高一化学第一章 第三节硝酸教案.pdf

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1、芯衣州星海市涌泉学校高一化学第一章第三节硝酸教案一、教学目的1、掌握硝酸的化学性质。2、理解实验室制 NO2、NO 的反响原理3、使学生理解硝酸的用途。二、重点、难点重点：硝酸的氧化性难点：硝酸的氧化性。三、教学过程设计探究问题框架：1、硝酸的物理性质：直接给出2、从硫酸得到启示，硝酸有什么化学性质？引导发现教师活动学生活动【引入】我们学习了氮元素的单质、氢化物、氧化物，接下来我们学习氮最高价氧化物对应的水化物硝酸。我们首先学习它的物理性质。【板书】第四节硝酸一、物理性质【展示】63%浓硝酸。【观察】色、态、气味、掂轻重、翻开瓶塞，观【展示】发烟硝酸。察。得出结论：纯硝酸是无色、易挥发、有刺激

2、性【讲述】质量分数为98%以上的浓硝酸在空气里气味的液体，比水重，能溶于水。由于硝酸的挥发而产生“发烟现象，通常叫做发烟硝酸。常用浓硝酸的质量分数大约是69。【指导阅读】查硝酸的密度，熔、沸点。查常用【观察】空气里挥发而产生“发烟现象。浓硝酸中溶质的质量分数及“发烟硝酸挥发性 沸点 物理的量浓度【导入】比较一下硝酸和硫酸的物理性质，找出常用浓硝酸易低18mol/L其不同点：常用硫硫酸难高12mol/L【导入】在化学性质上，浓硫酸的特点是具有强【答复】酸性、氧化性与铜、与碳、吸水性、氧化性，硝酸是否也如此呢？下面我们学习硝酸的化脱水性，常温下，铁、铝在浓硫酸中钝化学性质。根据硫酸的化学性质我们应

3、该从哪几个方面【学生通过实验探究浓硝酸的氧化性】研究硝酸的化学性质。【实验：铜与浓硝酸反响】【提示】注意与浓硫酸进展比较。哪一个剧烈。现象：产生红棕色气体。溶液由无色变为绿色。【指导学生实验】铜在不断溶解。结论：铜和浓硝酸常温下反响剧烈，比铜与浓硫酸反响剧烈，铜与浓硫酸需要加热，铜教师活动学生活动与浓硝酸反响不需要加热。推测产物，试写反响的化学方程式。【总结】初中我们已经学过硝酸的具有酸的通性，【推导】硝酸没有吸水性和脱水性。我们今天主要从氧化性来 Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O学习硝酸的特性。【板书】二、硝酸的化学性质1、与金属的反响1与不活泼金属反响Cu+4H

4、NO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O【设疑】我们知道稀硫酸不能与不活泼的金属铜反响，稀硝酸能不能与不活动的金属铜反响呢？并与【学生实验探究】铜和稀硝酸的反响。稀硫酸与铜反响进展比较。现象：产生无色气体。溶液由无色变为蓝色。铜【指导学生实验】在不断的溶解。无色气体遇空气变红棕色。结论：此无色气体是NO。因为：此气体遇空气变为了红棕色。【推导】【总结并板书】3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO2+4H2O3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO2+4H2O【总结】浓硝酸生成 NO2、稀硝酸生成 NO 气【引导总结】浓硝酸与稀硝酸与铜的作用有何不体。浓硝酸反

5、响速率快，不需加热，稀硝酸反响速同；硝酸与硫酸氧化性哪一个较强，从哪几个方面表率慢，有时需要加热。现。浓硫酸与铜反响需要加热，浓硝酸不需加热。稀硫酸与铜不反响，稀硝酸可以反响。可见，硝酸的氧化性比硫酸强。【引导探究】冷浓硝酸与铝、铁活泼金属反响的【实验探究】与浓硫酸一样，铝和铁都浓硝酸中情况怎样呢？钝化，即浓硝酸把它们的外表氧化成一层薄而致密【引导探究】大家回忆，实验室能否用稀硝酸制的氧化膜，常温下可以用铝槽车装运浓硝酸。取氢气？为什么呢？【答复】不能，因为硝酸的氧化性很强，NO3【板书总结】2与活泼金属反响起氧化作用。而不是H起氧化作用。在不生成稀硝酸中不生成H2、在浓硝酸中铝、铁钝化。【倾

