课件19张PPT。专题4 硫、氮和可持续发展
第二单元 生产生活中的含氮化合物
第1课时 氮氧化物的产生及转化雷雨发庄稼3农作物生长离不开氮元素含氮化合物作为火箭的燃料血红蛋白中含有氮元素一、氮气1.氮元素的存在:以游离态形式存在于空气中,以化合态形式存在于多种无机物及有机物。2.氮元素的固定:与氧气的反应N2+O2氮气与氢气反应生成氨气也是固氮吗?二、一氧化氮和二氧化氮1. NO和NO2的物理性质:NO:无色、无味、微溶于水的有毒气体。
NO2:红棕色、有剌激性气味的有毒气体, 密度比空气大,易液化,易溶于水。 2. NO和NO2的化学性质⑴ NO不与水反应,在常温下易与O2 化合生成NO2 : ⑵ NO2难被O2氧化,易与水反应生成HNO3和NO:2NO + O2 = 2NO23NO2 + H2O =2HNO3 + NO例1、把盛有60 mL NO2气体的试管倒立水中,最后剩余什么气体,体积为多少? 例2、把盛有30 mL NO2和 30mlNO气体的试管倒立水中,最后剩余什么气体,体积为多少? 在我国西北有一狭长山谷,每当牧民和牲畜进入后, 风和日丽的晴天顷刻间电闪雷鸣,狂风大作,人畜往往遭雷击倒下。奇怪的是这里的牧草茂盛,四季常青,被当地牧民称为“魔鬼谷”。材料:
请同学们用简单的化学方程式来解释此地牧草茂盛的原因。N2 + O2 = 2NO2NO + O2 = 2NO23NO2 + H2O = 2HNO3 + NO硝酸 硝酸盐雷雨发庄稼氮的其它氧化物: N2O俗名笑气,是一种麻醉剂;
N2O3是亚硝酸(HNO2)的酸酐;
N2O4 是无色气体;
N2O5是硝酸的酸酐,是一种白色固体。1.氮气(N2)的化学性质: 2.氮的氧化物的化学性质: N2+O2三、氮氧化物对环境的污染与防治1.氮氧化物对环境的污染(1)酸雨(硝酸型酸雨)(3)光化学烟雾
臭氧+碳氢化合物?光化学烟雾(2)对臭氧层的破坏城市中的光化学烟雾污染2.氮氧化物对环境污染的防治(1)来源:(2)防治:氮氧化物主要来源于化石燃料的燃烧,汽车尾气、工厂废气的排放,其中,汽车尾气是城市大气中氮氧化物的主要来源之一。①开发使用洁净能源;
②对工厂排放的废气进行处理
③对汽车尾气进行净化处理。 汽车尾气(含烃类、CO、NO和NO2等)是城市主要污染源之一,治理的办法之一是在汽车排气管装上催化转化器,使NO或NO2与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体,请用相应的化学方程式来表示:2CO+2NO = 2CO2+N24CO+2NO2 = 4CO2+N2催化剂催化剂问题解决: 2NO + O2 =2NO2
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
试讨论NO2或NO与O2以何种物质的量比通入水中能恰好被水完全吸收? 交流与讨论4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3 4NO + 3O2 + 2H2O =4HNO3 4 ∶ 3 4 ∶ 1调查研究:目的:
了解氮氧化物对环境的影响。
内容:
1、硝酸型酸雨的产生和危害;
2、光化学污染;
3、氮氧化物对臭氧层的破坏。1998年诺贝尔奖获得者伊格纳罗发现一氧化氮
(NO)是人体内
保护机体抵抗
心血管疾病与
其他疾病的信
号分子课件26张PPT。专题4 硫、氮和可持续发展
第二单元 生产生活中的含氮化合物
第2课时 氮肥的生产和使用氮肥的种类:硝态化肥:硝酸盐尿素(CO(NH2)2)3氨的制法工业制法实验室制法1、氨的物理性质(1) 色,有 气味的气体。无刺激性(2)密度比空气 小(3)易液化, 可用作 剂。致冷(4)极易溶于水。常温下,1体积水约能溶
解 体积的氨。氨水的密度比水 ,且氨水浓度越大,其密度越 。700小小一、氨实验1
在干燥的烧瓶内充满氨气,塞上带有玻璃管和胶头滴管(预先吸入少量水)的胶塞。组装实验装置。打开橡皮管上的止水夹,挤压胶头滴管,观察现象。实验现象形成喷泉,溶液充满烧瓶结论:氨气的溶解性极大喷泉实验问题1 用图1装置进行喷泉实验,上部烧瓶已装满干燥氨气,引发水上喷的操作是 ,该实验的原理是
。打开止水夹,挤压胶头滴管氨气极易溶于水,使烧瓶内气体减少,压强降低,烧瓶内外产生压强差,最后形成喷泉问题2:一位老师在做NH3的喷泉实验时,发现水上喷无力,喷泉结束后,溶液仅占烧瓶体积的五分之一,你认为造成实验不理想的原因可能有
A、收集的NH3不纯净 B、烧瓶不干燥或气体未干燥 C、NH3在水中的溶解度不够大 D、装置漏气√√√氨气溶于水制氨水时,都要用一倒置的漏斗如右图,说说为什么?还可以用下列 装置代替。ad喷泉试验成败的关键:1、收集的NH3纯净
2、烧瓶干燥或气体干燥
3、装置不能漏气
实验2
