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第五章 化工生产中的重要非金属元素
第二节 氮及其化合物
第4课时 硝酸
无色
刺激性气味的液体
(易挥发)
易溶于水
2
1
3
一、 硝酸的物理性质
质量分数为95%以上的硝酸叫发烟硝酸
久置硝酸分解产生的NO2溶于溶液中,使得溶液变黄!
为何发黄?
4HNO3 O2↑ + 4NO2↑ +2H2O
光照
浓硝酸保存在棕色试剂瓶中,并避光放置于阴凉处
如何保存?
如何去黄?
在浓硝酸中通入足量的氧气,发生反应4NO2+O2+2H2O = 4HNO3
二、 硝酸的化学性质
(2)酸的通性
(1)不稳定性
(3)强氧化性
(1) 不稳定性
4HNO3(浓) ==== 4NO2↑+O2↑+2H2O
△
或光照
(2) 强酸性
HNO3 = H+ + NO3-
酸的通性:能与金属、碱性氧化物、碱、某些盐、指示剂反应
1、硝酸加入到生石灰上
2、硝酸加入到氢氧化钠溶液中
3、硝酸滴加到大理石上
2HNO3 + CaO = Ca(NO3)2 + H2O
HNO3 + NaOH = NaNO3 + H2O
2HNO3 + CaCO3 = Ca(NO3)2 + H2O + CO2↑
【实验】硝酸的酸性
实验 操作 现象 结论或解释
1 向稀硝酸中滴加少量紫色石蕊
2 向浓硝酸中滴加少量紫色石蕊
溶液先变红后褪色
溶液变红
稀硝酸有酸性
浓硝酸有酸性和漂白性
(3) 强氧化性
稀硝酸 浓硝酸
实验 现象 反应缓慢,有少量气泡产生,__________,试管口有红棕色气体产生 反应剧烈,有__________产生,__________,液面上有________气体产生
实验 结论 铜与稀硝酸常温下缓慢反应生成_____气体 铜与浓硝酸常温下剧烈反应生成_____气体
溶液变蓝
大量气泡
溶液变绿
红棕色
NO
NO2
稀硝酸与铜反应
浓硝酸与铜反应
①与金属反应
3Cu+8HNO3(稀) === 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
Cu+4HNO3(浓) === Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
强氧化性酸性
硝酸的还原产物
浓
稀
极稀
NO2
NO
NH4+
b.常温下浓硝酸能使Fe、Al发生钝化,
a.除Au、Pt等,硝酸可以氧化大多数金属
硝酸氧化性这么强,那么工业上怎么运输呢?
加热时:
Al + 6HNO3(浓) === Al(NO3)3 + 3NO2↑ + 3H2O
△
Fe + 6HNO3(浓) === Fe(NO3)3 + 3NO2↑ + 3H2O
△
稀硝酸
与铁的
反应:
Fe + 4HNO3(稀) == Fe(NO3)3 + NO↑ + 2H2O
3Fe(过量) + 8HNO3(稀) == 3Fe(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O
C + 4HNO3(浓) = 4NO2↑ + CO2↑+2H2O
△
S + 6HNO3(浓) = 6NO2↑ +H2SO4 + 2H2O
△
②与非金属反应
③与具有还原性的化合物或离子反应
硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2+等还原性物质
硝 酸
三、 硝酸的用途
硝酸是重要的化工原料,用于制化肥、农药、炸药、染料等。工业上制硝酸的原理是将氨经过一系列反应得到硝酸,如下图所示:
N2
H2
O2
O2
H2O
NH3
NO
NO2
HNO3
(1)氨在催化剂、加热条件下氧化为NO
(2)NO被空气氧化为NO2
(3)NO2溶于水制备HNO3
2NO+O2===2NO2
4NH3+5O2 4NO+6H2O
3NO2+H2O===2HNO3+NO
④Na2CO3+2HNO3==
2NaNO3+CO2↑+H2O
1、下列各反应表明了HNO3的什么性质
①NaNO3(s)+H2SO4(浓)===
微热
NaHSO4+HNO3↑
②3Cu+8HNO3(稀)==
3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
③C+4HNO3(浓)==
△
4NO2↑+CO2↑+2H2O
2H2O+4NO2↑+O2↑
⑤4HNO3==
△
⑤不稳定性
④强酸性
③强氧化性
②强氧化性、酸性
①挥发性
①、③均观察到实验现象:溶液呈蓝色,试管口有红棕色气体产生。下列说法正确的是( )A.①试管口有红棕色气体产生,原因是硝酸被还原为NO2B.由③的现象可得出结论:Cu可与稀硫酸反应C.③中反应的离子方程式:3Cu+2NO3-+8H+===3Cu2++2NO↑+4H2OD.③中可能产生SO2
2、某同学进行有关铜、硝酸、硫酸化学性质的实验,实验过程如图所示:
C
3、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( )
C
6、 下述实验中均有红棕色气体产生,对比分析所得结论不正确的是 ( )
① ② ③
A.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了反应
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