第五章第二节氮及其化合物第四课时硝酸与金属反应的有关计算课件2022-2023学年高一下学期人教版(2019)化学必修第二册

2019人教版第二册 第五章 化工生产中的重要非金属元素 第二节 氮及其化合物 第四课时 硝酸与金属反应的有关计算 1 学习目标 1.了解硝酸与金属反应的类型及规律，从质的角度理解硝酸与 金属反应生成的产物，巩固硝酸的强氧化性。 2.从量的角度理解硝酸与金属反应物质量之间的关系，会从三大 守恒角度进行相关计算，掌握金属与硝酸反应的常用方法. 1.规律 (1)硝酸的浓度越大,反应温度越高,其氧化性越强。 (2)浓硝酸的还原产物是NO2,稀硝酸的还原产物是NO。 (3)还原剂一般被氧化为最高价态。 回顾强化 2.表现 (1)硝酸与金属的反应 ①除Au、Pt等少数金属外,硝酸几乎可以氧化所有的金属,如3Ag+4HNO3(稀)====3AgNO3+NO↑+2H2O; 硝酸的强氧化性 ②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; ③常温下浓硝酸能使Fe、Al钝化,加热时反应。 (2)硝酸与非金属的反应 ①反应规律:非金属单质+浓硝酸→最高价氧化物或其含氧酸+NO2↑+H2O; ②实例:C+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O。 (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, 如HI、HBr、SO2、Fe2+、FeO、Br-、I-、S2-、 等均能 被HNO3氧化。 　1.少量的Fe与足量稀硝酸反应,Fe被氧化为+2价还是+3价?过量的Fe与稀硝酸反应呢? 思维训练 提示:硝酸的氧化性较强,可将Fe氧化为Fe3+,故少量的Fe与足量稀硝酸反应,Fe被氧化为+3价;由于Fe可与Fe3+生成Fe2+,故过量的Fe与稀硝酸反应得到+2价铁。 (2)铜投入稀硫酸中不会溶解,再向溶液中投入KNO3固 体,铜会不会溶解?为什么? 提示:会溶解。由离子方程式8H++2 +3Cu====3Cu2+ +2NO↑+4H2O可知,只要溶液中同时有H+和 ,铜就会 发生反应而溶解。 硝酸与金属单质反应时一部分被还原,一部分生成硝酸盐,故硝酸既表现了酸性又表现了氧化性,但硝酸与金属反应一般不生成H2。 重点释疑 1.硝酸与金属反应的规律 (1)硝酸与铜的反应: 在反应中硝酸的作用可用如图表示: 可以看出,随HNO3浓度的降低,还原产物会由NO2变为NO。 ①由氮原子守恒可知,无论是NO2还是NO,被还原的硝酸 与被还原生成气体的物质的量总是相等的; ②未被还原的 与Cu2+构成Cu(NO3)2, 的物质的量 为Cu2+物质的量的2倍; ③运用电子守恒、原子守恒,便可顺利求解参加反应的Cu、HNO3以及产物NO2、NO之间量的关系。 9 (2)稀硝酸与铁的反应: Fe+4HNO3(稀)====Fe(NO3)3+NO↑+2H2O　① 3Fe(过量)+8HNO3(稀)====3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O　② 反应物的量与生成物的关系如图所示: 上述反应首先发生反应①,若Fe剩余再发生反应③Fe+2Fe(NO3)3====3Fe(NO3)2,合并①③即可得反应②。 所以,无论反应①还是反应②,被还原的HNO3皆占参与反 应的HNO3的 。 ①原子守恒法 Cu + 4HNO3(浓) = Cu(NO3)2 + 2NO2 ↑ + 2H2O HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用以NO3-的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂转化为还原产物，这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3物质的量。 n(反应的硝酸)= n(被还原的硝酸)+ n(未被还原的硝酸) = n(被反应的硝酸)+2n(Cu2+) 2.金属与硝酸反应常用的计算方法 例1、38.4克的Cu与适量的浓HNO3反应，铜全部溶解，共收集到22.4L气体，则反应消耗HNO3的物质的量为 ________ n(反应的硝酸)= n(被还原的硝酸)+ n(未被还原的硝酸) = n(被反应的硝酸)+2n(Cu2+) = 22.4L/22.4L/mol+2ⅹ38.4g/64g/mol =2.2mol ②电子得失守恒法 HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金属电子的物质的量。 例2.某二价金属与硝酸反应时，金属与硝酸所消耗的物质的量之比为2:5，则HNO3的还原产物是 （ ） A.NH4NO3 B.N2O C.NO D.NO2 解析:若二价金属(M)为2