在一支洁净的试管中滴加几滴氨水,将湿润的红色石蕊试纸(或PH试纸)粘在玻璃棒上靠近试管口,观察试纸颜色的变化情况。实验现象 试纸变蓝
结论 氨水显碱性NH3 + H2O NH3·H2O ①与水反应:(1)弱碱性3、化学性质NH3·H2O OH- + NH4+
思考:氨水中含有的微粒有哪些?分子:H2O NH3 NH3·H2O
离子: NH4+ OH- H+实验3
在一只烧杯中放两个棉花球,分别在两个棉花球上滴加几滴浓氨水和浓盐酸,用表面皿盖住烧杯口,观察现象。实验现象 产生白烟 结论 氨水具有挥发性,与挥发性酸发生反应②与酸反应NH3+HCl=NH4ClNH3+HNO3=NH4NO3
(2)还原性: (工业制硝酸的重要一步)某同学在实验室制了O2和NH3两瓶气体,因急事离开后,忘了哪一瓶是NH3。请你根据所学知识,采用尽可能多的合理方法加以鉴别。考考你消息2:去年三月,有顾客在永和大王北京的门店买到了一种特殊的油条—“氨味油条”。你有没有吃过呢?本应是香喷喷的油条为何飘出氨气味?据说生意还不错! 化 学 与 生 活它是由名为“碳酸氢铵”(一种无色晶体)的膨松剂所致,含碳酸氢铵的油条,经油炸后,闻到的刺鼻气味很可能就是氨气。业内人士认为:过量氨气诱发肝硬化、胃窦炎过量食用这种有刺激味的气体,会对人体造成不利影响。医学专家认为:1、物理性质:易溶于水的无色晶体,属离子化合物。铵盐:实验4
取少量氯化铵晶体,放入试管中,在酒精灯火焰上微热,观察发生的现象。为什么用了碳酸氢氨作蓬松剂会产生氨气?
实验现象 试管底部白色晶体消失管口重新产生白色晶体结论 氯化铵受热分解2、化学性质:NH4HCO3 NH3↑ + CO2 ↑+ H2O(1)不稳定性,受热分解NH3 + HCl = NH4Cl管底分解成气体管口又形成 无色晶体NH4Cl NH3↑ + HCl ↑实验5:
将少量氯化铵与少量氢氧化钙混合后放入试管中,酒精灯火焰上微热,用湿润的红色石蕊试纸检验反应产生的气体。实验现象 湿润的红色石蕊试纸变蓝结论 反应产生氨气(2)与强碱反应,加热产生氨气2NH4Cl + Ca(OH)2 CaCl2 + 2NH3 ↑+ 2H2O (NH4)2SO4 + 2NaOH Na2SO4+ 2NH3 ↑+ 2H2O 试验室制备氨气的方法铵盐在作肥料时应注意什么事项?讨论:1.不和碱性肥料一起使用
2 .在干燥阴凉的地方储存3、铵盐(NH4+)的检验(1)用湿润的红色石蕊试纸(变蓝)(2)蘸有浓盐酸的玻璃棒接近瓶口
(产生白烟)如何鉴别某种白色晶体是氨盐而非钠盐? 在右图装置中,烧瓶中充满干燥气体a,打开弹簧夹f,然后将滴管b中的液体挤入烧瓶内,烧杯中的液体b呈喷泉状喷出,最终几乎充满烧瓶。则a和b分别是 ( )BD巩固练习课件41张PPT。专题4 硫、氮和可持续发展
第二单元 生产生活中的含氮化合物
第3课时 硝酸的性质阅读与思考1.在解决化学问题时哪些与硝酸的物理性质有关?
2.硝酸与金属和非金属反应有何特点?
3.能被硝酸氧化的化合物有哪些?知识要点归纳一、硝酸的物理性质无色有刺激性气味易挥发与水互溶开瓶瓶口有白雾
发烟硝酸
挥发性酸用浓硫酸制取
与浓氨水产生白烟
参与化学反应温度不宜过高HNO3二、硝酸的化学性质1、不稳定性浓硝酸变黄原因是什么?如何消除黄色?浓硝酸如何保存?棕色细口试剂瓶中,避光、低温保存,不能用橡皮塞。浓HNO3 、AgNO3 、氯水、溴水等。常见的需要放在棕色瓶中的试剂有哪些? 下列物质的溶液在长期放置的过程中因被氧化而成黄色的是 ( )
A.浓硝酸 B.工业盐酸
C.氯化亚铁 D.浓溴水
E.KI溶液 思考:CE2、强氧化性要点一、HNO3 不管浓稀都具有强氧化
性,且氧化性浓HNO3 > 稀HNO3要点二、 HNO3的强氧化性的具体体现:1、与金属反应2、与非金属反应3、与还原性的化合物反应a.几乎和所有金属(除金、铂等少数金属外)b.与任何金属反应均不生成H2 ,说明呈现氧化性的不是H+而是HNO3,但由于H+的量决定HNO3的量,所以硝酸发生化学反应时要特别关注H+的浓度c.与金属反应硝酸既起氧化剂的作用,
又起酸的作用。与金属反应e.Cu等较不活泼的金属与浓硝酸反应得到NO2 ,与稀HNO3反应得NO,可以以此反应制NO2和NO气体。d.铁、铝遇冷浓HNO3发生钝化,其原因是在铁、铝表面氧化生成一层致密的氧化膜,阻止反应进一步发生。与金属反应f.Mg、Zn、Fe等较活泼的金属与稀HNO3反应根据稀HNO3的浓度不同可得NO、N2O、 N2、NH4NO3等不同产物。g.硝酸与变价金属(如Fe)反应,根据硝酸的量的多少分别得到低价、高价或两种价态共存的混合物。与金属反应B
C
P
S
I2+ HNO3(浓) H3BO3
CO2
H3PO4
H2SO4
