高中化学《第四章第3课时》课件必修.ppt

第3课时硝酸的氧化性,【学习目标】1.了解浓硝酸、稀硝酸的氧化性。2.了解硝酸的用途。,【新知预习】一、硝酸的酸性和强氧化性(1)硝酸和硫酸都是含氧酸，组成上有何特点？在水中的电离方程式怎么写？(2)浓硫酸具有强氧化性，那么浓硝酸、稀硝酸的氧化性怎样？1.硝酸的酸性硝酸是一元强酸，在水中完全电离，电离方程式：_。,HNO3=H+NO3-,2.硝酸的强氧化性(1)与金属反应。与Cu反应。浓硝酸与Cu反应的化学方程式：_。稀硝酸与Cu反应的化学方程式：_。常温下浓硝酸能使Fe、Al发生_。,Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O,3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O,钝化,(2)与非金属反应。浓硝酸与木炭加热时的化学方程式：_。(3)王水是浓硝酸和浓盐酸的混合物，体积比为_，能使不溶于硝酸的金、铂等溶解。,C+4HNO3(浓)CO2+4NO2+2H2O,13,二、HNO3的不稳定性(1)硝酸是一种无色液体，而市售硝酸为什么呈黄色？(2)实验室中用无色玻璃试剂瓶贮存浓硫酸，那么如何贮存浓硝酸呢？1.实验室中浓硝酸显黄色的原因浓硝酸见光或受热时发生反应：_，产生的_又溶于浓硝酸中。,4HNO3(浓)4NO2+O2+2H2O,光或=,NO2,2.实验室中浓硝酸的贮存实验室中，一般将浓硝酸保存在_，并避光放置于冷暗处。,棕色玻璃瓶中,【正误立判】1.用两根玻璃棒分别蘸取浓硝酸和浓氨水，相互靠近时会产生白烟。()分析：正确。浓硝酸和浓氨水均易挥发，当二者靠近时，挥发出的硝酸与氨化合生成NH4NO3固体，产生白烟。2.稀硝酸溶解Fe(OH)2时生成Fe(NO3)2和H2O。()分析：错误。稀硝酸与Fe(OH)2发生氧化还原反应生成Fe(NO3)3、NO和H2O。,3.Cu与硝酸反应时，硝酸的浓度不同，还原产物也不同。()分析：正确。Cu与硝酸反应时，稀硝酸的还原产物一般是NO，浓硝酸的还原产物一般为NO2。4.与浓硫酸相似，浓硝酸也具有吸水性和强氧化性。()分析：错误。硝酸具有强氧化性，但不具有吸水性，不能作干燥剂。5.与浓硫酸类似，浓硝酸与铜反应时，反应到一定程度，即使二者都有剩余，反应也会停止。()分析：错误。浓硫酸和铜反应到一定程度，硫酸变稀，反应会停止。但稀硝酸在浓度变小后仍会与Cu发生反应，只是还原产物会发生改变。,【课堂探究】一、硝酸的强氧化性1.本质HNO3中的+5价氮元素具有很强的得电子能力。2.规律(1)硝酸的浓度越大，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。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金属与HNO3反应不生成H2,HNO3的浓度不同，还原产物不同。还原产物常温下浓硝酸能使Fe、Al钝化。,(2)硝酸与非金属的反应。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反应举例：C+4HNO3(浓)CO2+4NO2+2H2O(3)硝酸与还原性物质的反应。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-、SO32-等均能被HNO3氧化。,【特别提醒】(1)HNO3与金属反应时，一般既表现氧化性，又表现酸性；与非金属反应时，只表现氧化性。(2)化学反应中硝酸浓度变化导致产物变化。浓硝酸与金属反应时，HNO3浓度逐渐减小，还原产物起初为NO2,后来为NO，可能得到NO2和NO的混合物。,【典例1】某同学记了有关硝酸的事实，这些事实分别表现了硝酸的哪些性质？请填在后面的括号中。(1)久置的硝酸显黄色。()(2)铝制、铁制容器常温下可盛浓硝酸。()(3)铜片放入硝酸中，溶液变蓝，有气体产生。()(4)碳单质放入热的浓硝酸中产生大量的红棕色气体。()(5)浓硝酸敞口放置在空气中，质量会减小。(),【思路点拨】解答本题的思路是：先归纳硝酸的性质，再对照各项事实分析硝酸的性质：易挥发、不稳定、酸的通性、强氧化性。,【解析】(1)浓硝酸具有不稳定性，见光受热易分解：4HNO34NO2+O2+2H2O,NO2溶于浓硝酸中使浓硝酸变黄色。(2)浓硝酸具有强氧化性，常温下使Al、Fe表面生成一层致密氧化物薄膜，使Fe、Al发生钝化。(3)Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O,3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O,硝酸既表现氧化性，又表现酸性。(4)C+4HNO3(浓)CO2+4NO2+2H2O,浓硝酸表现强氧化性。(5)浓硝酸具有挥发性，若将浓硝酸敞口放置在空气中，由于硝酸挥发，会使硝酸质量减轻。,光或=,答案：(1)不稳定性(2)强氧化性(3)强氧化性和酸性(4)强氧化性(5)挥发性,【延伸探究】如何判断硝酸在化学反应中，是表现氧化性还是酸性呢？提示：关键看反应后N元素在溶液中的存在形式。若N元素以NOx形式存在，则硝酸表现氧化性；若N元素以NO3-形式存在，则硝酸表现酸性；若上述两种形式均存在，则硝酸既表现氧化性又表现酸性。