第3章 第3节 第3课时 硝酸的性质（课件PPT）-【金榜题名】2026-2027学年高一化学必修第一册高中同步学案（鲁科版）

第三章　物质的性质与转化 第三节　氮的循环 第3课时 硝酸的性质 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 目录 contents Part 01 梳理基础 突破重点 Part 02 随堂演练 知识落实 Part 03 课时作业 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 梳理基础 突破重点 返回导航 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 无色 易 有刺激性 95% 变红 先变红后褪色 棕色 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 炸药 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 光化学 酸雨 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 随堂演练 知识落实 返回导航 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 课时作业（二十二） 点击进入 word 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 谢谢观看 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 学习目标 核心素养 1.通过实验探究，认识HNO3的性质，理解浓、稀HNO3与金属反应的特点，初步形成外界条件对化学反应影响的观念。 2.了解自然界中硝酸的形成及硝酸在生产生活中的应用，了解人类活动对氮循环的影响，分析酸雨是化学环境等环境问题，强化绿色应用，可持续发展理念。 1.查阅资料了解大气中氮氧化物的来源、居室内氮氧化物的来源，以及氮氧化物浓度的测定方法，进一步了解氮氧化物的功与过、如何减少氮氧化物的排放等。 2.实验：硝酸的强氧化性。 知识点一　硝酸的性质 [实验探究]　硝酸的性质 [实验探究1] 实验 实验现象 实验结论 取一瓶浓硝酸，打开瓶盖，小心地扇闻浓硝酸的气味 瓶口有白雾，有刺激性气味 浓硝酸具有挥发性 [实验探究2] 实验 实验现象 实验结论 反应方程式 在两支试管中各放入一小块铜片，分别加入少量稀硝酸(4 mol·L-1)和浓硝酸(15 mol·L-1)，观察现象 滴加稀硝酸的试管中反应较慢，有气泡产生，在接近试管口处观察到无色气体，试管中的溶液呈蓝色。滴加浓硝酸的试管中反应较快，有红棕色气体产生，溶液也呈蓝色 铜与稀硝酸反应生成NO气体，铜与浓硝酸反应生成 NO2气体 3Cu＋8HNO3（稀）===3Cu(NO3)2＋2NO↑ ＋4H2O；Cu＋4HNO3（浓）===Cu(NO3)2＋2NO2↑ ＋2H2O [实验探究3] 实验 实验现象 实验结论 反应方程式 将实验探究2中的铜片换成铁片进行相同的实验，观察发生的现象 滴加稀硝酸的试管中有气泡产生，在接近试管口处观察到无色气体，试管中的溶液呈黄色。滴加浓硝酸的试管中无明显现象 铁与稀硝酸反应生成NO气体，铁遇浓硝酸钝化，在铁的表面形成致密的氧化膜，阻止内部金属与浓硝酸反应 Fe＋4HNO3（稀）===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O 注意：浓硝酸的氧化性比稀硝酸的强，一般情况下，浓硝酸的还原产物是NO2，稀硝酸的还原产物是NO。在与铜的反应中，硝酸既表现出强氧化性，又表现出酸性。 1.物理性质 、 挥发、 气味的液体；质量分数为 以上的浓硝酸为发烟硝酸。 2.化学性质 (1)酸性 硝酸具有酸的通性。使指示剂变色：稀硝酸使紫色石蕊溶液 ；浓硝酸使紫色石蕊溶液 。 保存方法：保存在 试剂瓶里，放置在阴凉处。 (3)强氧化性 ①与金属的反应 钝化：常温下，浓硝酸可以使铁、铝的表面形成一层致密而坚固的氧化膜，阻止浓硝酸继续与铁、铝发生反应。 ②与非金属（如碳）的反应 化学方程式： 。 3.用途 硝酸是一种重要的化工原料，可用于制造 、染料等，也是实验室里重要的化学试剂。 4HNO3（浓）＋C eq \o(=====,\s\up15(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O [互动探究] 1.通过实验发现，铁与稀硝酸反应产生的气体是NO而不是H2，试讨论分析其原因是什么？ 提示：由于硝酸中NO eq \o\al(－,3)的氧化能力大于H＋，所以铁和稀硝酸反应生成NO而无H2生成。 2.硝酸与铜和碳单质反应时分别表现了什么性质？ 提示：在硝酸与铜的反应过程中，参加反应的硝酸一部分氮元素化合价降低被还原，表现氧化性，一部分氮元素化合价没变化，生成了硝酸铜，表现酸性；在硝酸与碳单质的反应过程中，参加反应的硝酸中氮元素化合价均降低被还原，只表现氧化性。 3.在一定量的浓硝酸中加入足量的铜片，试分析反应现象有什么变化？ 提示：由于随着反应的进行硝酸的浓度逐渐减小，开始时发生反应4HNO3（浓）＋Cu===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，后来变为稀硝酸时发生反应8HNO3（稀）＋3Cu===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，所以开始时反应较为剧烈，有红棕色气体放出，后来反应逐渐缓和，有无色气体放出，其中现象的变化说明了浓硝酸的氧化性大于稀硝酸。 4.少量的铁与稀硝酸反应和过量的铁与稀硝酸反应的产物有什么不同？为什么？ 提示：由于铁单质可以把Fe3+还原为Fe2+，所以少量的铁与稀硝酸反应生成Fe(NO3)3和NO，过量的铁与稀硝酸反应生成Fe(NO3)2和NO。 5.通过对比实验发现：①浓硝酸和碳单质在加热的条件下反应而在常温下不能发生反应；②浓硝酸滴到紫色石蕊试纸上先变红后褪色，稀硝酸滴到紫色石蕊试纸上只变红不褪色。试讨论分析其原因是什么？ 提示：第①个对比实验说明同浓度的硝酸的温度越高氧化性越强；第②个对比实验说明硝酸越浓氧化性越强，浓硝酸具有漂白性，稀硝酸没有漂白性。 6.将7.68 g铜与50 mL一定浓度的硝酸恰好完全反应，收集到标准状况下4.48 L气体。请回答下列问题。 (1)NO的体积为　　　　L，NO2的体积为　　　　L。 (2)被还原的硝酸的物质的量是　　　　mol。 (3)硝酸的物质的量浓度是　　　　mol·L-1。 解析：n(Cu)＝ eq \f(7.68g,64 g·mol-1)＝0.12 mol， n(NO)＋n(NO2)＝ eq \f(4.48 L,22.4 L·mol-1)＝0.2 mol。 解法一：设n(NO2)＝x mol，则n(NO)＝(0.2－x)mol， Cu eq \o(―――→,\s\up15(浓HNO3))2NO2↑　3Cu eq \o(―――→,\s\up15(稀HNO3))2NO↑ eq \f(x,2) mol　　　x mol　　 eq \f(3,2)(0.2－x)mol (0.2－x)mol 得 eq \f(x,2)＋ eq \f(3,2)(0.2－x)＝0.12， 解得x＝0.18 mol， 则V(NO2)＝0.18 mol×22.4 L·mol-1＝4.032 L， V(NO)＝(0.2－0.18)mol×22.4 L·mol-1＝0.448 L。 解法二：Cu　～　Cu2+　～　2e－ 　0.12 mol　　　　　0.24 mol e－ HNO3～NO2↑～e－　　NHO3～NO↑～3e－ n(NO)2　n(NO2)　　　　n(NO) 3n(NO) 由得失电子守恒得：n(NO2)＋3n(NO)＝0.24 mol 又因n(NO2)＋n(NO)＝0.2 mol，解得n(NO2)＝0.18 mol， n(NO)＝0.02 mol，即V(NO2)＝4.032 L，V(NO)＝0.448 L。 (2)HNO3被还原生成NO和NO2，故被还原的n(HNO3)＝n(NO2)＋n(NO)＝0.2 mol。 (3)根据氮原子守恒，可知参加反应的HNO3为：n(HNO3)＝2n(Cu)＋[n(NO)＋n(NO2)]＝2×0.12 mol＋0.2 mol＝0.44 mol，则c(HNO3)＝ eq \f(n(HNO3),V)＝ eq \f(0.44 mol,0.05 L)＝8.8 mol·L-1。 答案：(1)0.448　4.032　(2)0.2　(3)8.8 1.硝酸的特点 (1)硝酸的强氧化性表现为氮元素（＋5价）而不是氢元素（＋1价）。 (2)通常情况下，硝酸与任何金属反应均不产生H2。 2.具体表现 反应物 反应规律或实例 与金属 反应 能与除Au、Pt外的金属反应，如 3Ag＋4HNO3（稀）===3AgNO3 ＋NO↑＋2H2O 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 常温下浓硝酸能使Fe、Al钝化 反应物 反应规律或实例 与非金 属反应 反应规律：非金属单质十浓硝酸―→最高价氧化物或含氧酸＋NO2↑＋H2O，如 C＋4HNO3（浓） eq \o(=====,\s\up15(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O 与还原性化合 物反应 如HI、HBr、SO2、Fe2+、Br－、I－、S2-、SO eq \o\al(2-,3)等具有还原性的物质均能被硝酸氧化 3.反应规律 (1)反应通式：M＋HNO3―→M(NO3)n＋还原产物＋H2O 其还原产物：浓HNO3―→NO2；稀HNO3―→NO (2)HNO3的物质的量： ①起氧化作用的HNO3转化成了气体(NO、NO2)，可根据气体的物质的量求出。 ②起酸性作用的HNO3转化成了硝酸盐，可以根据金属阳离子的物质的量求出。 ③没有参加反应的HNO3，可根据溶液中H＋的物质的量求出。 4.常用方法 (1)原子守恒：参加反应的n(HNO3)＝n（NO eq \o\al(－,3)）＋n（还原产物中氮原子） (2)得失电子守恒：N原子得到的电子数等于金属原子失去的电子数。 (3)电荷守恒：c（NO eq \o\al(－,3)）＝c(H＋)＋nc(Mn＋)（Mn＋代表金属离子）。 (4)离子方程式计算法 金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO eq \o\al(－,3)在H2SO4提供H＋的条件下能继续与金属反应，此类题目应用离子方程式来计算，先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H＋或NO eq \o\al(－,3)进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。 [点睛] (1)硝酸与金属反应时，一般既表现强氧化性，又表现酸性，参加反应的硝酸部分被还原，还有一部分仍以NO eq \o\al(－,3)形式存在。 (2)浓硝酸与金属反应的过程中，浓度逐渐减小，还原产物有可能是NO2和NO的混合物。 (3)在应用硝酸的氧化性分析离子是否共存时，要注意溶液中H＋和NO eq \o\al(－,3)的组合，它们相当于HNO3，能够氧化具有强还原性的离子，而单纯的NO eq \o\al(－,3)不能氧化这些离子。如NO eq \o\al(－,3)可以与Fe2+共存，但在酸性条件下的NO eq \o\al(－,3)与Fe2+不共存。 　（源于教材P114图3­3­18，3­3­19）（双选）下列说法正确的是(　　) A.Fe与稀硝酸、稀硫酸反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应 B.过量的铜与浓硝酸反应有一氧化氮生成 C.浓硝酸中加入过量铁粉并加热，发生离子反应：Fe＋3NO eq \o\al(－,3)＋6H＋ eq \o(=====,\s\up15(△))Fe3+＋3NO2↑＋3H2O D.