化学：1.3《氨氧化法制硝酸》学案（鲁科版选修2）
文档属性
| 名称 | 化学：1.3《氨氧化法制硝酸》学案（鲁科版选修2） |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 41.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2009-07-05 08:37:00 | ||
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文档简介
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主题1 空气资源 氨的合成
课题3 氨氧化法制硝酸（第1课时）
［导与学目标］
1．掌握实验室和工业上催化氧化法制取硝酸的反应原理
2．了解主要生产流程
［预习引导］
1．进行课本第12页的实验，思考：
①氨气与氧气的反应为什么要在有催化剂（Cr2O3）存在的条件下进行？
②广口瓶中NaOH的作用是什么？
2．工业上以氨气和氧气为原料制取硝酸。写出主要反应的化学方程式。
一．如何获得一氧化氮
［情景创设］
研究发现，氨气与氧气反应可以生成多种不同的产物，如NO、N2O、N2等。三个反应的产率都很高。那么请你想一想，如何才能使氨气与氧气反应只生成一氧化氮呢？
看课本13页，完成下面的填空：
为解决氨氧化反应中遇到的难题，科学家把目光集中到_________上。工业上氨氧化法制HNO3使用的选择性良好的催化剂，一是___________，二是_______________。____________催化剂活性更好，是目前硝酸生产主要采用的催化剂。
二．选择吸收二氧化氮的条件
［情景创设］
根据下面的反应，分析吸收NO2的适宜条件。
3NO2+H2O2HNO3+NO
［自主学习］
阅读课本14~15页，完成下面的填空
现代硝酸生产改用了___________和____________均在加压下进行的________________，以及氨氧化和NO2吸收分别在两种不同压强下就进行的___________，提高了NO2吸收率，成品酸的浓度可达到60%~70%。
［合作探究］
氨氧化法只能生产稀硝酸。若想获得95%~100%的浓硝酸，可采取什么方法？
［基础过关］
1．将容积为50mL的量筒内充满NO2和O2的混合气体，使量筒倒置在盛满水的水槽里，一段时间后，量筒里剩余气体的体积为5mL。则原混合气体中NO2和O2的体积比可能是_________或_________。
2．某氮的氧化物和CO在催化剂的作用下充分反应，生成氮气和二氧化碳。若测得氮气和二氧化碳的物质的量之比为1：2，则该氮的氧化物是
A．N2O B．NO
C．NO2 D．N2O5
3．在NH3、HNO3、H2SO4的工业生产中，具有的共同点是
A．使用吸收塔设备 B ．使用尾气吸收装置
C．使用H2作原料 D．使用催化剂
4．在氨氧化法制硝酸中，NO2的吸收反应如下：
3NO2+H2O2HNO3+NO（正反应为放热反应）
为了提高硝酸的产量，应该采取的措施是
A．降低温度 B ．升高温度
C．减小压强 D．增大压强
5．标准状况下，在三个干燥的烧瓶内分别装入：干燥纯净的N2；含一半空气的HCl气体；NO2和O2的混合气体［V（NO2）：V（O2）＝4：1］。然后分别做喷泉实验，三个烧瓶中所得溶液的物质的量浓度之比为
A．2：1﹕2 B ．5：5：4
C．1：1：1 D．无法确定
6．NO2和Br2蒸气都是红棕色气体，可鉴别它们的试剂是
A．硝酸银溶液
B．湿润淀粉碘化钾试纸
C．水
D．紫色石蕊试液
［能力提升］
1．下列关于浓硝酸的叙述，错误的是
A．是无色液体，但因含少量的Fe2+而呈黄色
B．锌与硝酸反应不能制得氢气
C．可溶解绝大部分金属，但却可放在铁制容器中
D．是具有不稳定性的挥发性强酸
2．A、B、C三种气体，A为无色，在一定条件下A能与O2反应生成B，B不溶于水，它能与O2反应生成C，A、C气体均溶于水其水溶液分别呈碱性和酸性。推断A、C的化学式。
