苏教版必修1 专题4第2单元 生产生活中的含氮化合物（第3课时） 学案 (3).doc

第2单元 生产生活中的含氮化合物第3课时硝酸的性质学习目标：1.掌握hno3的重要性质及应用。(重点)2.了解工业制取hno3的主要原理及过程。自 主 预 习探 新 知1硝酸的物理性质硝酸是一种无色，具有挥发性的液体，工业硝酸的质量分数约为69%，常因溶有少量no2而略显黄色。2硝酸的化学性质(1)强酸性电离方程式为hno3=hno。(2)不稳定性条件：加热或光照易分解。化学方程式：4hno3(浓) 4no2o22h2o。(3)强氧化性：硝酸是一种氧化性很强的酸，能与除au、pt等少数金属以外的金属和许多非金属以及有机物发生氧化还原反应。hno3与金属的反应。写出浓硝酸、稀硝酸分别与cu的反应方程式：cu4hno3(浓)=cu(no3)22no22h2o,3cu8hno3(稀)=3cu(no3)22no4h2o。硝酸与非金属的反应。写出c与浓硝酸反应的方程式：c4hno3(浓)4no2co22h2o。浓硝酸可以使铁、铝等金属钝化。3硝酸的用途(1)硝酸是一种重要的化工原料，常用来制备氮肥、染料、塑料、炸药和硝酸盐等。(2)实验室里，硝酸是一种重要的化学试剂。4硝酸的工业制法基础自测1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)硝酸是一种挥发性强酸，见光易分解。()(2)稀hno3具有酸的通性，与金属反应生成h2。()(3)不活泼金属与酸一定不能反应。()(4)浓h2so4和浓hno3均可用铁、铝器具盛放的原因是二者与fe、al不反应。()(5)cu与稀hno3反应时，hno3只体现了强氧化性。()(6)nh3的催化氧化直接生成no2。()【答案】(1)(2)(3)(4)(5)(6)2(1)将过量的铜投入一定量的浓硝酸中，最终生成的气体有_，写出反应过程的有关离子方程式_。(2)浓硝酸往往呈黄色的理由是_(写出有关方程式)。(3)nh3催化氧化制硝酸的第一步反应为_。【答案】(1)no2，nocu4h2no=cu22no22h2o,3cu8h2no=3cu22no4h2o(2)4hno34no2o22h2o(3)4nh35o24no6h2o合 作 探 究攻 重 难硝酸的氧化性思考交流(1)浓hno3中加入紫色石蕊试液，溶液先变红后褪色，这表现了hno3的什么性质？【提示】酸性和强氧化性。(2)铜与硝酸反应不生成氢气；锌比铜活泼，与硝酸反应生成氢气吗？【提示】由于hno3表现强氧化性，所以zn与任何浓度的硝酸反应不会产生氢气。任何金属与任何浓度的硝酸都不产生氢气。(3)一定量浓硝酸与足量的铜充分反应，可能生成单一成分的气体吗？【提示】不能。铜首先与浓硝酸发生反应：cu4hno3(浓)=cu(no3)22no22h2o，随着反应的进行hno3的浓度降低，铜还会与稀硝酸进一步反应：3cu8hno3(稀)=3cu(no3)22no4h2o，故生成的气体为no和no2的混合气体。(4)在浓硝酸与铜、碳的反应中，浓硝酸表现的性质是否相同？【提示】不完全相同。与碳反应时，硝酸只表现强氧化性；与铜反应时，硝酸既表现强氧化性又表现酸性。(5)向浅绿色的fe(no3)2溶液中滴加稀盐酸，能够观察到的现象是什么？【提示】加入稀盐酸后，h和no结合成具有强氧化性的hno3，可以把浅绿色的fe2氧化成棕黄色的fe3，同时有no气体产生。所以现象为溶液变为棕黄色，有气泡产生。(6)在酸性溶液中no与fe2、s2、hs、i、so、hso能共存吗？为什么？【提示】不能共存。在酸性溶液中no具有强氧化性，能氧化fe2、s2、hs、i、so、hso等。硝酸氧化性的体现(1)浓硝酸能使紫色石蕊试液先变红，后褪色。(2)与非金属单质c、s、p等在加热条件下反应，非金属元素生成酸性氧化物或最高价含氧酸。如：c4hno3(浓)2h2o4no2co2。(3)金属与硝酸反应一般不生成h2，浓硝酸一般先被还原为no2，浓度变稀后稀硝酸一般被还原为no气体，红棕色逐渐变淡。(4)低价金属氧化物或盐与硝酸发生氧化还原反应，如feo与稀硝酸反应3feo10hno3(稀)=3fe(no3)3no5h2o，而不是发生复分解反应生成fe(no3)2。(5)酸性溶液中含有no或向含有no的硝酸盐溶液中加入酸，溶液中(hno)具有强氧化性，能够氧化强还原性离子fe2、i、s2、so等而不能大量共存。(6)硝酸与铁反应时，产物符合以下规律：fe过量fe不足fe与hno3两者恰好完全反应fe(no3)2fe(no3)3fe(no3)2或fe(no3)3或两者混合物注意：(1)浓硝酸与金属反应的过程中，浓度逐渐减小，还原产物有可能是no2和no的混合物。(2)与金属反应时硝酸的还原产物的规律是：浓硝酸no2，稀硝酸no。但随着金属活动性顺序的增强以及硝酸浓度的降低，硝酸的还原产物会发生变化，一般说来，氮元素的价态随之降低。对点训练1下列说法正确的是()a常温下将金属铁放入浓hno3中，fe将被氧化成fe(no3)3b将一定量的铁粉放入hno3中，生成物中fe的存在形式为fe(no3)3c铁与浓hno3反应生成no2，而与稀hno3反应生成no，说明稀hno3比浓hno3的氧化性更强d将一定量的fe放入稀hno3中，其产物可能是fe(no3)3，也可能是fe(no3)2或它们的混合物d浓hno3能使金属铁钝化，a不正确；hno3的氧化性是指hno3的得电子能力，而不以自身氮元素化合价的变化为准，浓hno3的氧化性强于稀hno3，c不正确；hno3与fe反应的产物除与hno3的浓度有关外，还与fe的量有关，若fe过量，则有2fe3fe=3fe2，b不正确。