2019-2020年高中化学 第3章 第2节 课时3 硝酸教案 鲁科版必修1

课时3硝酸目标与素养：1.掌握硝酸的性质。(宏观辨识)2.了解硝酸的用途以及人类活动对氮循环的影响，树立环境保护意识。(社会责任)一、硝酸1．物理性质颜色状态气味密度特性无色液态刺激性ρHNO3＞ρH2O易挥发2.化学性质(1)酸的通性电离方程式为HNO3===H＋＋NO－3。(2)不稳定性①不稳定性浓硝酸受热或见光易分解，化学方程式为4HNO3=====受热或见光4NO2↑＋O2↑＋2H2O。②保存方法：保存在棕色试剂瓶里，放置在阴凉处。微点拨：纯硝酸为无色液体，由于HNO3分解产生的NO2又溶于其中，浓硝酸一般呈黄色；向浓硝酸中通入O2，可以消除其黄色。(3)强氧化性Fe、Al在常温下不能溶于浓硝酸中，是因为Fe、Al不能与浓硝酸发生反应吗？【提示】不是。Fe、Al等金属跟浓硝酸在常温下发生钝化现象，因而不能溶解，但是钝化不代表不反应，而是在浓硝酸的作用下Fe、Al表面形成了一层致密的氧化膜，阻止了反应的进一步发生；但在加热条件下可以剧烈反应。二、人类活动对氮循环和环境的影响1．含氮物质的来源及危害2．减少人类活动对氮循环和环境影响的措施(1)控制进入大气、陆地和海洋的有害物质的数量。(2)增强生态系统对有害物质的吸收能力。1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)用浓硝酸与Cu反应制备NO2。()(2)汽车尾气中的氮氧化物与碳氢化合物是产生光化学烟雾的元凶。()(3)氮氧化合物也可以形成酸雨。()[答案](1)√(2)√(3)√2．浓硝酸常呈黄色的原因是()A．浓硝酸易分解产生NOB．浓硝酸中混有Fe3＋C．浓硝酸易分解产生NO2D．浓硝酸易氧化单质C[答案]C3．下列反应中，硝酸既表现了氧化性又表现了酸性的是()A．C＋浓硝酸B．Cu＋稀硝酸C．CuO＋浓硝酸D．NaOH＋HNO3[答案]B硝酸与金属的反应1.一般规律：金属与硝酸反应不生成H2。如：2HNO3(浓)＋Ag===AgNO3＋NO2↑＋H2O；4HNO3(稀)＋3Ag===3AgNO3＋NO↑＋2H2O。2．浓硝酸与Fe、Al的反应浓硝酸常温条件：Fe、Al钝化(化学变化)加热条件：生成硝酸盐＋NO2＋H2O3．稀硝酸与Fe反应4．浓硝酸与铜的反应浓硝酸――→足量Cu开始HNO3被还原为NO2，随着反应的进行，浓硝酸变稀，HNO3被还原为NO，向反应后的溶液中加稀硫酸，NO－3又被还原为NO。【典例1】下列关于硝酸的说法正确的是()A．硝酸与金属反应时，主要是＋5价的氮得电子B．浓硝酸与浓盐酸按3∶1的体积比混合，所得的混合物叫王水C．硝酸电离出的H＋能被Zn、Fe等金属还原成H2D．常温下，向浓硝酸中投入铁片，会产生大量的红棕色气体[答案]A1．下列说法中，正确的是()A．碳与浓硝酸反应时，浓硝酸既表现氧化性又表现酸性B．在0.1mol·L－1的盐酸中，K＋、Fe2＋、SO2－4、NO－3能大量共存C．56gFe与硝酸发生氧化还原反应时，Fe转移的电子是3molD．室温下，可用铝槽车贮存或运输浓硝酸D[碳与浓硝酸反应时生成CO2、NO2和H2O，HNO3全部被还原为NO2，则浓硝酸只表现氧化性，A错误；在0.1mol·L－1盐酸中存在大量H＋，在H＋存在下，Fe2＋与NO－3因能发生氧化还原反应而不能大量共存，B错误；因Fe与硝酸反应的相对量不知道，Fe是否完全反应或反应后是生成Fe2＋还是生成Fe3＋都无法确定，故Fe转移的电子数也无法确定，C错误。]2．在浓硝酸中放入足量铜片，试回答下列问题：(1)反应开始时的化学方程式为______________________________________________________________________________，实验现象为__________________________________________。(2)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__________________________________________________________________________________________。[解析](1)反应开始时，铜与浓硝酸反应。(2)随着反应的进行，硝酸的浓度不断减小，反应结束前实质上是铜与稀硝酸反应。(3)反应停止后再加稀硫酸，则溶液中的NO－3在酸性条件下，又能与过量的铜反应，相当于稀硝酸与铜反应。[答案](1)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O溶液逐渐变蓝，有红棕色气体逸出(2)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(3)加入稀硫酸后，H＋与原溶液中的NO－3结合成HNO3，又能与过量的Cu反应硝酸与金属反应的有关计算1.