高中化学 专题4 第二单元 第三课时硝酸的性质 苏教版必修1.ppt

第三课时硝酸的性质 自主学习一 硝酸的性质和用途1 物理性质纯净的硝酸是一种无色 有 气味 沸点为83 的液体 易溶于水 质量分数在98 以上的硝酸浓溶液 刺激性 易挥发 在空气中由于挥发出hno3吸水而产生 发烟 现象 因而叫 发烟硝酸 工业硝酸的质量分数约为 硝酸常因溶有少量 而略显黄色 69 no2 想一想 发烟硝酸 的 烟 是固体小颗粒吗 浓硝酸为什么是黄色的 提示 发烟硝酸 的 烟 是硝酸溶液小液滴 浓硝酸不稳定 分解产生的no2溶解在硝酸中的颜色 2 化学性质 1 学生实验 红棕 色 红棕色 无色 蓝 no2 无 no 2 化学性质 2h2o cu 4hno3 浓 cu no3 2 2no2 2h2o 3cu 8hno3 稀 3cu no3 2 2no 4h2o 4no2 2h2o 3 用途 硝酸是一种重要的 原料 常用来制造氮肥 染料 塑料 炸药 硝酸盐等 二 硝酸的工业制法 化工 特别提醒在吸收塔中二氧化氮被吸收生成硝酸的同时 也会生成一氧化氮 作为尾气大部分可循环利用 提高经济效益 剩余的部分不能直接排放 一般用碱液吸收 以防污染空气 自主体验1 某学生配制浓硫酸和浓硝酸的混合液 将浓硫酸较快地加入到浓硫酸中时 在容器口产生大量的白雾 与解释这一现象无关的叙述是 a 浓硫酸和水作用放出大量的热b 硝酸具有挥发性c 硝酸蒸气易溶于空气中水蒸气d 浓硫酸有强氧化性 解析 选d 浓硫酸的强氧化性与此现象无关 答案 1 易挥发性 2 酸性 强氧化性 3 强氧化性 4 酸性 5 不稳定性 探究导引1金属活动性顺序中h之前的金属 如zn 与硝酸反应能产生h2吗 提示 不会产生h2 只能生成no2或no 探究导引2浅绿色的fe no3 2溶液中滴入稀硫酸之后有何变化 为什么 要点归纳1 硫酸和硝酸的对比 特别提醒 hno3 h2so4 hcl在化学反应过程中 其浓度的变化往往引起反应实质的变化 解题时应充分重视 因浓硫酸具有脱水性 浓硝酸具有漂白性 在ph试纸上分别滴加稀硫酸 浓硫酸 稀硝酸 浓硝酸 看到的现象分别是 2 金属与硝酸反应的一般规律 1 金属与硝酸反应 硝酸的还原产物可以为 no2 no n2o nh3 nh4no3等 hno3的浓度越低 还原产物中氮的价态越低 但不会生成h2 由于生成的no很易被空气中的氧气氧化 故很难观察到无色的no 因此若要观察到no 在装置设计时 要考虑使生成的气体不与空气接触 2 足量金属与一定量浓硝酸反应时 随着硝酸浓度的降低 产物也会发生改变 如cu与浓硝酸反应开始生成no2 硝酸浓度变稀后会生成no气体 3 反应中部分硝酸作氧化剂被还原 部分硝酸起酸的作用生成硝酸盐 硝酸与非金属反应 一般只显氧化性 特别提醒硝酸的氧化性强弱不是由hno3还原产物中氮元素化合价改变的多少来决定 而是由硝酸中氮原子得电子的难易程度来决定 一般浓度越大 硝酸的氧化能力越强 即时应用1 在浓硝酸中放入铜片 1 反应开始时的化学方程式为 实验现象为 2 若铜有剩余 则反应将要结束时的化学方程式为 3 待反应停止后 再加入少量25 的稀硫酸 这时铜片上又有气泡产生 其原因是 探究导引1在一个氧化还原反应中元素化合价变化有何规律 提示 升降总价数相等 失得电子数相等 探究导引2如何配平nh3被催化氧化成no的反应方程式 提示 根据化合价升降总数相等来进行配平 要点归纳1 配平原则 1 质量守恒 反应前后元素种类和原子个数不变 2 电子守恒 氧化剂 还原剂得失电子数相等或元素化合价升降总数相等 3 电荷守恒 