第2单元 课时3
硝酸的性质
教学设计
一、学习目标
1.了解硝酸的物理性质和重要用途；
2.掌握硝酸的化学性质——不稳定性和强氧化性；
3.知道工业上氨氧化法制硝酸的反应原理；
4.通过观察浓、稀硝酸与铜反应的实验，培养观察能力、分析和比较能力；5.介绍波尔巧藏诺贝尔金质奖章的故事，对学生进行爱国主义教育。
二、教学重点及难点
硝酸的特性——不稳定性和氧化性；
氨氧化法制硝酸的反应原理。
三、设计思路
由氮元素存在变价引入硝酸内容的教学，接着介绍硝酸的重要用途，引导学生将理论与生产实际联系起来，激发他们学习理论知识的积极性。硝酸性质的教学按照人们认识新事物的一般过程展开，首先通过简单的观察来认识硝酸的物理性质，在通过实验探究的方式，引导学生发现HNO3的特性——不稳定性和强氧化性。在对稀HNO3与铜的反应进行探究的时候，对教材中的实验进行了一定的改进，在一定程度上可以培养学生的创新意识和解决新问题的能力。最后，向学生简单介绍硝酸的工业制法，再一次将理论与实践相结合，从而整理氮元素及其化合物的转化关系，深化本课以及本单元的内容。
四、教学过程
[引入]试分析下列转变关系中氮元素的化合价变化。
NH3→NO→NO2→HNO3
[过渡] 氮元素处于最高价态的硝酸是硝酸型酸雨的有害成分之一，但它在工农业生产中的用途也是非常广泛的。
[板书介绍] 一、硝酸的用途：制氮肥、塑料、炸药、硝酸盐等。（ppt 3）
[过渡] 为了更加科学合理地利用硝酸，我们需要进一步认识它的有关性质。认识一种物质，人们通常从表面入手，不断深入其内部的本质。那我们就先来认识一下硝酸的“表层”性质。
[观察与思考] 打开一瓶浓硝酸的瓶盖，闻其气味，观察其挥发现象。
[板书小结]二、硝酸的物理性质。（ppt 4）
硝酸是无色、有刺激气味的液体，易溶于水，低沸点（83℃），易挥发。常用硝酸密度为 1.503g/cm3， 浓度为69%，15.6mol/L。
[过渡] 在学习了“表层”性质的基础上，下面我们来深入研究硝酸的“深层”性质。
[板书]三、硝酸化学性质（ppt 5～12）
1. 硝酸具有酸的通性：一元强酸 HNO3 = H++NO3-
[讨论] ①久置浓硝酸为什么呈黄色？
[回答] 久置硝酸分解产生的NO2溶于溶液中,使得溶液变黄！
[板书] 2. 硝酸的不稳定性：4HNO3 = O2↑ +2H2O + 4NO2↑
[讨论] ②硝酸应如何保存？
硝酸保存在避光、低温处。
[过渡] 硝酸中的氮元素化合价处于最高价态，我们可以由此推测它只具有氧化性，事实是否如此呢？下面大家通过实验来探究一下。
[板书]（1）硝酸与金属的反应
[实验探究]实验浓、稀硝酸与铜的反应。
[实验计划] ①是否能观察到明显实验现象？
②是否有气体生成，如果有，气体是什么颜色。使生成的气体接触空气，气体颜色是否发生变化。
③溶液颜色有什么变化。
[实验探究1]①浓硝酸与铜反应
现象：铜片溶解,常温下反应剧烈；有红棕色的气体产生；溶液由无色变为蓝色。
反应的化学方程式：
Cu＋4HNO3(浓)＝Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O （注：方程式由学生根据反应现象推测归纳后写出）
[实验探究2]②稀硝酸与铜反应
现象：反应缓慢，铜片溶解；有无色的气体产生，气体接触空气时立即变成红棕色；溶液由无色变为蓝色。
反应的化学方程式：
3Cu＋8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
（注：方程式由学生根据反应现象推测归纳后写出）
