氮及其化合物(三)硝酸

精品小班课程辅导讲义讲义编号2014暑假12HX01辅导科目：化学年级：新高三课题氮及其化合物教学目标NH3、NO、NO2的性质。

理解硝酸与硝酸盐的性质。

教学重点、难点NH3、NO、NO2的性质。

理解硝酸与硝酸盐的性质。

教学内容一、考纲要求主题学习内容学习水平说明一些元素的单质和化合物氮氨 B（1）氨的物理性质和化学性质（2）工业合成氨的原理铵盐 B（1）铵根离子与碱溶液的反应（2）铵盐的不稳定性氮肥 A（1）常见氮肥：铵盐（NH4Cl、NH4NO3、NH4HCO3）二、知识梳理（一）氮气(1)氮元素在自然界中的存在形式：既有游离态又有化合态．空气中含N2 78％(体积分数)或75％(质量分数)；化合态氮存在于多种无机物和有机物中，氮元素是构成蛋白质和核酸不可缺少的元素．(2)氮气的物理性质：纯净的氮气是无色气体，密度比空气略小．氮气在水中的溶解度很小．在常压下，经降温后，氮气变成无色液体，再变成雪花状固体．(3)氮气的分子结构：氮分子(N2)的电子式为，结构式为N≡N．由于N2分子中的N≡N键很牢固，所以通常情况下，氮气的化学性质稳定、不活泼．(4)氮气的化学性质：①N2与H2化合生成NH3N2 +3H22NH3说明该反应是一个可逆反应，是工业合成氨的原理．②N2与O2化合生成NO：N2 + O2放电2NO说明在闪电或行驶的汽车引擎中会发生以上反应．(5)氮气的用途：①合成氨，制硝酸；②代替稀有气体作焊接金属时的保护气，以防止金属被空气氧化；⑧在灯泡中填充氮气以防止钨丝被氧化或挥发；④保存粮食、水果等食品，以防止腐烂；⑤医学上用液氮作冷冻剂，以便在冷冻麻醉下进行手术；⑥利用液氮制造低温环境，使某些超导材料获得超导性能．（二）一氧化氮和二氧化氮1、一氧化氮：无色无味气体，难溶于水，有很大毒性，在常温下极易被氧化成二氧化氮。

2NO＋O2→2NO22、二氧化氮：红棕色有刺激性气味气体，溶于水生成硝酸和一氧化氮。

《硝酸》 教学设计第11小组主题10：板块化PCK 教学设计的撰写——基于“化学学科核心素养”视角一、设计思想本节课选自人教版高中化学必修第二册第五章第二节《氮及其化合物》第二课时，授课对象为高一学生。

在学生完成氮元素及其部分化合物性质学习的基础上，学习硝酸的性质，完善氮及其化合物的知识框架，同时对已有的知识加以巩固应用，促进知识的结构化。

以学生已学习的知识与能力为基础，“工业制硝酸”情境素材贯穿本课时，引导学生主动学习新的知识。

本节课侧重发展“证据推理与模型认知”、“变化观念与平衡思想”、“宏观辨识与微观探析”、“科学探究与创新意识”的化学学科核心素养，渗透实验观、元素观等化学基本观念，同时发展学生辩证唯物主义思想、证据推理思维及三重表征的化学学科专属思维。

本节课基于以素养为本的教学设计观，采用“工业制硝酸”贯穿式情境素材，形成本课时的明线；以元素化合物性质研究与辩证唯物主义思想的运用为暗线，明线暗线交织，使得课堂内容更为连贯。

由情境中引发思考，首先让学生通过观察法观察硝酸的物理性质；随后进行硝酸的化学性质的学习：先让学生观看工业制硝酸的冷却装置及久置的硝酸并预测其性质，通过实验探究学习硝酸的不稳定性，培养学生“透过现象看本质”的辩证唯物主义思想；随着工业制硝酸的流程，对其中的运输装置提出疑问，类比浓硫酸与铜反应的知识，通过实验探究学习硝酸的强氧化性，并认识浓硝酸的钝化作用，发展学生“透过现象看本质”及“量变-质变”的辩证唯物主义思想；最后分析工业制硝酸的流程图，基于元素价态变化的视角分析并说明氮及其化合物的转化路径，发展学生的元素观。