HIO3+ NO2与非金属反应如含S2- 、SO32- 、Fe2+ 、I-等的化合物反应。 与还原性化合物反应3FeO+10HNO3(稀)=3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O3H2S+2HNO3(稀)=3S↓+2NO↑+4H2O3、酸的通性(1)与指示剂作用,(2)与活泼金属反应不产生H2。(3)与碱和碱性氧化物反应:比较与CuO、FeO的反应,(4)与盐反应:比较与Na2CO3、Na2SO3
的反应 稀硝酸与石蕊试液变红,加热不褪色,
浓硝酸与石蕊试液变红,加热褪色4、与有机物的反应硝化反应:酯化反应:与含有苯环结构的蛋白质作用,呈黄色。CH3CH2ONO2+H2O颜色反应:硝基苯硝酸乙酯硝酸乙酯、硝化甘油、硝化纤维硝基苯、三硝基甲苯 1.某单质跟浓硝酸反应时参加反应的单质与硝酸的物质的量之比为1:4则该单质被氧化后元素化合价可能为( )
A.+1 B.+2 C.+3 D.+4BD课堂练习
2.某溶液能与Al作用产生H2,则该溶液可能大量共存的离子组合是( )
A.Na+ 、NO3- 、Fe2+ 、K+
B.Cl- 、Na+ 、Fe2+ 、K+
C.K+ 、I- 、NO3- 、H+
D. NO3- 、 Na+ 、NH4+ HCO3-B 3.制等质量的Cu(NO3)2 消耗HNO3 最少的是( )
A.Cu和浓HNO3 反应;
B. Cu和稀HNO3 反应;
C.Cu2O和浓HNO3 反应;
D.Cu2(OH)2CO3和稀HNO3 反应D 4. 不同浓度的硝酸分别与足量的锌完全反应,还原产物分别是NO2、 NO和NH4NO3 ,若这些产物的物质的量相等,则参加反应的HNO3 的物质的量之比是
( )
A.2: 4: 5 B.1: 2: 5
C.1: 2: 2 D.1: 1: 1B思维拓展
例1、某课外兴趣小组为探究Cu与稀硝酸反应生成的NO气体设计了如图所示装置,请回答:(1)如何检验装置的气密性
关闭分液漏斗活塞及止水夹1、2,分别从U型管的1、2长管口注入液体,若出现液面高度差,说明气密性好。(2)实验开始时打开止水夹和分液漏斗活塞,先在管2中加浓硝酸与橡皮塞接触然后关闭止水夹1、2,从管1长管加入稀硝酸至橡胶塞,关闭分液漏斗活塞。为加快反应速率,应采取什么措施 .(3)实验中硝酸与Cu的反应,能否自动停止 .为什么
.
(4)在实验中,证明生成的无色气体是NO的操作是:
.
能随反应生成气体增多,压强增大,液面下降,当液面脱离铜丝时,反应停止。将分液漏斗活塞打开,使无色气体进入分液漏斗中,若无色气体边为红棕色,证明无色气体为NO。(5)关闭漏斗活塞打开止水夹1,NO气由管1进入管2,同学们意外发现在管2短管上部出现红棕色气体层,且浓硝酸颜色变黄,此现象的原因是
,
此过程的化学方程式为:
。
此现象说明 。浓硝酸将NO气体氧化成NO2,且部分NO2溶于浓硝酸而现黄色浓硝酸的氧化性比稀硝酸强。2HNO3+NO ==3NO2+H2O思维拓展例2.铁在热的稀硝酸中反应其主要还原产物为N2O,而在冷的稀硝酸中反应,其主要产物为NO,当溶液更稀时,还原产物是NH4+,请分析下图回答有关问题:1:假设在任意气体产生的曲线段内只有一种还原产物,判断从o点到a点时还原产物应为( )NO2:判断从a点到b点时还原产物为( )
其原因是.反应放热 温度升高 N2O 3.试配平由b到c点的化学方程式。
Fe + HNO3==== Fe(NO3)3+ + H2O
4:已知到达d点时,反应完全结束,此时溶液中主要的阳离子为( )且分析c、d点投入金属铁的物质的量之比ncFe:ndFe=( : )Fe2+ NH4+ 2 3NH4NO3课堂小测 1.单质跟浓HNO3 混合出现的情况依此为:①反应生成相应的硝酸盐②反应生成最高价含氧酸③单质呈钝态④不发生反反应 符合上述情况的单质是: ( )
A.Cu Si Zn Au B.Ag P Al Pt
C.Fe C Pb Hg D.Cu S Fe AuBD 2. 将铜粉放入稀H2SO4中,加热无明显现象发生,当加入下列一种物质后,铜粉的质量减少,溶液呈蓝色,同时有气体逸出,该物质是: ( )
A.Fe2(SO4)3 B. Na2SO4
C. KNO3 D. FeSO4C3、在100ml浓HNO3中加足量Cu产生气体aL,用排水法收集到bL气体,则原硝酸的物质的量浓度为
( )(a+3b)/2.24 mol/L1.92二、有关硝酸的计算⑴ 得失电子守恒⑶ 溶液中电荷守恒⑵ 原子守恒三
个
守
恒总 结一、硝酸的强氧化性失去 2×e-MnO2 + 4 HCl = MnCl2 + Cl2 + 2H2O得到2e-+4+2-10 3、电子转移的表示方法:2、氧化还原反应中化合价变化有什么特征?化合价升降总数相等1、什么是氧化还原反应? 氧化还原反应的本质是?有化合价升降的化学反应叫氧化还原反应
