2017-2018学年高中化学三维设计江苏专版必修一讲义:专题4 第二单元 第三课时 硝酸的性质 Word版含答案

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保持健康心态,勇敢面对中考;合理饮食,合理睡眠;预祝金榜题名,万事如意!保持健康心态,勇敢面对中考;合理饮食,合理睡眠;预祝金榜题名,万事如意! 保持健康心态,勇敢面对中考;合理饮食,合理睡眠;预祝金榜题名,万事如意!保持健康心态,勇敢面对中考;合理饮食,合理睡眠;预祝金榜题名,万事如意! 第三课时 硝酸的性质 —————————————————————————————————————— [课标要求] 1.掌握硝酸的主要性质。 2.了解硝酸的用途。 3.了解工业制硝酸的原理。

1.浓、稀HNO3与Cu反应,浓HNO3与炭反应的化学方程式分别为: Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O, 3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O, C+4HNO3(浓)=====△CO2↑+4NO2↑+2H2O。 2.在常温下,铁、铝遇到浓HNO3 发生钝化。 3.工业制HNO3的反应为①4NH3+5O2=====催化剂△4NO+6H2O; ②2NO+O2===2NO2;③3NO2+H2O===2HNO3+NO。

硝酸的性质和制备

1.物理性质 硝酸是一种无色、具有挥发性的液体,工业硝酸的质量分数约为69%,常因溶有少量NO2而显黄色。 2.化学性质 (1)强氧化性 ①常温下使铁、铝钝化。 ②与金属反应(除Pt、Au以外): Cu与浓HNO3反应:Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O Cu与稀HNO3反应:3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O ③与非金属反应: C与浓HNO3反应:C+4HNO3(浓)=====△CO2↑+4NO2↑+2H2O 保持健康心态,勇敢面对中考;合理饮食,合理睡眠;预祝金榜题名,万事如意!保持健康心态,勇敢面对中考;合理饮食,合理睡眠;预祝金榜题名,万事如意! 保持健康心态,勇敢面对中考;合理饮食,合理睡眠;预祝金榜题名,万事如意!保持健康心态,勇敢面对中考;合理饮食,合理睡眠;预祝金榜题名,万事如意! (2)不稳定性 见光或受热分解:4HNO3=====光照2H2O+4NO2↑+O2↑ 硝酸应贮存在避光、低温处。 3.用途 重要的化工原料,常用来制造氮肥、染料、塑料、炸药、硝酸盐等。 4.工业制备 (1)氨的催化氧化:4NH3+5O2=====催化剂△4NO+6H2O (2)NO氧化成NO2:2NO+O2===2NO2 (3)NO2的吸收:3NO2+H2O===2HNO3+NO [特别提醒] 碱性、中性条件下,NO-3无氧化性,但在酸性条件下,NO-3能表现出强氧化性。

将铜片置于两支具支试管的底部(见下图)。通过分液漏斗分别加入2 mL浓、稀硝酸。

[问题思考] 1.两支具支试管中观察到的实验现象是否完全相同?反应中浓硝酸、稀硝酸起什么作用? 提示:不相同。加入浓硝酸的具支试管中出现的现象是铜片表面产生气泡,铜片溶解,溶液变蓝,具支试管上部空间无色变红棕色。加入稀硝酸的具支试管出现的现象是铜片表面产生气泡,铜片溶解,溶液变蓝,具支试管上部空间气体由无色变红棕色,后又变成无色。两支具支试管中浓、稀硝酸既表现出氧化性,又表现出酸性。 2.如何证明集气瓶里的气体是NO? 提示:向集气瓶中通入少量O2(或空气),气体颜色由无色变为红棕色,说明集气瓶中收集的气体是NO。 3.分析两支具支试管中发生反应的氮元素的价态变化,思考硝酸的浓度对还原产物有何影响? 提示:反应中,浓硝酸的还原产物是NO2,稀硝酸的还原产物是NO,即硝酸的浓度越低,还原产物的价态越低。