采用“工业制硝酸”贯穿式情境素材为本节课的一大亮点，此情境素材源于生活，让学生感受到“化学源于生活，反馈与生活”；同时也使得课堂开展更为连贯顺利。

情境中引发出来的思考与验证，也与“证据推理”、“科学探究”的化学学科核心素养相呼应。

在整个课堂中，也融入了“宏观辨识与微观探析”的化学学科核心素养，充分贯彻“素养为本”。

高考化学氮及其化合物-经典压轴题附答案解析一、氮及其化合物练习题（含详细答案解析）1．硝酸是一种重要的化工原料，用来制取一系列硝酸盐类氮肥，如硝酸铵、硝酸钾等；也用来制取含硝基的炸药等。

试回答下列问题：（1）某同学对铁与稀硝酸的反应进行探究，若HNO3只被还原成NO，则：①写出铁与过量稀硝酸反应的离子方程式：__。

②写出过量铁与稀硝酸反应的离子方程式：__。

③若28g铁与含1.6mol硝酸的稀硝酸恰好完全反应，则生成的Fe3＋和Fe2＋的物质的量之比为__。

上述反应结束后，向反应后的溶液中加足量氢氧化钠溶液，滤出沉淀洗涤后，在空气中灼烧至质量不变，最终得到的固体质量为__g。

（2）饮用水中NO3-对人类健康会产生危害，为了降低饮用水中NO3-的浓度，某饮用水研究人员提出，可在碱性条件下用铝粉将NO3-还原为N2。

①配平方程式：__Al＋__NO3-＋__OH－＋__=__[Al(OH)4]－＋__N2↑。

②上述反应中，还原剂与还原产物的物质的量之比是__，反应中转移电子0.3mol，生成__mL(标准状况下)N2。

【答案】Fe＋NO3-＋4H＋=Fe3＋＋NO↑＋2H2O 3Fe＋2NO3-＋8H＋=3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O 2∶3 40 10 6 4 18H2O 10 3 10∶3 672【解析】【详解】(1)①铁与过量稀硝酸反应生成硝酸铁、NO和水，离子方程式为Fe＋NO3-＋4H＋=Fe3＋＋NO↑＋2H2O；②过量铁与稀硝酸反应生成硝酸亚铁、NO和水，离子方程式为3Fe＋2NO3-＋8H＋=3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O；③28g铁的物质的量为0.5mol，与含1.6mol硝酸的稀硝酸恰好完全反应，设生成的Fe3＋和Fe2＋的物质的量分别是xmol、ymol，即生成xmol硝酸铁和ymol硝酸亚铁，根据N原子守恒知，生成NO的物质的量为(1.6－3x－2y)mol，根据得失电子守恒有3x＋2y＝3(1.6－3x－2y)，又有x＋y＝0.5，解得x＝0.2，y＝0.3，则生成的Fe3＋和Fe2＋的物质的量之比为2∶3；上述反应结束后，向反应后的溶液中加足量氢氧化钠溶液，滤出沉淀洗涤后，在空气中灼烧至质量不变，由于生成的氢氧化亚铁在空气中易被氧化为氢氧化铁，氢氧化铁受热分解最终得到的固体是氧化铁，故其物质的量为0.5mol×12＝0.25mol，质量为40g；(2)①根据得失电子守恒、原子守恒及电荷守恒，可知离子方程式为10Al＋6NO3-＋4OH－＋18H2O=10[Al(OH)4]－＋3N2↑；②上述反应中，还原剂是Al，还原产物是N2，其物质的量之比为10∶3；由方程式可知，生成3molN2时转移电子30mol，所以反应中转移电子0.3mol，生成N2的体积(标准状况下)为0.3mol10×22.4L·mol－1＝0.672L＝672mL。