其本质是有电子的得失配平氧化还原反应方程式的方法:一、根据质量守恒定律来配平Cu + O2CuOH2+O2 H2O二、根据化合价升降配平1、配平原则:①化合价升降(得失电子)守恒 ②质量守恒 2、配平步骤:C+ HNO3 ---- CO2 + NO2 + H2O ① 标变价0+5+4+4②列变化③配系数④看其它升4降1×4 ×1441 1 Fe2O3 KMnO4 K2MnO4 K2Cr2O7+3+6+6+72----NH3 + O2 - NO + H2OFe2O3 + CO - Fe + CO2FeCl3 + Cu - FeCl2 + CuCl2A. 反应物全部参与氧化还原反应2FeCl3 + Cu == 2FeCl2 + CuCl2Fe2O3 + 3CO == 2Fe + 3CO24NH3 + 5O2 == 4NO + 6H2OB. 反应物部分参与氧化还原反应Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2OCu+HNO3(浓) - Cu(NO3)2+NO2↑+H2OCu+HNO3(稀) - Cu(NO3)2+NO↑+H2O3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O练一练2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2OKMnO4+HCl —— KCl+MnCl2+Cl2↑+H2OC. 归中反应SO2 + 2 H2S = 3 S ↓ + 2 H2O SO2 + H2S —— S + H2O 练一练NO+NO2+NaOH——NaNO2+H2ONO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2ONaBr+NaBrO3+H2SO4——Br2+Na2SO4+H2O5NaBr+NaBrO3+3H2SO4=3Br2+3Na2SO4+3H2OD. 歧化反应采用逆向配平3NO2+H2O==2HNO3+NONO2+H2O —— HNO3+NOCl2+NaOH——NaCl+NaClO+H2O多元素参与氧化还原反应方程的配平FeS2+O2——Fe2O3+SO2Cu2S + HNO3 — Cu(NO3)2 + H2SO4 + NO2 + H2OCu2S + 14HNO3 =2Cu(NO3)2 + H2SO4 + 10NO2 +6 H2O离子方程式型的配平1、Fe2++Cl2——Fe3++Cl-
2、MnO4-+NO2-+H+——Mn2++NO3-+H2O
电子得失守恒、原子个数守恒、电荷守恒、KClO3与浓HCl反应生成Cl2,KCl和H2O,该反应的化学方程式为________________________。反应中发生还原反应的氯元素与发生氧化反应的氯元素的质量比 1:5 Cl2与NH3反应可生成N2和NH4Cl,写出
化学方程式__________
若反应中有6.8gNH3被氧化,则参加反应Cl2的
物质的量____________0.6mol课件22张PPT。专题4 硫、氮和可持续发展
第二单元 生产生活中的含氮化合物
第2课时 氮肥的生产和使用 氮是农作物生长的必须元素,自然界中氮大多以游离态存在于大气中,不能被植物直接吸收,虽然有的植物通过生物固氮和自然固氮能获得部分氮元素,但远远不能满足其生长的需要。为了提高农作物的产量,科学家们苦苦探索了几百年。20世纪初,德国化学家哈伯首次用氢气和氮气合成了氨,奠定了大规模工业合成化肥的基础。一、工业合成氨:合成氨工厂1.氨的物理性质[小结]氨是无色有刺激性气味的气体,密度比空气小,易液化,氨液化的同时放出大量的热;液态氨汽化时要吸收周围的热量,使周围的空气迅速变冷(常用作致冷剂)。极易溶于水(体积比1∶700)二、氨气的性质[展示] 展示一瓶NH3, 观察其颜色、
状态、并闻其气味。实验探究1将胶头滴管中的水挤入烧瓶,打开止水夹,烧杯中的水沿着导管喷入烧瓶,变成红色。 氨气极易溶于水,氨气的水溶液显碱性。 滴有酚酞的水现象:结论:氨气的喷泉实验湿润的红色石蕊试纸变成蓝色。氨水易挥发,氨气的水溶液具有碱性。 实验探究2现象:结论:2.氨的化学性质(1)氨气与水的反应NH3· H2ONH4++OH-NH3· H2ONH3+H2ONH3· H2O = NH3 ↑+H2O讨论纯净物混合物NH3NH3、H2O、 NH3·H2O
NH4+、OH—、H+氨水中存在哪些微粒?并与液氨进行比较。烧杯中出现白烟。浓氨水、浓盐酸具有挥发性,NH3与HCl结合,有固体NH4Cl生成。实验探究3现象:结论:(2)氨气与酸的反应NH3+HCl= NH4Cl(白烟)NH3 + HNO3 = NH4NO3 (白烟)2NH3 + H2SO4 = (NH4)2 SO4用蘸浓氨水的玻璃棒与蘸浓盐酸的玻璃棒靠近,能观察到什么现象产生?为什么? 将上述浓盐酸换成浓硝酸或浓硫酸现象是否相同?为什么? 讨论:氨水作为化肥缺点是什么?
