學案重要的含氨化工原料2硝酸

重要的含氮化工原料【第二學時】【學習內(nèi)容】硝酸【學習目標】1．通過實驗操作，觀察現(xiàn)象以及討論總結，了解硝酸的性質。2．構建物質間轉化關系，能從化合價、類別兩個角度認識硝酸的性質?！緦W習重難點】1．通過實驗操作，觀察現(xiàn)象以及討論總結，了解硝酸的性質。2．構建物質間轉化關系，能從化合價、類別兩個角度認識硝酸的性質?！緦W習過程】一、【知識梳理】1．物理性質顏色狀態(tài)氣味特性無色液態(tài)刺激性易揮發(fā)2．化學性質（1）不穩(wěn)定性：見光或受熱易分解，化學方程式為4HNO3eq\o(=,\s\up10(△),\s\do18(或光照))4NO2↑＋O2↑＋2H2O。微點撥：濃硝酸由于溶有少量NO2而略顯黃色。（2）酸性：屬于強酸，具有酸的通性，如CaCO3與HNO3反應CaCO3＋2HNO3(稀)=Ca(NO3)2＋CO2↑＋H2O。（3）強氧化性：①與金屬反應：硝酸具有強氧化性，能與除金、鉑等少數(shù)金屬以外的絕大多數(shù)金屬反應。A．Cu與濃HNO3反應的化學方程式為Cu＋4HNO3(濃)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。Cu與稀HNO3反應的化學方程式為3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。B．與Fe、Al反應：常溫下，濃硝酸與濃硫酸相似，也能使鐵、鋁表面形成致密的氧化膜而鈍化，所以可以用鋁質或鐵質容器盛放濃硝酸。②與非金屬反應：濃硝酸在加熱的條件下，還能與木炭等非金屬單質發(fā)生氧化還原反應。濃硝酸與木炭反應的化學方程式為C＋4HNO3(濃)eq\o(=,\s\up10(△))4NO2↑＋CO2↑＋2H2O。微點撥：濃硝酸和濃鹽酸的混合物（體積比為1∶3）叫作王水，能使一些不溶于硝酸的金屬如金、鉑等溶解。3．用途硝酸是一種重要的化工原料，常用來制造氮肥、炸藥、燃料、塑料、硝酸鹽等。二、初試身手（一）自主診斷1．判斷正誤（正確的打“√”，錯誤的打“×”）（1）硝酸是一種具有強氧化性、腐蝕性的強酸。 （√）（2）硝酸可與Na2SO3反應制得SO2氣體。 （×）（3）濃、稀硝酸都能使藍色石蕊試紙最終變?yōu)榧t色。 （×）（4）在常溫下，濃硫酸和濃硝酸與Fe和Al發(fā)生“鈍化”，說明常溫下濃H2SO4和濃HNO3與Fe和Al都不反應。 （×）2．下列關于硝酸的敘述正確的是（）A．常溫下，濃硝酸可以使金屬鎂鈍化B．稀硝酸與活潑金屬反應主要放出氫氣C．濃硝酸和稀硝酸都是強氧化劑D．室溫下，銅能與濃硝酸反應，不能與稀硝酸反應C【常溫下，濃硝酸可以使鐵、鋁金屬發(fā)生鈍化，而鎂不能鈍化，A錯誤；稀硝酸具有強氧化性，與活潑金屬反應主要還原產(chǎn)物為含氮元素的物質，不能得到氫氣，B錯誤；濃硝酸和稀硝酸都是強氧化劑，C正確；室溫下，銅與濃硝酸、稀硝酸均反應，只是反應的速度及還原產(chǎn)物不同，D錯誤。】3．實驗室中常用銅和稀硝酸反應制取一氧化氮：3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。（1）反應中被還原的元素是________，氧化產(chǎn)物是________。（2）氧化劑與還原劑的物質的量之比是________，硝酸所表現(xiàn)的性質是________。【答案】（1）氮元素硝酸銅（2）2∶3強氧化性和酸性（二）合作探究1．下列實驗中均有紅棕色氣體產(chǎn)生，對比分析所得的結論不正確的是（）①②③A．由①中的紅棕色氣體，推斷產(chǎn)生的氣體一定是混合氣體B．紅棕色氣體不能表明②中木炭與濃硝酸發(fā)生反應C．由③說明濃硝酸具有揮發(fā)性，生成的紅棕色氣體為還原產(chǎn)物D．③的氣體產(chǎn)物中檢測出CO2，由此說明木炭一定與濃硝酸發(fā)生了反應D【A對，①中灼熱碎玻璃不與濃HNO3反應，仍有紅棕色氣體NO2生成，說明濃硝酸受熱發(fā)生了分解反應，生成NO2．O2和H2O；B對，由于濃硝酸受熱分解生成NO2，則②中紅棕色氣體可能來源于濃硝酸的分解，故不能表明②中木炭與濃硝酸發(fā)生反應；C對，③中木炭未與濃硝酸接觸，生成的紅棕色氣體只能是揮發(fā)出的HNO3與紅熱木炭發(fā)生反應，或揮發(fā)出的HNO3受熱分解生成NO2，說明濃硝酸具有揮發(fā)性，NO2是還原產(chǎn)物；D錯，由于空氣中含有O2，則紅熱的木炭可能與O2反應產(chǎn)生了CO2，故不能說明木炭一定與濃硝酸發(fā)生了反應。】2．