資源簡(jiǎn)介

(共31張PPT)
硝 酸
第五章 化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素
1.通過(guò)對(duì)制備硝酸銅路徑的探究，了解硝酸的性質(zhì)，認(rèn)識(shí)并實(shí)現(xiàn)硝酸及其氮的氧化物之間轉(zhuǎn)化，構(gòu)建物質(zhì)轉(zhuǎn)化的一般思路
2.通過(guò)了解制備硝酸銅的氮循環(huán)，構(gòu)建元素守恒觀念，體會(huì)化學(xué)與工業(yè)生產(chǎn)的密切聯(lián)系，進(jìn)行可持續(xù)發(fā)展理念的教育
一、硝酸的物理性質(zhì)
⑴純硝酸是無(wú)色、易揮發(fā)、有刺激性氣味的液體。
⑵能以任意比溶于水；
⑶密度比水大；
⑷沸點(diǎn)低：83℃；
⑸常用濃硝酸的濃度為69％。
開瓶瓶口有白霧
發(fā)煙硝酸（W>98%）
參與化學(xué)反應(yīng)溫度不宜過(guò)高
二、硝酸的化學(xué)性質(zhì)
HNO3=H++NO3-
(1)酸性
①與指示劑反應(yīng):
稀硝酸使石蕊溶液由紫色變?yōu)榧t色,
濃硝酸使紫色石蕊溶液先變紅(酸性)后褪色(強(qiáng)氧化性)
②與堿反應(yīng):
Fe(OH)3+3HNO3=Fe(NO3)3+3H2O
③與堿性氧化物反應(yīng):
CuO+HNO3=Cu(NO3)2+H2O
④與弱酸鹽反應(yīng):
CaCO3+HNO3=Ca(NO3)2+CO2↑+H2O
(2)不穩(wěn)定性(硝酸越濃越易分解)
4HNO3 ======= 2H2O + 4NO2↑+ O2 ↑
光照或加熱
因此，硝酸要保存在棕色瓶里，并置于陰涼的地方
【實(shí)驗(yàn)5-8】如圖所示，在橡膠塞側(cè)面挖一個(gè)凹槽，并嵌入下端卷成螺旋狀的銅絲。向兩支具支試管中分別加入2mL濃硝酸和稀硝酸，用橡膠塞塞住試管口，使銅絲與硝酸接觸，觀察并比較實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。向上拉銅絲，終止反應(yīng)。
稀硝酸:試管內(nèi)開始產(chǎn)生少量無(wú)色氣體,反應(yīng)逐漸加快,氣體在試管口變?yōu)榧t棕色,溶液逐漸變藍(lán),銅絲逐漸變細(xì)。
濃硝酸：試管內(nèi)產(chǎn)生大量紅棕色氣體,溶液逐漸變綠,銅絲逐漸變細(xì)
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
常溫下,稀硝酸與銅緩慢反應(yīng)生成NO
常溫下,濃硝酸與銅迅速劇烈反應(yīng)生成NO2
Cu + 4HNO3 (濃) = Cu ( NO3)2 + 2NO2 ↑+ 2H2O
Cu + 4H+ + 2NO3- = Cu2+ + 2NO2 ↑+ 2H2O
3Cu + 8HNO3 (稀) = 3Cu ( NO3)2 + 2NO ↑+ 4H2O
3Cu + 8H+ + 2NO3- = 3Cu2+ + 2NO↑+ 4H2O
氧化性和酸性
銅和濃、稀硝酸反應(yīng)的離子方程式
化合價(jià)降低，得到2e-，被還原
化合價(jià)升高，失去2e-，被氧化
化合價(jià)降低，得到6e-，被還原
化合價(jià)升高，失去6e-，被氧化
Cu + 4H++ 2NO3 Cu2+ + 2NO2 + 2H2O
-
3Cu + 8H+ + 2NO3 3Cu2++ 2NO + 4H2O
-
性質(zhì) 解釋或化學(xué)方程式
金 屬 與鐵和鋁 常溫時(shí)濃硝酸使鐵、鋁鈍化
與 銅 濃硝酸
稀硝酸
非金 屬 與碳反應(yīng)
與硫反應(yīng) 4HNO3(濃)+Cu====Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
8HNO3(稀)+3Cu====3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
4HNO3(濃)+C CO2↑+4NO2↑+2H2O
(3)強(qiáng)氧化性
S + 6HNO3(濃) H2SO4+6NO2↑+2H2O
(1)你能幫助該同學(xué)解釋一下原因嗎