用什么办法可以解决这个问题?三、铵盐的性质1.受热分解NH4Cl = NH3 ↑ + HCl ↑NH4HCO3 = NH3 ↑ + H2O + CO2 ↑实验探究4有关化学方程式:现象:加热,试管中产生白烟,试管口重新生成白色固体。NH3 + HCl = NH4Cl 由上面的反应可以看出, NH4Cl 、NH4HCO3受热都能分解,都有NH3产生,但不是所有的铵盐受热分解都能产生NH3的。
例如,NH4NO3的分解:2NH4NO3 = 2 N2 ↑ + O2 ↑ + 4H2O2NH4Cl+Ca(OH)2 = CaCl2+2H2O+2NH3↑2.与碱共热放出氨气实验探究5有关化学方程式:现象:产生有刺激性气味的气体,湿润的红色石蕊试纸变蓝。归纳:1.铵根离子的检验 ;
2.氨气的实验室制法;
3.避免铵态氮肥与碱性肥料混合施用。思考与交流:
根据上述性质,分析讨论此性质有何应用?3.氮肥简介(1)铵态氮肥:(2)其它氮肥:硝态氮肥。如:KNO3有机态氮肥。如:CO(NH2)2(俗称硫铵又称肥田粉)(NH4)2SO4问题思考:1.检验氨气是否充满试管的方法是 ,观察到的现象是 。2.能否用浓硫酸干燥氨气?将湿润的红色石蕊试纸置于试管口试纸变蓝不能,因为浓硫酸具有酸性,会跟氨气反应。3.如图所示:烧瓶中充满干燥气体a,将滴管中的液体b挤入烧瓶内,轻轻震荡烧瓶,然后打开弹簧夹,烧杯中的液体呈喷泉状喷出,则a、b可能是 ( )
A、a为NH3,b为NaCl溶液
B、a为CO2,b为浓NaOH溶液
C、a为Cl2,b为饱和NaCl溶液
D、a为Cl2,b为浓NaOH溶液ABD天才还是魔鬼?哈伯(F.Haber 1868—1934) 他因攻克氨的合
成这一世界难题,
将无数人从饥饿的
死亡线上拯救出来;
他也因发明大量化
学武器并用于战争,
使无数人伤残致死;
他是诺贝尔化学奖
得主受人尊敬,他也
是战争魔鬼遭人唾骂。 由于氮气分子很稳定,在参加化学反应时,要求的反应条件很苛刻,例如放电等。这给人工固氮带来了很大的困难。科学家们经过几百年的不断探索和苦心钻研,终于发现,在高温、高压和使用一定催化剂的条件下,可以将空气中的N2和H2化合生成NH3。课件59张PPT。专题4 硫、氮和可持续发展
第二单元 生产生活中的含氮化合物
第3课时 硝酸的性质一、硝酸的物理性质: 纯硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味 的液体。密度1.5027g/cm3,沸点83℃,凝固点-42 ℃。
硝酸能以任意比溶解于水。
常用浓硝酸的质量分数为69%,密度1.42g/cm3; 质量分数为98%以上的硝酸为“发烟”硝酸。无色有刺激性气味易挥发与水互溶要点密度比水大 [思考]万一不慎将浓硝酸弄到皮肤上,应如何处理?
应立即用大量的水冲洗,再用小苏打或肥皂洗涤.
盐酸、硫酸、硝酸的主要物理性质 易 难 易刺激性气味 无刺激性气味69%98%36.5%16.5mol/L18.4mol/L 12mol/L1.纯硝酸具有而纯硫酸不具有的物理性质是( )
A.无色液体 B.以任意比例溶于水
C.低沸点 D.易挥发有刺激性气味2.把70%的硝酸加到等体积的水中,稀释后溶液中溶质的质量分数是( )
A.=35% B.<35% C.>35% D.无法确定CDC二 、硝酸的化学性质 1、 酸的通性:
硝酸能使紫色的石蕊试液 。
硝酸能与某些金属氧化物起反应
HNO3+CuO-
硝酸能与某些盐起反应
HNO3 +CaCO3-
硝酸能与碱起反应
HNO3+NaOH-2、硝酸的不稳定性:久置硝酸分解产生的NO2溶于溶液中,使得溶液变黄!① 常用浓硝酸为何呈黄色?怎样消除黄色?② 实验室应怎样贮放浓硝酸?密封于棕色细口瓶中,贮放在黑暗而且温度较低的地方,不能用橡胶塞和软木塞。浓HNO3 、AgNO3 、氯水、溴水等。③常见的需要放在棕色瓶中的试剂有哪些?HNO3与哪些因素有关?请给下列现象作出合理的解释:
(1)工业盐酸常呈黄色
(2)久置的浓硝酸常呈黄色
(3)长期露置在空气中的KI溶液黄色
(4)敞放在空气中的氢硫酸呈淡黄色浑浊
(5)久置的绿矾会变黄练习题3、硝酸的强氧化性: 硝酸是一种很强的氧化剂,不论是稀硝酸还是浓硝酸都有氧化性,几乎能跟所有的金属(除金、铂)和非金属发生氧化还原反应。(1)硝酸与金属的反应:[实验]浓、稀硝酸分别与铜片的反应 a、常温下,Fe 和Al遇到冷的浓硝酸被钝化,被氧化成一层致密的氧化膜,情形跟浓硫酸一样。[实验现象]铜与浓硝酸 反应剧烈,有红棕色气体生成,铜片减少,溶液呈绿色。铜与稀硝酸 反应较缓慢,有无色气体产生,在试管的中上部变为红棕色,铜片减少,溶液变为蓝色。3Cu +8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
