2018版高中化學(xué) 專題4 硫、氮和可持續(xù)發(fā)展 第二單元 生產(chǎn)生活中的含氮化合物 第3課時 硝酸的性質(zhì)學(xué)案 蘇教版必修1

1、第三課硝酸的性質(zhì)學(xué)習(xí)目的的定位 1.掌握硝酸的重要性質(zhì)和應(yīng)用。 2 .了解硝酸的工業(yè)制法。 3 .可通過化價升降法使氧化還原反應(yīng)方程式平均化。一、硝酸的性質(zhì)1.2根試管分別裝入小銅片，分別裝入少量4 molL-1的稀硝酸和15 molL-1的濃硝酸，立即用浸過氫氧化納金屬釷溶液的棉花堵住試管口，觀察試管發(fā)生的現(xiàn)象。(1)實驗現(xiàn)象：反應(yīng)開始后，兩試管均產(chǎn)生氣泡。 加入了濃HNO3的試管反應(yīng)強，放出紅褐色的瓦斯氣體，溶液呈現(xiàn)綠色，加入水后變成藍色的加入了稀薄HNO3的試管反應(yīng)慢，放出無色的瓦斯氣體，生成藍色的溶液。(2)結(jié)論：濃、稀硝酸均與銅反應(yīng)，濃HNO3與銅反應(yīng)生成的瓦斯氣體為NO2，稀HNO

2、3與銅反應(yīng)生成的瓦斯氣體為NO。銅與濃HNO3反應(yīng)的化學(xué)方程式：Cu 4HNO3(濃)=Cu(NO3)2 2NO2 2H2O銅與稀薄HNO3反應(yīng)的化學(xué)方程式：3Cu 8HNO3(稀薄)=3Cu(NO3)2 2NO 4H2O2 .將上述實驗中的金屬銅置換為少量的金屬鐵元素，進行同樣的實驗，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。(1)實驗現(xiàn)象：加入濃硝酸的試管中，鐵元素片沒有明顯的變化。 放入稀硝酸的試管會產(chǎn)生氣泡，在試管口上無色瓦斯氣體變成紅褐色，溶液變成褐色。(2)實驗結(jié)論： Fe在常溫下遇到濃HNO3發(fā)生鈍化現(xiàn)象。 稀硝酸與鐵元素反應(yīng)生成NO，NO在遇到空氣后生成NO2。(3)反應(yīng)的化學(xué)方程式：Fe 4HNO3(

3、稀薄)=Fe(NO3)3 NO 2H2O (鐵元素不足)、2NO O2=2NO2。3 .硝酸與非金屬單質(zhì)反應(yīng)，可以寫出以下反應(yīng)的化學(xué)方程式(1)濃硝酸將木炭氧化成二氧化碳： C 4HNO3(濃) CO2 4NO2 2H2O。(2)濃硝酸將硫氧化成硫酸： S 6HNO3(濃)=H2SO4 6NO2 2H2O。4 .濃HNO3光分解容易，反應(yīng)的化學(xué)方程式是4HNO32H2O 4NO2 O2。1 .硝酸具有強氧化性(1)很多金屬(例如銅等)可以氧化成高價金屬的硝酸鹽，濃硝酸生成NO2，稀硝酸生成NO。 濃硝酸的氧化性比稀硝酸強。(2)常溫下，濃硝酸會使鐵元素、鋁鈍化，這是因為濃硝酸會鐵元素，氧化鋁容

4、器表面，形成致密的氧化物薄膜。 在加熱條件下，氧化膜被破壞，反應(yīng)繼續(xù)進行。(3)濃的HNO3與非金屬發(fā)生反應(yīng)，還原產(chǎn)物一般為NO2，而非金屬一般被氧化為最高價氧化物或與之相對應(yīng)的最高價含氧酸。(4)中性、堿性溶液中的NO不顯示強的氧化性，酸性溶液中的NO顯示強的氧化性，因此酸性溶液中的NO不能與Fe2、I-、S2-、SO等還原性絡(luò)離子大量共存。2 .濃硝酸具有不穩(wěn)定性濃的HNO3容易被熱和可見光分解，硝酸越濃越容易分解。 硝酸分解產(chǎn)生NO2，溶于硝酸中呈黃色。 在實驗室保存硝酸的方法是保存在茶色的瓶子里，放在陰涼處。注意(1)金屬和HNO3的反應(yīng)不產(chǎn)生H2。(2)硝酸稀薄，原來如此還原生成物中

