专题7 第2单元 课题2 硝酸 课件(共34张PPT) 2022-2023学年高一下学期化学苏教版（2019）必修第二册

(共34张PPT)
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
课题2　硝酸
学 习 目 标
1. 了解硝酸的物理性质和化学性质(酸性、强氧化性、不稳定性)。
2. 认识浓硝酸在常温下与铁、铝的钝化作用。
3. 了解浓、稀硝酸的主要性质和在生产中的应用。
活 动 方 案
1. 观察老师展示的试剂瓶中的浓硝酸，讨论、学习硝酸的物理性质。
【答案】 硝酸是一种无色、易挥发、具有刺激性气味的液体，能与水以任意比互溶，沸点为 83 ℃，密度为1.42 g·cm－3。
2. 浓硝酸密封保存在玻璃瓶中，为什么？打开瓶塞(一般是塑料塞)看到什么现象？
【答案】 浓硝酸易挥发，所以要密封保存在玻璃瓶中。打开瓶塞可看到瓶口产生白雾，是挥发出的硝酸分子与空气中的水蒸气形成的酸雾。
活动一：了解硝酸的物理性质
1. 为什么试剂瓶中的浓硝酸往往略显黄色？
活动二：分析浓硝酸的颜色及原因
2. 实验室中的浓硝酸常保存在无色试剂瓶中吗？
【答案】 不是，为防止HNO3见光分解，浓硝酸通常保存在棕色试剂瓶中。
1. 完成下列实验报告。
【实验1】将铜片置于具支试管的底部，通过分液漏斗加入2 mL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(如右图所示)，观察实验现象。
活动三：探究浓、稀硝酸的性质
【实验2】在上述装置中，用分液漏斗向试管内加5 mL水，稀释硝酸，继续收集产生的气体，观察实验现象。
【实验3】将一小块木炭放在酒精灯上加热至红热，然后投入盛有浓硝酸的试管中。
【实验4】将一段除去表面氧化膜的光亮铁圈(或铝圈)用细铁丝系好，轻轻放到盛有浓硝酸的烧杯中，片刻后小心取出，再浸入CuSO4溶液中，取出后用玻璃棒轻轻敲击铁圈(或铝圈)，观察变化。
【实验5】分别将少量紫色石蕊试液加入浓硝酸、稀硝酸中。
实验序号 实验现象 实验结论(或化学方程式)
实验1
实验2
试管内生成红棕色气体，集气瓶中气体为无色，试管内溶液颜色逐渐变为绿色
开始反应较慢，然后逐渐加快；铜丝表面产生无色气泡，溶液变蓝
Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O、3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
3Cu＋8HNO3(稀)=== 3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
实验序号 实验现象 实验结论(或化学方程式)
实验3
实验4
实验5
木炭在试管中跳动，同时产生红棕色气体
从浓硝酸中取出时以及从硫酸铜溶液中取出时，铁圈(或铝圈)表面均无明显变化，敲击铁圈(或铝圈)后，铁圈(或铝圈)立即变红
铁(或铝)在浓硝酸中发生了钝化，表面形成一层致密的氧化物薄膜，不能和CuSO4溶液反应，取出并敲击铁圈(或铝圈)后，氧化膜被破坏，内层的铁(或铝)暴露并和其表面附着的CuSO4溶液反应生成铜
浓硝酸先变红后褪色，稀硝酸只变红
浓硝酸的氧化性强于稀硝酸
2. 讨论：硝酸的浓度与还原产物的化合价有什么关系？
【答案】 硝酸浓度越大，其还原产物中氮元素的价态越高；硝酸浓度越小，其还原产物中氮元素的价态越低。
3. 讨论：工业生产中怎样储存运输浓硝酸？
【答案】 用铝制或铁制容器储存运输浓硝酸。
【归纳总结】
(1) 硝酸与金属的反应
①除Au、Pt等少数金属外，硝酸几乎可以氧化所有的金属，如3Ag＋4HNO3(稀)===3AgNO3＋NO↑＋2H2O；
②活泼金属与硝酸反应不生成H2，硝酸的浓度不同，还原产物不同；
③常温下，浓硝酸能使Fe、Al钝化，因此可用铝或铁制容器贮存浓硝酸。
工业制备流程图
活动四：了解硝酸的工业生产
工业生产硝酸流程如下：
(1) 氨在催化剂的作用下与氧气发生反应，生成一氧化氮。
(2) 一氧化氮进一步被氧气氧化，生成二氧化氮。
【答案】 2NO＋O2===2NO2
(3) 用水吸收二氧化氮，生成硝酸。
写出上述制备硝酸的化学方程式。
【答案】 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
1. 思维模型
活动五：硝酸与金属反应的相关计算
2. 计算方法(以Cu与硝酸反应为例)
(1) 原子守恒法：反应前所有的N只存在于HNO3中，反应后含N的物质有HNO3的还原产物(假设有NO2、NO)和Cu(NO3)2，若HNO3过量，则过量HNO3中也含N，则有n(N)＝n(NO2)＋n(NO)＋2n[Cu(NO3)2]＋n(HNO3)剩。
3. 将32.64 g铜与140 mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生标准状况下的一氧化氮和二氧化氮混合气体共11.2 L。请回答下列问题：
(1) 产生一氧化氮的体积为______________L(标准状况下)。
(2) 待反应结束后，向溶液中加入V mL a mol·L－1的氢氧化钠溶液，
恰好使溶液中的Cu2＋全部转化为沉淀，则原硝酸的浓度为____________ mol·L－1(不必化简)。
(3) 欲使铜与硝酸反应生成的气体在氢氧化钠溶液中全部转化为硝酸钠，至少需要氧气___________mol。
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课 堂 反 馈
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1. (2020·扬州期末)下列有关浓硝酸的说法正确的是(　 　)
A. 保存在无色试剂瓶中 B. 易挥发
C. 常温下与铁反应放出氢气 D. 受热不分解
【解析】 浓硝酸见光易分解，应该保存在棕色试剂瓶中，A错误；硝酸的沸点低，所以浓硝酸具有挥发性，易挥发，B正确；浓硝酸的氧化性强，常温时可使铁发生钝化，不能生成氢气，C错误；浓硝酸不稳定，受热易分解，D错误。
【答案】 B