,【变式备选】下列关于硝酸的认识中，正确的是()A.浓硝酸和稀硝酸都具有氧化性B.浓硝酸与金属反应不产生氢气，而稀硝酸与金属反应可置换出氢气C.因常温下铝和铁不与浓硝酸反应，所以浓硝酸可盛放在铝制或铁制容器中D.硝酸与金属反应时，只表现出氧化性,【解析】选A。浓、稀硝酸都有氧化性，几乎可与除Au、Pt之外的所有金属反应，且不产生氢气；在与金属反应时，硝酸既表现强氧化性又表现酸性；浓硝酸可盛放在铝制或铁制容器中，因为铝和铁在冷浓硝酸中钝化。,二、硝酸与金属反应的计算技巧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NO3-一部分仍以NO3-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。,【方法技巧】利用离子方程式巧解混合型酸与金属的反应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NO3-与硫酸电离出的H+仍能继续与金属反应，如：3Cu+8H+2NO3-=3Cu2+2NO+4H2O。,【典例2】足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、NO的混合气体，这些气体与1.68LO2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5molL-1NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是()A.60mLB.45mLC.30mLD.15mL,【思路点拨】解答本题应注意以下两点：(1)Cu失电子的物质的量等于O2得电子的物质的量；(2)沉淀Cu2+所需OH-的物质的量等于O2得电子的物质的量。,【解析】选A。由题意分析反应过程中的转化关系：HNO3NO2、NOHNO3由此可知Cu失去的电子全部转移给了O，2CuO2，则n(Cu)=2n(O2)=0.15mol。根据Cu2+2NaOH得n(NaOH)=2n(Cu),故V(NaOH)=0.06L=60mL。,【变式训练】(2015延边高一检测)在2molL-1的硫酸和2molL-1的硝酸混合溶液10mL中，加入0.96g铜粉，充分反应后，最多可收集到标准状况下的气体的体积为()A.89.6mLB.112mLC.168mLD.224mL,【解析】选D。混合溶液中n(H+)=0.01L(2molL-12+2molL-1)=0.06mol,n(NO3-)=0.01L2molL-1=0.02mol,n(Cu)=0.015mol。根据3Cu+8H+2NO3-=3Cu2+2NO+4H2O0.015mol0.06mol0.02mol推出Cu完全反应，H+、NO3-相对过量，所以n(NO)=n(Cu)=0.015mol=0.01mol。即V(NO)=0.01mol22.4Lmol-1=0.224L。,【牛刀小试】1.根据稀硝酸与铁单质反应不能得出的结论是()A.稀硝酸有强氧化性，可将铁氧化到+3价B.稀硝酸有酸性C.铁有还原性，可将稀硝酸还原成NOD.NO有氧化性【解析】选D。稀硝酸具有强氧化性，铁具有还原性，且为变价金属，因此硝酸可将Fe氧化到+3价，稀硝酸被还原为NO，在反应中硝酸既表现强氧化性，又表现酸性。,2.铜粉放入稀硫酸溶液中，加热后无明显现象发生。当加入一种盐后，溶液呈蓝色，同时有气体逸出。该盐是()A.Fe2(SO4)3B.Na2CO3C.KNO3D.FeSO4【解析】选C。加入KNO3，会发生反应：3Cu+8H+2NO3-=3Cu2+2NO+4H2O,导致Cu溶解，溶液变蓝且有气体产生；加入Fe2(SO4)3也会使溶液呈蓝色，但没有气体产生，故选C。,3.从降低成本和减少环境污染的角度考虑，制取硝酸铜最好的方法是()A.铜和浓硝酸反应B.铜和稀硝酸反应C.氧化铜和稀硝酸反应D.氯化铜溶液和硝酸银溶液反应,【解析】选C。有关反应的化学方程式为：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2OCuO+2HNO3=Cu(NO3)2+H2OCuCl2+2AgNO3=2AgCl+Cu(NO3)2由浓、稀硝酸与铜的反应方程式可以看出：C既节约原料，又不产生有毒气体。D成本太高不可采用。,4.镁粉加入到很稀的硝酸中发生反应：4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O在该反应中被还原的硝酸和未被还原的硝酸的物质的量之比为()A.410B.19C.15D.17【解析】选B。根据方程式：推知4molMg完全反应时生成1molNH4NO3和4molMg(NO3)2，NH4+来自被还原的硝酸，NO3-来自未被还原的硝酸，所以该反应中被还原硝酸与未被还原硝酸的物质的量之比为19。,5.过量铁粉与稀硝酸反应的方程式为：3Fe+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NO+4H2O，(1)标出电子转移的方向和数目；(2)该反应的氧化剂是_，还原产物是_；(3)标准状况下，当生成2.24LNO气体时，有_gFe参加反应，转移