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    苏教版 (2019)必修 第二册第二单元 重要的含氮化工原料导学案及答案

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    这是一份苏教版 (2019)必修 第二册第二单元 重要的含氮化工原料导学案及答案,共7页。

    基础课时9 硝酸

    学 习

    任 务

    1.通过实验操作观察现象以及讨论总结了解硝酸的性质。

    2.构建物质间转化关系能从化合价、类别两个角度认识硝酸的性质发展证据推理与模型认知的核心素养。

    知识点 硝酸

    1物理性质

    颜色

    状态

    气味

    特性

    液态

    刺激性

    挥发

    2.化学性质

    (1)不稳定性:见光或受热易分解化学方程式为4HNO34NO2O22H2O

    微点拨:浓硝酸由于溶有少量NO2而略显黄色。

    (2)酸性:属于强酸具有酸的通性CaCO3HNO3反应CaCO32HNO3()===Ca(NO3)2CO2H2O

    (3)强氧化性:与金属反应:硝酸具有强氧化性能与除等少数金属以外的绝大多数金属反应。

    aCu与浓HNO3反应的化学方程式为Cu4HNO3()===Cu(NO3)22NO22H2O

    Cu与稀HNO3反应的化学方程式为3Cu8HNO3()===3Cu(NO3)22NO4H2O

    bFeAl反应:常温下浓硝酸与浓硫酸相似也能使铁、铝表面形成致密的氧化膜而钝化所以可以用铝质或铁质容器盛放浓硝酸。

    与非金属反应:浓硝酸在加热的条件下还能与木炭等非金属单质发生氧化还原反应。浓硝酸与木炭反应的化学方程式为C4HNO3()4NO2CO22H2O

    微点拨:浓硝酸和浓盐酸的混合物(体积比为13)叫作王水能使一些不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。

    3用途

    硝酸是一种重要的化工原料常用来制造氮肥、炸药、燃料、塑料、硝酸盐等。

     判断下列说法是否正确。(正确的打“√”错误的打“×”)

    (1)硝酸是一种具有强氧化性、腐蚀性的强酸。 ()

    (2)硝酸可与Na2SO3溶液反应制得SO2气体。 (×)

    (3)浓、稀硝酸都能使蓝色石蕊试纸最终变为红色。 (×)

    (4)在常温下浓硫酸和浓硝酸与FeAl发生钝化说明常温下浓H2SO4和浓HNO3FeAl都不反应。              (×)

     (1)实验室一般选择金属锌与稀硫酸反应制取氢气为什么不用锌与稀硝酸反应制取氢气?

    提示:稀硝酸不同于稀硫酸具有强氧化性Zn反应生成NO不会产生H2

    (2)铜与浓硝酸反应时硝酸表现了哪些性质?

    提示:酸性和强氧化性。生成硝酸铜体现了硝酸的酸性生成NO2体现了硝酸的强氧化性。

    探究硝酸的强氧化性

    如图所示是进行木炭与浓硝酸反应并检验生成的气体的实验装置它具有无污染、现象明显的特点。

    [问题1] 实验中具支试管A内有什么现象?写出有关反应的化学方程式。

    提示:木炭保持红热状态试管内有红棕色气体生成。C4HNO3()4NO2CO22H2O

    [问题2] 试管B内的澄清石灰水会出现什么现象?水湿棉花处发生什么反应?

    提示:木炭与浓硝酸反应产生的CO2使澄清石灰水变浑浊水湿棉花处发生反应3NO2H2O===NO2HNO3

    [问题3] 若将木炭与浓硝酸反应产生的气体直接通入少量澄清石灰水中溶液能否变浑浊?

    提示:木炭与浓硝酸反应产生的气体包括NO2CO2NO2溶于水生成HNO3HNO3为强酸所以不会生成CaCO3溶液不变浑浊。

    [问题4] 某学生在实验临近结束时,发现分液漏斗中的浓硝酸难以滴下,为什么?若要再滴入几滴浓硝酸使木炭反应完全,如何操作最简单?

    提示:实验临近结束时试管B中压强增大使分液漏斗中的浓硝酸难以滴下。可以摇动试管B使上部的气体溶于澄清石灰水中试管B中压强减小分液漏斗中的浓硝酸可以顺利滴下。

    硝酸的强氧化性

    HNO3中的+5价氮元素具有很强的得电子能力。硝酸的浓度越大,反应温度越高,其氧化性越强。

    (1)硝酸与金属的反应

    AuPt等少数金属外硝酸几乎可以氧化所有的金属3Ag4HNO3()===3AgNO3NO2H2O

    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;

    常温下浓硝酸能使FeAl钝化。

    (2)硝酸与非金属的反应

    反应规律:非金属单质+浓硝酸最高价氧化物或其含氧酸+NO2H2O

    实例:C4HNO3()CO24NO22H2O

    (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HIHBrSO2Fe2FeOBrIS2SO等均能被HNO3氧化。