在100mL混合液中，HNO3和H2SO4的物質的量濃度分別是0.4mol/L和0.1mol/L，向該混合液中加入1．92g銅粉，加熱充分反應后，所得溶液中Cu2＋的物質的量濃度是（）A．0.15mol/L B．0.225mol/LC．0.35mol/L D．0.45mol/LB【由于本題溶液中存在HNO3．H2SO4，所以c(H＋)>c(NOeq\o\al(－,3))，而在Cu與HNO3反應中，實際參加反應的n(H＋)∶n(NOeq\o\al(－,3))＝8∶2，所以要依據(jù)離子方程式來計算。3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O3823eq\f(1.92,64)eq\o(\s\up10(0.4＋0.2),\s\do8(×0.1))0.4×0.1由此可知H＋的量不足，完全反應，則：n(Cu2＋)＝eq\f(0.4＋0.2×0.1×3,8)mol＝0.0225mol，c(Cu2＋)＝eq\f(0.0225mol,0.1L)＝0.225mol/L?！俊揪珶挿答仭?．我國清代《本草綱目拾遺》中記敘無機藥物335種，其中“強水”條目下寫道：“性最烈，能蝕五金……其水甚強，五金八石皆能穿第，惟玻璃可盛?！边@里的“強水”是指（）A．氨水 B．硝酸C．醋 D．鹵水B【根據(jù)所給四種物質的氧化性的強弱可判斷，該強水為硝酸，硝酸具有強氧化性，可溶解大部分金屬?！?．實驗室貯存下列物質的溶液時，必須用棕色瓶的是（）①濃硝酸②濃硫酸③濃鹽酸④硝酸銀溶液A．①④ B．②③C．①③ D．②④A【見光易分解的物質保存在棕色瓶中，如：濃硝酸、硝酸銀、溴化銀、氯水等。】3．下列實驗事實與硝酸性質不相對應的一組是（）A．稀硝酸使紫色石蕊溶液變紅——酸性B．鐵與稀硝酸反應不能放出氫氣——強氧化性C．要用棕色瓶盛裝濃硝酸——不穩(wěn)定性D．氫氧化亞鐵固體與稀硝酸混合——僅強酸性D【稀硝酸使紫色石蕊溶液變紅體現(xiàn)硝酸的酸性，A正確；稀硝酸具有氧化性，與Fe反應，產(chǎn)生硝酸鹽、NO和水，不能產(chǎn)生氫氣，這是它的強氧化性，B正確；濃硝酸不穩(wěn)定，見光易分解產(chǎn)生NO2、O2和水，所以濃硝酸要放在棕色試劑瓶中避光保存，C正確；稀硝酸具有酸性，能與氫氧化亞鐵發(fā)生中和反應，但它同時具有強氧化性，會把反應產(chǎn)生的Fe2＋氧化為Fe3＋，不僅僅表現(xiàn)酸性，D錯誤?！?．工業(yè)上用洗凈的廢銅屑作原料制取硝酸銅。為節(jié)約原料和防止環(huán)境污染，宜采取的方法是（）A．Cu＋HNO3(濃)→Cu(NO3)2B、Cu＋HNO3(稀)→Cu(NO3)2C．Cueq\o(→,\s\up10(空氣),\s\do8(△))CuOeq\o(→,\s\up10(硝酸))Cu(NO3)2D．Cueq\o(→,\s\up10(濃硫酸),\s\do8(△))Cu(SO4)2eq\o(→,\s\up10(BaNO32))Cu(NO3)2C【A中產(chǎn)生NO2，B中產(chǎn)生NO，D中產(chǎn)生SO2，都產(chǎn)生污染性氣體?！?．將7.68g銅與50mL一定濃度的硝酸恰好完全反應，收集到標準狀況下4.48L氣體。請回答：（1）NO的體積為________L，NO2的體積為________L。（2）被還原的硝酸的物質的量是________mol。（3）硝酸的物質的量濃度是________mol·L－1．【解析】n(Cu)＝eq\f(7.68g,64g·mol－1)＝0.12mol，n(NO)＋n(NO2)＝eq\f(4.48L,22.4L·mol－1)＝0.2mol。（1）解法一：設n(NO2)＝xmol，則n(NO)＝(0.2－x)mol，Cueq\o(→,\s\up10(濃HNO3))2NO2↑3Cueq\o(→,\s\up10(稀HNO3))2NO↑eq\f(x,2)molxmoleq\f(3,2)(0.2－x)mol(0.2－x)mol得eq\f(x,2)＋eq\f(3,2)(0.2－x)＝0.12，解得x＝0.18mol，則V(NO2)＝0.18mol×22.4L·mol－1＝4.032L，V(NO)＝(0.2－0.18)mol×22.4L·mol－1＝0.448L。解法二：Cu～Cu2＋～2e－0.12mol0.24molHNO3～NO2↑～e－n(NO2)n(NO2)HNO3～NO↑～3e－n(NO)3n(NO)由得失電子守恒得：n(NO2)＋3n(NO)＝0.24mol又因n(NO2)＋n(NO)＝0.2mol，解得n(NO2)＝0.18mol，n(NO)＝0.02mol，即V(NO2)＝4．032L，V(NO)＝0.448L。（2）HNO3被還原生成NO和NO