用过量浓硝酸与一定量的Cu反应制备NO2 思路点拨：解答本题需注意以下3点：(1)金属与硝酸反应不能生成氢气。(2)金属与浓硝酸、稀硝酸反应的还原产物不同。(3)铁与硝酸反应，产物中铁元素的化合价与反应物的量有关，与硝酸的浓度无关。 解析：选BD　硝酸具有强氧化性，Fe与稀硝酸发生反应：Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，该反应是氧化还原反应，不是置换反应，A错误；铜与浓硝酸反应过程中，有NO2生成，随着反应的进行，硝酸的浓度逐渐减小，稀硝酸与铜反应可生成NO，B正确，D正确；铁与浓硝酸反应生成Fe3+，但过量的铁粉还能与Fe3+反应生成Fe2+，C错误。 【合作探究】 (1)A项，等质量的铁与足量稀硝酸、稀硫酸反应产生的气体的物质的量之比为　　　　。 提示：1∶1。由反应Fe＋4HNO3（稀）===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O知，1 mol Fe生成1 mol NO；由反应Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑知，1 mol Fe生成1 mol H2，产生气体的物质的量之比为1∶1。 (2)C项，若浓硝酸改为稀硝酸，离子方程式为_________________ 提示：由于Fe过量，Fe被氧化为Fe2+，离子方程式为3Fe＋2NO eq \o\al(－,3)＋8H＋===3Fe2+＋2NO↑＋4H2O 自学检测 1.将过量的铁粉放入100 mL 2 mol·L-1的HNO3溶液中，假设还原产物只有NO且HNO3完全反应，则参加反应的Fe的质量为(　　) A.2.8 g　　　　　　B．5.6 g C.4.2 g D．11.2 g 解析：选C　Fe先与稀硝酸反应，生成的Fe3+再与Fe反应：2Fe3+＋Fe===3Fe2+，总反应方程式为3Fe＋8HNO3（稀）===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，参加反应的HNO3的总量为0.1 L×2 mol·L-1＝0.2 mol，则参加反应的Fe的质量为 eq \f(3,8)×0.2 mol×56 g·mol-1＝4.2 g。 2.将相同质量的铜分别和过量浓硝酸、稀硝酸反应，下列叙述正确的是(　　) A.反应剧烈程度：两者相同 B.消耗硝酸的物质的量：前者多，后者少 C.反应生成气体的颜色：前者浅，后者深 D.反应中转移的电子总数：前者多，后者少 解析：选B　相同质量的铜分别和过量浓硝酸、稀硝酸反应时，浓硝酸参与的反应更剧烈，A错；铜和浓硝酸、稀硝酸反应的方程式分别为①4HNO3（浓）＋Cu===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，②8HNO3（稀）＋3Cu===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。①产生红棕色气体，②产生无色气体，C错误；由于参加反应的铜的质量相同，且两反应中还原剂都是铜，反应后铜的价态又相同，所以反应中转移的电子总数相等，D错；1 mol Cu和浓硝酸反应消耗4 mol硝酸，1 mol Cu和稀硝酸反应消耗了 eq \f(8,3) mol硝酸，同质量的铜和过量浓硝酸、稀硝酸反应时，消耗的浓硝酸多，B正确。 知识点二　人类活动对氮循环和环境的影响 含氮物质的来源及其危害 [互动探究] 3.NH eq \o\al(＋,4)与NO eq \o\al(－,3)是自然界中活化氮的主要形态，它通过什么方法活化的？ 提示：氮气是惰性的，通过自然固氮和人工固氮可使其活化。 减少人类活动对氮循环和环境影响的措施 一方面控制进入大气、陆地和海洋的有害物质的数量，另一方面应增强生态系统对有害物质的吸收能力。因此， 应保护森林，植树绿化，以促进全球氮的良性循环。 　（源于教材P115～P116）研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关（如图所示）。