反应的离子方程式：
3Cu＋8H+ ＋ 2NO3— ＝3Cu2+＋2NO↑＋4H2O
（注：离子方程式由学生当作课堂练习自行写出）
[拓展视野] 常温下，浓硝酸使铁、铝发生“钝化”。
Fe＋HNO3(浓) → 生成致密的氧化膜（钝化）
Al＋HNO3(浓) → 生成致密的氧化膜（钝化）
[追问] 为什么可以用铝槽车装运浓硝酸？
[回答]钝化使金属的化学活动性大大降低，耐腐蚀性大大增强。因此在常温下可以用铝槽车装运浓硝酸。
[板书] （2）浓硝酸能与某些非金属反应。
C + 4HNO3(浓) = CO2 ↑ + 4NO2↑+2H2O
[ppt演示] 氧化还原反应方程式的配平过程。（ppt 10）
[阅读]教材101页，学习氧化还原反应方程式的配平，分析原理，归纳步骤。
[归纳] [板书] 硝酸具有强氧化性。（注：教师在学生归纳下面三条性质之后进行板书）
（1）能与大多数金属反应，但一般不生成氢气。
金属与浓硝酸反应一般生成NO2,与稀HNO3反应一般生成NO。
（2）常温下浓硝酸使铁、铝钝化。
（3）浓硝酸能与某些非金属反应。
[拓展视野] 王水：浓HNO3和浓HCl（体积比1:3）混合物，能使一些不溶于硝酸的金属如Au、Pt等溶解。（ppt 12）
玻尔是丹麦著名的物理学家，曾获得诺贝尔奖。第二次世界大战中，玻尔被迫离开将要被德国占领的祖国。为了表示他一定要返回祖国的决心，他决定将诺贝尔金质奖章溶解在王水里，装于玻璃瓶中，然后将它放在柜面上。后来，纳粹分子窜进玻尔的住宅，那瓶溶有奖章的溶液就在眼皮底下，他们却一无所知。这是一个多么聪明的办法啊！战争结束后，玻尔又从溶液中还原提取出金，并重新铸成奖章。新铸成的奖章显得更加灿烂夺目，因为它凝聚着玻尔对祖国无限的热爱和无穷的智慧。
[发散思维] 在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，再加入KNO3 ，发现铜粉溶解，为什么？（PPT13）
3Cu＋8H+ ＋ 2NO3 - ＝3Cu2+＋2NO↑＋4H2O
[比较学习] 硫酸和硝酸的氧化性规律比较（ppt 14）
[过渡] 如果我们需要大量硝酸用于各种生产活动，那么如何通过工业方法来制取它的呢？
[板书] 四、硝酸的工业制法（ppt 15～16）
[投影]工业上制备硝酸的过程如下：
(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成二氧化氮；
(3)用水吸收二氧化氮生成硝酸。
试写出各步反应的化学方程式：
4NH3+5O2 = 4NO+6H2O
2NO+O2=2NO2
3NO2+H2O=2HNO3+NO
（注：方程式由学生根据反应上述文字过程描述自行写出）
[作业] 教材第102页：练习与实践第2、3题。
课件16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硝 酸 的 性 质NH3→NO→NO2→HNO3试分析下列转变关系中氮元素的化合价变化。知识归纳：-3 +2 +4 +5一、硝酸的用途氮 肥硝化纤维塑料炸 药染 料硝酸盐二、硝酸物理性质打开一瓶浓硝酸的瓶盖，闻其气味，观察其挥发现象。 硝酸是无色、有刺激气味的液体，易溶于水，低沸点（83℃），易挥发。常用硝酸密度为 1.503g/cm3， 浓度为69%，15.6mol/L。归纳：三、硝酸化学性质2.硝酸的不稳定性：1.硝酸具有酸的通性:一元强酸①久置浓硝酸为什么呈黄色？②硝酸应如何保存？密封于棕色瓶中,并放在阴暗处！久置硝酸分解产生的NO2溶于溶液