5、的n元素體的化學(xué)結(jié)合價降低，惰性金屬與HNO3反應(yīng)時，濃HNO3被還原成NO2，稀HNO3被還原成NO。1 .在以下反應(yīng)中，HNO3同時顯示氧化性和酸性的是()A.H2S 2HNO3=S 2NO2 2H2OCuO 2第三名=Cu (第三名)2h2oC.4HNO34NO2 O2 2H2OD.3Cu 8HNO3(稀薄)=3Cu(NO3)2 2NO 4H2O答案d分析a中的HNO3只表示氧化性，b中的HNO3只表示酸性，c中的HNO3表示氧化性和還原性兩者，d中的HNO3表示氧化性和酸性兩者。2 .使相同質(zhì)量的銅分別與過剩濃硝酸、稀硝酸反應(yīng)，在下述記述中正確的是()a .反應(yīng)速度：兩者相同b .消耗

6、硝酸的物質(zhì)量：前者多，后者少c .反應(yīng)生成瓦斯氣體的顏色：前者淺，后者深d .反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)：前者多，后者少答案b分析a由于濃硝酸的氧化性比稀硝酸強，所以Cu和濃硝酸的反應(yīng)速度很快乙Cu 4HNO3(濃)=Cu(NO3)2 2NO2 2H2O、Cu HNO3(薄)=cu(no3)2丙組聯(lián)賽銅和濃硝酸反應(yīng)生成的NO2為紅褐色瓦斯氣體，與稀硝酸反應(yīng)生成的NO為無色瓦斯氣體d由于在反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)均等于銅損失的電子數(shù)，所以轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等二、硝酸的工業(yè)制法1 .硝酸工業(yè)生產(chǎn)過程、反應(yīng)原理及主要設(shè)備如下：2 .在工業(yè)生產(chǎn)中，NO2溶解在水中生成的NO不排出，被過剩的空氣氧化為NO2，被水吸收，

7、經(jīng)過多次氧化和吸收，NO2完全轉(zhuǎn)換為HNO3。 即，理論上NH3中的氮元素體完全轉(zhuǎn)換為HNO3中的氮元素體。3 .吸收塔的瓦斯氣體中還含有少量的NO和NO2，不能直接排放到空氣中避免污染。 常用的堿液(NaOH )被吸收，變成寶物。(1) no.2 NaOH=2nano.2 h2o。(2)2NO2 2NaOH=NaNO2 NaNO3 H2O。1 .硝酸工業(yè)制法程序流程圖2 .阿摩尼亞與其化合物之間的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系3.nh3、HNO3、H2SO4的工業(yè)生產(chǎn)的共同點是()a .使用吸收塔的設(shè)備b .使用排瓦斯氣體吸收裝置c .使用H2作為原料d .使用催化劑答案d在NH3的工業(yè)生產(chǎn)中不使用吸收塔，也

8、不使用排放瓦斯氣體吸收裝置的分析H2SO4的工業(yè)生產(chǎn)中不以H2為原料的d是正確的，有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是3h2 n22nh3、4nh3 5o24no 6h2o、2SO2 O22SO3。4 .關(guān)于工業(yè)制硫酸和硝酸的以下說法不正確的是()a .工業(yè)制硝酸需要將NO2溶解于水中，使氧通過b .工業(yè)制硫酸產(chǎn)生SO2和SO3排瓦斯氣體c .工業(yè)制硫酸對應(yīng)SO2的資源再生d .工業(yè)制硝酸和硫酸排出的排瓦斯氣體是酸雨的主要原因答案d在工業(yè)制硝酸解析過程中持續(xù)流通氧氣，提高NO、NO2的原料利用率，減少排放瓦斯氣體排放量。 a項是正確的工業(yè)生產(chǎn)中的排瓦斯氣體在達到資源再生和處理標準后行政許可排放，空氣中的

