高中化學(xué) 第三章 第二節(jié) 第三課時(shí) 硝酸課件

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1、第三課時(shí)第三課時(shí) 硝酸硝酸第三章第三章 第二節(jié)第二節(jié) 氮的循環(huán)氮的循環(huán)無色、有刺激性氣味無色、有刺激性氣味的的液體，密度比液體，密度比水大，與水互溶、沸點(diǎn)水大，與水互溶、沸點(diǎn)8383。沸點(diǎn)低、沸點(diǎn)低、易揮發(fā)易揮發(fā)1、硝酸的物理性質(zhì)、硝酸的物理性質(zhì)五、硝酸五、硝酸“發(fā)煙硝酸發(fā)煙硝酸”：常用濃硝酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為常用濃硝酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 69%69% 95%95%的濃的濃硝酸揮發(fā)出的硝硝酸揮發(fā)出的硝酸蒸氣遇到空氣里的水蒸酸蒸氣遇到空氣里的水蒸氣生成的硝酸小液滴氣生成的硝酸小液滴是霧是霧而非而非煙煙【知識(shí)點(diǎn)擊】【知識(shí)點(diǎn)擊】(1)酸的通性酸的通性與指示劑作用：與指示劑作用： 稀硝酸使紫色石蕊試紙（液）變紅；

2、稀硝酸使紫色石蕊試紙（液）變紅； 濃硝酸使紫色石蕊試紙（液）先紅后褪色濃硝酸使紫色石蕊試紙（液）先紅后褪色與活潑金屬反應(yīng)與活潑金屬反應(yīng), ,但不產(chǎn)生但不產(chǎn)生H H2 2。與堿性氧化物反應(yīng)：與與堿性氧化物反應(yīng)：與CaOCaO反應(yīng)。反應(yīng)。與鹽反應(yīng)：與與鹽反應(yīng)：與CaCO3反應(yīng)反應(yīng)2硝酸的化學(xué)性質(zhì)硝酸的化學(xué)性質(zhì)與堿反應(yīng)：與與堿反應(yīng)：與NaOHNaOH反應(yīng)。反應(yīng)。2HNO3+ CaCO3 = Ca(NO3)2+ H2O + CO22HNO3+ CaO = Ca(NO3)2 + H2OHNO3+ NaOH = NaNO3 + H2O一元強(qiáng)酸：一元強(qiáng)酸：HNOHNO3 3 = H = H+ + + NO

3、+ NO3 3- -濃硝酸顯黃色的原因是什么？濃硝酸顯黃色的原因是什么？（2 2）不穩(wěn)定性不穩(wěn)定性4HNO3（濃濃） 4 NO2 + O2 + 2 H2O 或光照或光照硝酸分解產(chǎn)生的硝酸分解產(chǎn)生的NONO2 2溶于硝酸使硝酸顯黃色溶于硝酸使硝酸顯黃色棕色細(xì)口瓶，用玻璃塞棕色細(xì)口瓶，用玻璃塞，不能用，不能用橡皮塞橡皮塞（HNO3會(huì)腐蝕橡皮塞），會(huì)腐蝕橡皮塞），存于存于避光陰涼避光陰涼處處。濃硝酸如何保存？濃硝酸如何保存？濃濃HNO3 、AgNO3 、氯水、溴水、氯水、溴水、AgBr、AgI常見的需要放在棕色瓶中的試劑：常見的需要放在棕色瓶中的試劑：w Cu 與濃與濃HNO3反應(yīng)反應(yīng)Cu+4HNO

4、3(濃濃)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O3Cu+8HNO3(稀稀) = 3Cu(NO3)2+ 2NO+4H2OwCu與稀與稀HNO3反應(yīng)反應(yīng)銅片溶解銅片溶解, ,溶液變綠，溶液變綠，有有紅棕色紅棕色的氣體產(chǎn)生。的氣體產(chǎn)生。銅片緩慢溶解，銅片緩慢溶解，溶液變藍(lán)，溶液變藍(lán)，產(chǎn)生產(chǎn)生無色無色氣體，遇氣體，遇空氣變空氣變紅棕色。紅棕色。Cu+4H+2NO3- = Cu2+2NO2 +2H2O3Cu+8H+2NO3- = 3Cu2+2NO +4H2O （3 3）硝酸的強(qiáng)氧化性硝酸的強(qiáng)氧化性氧化性氧化性:酸性酸性=1:1氧化性氧化性:酸性酸性=1:3 C+4HNO3(濃濃) = CO2+4NO2+