濃硝酸不穩(wěn)定見(jiàn)光或受熱會(huì)分解生成NO2,NO2溶于濃硝酸使溶液顯黃色。
(2)你能幫助該同學(xué)去除硝酸的黃色嗎
向濃硝酸中通入氧氣,發(fā)生反應(yīng)4NO2+O2+2H2O====4HNO3,消除黃色。
1.某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室取出一瓶濃硝酸,發(fā)現(xiàn)溶液顯黃色,與教材中關(guān)于硝酸的描述出現(xiàn)偏差。
2.教材“硝酸具有很強(qiáng)的氧化性,硝酸的濃度不同,與金屬反應(yīng)的產(chǎn)物也不同”,濃硝酸、稀硝酸與Cu的反應(yīng)產(chǎn)物分別為NO2、NO,反應(yīng)中,稀硝酸中氮元素
的化合價(jià)降低較多,說(shuō)明稀硝酸的氧化性比濃硝酸強(qiáng),對(duì)嗎
不對(duì),濃硝酸的氧化性比稀硝酸的強(qiáng),與Cu反應(yīng)時(shí)濃硝酸反應(yīng)更劇烈。
硝酸與鐵反應(yīng)
鐵、鋁與濃硝酸、濃硫酸在常溫下會(huì)發(fā)生鈍化現(xiàn)象。
常溫下，為什么鐵和濃硝酸不繼續(xù)反應(yīng)？
試著寫出少量/過(guò)量Fe粉分別于稀硝酸反應(yīng)的方程式。
Fe + 4HNO3(稀) = Fe(NO3)3 + NO↑+ 2H2O
3Fe + 8HNO3(稀) = 3Fe(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O
鐵粉少量:
鐵粉過(guò)量：
加熱時(shí)：
Fe+6HNO3(濃) === Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O
△
Al + 6HNO3(濃) === Al(NO3)3+ 3NO2↑+ 3H2O
△
濃硝酸和濃硫酸分別與銅等物質(zhì)反應(yīng)的比較。
濃硝酸 濃硫酸
化學(xué)方程式 Cu+4HNO3（濃）=== Cu(NO3)2+2NO2↑ +2H2O Cu+2H2SO4(濃)=== CuSO4+SO2 ↑+2H2O
相同點(diǎn) 1.都是除氫、氧元素之外的元素化合價(jià)降低。 2.都能與不活潑金屬（如銅、汞）以及一些非金屬單質(zhì)等反應(yīng)。 3.常溫下與鐵、鋁都能發(fā)生鈍化現(xiàn)象
第二次世界大戰(zhàn)中,玻爾被迫離開將要被德國(guó)占領(lǐng)的祖國(guó)。為了表示他一定要返回祖國(guó)的決心,他決定將諾貝爾金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)氯芙庠谝环N溶液里,裝于玻璃瓶中。后來(lái),納粹分子竄進(jìn)玻爾的住宅,那瓶溶有獎(jiǎng)?wù)碌娜芤壕驮谘燮さ紫?他們卻一無(wú)所知。戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束后,玻爾又從溶液中還原提取出金,并重新鑄成獎(jiǎng)?wù)隆Ｄ敲?玻爾是用什么溶液使金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)氯芙獾哪?原來(lái)他用的溶液叫王水。王水是濃硝酸和濃鹽酸按1∶3的體積比配制成的混合溶液。該混合物能溶解哪些常見(jiàn)金屬
提示:王水能使不溶于硝酸的金、鉑等溶解。
若將濃硝酸和濃鹽酸按體積比1:3混合所得混合物叫王水，氧化性極強(qiáng)，可溶解金、鉑等不活潑金屬。
VHNO3:VHCl = 1:3 組成的混合物
記憶方法 ：王水：“三言（鹽）一笑（硝）”
Au＋HNO3+4HCl ═ HAuCl4＋NO↑＋2H2O
硝酸工業(yè)制法原理
N2 NH3 NO NO2 HNO3
+O2
+H2O
+O2
+H2
3NO2+H2O 2HNO3+NO
N2+3H2 2NH3
高溫、高壓
催化劑
4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O
催化劑

2NO+O2 2NO2
-3
0
-3
+2
+2
+4
+4
+5
+2
1．概念：pH小于5.6的雨水。
2．分類：
硫酸型酸雨（煤、石油等化石燃料的燃燒和某些含硫的金屬礦物的冶煉）
硝酸型酸雨（汽車尾氣以及硝酸工業(yè)廢氣等）