Cu +4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
[思考]1、以上反应硝酸表现了什么性质?2、硝酸金属反应的一般规律:
M+ HNO3(稀) → M(NO3)n +H2O +2NO↑
M+ HNO3(浓) → M(NO3)n +H2O +2NO2↑
3、将浓硝酸滴到蓝色石蕊试纸上,有何现象?4、比较铜与浓硫酸的反应?【发散思维】试推测常温下,浓硝酸、稀硝酸与不活泼金属银的反应方程式。铁呢?Ag + 2HNO3 ( 浓) = AgNO3+NO2↑+H2O
3Ag+4HNO3 ( 稀) = 3AgNO3+NO↑+2H2O Fe+4HNO3 ( 稀) = Fe(NO3)3+NO↑
+2H2O13练习题:
在浓硝酸中放入铜片:
(1)开始反应的化学方程式是_______________________
(2)若铜有剩余,则反应将要结束时的反应方程式为_____________
(3)待反应停止后,再加入少量25%的稀硫酸,这时铜片上又有气泡产生,其原因用离子方程式可表示为_______________ Cu+4HNO3(浓)
=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 3Cu+8H++2NO3- = 3Cu2+ +2NO↑+4H2O(2)与非金属反应: 〔总结〕硝酸跟非金属反应,生成NO2、 H2O和相应的含氧酸。(3)与其他还原性物质的反应: 硝酸还能与FeO、Fe(NO3)2(Fe2+)、 HBr(Br-)、 HI(I-) 、H2S (S2-)、 SO2等具有还原性的化合物发生氧化还原反应。3FeO+10HNO3(稀)=3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O例:Fe(NO3)2能在溶液中稳定存在,但如果在
溶液中加入盐酸,溶液将由浅绿色变为棕
黄色.这说明Fe2+被NO3-/H+氧化成了Fe3+.足量的Cu中加入少量的浓硝酸,可能会
发生什么反应? 反应停止后,如果在溶液中再加入足量盐酸,会出现什么情况?溶液中存在NO3-,它遇到H+后,会继续
氧化铜,当然此时NO3- /H+的溶度较稀.思考题a.几乎和所有金属(除金、铂等少数金属外)b.与任何金属反应均不生成H2 ,说明呈现氧化性的不是H+而是HNO3,但由于H+的量决定HNO3的量,所以硝酸发生化学反应时要特别关注H+的浓度c.与金属反应硝酸既起氧化剂的作用,
又起酸的作用。与金属反应小结e.Cu等较不活泼的金属与浓硝酸反应得到NO2 ,与稀HNO3反应得NO,可以以此反应制NO2和NO气体。d.铁、铝遇冷浓HNO3发生钝化,其原因是在铁、铝表面氧化生成一层致密的氧化膜,阻止反应进一步发生。与金属反应 浓、稀HNO3分别与Cu反应,为何 不同?
还原产物不同是因为硝酸浓度和性质不同所致。
硝酸被铜还原时,首先生成亚硝酸,而亚硝酸不稳定,
分解成NO 2和NO:
2HNO2====NO2+NO+H2O
①因浓HNO3氧化性强,NO 被浓HNO3氧化成NO2: NO+2HNO3(浓)====3NO2+H2O
②而稀HNO3氧化性相对弱些,不能将NO氧化.同时NO2和NO在水中存在:
3NO2+H 2O====2HNO3+NO
故:浓HNO3的产物主要是NO2;硝酸稀的产物主要是NO。产物20f.Mg、Zn、Fe等较活泼的金属与稀HNO3反应根据稀HNO3的浓度不同可得NO、N2O、 N2、NH4NO3等不同产物。g.硝酸与变价金属(如Fe)反应,根据硝酸的量的多少分别得到低价、高价或两种价态共存的混合物。与金属反应 当硝酸与金属或非金属(如碳、硫等)及某些有机物反应时,反应物反应条件不同,硝酸被还原得到的产物也不同.硝酸中的+5价的氮得电子,被还原成较低得氮的化合物.如:
+4 +3 +2 +1 0 -3
NO2 HNO2 NO N2O N2 NH3【总结】〔拓展视野〕 王水浓硝酸与浓盐酸的混合物(体积比为1:3)叫王水,它的氧化能力更强,能使一些不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。帮
你
记
忆(3:1)玻尔巧藏“诺贝尔金质奖章”的故事 玻尔(1885—1962) 丹麦物理学家
在“量子力学”的建立中有重大贡献 “王水”里的奖章