9、SO2主要來自燃煤，尤其是生活鍋爐，排瓦斯氣體處理差，數(shù)量龐大，形成酸雨的主要原因，d項是錯誤的。1 .濃稀HNO3與Cu反應(yīng)，濃HNO3與碳反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為Cu 4HNO3(濃)=Cu(NO3)2 2NO2 2H2O3Cu 8HNO3(稀薄)=3Cu(NO3)2 2NO 4H2OC 4HNO3(濃) CO2 4NO2 2H2O。2 .常溫下，鐵元素、鋁遇到濃的HNO3而鈍化。3 .工業(yè)制HNO3的反應(yīng)4NH3 5O24NO 6H2O；2否o2=2否o 2；3NO2 H2O=2HNO3 NO否。1 .下面的說法正確的是()a .濃硝酸和濃H2SO4必須同時保存在茶色試劑瓶中B.NaOH溶

10、液用帶橡膠塞的試劑瓶保存c .工業(yè)上得到的濃鹽酸、濃硝酸通常帶有黃色是由于Fe3引起的d .鋁制或鐵元素制的容器可以儲存濃硫酸、濃硝酸和濃鹽酸三大強酸答案b分析a項，深HNO3容易見光受熱分解，保存在茶色試劑瓶中密封在陰暗處，深H2SO4密封在干燥處，不需保存在茶色試劑瓶中。 b項、NaOH容易與玻璃中的SiO2反應(yīng)，不使用玻璃塞，使用橡膠塞的c項，濃鹽酸表示黃色的是Fe3，濃HNO3表示黃色的是分解產(chǎn)生NO2，因為NO2溶化的d項是鐵元素、鋁冷卻的濃2 .用以下三種方法制備同樣質(zhì)量的硝酸銀：銅與濃硝酸反應(yīng)，銅與稀硝酸反應(yīng)，銅與氧反應(yīng)生成氧化銅，氧化銅與稀硝酸反應(yīng)。 以下記述正確的是()a .

11、三條路徑消耗的銅的物質(zhì)量不相等b .三條路徑消耗的硝酸物質(zhì)量相等c .消費銅的物質(zhì)量：路徑路徑路徑d .消耗硝酸的物質(zhì)量：途徑途徑途徑答案d解析相關(guān)反應(yīng)：Cu 4HNO3(濃)=Cu(NO3)2 2NO2 2H2O3Cu 8HNO3(稀薄)=3Cu(NO3)2 2NO 4H2O2Cu O22CuO、CuO 2HNO3(稀薄)=Cu(NO3)2 H2O分析以上三組反應(yīng)，生成相同質(zhì)量的Cu(NO3)2，消耗相同質(zhì)量的銅，但消耗硝酸的質(zhì)量(或物質(zhì)的量)不同，路徑消耗HNO3的量最多，路徑其次，路徑消耗HNO3的量最少。 比較結(jié)果表明，生產(chǎn)Cu(NO3)2，途徑最有效，不產(chǎn)生污染，能提高HNO3的利用

12、率。3 .以下實驗設(shè)施修訂、實驗現(xiàn)象和解釋或結(jié)論是正確的()設(shè)定實驗設(shè)計實驗現(xiàn)象說明或結(jié)論a在過剩的Fe粉中加入稀薄的HNO3，與一盞茶反應(yīng)后，滴加KSCN溶液溶液呈血紅色稀HNO3將Fe氧化成Fe3乙常溫下將鋁和鐵元素加入濃硝酸中鈍化鋁和鐵元素不與濃的HNO3反應(yīng)c在某溶液中加入CCl4液體階層化，下層CCl4看起來呈紫色原溶液中存在的I-d在玻璃棒上涂上濃試劑氨水，涂在紅色的石蕊試紙上試紙變藍濃試劑氨水呈堿性答案d解析硝酸和鐵元素的反應(yīng)生成硝酸鐵，鐵元素過剩時，鐵元素和Fe3反應(yīng)生成亞鐵離子，滴加硫代氰化鉀溶液不呈現(xiàn)血紅，在a項錯誤的常溫下，鋁和鐵元素在濃HNO3中生成氧化物保護膜，阻止反

