10 专题7 第二单元 第2课时 硝酸-【金版新学案】2024-2025学年高中化学必修第二册同步课堂高效讲义配套课件（苏教版2019）

专题7 氮与社会可持续发展 专题7　氮与社会可持续发展 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 第二单元　重要的含氮化工原料 第2课时　硝酸 专题7　氮与社会可持续发展 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题7　氮与社会可持续发展 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 新知导学 夯实基础 专题7　氮与社会可持续发展 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 有刺激性 易 专题7　氮与社会可持续发展 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 低温 避光 专题7　氮与社会可持续发展 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题7　氮与社会可持续发展 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题7　氮与社会可持续发展 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 × √ × × × × 专题7　氮与社会可持续发展 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 氧化炉 吸收塔 专题7　氮与社会可持续发展 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题7　氮与社会可持续发展 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题7　氮与社会可持续发展 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题7　氮与社会可持续发展 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 合作探究 素能提升 专题7　氮与社会可持续发展 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题7　氮与社会可持续发展 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题7　氮与社会可持续发展 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题7　氮与社会可持续发展 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题7　氮与社会可持续发展 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题7　氮与社会可持续发展 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题7　氮与社会可持续发展 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题7　氮与社会可持续发展 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题7　氮与社会可持续发展 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题7　氮与社会可持续发展 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题7　氮与社会可持续发展 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题7　氮与社会可持续发展 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题7　氮与社会可持续发展 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题7　氮与社会可持续发展 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题7　氮与社会可持续发展 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题7　氮与社会可持续发展 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 随堂演练 对点落实 专题7　氮与社会可持续发展 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题7　氮与社会可持续发展 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题7　氮与社会可持续发展 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题7　氮与社会可持续发展 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题7　氮与社会可持续发展 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题7　氮与社会可持续发展 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题7　氮与社会可持续发展 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题7　氮与社会可持续发展 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题7　氮与社会可持续发展 