基礎(chǔ)課時(shí)9　硝酸學(xué) 習(xí) 任 務(wù)1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作，觀察現(xiàn)象以及討論總結(jié)，了解硝酸的性質(zhì)。2.構(gòu)建物質(zhì)間轉(zhuǎn)化關(guān)系，能從化合價(jià)、類別兩個(gè)角度認(rèn)識(shí)硝酸的性質(zhì)，發(fā)展證據(jù)推理與模型認(rèn)知的核心素養(yǎng)。知識(shí)點(diǎn)　硝酸1．物理性質(zhì)顏色狀態(tài)氣味特性無(wú)色液態(tài)刺激性易揮發(fā)2.化學(xué)性質(zhì)(1)不穩(wěn)定性：見光或受熱易分解，化學(xué)方程式為4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O。微點(diǎn)撥：濃硝酸由于溶有少量NO2而略顯黃色。(2)酸性：屬于強(qiáng)酸，具有酸的通性，如CaCO3與HNO3反應(yīng)CaCO3＋2HNO3(稀)===Ca(NO3)2＋CO2↑＋H2O。(3)強(qiáng)氧化性：①與金屬反應(yīng)：硝酸具有強(qiáng)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(yīng)。a．Cu與濃HNO3反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。Cu與稀HNO3反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。b．與Fe、Al反應(yīng)：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(zhì)或鐵質(zhì)容器盛放濃硝酸。②與非金屬反應(yīng)：濃硝酸在加熱的條件下，還能與木炭等非金屬單質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)。濃硝酸與木炭反應(yīng)的化學(xué)方程式為C＋4HNO3(濃)4NO2↑＋CO2↑＋2H2O。微點(diǎn)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(lái)制造氮肥、炸藥、燃料、塑料、硝酸鹽等。　判斷下列說(shuō)法是否正確。(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)(1)硝酸是一種具有強(qiáng)氧化性、腐蝕性的強(qiáng)酸。 (√)(2)硝酸可與Na2SO3溶液反應(yīng)制得SO2氣體。 (×)(3)濃、稀硝酸都能使藍(lán)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(shuō)明常溫下濃H2SO4和濃HNO3與Fe和Al都不反應(yīng)。????????????? (×)　(1)實(shí)驗(yàn)室一般選擇金屬鋅與稀硫酸反應(yīng)制取氫氣，為什么不用鋅與稀硝酸反應(yīng)制取氫氣？提示：稀硝酸不同于稀硫酸，具有強(qiáng)氧化性，與Zn反應(yīng)生成NO，不會(huì)產(chǎn)生H2。(2)銅與濃硝酸反應(yīng)時(shí)，硝酸表現(xiàn)了哪些性質(zhì)？提示：酸性和強(qiáng)氧化性。生成硝酸銅體現(xiàn)了硝酸的酸性，生成NO2體現(xiàn)了硝酸的強(qiáng)氧化性。探究硝酸的強(qiáng)氧化性如圖所示是進(jìn)行木炭與濃硝酸反應(yīng)，并檢驗(yàn)生成的氣體的實(shí)驗(yàn)裝置，它具有無(wú)污染、現(xiàn)象明顯的特點(diǎn)。[問(wèn)題1]　實(shí)驗(yàn)中具支試管A內(nèi)有什么現(xiàn)象？寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。提示：木炭保持紅熱狀態(tài)，試管內(nèi)有紅棕色氣體生成。C＋4HNO3(濃)4NO2↑＋CO2↑＋2H2O。[問(wèn)題2]　試管B內(nèi)的澄清石灰水會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？水濕棉花處發(fā)生什么反應(yīng)？提示：木炭與濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的CO2使澄清石灰水變渾濁，水濕棉花處發(fā)生反應(yīng)3NO2＋H2O===NO＋2HNO3。