5、2H2OS+6HNO3(濃濃) =H2SO4+6NO2+2H2O與非金屬反應(yīng)與非金屬反應(yīng)濃硝酸能與碳、硫等非金屬單質(zhì)反應(yīng)，濃硝酸能與碳、硫等非金屬單質(zhì)反應(yīng)，非金屬單非金屬單質(zhì)一般被氧化為最高價(jià)含氧酸或最高價(jià)氧化物、質(zhì)一般被氧化為最高價(jià)含氧酸或最高價(jià)氧化物、二氧化氮和水，硝酸只表現(xiàn)氧化性。二氧化氮和水，硝酸只表現(xiàn)氧化性。硝酸具有強(qiáng)氧化性，硝酸具有強(qiáng)氧化性，與某些還原性化合物或離與某些還原性化合物或離子發(fā)生反應(yīng)：子發(fā)生反應(yīng)：Fe2+（FeO ）、）、H2S（S2- ）、）、SO2（ SO32- ）、）、HBr （ Br- ）、）、HI （ I- ），），因此因此Fe2+ 、S2-、SO32- 、B

6、r- 、 I-、遇、遇 NO3- +H+不共存不共存3FeO+10HNO3(稀稀)=3Fe(NO3)3+NO+5H2O3H2S+8HNO3(稀稀)=3H2SO4+8NO+4H2O3SO32-+ 2NO3-+2H+=3SO42-+2NO +H2O3Fe2+4H+NO3-=3Fe3+NO+2H2O6HBr+2HNO3=3Br2+2NO+4H2O硝酸表現(xiàn)氧化性和酸性硝酸表現(xiàn)氧化性和酸性6I- +2NO3-+8H+=3I2+2NO+4H2O3SO2+2H2O+2HNO3(?。┫。?3H2SO4+2NO3S2-+8NO3-+8H+=3SO42-+8NO+4H2O取少量樣品，加入濃取少量樣品，加入濃H2S

7、O4和和Cu片，片，共熱共熱, ,如產(chǎn)如產(chǎn)生生紅棕色紅棕色的的氣體氣體, ,則證明它是硝酸鹽或含有則證明它是硝酸鹽或含有NO3- ( (若為稀溶液若為稀溶液, ,應(yīng)先將溶液濃縮應(yīng)先將溶液濃縮) ) NaNO3 + H2SO4 (濃濃)=NaHSO4 + HNO3 Cu + 4HNO3 (濃濃)=Cu(NO3 ) 2 + 2NO2 + 2H2O(2)實(shí)驗(yàn)室制法：實(shí)驗(yàn)室制法：3、用途：、用途：硝酸是一種重要的化工原料，常用來制備氮硝酸是一種重要的化工原料，常用來制備氮肥、染料、塑料、炸藥、硝酸鹽等。肥、染料、塑料、炸藥、硝酸鹽等。NaNO3H2SO4（濃）（濃）=NaHSO4HNO3(1)工業(yè)制法

8、：工業(yè)制法：NH3-NO-NO2-HNO34、制備、制備5、NO3-的檢驗(yàn)的檢驗(yàn)一、金屬與硝酸反應(yīng)規(guī)律一、金屬與硝酸反應(yīng)規(guī)律 【考點(diǎn)深化考點(diǎn)深化】 硝酸具有強(qiáng)氧化性，硝酸具有強(qiáng)氧化性，能氧化除能氧化除Au、Pt外的金屬。外的金屬。一一般來說，般來說，活潑金屬與活潑金屬與HNO3反應(yīng)不生成反應(yīng)不生成H2，濃硝酸被還，濃硝酸被還原為原為NO2 ，稀硝酸被還原為，稀硝酸被還原為NO，活潑金屬與極稀活潑金屬與極稀HNO3反應(yīng)時(shí)，還原產(chǎn)物復(fù)雜，為反應(yīng)時(shí)，還原產(chǎn)物復(fù)雜，為NO、N2O、NH4NO3等等硝酸的濃度越大，氧化性越強(qiáng)，硝酸的濃度越大，氧化性越強(qiáng)，即氧化性：濃硝酸即氧化性：濃硝酸稀硝酸。稀硝酸。如