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题7　氮与社会可持续发展 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题7　氮与社会可持续发展 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题7　氮与社会可持续发展 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题7　氮与社会可持续发展 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题7　氮与社会可持续发展 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 专题7　氮与社会可持续发展 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 谢谢观看！ 专题7　氮与社会可持续发展 化 学 必修 第二册 新 知 导 学 课 时 精 练 合 作 探 究 随 堂 演 练 [素养发展目标]　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。3.了解硝酸对人类发展的贡献。 一、硝酸的性质及应用 1．硝酸的物理性质 颜色 状态 气味 密度 特性 无色 液体 ________气味 ρ(HNO3)≥ρ(H2O) ___挥发 2．硝酸的化学性质 (1)酸的通性 硝酸属于强酸，电离方程式为HNO3===H＋＋NO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)) ，具有酸的通性，能使酸碱指示剂发生颜色变化，能与金属、碱、碱性氧化物、某些盐等反应。如CaCO3与HNO3反应CaCO3＋2HNO3(稀)===Ca(NO3)2＋CO2↑＋H2O。 (2)不稳定性 ①见光或受热易分解，化学方程式为__________________________________。 ②长期存放的浓硝酸呈黄色是因为其分解生成的_______溶于硝酸中。 ③实验室常将浓硝酸保存在棕色试剂瓶中，并密封贮存在____、____处。 4HNO3 eq \o(=====,\s\up17(△),\s\do17(或光照)) 4NO2↑＋O2↑＋2H2O NO2 (3)强氧化性 ①与金属和非金属单质的反应 ②王水：浓硝酸和浓盐酸的混合物(体积比为1∶3)叫作王水，能使一些不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。 ③碱性、中性条件下，NO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)) 无氧化性，在酸性条件下，NO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)) 才能表现出较强的氧化性。 3．应用 硝酸是一种重要的化工原料，常用来制造氮肥、燃料、塑料、炸药、硝酸盐等。硝酸在实验室里是一种重要的化学试剂。 【即学即练】 1．判断正误：正确的打“√”，错误的打“×” (1)保存浓硝酸需用带橡胶塞的棕色细口瓶(　　) (2)硝酸的浓度越大，其氧化性越强(　　) (3)浓硝酸氧化性很强，常温下就可以和碳发生反应(　　) (4)常温下，将铝片放入浓硝酸，无明显现象，是因为铝和浓硝酸不反应(　　) (5)过量的铜和一定量浓硝酸反应，生成气体只有二氧化氮(　　) (6)FeO和稀HNO3的反应：FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O(　　) 二、工业制备 1．生产流程 氨气的催化氧化→NO→进一步氧化生成NO2→用水吸收生成硝酸。生产设备主要有______和______。硝酸工业制法流程图为： 2．反应原理(相关化学方程式) 三设备 三个反应原理 转化器 _____________________________ 热交换器 _______________________ 吸收塔 ______________________________ 4NH3＋5O2 eq \o(======,\s\up17(催化剂),\s\do15(△)) 4NO＋6H2O 2NO＋O2===2NO2 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 【即学即练】 2．下列关于工业制硫酸和硝酸的说法中不正确的是(　　) A．工业制硝酸是将NO2溶于水，需要通氧气 B．工业制硫酸会产生SO2和SO3尾气 C．工业制硫酸应对SO2进行循环利用 D．工业制硝酸和硫酸排放的尾气是造成酸雨的主要原因 D　[工业制硝酸过程中要不断通入氧气，以提高NO、NO2的原料利用率和减少尾气排放，A项正确；工业生产中尾气经过循环利用和处理达标后才允许排放，空气中的SO2主要来自于煤燃烧，特别是生活锅炉，尾气处理较差，数量庞大，是形成酸雨的主要原因，D项错误。] 硝酸的性质探究 将铜片置于两支具支试管的底部(见下图)。通过分液漏斗分别加入2 mL浓、稀硝酸。 1．两支具支试管中观察到的实验现象是否完全相同？反应中浓硝酸、稀硝酸起什么作用？ 提示：　不相同。加入浓硝酸的具支试管中出现的现象是铜片表面产生气泡，铜片溶解，溶液变蓝，具支试管上部空间无色变红棕色。加入稀硝酸的具支试管出现的现象是铜片表面产生气泡，铜片溶解，溶液变蓝，具支试管上部空间气体由无色变红棕色，后又变成无色。两支具支试管中浓、稀硝酸既表现出氧化性，又表现出酸性。 2．如何证明集气瓶里的气体是NO? 提示：　向集气瓶中通入少量O2(或空气)，气体颜色由无色变为红棕色，说明集气瓶中收集的气体是NO。 3．将稀硝酸和浓硝酸分别作用于紫色石蕊溶液，现象是否相同？为什么？ 提示：　不相同，稀硝酸使紫色石蕊溶液只变红不褪色，浓硝酸比稀硝酸氧化性更强，使紫色石蕊溶液先变红后褪色。 4．分析两支具支试管中发生反应的氮元素的价态变化，思考硝酸的浓度对还原产物有何影响？ 