6、听理解】【讲述】除金、铂以外，其余金属全可被其氧化而溶解。【介绍】王水的成分：浓硝酸与浓盐酸的混合物，其体积比为 1：3。氧化才能极强，可溶解金和铂。【引入】请大家用已学知识，推测浓硝酸能否与【讨论】结论：可以。原因是：硫酸可以氧化单碳、硫、磷等非金属单质反响？质碳等，所以浓硝酸也应该能氧化碳单质等。【引导】推测碳与浓硝酸反响的产物，试写反响【推导】C+4HNO3(浓)4NO2+CO2+2H2O的化学方程式。【板书】2、与非金属反响【总结】规律：一般生成最高价酸或者者氧化物、NO2 和 H2O。【讲述】因为硝酸具有强氧化性，对皮肤、衣物、【听讲、理解】纸强等都有腐蚀作用，所以使用硝酸时，一定要

7、格外小心，注意平安。万一不慎将浓硝酸弄到皮肤上，应立即用大量水冲洗，再用小苏打(NaHCO3)水或者者肥皂洗涤。【展示】利用一瓶久置而发黄的浓硝酸的样品，【分析，讨论】发黄的原因是什么？可能是因为进展提问为什么发黄。硝酸分解。【启发】可能有 NO2 产生，由于 NO2 溶于硝酸【探究】在 HNO3 中，由于氢元素和氮元素都而变黄。处于最高价，又因NO2 的生成，是氮元素的化合价【启发】假设是有 NO2 生成，那么硝酸的分解产物降低了，所以只能是 HNO3 中，氧元素的化合价升教师活动学生活动还必应有什么物质生成？高，因此，可能有氧气生成。【引导】推测产物，试写反响的化学方程式。【推导】C+4H

8、NO3=CO2+2NO2+2H2O【板书】3不稳定性：【答复】避光、阴凉处。【提问】硝酸应如何贮存？【小结】硝酸的特性是强氧化性和不稳定性。一一共同的特点是由于+5 价氮元素得电子，被复原为低价态氮的化合物的缘故。【课堂练习】1工业上如何贮存和运输大量的浓硝酸2如何洗净一支内壁镀银的试管？写出反响的方程式。3从节约原料，保护环境的角度来分析，要制取一定量的 CuNO32 晶体，以下实验设计中最合理的是(1)Cu+浓 HNO3(2)Cu+稀 HNO3硝酸资料物理性质:1.纯硝酸是无色油状液体,开盖时有烟雾,挥发性酸.2.M.p.-42,b.p.83.密度:g/cm3,与水任意比互溶.3.常见硝酸

9、 a%=63%-6%c=14-16mol/L.呈棕色(分析原因)发烟硝酸.化学性质:1.强腐蚀性:能严重损伤金属、橡胶和肌肤,因此不得用胶塞试剂瓶盛放硝酸.2.不稳定性:光或者者热4HNO3=4NO2+O2+2H2O所以,硝酸要避光保存.3.强酸性:在水溶液里完全电离,具有酸的通性.4.强氧化性:浓度越大,氧化性越强.i.与金属反响:实验在两支试管里分别盛有铜片,向两支试管理再分别参加浓硝酸和稀硝酸.Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2OAg+2HNO3(浓)=AgNO3+NO2+H2O3Ag+4HNO3(稀)