3．危害：
①直接損傷農(nóng)作物，破壞森林和草原，使土壤、湖泊酸化；
②加速建筑物、橋梁、工業(yè)設(shè)備、運(yùn)輸工具及電纜的腐蝕等。
三、酸雨及防治
4．防治：①調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，發(fā)展清潔能源；
②研究煤的脫硫技術(shù)，改進(jìn)燃燒技術(shù)，減少SO2的排放；
③加強(qiáng)工業(yè)廢氣的回收處理；
④改進(jìn)汽車尾氣的處理技術(shù)，提高汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)。
物理性質(zhì)
硝酸的性質(zhì)
化學(xué)性質(zhì)
分類——屬于強(qiáng)酸
價(jià)態(tài)——最高價(jià)
特性——不穩(wěn)定性
無(wú)色、有刺激性氣味的液體，具有揮發(fā)性，可以任意比例溶于水
具有酸的通性
具有強(qiáng)氧化性，能與金屬、非金屬、還原性化合物反應(yīng)
見(jiàn)光或受熱容易分解
1.硝酸被稱為“國(guó)防工業(yè)之母”是因?yàn)樗侵迫≌ㄋ幍闹匾稀Ｏ铝袑?shí)驗(yàn)事實(shí)與硝酸的性質(zhì)不相對(duì)應(yīng)的一組是( )
A.濃硝酸使紫色石蕊溶液先變紅后褪色——酸性和強(qiáng)氧化性
B.不能用稀硝酸與鋅反應(yīng)制氫氣——強(qiáng)氧化性
C.要用棕色瓶盛裝濃硝酸——不穩(wěn)定性
D.能使滴有酚酞的氫氧化鈉溶液的紅色褪去——強(qiáng)氧化性
D
2.硝酸具有酸的通性，同時(shí)也具有其獨(dú)特的性質(zhì)，下列有關(guān)硝酸的說(shuō)法正確的是__________(填序號(hào))。
①濃硝酸不論與銅反應(yīng)還是與碳反應(yīng)，均體現(xiàn)其酸性和強(qiáng)氧化性
②向稀硝酸中加入過(guò)量鐵粉，充分反應(yīng)后滴加KSCN溶液，溶液呈血紅色，說(shuō)明稀硝酸將Fe氧化為Fe3+
③熱銅絲插入稀硝酸中產(chǎn)生無(wú)色氣體，隨后變?yōu)榧t棕色
④根據(jù)反應(yīng)物濃度越大，反應(yīng)速率越快，可知常溫下，相同的鋁片中分別加入足量的濃、稀硝酸，濃硝酸中鋁片先溶解完
⑤稀硝酸可除去試管內(nèi)壁的銀鏡
⑥某溶液中加入Ba(NO3)2溶液后產(chǎn)生白色沉淀，再加入足量鹽酸，仍有白色沉淀，說(shuō)明原溶液中有SO42-
③⑤
3.用內(nèi)置有螺旋狀銅絲的膠頭滴管小心地吸取一滴管濃硝酸后迅速插入細(xì)口瓶中(如圖所示)，滴管與瓶口接觸處墊一小塊濾紙使滴管與瓶口留少量空隙，依次觀察到如下現(xiàn)象：①滴管內(nèi)產(chǎn)生紅棕色氣體，液面下降；②滴管內(nèi)液面上升，氣體變成無(wú)色；③滴管內(nèi)液面再次下降。下列說(shuō)法中不正確的是( )
A.現(xiàn)象①中產(chǎn)生的紅棕色氣體為NO2
B.產(chǎn)生現(xiàn)象②的原因是NO2與水反應(yīng)
C.產(chǎn)生現(xiàn)象③的原因是銅與稀硝酸反應(yīng)
D.最終瓶?jī)?nèi)溶液中的溶質(zhì)一定只有Cu(NO3)2
D
4.在通風(fēng)櫥中進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：下列說(shuō)法不正確的是( )
A.Ⅰ中氣體由無(wú)色變?yōu)榧t棕色的化學(xué)方程式：2NO＋O2=2NO2
B.Ⅱ中的現(xiàn)象說(shuō)明Fe表面形成致密的氧化膜，阻止Fe進(jìn)一步反應(yīng)
C.對(duì)比Ⅰ、Ⅱ中的現(xiàn)象，說(shuō)明稀HNO3的氧化性強(qiáng)于濃HNO3
D.足量鐵粉與稀硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：
3Fe（足量）+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O
C