9、稀如稀HNO3可使石蕊試變紅，而濃可使石蕊試變紅，而濃HNO3可使可使石蕊試液先石蕊試液先變紅變紅后褪色。后褪色。金屬與硝酸反應(yīng)的一般通式為：金屬與硝酸反應(yīng)的一般通式為：金屬濃硝酸金屬濃硝酸=金屬硝酸鹽金屬硝酸鹽NO2H2O金屬稀硝酸金屬稀硝酸=金屬硝酸鹽金屬硝酸鹽NOH2O與金屬反應(yīng)，硝酸既與金屬反應(yīng)，硝酸既表現(xiàn)氧化性，又表現(xiàn)酸性。表現(xiàn)氧化性，又表現(xiàn)酸性。“王水王水”（三鹽一硝）：（三鹽一硝）：濃濃HCl和和濃濃HNO3按體積比按體積比3： 1配制）具有更強(qiáng)的氧化性，能溶解配制）具有更強(qiáng)的氧化性，能溶解Au、Pt 硝酸與變價(jià)金屬（如硝酸與變價(jià)金屬（如Fe）反應(yīng)，根據(jù)硝酸的量的）反應(yīng)，根據(jù)硝酸

10、的量的多少分別得到多少分別得到高價(jià)、低價(jià)或兩種價(jià)態(tài)共存高價(jià)、低價(jià)或兩種價(jià)態(tài)共存的混合物。的混合物。濃硝酸在濃硝酸在常溫下能使常溫下能使Fe、Al 鈍化鈍化 ，故可用鐵、鋁容，故可用鐵、鋁容器運(yùn)輸冷的濃硝酸。器運(yùn)輸冷的濃硝酸。3Fe(過量過量)8HNO3(稀稀)=3Fe(NO3)22NO4H2OFe(少量少量)4HNO3(稀稀)=Fe(NO3) 3NO2H2O足量足量金屬與一定量濃硝酸反應(yīng)時(shí)，隨著硝酸濃度的降金屬與一定量濃硝酸反應(yīng)時(shí)，隨著硝酸濃度的降低，產(chǎn)物也發(fā)生改變。例如銅與濃低，產(chǎn)物也發(fā)生改變。例如銅與濃HNO3反應(yīng)反應(yīng),若若Cu過過量量,開始時(shí)開始時(shí)硝酸的還原產(chǎn)物為硝酸的還原產(chǎn)物為NO2,

11、 隨著反應(yīng)的進(jìn)行隨著反應(yīng)的進(jìn)行, 濃濃HNO3變稀變稀,硝酸的還原產(chǎn)物為硝酸的還原產(chǎn)物為NO, 最終得到最終得到NO2和和NO的混合氣體。的混合氣體。HNO3與金屬反應(yīng)時(shí)，與金屬反應(yīng)時(shí)，一部分一部分HNO3表現(xiàn)酸性，以表現(xiàn)酸性，以NO3-的的形式存在于溶液中；一部分表現(xiàn)氧化性被還原形式存在于溶液中；一部分表現(xiàn)氧化性被還原，濃硝酸濃硝酸的還原產(chǎn)物主要是的還原產(chǎn)物主要是NO2,稀硝酸的還原產(chǎn)物主要是稀硝酸的還原產(chǎn)物主要是NO 若金屬和一定量濃硝酸恰好反應(yīng)若金屬和一定量濃硝酸恰好反應(yīng),則產(chǎn)生的氣體為則產(chǎn)生的氣體為NO NO2的混合氣體的混合氣體，無論硝酸的還原產(chǎn)物是無論硝酸的還原產(chǎn)物是NO NO2還

12、是還是兩者的混合物兩者的混合物,n(HNO3)還原還原=n(氣體氣體)消耗消耗HNO3的量的量= M (NO3) x鹽中鹽中NO3-的量（表現(xiàn)酸性的量（表現(xiàn)酸性的的HNO3）+氣體中的氣體中的N原子的量（被還原的原子的量（被還原的HNO3）(1)原子守恒原子守恒(元素守恒元素守恒)：N原子守恒或原子守恒或N元素守恒元素守恒二、金屬與硝酸反應(yīng)的有關(guān)計(jì)算二、金屬與硝酸反應(yīng)的有關(guān)計(jì)算【考點(diǎn)深化考點(diǎn)深化】n(HNO3)消耗消耗= n (HNO3)酸性酸性n(HNO3)氧化或被氧化或被還原還原 = xn（Mx+） n(氣體氣體)練習(xí)練習(xí)1：a mol Cu與含有與含有b mol HNO3的溶液恰好的溶液