中,使得溶液变黄！讨论：①溶液颜色的变化。
②是否有气体生成，如有，
观察气体颜色。
③让生成的无色气体接触
空气，气体颜色是否变化。实验探究：浓、稀硝酸与铜的反应实验探究1浓硝酸与铜反应现象：铜片溶解,常温下反应剧烈；有红棕色的气体产生；溶液变蓝。结论：Cu＋4HNO3(浓)＝Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O（1）与金属反应稀硝酸与铜反应反应缓慢，铜片溶解；有无色的气体产生，气体接
触空气时立即变成红棕色；溶液由无色变为蓝色。实验探究2现象：结论：3Cu＋8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O3Cu＋8H+ ＋ 2NO3 - ＝3Cu2+＋2NO↑＋4H2O浓硝酸与铁、铝反应Fe＋HNO3(浓) 常温时生成致密的氧化膜（钝化）Al＋HNO3(浓) 常温时生成致密的氧化膜（钝化）钝化使金属的化学活动性大大降低，耐腐蚀性大大增强。因此在常温下可以用铝槽车装运浓硝酸和浓硫酸。应用： C + HNO3（浓）= CO2↑+ NO2↑+ H2O化合价升高 4化合价降低 1×4（2）浓硝酸与某些非金属的反应0+5+4+4442阅读教材P101，归纳氧化还原反应方程式配平的方法，分析原理。（2）常温下浓硝酸使铁铝钝化。（1）能与大多数金属反应，但一般不生成氢气。硝酸具有强氧化性（3）浓硝酸能与一些非金属反应。 玻尔是丹麦著名的物理学家，曾获得诺贝尔奖。二战中，玻尔被迫离开将要被德国占领的祖国。为了表示重返祖国的决心，他将诺贝尔金质奖章溶解在王水里，装于玻璃瓶中，然后将它放在柜面上。后来，纳粹分子窜进玻尔的住宅，那瓶溶有奖章的溶液就在敌人的眼皮底下。战争结束后，玻尔又从溶液中还原提取出金，并重新铸成奖章。新铸成的奖章显得更加灿烂夺目，因为它凝聚着玻尔对祖国无限的热爱和无穷智慧。王水 浓HNO3和浓HCl（体积比1:3）混合物，能使一些不溶于硝酸的金属如Au、Pt等溶解。玻尔
在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，
再加入KNO3 ，发现铜粉溶解，为什么？
3Cu＋8H+ ＋ 2NO3 - ＝3Cu2+＋2NO↑＋4H2O硫酸和硝酸的氧化性规律与金属活动性处于H之前的金属反应,置换出H2。加热下能与多数金属和非金属单质反应，放出SO2。能与多数金属单质反应，一般放出NO。
能与多数金属和非金属单质反应，一般放出NO2。(1) 氨在催化剂的作用下与氧气发生反应，生成一氧化氮； 工业上制备硝酸的过程如下，试写出各步反应的化学方程式 ： 四、硝酸的工业制法2NO + O2 = 2NO23NO2 + H2O = 2HNO3 + NO4NH3+5O2 = 4NO+6H2O催化剂(2) 一氧化氮进一步被氧气氧化成二氧化氮； (3) 用水吸收二氧化氮生成硝酸。第2单元 课时3
硝酸的性质
补充习题
一、选择题
1.对于硫酸和硝酸的比较中，下列叙述不正确的是 （ ）
A．冷的浓硫酸和浓硝酸都可以用铝、铁的容器盛装
B．浓硫酸和浓硝酸都具有很强的腐蚀性、脱水性
C．稀硫酸和稀硝酸都具有氧化性
D．硫酸和硝酸都是重要的化工原料
2.一定量的浓硝酸与过量的铜充分反应，生成的气体是 （ ）
A.只有NO2 B.只有NO C.NO2和NO D.NO2和H2
3.实验室不需用棕色试剂瓶保存的是 （ ）
A.浓硝酸 B.硝酸银 C.氯水 D.浓硫酸
4.硝酸在反应中只表现强氧化性的反应是 （ ）