5.氮的氧化物(NOx)是大氣污染物之一，工業(yè)上在一定溫度和催化劑條件下用NH3將NOx還原生成N2。某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室中對(duì)NH3與NO2反應(yīng)進(jìn)行了探究。
(1)氨氣的制備
①氨氣的發(fā)生裝置可以選擇上圖中的________，反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________。
②欲收集一瓶干燥的氨氣，選擇上圖中的裝置，其連接順序?yàn)榘l(fā)生裝置→____________(按氣流方向，用小寫字母表示)。
①A 2NH4Cl＋Ca(OH)2=CaCl2＋2H2O＋2NH3↑
(或B NH3·H2O=NH3↑＋H2O)
②dcfei
△
△
5.(2)氨氣與二氧化氮的反應(yīng)
將上述收集到的NH3充入注射器X中，硬質(zhì)玻璃管Y中加入少量催化劑，充入NO2(兩端用夾子K1、K2夾好)。在一定溫度下按圖示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
操作步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 解釋原因
打開K1，推動(dòng)注射器活塞，使X中的氣體緩慢通入Y管中 ①Y管中_____________ ②反應(yīng)的化學(xué)方程式_____
將注射器活塞退回原處并固定，待裝置恢復(fù)到室溫 Y管中有少量水珠 生成的氣態(tài)水凝聚
打開K2 ③__________ ④__________
①紅棕色氣體慢慢變淺 ②6NO2＋8NH3 = 7N2＋12H2O
③Z中NaOH溶液產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象 ④反應(yīng)后氣體分子數(shù)減少，Y管中壓強(qiáng)小于外壓
6.某學(xué)習(xí)小組探究濃、稀硝酸氧化性的相對(duì)強(qiáng)弱的，按下圖裝置進(jìn)行試驗(yàn)（夾持儀器已略去）。實(shí)驗(yàn)表明濃硝酸能將NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO,由此得出的結(jié)論是濃硝酸的氧化性強(qiáng)于稀硝酸。
可選藥品：濃硝酸、3mo/L稀硝酸、蒸餾水、濃硫酸、氫氧化鈉溶液及CO2
（1）實(shí)驗(yàn)應(yīng)避免有害氣體排放到空氣中，裝置③、④、⑥中盛放的藥品依次是__________。
3mol/L稀硝酸、濃硝酸、氫氧化鈉溶液
（2）滴加濃硝酸之前的操作時(shí)檢驗(yàn)裝置的氣密性，加入藥品，打開彈簧夾后__________。
通入CO2一段時(shí)間，關(guān)閉彈簧夾，將裝置⑤中導(dǎo)管末端伸入倒置的燒瓶?jī)?nèi)
6.某學(xué)習(xí)小組探究濃、稀硝酸氧化性的相對(duì)強(qiáng)弱的，按下圖裝置進(jìn)行試驗(yàn)（夾持儀器已略去）。實(shí)驗(yàn)表明濃硝酸能將NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO,由此得出的結(jié)論是濃硝酸的氧化性強(qiáng)于稀硝酸。
可選藥品：濃硝酸、3mo/L稀硝酸、蒸餾水、濃硫酸、氫氧化鈉溶液及CO2
（3）裝置①中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是__________。
Cu + 4HNO3（濃）= Cu(NO3)2 + 2NO2↑+ 2H2O
（4）裝置②的作用是____________，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是__________。
將NO2轉(zhuǎn)化為NO 3NO2 + H2O =
2HNO3 + NO
（5）該小組得出的結(jié)論所依據(jù)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是__________。
裝置③中液面上方氣體仍為無(wú)色，
裝置④中液面上方氣體由無(wú)色變?yōu)榧t棕色