第21讲 硝酸、含氮化合物的转化关系［课程标准］1.掌握硝酸的性质及应用。

2.了解氮及其化合物的转化关系。

考点一 硝酸的性质及应用1.物理性质2.化学性质（1）[JP3]不稳定性：4HNO 3Ａ=====光照或△ 4NO 2↑＋O 2↑＋2H 2O 。

(2)强氧化性：不论浓、稀硝酸都有强氧化性，而且浓度越大氧化性越强。

按要求完成下列反应的方程式：①与金属反应：稀硝酸与铜反应：3Cu ＋8HNO 3(稀)===3Cu(NO 3)2＋2NO ↑＋4H 2O ；浓硝酸与铜反应：Cu ＋4HNO 3(浓)===Cu(NO 3)2＋2NO 2↑＋2H 2O 。

②与非金属反应：浓硝酸与C 的反应：C ＋4HNO 3(浓)=====△ CO 2↑＋4NO 2↑＋2H 2O ；③与还原性化合物反应：硝酸可氧化H 2S 、SO 2、Na 2SO 3、HI 、Fe 2＋等还原性物质。

稀硝酸与FeSO 4溶液反应的离子方程式：3Fe 2＋＋4H ＋＋NO －3 ===3Fe 3＋＋NO ↑＋2H 2O 。

3．工业制法(1)NH 3在催化剂作用下与O 2反应生成NO ：4NH 3＋5O 2=====催化剂△4NO ＋6H 2O 。

(2)NO 进一步氧化生成NO 2：2NO ＋O 2===2NO 2。

(3)用水吸收NO 2生成HNO 3：3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO 。

学生用书第100页[正误辨析](1)硝酸可与Na 2S 反应制得H 2S 气体( )(2)Cu 溶于稀HNO 3：3Cu ＋8H ＋＋2NO －3 ===3Cu 2＋＋2NO ↑＋4H 2O( )(3)常温下，将Al 片放入浓硝酸中无明显现象，原因是Al 与浓硝酸不反应( )(4)浓硝酸、浓硫酸的浓度大，书写离子方程式时写分子式，不拆写为离子形式( )(5)浓、稀硝酸都能使蓝色石蕊试纸最终变为红色( )答案： (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)×一、金属与硝酸反应的定性分析1．下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确的是()①②③AB．红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应C．由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物D．③的气体产物中检测出CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应D[本题考查硝酸的氧化性、不稳定性、挥发性等性质。

硝酸的性质【课标要求】了解常见氮及其化合物的主要性质和重要应用，了解氧化还原反应方程式的配平。

【教学目标】1．掌握N2、NO和NO2的重要性质2．了解氮氧化物的用途及对大气的污染，知道硝酸型酸雨形成的过程和防治方法3．从“雷雨发庄稼”原理中学会推理的科学方法4．通过比较NO和NO2的性质学会类比的科学方法5．掌握硝酸的性质6．了解氧化还原反应方程式的配平方法【教学重点】HNO3的化学性质及氧化还原化学方程式的配平【教学难点】HNO3的性质及氧化还原化学方程式的配平【教学手段】运用多媒体课件、图片和演示实验【教学过程】【知识复习】1．举例：浓硫酸的吸水性浓硫酸的脱水性浓硫酸的强氧化性2．工业上制硫酸的三个反应：、、3．工业上制硫酸的设备：、、。

【新课预习】一、硝酸的性质1．物理性质硝酸是色、具有性有气味的液体，密度为1.5027g/cm3,沸点是83℃，工业硝酸的质量分数约为。

2．化学性质（用化学方程式表示）A一元强酸B.不稳定性C.强氧化性[实验探究1]①浓硝酸与铜反应现象：铜片溶解,常温下反应剧烈；有红棕色的气体产生；溶液由无色变为蓝色。

