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第10讲 硝酸
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一、硝酸的物理性质
颜色
气味
状态
挥发性
无色
刺激性
液体
易挥发,在空气中形成白雾
资料卡片——发烟硝酸
质量分数为98%以上的浓硝酸,挥发出来的HNO3蒸气遇到空气中的水蒸气,形成极微小的硝酸液滴,从而产生“发烟现象”。
因此,质量分数为98%以上的浓硝酸通常叫做“发烟硝酸”。
二、硝酸的不稳定性
1. 浓硝酸见光或受热发生分解,化学方程式为:________________________________________。
(硝酸分解产生的NO2又溶于硝酸,可能导致浓硝酸呈黄色)
2. 硝酸易分解,一般保存在_____色_____口瓶中,并放置在阴凉处。
【答案】4HNO3 4NO2↑+ O2↑ + 2H2O 棕 细
三、硝酸的酸性与强氧化性
除Au、Pt等少数金属外,硝酸几乎可以氧化所有的金属。
1.与金属Cu的反应
实验装置
实验现象
方程式
滴加稀硝酸的试管中反应较慢,有气泡产生,在接近管口处观察到浅红棕色。
滴加浓硝酸的试管中反应剧烈,有红棕色气体生成。
【答案】3Cu + 8HNO3(稀) === 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O
Cu + 4HNO3(浓) === Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
思考与交流
(1)Cu与浓硝酸反应,气体产物是否只有NO2?
(2)Cu与硝酸的反应中,体现了硝酸的什么性质?
(3)1mol Cu与足量浓硝酸反应,求被还原的硝酸的物质的量。
(4)1 mol HNO3和2 mol H2SO4的混合稀溶液中,加入1.5 mol Cu,加热充分反应,求产生的气体在标准状况下的体积。
【答案】(1)随着反应的进行,硝酸的浓度渐渐变稀,生成NO (2)强氧化性和酸性 (3)2mol
(4)22.4L(要用离子方程式进行计算)3Cu + 8H+ + 2NO3- === 3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O
2.钝化作用
(1)常温下, Fe、Al与浓H2SO4或浓HNO3反应,生成了致密的氧化膜,阻止酸与内层金属进一步反应,从而保护了金属,这个过程叫做“钝化”。
(2)常温下可用铁制品或铝制品盛放浓硝酸,但要注意密封,以防硝酸挥发变稀后与铁、铝反应。
及时小练
在下列反应中,HNO3表现出什么性质? A.酸性 B.还原性 C.氧化性
(1)H2S + 2HNO3 === S↓+ 2NO2↑+ 2H2O( )
(2)CuO + 2HNO3 === Cu(NO3)2 + H2O( )
(3)4HNO3 === 4NO2↑+ O2↑+ 2H2O( )
(4)3Cu + 8HNO3(稀) === 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O( )
【答案】(1)C (2)A (3)BC (4)AC
四、硝酸的工业制法
将氨和空气的混合气通入灼热的铂铑合金网,在其催化作用下,氨被氧化成NO,生成的NO继续被氧化为NO2,再将NO2通入水中制取硝酸。
方程式如下:
___________________________________________、___________________________________________、
___________________________________________、___________________________________________。
【答案】N2 + 3H2 2NH3 4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O 2NO + O2 === 2NO2
3NO2 + H2O === 2HNO3 + NO(或4NO2 + O2 + 2H2O === 4HNO3)
五、酸雨及防治
1.概念:pH小于5.6的雨水。
2.分类:硫酸型酸雨(煤、石油等化石燃料的燃烧和某些含硫的金属矿物的冶炼)
硝酸型酸雨(汽车尾气以及硝酸工业废气等)
3.危害:①直接损伤农作物,破坏森林和草原,使土壤、湖泊酸化;
②加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电缆的腐蚀等。
4.防治:①调整能源结构,发展清洁能源;
②研究煤的脱硫技术,改进燃烧技术,减少SO2的排放;
③加强工业废气的回收处理;
④改进汽车尾气的处理技术,提高汽车尾气排放标准。
对点训练
题型一:硝酸的性质
【变1】硝酸被称为“国防工业之母”是因为它是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸性质不相对应的一组是( )
A.浓硝酸使紫色石蕊试液先变红后褪色——酸性和强氧化性
B.不能用稀硝酸与锌反应制氢气