10、=3AgNO3+NO+2H2O硝酸能与除金、铂、钛等外的大多数金属反响.通常浓硝酸与金属反响时生成 NO2,稀硝酸(6mol/L)那么生成 NO.钝化反响:常温下浓硝酸可使铁、铝、铬(都可呈+3 价金属化合物)外表形成具有保护性的氧化膜而钝化.而稀硝酸那么与它们反响.Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO+2H2O王水:1 体积浓硝酸与 3 体积浓盐酸的混合溶液.可溶解金、铂.Au+HNO3+4HCl=HauCl4+NO+2H2OM+HNO3(1214mol/L)NO2 为主.M+HNO3(68mol/L)NO 为主M+HNO3(约 2mol/L)N2O 为主,M 较活泼.M+HNO3

11、(稀硝酸讨论浓硝酸和浓硫酸的氧化性哪个更强观察现象：浓、稀硝酸中分别参加石蕊试液，先变红，振荡后浓硝酸使石蕊褪色；加热后，稀硝酸也能使石蕊褪色。倾听笔记观察现象：浓硝酸和铜反响，溶液变蓝，有红棕色气体产生，反响迅速而剧烈稀硝酸和铜的反响，溶液变蓝，有无色气体产生，该无色气体在试管口接触空气变为棕色，反响没有浓硝酸剧烈。方程式书写：Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+NO2+2H2O3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2O答复：但由于反响中浓硝酸不断稀释,所以复原产物经常是 NO2 和 NO 均有.答复:酸性和氧化性，被复原生成氮氧化物的部分表现氧化性，生成硝酸铜的部分表

12、现酸性.答复 1:铜和浓硝酸反响生成二氧化氮,硝酸得1mol电子,铜和稀硝酸反响生成一氧化氮,硝酸得3mol电子,因此,稀硝酸氧化性较强答复 2:浓硝酸的氧化性强于稀硝酸,因为浓硝酸与铜的反响更剧烈,说明浓硝酸更易得电子.答复:氧化性复原性的强弱决定于得失电子的难易程度,和得失电子数的多少无关.如:1mol 钠失 1mol电子,1mol 镁失 2mol 电子,显然钠的复原性比镁强;1mol 氯得 1mol 电子,1mol 硫得 2mol 电子,显然氯的氧化性强于硫。答复：浓硝酸和铜室温下剧烈反响，浓硫酸和铜只能在加热条件下反响，由此说明浓硝酸比浓硫酸的氧化性强。设问不活泼的金属铜能被硝酸氧化，

13、那么比铜活泼的金属铁和铝是否能溶于浓硝酸呢？请大家观看演示实验。演示实验将铁钉和铝片分别参加到浓硝酸中，观察现象。考虑为什么强调钝化现象在常见金属中只有铁、铝存在，因为它们可生成致密的氧化膜，其它金属一般没有此现象。钝化现象也反映了浓硝酸的强氧化性，稀硝酸不能发生钝化现象。演示实验铁钉参加到稀硝酸中板书(3)和金属铁、铝的反响：浓硝酸与铁、铝常温下钝化介绍工业上常用铝槽车贮存和运输浓硝酸，就是利用铝和浓硝酸钝化的性质。知识介绍王水溶解金、铂的反响王水：浓硝酸、浓盐酸体积比1：3过渡浓硝酸的强氧化性还表如今它能氧化非金属单质碳、硫、磷等板书(3)与碳反响:演示实验将浓硝酸滴在红热的碳上讨论浓硝酸

14、和碳的反响过程中表现什么性质过渡硝酸还能氧化某些有复原性的化合物演示实验碘化钾淀粉溶液中参加稀硝酸板书(4)与化合物反响演示实验(1)观察浓硝酸在无色试剂瓶中色态(2)将浓硝酸微热,观察现象板书3.不稳定性:见光、受热分解讨论硝酸不稳定性的原因是什么？为什么久置的浓硝酸会变黄讨论实验室应如何保存浓硝酸小结硝酸具有强酸性、强氧化性和不稳定性，硝酸和铜反响时，浓硝酸的复原产物一般为 NO2，稀硝酸的复原产物一般为NO.讨论3g 铜与适量的浓硝酸反响,铜全部作用后,一一共搜集到2L气体(标况),反响中消耗的硝酸的物质的量可能是:()(A)1.0mol(B)1.6mol(C)mol(D)mol答案:C