13、恰好完全反應(yīng)，則被還原的完全反應(yīng)，則被還原的HNO3的物質(zhì)的量一定是的物質(zhì)的量一定是A(b2a) mol Bb/4 molC2a/3 mol D2a mol例例1 1、將、將12.8g12.8g銅跟一定量的濃硝酸反應(yīng)，銅跟一定量的濃硝酸反應(yīng)，銅耗完時(shí)，共產(chǎn)生氣體銅耗完時(shí)，共產(chǎn)生氣體5.6L5.6L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則所消耗的硝酸的物質(zhì)的量是則所消耗的硝酸的物質(zhì)的量是_0.65molA解析解析：Cu與與HNO3反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)時(shí)，HNO3一部分作氧化劑，另一部分作氧化劑，另一部分起酸性作用，生成一部分起酸性作用，生成Cu(NO3)2，因此被還原的，因此被還原的HNO3的物質(zhì)的量為的物質(zhì)的量

14、為(b2a) mol。金屬失電子總數(shù)或物質(zhì)的量金屬失電子總數(shù)或物質(zhì)的量=HNO3中氮原中氮原子得電子得電子總數(shù)或物質(zhì)的量子得電子得電子總數(shù)或物質(zhì)的量(2)電子守恒法：電子守恒法： HNO3與金屬的反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)，與金屬的反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)，HNO3中中氮原子得電子的物質(zhì)的量等于金屬失電子的物質(zhì)氮原子得電子的物質(zhì)的量等于金屬失電子的物質(zhì)的量。的量。例例2銅與一定量濃硝酸反應(yīng)，得到硝酸銅溶液和銅與一定量濃硝酸反應(yīng)，得到硝酸銅溶液和NO2、N2O4、NO的混合氣體，這些氣體與的混合氣體，這些氣體與5.6 L O2(標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)狀況準(zhǔn)狀況)混合后通入水中，所有氣體完全被水吸收生成混合后通入水中，所有

15、氣體完全被水吸收生成硝酸。則消耗銅的質(zhì)量為硝酸。則消耗銅的質(zhì)量為()A16 g B32 g C64 g D無法計(jì)算無法計(jì)算B解析解析該題氮元素變化為硝酸該題氮元素變化為硝酸氮的氧化物氮的氧化物硝酸，所以題目硝酸，所以題目中的反應(yīng)可以看成是銅與氧氣的反應(yīng)，其中硝酸為中的反應(yīng)可以看成是銅與氧氣的反應(yīng)，其中硝酸為“催化劑催化劑”，所以銅的物質(zhì)的量為所以銅的物質(zhì)的量為20.25 mol 0.5 mol，即，即32 g。練習(xí)練習(xí)2：鋅與很稀的硝酸反應(yīng)生成硝酸鋅、硝酸銨和水。：鋅與很稀的硝酸反應(yīng)生成硝酸鋅、硝酸銨和水。 當(dāng)生成當(dāng)生成1 mol硝酸鋅時(shí)，被還原的硝酸的物質(zhì)的量為硝酸鋅時(shí)，被還原的硝酸的物質(zhì)的

16、量為 A2 mol B1 mol C0.5 mol D0.25 mol解析：解析：生成生成1 mol Zn(NO3)2，失去，失去2 mol電子，而電子，而生成生成1 mol NH4NO3得到得到8 mol電子，則生成電子，則生成1 mol Zn(NO3)2時(shí)被還原的時(shí)被還原的HNO3為為0.25 mol。D（3）電荷守恒：）電荷守恒：HNO3過量時(shí)，反應(yīng)后溶液中過量時(shí)，反應(yīng)后溶液中(，溶液中溶液中OH-很小，可以不考慮很小，可以不考慮 )有：有：NO3-= H+ n Mn+( Mn+代表金屬離子代表金屬離子)例題例題3：6.4 g銅與過量的硝酸銅與過量的硝酸(8 mol/L 60 mL)充充

17、分反應(yīng)后，硝酸的還原產(chǎn)物有分反應(yīng)后，硝酸的還原產(chǎn)物有NO、NO2，反應(yīng)后，反應(yīng)后溶液中所含溶液中所含H為為n mol，此時(shí)溶液中所含，此時(shí)溶液中所含NO3-的物的物質(zhì)的量是質(zhì)的量是 A0.28 molB0.31 molC(n0.2)molD(n0.4)mol解析：解析：最后溶液中存在的最后溶液中存在的NO3- ，應(yīng)是起酸性，應(yīng)是起酸性的硝酸即生成的硝酸即生成Cu(NO3)2中的中的NO3- 及過量的及過量的硝酸之和。硝酸之和。C【練習(xí)【練習(xí)3】 將將3.2 g Cu跟跟30.0 mL 10.0 molL1的的HNO3充分反應(yīng)，還原產(chǎn)物有充分反應(yīng)，還原產(chǎn)物有NO和和NO2，若反，若反應(yīng)后溶液中有