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2. 我国清代《本草纲目拾遗》记录无机药物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
【解析】 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。故选B。
【答案】 B
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3. 已知3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，则下列说法不正确的是(　 　)
A. Cu作还原剂，HNO3作氧化剂
B. HNO3在该反应中只有部分表现出了氧化性
C. 每生成22.4 L(标准状况)NO，有3 mol电子转移
D. 如果有8 mol HNO3被还原，则生成了2 mol NO
1
【解析】 由化学方程式知，8 mol HNO3参加反应，生成2 mol NO，则被还原的HNO3为2 mol，D错误。
【答案】 D
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4. 下列事实与括号中物质的性质对应关系正确的是(　 　)
A. 浓硫酸与蔗糖混合后变黑(浓硫酸的吸水性)
B. 浓硫酸可以用来干燥Cl2、CO等气体(浓硫酸的脱水性)
C. 常温下，可用铝制容器盛装浓硝酸(浓硝酸的强氧化性)
D. 一般用棕色试剂瓶盛放硝酸(硝酸的挥发性)
1
【解析】 蔗糖与浓硫酸混合后变黑，体现浓硫酸的脱水性，A错误；浓硫酸具有吸水性，且与氯气和一氧化碳不反应，可以干燥氯气和一氧化碳气体，B错误；浓硝酸具有强氧化性，常温下能够使铝发生钝化，所以常温下可用铝制容器盛装浓硝酸，C正确；浓硝酸具有不稳定性，见光易分解，所以一般用棕色试剂瓶盛放硝酸，D错误。
【答案】 C
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5. 为证明稀硝酸与铜反应产物中气体为NO，设计如图实验(实验过程中活塞2为打开状态)，下列说法不正确的是(　 　)
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A. 关闭活塞1，加入稀硝酸至液面a处
B. 在装置左侧稍加热可以增大稀硝酸与铜的反应速率
C. 通过关闭或开启活塞1可以控制反应的进行
D. 反应开始后，胶塞下方有无色气体生成，但不能证明该气体为NO
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【解析】 关闭活塞1，U形管内的空气无法排出，将无法加液体到液面a处，A错误；加热可以增大稀硝酸与铜的反应速率，B正确；关闭活塞1，生成的NO把稀硝酸压向右边，使铜丝与稀硝酸分离，C正确；想证明该气体为NO，必须使NO与O2接触，生成红棕色的NO2，D正确。
【答案】 A
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6. 将相同质量的铜分别和过量浓硝酸、稀硝酸反应，下列叙述正确的是(　 　)
A. 反应速率：两者相同
B. 消耗硝酸的物质的量：前者多，后者少
C. 反应生成气体的颜色：前者浅，后者深
D. 反应中转移的电子总数：前者多，后者少
1
【解析】 硝酸越浓，氧化性越强，所以浓硝酸和铜反应速率大，A错误。根据化学方程式Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2H2O＋2NO2↑和3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋4H2O＋2NO↑可知，B正确，C错误。反应中消耗的铜一样多，所以转移的电子数一样多，D错误。
【答案】 B
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【解析】 该反应没有副产物生成，原子完全利用，无污染物产生，符合绿色化学理念，A不符合题意；该反应无污染物产生，符合绿色化学理念，B不符合题意；该反应生成了二氧化硫，对环境有污染，不符合绿色化学理念，C符合题意；该反应没有污染物生成，符合绿色化学理念，D不符合题意。
【答案】 C
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8. 向盛有一定量浓硝酸的试管中加入6.4 g铜片发生反应。
(1) 开始阶段，观察到的现象为________________________________ __________________________，反应的化学方程式是_________________ ________________________________。
(2) 反应结束后，铜片有剩余，再加入少量20%的稀硫酸，这时铜片上又有气泡产生，反应的离子方程式是_____________________________ ____________________。
1
铜片逐渐溶解，溶液由无色变为
蓝色，产生红棕色的气体
Cu＋4HNO3(浓)
===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
＋2NO↑＋4H2O
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(3) 若6.4 g铜片消耗完时，共产生气体2.8 L(标准状况)，则整个反应过程中所消耗的硝酸的物质的量是_________________。
(4) 浓硝酸通常保存在棕色试剂瓶中，原因是____________________ _____________________(用化学方程式表示)。
(5) 工业上氨催化氧化的化学方程式为________________________ ____________。
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0.325 mol
4NO2↑＋O2↑＋2H2O
6H2O
谢谢观看
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