15、考虑观察现象：铁钉和铝片均没有明显的反响。答复:铁、铝和浓硝酸在常温下反响，外表生成致密的氧化膜，阻止其继续反响，这种现象称为钝化，铁、铝在常温下和浓硫酸反响也有这种钝化现象。倾听观察现象：剧烈反响，有气体产生。笔记3Pt+4HNO3+18HCl3H2PtCl6+4NO+8H2OAu+4HCl+HNO3HAuCl4+NO+2H2O观察现象：可观察到碳剧烈反响,生成红棕色 NO2气体方程式:C+4HNO3CO2+4NO2+2H2O答复:只表现氧化性观察现象:溶液变蓝方程式:6KI+8HNO36KNO3+3I2+2NO+4H2O观察现象:浓硝酸在无色试剂瓶中呈黄色加热浓硝酸,立即产生大量红棕色气体

16、方程式:4HNO34NO2+2H2O+O2答复：+5 价氮的强得电子才能使硝酸不稳定。硝酸分解生成的二氧化氮溶于其中，使久置的浓硝酸变黄。答复：用棕色瓶保存，放于阴凉处，避光、避热。倾听讨论,答复:铜与适量的浓硝酸反响,复原产物可能为 NO2 和NO 均有,因此,此题应利用氮原子来解:反响中消耗的硝酸,反响后转变为硝酸铜和氮氧化物Cu(NO3)2 中 N 的物质的量=23/64molNO2+NO 中 N 的物质的量=2/2mol消耗硝酸的量=N 的物质的量=mol随堂检测1.以下反响中,硝酸既表现氧化性,又表现酸性的是()A.氧化铜和稀硝酸 B.铜和稀硝酸C.铜和浓硝酸 D.碳和浓硝酸2.某单

17、质能与浓硝酸反响,假设参加反响的单质与硝酸的物质的量比为1:4,那么该元素在氧化产物中的化合价可能为()A.+1B.+2C.+3D.+4随堂检测答案1.BC2.BD(第二课时)教师活动学生活动引入介绍硝酸的实验室制法原理:高沸点酸制低沸点酸NaNO3+H2SO4NaHSO4+HNO3虽然如今在实验室一般不再制备硝酸,但在微热十九世纪,这一实验帮助化学家制得硝酸,并开展了许多重要的实验研究.答复:硝酸受热易分解,因此,只能微热反响,故生成提问为什么生成物是硫酸氢钠而不是硫物为硫酸氢钠.酸钠板书硝酸的工业制法阅读,考虑指导阅读阅读教材,理解以下内容.(1)反响原理:氨氧化法NH3NONO2HNO3

18、(1)反响原理4NH3+5O24NO+6H2O(2)主要原料催化剂2NO+O22NO2(3)主要设备3NO2+H2O2HNO3+NO(4)尾气及其处理(2)主要原料:氨,空气和水(5)制 96%浓硝酸的方法(3)主要设备:氧化炉,吸收塔(4)尾气:NO 和 NO2处理:碱液吸收NO+NO2+2NaOH2NaNO2(5)制 96%浓硝酸的方法:用硝酸镁或者者浓硫酸为吸水剂,蒸馏讲解结合有关工业制硝酸的音像、图片资倾听料，编制计算机多媒体课件，讲解硝酸消费的工艺流程。强调NO 的循环使用，进步转化率，减少尾气排放。介绍亚硝酸钠，常用的工业用盐，其性状倾听同食盐极为类似，在食品工业上常用作防腐剂，但