18、應(yīng)后溶液中有a mol H，則此時(shí)溶液中含，則此時(shí)溶液中含 NO3- 的物質(zhì)的量為的物質(zhì)的量為A0.5a mol B(0.1a) mol C0.1a mol D2a molB解析：首先判斷解析：首先判斷Cu與硝酸誰過量，經(jīng)判斷知與硝酸誰過量，經(jīng)判斷知HNO3過量，過量，Cu全部反應(yīng)，根據(jù)溶液中的電荷守恒，全部反應(yīng)，根據(jù)溶液中的電荷守恒，n(NO3- )n( H)2n( Cu2 )，則，則n( Cu2 ) n( Cu ) 0.05 mol所以所以n( NO3-)a mol0.05 mol2(a0.1) mol。(4)離子方程式計(jì)算法：離子方程式計(jì)算法：金屬與硝酸反應(yīng)，求算離金屬與硝酸反應(yīng)，求算離

19、子濃度、子濃度、pH等，金屬與等，金屬與 NO3- 、H混合溶液反應(yīng)混合溶液反應(yīng)的計(jì)算的計(jì)算金屬與金屬與H2SO4、HNO3的混合酸反應(yīng)時(shí)，由于的混合酸反應(yīng)時(shí)，由于NO3-在在H2SO4提供提供H的條件下能與金屬反應(yīng)，因此此的條件下能與金屬反應(yīng)，因此此類題目應(yīng)用離子方程式來計(jì)算，類題目應(yīng)用離子方程式來計(jì)算，先作過量判斷，先作過量判斷，然后根據(jù)完全反應(yīng)的金屬或然后根據(jù)完全反應(yīng)的金屬或H或或 NO3-進(jìn)行相關(guān)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，且溶液中要符合電荷守恒。計(jì)算，且溶液中要符合電荷守恒。在濃硝酸中放入銅片：在濃硝酸中放入銅片：(1)開始反應(yīng)的離子方程式為開始反應(yīng)的離子方程式為_，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為_。(2

20、)若銅有剩余，則反應(yīng)將要結(jié)束時(shí)的離子方程式為若銅有剩余，則反應(yīng)將要結(jié)束時(shí)的離子方程式為 _(3)待反應(yīng)停止后，再加入少量待反應(yīng)停止后，再加入少量25%的稀硫酸，這時(shí)銅片上又有的稀硫酸，這時(shí)銅片上又有氣泡產(chǎn)生，原因是氣泡產(chǎn)生，原因是_。例例4：在某在某100 mL的混合液中，硝酸和硫酸的物質(zhì)的量濃度分別的混合液中，硝酸和硫酸的物質(zhì)的量濃度分別是是0.4 mol/L、0.1 mol/L，向該混合液中加入，向該混合液中加入1.92 g銅粉，加熱，銅粉，加熱，待充分反應(yīng)后，所得溶液中銅離子的物質(zhì)的量濃度是待充分反應(yīng)后，所得溶液中銅離子的物質(zhì)的量濃度是A0.15 mol/LB0.225 mol/LC0.

21、30 mol/L D0.45 mol/LB解析解析溶液中同時(shí)存在溶液中同時(shí)存在H和和NO3-時(shí)就能夠與時(shí)就能夠與Cu發(fā)生反發(fā)生反應(yīng)。該溶液中應(yīng)。該溶液中H實(shí)際為實(shí)際為0.06 mol，應(yīng)該根據(jù)離子方程式，應(yīng)該根據(jù)離子方程式進(jìn)行計(jì)算。設(shè)生成銅離子的物質(zhì)的量為進(jìn)行計(jì)算。設(shè)生成銅離子的物質(zhì)的量為x，則，則3Cu 8H2NO=3Cu22NO4H2O3 8 2 30.03 mol 0.06 mol 0.04 mol x根據(jù)各物質(zhì)量的關(guān)系可知，根據(jù)各物質(zhì)量的關(guān)系可知，H不足，以不足，以H的物質(zhì)的量的物質(zhì)的量進(jìn)行計(jì)算。進(jìn)行計(jì)算。x30.06 mol80.0225 mol，所以銅離，所以銅離子濃度為子濃度為0.225 mol/L。 練習(xí)：練習(xí)：1L1L稀硝酸和稀硫酸的混合液，其物質(zhì)稀硝酸和稀硫酸的混合液，其物質(zhì)的量濃度分別為的量濃度分別為0.1mol/L和和0.4mol/L。若向該。若向該混合液中加入足量的銅粉，則最多能溶解銅粉混合液中加入足量的銅粉，則最多能溶解銅粉的質(zhì)量為的質(zhì)量為 A 2.4g B 3.2g C 6.4g D 9.6g