13、應(yīng)的繼續(xù)，引起反應(yīng)， b項不正確的原溶液中含有碘元素單體，不是碘元素絡(luò)離子，c項錯誤的紅色石蕊試紙變?yōu)閴A藍色，d項正確。4 .一個實驗過程如下圖所示試管的現(xiàn)象是()a .無明顯現(xiàn)象，由于稀薄H2SO4不與銅反應(yīng)b .銅箔熔化后產(chǎn)生無色的瓦斯氣體，該瓦斯氣體與空氣接觸后不變色c .銅箔熔化后放出紅褐色有刺激性氣味的瓦斯氣體d .銅片溶解，產(chǎn)生無色瓦斯氣體，該瓦斯氣體在試驗管口變?yōu)榧t褐色答案d解析稀薄HNO3和金屬銅的反應(yīng)實質(zhì)上是3Cu 8H 2NO=3Cu2 2NO 4H2O。 中，反應(yīng)完成后的溶液中含有NO； 中，如果持續(xù)滴加稀薄的H2SO4，則新添加的h和原溶液中的NO繼續(xù)與過剩的Cu反應(yīng)放

14、出無色NO瓦斯氣體，NO遇到O2時生成紅褐色NO2。(1)在濃硝酸中加入銅箔開始時反應(yīng)的化學(xué)方程式。實驗現(xiàn)象，實驗現(xiàn)象，實驗現(xiàn)象。如果有銅殘留，則反應(yīng)即將結(jié)束之前的反應(yīng)的化學(xué)方程式中國語，中國語，中國語。中國語，中國語，中國語。反應(yīng)停止后，再加入稀硫酸25%時，銅箔上產(chǎn)生氣泡。 原因是什么？中國語，中國語，中國語。(2)cu粉1.12 L與一定量的濃度HNO3反應(yīng)，Cu完全反應(yīng)時，如果在標準狀況下收集1.12 L的瓦斯氣體，則硝酸_ mol被消耗，生成no2_，(3)在Cu中加入硫酸和硝酸的混合酸溶液，制成CuSO4溶液，混合酸中的硫酸和硝酸的最佳物質(zhì)的比例為回答(1)Cu 4HNO3(濃)=

15、Cu(NO3)2 2NO2 2H2O銅箔逐漸消失，溶液逐漸變成綠色，紅褐色的瓦斯氣體逃逸3Cu 8HNO3(稀薄)=3Cu(NO3)2 2NO 4H2O加入稀硫酸后，h與原溶液中的NO構(gòu)成強氧化性條件，并與過剩的Cu反應(yīng)(2)0.11 0.045 (3)32解析(1)隨著反應(yīng)的進行，硝酸的濃度減少，反應(yīng)停止時溶液中存在Cu(NO3)2，如果進一步減薄H2SO4，溶液中的NO將酸性條件下殘留的銅氧化。 (2)參加反應(yīng)的HNO3含有被還原的HNO3和顯示酸性作用的HNO3，顯示酸性的HNO3為2=0.06 mol，被還原的HNO3為=0.05 mol，因此參加了反應(yīng)HNO3為0.05摩爾0.06摩

16、爾=0. 11摩爾。假設(shè)標準狀況下的1.12 L瓦斯氣體整體中含有NO x mol、NO2 y mol。原則解的得分(3)Cu、h、NO剛好完全反應(yīng)時的混合酸中H2SO4和HNO3的比例最好。3Cu 8H 2NO=3Cu2 2NO 4H2O將H2SO4和HNO3物質(zhì)的量分別設(shè)為x、y，為=x:y=3:2?；A(chǔ)合格問題組一硝酸的性質(zhì)及應(yīng)用1 .下述各組物質(zhì)在試管中進行反應(yīng)，反應(yīng)中觀察不到試驗管口出現(xiàn)紅褐色瓦斯氣體的是()a .濃硝酸和銅片的共熱b .濃硫酸和銅片的共熱c .稀硝酸與銅箔的共熱d .濃硫酸和硝酸鉀晶體、銅片的共熱答案b2 .在稀硫酸中加入銅粉，防止銅粉溶解，加入以下物質(zhì)FeCl3、Fe2O3、Cu(NO3)2、KNO3、銅粉溶解的物質(zhì)()只有a.或b.或c.或或僅d .全部答案d銅粉溶解在