5.2.2硝酸 导学案（无答案）2022-2023学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第五章 化工生产中的重要非金属元素
5.2硝酸（第二课时）
素养目标：
1.通过了解铵盐的通性，掌握氨气的实验室制法及铵根离子的检验并认识铵态氮肥在生产中的应用。培养“科学探究与社会责任”的核心素养。
2.了解硝酸的物理性质和化学性质；了解硝酸的工业制备及重要用途。
3.认识硫、氮的化合物对生态环境的影响；了解酸雨的形成、危害及防治
【自学指导清单】 （课堂自学使用：5分钟）
一、铵盐的性质。
自学预习要求：阅读教材第15-16页，完成下列问题。
一．硝酸
1．物理性质
颜色 状态 气味 特性
____色 ______ 有______气味 易______
2．化学性质
(1)酸性：HNO3溶于水发生的电离方程式为：____________________
属于强酸，具有酸的通性，如CaCO3与HNO3反应的化学方程式为
_________________________________________。
(2)不稳定性：见光或者受热易分解，化学方程式为
__________________________。所以硝酸一般保存在_________试剂瓶中，并放置在___________________。
(3)强氧化性
与金属反应：硝酸具有强氧化性，能与除金、铂、钛以外的大多数金属反应。
a.Cu与浓硝酸反应的化学方程式为_______________________________________。
Cu与稀硝酸反应的化学方程式为______________________________________。
b．与Fe、Al反应：常温下，浓硝酸或浓硫酸可使铁、铝表面形成一层致密的___________薄膜，所以可以用铁制容器或铝制容器来盛装浓硝酸或浓硫酸。当加热时，Fe、Al会与浓硝酸或浓硫酸发生反应。
常温下，Fe与稀HNO3(足量)，稀H2SO4反应的化学方程式分别为
____________________________________，___________________________。
[注]　浓硝酸和浓盐酸的混合物(体积比为_______)叫做_____水，能使一些不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。
【自学达标检测】（课堂自学使用：8分钟）
（一）试一试:　判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)浓硝酸与足量Zn反应，生成的气体中可能有NO2、NO、H2等。 ( )
(2)硝酸与Cu反应中，HNO3只表现强氧化性。 ( )
(3)常温下，浓HNO3和浓H2SO4与Fe、Al不反应。 ( )
(4)Fe与稀HNO3反应的产物中一定含有Fe3＋。 ( )
想一想:　(1)浓HNO3有时显黄色的原因是什么？
(2)稀HNO3与过量Cu完全反应后，加入稀H2SO4，Cu还溶解吗？为什么？
细节练练看。（难度系数★）
1.下列对硝酸的认识正确的是( )
A．浓硝酸和稀硝酸都具有强氧化性
B．铜与稀硝酸的反应属于置换反应
C．可用铝制或铁制容器盛装稀硝酸
D．在铜与浓硝酸的反应中，硝酸只体现氧化性，没有体现酸性
2．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中木炭与浓硝酸产生了反应
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
3.关于硝酸的下列说法不正确的是：（ ）
A．硝酸是无色易挥发的液体
B．硝酸的强氧化性体现为H+的氧化性
C．硝酸能氧化大多数金属
D．相同条件下，浓硝酸和稀硝酸的还原产物不同
4.下列说法正确的是( )
A．，均属于氮的固定
B．硝酸应保存在棕色、细口、带玻璃塞的试剂瓶中
C．很稳定，不支持任何物质的燃烧
D．所有的铵盐受热分解都会产生
5.下列关于浓和浓的叙述中不正确的是( )
A．浓与浓都具有强氧化性
B．常温下二者都可用铁制容器贮存
C．常温下二者都能与铜较快反应
D．露置于空气中，溶液浓度均降低
　　　 　　 【重难点突破●师生合作探究】（15分钟）
硝酸氧化性实验探究
1．Cu与硝酸反应实验探究
实验物质 稀硝酸 浓硝酸
实验步骤 在橡胶塞侧面挖一个凹槽，并嵌入下端卷成螺旋状的铜丝。向两支具支试管中分别加入2 mL浓硝酸和2 mL稀硝酸，用橡胶塞塞住试管口，使铜丝与硝酸接触。向上拉铜丝，终止反应。