19、用量过大极容易引起食物中毒，常有此类事件发生。介绍氮氧化物的污染问题二氧化氮能刺激肺部、抵抗力下降，造成感冒、肺水肿、哮喘等疾病。对儿童来说，二氧化氮可能会造成肺部发育受损。一氧化氮可引起血红蛋白的变性，并对中枢神经系统产生影响。当二氧化氮与碳氢化合物一一共存于空气中时，经阳光紫外线照射，发生光化学反响，产生一种光化学烟雾，它是一种有毒性的二次污染物。1943 年美国洛杉矶，当时该的 200 多万辆汽车在排放大量的汽车尾气，在紫外线照射下产生光化学烟雾，大量居民出现眼睛红肿、流泪、喉痛等病症，死亡率大大增加。这就是著名的洛杉矶光化学烟雾事件。大气中的氮氧化物主要来源于车辆废气、火力发电站和其他

20、工业的燃料燃烧以及硝酸、氮肥、炸药的工业消费过程。因此，通过城汽车用量的控制及改进汽缸燃烧系统，使用清洁燃料，以及改进可能产生二氧化氮废气的化工工艺，加强尾气的处理综合利用等措施可有效地降低大气中氮氧化物的污染。讨论讨论：由于一氧化氮循环使用，理论上 NO 可完氨氧化制硝酸时,将一氧化氮循环使用,假设全转化为硝酸4NO+3O2+2H2O4HNO3由氨制一氧化氮的产率为 90,由一氧化氮制因此，氨和硝酸的物质的量比为1:1成硝酸的产率为 92,标准状况下 224m3 的氨NH3-HNO3气可制成 63的硝酸_kg.2L63g答案:828kg224103L90%92%x63%强调氨和硝酸的物质的量

21、比为 1:1,损耗计解得:x=828000g=828kg入起始原料.课堂检测1.溶质的质量分数为 63%的浓硝酸的密度为 gcm-3,其物质的量浓度为:_molL-1,取V/4mL 这种浓硝酸,加水稀释至 4VmL,所得溶液的物质的量浓度为:_molL-12.工业上由氨氧化法制硝酸,再用硝酸和氨反响制得硝酸铵。假设由氨转化为硝酸的总转化率为85,假设要制成硝酸铵800Kg，问需要消耗氨_Kg,氨氧化制硝酸消耗的氨占总耗氨量的_%.课堂检测答案1.14,0.875;2.370;54引入在上列转化反响中，找出能用于工业制硝酸一条反响道路。学生活动学生讨论后，意见逐渐统一到以下两条反响道路上。反响道

22、路一：N2NONO2HNO3相应反响的化学方程式为：N2+O22NO属于吸热反响2NO+O2=2NO2属于放热反响3NO2+H2O=2HNO3+NO属于放热反响反响道路二：NH3NONO2HNO34NH3+5O24NO+6H2O属于放热反响2NO+O2=2NO2属于放热反响3NO2+H2O=2HNO3+NO属于放热反响引导学生讨论上述两种反响途径，哪种更适宜用于工业上制取硝酸学生从反响的可能性、原料、能量消耗等各个方面进展讨论可得出结论。教师讲授介绍现代工业制硝酸的方法早期工业曾有硝石法、电弧法制硝酸，现代工业上一般都采用氨氧化法制硝酸。板书3硝酸的工业制法-氨氧化法制硝酸催化剂高温反响原理：

23、4NH3+5O24NO+6H2O属于放热反响2NO+O2=2NO2属于放热反响3NO2+H2O=2HNO3+NO属于放热反响消费步骤和产要设备：氧化炉：氨氧化成一氧化氮；吸收塔：一氧化氮转化成二氧化氮，用水吸收二氧化氮生成硝酸。蒸馏浓缩：用浓硫酸或者者硝酸镁作吸水剂进展蒸馏浓缩可得到更浓的硝酸。这种方法可制得 96%以上的硝酸溶液。引导实验室假设要制取硝酸，应该选什么作为原料？同学们可以联络实验室制氯化氢的方法进展类比。板书4硝酸的实验室制法实验室可用硝酸钠跟浓硫酸反响制取硝酸：催化剂NaHSO4+HNO3NaNO3+H2SO4(浓)注意，一般情况下，该反响不需高温，以使硫酸氢钠跟硝酸钠进一步