(6)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)結(jié)束后，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)裝置①中溶液呈綠色，而不顯藍(lán)色。甲同學(xué)認(rèn)為是該溶液中硝酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高所致，而乙同學(xué)認(rèn)為是該溶液中溶解了生成的氣體。同學(xué)們分別涉及了一下4個(gè)試驗(yàn)來(lái)判斷兩種看法是否正確。這些方案中可行的是_____（選填序號(hào)字母）
a. 加熱該綠色溶液，觀察顏色變化
b. 加水稀釋綠色溶液，觀察顏色變化
c. 向該綠色溶液中通入氮?dú)猓^察顏色變化
d. 向飽和硝酸銅溶液中通入濃硝酸與銅反映產(chǎn)生的氣體，觀察顏色變化
a c d
7.某校化學(xué)探究小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究氨氣的制備及性質(zhì)。
[探究一]下圖A為NH3的制備裝置，圖中未畫出。
①ⅰ.只用一種試劑制備NH3，選取的最佳試劑是________。
a．NH4HCO3 b．NH4Cl c．Ca(OH)2 d．NH4NO3
ⅱ.裝置A所用的主要玻璃儀器是____________(填儀器名稱)。
②從裝置A進(jìn)入裝置B的物質(zhì)在B中被充分吸收，寫出B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式__________________(寫出一個(gè)即可)。
2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑
(或2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2)
a
試管、酒精燈
[探究二]為探究上述裝置中產(chǎn)生的氣體性質(zhì)，該化學(xué)探究小組又組裝了如下裝置，其中C處硬質(zhì)玻璃管中裝有紅色粉末銅粉。
用酒精燈加熱C處硬質(zhì)玻璃管一段時(shí)間后，再通入上述實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的氣體，過(guò)一會(huì)撤去C處酒精燈。據(jù)此回答：
③若實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)F處銅片逐漸溶解。則：
ⅰ.D中觀察到的現(xiàn)象是_____________________。
ⅱ.C中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________。
ⅲ.F處銅片逐漸溶解的原因是______________。
ⅳ.該裝置的不足之處是____________。
從E中出來(lái)的氣體中含有二氧化氮，二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸，銅與硝酸反應(yīng)而逐漸溶解
D中出現(xiàn)紅棕色氣體
4NH3＋5O2==4NO＋6H2O
△
Cu
沒(méi)有尾氣吸收裝置
④若實(shí)驗(yàn)過(guò)程中F處銅片沒(méi)有任何變化，D中無(wú)任何現(xiàn)象發(fā)生，只觀察到C中粉末在紅色和黑色間交替變化。則C中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________。
④2Cu＋O2==2CuO，
2NH3＋3CuO==3Cu＋N2＋3H2O
△
△
[探究二]為探究上述裝置中產(chǎn)生的氣體性質(zhì)，該化學(xué)探究小組又組裝了如下裝置，其中C處硬質(zhì)玻璃管中裝有紅色粉末銅粉。
用酒精燈加熱C處硬質(zhì)玻璃管一段時(shí)間后，再通入上述實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的氣體，過(guò)一會(huì)撤去C處酒精燈。據(jù)此回答：

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