[問(wèn)題3]　若將木炭與濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體直接通入少量澄清石灰水中，溶液能否變渾濁？提示：木炭與濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體包括NO2和CO2，NO2溶于水生成HNO3，HNO3為強(qiáng)酸，所以不會(huì)生成CaCO3，溶液不變渾濁。[問(wèn)題4]　某學(xué)生在實(shí)驗(yàn)臨近結(jié)束時(shí)，發(fā)現(xiàn)分液漏斗中的濃硝酸難以滴下，為什么？若要再滴入幾滴濃硝酸使木炭反應(yīng)完全，如何操作最簡(jiǎn)單？提示：實(shí)驗(yàn)臨近結(jié)束時(shí)，試管B中壓強(qiáng)增大，使分液漏斗中的濃硝酸難以滴下?？梢該u動(dòng)試管B，使上部的氣體溶于澄清石灰水中，試管B中壓強(qiáng)減小，分液漏斗中的濃硝酸可以順利滴下。硝酸的強(qiáng)氧化性HNO3中的＋5價(jià)氮元素具有很強(qiáng)的得電子能力。硝酸的濃度越大，反應(yīng)溫度越高，其氧化性越強(qiáng)。(1)硝酸與金屬的反應(yīng)①除Au、Pt等少數(shù)金屬外，硝酸幾乎可以氧化所有的金屬，如3Ag＋4HNO3(稀)===3AgNO3＋NO↑＋2H2O；②活潑金屬與硝酸反應(yīng)不生成H2，硝酸的濃度不同，還原產(chǎn)物不同；③常溫下，濃硝酸能使Fe、Al鈍化。(2)硝酸與非金屬的反應(yīng)①反應(yīng)規(guī)律：非金屬單質(zhì)＋濃硝酸→最高價(jià)氧化物或其含氧酸＋NO2↑＋H2O；②實(shí)例：C＋4HNO3(濃)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。(3)硝酸與還原性化合物的反應(yīng)硝酸的強(qiáng)氧化性還表現(xiàn)在可以氧化具有還原性的化合物或離子，如HI、HBr、SO2、Fe2＋、FeO、Br－、I－、S2－、SO等均能被HNO3氧化。【例題】　一定量的銅與一定量的某濃度的硝酸恰好完全反應(yīng)，產(chǎn)生NO和NO2兩種氣體，已知反應(yīng)中被還原的HNO3占HNO3總量的，則還原產(chǎn)物中NO和NO2的物質(zhì)的量之比為(　　)A．1∶1　　　　 B．1∶2C．2∶3 D．2∶1【解題指南】　解答本題要明確以下兩點(diǎn)；(1)濃硝酸與過(guò)量銅反應(yīng)時(shí)，產(chǎn)生氣體是NO2、NO。(2)根據(jù)原子守恒求解。A　[設(shè)HNO3的總物質(zhì)的量為3 mol，則被還原的HNO3為1 mol，即①n(NO)＋n(NO2)＝1 mol，與Cu2＋結(jié)合的NO的物質(zhì)的量為2 mol，即n(Cu2＋)＝1 mol。根據(jù)得失電子守恒可知，②2n(Cu2＋)＝3n(NO)＋n(NO2)＝2 mol，將①、②聯(lián)立得：n(NO)＝0.5 mol，n(NO2)＝0.5 mol。則n(NO)∶n(NO2)＝1∶1。][變式旁通]　參加反應(yīng)的銅與被還原的硝酸的物質(zhì)的量之比是多少？提示：1∶1。有關(guān)硝酸的計(jì)算題公式(1)參加反應(yīng)的n(總HNO3)＝反應(yīng)中消耗掉的n(H＋)。(2)n(被還原的HNO3)＝n(NO減少量)＝n(氣體NO、NO2)。(3)金屬與硝酸生成對(duì)應(yīng)的硝酸鹽，例如Cu與HNO3反應(yīng)時(shí)生成的硝酸鹽是Cu(NO3)2，則n(顯酸性的HNO3)＝n(Cu)×2。參加反應(yīng)的n(總HNO3)＝n(被還原的HNO3)＋n(顯酸性的HNO3)＝n(氣體NO、NO2)＋n(金屬)×該金屬的化合價(jià)。1．在100 mL混合液中，HNO3和H2SO4的物質(zhì)的量濃度分別是0.4 mol/L和0.1 mol/L，向該混合液中加入1.92 g 銅粉，加熱充分反應(yīng)后，所得溶液中Cu2＋的物質(zhì)的量濃度是(　　)A．0.15 mol/L　　　　 B．0.225 mol/LC．0.35 mol/L D．0.45 mol/LB　[由于本題溶液中存在HNO3、H2SO4，所以c(H＋)>c(NO)，而在Cu與HNO3反應(yīng)中，實(shí)際參加反應(yīng)的n(H＋)∶n(NO)＝8∶2，所以要依據(jù)離子方程式來(lái)計(jì)算。3Cu　＋　8H＋＋　2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O3       8  　    2       3　  　0.4×0.1由此可知H＋的量不足，完全反應(yīng)，則：n(Cu2＋)＝ mol＝0.022 5 mol，c(Cu2＋)＝＝0.225 mol/L。]