1943年9月的一天,丹麦反法西斯组织派人告诉玻尔一个紧急的消息:德国法西斯准备对他下手了! 玻尔准备逃亡。在收拾行李中发现了一样重要的东西:他在1942年获得的诺贝尔奖章。这枚奖章决不能落在法西斯的手里。如果藏在身上带走,是很危险的。焦急中他的眼光落在了一个试剂瓶上,瓶子里存放的是“王水”。 玻尔把金质的奖章小心的放入“试剂瓶”里,奖章在“王水”里慢慢的就消失了。然后,他离开了自己的祖国。 战争结束后,玻尔回到了自己的实验室,那个小瓶子还在那里。于是,他拿起一块铜轻轻的放入“王水”,铜块慢慢的也变小了,奇怪的是,瓶子里出现了一块黄金! 玻尔就是利用了化学上的一个化学反应——置换反应,把奖章安全的保护下来了。 1、 强酸性(与金属反应,不生成氢气)硝酸的化学性质: 3、强氧化性 (浓度越大,氧化性越强) 氧化金属(金、铂 除外)(常温下浓硝酸使铁铝钝化) 氧化非金属(C,S,P) 氧化有机物 (浓热硝酸能使石蕊试液褪色) 氧化还原剂 (H2S, HI, HBr, SO2, Na2SO3) 2、不稳定性 (变黄原因 ,如何保存?)小结:三、硝酸的用途①制炸药、燃料、硝酸盐类等
②实验室里的一种重要化学式剂。 TNT三硝基甲苯,又叫梯恩梯(TNT),是一种淡黄色的晶体,是一种烈性炸药。硝酸的用途28硝酸纤维含氮量高的硝酸纤维可用来制造无烟火药。
含氮量低的硝酸纤维可用来制造被称为早期的塑料之王—赛璐珞。到现在乒乓球仍在用它做材料。
硝酸甘油阿尔弗雷德·诺贝尔,瑞典籍化学家、工程师,是硝酸甘油炸药的发明人。他用其巨额财产创建了诺贝尔奖。
硝酸甘油是治疗心绞痛的特效药、常用药。
阿尔弗雷德· ·诺贝尔硝酸铵硝酸铵是一种硝态氮肥。
由于硝酸铵也可当炸药使用, 2001年11月12日,国务院下令禁止将硝酸铵作为化肥销售。
硝酸钾黑火药 是我国古代四大发明之一,黑火药主要是硝酸钾、硫黄、木炭三种粉末的混合物。
硝酸钾肥料为100%植物养份,全部溶于水,不残留有害物质。 1.实验室制法2.工业制法(1) 氨的氧化(2) 硝酸的生成三.硝酸的制法1.判断下列几种情况分别体现硝酸的哪些性质1.浓硝酸使石蕊试纸先变红后褪色
2.氧化铜与硝酸反应生成硝酸铜和水
3.用棕色试剂瓶盛放浓硝酸
4.铜和浓硝酸反应
5.稀硝酸使碘化钾淀粉试纸变蓝
6.红热的木炭在浓硝酸中燃烧
7.常温下用铝槽车装运浓硝酸课堂练习12、下列物质的溶液在长期放置的过程中因被氧化而成黄色的是 ( )
A.浓硝酸 B.工业盐酸
C.氯化亚铁 D.浓溴水
E.KI溶液CE3.如何洗净一支内壁镀银的试管? 4.下列试剂不必存放在棕色瓶中的是
( )
A.氯水 B.浓硫酸 C.浓硝酸 D.食盐B D5.为了除去镀在铝表面的铜镀层,可
选用的最佳试剂是 ( )
A.浓硫酸 B.稀硝酸
C.浓盐酸 D.浓硝酸D7.19.2g铜和2 mol/L稀硝酸0.5L作用,反应中转移的电子为______mol,参加反应的硝酸是______mol,作为氧化剂的硝酸是______mol。0.60.80.26、在稀硫酸中加入铜片,铜片不溶,再加入
下列物质可使铜片溶解的是( )
A. HCl B. NaCl
C.NaNO3 D. Na2SO4C8.下列对硝酸的认识,正确的是
A.纯硝酸是黄色,易挥发的液体
B.打开盛浓硝酸的瓶盖,会产生棕色烟
C.可用铝槽车装运浓硝酸
D.硝酸的酸酐是二氧化氮
9.取三张蓝色石蕊试纸放在玻璃片上,然后按顺序分别滴加65%HNO3、98% H2SO4和新制氯水,三张试纸最后呈现的颜色依次是
A.白、红、白 B.红、黑、红
C.红、红、红 D.白、黑、白CD10 .工业上拟用Cu与适量的硝酸来制备Cu(NO3)2
下面是三位同学提出的三个方案:甲:铜浓硝酸乙:铜稀硝酸丙:铜空气△硝酸请问:那一种方案最好?为什么?Cu(NO3)2Cu(NO3)2Cu(NO3)2CuO 1.某单质跟浓硝酸反应时参加反应的单质与硝酸的物质的量之比为1:4则该单质被氧化后元素化合价可能为( )
A.+1 B.+2 C.+3 D.+4BD课堂练习2 提示:1.浓硝酸可氧化金属单质,也可氧化非金属单质
2.金属单质被氧化成硝酸盐,非金属被氧化成最高价含氧酸2.某溶液能与Al作用产生H2,则该溶液可能大量共存的离子组合是( )
A.Na+ 、NO3- 、Fe2+ 、K+
B.Cl- 、Na+ 、Fe2+ 、K+
C.K+ 、I- 、NO3- 、H+
D. NO3- 、 Na+ 、NH4+ HCO3-B 3. 不同浓度的硝酸分别与足量的锌完全反应,还原产物分别是NO2、 NO和NH4NO3 ,若这些产物的物质的量相等,则参加反应的HNO3 的物质的量之比是( )
A.2: 4: 5 B.1: 2: 5
C.1: 2: 2 D.1: 1: 1B 4.单质跟浓HNO3 混合出现的情况依此为:①反应生成相应的硝酸盐②反应生成最高价含氧酸③单质呈钝态④不发生反反应 符合上述情况的单质是( )
A.Cu Si Zn Au B.Ag P Al Pt
C.Fe C Pb Hg D.Cu S Fe AuBD 5. 将铜粉放入稀H2SO4中,加热无明显现象发生,当加入下列一种物质后,铜粉的质量减少,溶液呈蓝色,同时有气体逸出,该物质是: ( )