铜与浓硝酸反应：[实验探究2]②稀硝酸与铜反应现象：反应缓慢，铜片溶解；有无色的气体产生，气体接触空气时立即变成红棕色；溶液由无色变为蓝色。

铜与稀硝酸反应：碳与浓硝酸反应：【注意】常温下，浓硝酸使铁、铝发生“钝化”。

钝化使金属的化学活动性大大降低，耐腐蚀性大大增强。

因此在常温下可以用铝槽车装运浓硝酸。

二、硝酸的工业制法（用化学方程式表示）、、三、硝酸的用途一种重要的化工原料，常用来制备氮肥、染料、塑料、炸药、硝酸盐等。

四、配平氧化还原反应方程式1．S + H2SO4(浓) ——SO2+ H2O2． C + H2SO4(浓) ——CO2 + SO2 + H2O【精讲点拨】【问题一】工业硝酸呈黄色的原因是什么？【思考1】此现象说明浓硝酸具有什么性质？【思考2】如何除去浓硝酸中的NO2？如何保存浓硝酸？【思考3】在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，再加入KNO3 ，发现铜粉溶解，为什么？【思考4】分析浓、稀硝酸与铜反应中，硝酸表现出的性质；获得纯净NO气体的方法。

非金属及其化合物李仕才第四节氮及其重要化合物考点三硝酸1．硝酸的物理性质(1)纯硝酸为无色、有刺激性气味的液体。

(2)硝酸沸点较低，易挥发，在空气中遇水蒸气形成白雾。

(3)质量分数在69%以上的硝酸称为浓硝酸。

2．硝酸的化学性质(1)不稳定性△2H2O＋4NO2↑＋O2↑。

①反应：4HNO3=====或光照②市售浓硝酸呈黄色的原因是：硝酸分解生成的NO2溶解在硝酸里。

③硝酸保存在棕色试剂瓶中，置于冷暗处，不能用橡胶塞。

(2)强氧化性不论浓、稀硝酸都有强氧化性，而且浓度越大氧化性越强。

①与金属反应。

稀硝酸与铜反应的化学方程式：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。

浓硝酸与铜反应的化学方程式：Cu ＋4HNO 3(浓)===Cu(NO 3)2＋2NO 2↑＋2H 2O 。

②与非金属反应。

如浓硝酸与C 加热反应的化学方程式：C ＋4HNO 3(浓)=====△CO 2↑＋4NO 2↑＋2H 2O 。

③与还原性化合物反应。

硝酸可氧化H 2S 、SO 2、Na 2SO 3、HI 、Fe 2＋等还原性物质。

如稀硝酸与FeSO 4溶液反应的离子方程式：3Fe 2＋＋4H ＋＋NO －3===3Fe 3＋＋NO↑＋2H 2O 。

(3)硝酸的制法与用途判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)1．实验室里用锌粒与稀HNO 3反应制取H 2( × )2．铜与浓硝酸生成NO 2，而与稀硝酸反应生成更低价的氧化物NO ，则氧化性：稀硝酸>浓硝酸( × )3．将可调高度的铜丝伸入到稀HNO 3中溶液变蓝，说明Cu 与稀HNO 3发生置换反应( × )4．常温下，将Al 片放入浓硝酸中无明显现象，原因是Al 与浓硝酸不反应( × )5．浓硝酸、浓硫酸的浓度大，书写离子方程式时写分子式，不拆写为离子形式( × )6．硝酸可与Na 2S 反应制得H 2S 气体( × )7．在1.0 mol/L的KNO3溶液中，H＋、Fe2＋、Cl－、SO2－4可以大量共存( ×)8．磁性氧化铁溶于稀硝酸的离子方程式为3Fe2＋＋4H＋＋NO－3===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O( ×)9．浓、稀硝酸都可使蓝色石蕊试纸最终变为红色。