硝酸的强氧化性 1.本质 保持健康心态,勇敢面对中考;合理饮食,合理睡眠;预祝金榜题名,万事如意!保持健康心态,勇敢面对中考;合理饮食,合理睡眠;预祝金榜题名,万事如意! 保持健康心态,勇敢面对中考;合理饮食,合理睡眠;预祝金榜题名,万事如意!保持健康心态,勇敢面对中考;合理饮食,合理睡眠;预祝金榜题名,万事如意! HNO3中的+5价氮元素具有很强的得电子能力。 在浓、稀HNO3中均存在两种氧化性微粒H+、NO-3,HNO3的强氧化性实质是酸性条件下NO-3中+5价氮氧化性>H+。 2.规律 (1)硝酸的浓度越大,反应温度越高,其氧化性越强。 (2)还原剂一般被氧化成最高价态。 3.具体表现 (1)硝酸与金属的反应 ①除Au、Pt等少数金属外,硝酸几乎可以氧化所有的金属。如3Ag+4HNO3(稀)===3AgNO3+NO↑+2H2O。 ②活泼金属与HNO3反应不生成H2,HNO3的浓度不同,还原产物不同。

③常温下浓硝酸能使Fe、Al钝化。 (2)硝酸与非金属的反应 ①反应规律:非金属单质+浓硝酸―→最高价氧化物或其含氧酸+NO2↑+H2O。 ②反应举例: C+4HNO3(浓)=====△CO2↑+4NO2↑+2H2O。 (3)硝酸与还原性化合物的反应 硝酸的强氧化性还表现在可以氧化具有还原性的化合物或离子,如HI、HBr、SO2、Fe2+、FeO、Br-、I-、S2-、SO2-3等均能被HNO3氧化。

1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)浓硝酸在常温下与Fe、Al均不发生反应。( ) (2)常温下,Cu与浓硝酸、稀硝酸均能发生氧化还原反应。( ) (3)铜和稀硝酸反应中HNO3既体现了氧化性,又体现了酸性。( ) (4)浓盐酸和浓硝酸按体积比1∶3组成王水。( ) (5)稀硝酸与铜反应不能放出H2,但与Zn、Fe等反应能放出H2。( ) 答案:(1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)× 2.下列反应中硝酸既表现出酸性又表现出氧化性的是( ) A.使石蕊溶液变红 保持健康心态,勇敢面对中考;合理饮食,合理睡眠;预祝金榜题名,万事如意!保持健康心态,勇敢面对中考;合理饮食,合理睡眠;预祝金榜题名,万事如意! 保持健康心态,勇敢面对中考;合理饮食,合理睡眠;预祝金榜题名,万事如意!保持健康心态,勇敢面对中考;合理饮食,合理睡眠;预祝金榜题名,万事如意! B.与铜反应放出NO气体,生成Cu(NO3)2 C.与Na2CO3反应放出CO2气体,生成NaNO3 D.与S单质混合共热时生成H2SO4和NO2 解析:选B A项,HNO3只表现酸性;B项,Cu与稀硝酸反应时,部分起酸的作用生成Cu(NO3)2,部分作氧化剂被还原为NO;C项,2HNO3+Na2CO3===CO2↑+H2O+2NaNO3,HNO3只表现强酸性;D项,HNO3将S氧化为H2SO4,自身被还原为NO2,在该反应中HNO3只表现强氧化性。 3.将硝酸表现出的性质(代号字母)填在下列各反应操作或现象后: A.氧化性 B.酸性 C.还原性 D.不稳定性 (1)久置的浓硝酸变黄色________。 (2)用硝酸浸洗附有银的试管________。 (3)常温下用铁制或铝制容器贮存、运输浓HNO3____________________________。 (4)用稀HNO3浸洗久置石灰水试剂瓶上的固体___________________________。 (5)用Cu和稀HNO3制NO气体________。 解析:浓HNO3不稳定,见光或受热易分解生成NO2,NO2又溶于硝酸中而使其显黄色;浓硝酸具有强氧化性,常温下使Fe、Al金属钝化;与金属Cu、Ag发生反应,体现硝酸氧化性和酸性。硝酸与CaCO3反应体现其酸性。 答案:(1)D (2)AB (3)A (4)B (5)AB 金属与硝酸反应的相关计算