提示：　反应中，浓硝酸的还原产物是NO2，稀硝酸的还原产物是NO，即硝酸的浓度越低，还原产物的价态越低。 5．将0.3 mol Cu和含1.2 mol HNO3的浓硝酸，充分反应后，生成NO2的量是0.6 mol 吗？ 提示：　因铜与浓硝酸反应：Cu＋4HNO3(浓) ===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，随着反应的进行，浓硝酸变稀，稀硝酸与铜反应：3Cu＋8HNO3(稀) ===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，所以放出的NO2的量小于0.6 mol 。 1．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 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； 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。 (2)硝酸与非金属的反应 非金属单质＋浓硝酸→最高价氧化物或其含氧酸＋NO2↑＋H2O； (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－、SO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)) 等均能被HNO3氧化。 2．硝酸与金属反应的常用计算方法 (1)电子守恒：硝酸与金属的反应属于氧化还原反应，氮元素得到的电子数目等于金属原子失去的电子数目。 (2)原子守恒：硝酸与金属反应时，一部分以NO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)) 的形式存在，另一部分转化为还原产物，这两部分中N的物质的量之和与反应中消耗的HNO3的物质的量相等。 (3)电荷守恒HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH－)有：c(NO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)) )＝c(H＋)＋n×c(Mn＋)(Mn＋代表金属离子)。 1．(2022·扬州市邵伯高级中学期中)关于硝酸的说法中正确的是(　　) A．Cu可以溶解在稀硝酸中并生成H2 B．浓硝酸不能盛放在铝制容器中 C．浓硝酸与铜反应，体现浓硝酸的酸性和强氧化性 D．常温下，向浓硝酸中投入铁片，会产生大量的红棕色气体 C　[A.铜和稀硝酸反应生成了硝酸铜、水和一氧化氮，故A错误；B.常温下铝遇浓硝酸发生钝化，浓硝酸能盛放在铝制容器中，故B错误；C.浓硝酸与铜反应生成了硝酸铜、水和二氧化氮，体现浓硝酸的酸性和强氧化性，故C正确；D.常温下，金属铁、铝能够与浓硝酸发生钝化，不会产生大量的红棕色气体，故D错误；故选C。] 2．(2023·连云港市期末)某兴趣小组利用如图所示装置进行铜片与硝酸反应的实验，先将铜片放入试管的底部，通过分液漏斗加入2 mL浓硝酸，将产生的气体通入倒置于水槽里充满水的集气瓶中，反应一段时间后，用分液漏斗向试管中加5 mL水，继续收集气体。下列有关说法不正确的是(　　) A．硝酸在反应中既体现氧化性，又体现酸性 B．若铜片过量，继续用分液漏斗滴加稀硫酸，铜片表面无明显变化 C．如图中的分液漏斗可用长颈漏斗代替，但长颈漏斗的下端须插入液面以下 D．试管中前后两次实验得到的气体不同，集气瓶中前后两次收集到的气体相同 B　[A.试管中反应的化学方程式为：Cu＋4HNO3(浓) ==Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，硝酸在反应中既体现氧化性，又体现酸性，A正确；B.由于试管溶液中存在Cu(NO3)2，加入稀硫酸相当于增加H＋浓度，NO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)) 在酸性条件下具有氧化性，能与过量的Cu反应，则观察到铜片有溶解并产生气泡，B错误；C.试管中发生的反应产生NO2气体，若用长颈漏斗代替，为防止气体从漏斗溢出，长颈漏斗的下端须插入液面以下，C正确；D.第一次实验是浓硝酸和Cu反应产生NO2，NO2进入集气瓶中和水反应生成硝酸和NO，收集的气体是NO，第二次实验是稀硝酸和Cu反应产生NO，NO难溶于水，集气瓶收集的气体是NO，故反应得到的气体不同，集气瓶收集的气体相同，D正确；故选B。] 3．在100 mL混合液中，HNO3和H2SO4的物质的量浓度分别是0.4 mol ·L－1和0.1 mol ·L－1，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(　　) A．0.15 mol·L－1 B．0.225 mol·L－1 C．0.35 mol·L－1 D．0.45 mol·L－1 B　[由于溶液中存在HNO3、H2SO4，所以c(H＋)>c(NO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)) )，而在Cu与HNO3反应中，实际参加反应的n(H＋)∶n(NO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)) )＝8∶2，所以要依据离子方程式来计算。 3Cu　＋　8H＋　＋　2NO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)) ===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O 3 8 2 3 eq \f(1.92,64) mol 0.06 mol 0.04 mol 由此可知H＋的量不足，完全反应，则n(Cu2＋)＝ eq \f(0.06×3,8) mol ＝0.022 5 mol，c(Cu2＋)＝ eq \f(0.022 5 mol ,0.1 L) ＝0.225 mol ·L－1。] 1．下列有关浓硝酸的说法不正确的是(　　) A．