第 2
课时
硝酸
专题7 氮与社会可持续发展
第二单元 重要的含氮化工原料
学习目标
1.掌握硝酸的重要性质和应用。
2.能从不同视角认识含氮化合物之间转化的条件和方式。
硝酸是最重要的无机强酸之一,也是重要的化工原料,在工农业生产和人类生活中发挥着极为重要的作用。
思考:
1.怎样制备硝酸,反应原理是什么?
2.硝酸有哪些性质?
新课导入
一、硝酸的制备
1.反应原理
4NH3 +5O2 === 4NO + 6H2O
催化剂
△
2NO + O2 === 2NO2
2NO2 + H2O === 2HNO3 + NO
2.设备
合成塔
(1)氨的催化氧化: 。 (2)NO氧化成NO2:_______________________。
(3)NO2的吸收: 。
新知梳理
二、硝酸的物理性质
硝酸是一种无色、易挥发、具有刺激性气味的液体,沸点为83℃,密度为1.42g·cm-3,能与水以任意比互溶。市售浓硝酸的质量分数约为69%。
新知梳理
三、硝酸的化学性质
1.不稳定性
见光或受热分解
NO2红棕色
市售浓硝酸常因溶有少量NO2而显黄色
思考:怎样去除黄色,怎样保存硝酸呢?
提示:向硝酸缓慢通入O2,能消除黄色,原理
4NO2 + O2 + 2H2O === 4HNO3
注意:硝酸密封贮存棕色细口瓶,并置于低温、避光处。
新知梳理
铜与浓硝酸反应装置图1
铜与稀硝酸反应装置图2
【实验1】将铜片置于具支试管的底部,通过分液漏斗加入2mL浓硝酸,将产生的气体通入倒置于水槽里充满水的集气瓶中(右图1),观察实验现象。
【实验2】在上述装置中,用分液漏斗向试管内加稀硝酸(右图2),继续收集产生的气体,观察实验现象。
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}实验序号
实验现象
化学方程式
实验1
实验2
产生红棕色气体,溶液变蓝绿色,收集到无色气体
Cu + 4HNO3 === Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
3NO2 + H2O === 2HNO3 + NO(无色气体)
产生无色气体,溶液变蓝绿色,收集到无色气体
3Cu + 8HNO3 === 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O
观察思考
2.强氧化性
(1)与金属反应(除Au、Pt外)
Cu + 4HNO3 === Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
3Cu + 8HNO3 === 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O
硝酸除强氧化性外,还有酸性
注:常温下,铁、铝遇浓硝酸钝化,形成一层致密的氧化膜,阻止继续反应。故能用铁制或铝制容器盛装浓硝酸。
新知梳理
(2)与非金属反应
实验现象:产生红棕色气体
C + 4HNO3(浓) === CO2 ↑+ 4NO2↑ + 2H2O
△
思考:反应中浓硝酸除有强氧化性外,还有其他性质吗?
新知梳理
(3)与其他还原性物质反应
硝酸的强氧化性还表现在可以氧化具有还原性的化合物或离子,如HI、HBr、SO2、Fe2+、FeO、Br-、I-、S2-、SO32?等均能被HNO3氧化。
?
3Fe2+ + 4H+ +NO????? === 3Fe3+ + NO↑ + 2H2O
?
新知梳理
1. HNO3中的+5价氮元素具有很强的得电子能力。
在浓、稀HNO3中均存在两种氧化性微粒H+、NO3?,HNO3的强氧化性实质是酸性条件下,NO?????中+5价氮氧化性 > H+。
2.规律 (1)硝酸的浓度越大,反应温度越高,其氧化性越强。
(2)还原剂一般被氧化成最高价态。
?
硝酸氧化性分析
归纳总结
3.硝酸的酸性
(1)与碱反应
NaOH + HNO3 === NaNO3 + H2O
CaO + 2HNO3 === Ca(NO3)2 + H2O
Ca(OH)2 + 2HNO3 === Ca(NO3)2 + 2H2O
(2)与碱性氧化物反应
Fe2O3 + 6HNO3 === 2Fe(NO3)3 + 3H2O
特例:3FeO +10HNO3 === 3Fe(NO3)3 + NO↑+ 5H2O
FeO中铁为+2价,有还原性,与硝酸发生氧化还原反应
归纳总结
四、硝酸的用途
硝酸是一种重要的化工原料,常用来制造氮肥、燃料、塑料、炸药、硝酸盐等。
氮 肥
黄色炸药
染 料
新知梳理
NH3→NO→NO2→HNO3
-3 +2 +4 +5
课堂小结
硝酸的性质及应用
硝酸的物理性质
硝酸的化学性质
硝酸的用途
不稳定性
强氧化性
酸性
1.下列反应中硝酸既表现出酸性又表现出氧化性的是( )
A.使石蕊溶液变红
B.与铜反应放出NO气体,生成Cu(NO3)2
C.与Na2CO3反应放出CO2气体,生成NaNO3
D.与S单质混合共热时生成H2SO4和NO2
B
达标检测
2.将硝酸表现出的性质(代号字母)填在下列各反应操作或现象后:
A.氧化性 B.酸性 C.还原性 D.不稳定性
(1)久置的浓硝酸变黄色________。
(2)用硝酸浸洗附有银的试管________。
(3)常温下用铁制或铝制容器贮存、运输浓HNO3____________。
(4)用稀HNO3浸洗久置石灰水试剂瓶上的固体____________。
(5)用Cu和稀HNO3制NO气体________。
达标检测
本节内容结束