2铜粉放入稀硫酸中，加热后也无明显现象。当加入一种盐后，铜粉质量减少，溶液呈蓝色，同时有气体逸出，该盐是()afe2(so4)3bna2co3ckno3dfeso4c铜与稀h2so4不反应，加入kno3后，引入no，在酸性条件no与cu可以反应。硝酸与金属反应的有关计算典例导航将1.92 g铜粉与一定量的浓硝酸反应，当铜粉完全反应时收集到气体1.12 l(标准状况)，则所消耗的硝酸的物质的量是()a0.12 molb0.11 molc0.09 mold0.08 mol【思路点拨】消耗的n(hno3)0.05 mol2 mol0.11 mol。【答案】b一题多变题中收集到气体成分有_，物质的量分别为_。【答案】no2、no0.045 mol、0.005 mol硝酸与金属反应的常用计算方法(1)电子守恒：硝酸与金属的反应属于氧化还原反应，氮元素得到的电子数目等于金属原子失去的电子数目。(2)原子守恒：硝酸与金属反应时，一部分以no的形式存在，另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中消耗的hno3的物质的量相等。(3)电荷守恒：hno3过量时反应后溶液中(不考虑oh)有：c(no)c(h)nc(mn)(mn代表金属离子)。对点训练3将0.1 mol铜与40 ml 10 moll1 hno3充分反应后，溶液中含a mol h。由此可知()a生成的气体在标准状况下的体积为4.48 lb生成的气体在标准状况下的体积为1.49 lc被还原的硝酸的物质的量为(0.2a)mold反应后溶液中所含no的物质的量为0.2 molc溶液中含有h，则hno3过量，在反应过程中变稀，实际上发生了两个反应，反应消耗的hno3包括起酸的作用和氧化剂作用两部分，前者反应后以cu(no3)2形式存在，后者被还原后生成no2、no气体，cu2hno3(酸)cu(no3)2，hno3(氧化剂)no2(或no)，作酸用的硝酸为0.2 mol，生成的气体为no、no2的混合气体，溶液中有a mol的hno3过量，则被还原的hno3为(0.4a0.2)mol，即生成的气体的物质的量为(0.4a0.2)mol，溶液中的no由过量的hno3和cu(no3)2中的no组成，为(a0.2)mol。49.7 g cu和zn的合金与足量的稀硝酸反应，还原产物只有no气体，其体积在标准状况下为2.24 l。将溶液稀释为1 l，测得溶液中的c(h)0.1 moll1，此时溶液中no的浓度为()a0.3 moll1b0.4 moll1c0.2 moll1d0.6 moll1bn(no)0.1 mol，转移电子的物质的量为0.1 mol30.3 mol，因1 mol cu或zn与硝酸反应失去2 mol电子，可知：n(cuzn)0.3 mol20.15 mol，则ncu(no3)2nzn(no3)20.15 mol，其中所含n(no)0.3 mol，溶液中c(hno3)c(h)0.1 moll1，其中含n(no)0.1 mol，溶液中no的总浓度为0.4 moll1。当 堂 达 标固 双 基1下列各项叙述正确的是()a浓硝酸中滴入紫色石蕊试液，微热，溶液先变红，后褪色bal(oh)3与浓硝酸反应表现了浓硝酸的强氧化性cfeo与浓硝酸的反应属于复分解反应d单质碳与浓硝酸加热，生成的气体为co2和no的混合物a浓硝酸具有强氧化性，表现在能使石蕊试液褪色，能与金属单质、非金属单质反应，能与还原性离子如fe2等反应。硝酸的酸性表现在能使石蕊试液变红，能与碱、碱性氧化物反应生成盐和水。a项表现了浓硝酸的酸性和强氧化性；b项是中和反应，只表现硝酸的酸性；c项应是氧化还原反应，feo被氧化；d项，生成的气体为co2和no2。2目前工业上生产硝酸，不涉及的反应是()an2o22nob4nh35o24no6h2oc2noo2=2no2d3no2h2o=2hno3noa工业制备硝酸的流程：nh3nono2hno3。3下列有关铜与浓硝酸反应的说法中错误的是 ()ahno3是氧化剂，no2是还原产物b若2 mol hno3被还原，则反应中一定生成22.4 l no2气体c参加反应的硝酸中，被还原和未被还原的硝酸的物质的量之比是11d硝酸在反应中既表现了强氧化性，又表现了酸性bb项中未指明标准状况。4下列离子在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存的是()ah、no、fe2、nabag、no、cl、kck、ba2、oh、sodcu2、nh、br、oha在h存在时no氧化fe2。5(1)在浓硝酸中放入铜片： 开始时反应的化学方程式为_，实验现象为_。若铜有剩余，则反应将要结束时反应的化学方程式为_。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_。(2)若1.92 g cu粉与一定量浓hno3反应，当cu完全反应时，收集到标准状况下1.12 l气体，则消耗硝酸_mol，生成no2_mol。【解析】(1)随反应的进行，硝酸的浓度减小，停止反应时溶液中存在cu(no3)2，再加稀h2so4，则溶液中的no在酸性条件下与剩余的铜反应。(2)参加反应的hno3包括被还原的hno3和起酸性作用的hno3，表现酸性的hno3为20.06 mol，被还原