3．写出HNO3发生下列反应的化学方程式，并说明其中硝酸的作用。（1）浓、稀硝酸分别与Cu反应____________________
（2）不稳定性（光照条件）___________________
（3）与CuO反应____________________
［信息反馈］
本节课你学习了什么知识？
本节课你学会了哪些知识？
你还有哪些疑难或困惑？
主题1 空气资源 氨的合成
课题3 氨氧化法制硝酸（第二课时）
［导与学目标］
1．理解硝酸工业中净化尾气的方法
2．培养环境保护的意识
三．探索净化尾气的途径
［情景创设］
硝酸厂的尾气含有NO和NO2等污染物。根据对制取硝酸方法的了解及对氮的氧化物性质的认识，你认为净化尾气可采用哪些方法？
［自主学习］
看课本16页，完成下面填空
1．用Na2CO3溶液吸收。其反应的方程式为___________________
2．催化还原氮氧化物。在催化剂存在下，利用各种燃料气体中的甲烷、氢气等将氮的氧化物还原为___________和__________。
［合作探究］
请对比一下这两种净化尾气的方法的优缺点
［基础过关］
1．硝酸放置在暗处，并用棕色试剂瓶保存是因为它具有
A．强酸性 B ．强氧化性
C．挥发性 D．不稳定性
2．将mgNH3通过氧化完全制成硝酸，且将硝酸全部溶解在反应生成的水中制成浓硝酸，其质量分数为
A．77.8% B ．50%
C．63.5% D．98%
3．已知氮的氧化物跟NaOH溶液发生的化学反应如下：3NO2+2NaOH＝2NaNO3+NO+H2O，NO2+NO+2NaOH＝2NaNO2+H2O。现有mmolNO2和nmolNO组成的混合气体，需用NaOH溶液将其完全吸收至无气体剩余。已知NaOH物质的量浓度为amol/L，则该NaOH溶液的体积是
［能力提升］
1．某化肥厂用NH3制备NH4NO3。已知由NH3制NO的产率是96%，NO制HNO3的产率是92%，HNO3跟NH3反应生成NH4NO3。则制HNO3所用去的NH3的质量占总耗NH3质量（不考虑生产上的其他损失）的___%。
2．在硝酸生产过程中，所排放出的废气中含有NO和NO2，它们污染环境。现用氨催化还原法将它们转化为无毒气体_______直接排入空气中。写出有关反应方程式：________________________。
假设NO和NO2物质的量之比恰好为1：1，则两者的混合物相当于一种酸酐。写出由烧碱溶液吸收这种酸酐的化学方程式：___________________________________
3．将10.5m3（标准状况）的氨与足量空气反应制取硝酸。从所制得的硝酸中取出1%（质量比）加水至3000mL，得到的溶液的密度为1.05g/cm3，溶质的质量分数为6%。再取此硝酸50mL跟1.5g含杂质的铜反应（杂质不与HNO3反应），若两者恰好完全作用，则：
（1）氨的转化率是__________
（2）铜的纯度是__________
4．Murad等三位教授最早提出NO分子在人体内有独特功能，近年来此领域研究有很大进展，因此这三位教授荣获了1998年诺贝尔医学及生理学奖。关于NO的下列叙述，不正确的是
A．NO可以是某些含低价N物质氧化的产物
B．NO不是亚硝酸酐
C．NO可以是某些含高价物质N还原的产物
D．NO是红棕色气体
5．在一定条件下，将m体积NO和n体积O2同时通入倒立于水中且盛满水的容器内，充分反应后，容器内残留体积的气体，该气体与空气接触后变为红棕色，则m与n的比值为
A．3﹕2 B ．2﹕3
C．8﹕3 D．3﹕8
6．32.64g铜与140mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的NO和NO2混合气体在标况下的体积为11.2L。请回答：
（1）NO的体积为_____L，NO2的体积为_____L。
（2）待产生的气体全部释放后，向溶液中加入VmL a mol/L的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2+全部转化为沉淀，则原硝酸溶液的浓度为_______mol/L。