A.C与浓HNO3反应 B.Cu与浓HNO3反应
C.Cu与稀HNO3反应 D.Mg(OH)2与HNO3反应
5.下列关于硝酸的说法中正确的是 （ ）
A.稀硝酸能与Fe发生反应，浓硝酸不能
B.浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂
C.稀硝酸是弱酸，浓硝酸是强酸
D.稀硝酸与Cu反应生成NO，而浓硝酸与Cu反应生成NO2，稀硝酸得电子更多，故稀硝酸的氧化性大于浓硝酸
6.右图装置可用于 （ ）
A．加热NaHCO3制CO2
B．用Cu和稀HNO3反应制NO
C．用NH4Cl与浓NaOH溶液反应制NH3
D．用NaCl与浓H2SO4反应制HCl
7.为了回收表面镀有铜层的铝制品中的铝，可选用的最佳试剂是 （ ）
A．稀硝酸 B．浓硝酸 C．浓硫酸 D．浓盐酸
二、填空题
8.纯净的浓硝酸是无色的，但保存不当则呈黄色，这是由于________，其化学方程式为_______________________。为了除去所含的杂质，所采用的方法是______________，有关化学方程式为_______________。实验室贮存浓硝酸的方法是_________________。
9.硝酸在反应中的动态变化：在浓硝酸中放入铜片，回答下列问题：
（1）开始反应的化学方程式为 ，实验现象为
（2）若铜有剩余，则临近结束时的反应方程式为
（3）待反应停止后，再加入少量25％的硫酸，现象为 原因是
10.A、B、C、D、E五种物质中含有同一种元素，其相互转化关系如下图所示。其中A、B、C、D、E在常温下都是气体，B为红棕色。
（1）写出各下列物质的化学式：则A是 D是 。
（2）写出下列反应的化学方程式：
B→C的化学方程式为 。
D→C的化学方程式为
11.某同学是一位有心人，平时观察和搜集了大量与学习有关的资料和事实，下列事实是从该同学的学习资料簿上摘录下来的关于硝酸的事实，你知道这些事实分别表现了硝酸的哪些性质?请填在后面的括号中。
（1）久置的浓硝酸显黄色。 （ ）
（2）铝制、铁制容器常温下可盛浓硝酸。 （ ）
（3）铜片放入硝酸中，溶液变蓝。 （ ）
（4）碳单质放入浓硝酸中产生大量红棕色的气体。 （ ）
（5）浓硝酸敞口放置在空气中，质量会减少。 （ ）
三、计算题
12.若将12.7gCu跟足量的浓硝酸反应，铜消耗完时，
（1）产生气体的体积为多少？(标准状况，不考虑NO2转化成N2O4)
（2）该反应转移的电子总数为多少？
参考答案
1.B 2.C 3.D 4.A 5.B 6.B 7.B
8.浓硝酸不稳定性, 4HNO3(浓)=4NO2↑+ O2↑+ 2H2O;
通入氧气; 4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3 , 低温、避光处
9.（1）Cu+4HNO3(浓）=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,产生红棕色气体、溶液变蓝，
（2）3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,
（3）反应继续进行， 3Cu+8H++2NO3—=3Cu2++NO↑+4H2O,
10．（1）N2 、NH3 （2）3NO2+H2O=2HNO3+NO、4NH3+5O2=4NO+6H2O
11.(1)不稳定性 (2)强氧化性(3)强氧化性,酸性(4)强氧化性(5)挥发性
12. （1）8.96L；（2）0.4mol