24、反响这一点跟实验室制氯化氢气体有差异。引导硝酸的化学性质比较复杂，有关硝酸的计算问题也比较复杂，下面我们一起来讨论一下有关硝酸参加反响的计算问题。稳固练习1实验室可以利用硝酸钠跟浓硫酸加热制取硝酸，这是利用了硝酸的。A氧化性B强酸性C不稳定性D挥发性2工业上用氨的催化氧化法制取硝酸时，先制成质量分数为50%左右的硝酸，再制成质量分数为96%的浓硝酸，一般采用的方法是。A加热蒸发浓缩B加生石灰吸去水分后再过滤C加硝酸镁后再蒸馏浓缩D参加浓硫酸后再分液微热3在容积为 672mL 的烧杯里充满 NO、NO2 混合气体，将其倒立在水槽里，去塞后再缓缓通入 280mLO2，反响恰好完全，且水充满了烧瓶所

25、有气体体积都已折合为标准状况。以下表达正确的选项是。A总反响为：NO+NO2+O2+H2O=2HNO3B总反响为：4NO+8NO2+5O2+6H2O=12HNO3C烧瓶中硝酸的物质的量浓度为 0.03molL-1D烧瓶中硝酸的物质的量浓度为 0.045molL-14某金属与稀硝酸恰好完全反响生成 NO2，消耗金属和硝酸的物质的量之比为 13，那么该金属可能是。ACuBAgCAlDFe5有关物质有如图1-3-4 所示的转化关系。其中，A 的浓溶液与单质 B 在加热时才发生反响，A 的稀溶液与足量 B 在加热时才发生反响，D 的稀溶液与苯酚溶液混合后呈紫色。据此填空：1写出以下物质的化学式：A_，

26、D_，E_。2反响的现象是_；3写出反响的离子方程式：_；4A 的浓溶液与单质 B 加热时能否产生 G？为什么？结合图给信息答复6由二氧化氮、氨、氧气组成的混合气体，在标准状况下占有的体积是 2L，通过过量的稀硝酸充分吸收后，溶液质量增加了 3g，气体体积缩小至 4L已折算成标准状况。试通过计算求出原混合气体中各气体的体积分数。7有铜和氧化铜的混合粉末 8g，将其全部溶于 70mL7molL-1 的硝酸中，反响中搜集到6L标准状况下气体。反响后用蒸馏水将溶液稀释至 100mL，此时溶液中 c(H+)=1molL-1。再从中取出 10mL 跟 10mLmolL-1 的氢氧化钠溶液混合。试通过计算

27、求：1析出沉淀的质量。2反响后所得溶液的 OH-离子的物质的量浓度。参考答案:/DearEDU1D，2C，3BD，4D。5 1HNO3；Fe(NO3)3；NO2。2白色沉淀变成灰绿色，最终为红褐色沉淀。33Fe+8H+2NO3-=3Fe2+2NO+4H2O。4不能。根据图中反响，NO 遇浓硝酸可转化为 NO2。6有两种情况。假设是 NO2 过量：O2%=10%，NH3%=20%，NO2%=70%。假设是 O2 过量：NO2%=60%，NH3%=15%，O2%=25%。提示：把 1molNO2、NH3、O2 混合气体通过稀硝酸时，氨被全部吸收，NO2、O2 那么可跟水反响生成 HNO3。假设是 NO2 过量，O2 全部耗尽，尾气是 0.1molNO；假设是 O2 过量，NO2 全部耗尽，尾气是 0.1molO27 176g。20.1molL-1。可根据硝酸根离子守恒进展分析，可以快速计算