实验 装置
实验 现象 试管内开始产生少量无色气体，反应逐渐加快，气体在试管口变为红棕色，溶液逐渐变蓝，铜丝逐渐变细。 试管内产生大量红棕色气体，溶液逐渐变绿，铜丝逐渐变细。
实验 结论 常温下，稀硝酸与铜缓慢反应生成______ 常温下，浓硝酸与铜迅速剧烈反应生成________
2．浓硝酸中加入紫色石蕊试液，溶液先变红又褪色，这表现了HNO3的什么性质？
3．酸性条件下，Fe2＋、NO、Na＋能大量共存吗？在NO存在的酸性条件下还能氧化哪些离子？
硝酸的强氧化性
1．规律
(1)硝酸的浓度越大，反应温度越高，其氧化性越强。
(2)硝酸作氧化剂的反应中，还原剂一般被氧化成最高价态。
2．表现
(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，可能是NO2、N2O、NO、N2、NH等。
③不活泼金属与硝酸反应的模板为
④常温下，浓硝酸能使Fe、Al钝化。加热时可以与Fe、Al发生反应。
(2)硝酸与非金属的反应
①反应规律：非金属单质＋浓硝酸→最高价氧化物或其含氧酸＋NO2↑＋H2O；
②实例：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。
(3)硝酸与还原性化合物的反应
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－、SO等均能被HNO3氧化。
(4)铁与稀硝酸反应，先生成Fe(NO3)3，若Fe过量，Fe(NO3)3再与Fe反应生成Fe(NO3)2。
【知识归纳总结】
1．硝酸与金属反应的规律
硝酸与金属单质反应时一部分被还原，一部分生成硝酸盐，故硝酸既表现了酸性又表现了氧化性，但硝酸与金属反应一般不生成H2。
(1)硝酸与铜的反应：
在反应中硝酸的作用可用如图表示：
可以看出，随HNO3浓度的降低，还原产物会由NO2变为NO。
①由氮原子守恒可知，无论是NO2还是NO，被还原的硝酸与被还原生成气体的物质的量总是相等的；
②未被还原的NO与Cu2＋构成Cu(NO3)2，NO的物质的量为Cu2＋物质的量的2倍；
③运用电子守恒、原子守恒，便可顺利求解参加反应的Cu、HNO3以及产物NO2、NO之间量的关系。
(2)稀硝酸与铁的反应：
Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O①
3Fe(过量)＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O②
反应物的量与生成物的关系如图所示：
上述反应首先发生反应①，若Fe剩余再发生反应③Fe＋2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2，合并①③即可得反应②。所以，无论反应①还是反应②，被还原的HNO3皆占参与反应的HNO3的。
2．金属与硝酸反应常用的计算方法
(1)原子守恒法：HNO3与金属反应时，反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量等于显酸性的HNO3(以硝酸盐的NO形式存在于溶液中)的物质的量与显氧化性的HNO3(以NOx的形式存在)的物质的量之和。
(2)电子守恒法：HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。
(3)电荷守恒：HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH－)有：c(NO)＝c(H＋)＋n×c(Mn＋)(Mn＋代表金属离子)。
【当堂检测】（10分钟做题+5分钟答疑=15分钟）
1．下列对于硝酸的认识，正确的是（ ）。
A．浓硝酸和稀硝酸都具有氧化性
B．铜和稀硝酸反应属于置换反应
C．在铜和浓硝酸的反应中，硝酸只体现了氧化性，没有体现酸性
D．可用铝或铁制容器盛装稀硝酸
2.在下列反应中，HNO3既表现出氧化性，又表现出酸性的是（　　）
　　A．H2S＋2HNO3S↓＋2NO2↑十2H2O
　　B．CuO＋2HNO3Cu（NO3）2十H2O
　　C．4HNO34NO2↑十O2↑十2H2O
　　D．3Cu＋8HNO33Cu（NO3）2＋2NO↑十4H2O
3．物质氧化性、还原性的强弱，不仅与物质的结构有关，还与物质的浓度和反应温度有关。下列各组物质：①Cu与HNO3溶液 ②Cu与FeCl3溶液 ③Zn与H2SO4溶液 ④Fe与HCl溶液
