5.2.3 硝酸 课件 2023-2024学年高一下学期化学人教版（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 氮及其化合物 课时3 硝酸 亮亮图文旗舰店 https://liangliangtuwen.tmall.com 课堂导入 1908年，德国化学家哈伯首先在实验室用氢和氮气在600℃、200KPa的大气压下合成了氨，产率虽只有2％，这也是一项重大的突破。后由布什提高了产率，完成了工业化设计，建立了年产1000吨氨的生产装置，用氨氧化法甚至可生产3000吨硝酸，利用这些硝酸可制造3500吨烈性炸药TNT。这项工作已在大战前的1913年便完成了，这就揭开了第一次世界大战中的一个谜。 硝酸不仅是工农业生产的重要化工原料，而且也是制造炸药的重要战争物资。早在1913年之前，人们发现德国有发动世界大战的可能，便开始限制德国进口硝石，以为这样世界就会太平无事了。但在1914年，德国还是发动了第一次世界大战，人们又错误的估计战争顶多只会打半年，原因是德国的硝酸储量不足，火药生产受到了限制。由于人们的种种错误分析，使得第一次世界大战蔓延开来，战争打了四个多年头，造成了极大的灾难，夺去了人们无数的生命财产。德国为什么能坚持这么久的战争呢？是什么力量在支持着它呢？原因便是化学工业的发展，德国人早就对合成硝酸进行了研究。 课堂学习 硝酸 颜色 状态 气味 挥发性 水溶性 密度 无色 液体 刺激性 易挥发性 与水任意比例互溶 比水大 纯硝酸是无色(久置可能呈黄色)、易挥发(沸点为83℃)、有刺激性气味的液体，密度(1.5027 g/cm3)比水大，能以任意比溶解于水。 硝酸是一元强酸，具有腐蚀性，使用时须注意防护和通风。 质量分数为69%的硝酸为浓硝酸，质量分数为98%以上的硝酸为发烟硝酸。 课堂学习 硝酸 与硫酸类似，硝酸的浓度不同，化学性质也不同，一般认为稀硝酸具备酸的通性。 稀硝酸 酸碱指示剂 遇石蕊变红，遇酚酞不变色 与碱反应 H+ + OH- = H2O 与碱性氧化物反应 2H+ + Na2O = 2Na+ + H2O 与弱酸盐反应 CaCO3 + 2H+ = Ca2+ + CO2↑ + H2O 课堂学习 硝酸 浓硝酸不稳定，见光或受热易分解： 4HNO3 = 4NO2↑ + O2↑ + 2H2O 长期存放的浓硝酸呈黄色是因为其分解生成的NO2溶于硝酸中，且硝酸越浓越易分解，故实验室常将浓硝酸保存在棕色细口试剂瓶中，并放置在阴凉处(且不用橡胶塞保存，防止氧化)。 我们学过的氯水以及常见的AgNO3、AgCl等均用棕色试剂瓶保存，它们的共同特点是见光易分解，因此，我们也可推测出HNO3具有不稳定性。 HNO3具有强氧化性，能够与某些金属或非金属反应，且硝酸的浓度不同，生成的产物也不同。 如浓硝酸、稀硝酸与铜反应的化学方程式分别为： Cu + 4HNO3(浓) = Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O 3Cu + 8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O 与非金属在加热的条件下反应： C + 4HNO3(浓) = CO2↑ + 4NO2↑ + 2H2O S + 6HNO3(浓) = H2SO4 + 6NO2↑ + 2H2O P + 5HNO3(浓) = H3PO4 + 5NO2↑ + H2O 非金属和稀硝酸反应很缓慢，一般认为不反应。 课堂学习 硝酸 课堂学习 硝酸 实验操作 实验现象 实验原理 实验结论 稀HNO3与Cu 反应较慢，产生无色气体，瓶口变成棕红色，生成浅蓝色溶液 3Cu + 8H+ + 2NO3- + 3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O 稀硝酸具有强氧化性 浓HNO3与Cu 剧烈反应，产生棕红色气体，生成深蓝色溶液 Cu + 4H+ + 2NO3- = Cu2+ + 2NO2↑ + 2H2O 浓硝酸具有强氧化性 实验操作 实验现象 实验原理 实验结论 稀HNO3与Cu 浓HNO3与Cu 根据反应现象可知，浓硝酸比稀硝酸反应更快，原因是浓硝酸氧化性更强。反应中HNO3既显氧化性，又显酸性，其标志是生成了Cu(NO3)2。 稀硝酸中加入紫色石蕊试液变红，浓硝酸中加入紫色石蕊试液先变红后褪色(微热)，说明浓硝酸的氧化性强于稀硝酸，且浓度越大氧化性越强。 课堂学习 硝酸 在常温下，铁、铝的表面被浓硝酸或浓硫酸氧化，生成了一层致密的氧化物薄膜，这层薄膜阻止了酸与内层金属的进一步反应(钝化)。 而在加热时，铁、铝会与浓硝酸或浓硫酸发生反应。 Al + 6HNO3(浓) = Al(NO3)3 + 3NO2↑ + 3H2O Fe + 6HNO3(浓) = Fe(NO3)3 + 3NO2↑ + 3H2O 金(Au)和铂(Pt)虽然不能溶于硝酸，却可以溶于王水。 王水：浓硝酸和浓盐酸的混合物(体积比为1:3)。 因此，