硝酸的性質(zhì)學(xué)案

第三課時硝酸的性質(zhì)—————————————————————————————————————[課標(biāo)要求]1．掌握硝酸的主要性質(zhì)。2．了解硝酸的用途。3．了解工業(yè)制硝酸的原理。學(xué)習(xí)內(nèi)容一、eq\a\vs4\al(硝酸的性質(zhì)和制備)1.物理性質(zhì)硝酸是一種色、具有性，有刺激性氣味的液體，工業(yè)硝酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為69%，常因溶有少量而顯色。2．化學(xué)性質(zhì)(1)強(qiáng)氧化性①常溫下使、鈍化。②與金屬反應(yīng)(除Pt、Au以外)：Cu與濃HNO3反應(yīng)：Cu與稀HNO3反應(yīng)：③與非金屬反應(yīng)：C與濃HNO3反應(yīng)：(2)不穩(wěn)定性見光或受熱分解：硝酸應(yīng)貯存在避光、低溫處。3．用途重要的化工原料，常用來制造、、、等。4．工業(yè)制備(1)氨的催化氧化：(2)NO氧化成NO2：(3)NO2的吸收：[特別提醒]堿性、中性條件下，NOeq\o\al(－,3)無氧化性，但在酸性條件下，NOeq\o\al(－,3)能表現(xiàn)出強(qiáng)氧化性。二、硝酸的強(qiáng)氧化性1．本質(zhì)HNO3中的＋5價氮元素具有很強(qiáng)的得電子能力。在濃、稀HNO3中均存在兩種氧化性微粒H＋、NOeq\o\al(－,3)，HNO3的強(qiáng)氧化性實質(zhì)是酸性條件下NOeq\o\al(－,3)中＋5價氮氧化性>H＋。2．規(guī)律(1)硝酸的濃度越大，反應(yīng)溫度越高，其氧化性越強(qiáng)。(2)還原劑一般被氧化成最高價態(tài)。3．具體表現(xiàn)(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HNO3反應(yīng)不生成H2，HNO3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→最高價氧化物或其含氧酸＋NO2↑＋H2O。②反應(yīng)舉例：C＋4HNO3(濃)eq\o(=,\s\up7(△))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－、SOeq\o\al(2－,3)等均能被HNO3氧化。（4）王水濃硝酸和濃鹽酸的混合物（體積比為1:3）叫做王水，能使一些不溶于硝酸的金屬如金、鉑等溶解。三、eq\a\vs4\al(金屬與硝酸反應(yīng)的相關(guān)計算)1．電子守恒法硝酸與金屬反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)，氮原子得到的電子總數(shù)等于金屬原子失去的電子總數(shù)。2．原子守恒法硝酸與金屬反應(yīng)時，反應(yīng)前HNO3中的NOeq\o\al(－,3)一部分仍以NOeq\o\al(－,3)的形式存在，一部分轉(zhuǎn)化為還原產(chǎn)物，這兩部分中N的物質(zhì)的量之和與反應(yīng)消耗的HNO3中N的物質(zhì)的量相等。若HNO3過量還存在如下關(guān)系：n(總HNO3)＝n(與金屬離子結(jié)合的NOeq\o\al(－,3))＋n(還原產(chǎn)物NOx)＋n(剩余HNO3)。3．利用離子方程式計算硝酸與硫酸混合液跟金屬的反應(yīng)，當(dāng)金屬足量時，不能用HNO3與金屬反應(yīng)的化學(xué)方程式計算，應(yīng)用離子方程式計算，因為生成的硝酸鹽中的NOeq\o\al(－,3)與硫酸電離出的H＋仍能繼續(xù)與金屬反應(yīng)，如3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。典型例題1．38.4mg銅跟適量的濃硝酸反應(yīng)，銅全部作用后，共收集到22.4mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體，則反應(yīng)消耗的硝酸的物質(zhì)的量可能是()A．1.0×10－3mol B．1.6×10－3molC．2.2×10－3mol D．2.4×10－3mol解析：選C濃硝酸適量，在反應(yīng)過程中濃度變小，實際上發(fā)生了兩個反應(yīng)：Cu＋4HNO3(濃)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O,3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，反應(yīng)消耗的HNO3包括起酸性作用和起氧化性作用的兩部分，前者反應(yīng)后以Cu(NO3)2形式存在，后者被還原后生成NO2、NO氣體，從兩個方程式看出：Cu＋2HNO3(酸)～Cu(NO3)2，HNO3(氧化劑)～NO2(或NO)，所以反應(yīng)消耗的HNO3的物質(zhì)的量為：eq\f(38.4×10－3g,64g·mol－1)×2＋eq\f(22.4×10－3L,22.4L·mol－1)＝1.2×10－3mol＋1×10－3mol＝2.2×10－3mol。2．一定質(zhì)量銅和適量的濃硝酸反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，所生成的氣體顏色逐漸變淺，當(dāng)銅反應(yīng)完畢后，共收集到11.2L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，將該氣體與0.325molO2混合溶于水，恰好無氣體剩余。則反應(yīng)中消耗硝酸的物質(zhì)的量()A．1.2mol B．1.1molC．1.8mol D．1.6mol解析：選C收集到11.2L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，為0.5mol，將該氣體與0.325molO2混合溶于水，恰好無氣體剩余，說明生成的有NO和NO2，設(shè)NO為xmol，則NO2為(0.5－x)mol，根據(jù)4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3,4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3可得eq\f(3,4)x＋eq\f(0.5－x,4)＝0.325，解得x＝0.4,0.5－x＝0.1，又根據(jù)3Cu＋8HNO3=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，Cu＋4HNO3=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋H2O兩式可知，0.4molNO消耗硝酸為1.6mol,0.1molNO2消耗硝酸為0.2mol，共消耗硝酸為1.8mol。3.(1)在濃硝酸中放入銅片開始反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________，實驗現(xiàn)象為_________________________________________________________。(2)若銅有剩余，則反應(yīng)后期的化學(xué)方程式為__________________________________________________________________________________________________________。(3)若銅有剩余，待反應(yīng)停止后，再加入少量25%的稀硫酸，這時銅片上又有氣泡產(chǎn)生，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)若將12.8g銅跟一定量的濃硝酸反應(yīng)，銅耗完時，共產(chǎn)生氣體5.6L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則所消耗硝酸的物質(zhì)的量是________。四、eq\a\vs4\al(酸雨及其防治)1．酸雨的形成(1)酸雨：排入空氣中的和以及它們在大氣中發(fā)生反應(yīng)后的生成物溶于雨水會形成酸雨。正常雨水由于溶解了，其pH值約為，而酸雨的pH值小于。(2)SO2的來源：的燃燒或冶煉。氮氧化物的來源：(3)H2SO4型酸雨形成的主要反應(yīng)(4)HNO3型酸雨形成的主要反應(yīng)注意①pH＜5.6的降雨為酸雨。②酸雨分硫酸型和硝酸型，前者由SO2引起，后者由氮的氧化物引起。酸雨的危害(1)對自然環(huán)境的危害（2）對人類的危害3．酸雨的防治(1)對物質(zhì)的排放加以控制。(2)改變能源結(jié)構(gòu)，開發(fā)利用、、等。注意燃煤中加入適量石灰石或生石灰的“固硫”原理：CaCO3＋SO2eq\o(=,\s\up7(高溫),\s\do5())CaSO3＋CO2，CaO＋SO2eq\o(=,\s\up7(高溫))CaSO3。本課時重點方程式：1．濃、稀HNO3與Cu反應(yīng)，濃HNO3與炭反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為：Cu＋4HNO3(濃)=Cu(NO3)2＋2NO