离子方程式中等号两边电荷总数相等 2 配平步骤以反应cu hno3 稀 cu no3 2 no h2o为例 第一步 标变价正确写出反应物和生成物的化学式 分别标出化合价有变化的元素的价态 这是配平的基础 第二步 列变化标出元素化合价升高与降低的数值 这是配平的关键 第三步 求总数求出化合价升高数值与降低数值的最小公倍数 该数即为化合价升降的总数 第四步 配化学计量数找出为使其化合价升 降总数相等应乘以的最简数 该数即分别为氧化剂和还原剂的化学计量数 并通过观察法根据原子个数守恒给化合价未改变的原子或离子添上化学计量数 3cu 8hno3 稀 3cu no3 2 2no 4h2o 第五步 细检查检查方程式两边各元素的原子个数是否相等 属于离子反应的还要检查方程式两边离子所带电荷总数是否相等 然后把短线改为等号 3cu 8hno3 稀 3cu no3 2 2no 4h2o 3 氧化还原反应的计算对于氧化还原反应的计算 关键是根据氧化还原反应的实质 反应中氧化剂得到电子总数与还原剂失去电子总数相等 即得失电子守恒 列出守恒关系式求解 其解题的一般步骤为 1 找出氧化剂 还原剂及相应的还原产物和氧化产物 2 找准一个原子或离子得失电子数 注意化学式中离子的个数 3 根据题中物质的物质的量和电子守恒列出等式 n 氧化剂 变价原子个数 化合价变化值 高价 低价 n 还原剂 变价原子个数 化合价变化值 高价 低价 即时应用 解析 1 下图所示是木炭与浓硝酸的反应 并检验生成的气体和反应的热效应的实验装置 它具有无污染 现象明显的特点 具支试管a中所盛固体下层是无水cacl2 作载体不参加反应 上层是红热的木炭 实验时慢慢将浓硝酸滴到木炭上 反应即开始进行 且能长时间剧烈反应 请回答下列问题 1 写出木炭与浓硝酸反应的化学方程式 2 实验中具支试管a内出现的现象是 3 试管b内出现的现象是 写出澄清石灰水中发生的主要反应的离子方程式 4 某学生在实验临近结束时 发现滴管中的浓硝酸难以滴下 若要再滴入几滴浓硝酸使木炭反应完全 最简单的办法是 解析 2 无水cacl2充分吸收产生的h2o及浓硝酸中的水 试管a中产生大量的红棕色气体 3 水湿的棉花充分吸收no2 产生no 使co2进入澄清石灰水中 澄清石灰水变浑浊 4 将整个体系中的气体尽量溶于溶液中 使体系内气体压强减小 答案 1 c 4hno3 浓 4no2 co2 2h2o 2 炭块保持红热 试管内有红棕色气体生成 3 石灰水变浑浊ca2 2oh co2 caco3 h2o 4 摇动试管b 使上部的气体溶于石灰水 其他答案合理也可 名师点睛 硝酸的强氧化性与硫酸相比有相似之处 也有明显的差别 浓 稀硝酸均具有强氧化性 而稀硫酸不具有强氧化性 一般金属 除fe al 在常温下即可与硝酸发生反应 但有时为了提高反应速率而加热 而浓硫酸与不活泼金属反应时需要加热 浓硫酸的还原产物是so2 而浓 稀硝酸的还原产物是no2 no 另外 还要注意浓硫酸中主要是h2so4分子 浓 稀硝酸中则没有hno3分子存在 故浓硫酸参加的反应不能写出离子方程式 而硝酸则可以 1 写出并配平该氧化还原反应的化学方程式 2 反应中硝酸体现了 性质 3 反应中若产生0 2mol气体 则转移电子的物质的量是 mol 4 若1mol甲与某浓度硝酸反应时 被还原硝酸的物质的量增加 原因是 3 若产生0 2mol的气体 no 则转移的电子数为 5 2 0 2mol 0 6mol 4 1molcu2o还原浓hno3的量大于稀hno3的量 因为浓 稀hno3的还原产物分别是no2 no 生成no2时消耗hno3的量多 答案 1 