5.2.3 硝酸-2023-2024学年高一化学同步精品讲义（人教版2019必修第二册）

第五章 化工生产中的重要非金属元素 第二节 硝酸 [学习目标] 1.能从物质的类别和元素价态的视角研究氮及其重要化合物的性质，形成“结构决定性质”的观念，能从宏观和微观相结合的视角分析和解决实际问题。 2.分析氮及其化合物的化学反应，预测在一定条件下氮及其化合物可能发生的化学变化。 3.从实验现象中找证据进行推理，认识氮及其化合物的性质。 4.发现或提出对氮及其化合物有探究价值的化学问题，能依据探究目的设计并优化实验方案，完成实验操作，能对观察记录的实验信息进行加工并获得结论。 5.关注氮及其化合物的社会热点问题，认识环境保护的重要性，形成可持续发展意识和绿色化学观念。 课前预习 知识点01 硝酸的性质 1．物理性质： 色、 挥发、具有 气味的 体，能与水以 比混合。 2．化学性质 （1）酸性：硝酸是一元强酸，电离方程式： 。 （2）不稳定性： ①不纯的HNO3呈黄色，是HNO3分解产生的NO2溶于其中形成的。 ②温度越高、光线越强、浓度越大，越 分解。 ③保存： 试剂瓶，并放置在 处。 （3）强氧化性 【实验探究】 实验物质 稀硝酸 浓硝酸 实验现象 试管内开始产生少量 色气体，反应逐渐 ，气体在试管口变为 色，溶液逐渐变 ，铜丝逐渐变 试管内产生大量 色气体，溶液逐渐变 ，铜丝逐渐变 实验结论 常温下，稀硝酸与铜缓慢反应生成 常温下，浓硝酸与铜迅速剧烈反应生成 ①浓硝酸与Cu反应： ②稀硝酸与Cu反应： ③常温下，浓硝酸使 、 钝化。除 、 外几乎能氧化所有的金属。 3．硝酸的工业制法 （1）制备流程 （2）相关反应 ① ② ③ ④ 4．应用 （1）硝酸是一种重要的化工原料，可用于制造化肥、农药、炸药、染料和硝酸盐等 （2）硝酸在实验室里是一种重要的化学试剂。 知识点02 酸雨及防治 1．SO2与NO2的主要来源、危害和防治 2．酸雨 知识点总结 知识点一：硝酸性质 1．物理性质 纯净的硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体，与H2O以任意比互溶。 2．化学性质 (1)不稳定性 ①反应：4HNO32H2O＋4NO2↑＋O2↑。 ②市售浓硝酸呈黄色的原因是HNO3分解生成的NO2溶于硝酸中。 ③浓硝酸的保存方法是保存在棕色带有玻璃塞的细口试剂瓶中，置于冷暗处。 (2)强氧化性 ①与不活泼金属反应 稀硝酸与铜反应：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。 浓硝酸与铜反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。 ②常温下，浓硝酸使Fe、Al钝化。 ③与非金属反应 如浓硝酸与C的反应：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。 ④与还原性化合物反应 硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋、FeO等还原性物质。写出稀硝酸与SO2、Fe2＋反应的离子方程式分别为3SO2＋2NO＋2H2O===3SO＋2NO↑＋4H＋、3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。 知识点二：硝酸与金属反应的有关计算方法 1．从反应的本质看：金属与硝酸反应的实质是金属与H+和NO3-的共同作用。 例如：铜与稀硝酸反应的实质是：3Cu +8H++2NO3-===3Cu2+ +4H2O +2NO↑。 Fe2+与稀硝酸反应的实质是：3Fe2+ +4H+ +NO3-===3Fe3+ +2H2O+NO↑。 2．从硝酸在反应中的作用看：参加反应的硝酸一部分显酸性，生成硝酸盐，另一部分作氧化剂，一般转化为氮的氧化物(NO或NO2)，根据氮元素守恒解题。 3．从守恒的角度看： (1)电子守恒：硝酸与金属反应属于氧化还原反应，一般情况下金属失去的电子被+5价的氮得到，转化为 NO 或 NO2 (也可能会转化为N2O、N2和NH3)，N原子得到的电子数等于金属原子失去的电子数，由此可求出氮元素被还原后的价态，根据价态确定反应产物。 (2)原子守恒：硝酸与金属反应时，一部分以NO3-的形式存在，一部分转化为还原产物，这两部分中N的物质的量与反应消耗的HNO