由于浓度不同而发生不同氧化还原反应的是（ ）。
A．①③ B．③④ C．①② D．①③④
4．往浅绿色的Fe(NO3)2溶液中，逐滴加入稀盐酸时，溶液的颜色变化应是(　　)
A．颜色变浅 B．逐渐加深 C．没有改变 D．变棕黄色
5. 下列气体的制备可采用下图装置的是（ ）。
A．铜与浓硝酸反应制NO2 B．铜与稀硝酸反应制NO
C．加热浓氨水法制氨气 D．大理石与硫酸反应制CO2
6．用右图装置制取、提纯并收集表中的四种气体（a、b、c表示相应仪器中加入的试剂），其中可行的是( )
气体 a b c
A NO2 浓硝酸 铜片 NaOH溶液
B SO2 浓硫酸 铜片 酸性高锰酸钾溶液
C NH3 浓氨水 生石灰 碱石灰
D CO2 稀硫酸 CaCO3粉末 浓硫酸
6.非金属单质A经如下图所示的过程转化为含氧酸D，已知D为强酸，请回答下列问题：
A B C D
（1）若A在常温下为固体，B是能使品红溶液褪色的有刺激性气昧的无色气体。
①D的化学式是________；
②在工业生产中，B气体的大量排放被雨水吸收后形成________而污染了环境。
（2）若A在常温下为气体，C是红棕色的气体。
①A、C的化学式分别是A________；C________。
②D的浓溶液在常温下可与铜反应并生成c气体，请写出该反应的化学方程式________________。该反应________（填“属于”或“不属于”）氧化还原反应。
5.2硝酸（第一课时）（课后作业）
1．关于硝酸的说法中正确的是
A．硝酸电离出的H+，能被Zn还原成H2
B．常温下，向浓HNO3中投入Fe片，会产生大量的红棕色气体
C．王水是浓硝酸和浓盐酸体积比为3∶1的混合物，能溶解金和铂
D．浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂
2．下列说法正确的是
A．浓硝酸保存在棕色瓶内仅是因为硝酸易挥发
B．与金属反应时，稀HNO3可能被还原为更低价态，说明稀HNO3氧化性强于浓HNO3
C．SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使品红溶液褪色，其褪色原理有两种物质相同
D．N2分子的结构稳定，因此氮气不能支持任何物质的燃烧
3．化学是以实验为基础的科学。下列实验操作或做法正确且能达到目的的是
选项 操作或做法 目的
A 将铜丝插入浓硝酸中 制备NO
B 工业酒精中加生石灰，蒸馏 工业酒精制备无水乙醇
C 将溴水滴入KI 溶液中，加入乙醇并振荡 萃取溶液中生成的碘
D 实验结束，将剩余NaCl固体放回原试剂瓶 节约试剂
A．A B．B C．C D．D
4．在如图所示的蓝色石蕊试纸上，X、Y、Z三处分别滴加浓硝酸、浓硫酸和新制的氯水，三处最后呈现的颜色分别是
A．白、黑、白 B．红、黑、红 C．红、红、白 D．红、黑、白
6.将3.84g铜粉与一定质量浓硝酸反应，当铜完全溶解时，收集到NO、NO2混合气体2.24L(标准状况下)，则所消耗酸的物质的量是( )
A．0.1mol B．0.11mol C．0.16mol D．0.22mol
7.32.0g Cu 与 100 mL 10.0 mol·L-1的浓硝酸反应，标准状况下测得反应产生的 NO、NO2 混合气体 6.72 L，且充分反应后铜仍有剩余。请计算：
(1)混合气体中 NO 与 NO2的物质的量之比为 ___________；
(2)向反应后的溶液中滴加稀硫酸可使铜完全溶解，若该过程中只有 NO 气体生成，则还能产生 NO 的物质的量为____ 。
8.．（2021·湖南衡阳市·武广实验高级中学高一期末）已知 A、B、C、D、E、F 是含有同一种元素的化合物，其中F是能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，A和B是汽车尾气的主要成分，它们之间能发生如下反应：
①A +H2O→B+C
②F +C→D(白烟)
③D + NaOH =E+F+H2O
(1)写出它们的化学式：A___________，C___________，D___________，F___________。
(2)D属于___________化合物。(填“离子”或“共价”)
(3)写出②反应的化学方程式：___________，这个反应___________( 填“属于”或“不属于” ) 氧化还原反应；
(4)工业生产C 的过程中有一步反应为 F 经催化氧化生成B 和H2O，写出该步反应的化学方程式：___________。