1.电子守恒法 硝酸与金属反应属于氧化还原反应,氮原子得到的电子总数等于金属原子失去的电子总数。 2.原子守恒法 硝酸与金属反应时,反应前HNO3中的NO-3一部分仍以NO-3的形式存在,一部分转化为还原产物,这两部分中N的物质的量之和与反应消耗的HNO3中N的物质的量相等。若HNO3过量还存在如下关系: n(总HNO3)=n(与金属离子结合的NO-3)+n(还原产物NOx)+n(剩余HNO3)。 3.利用离子方程式计算 硝酸与硫酸混合液跟金属的反应,当金属足量时,不能用HNO3与金属反应的化学方程式计算,应用离子方程式计算,因为生成的硝酸盐中的NO-3与硫酸电离出的H+仍能继续与金属反应,如3Cu+8H++2NO-3===3Cu2++2NO↑+4H2O。 保持健康心态,勇敢面对中考;合理饮食,合理睡眠;预祝金榜题名,万事如意!保持健康心态,勇敢面对中考;合理饮食,合理睡眠;预祝金榜题名,万事如意! 保持健康心态,勇敢面对中考;合理饮食,合理睡眠;预祝金榜题名,万事如意!保持健康心态,勇敢面对中考;合理饮食,合理睡眠;预祝金榜题名,万事如意! 1.38.4 mg铜跟适量的浓硝酸反应,铜全部作用后,共收集到22.4 mL(标准状况)气体,则反应消耗的硝酸的物质的量可能是( ) A.1.0×10-3 mol B.1.6×10-3 mol C.2.2×10-3 mol D.2.4×10-3 mol 解析:选C 浓硝酸适量,在反应过程中浓度变小,实际上发生了两个反应:Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,反应消耗的HNO3包括起酸性作用和起氧化性作用的两部分,前者反应后以Cu(NO3)2形式存在,后者被还原后生成NO2、NO气体,从两个方程式 看出:Cu+2HNO3(酸)~Cu(NO3)2,HNO3(氧化剂)~NO2(或NO),所以反应消耗的

HNO3的物质的量为:38.4×10-3 g64 g·mol-1×2+22.4×10-3 L22.4 L·mol-1=1.2×10-3 mol+1×10-3 mol=2.2×10-3mol。 2.一定质量铜和适量的浓硝酸反应,随着反应的进行,所生成的气体颜色逐渐变浅,当铜反应完毕后,共收集到11.2 L气体(标准状况),将该气体与0.325 mol O2混合溶于水,恰好无气体剩余。则反应中消耗硝酸的物质的量( ) A.1.2 mol B.1.1 mol C.1.8 mol D.1.6 mol 解析:选C 收集到11.2 L气体(标准状况),为0.5 mol,将该气体与0.325 mol O2混合溶于水,恰好无气体剩余,说明生成的有NO和NO2,设NO为x mol,则NO2为(0.5-

x) mol,根据4NO+3O2+2H2O===4HNO3,4NO2+O2+2H2O===4HNO3可得34x+0.5-x4=0.325,解得x=0.4,0.5-x=0.1,又根据3Cu+8HNO3===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,Cu+4HNO3===Cu(NO3)2+2NO2↑+H2O两式可知,0.4 mol NO消耗硝酸为1.6 mol,0.1 mol NO2消耗硝酸为0.2 mol,共消耗硝酸为1.8 mol。 [三级训练·节节过关]