下列叙述错误的是(　　) A.雾和霾的分散剂相同 B.雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵 C.NH3是形成无机颗粒物的催化剂 D.雾霾的形成与过度施用氮肥有关 解析：选C　雾和霾的分散剂均为空气，A项正确；结合图示可知形成雾霾的无机颗粒物中含有NH4NO3和(NH4)2SO4，B项正确；根据图示可知空气中NOx、SO2等分别转化为HNO3、H2SO4后，吸收空气中的NH3生成NH4NO3和(NH4)2SO4，即NH3是形成无机颗粒物的反应物，C项错误；过度施用氮肥，会导致空气中挥发的NH3浓度增大，与雾霾的形成有关，D项正确。 自学检测 3.下列实验装置及做法对环境友好的是(　　) ①实验室收集NH3用(a)装置　②实验室中做Cl2与Na的反应实验时用(b)装置　③实验室中用玻璃棒分别蘸取浓氨水和浓盐酸做氨与酸反应生成铵盐的实验　④实验室中用(c)装置进行铜与稀硝酸反应的实验 A.②③④　　　　　　B．①②③ C.①②④ D．①③④ 解析：选C　实验室中用玻璃棒分别蘸取浓氨水和浓盐酸做氨与酸反应生成铵盐的实验时，有大量NH3和HCl挥发，对大气造成污染，对环境不友好。 1.将a g纯铜片投入足量的一定浓度的硝酸溶液中，反应中消耗的HNO3为b g。若a∶b＝8∶21，则反应中起酸性作用的HNO3的质量为(　　) A. eq \f(b,2) g　　　　　　　B．2b g C. eq \f(3,4)a g D． eq \f(3,4)b g 解析：选D　Cu与HNO3的质量比为8∶21，则物质的量之比n(Cu)∶n(HNO3)＝3∶8。设有3 mol Cu参与反应，生成Cu(NO3)2为3 mol，起酸性作用的HNO3为6 mol，起酸性作用的HNO3占反应消耗的HNO3的 eq \f(3,4)，故选D。 2.将6.4 g Cu与400 mL 5 mol·L-1的HNO3溶液充分反应，还原产物为NO2和NO。如果反应结束后的溶液中含有H＋ a mol，则此时溶液中NO eq \o\al(－,3)的物质的量为(　　) A.0.5a mol B．(a＋0.2)mol C.2a mol D．(0.2－a)mol 解析：选B　n(HNO3)＝0.4 L×5 mol·L-1＝2 mol，剩余H＋a mol，即HNO3余a mol；溶液中产生NO eq \o\al(－,3)的还有Cu(NO3)2，Cu(NO3)2物质的量与Cu的物质的量相同，即 eq \f(6.4 g,64 g·mol-1)＝0.1 mol，故溶液中NO eq \o\al(－,3)共a mol＋0.1 mol×2＝(a＋0.2)mol。 方法总结 (1)硝酸与金属反应的相关计算中蕴含的学科素养 ①硝酸与金属反应时，既表现强氧化性又表现强酸性，可由金属与硝酸反应的关系，求还原产物的化学式（或元素化合价或物质的量），以及HNO3的物质的量等。 ②浓硝酸与Cu反应时，若Cu过量，反应开始时浓硝酸的还原产物为NO2，但随着反应的进行，硝酸变稀，其还原产物为NO，最终应得到NO2与NO的混合气体，可利用守恒规律求解有关Cu、 HNO3和混合气体之间的量的关系。硝酸与其他金属（过量）反应的情况与此类似。 (2)常用解题方法 ①电子守恒：硝酸与金属反应属于氧化还原反应，氮原子得到的电子数等于金属失去的电子数。 ②原子守恒：硝酸与金属反应时，一部分以NO eq \o\al(－,3)的形式存在，另一部分转化为还原产物，这两部分中氮原子的物质的量与反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量相等。 ③电荷守恒：反应后溶液中：c（NO eq \o\al(－,3)）＝c(Mx＋)＋c(H＋)。 ④利用离子方程式计算：硝酸与H2SO4混合液跟金属的反应，当金属足量时，不能用HNO3与金属反应的化学方程式计算，应用离子方程式计算，因为生成的硝酸盐中的NO eq \o\al(－,3)借助H＋仍能继续与金属反应。 $$