与稀硝酸反应，生成Cu(NO3)2、NO和H2O，不属于置换反应。稀硝酸可除去试管内壁的银。()提示：。Ag可溶于稀HNO3，可用稀HNO3除去试管内壁的银。【典例示范】【典例】一定量的铜与一定量的某浓度的硝酸恰好完全反应，产生NO和NO2两种气体，已知反应中被还原的HNO3占HNO3总量的 ，则还原产物中NO和NO2的物质的量之比为()A.11 B.12 C.23 D.21【解题指南】解答本题要明确以下两点：(1)浓硝酸与过量铜反应时，气体是NO2、NO。(2)根据原子守恒求解。13【母题追问】参加反应的铜与被还原的硝酸的物质的量之比是多少？提示：11。【规律方法】有关硝酸的计算题公式
9、(1)参加反应的n(总HNO3)=反应中消耗掉的n(H+)(2)n(被还原的HNO3)=n(减少量)=n(气体NO、NO2)(3)金属与硝酸生成对应的硝酸盐，例如Cu与HNO3反应时生成的硝酸盐是Cu(NO3)2，则n(显酸性的HNO3)=n(Cu)2；参加反应的n(总HNO3)=n(被还原的HNO3)+n(显酸性的HNO3)=n(气体NO、NO2)+n(金属)该金属的化合价。3NO【素养训练】某化学小组为了探究铜与硝酸反应的情况，做了以下探究实验。按如图进行反应：(1)开始反应会出现的现象有哪些？写出反应的化学方程式。提示：溶液逐渐变蓝，有红棕色气体逸出，Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3
10、)2+2NO2+2H2O。(2)若铜有剩余，反应将要结束时发生反应的化学方程式是什么？提示：随着反应的进行，硝酸浓度不断减小，故反应后阶段发生的是铜与稀硝 酸的反应，3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O。(3)待反应停止后，再加入少量质量分数为25%的稀硫酸，这时铜片上又有气泡 产生，为什么？提示：加入稀硫酸后，H+与原溶液中的 构成强氧化性的环境，又能与过量 的Cu反应，反应的离子方程式为3Cu+8H+2 =3Cu2+2NO+4H2O。3NO3NO(4)若将12.8 g铜跟一定量的浓硝酸反应，铜消耗完时，共产生气体5.6 L(标准状况)，消耗的硝酸的物质的量是多少？
11、提示：n(NOx)=0.25 mol，故根据氮原子守恒可知，消耗 n(HNO3)=2n(Cu)+n(NOx)=2 +0.25 mol=0.65 mol。15.6 L22.4 L mol112.8 g64 g mol【课堂小结】【三言两语话重点】1.特殊的性质硝酸的强氧化性。2.必记的三个反应：(1)3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O(2)Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O(3)C+4HNO3(浓)CO2+4NO2+2H2O 3.有关硝酸的计算(1)硝酸与金属反应体现酸性、强氧化性。(2)根据电子守恒求解。=课堂检测素养达标 1.公元八世纪，
12、阿拉伯炼金术士贾比尔伊本哈扬在干馏硝石的时候发现并制得了硝酸，这是人类关于硝酸最早的记录。下列关于硝酸的叙述正确的是()A.NO2溶于水生成硝酸，所以NO2是酸性氧化物 B.硝酸可与活泼金属反应生成盐和氢气 C.浓硝酸见光或受热易分解，必须保存在棕色瓶中 D.硝酸与铜的反应只表现出氧化性 2.下列对于硝酸的认识不正确的是()A.浓硝酸和稀硝酸都具有氧化性 B.铜与硝酸的反应属于置换反应 C.金属与硝酸反应一定不产生氢气 D.可用铁或铝质容器盛装浓硝酸 3.已知3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O，则下列说法不正确的是()A.Cu作还原剂，HNO3作氧化剂 B.HNO3
13、在该反应中只有部分表现出了氧化性 C.每生成22.4 L(标准状况)NO就有3 mol的电子转移 D.如果有8 mol HNO3被还原，则生成了2 mol NO 4.向Fe(NO3)2溶液中滴加稀盐酸，观察到的现象是()A.溶液由浅绿色变为黄色 B.溶液中产生红棕色气体 C.溶液中产生红褐色气体 D.无任何现象【解析】选A。溶液中存在 ，这时再加入盐酸相当于提供了H+，Fe2+会被 (H+)氧化成Fe3+，硝酸被还原为NO，所以溶液变成黄色，产生无色气体。3NO3NO【加固训练】Cu粉放入稀硫酸中，加热无现象，当加入一种盐后，Cu粉质量减小，溶液变 蓝，同时有气体生成，此盐是()A.氯化物 B
14、.硫酸盐 C.硝酸盐 D.碳酸盐【解析】选C。在酸性溶液中具有强氧化性，能溶解Cu粉。3NO5.(双选)(教材二次开发教材习题改编)一定质量的铜分别与足量的稀硝酸或浓硝酸完全反应，在相同条件下，用排水集气法收集产生的气体(假设产物气体只可能是NO或NO2)。下列叙述一定正确的是()A.硝酸浓度越大，消耗的硝酸越少 B.硝酸浓度不同，生成的Cu(NO3)2的物质的量相同 C.硝酸浓度越大，产生的气体越少 D.用排水集气法收集到的气体在相同状况下体积相同【加固训练】将黑色固体单质甲加热至红热，投入黄色的溶液乙中，剧烈反应产生混合气体A，A在常温下不与空气反应，根据下列变化填空：(1)甲是_，乙是_
15、，丙是_。(2)混合气体A的主要成分是_。(3)丙与溶液D反应的化学方程式是_。(4)若将32.0 g丙跟一定量的D的浓溶液反应，丙消耗完时，共产生13.44 L(标准状况)气体。则所消耗D的物质的量为_。【素养新思维】6.2019年两会期间全国人大代表就关于对危废实施负面清单管理，加强金属元素资源综合利用，实现高质量发展提出了自己的看法。工业上用废铜屑作原料制备硝酸铜，有以下三种方法：将铜溶于硝酸中；先将铜与O2反应生成CuO，再溶于硝酸中；将铜溶于N2O4的乙酸乙酯(溶剂，不参加反应)溶液中生成硝酸铜和一氧化氮。(1)上述三种方法中，哪种方法是最经济和环保的？(2)方法中，若从经济和环保的角度考虑，用稀硝酸和浓硝酸哪个更好？(3)方法中N2O4起什么作用？提示：(1)方法不生成污染性气体且HNO3全部转化为Cu(NO3)2最经济和环保。、都生成污染性气体。(2)方法中，制取同样的硝酸铜，用稀硝酸比用浓硝酸耗酸量少。(3)方法中N2O4既是氧化剂又是还原剂。