    【例题】 一定量的铜与一定量的某浓度的硝酸恰好完全反应,产生NONO2两种气体已知反应中被还原的HNO3HNO3总量的则还原产物中NONO2的物质的量之比为(  )

    A11     B12

    C23 D21

    【解题指南】 解答本题要明确以下两点;

    (1)浓硝酸与过量铜反应时产生气体是NO2NO

    (2)根据原子守恒求解。

    A [HNO3的总物质的量为3 mol则被还原的HNO31 moln(NO)n(NO2)1 molCu2结合的NO的物质的量为2 moln(Cu2)1 mol。根据得失电子守恒可知2n(Cu2)3n(NO)n(NO2)2 mol联立得:n(NO)0.5 moln(NO2)0.5 mol。则n(NO)n(NO2)11]

    [变式旁通] 参加反应的铜与被还原的硝酸的物质的量之比是多少?

    提示:11

    有关硝酸的计算题公式

    (1)参加反应的n(HNO3)=反应中消耗掉的n(H)

    (2)n(被还原的HNO3)n(NO减少量)n(气体NONO2)

    (3)金属与硝酸生成对应的硝酸盐例如CuHNO3反应时生成的硝酸盐是Cu(NO3)2n(显酸性的HNO3)n(Cu)×2

    参加反应的n(HNO3)n(被还原的HNO3)n(显酸性的HNO3)n(气体NONO2)n(金属)×该金属的化合价。

    1100 mL混合液中HNO3H2SO4的物质的量浓度分别是0.4 mol/L0.1 mol/L向该混合液中加入1.92 g 铜粉加热充分反应后所得溶液中Cu2的物质的量浓度是(  )

    A0.15 mol/L     B0.225 mol/L

    C0.35 mol/L D0.45 mol/L

    B [由于本题溶液中存在HNO3H2SO4所以c(H)>c(NO)而在CuHNO3反应中实际参加反应的n(H)n(NO)82所以要依据离子方程式来计算。

    3Cu  8H 2NO===3Cu22NO4H2O

    3       8       2       3

        0.4×0.1

    由此可知H的量不足完全反应n(Cu2) mol0.022 5 molc(Cu2)0.225 mol/L]

    2.某化学小组为了探究铜与硝酸反应的情况做了以下探究实验。按如图进行反应:

    (1)开始反应会出现的现象有哪些?写出反应的化学方程式。

    (2)若铜有剩余反应将要结束时发生反应的化学方程式是什么?

    (3)待反应停止后再加入少量质量分数为25%的稀硫酸这时铜片上又有气泡产生为什么?

    (4)若将12.8 g铜跟一定量的浓硝酸反应铜消耗完时共产生气体5.6 L(标准状况)消耗的硝酸的物质的量是多少?

    [答案] (1)溶液逐渐变蓝有红棕色气体逸出Cu4HNO3()===Cu(NO3)22NO22H2O

    (2)随着反应的进行硝酸浓度不断减小故反应后阶段发生的是铜与稀硝酸的反应3Cu8HNO3()===3Cu(NO3)22NO4H2O

    (3)加入稀硫酸后H与原溶液中的NO构成强氧化性的环境又能与过量的Cu反应反应的离子方程式为3Cu8H2NO===3Cu22NO4H2O

    (4)n(NOx)0.25 mol故根据氮原子守恒可知消耗n(HNO3)2n(Cu)n(NOx)2×0.25 mol0.65 mol

    1下列关于硝酸的叙述正确的是(  )

    A常温下浓硝酸可以使金属镁钝化

    B稀硝酸与活泼金属反应主要放出氢气

    C浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂

    D室温下铜能与浓硝酸反应不能与稀硝酸反应

    C [常温下浓硝酸可以使铁、铝金属发生钝化而不能使镁钝化A错误;稀硝酸具有强氧化性与活泼金属反应主要还原产物为含氮元素的物质不能得到氢气B错误;浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂C正确;室温下铜与浓硝酸、稀硝酸均反应只是反应的速度及还原产物不同D错误。]

    2我国清代《本草纲目拾遗》中记叙无机药物335其中强水条目下写道:性最烈能蚀五金……其水甚强五金八石皆能穿第惟玻璃可盛。这里的强水是指(  )

    A氨水    B.硝酸

    C D.卤水

    B [根据所给四种物质的氧化性的强弱可判断该强水为硝酸硝酸具有强氧化性可溶解大部分金属。]

    3实验室贮存下列物质的溶液时必须用棕色瓶的是(  )

    浓硝酸 浓硫酸 浓盐酸 硝酸银溶液

    A①④ B②③

    C①③ D②④

    A [见光易分解的物质保存在棕色瓶中如:浓硝酸、硝酸银、溴化银、氯水等。]

    4实验室中常用铜和稀硝酸反应制取一氧化氮:3Cu8HNO3()===3Cu(NO3)22NO4H2O

    (1)反应中被还原的元素是________氧化产物是________

    (2)氧化剂与还原剂的物质的量之比是________硝酸所表现的性质是__________________

    [答案] (1)氮元素 硝酸铜 (2)23 强氧化性和酸性

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