铜与稀硝酸反应不能体现硝酸的酸性 B．常温下浓硝酸能使金属铝或铁发生钝化 C．浓硝酸不稳定，见光易分解，需要避光保存 D．浓硝酸易挥发，打开瓶塞，瓶口有白雾产生 A　[A.铜溶于稀硝酸，体现了硝酸的强氧化性和酸性，A错误；B.常温下浓硝酸能使金属铝或铁发生钝化阻碍进一步的反应，B正确；C.浓硝酸不稳定，见光易分解，生成二氧化氮，需要避光保存，C正确；D.浓硝酸易挥发，打开瓶塞，瓶口有白雾产生，挥发出的HNO3溶于空气中的水蒸气形成的酸雾，D正确；答案选A。] 2．下列反应中硝酸既表现出酸性又表现出氧化性的是(　　) A．使石蕊试液变红 B．与铜反应放出NO气体，生成Cu(NO3)2 C．与Na2CO3反应放出CO2气体，生成NaNO3 D．与S单质混合共热时生成H2SO4和NO2 B　[A项，HNO3只表现酸性；B项，Cu与稀硝酸反应时，部分起酸的作用生成Cu(NO3)2，部分作氧化剂被还原为NO；C项，反应的化学方程式为2HNO3＋Na2CO3===CO2↑＋H2O＋2NaNO3，HNO3只表现强酸性；D项，HNO3将S氧化为H2SO4，自身被还原为NO2，在该反应中HNO3只表现强氧化性。] 3．(2022·镇江实验高级中学下学期期中)空气中的氮气可通过人工固氮获得氨气，氨气是重要的化工原料，通过氨氧化法可制得硝酸，反应过程如图： N2 eq \o(————————————→,\s\up17(H2、高温、高压、催化剂),\s\do16(转化①)) NH3 eq \o(——————————→,\s\up17(O2、催化剂、Δ),\s\do16(转化②)) NO eq \o(————→,\s\up17(O2),\s\do16(转化③)) NO2 eq \o(——————→,\s\up17(H2O、O2),\s\do16(转化④)) HNO3 硝酸是一种强氧化性酸，制硝酸工业产生的尾气中含有氮氧化物，应处理后才能排放。下列说法不正确的是(　　) A．常温下，浓硝酸可盛放在铝制或铁制容器中 B．BaSO3固体能溶于稀硝酸，生成Ba(NO3)2，放出SO2气体 C．工业上，当转化①的反应达到平衡时，需不断地从混合气体中分离出NH3，将未反应的原料气送回合成塔以提高原料的利用率 D．转化④中，当V(NO2)∶V(O2)＝4∶1时，理论上NO2全部转化为HNO3 B　[A.常温下铝或铁遇浓硝酸钝化，浓硝酸可盛放在铝制或铁制容器中，A正确；B.硝酸是氧化性酸，BaSO3固体能溶于稀硝酸，被氧化生成硫酸钡，硝酸被还原生成NO，B错误；C.工业上，当转化①的反应达到平衡时，需不断地从混合气体中分离出NH3，降低生成物浓度，同时将未反应的原料气送回合成塔，增大反应物浓度，因此可以提高原料的利用率，C正确；D.转化④中，当V(NO2)∶V(O2)＝4∶1时发生反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，理论上NO2全部转化为HNO3，D正确；答案选B。] 4．将黑色固体单质甲加热至红热，投入黄色的溶液乙中，剧烈反应产生混合气体A，A在常温下不与空气反应，根据下列变化填空： (1)甲是________，乙是________，丙是________。 (2)混合气体A的主要成分是____________。 (3)丙与溶液D反应的化学方程式是__________________________。 (4)若将32.0 g丙跟一定量的D的浓溶液反应，丙消耗完时，共产生13.44 L(标准状况下)气体，则所消耗D的物质的量为______________。 解析：　由反应③可推测单质丙为单质铜，则溶液D中存在硝酸，进一步结合反应①②以及将黑色固体单质甲加热至红热，投入黄色的溶液乙中，剧烈反应产生混合气体A，得知A为CO2与NO2的混合气体，B为NO，甲为C(碳)，乙为浓硝酸。 (4)n(Cu)＝ eq \f(32.0 g,64 g·mol－1) ＝0.5 mol ，n(气体)＝ eq \f(13.44 L,22.4 L·mol－1) ＝0.6 mol 。 利用氮原子守恒，消耗硝酸的物质的量为n(HNO3)＝2n(Cu)＋n(气体)＝2×0.5 mol ＋0.6 mol ＝1.6 mol 。 答案：　(1)碳　浓硝酸　Cu　 (2)CO2和NO2 (3)3Cu＋8HNO3(稀) ===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O (4)1.6 mol 5．图甲、乙、丙均为验证铜和浓硝酸反应的装置： (1)甲、乙、丙三个装置中共同发生的化学方程式是____________________。 (2)和甲装置相比，乙装置的优点是 ①__________________；②____________________。 (3)为了进一步验证NO2和水的反应，某同学设计了丙装置。实验时先关闭活塞______________，再打开活塞__________，才能使NO2气体充满②试管；当气体充满②试管后，将铜丝提起与溶液脱离。欲使烧杯中的水进入②试管，应该______________________________________________________________ ______________________________。 解析：　(1)铜和浓硝酸反应的化学方程式是Cu＋4HNO3(浓) ===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。(2)根据题目给定的装置图可知乙装置有尾气处理装置，同时可以通过移动铜丝来控制反应的发生与停止。(3)实验丙中，实验时先关闭活塞c，再打开活塞a、b，才能使NO2气体充满②试管；当气体充满②试管后，将铜丝提起与溶液脱离停止反应。欲使烧杯中的水进入②试管应该先关闭b，再关闭a，然后打开c，用手捂热试管②。 答案：　(1)Cu＋4HNO3(浓) ===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O (2)①可以控制反应的发生与停止　②可吸收NO2气体，防止污染环境 (3)c　a、b　先关闭b，再关闭a，然后打开c，用手捂热试管② $$