学案重要的含氨化工原料2硝酸

重要的含氮化工原料【第二学时】【学习内容】硝酸【学习目标】1．通过实验操作，观察现象以及讨论总结，了解硝酸的性质。2．构建物质间转化关系，能从化合价、类别两个角度认识硝酸的性质。【学习重难点】1．通过实验操作，观察现象以及讨论总结，了解硝酸的性质。2．构建物质间转化关系，能从化合价、类别两个角度认识硝酸的性质。【学习过程】一、【知识梳理】1．物理性质颜色状态气味特性无色液态刺激性易挥发2．化学性质（1）不稳定性：见光或受热易分解，化学方程式为4HNO3eq\o(=,\s\up10(△),\s\do18(或光照))4NO2↑＋O2↑＋2H2O。微点拨：浓硝酸由于溶有少量NO2而略显黄色。（2）酸性：属于强酸，具有酸的通性，如CaCO3与HNO3反应CaCO3＋2HNO3(稀)=Ca(NO3)2＋CO2↑＋H2O。（3）强氧化性：①与金属反应：硝酸具有强氧化性，能与除金、铂等少数金属以外的绝大多数金属反应。A．Cu与浓HNO3反应的化学方程式为Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。Cu与稀HNO3反应的化学方程式为3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。B．与Fe、Al反应：常温下，浓硝酸与浓硫酸相似，也能使铁、铝表面形成致密的氧化膜而钝化，所以可以用铝质或铁质容器盛放浓硝酸。②与非金属反应：浓硝酸在加热的条件下，还能与木炭等非金属单质发生氧化还原反应。浓硝酸与木炭反应的化学方程式为C＋4HNO3(浓)eq\o(=,\s\up10(△))4NO2↑＋CO2↑＋2H2O。微点拨：浓硝酸和浓盐酸的混合物（体积比为1∶3）叫作王水，能使一些不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。3．用途硝酸是一种重要的化工原料，常用来制造氮肥、炸药、燃料、塑料、硝酸盐等。二、初试身手（一）自主诊断1．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）（1）硝酸是一种具有强氧化性、腐蚀性的强酸。 （√）（2）硝酸可与Na2SO3反应制得SO2气体。 （×）（3）浓、稀硝酸都能使蓝色石蕊试纸最终变为红色。 （×）（4）在常温下，浓硫酸和浓硝酸与Fe和Al发生“钝化”，说明常温下浓H2SO4和浓HNO3与Fe和Al都不反应。 （×）2．下列关于硝酸的叙述正确的是（）A．常温下，浓硝酸可以使金属镁钝化B．稀硝酸与活泼金属反应主要放出氢气C．浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂D．室温下，铜能与浓硝酸反应，不能与稀硝酸反应C【常温下，浓硝酸可以使铁、铝金属发生钝化，而镁不能钝化，A错误；稀硝酸具有强氧化性，与活泼金属反应主要还原产物为含氮元素的物质，不能得到氢气，B错误；浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂，C正确；室温下，铜与浓硝酸、稀硝酸均反应，只是反应的速度及还原产物不同，D错误。】3．实验室中常用铜和稀硝酸反应制取一氧化氮：3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。（1）反应中被还原的元素是________，氧化产物是________。（2）氧化剂与还原剂的物质的量之比是________，硝酸所表现的性质是________。【答案】（1）氮元素硝酸铜（2）2∶3强氧化性和酸性（二）合作探究1．下列实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得的结论不正确的是（）①②③A．由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体B．红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生反应C．由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物D．③的气体产物中检测出CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应D【A对，①中灼热碎玻璃不与浓HNO3反应，仍有红棕色气体NO2生成，说明浓硝酸受热发生了分解反应，生成NO2．O2和H2O；B对，由于浓硝酸受热分解生成NO2，则②中红棕色气体可能来源于浓硝酸的分解，故不能表明②中木炭与浓硝酸发生反应；C对，③中木炭未与浓硝酸接触，生成的红棕色气体只能是挥发出的HNO3与红热木炭发生反应，或挥发出的HNO3受热分解生成NO2，说明浓硝酸具有挥发性，NO2是还原产物；D错，由于空气中含有O2，则红热的木炭可能与O2反应产生了CO2，故不能说明木炭一定与浓硝酸发生了反应。】