（3）欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3，至少需要30%的双氧水___g。
［信息反馈］
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主题1 空气资源 氨的合成
课题3 氨氧化法制硝酸（第1课时）
［导与学目标］
1．掌握实验室和工业上催化氧化法制取硝酸的反应原理
2．了解主要生产流程
［预习引导］
1．进行课本第12页的实验，思考：
①氨气与氧气的反应为什么要在有催化剂（Cr2O3）存在的条件下进行？
②广口瓶中NaOH的作用是什么？
2．工业上以氨气和氧气为原料制取硝酸。写出主要反应的化学方程式。
一．如何获得一氧化氮
［情景创设］
研究发现，氨气与氧气反应可以生成多种不同的产物，如NO、N2O、N2等。三个反应的产率都很高。那么请你想一想，如何才能使氨气与氧气反应只生成一氧化氮呢？
看课本13页，完成下面的填空：
为解决氨氧化反应中遇到的难题，科学家把目光集中到_________上。工业上氨氧化法制HNO3使用的选择性良好的催化剂，一是___________，二是_______________。____________催化剂活性更好，是目前硝酸生产主要采用的催化剂。
二．选择吸收二氧化氮的条件
［情景创设］
根据下面的反应，分析吸收NO2的适宜条件。
3NO2+H2O2HNO3+NO
［自主学习］
阅读课本14~15页，完成下面的填空
现代硝酸生产改用了___________和____________均在加压下进行的________________，以及氨氧化和NO2吸收分别在两种不同压强下就进行的___________，提高了NO2吸收率，成品酸的浓度可达到60%~70%。
［合作探究］
氨氧化法只能生产稀硝酸。若想获得95%~100%的浓硝酸，可采取什么方法？
［基础过关］
1．将容积为50mL的量筒内充满NO2和O2的混合气体，使量筒倒置在盛满水的水槽里，一段时间后，量筒里剩余气体的体积为5mL。则原混合气体中NO2和O2的体积比可能是_________或_________。
2．某氮的氧化物和CO在催化剂的作用下充分反应，生成氮气和二氧化碳。若测得氮气和二氧化碳的物质的量之比为1：2，则该氮的氧化物是
A．N2O B．NO
C．NO2 D．N2O5
3．在NH3、HNO3、H2SO4的工业生产中，具有的共同点是
A．使用吸收塔设备 B ．使用尾气吸收装置
C．使用H2作原料 D．使用催化剂
4．在氨氧化法制硝酸中，NO2的吸收反应如下：
3NO2+H2O2HNO3+NO（正反应为放热反应）
为了提高硝酸的产量，应该采取的措施是
A．降低温度 B ．升高温度
C．减小压强 D．增大压强
5．标准状况下，在三个干燥的烧瓶内分别装入：干燥纯净的N2；含一半空气的HCl气体；NO2和O2的混合气体［V（NO2）：V（O2）＝4：1］。然后分别做喷泉实验，三个烧瓶中所得溶液的物质的量浓度之比为
A．2：1﹕2 B ．5：5：4
C．1：1：1 D．无法确定
6．NO2和Br2蒸气都是红棕色气体，可鉴别它们的试剂是
A．硝酸银溶液
B．湿润淀粉碘化钾试纸
C．水
D．紫色石蕊试液
［能力提升］
1．下列关于浓硝酸的叙述，错误的是
A．是无色液体，但因含少量的Fe2+而呈黄色
B．锌与硝酸反应不能制得氢气
C．可溶解绝大部分金属，但却可放在铁制容器中
D．是具有不稳定性的挥发性强酸
2．A、B、C三种气体，A为无色，在一定条件下A能与O2反应生成B，B不溶于水，它能与O2反应生成C，A、C气体均溶于水其水溶液分别呈碱性和酸性。推断A、C的化学式。
3．写出HNO3发生下列反应的化学方程式，并说明其中硝酸的作用。（1）浓、稀硝酸分别与Cu反应____________________
（2）不稳定性（光照条件）___________________
（3）与CuO反应____________________
［信息反馈］
本节课你学习了什么知识？