Fe2(SO4)3 B. Na2SO4
C. KNO3 D. FeSO4C6、在100ml浓HNO3中加足量Cu产生气体aL,用排水法收集到bL气体,则原硝酸的物质的量浓度为
( )(a+3b)/2.24 mol/L 1.92专题、硝酸与金属反应的计算①电子守恒 ②原子守恒 ③利用离子方程式计算浓HNO3 : n(氧化剂)=n(酸性介质)稀HNO3 : 1/4 硝酸被还原硝酸与金属反应的计算①电子守恒 ②原子守恒 ③利用离子方程式计算浓HNO3 : n(氧化剂)=n(酸性介质)稀HNO3 : 1/4 硝酸被还原Ag + 4HNO3(稀) = 3AgNO3 + NO↑ + 2H2O
Ag + 2HNO3(浓) = AgNO3 + NO2 ↑ + H2O 3Fe + 8HNO3(稀) = 3Fe(NO3)2 + 2NO↑+4H2O
Cu + 4HNO3(浓) = Cu(NO3)2 + 2NO2 ↑ + 2H2O(足)(足)硝酸与金属反应的计算①电子守恒 ②原子守恒 ③利用离子方程式计算例.把7.2g铁粉投入40mL某HNO3溶液中,充分反应后剩余固体1.6g,产生NO2和NO的混合气体0.08mol。若不考虑N2O4的存在,则原HNO3溶液的物质的量浓度为 ( )
A 3.5mol /L B 4.5mol /L
C 7.0mol /L D 9.0mol /L
C硝酸与金属反应的计算①电子守恒 ②原子守恒 ③利用离子方程式计算n(总HNO3)=n(氧化剂)+n(酸介质)+n(余)n(总HNO3)=n(气体) + 2×n(Cu2+) +n(余)n(总HNO3)=2×n(Cu)+ 2×n(Cu2+)+ n(余)n(NO3-)=2×n(Cu2+)+ n(H+)若Cu、Ag若Cu、Ag且浓HNO3若剩余溶液2×n(Cu)2×n(Cu)=硝酸与金属反应的计算①电子守恒 ②原子守恒 ③利用离子方程式计算例.将14g铜银合金与足量的HNO3反应,放出的气体与标准状况下体积为1.12L的O2混合后再通入水中,恰好全部吸收,则合金中铜的质量为 ( )
A 3.2g B 4.8g
C 6.4g D 10.8g
A硝酸与金属反应的计算①电子守恒 ②原子守恒 ③利用离子方程式计算例.1L稀硝酸和稀硫酸的混合液,其物质的量浓度分别为0.1mol/L和0.4mol/L。若向该混合液中加入足量的铜粉,则最多能溶解铜粉的质量为 ( )
A 2.4g B 3.2g
C 6.4g D 9.6g
D1. 含ngHNO3的稀HNO3溶液,恰好使5.6g铁粉完全溶解,若有n/4 g HNO3被还原成NO(无其它还原产物),则n值不可能是
A. 12.6 B. 16.8 C. 18.9 D.25.2 解法一: 根据可能发生的两个反应去计算
Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O解法二:根据化合价升降总数相等(即得失电子守恒)进行计算思维拓展例2.铁在热的稀硝酸中反应其主要还原产物为N2O,而在冷的稀硝酸中反应,其主要产物为NO,当溶液更稀时,还原产物是NH4+,请分析下图回答有关问题:1:假设在任意气体产生的曲线段内只有一种还原产物,判断从o点到a点时还原产物应为( )NO2:判断从a点到b点时还原产物为( )
其原因是.反应放热 温度升高 N2O 3.试配平由b到c点的化学方程式。
Fe + HNO3==== Fe(NO3)3+ + H2O
4:已知到达d点时,反应完全结束,此时溶液中主要的阳离子为( )且分析c、d点投入金属铁的物质的量之比ncFe:ndFe=( : )Fe2+ NH4+ 2 3NH4NO3实验拓展
例1、某课外兴趣小组为探究Cu与稀硝酸反应生成的NO气体设计了如图所示装置,请回答:(1)如何检验装置的气密性
关闭分液漏斗活塞及止水夹1、2,分别从U型管的1、2长管口注入液体,若出现液面高度差,说明气密性好。(2)实验开始时打开止水夹和分液漏斗活塞,先在管2中加浓硝酸与橡皮塞接触然后关闭止水夹1、2,从管1长管加入稀硝酸至橡胶塞,关闭分液漏斗活塞。为加快反应速率,应采取什么措施 .(3)实验中硝酸与Cu的反应,能否自动停止 .为什么
.
(4)在实验中,证明生成的无色气体是NO的操作是:
.能随反应生成气体增多,压强增大,液面下降,当液面脱离铜丝时,反应停止。将分液漏斗活塞打开,使无色气体进入分液漏斗中,若无色气体边为红棕色,证明无色气体为NO。(5)关闭漏斗活塞打开止水夹1,NO气由管1进入管2,同学们意外发现在管2短管上部出现红棕色气体层,且浓硝酸颜色变黄,此现象的原因是
,
此过程的化学方程式为:
。
此现象说明 。浓硝酸将NO气体氧化成NO2,且部分NO2溶于浓硝酸而现黄色浓硝酸的氧化性比稀硝酸强。2HNO3+NO ==3NO2+H2O