2．在100mL混合液中，HNO3和H2SO4的物质的量浓度分别是0.4mol/L和0.1mol/L，向该混合液中加入1．92g铜粉，加热充分反应后，所得溶液中Cu2＋的物质的量浓度是（）A．0.15mol/L B．0.225mol/LC．0.35mol/L D．0.45mol/LB【由于本题溶液中存在HNO3．H2SO4，所以c(H＋)>c(NOeq\o\al(－,3))，而在Cu与HNO3反应中，实际参加反应的n(H＋)∶n(NOeq\o\al(－,3))＝8∶2，所以要依据离子方程式来计算。3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O3823eq\f(1.92,64)eq\o(\s\up10(0.4＋0.2),\s\do8(×0.1))0.4×0.1由此可知H＋的量不足，完全反应，则：n(Cu2＋)＝eq\f(0.4＋0.2×0.1×3,8)mol＝0.0225mol，c(Cu2＋)＝eq\f(0.0225mol,0.1L)＝0.225mol/L。】【精炼反馈】1．我国清代《本草纲目拾遗》中记叙无机药物335种，其中“强水”条目下写道：“性最烈，能蚀五金……其水甚强，五金八石皆能穿第，惟玻璃可盛。”这里的“强水”是指（）A．氨水 B．硝酸C．醋 D．卤水B【根据所给四种物质的氧化性的强弱可判断，该强水为硝酸，硝酸具有强氧化性，可溶解大部分金属。】2．实验室贮存下列物质的溶液时，必须用棕色瓶的是（）①浓硝酸②浓硫酸③浓盐酸④硝酸银溶液A．①④ B．②③C．①③ D．②④A【见光易分解的物质保存在棕色瓶中，如：浓硝酸、硝酸银、溴化银、氯水等。】3．下列实验事实与硝酸性质不相对应的一组是（）A．稀硝酸使紫色石蕊溶液变红——酸性B．铁与稀硝酸反应不能放出氢气——强氧化性C．要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性D．氢氧化亚铁固体与稀硝酸混合——仅强酸性D【稀硝酸使紫色石蕊溶液变红体现硝酸的酸性，A正确；稀硝酸具有氧化性，与Fe反应，产生硝酸盐、NO和水，不能产生氢气，这是它的强氧化性，B正确；浓硝酸不稳定，见光易分解产生NO2、O2和水，所以浓硝酸要放在棕色试剂瓶中避光保存，C正确；稀硝酸具有酸性，能与氢氧化亚铁发生中和反应，但它同时具有强氧化性，会把反应产生的Fe2＋氧化为Fe3＋，不仅仅表现酸性，D错误。】4．工业上用洗净的废铜屑作原料制取硝酸铜。为节约原料和防止环境污染，宜采取的方法是（）A．Cu＋HNO3(浓)→Cu(NO3)2B、Cu＋HNO3(稀)→Cu(NO3)2C．Cueq\o(→,\s\up10(空气),\s\do8(△))CuOeq\o(→,\s\up10(硝酸))Cu(NO3)2D．Cueq\o(→,\s\up10(浓硫酸),\s\do8(△))Cu(SO4)2eq\o(→,\s\up10(BaNO32))Cu(NO3)2C【A中产生NO2，B中产生NO，D中产生SO2，都产生污染性气体。】5．将7.68g铜与50mL一定浓度的硝酸恰好完全反应，收集到标准状况下4.48L气体。请回答：（1）NO的体积为________L，NO2的体积为________L。（2）被还原的硝酸的物质的量是________mol。（3）硝酸的物质的量浓度是________mol·L－1．【解析】n(Cu)＝eq\f(7.68g,64g·mol－1)＝0.12mol，n(NO)＋n(NO2)＝eq\f(4.48L,22.4L·mol－1)＝0.2mol。（1）解法一：设n(NO2)＝xmol，则n(NO)＝(0.2－x)mol，Cueq\o(→,\s\up10(浓HNO3))2NO2↑3Cueq\o(→,\s\up10(稀HNO3))2NO↑eq\f(x,2)molxmoleq\f(3,2)(0.2－x)mol(0.2－x)mol得eq\f(x,2)＋eq\f(3,2)(0.2－x)＝0.12，解得x＝0.18mol，则V(NO2)＝0.18mol×22.4L·mol－1＝4.032L，V(NO)＝(0.2－0.18)mol×22.4L·mol－1＝0.448L。解法二：Cu～Cu2＋～2e－0.12mol0.24molHNO3～NO2↑～e－n(NO2)n(NO2)HNO3～NO↑～3e－n(NO)3n(NO)由得失电子守恒得：n(NO2)＋3n(NO)＝0.24mol又因n(NO2)＋n(NO)＝0.2mol，解得n(NO2)＝0.18mol，n(NO)＝0.02mol，即V(NO2)＝4．032L，V(NO)＝0.448L。（2）HNO3被还原生成NO和NO