本节课你学会了哪些知识？
你还有哪些疑难或困惑？
主题1 空气资源 氨的合成
课题3 氨氧化法制硝酸（第二课时）
［导与学目标］
1．理解硝酸工业中净化尾气的方法
2．培养环境保护的意识
三．探索净化尾气的途径
［情景创设］
硝酸厂的尾气含有NO和NO2等污染物。根据对制取硝酸方法的了解及对氮的氧化物性质的认识，你认为净化尾气可采用哪些方法？
［自主学习］
看课本16页，完成下面填空
1．用Na2CO3溶液吸收。其反应的方程式为___________________
2．催化还原氮氧化物。在催化剂存在下，利用各种燃料气体中的甲烷、氢气等将氮的氧化物还原为___________和__________。
［合作探究］
请对比一下这两种净化尾气的方法的优缺点
［基础过关］
1．硝酸放置在暗处，并用棕色试剂瓶保存是因为它具有
A．强酸性 B ．强氧化性
C．挥发性 D．不稳定性
2．将mgNH3通过氧化完全制成硝酸，且将硝酸全部溶解在反应生成的水中制成浓硝酸，其质量分数为
A．77.8% B ．50%
C．63.5% D．98%
3．已知氮的氧化物跟NaOH溶液发生的化学反应如下：3NO2+2NaOH＝2NaNO3+NO+H2O，NO2+NO+2NaOH＝2NaNO2+H2O。现有mmolNO2和nmolNO组成的混合气体，需用NaOH溶液将其完全吸收至无气体剩余。已知NaOH物质的量浓度为amol/L，则该NaOH溶液的体积是
［能力提升］
1．某化肥厂用NH3制备NH4NO3。已知由NH3制NO的产率是96%，NO制HNO3的产率是92%，HNO3跟NH3反应生成NH4NO3。则制HNO3所用去的NH3的质量占总耗NH3质量（不考虑生产上的其他损失）的___%。
2．在硝酸生产过程中，所排放出的废气中含有NO和NO2，它们污染环境。现用氨催化还原法将它们转化为无毒气体_______直接排入空气中。写出有关反应方程式：________________________。
假设NO和NO2物质的量之比恰好为1：1，则两者的混合物相当于一种酸酐。写出由烧碱溶液吸收这种酸酐的化学方程式：___________________________________
3．将10.5m3（标准状况）的氨与足量空气反应制取硝酸。从所制得的硝酸中取出1%（质量比）加水至3000mL，得到的溶液的密度为1.05g/cm3，溶质的质量分数为6%。再取此硝酸50mL跟1.5g含杂质的铜反应（杂质不与HNO3反应），若两者恰好完全作用，则：
（1）氨的转化率是__________
（2）铜的纯度是__________
4．Murad等三位教授最早提出NO分子在人体内有独特功能，近年来此领域研究有很大进展，因此这三位教授荣获了1998年诺贝尔医学及生理学奖。关于NO的下列叙述，不正确的是
A．NO可以是某些含低价N物质氧化的产物
B．NO不是亚硝酸酐
C．NO可以是某些含高价物质N还原的产物
D．NO是红棕色气体
5．在一定条件下，将m体积NO和n体积O2同时通入倒立于水中且盛满水的容器内，充分反应后，容器内残留体积的气体，该气体与空气接触后变为红棕色，则m与n的比值为
A．3﹕2 B ．2﹕3
C．8﹕3 D．3﹕8
6．32.64g铜与140mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的NO和NO2混合气体在标况下的体积为11.2L。请回答：
（1）NO的体积为_____L，NO2的体积为_____L。
（2）待产生的气体全部释放后，向溶液中加入VmL a mol/L的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2+全部转化为沉淀，则原硝酸溶液的浓度为_______mol/L。
（3）欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3，至少需要30%的双氧水___g。
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