2.某化學(xué)小組為了探究銅與硝酸反應(yīng)的情況，做了以下探究實(shí)驗(yàn)。按如圖進(jìn)行反應(yīng)：(1)開始反應(yīng)會(huì)出現(xiàn)的現(xiàn)象有哪些？寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。(2)若銅有剩余，反應(yīng)將要結(jié)束時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是什么？(3)待反應(yīng)停止后，再加入少量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的稀硫酸，這時(shí)銅片上又有氣泡產(chǎn)生，為什么？(4)若將12.8 g銅跟一定量的濃硝酸反應(yīng)，銅消耗完時(shí)，共產(chǎn)生氣體5.6 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，消耗的硝酸的物質(zhì)的量是多少？[答案]　(1)溶液逐漸變藍(lán)，有紅棕色氣體逸出，Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。(2)隨著反應(yīng)的進(jìn)行，硝酸濃度不斷減小，故反應(yīng)后階段發(fā)生的是銅與稀硝酸的反應(yīng)，3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。(3)加入稀硫酸后，H＋與原溶液中的NO構(gòu)成強(qiáng)氧化性的環(huán)境，又能與過(guò)量的Cu反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。(4)n(NOx)＝＝0.25 mol，故根據(jù)氮原子守恒可知，消耗n(HNO3)＝2n(Cu)＋n(NOx)＝2×＋0.25 mol＝0.65 mol。1．下列關(guān)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(yīng)主要放出氫氣C．濃硝酸和稀硝酸都是強(qiáng)氧化劑D．室溫下，銅能與濃硝酸反應(yīng)，不能與稀硝酸反應(yīng)C　[常溫下，濃硝酸可以使鐵、鋁金屬發(fā)生鈍化，而不能使鎂鈍化，A錯(cuò)誤；稀硝酸具有強(qiáng)氧化性，與活潑金屬反應(yīng)主要還原產(chǎn)物為含氮元素的物質(zhì)，不能得到氫氣，B錯(cuò)誤；濃硝酸和稀硝酸都是強(qiáng)氧化劑，C正確；室溫下，銅與濃硝酸、稀硝酸均反應(yīng)，只是反應(yīng)的速度及還原產(chǎn)物不同，D錯(cuò)誤。]2．我國(guó)清代《本草綱目拾遺》中記敘無(wú)機(jī)藥物335種，其中“強(qiáng)水”條目下寫道：“性最烈，能蝕五金……其水甚強(qiáng)，五金八石皆能穿第，惟玻璃可盛。”這里的“強(qiáng)水”是指(　　)A．氨水　　　 B．硝酸C．醋 D．鹵水B　[根據(jù)所給四種物質(zhì)的氧化性的強(qiáng)弱可判斷，該強(qiáng)水為硝酸，硝酸具有強(qiáng)氧化性，可溶解大部分金屬。]3．實(shí)驗(yàn)室貯存下列物質(zhì)的溶液時(shí)，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(zhì)保存在棕色瓶中，如：濃硝酸、硝酸銀、溴化銀、氯水等。]4．實(shí)驗(yàn)室中常用銅和稀硝酸反應(yīng)制取一氧化氮：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。(1)反應(yīng)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(zhì)的量之比是________，硝酸所表現(xiàn)的性質(zhì)是__________________。[答案]　(1)氮元素　硝酸銅　(2)2∶3　強(qiáng)氧化性和酸性

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高中化學(xué)蘇教版 (2019)必修 第二冊(cè)電子課本

第二單元 重要的含氮化工原料

版本： 蘇教版 (2019)

年級(jí)： 必修 第二冊(cè)

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