14hno3 3cu2o 6cu no3 2 2no 7h2o 2 酸性氧化性 3 0 6 4 使用了较浓的硝酸 产物中有部分二氧化氮生成 名师点睛 1 解答氧化还原反应方程式的配平问题时 首先确定氧化剂和还原产物 还原剂和氧化产物 根据 化合价升降总数 相等确定氧化剂和还原剂的计量系数或还原产物和氧化产物的计量系数 根据 原子个数守恒 确定还原产物和氧化产物的计量系数或氧化剂和还原剂的计量系数 根据 原子个数守恒 确定其他物质的系数 2 解答有关硝酸作氧化剂的题目时 采用n原子守恒或电子守恒简化解题过程 铜与浓硝酸反应可能产生多种气体 no2 no等 若求反应hno3的量 可巧抓 n 守恒 n hno3 n 气体 2n cu no3 2 硝酸与金属反应的计算题一直是高考热点 有三点特别重要 一是反应中硝酸扮演两种角色 氧化剂和酸 生成硝酸盐 二是把握原子守恒 电子守恒等关系列等式 三是运用极限法 讨论法等数学思维方法灵活处理问题 浓 稀硝酸氧化性强弱的探究 经典案例 某学习小组探究浓 稀硝酸氧化性的相对强弱 按下图装置进行实验 夹持仪器已略去 实验表明浓硝酸能将no氧化成no2 而稀硝酸不能氧化no 由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸 可选药品 浓硝酸 3mol l稀硝酸 蒸馏水 浓硫酸 氢氧化钠溶液及二氧化碳 已知 氢氧化钠溶液不与no反应 能与no2反应 2no2 2naoh nano3 nano2 h2o 1 实验应避免有害气体排放到空气中 装置 中盛放的药品依次是 2 滴加浓硝酸之前的操作是检验装置的气密性 加入药品 打开弹簧夹后 3 装置 中发生反应的化学方程式是 4 装置 的作用是 发生反应的化学方程式是 5 该小组得出的结论所依据的实验现象是 6 实验结束后 同学们发现装置 中溶液呈绿色 而不显蓝色 甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致 而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体 同学们分别设计了以下4个实验来判断两种看法是否正确 这些方案中可行的是 选填序号字母 a 加热该绿色溶液 观察颜色变化b 加水稀释该绿色溶液 观察颜色变化c 向该绿色溶液中通入氮气 观察颜色变化d 向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体 观察颜色变化 解析 本题主要考查硝酸的性质 化学实验设计和评价的能力 1 根据装置特点和实验目的 装置 收集no 装置 中盛放氢氧化钠溶液吸收no2 因为要验证稀硝酸不能氧化no 所以装置 中应该盛放稀硝酸 2 由于装置中残存的空气能氧化no而对实验产生干扰 所以滴加浓硝酸之前需要通入一段时间co2以赶走装置中的空气 同时也需将装置 中导管末端伸入倒置的烧瓶内 防止反应产生的no气体逸出 3 cu 4hno3 浓 cu no3 2 2no2 2h2o 4 装置 中盛放蒸馏水 使no2与h2o反应生成no 3no2 h2o 2hno3 no 5 no通过稀hno3溶液后 若装置 液面上方无红棕色气体产生 说明稀hno3不能氧化no 装置 中盛放的是浓hno3 若浓hno3能氧化no 则装置 液面的上方会产生红棕色气体 6 要证明是cu no3 2浓度过高或是溶解了no2导致装置 中溶液呈绿色 可设计实验将溶解的no2赶走 a c方案 再观察颜色变化 也可在cu no3 2浓溶液中通入no2观察反应后的颜