原子守恒：n(HNO3)＝n(NO－3)＋n(还原产物中氮原子)。2．电子守恒：硝酸与金属反应属于氧化还原反应，氮原子得到的电子数等于金属原子失去的电子数。3．电荷守恒：Mn＋和H＋所带正电荷总数等于NO－3所带负电荷总数。【典例2】9.7gCu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2.24L。将溶液稀释为1L，测得溶液中的c(H＋)＝0.1mol·L－1，此时溶液中NO－3的浓度为()A．0.3mol·L－1B．0.4mol·L－1C．0.2mol·L－1D．0.6mol·L－1B[n(NO)＝0.1mol，转移电子的物质的量为0.1mol×3＝0.3mol，因1molCu或Zn与硝酸反应失去2mol电子，可知：n(Cu＋Zn)＝0.3mol÷2＝0.15mol，则n[Cu(NO3)2]＋n[Zn(NO3)2]＝0.15mol，其中所含n(NO－3)＝0.3mol，溶液中c(HNO3)＝c(H＋)＝0.1mol·L－1，其中含n(NO－3)＝0.1mol，溶液中NO－3的总浓度为0.3mol＋0.1mol1L＝0.4mol·L－1。]例题中参加反应的n(HNO3)等于多少？写出计算过程。[答案]n(HNO3)还原＝n(气体)＝0.1mol，n(HNO3)酸性＝2n[Cu(NO3)2]＋2n[Zn(NO3)2]＝0.3mol，故参加反应的HNO3的物质的量为0.4mol。1．将1.92gCu和一定量的浓硝酸反应，随着Cu的不断减少，反应生成气体的颜色逐渐变浅，当Cu反应完毕时，共收集到气体1.12L(标准状况)，则反应中消耗HNO3的物质的量为()A．1molB．0.05molC．1.05molD．0.11molD[铜和硝酸反应，随着HNO3浓度的减小，硝酸的还原产物的价态越低，铜和浓硝酸反应生成NO2，而与稀硝酸反应时则生成NO，故生成的气体有NO2和NO，则n(NO2)＋n(NO)＝0.05mol，即被还原的硝酸的物质的量为0.05mol，n(Cu)＝1.92g64g·mol－1＝0.03mol，则生成n[Cu(NO3)2]＝0.03mol，可知表现酸性的硝酸的物质的量为0.03mol×2＝0.06mol，则参加反应的硝酸的物质的量为0.05mol＋0.06mol＝0.11mol。]2．已知镁和稀硝酸反应时，参加反应的镁和稀硝酸的物质的量之比为2∶5，此时硝酸的还原产物可能是()A．NO2B．N2OC．N2O3D．NO[答案]B1．现有下列物质，其中必须保存在棕色试剂瓶里的是()①氯水②氨水③浓硝酸④浓盐酸⑤烧碱A．①②③B．①③④C．仅①③D．②⑤[答案]C[教师备选]下列块状金属在常温时，能全部溶于足量的浓硝酸的是()A．AuB．CuC．AlD．FeB[Au与浓硝酸不反应，Al、Fe在常温下遇浓硝酸钝化，不能全部溶解，Cu能与浓硝酸反应，能全部溶于足量的浓硝酸中。]2．下列反应中硝酸只表现氧化性的是()A．灼热的炭与浓硝酸的反应B．Cu与稀硝酸的反应C．FeO与稀硝酸的反应D．Fe(OH)3与硝酸的反应A[灼热的炭与浓硝酸的反应中硝酸只作氧化剂；Cu与稀硝酸、FeO与稀硝酸的反应中硝酸既表现氧化性又表现酸性；Fe(OH)3与硝酸的反应中硝酸只表现酸性。]3．下列有关硝酸反应的叙述中，错误的是()A．稀硝酸与铁反应，有氢气放出B．浓硝酸跟铜反应，有二氧化氮气体放出C．硝酸跟碳酸钠反应，有二氧化碳气体放出D．硝酸受热时，有二氧化氮、氧气放出A[稀硝酸与铁反应不产生H2，应生成硝酸盐、NO和H2O。]4．下列离子方程式书写正确的是()A．Zn与稀硝酸反应：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑B．Fe与过量稀硝酸反应：3Fe＋8H＋＋2NO－3===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2OC．过量铁粉与稀硝酸反应：Fe＋4H＋＋NO－3===Fe3＋＋NO↑＋2H2OD．Cu与稀硝酸反应：3Cu＋8H＋＋2NO－3===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2OD[A项，不产生H2；B项，应生成Fe3＋；C项，应生成Fe2＋。]5．将一定质量铁粉加入到装有100mL某浓度的稀硝酸溶液中充分反应。容器中剩有mg的铁粉，收集到448mLNO气体(标准状况)。(1)所得溶液中溶质的化学式是________；(2)原硝酸溶液的物质的量浓度为________mol·L－1。[解析]因有铁粉剩余，故反应产物为Fe(NO3)2。8HNO3(稀)＋3Fe===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O8mol44800mLn(HNO3)448mLn(HNO3)＝0.08mol，c(HNO3)＝0.8mol·L－1。[答案](1)Fe(NO3)2(2)0.8