专题7 第2单元 第2课时 硝酸的性质（课件PPT）-【精讲精练】2025-2026学年高中化学必修第二册（苏教版）河北专版

该高中化学课件聚焦硝酸的性质及应用，涵盖物理性质、化学性质（不稳定性、强氧化性）、工业制法、金属反应计算及氮化合物转化，通过铜与浓稀硝酸反应实验导入，衔接氮循环与硝酸制备应用，构建知识支架。 其亮点在于以实验探究（如铜与硝酸反应现象对比）培养科学探究与实践能力，用守恒法计算金属与硝酸反应体现科学思维，结合硝酸工业污染物治理渗透科学态度与责任。学生提升探究与思维能力，教师获得系统教学资源。

第二单元　重要的含氮化工原料 第2课时　硝酸的性质 专题7　氮与社会可持续发展 栏目导航 专题7　氮与社会可持续发展 1 栏目导航 新知学习探究 01 随堂巩固演练 02 知能达标训练 03 栏目导航 专题7　氮与社会可持续发展 1 栏目导航 专题7　氮与社会可持续发展 1 新 知 学 习 探 究 栏目导航 栏目导航 专题7　氮与社会可持续发展 1 液 刺激性 易 有 栏目导航 专题7　氮与社会可持续发展 1 光照 加热 棕色 溶有NO2 棕色细口 栏目导航 专题7　氮与社会可持续发展 1 Au、Pt Fe、Al Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 栏目导航 专题7　氮与社会可持续发展 1 浓硝酸 浓盐酸 金、铂 栏目导航 专题7　氮与社会可持续发展 1 栏目导航 专题7　氮与社会可持续发展 1 氧化剂 还原剂 2NO＋O2===2NO2 还原剂 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 既是氧化剂又是还原剂 栏目导航 专题7　氮与社会可持续发展 1 将NO2与足量O2(或空气)混合后通入水中，反应方程式：4NO2 ＋O2＋2H2O===4HNO3 栏目导航 专题7　氮与社会可持续发展 1 栏目导航 专题7　氮与社会可持续发展 1 栏目导航 专题7　氮与社会可持续发展 1 栏目导航 专题7　氮与社会可持续发展 1 栏目导航 专题7　氮与社会可持续发展 1 栏目导航 专题7　氮与社会可持续发展 1 栏目导航 专题7　氮与社会可持续发展 1 栏目导航 专题7　氮与社会可持续发展 1 栏目导航 专题7　氮与社会可持续发展 1 栏目导航 专题7　氮与社会可持续发展 1 栏目导航 专题7　氮与社会可持续发展 1 栏目导航 专题7　氮与社会可持续发展 1 栏目导航 专题7　氮与社会可持续发展 1 栏目导航 专题7　氮与社会可持续发展 1 栏目导航 专题7　氮与社会可持续发展 1 栏目导航 专题7　氮与社会可持续发展 1 栏目导航 专题7　氮与社会可持续发展 1 栏目导航 专题7　氮与社会可持续发展 1 栏目导航 专题7　氮与社会可持续发展 1 栏目导航 专题7　氮与社会可持续发展 1 NO2 NO 强氧化性 酸性 栏目导航 专题7　氮与社会可持续发展 1 栏目导航 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1．科学探究与创新意识 通过对浓、稀硝酸与铜反应的实验探究，培养学生发现问题，敢于质疑，勇于创新的探究能力。 2．科学态度与社会责任 通过对硝酸工业生产中污染物的产生和治理，逐步培养“绿色化学”意识。 知识点一　硝酸 1．硝酸的物理性质 颜色 状态 气味 溶解性 挥发性 无色 ______态 __________气味 ______溶于水 ______挥发性 2．硝酸的化学性质 (1)硝酸的不稳定性 ①硝酸的不稳定性：HNO3在______或______条件下会分解，硝酸浓度越大越容易分解。反应方程式为______________________________。所以HNO3应盛放在________试剂瓶中；浓硝酸呈黄色是由于__________的缘故。 ②在实验室里，见光易分解的试剂一般盛放在____________瓶中。 4HNO3eq \o(=====,\s\up17(△),\s\do20(或光照))4NO2↑＋2H2O＋O2↑ (2)强氧化性 ①与金属的反应 a．除___________以外的绝大多数金属都能与硝酸反应。 b．常温下，冷的浓硝酸能使___________钝化。 c．与铜反应(写出化学方程式)。 浓硝酸：_____________________________________________； 稀硝酸：_____________________________________________。 ②与非金属反应 木炭与浓硝酸反应的化学方程式为 _____________________________________________。 ③王水 a．组成：__________和__________的混合物，体积比为1∶3。 b．性质：能使不溶于硝酸的金属如__________等溶解。 [特别提醒]　碱性、中性条件下，NO无氧化性，但在酸性条件下，NO能表现出强氧化性。 C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O 3．硝酸的用途 硝酸用途广泛，是制炸药、染料、塑料的原料，也是化学实验室的必备试剂。 4．硝酸的工业制法 工业上制取硝酸的原理是将氮气经过一系列反应得到硝酸，其流程如下图所示： (1)写出上述标号反应的化学方程式，并指出反应物中含氮物质在反应中起的作用。(氧化剂、还原剂) ①____________________________，__________； ②____________________________，__________； ③____________________________，__________； ④____________________________，________________________。 N2＋3H22NH3 4NH3＋5O24NO＋6H2O (2)过程④中氮元素的转化率只有66.7%，采取何种措施可以提高氮元素的转化率？写出反应的化学方程式。 __________________________________________________________________________________。 1．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)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。 2．m g铜与足量的一定浓度的硝酸反应，生成V L NO、NO2的混合气体(标准状况下)，则参加反应的HNO3的物质的量是多少？ 提示　被还原的硝酸无论是生成NO还是NO2，均有N原子与HNO3的物质的量相等。未被还原(起酸性作用)的硝酸等于Cu(NO3)2物质的量的2倍，故参加反应的硝酸的物质的量为mol。 3．探究稀硝酸与变价金属铁的反应情况。 (1)少量的Fe与足量稀硝酸反应，Fe被氧化成Fe2+还是Fe3+？写出反应的化学方程式。 提示　HNO3过量时，铁被氧化成Fe3+，反应方程式为：Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O。 (2)足量的Fe与一定量的稀HNO3反应，Fe元素以Fe2+形式存在还是以Fe3+形式存在？写出反应的化学方程式。 提示　Fe过量时，Fe元素以Fe2+形式存在，反应方程式为3Fe＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。 硝酸的强氧化性 (1)本质 HNO3中的＋5价氮元素具有很强的得电子能力。 (2)规律 ①硝酸的浓度越大，反应温度越高，其氧化性越强。 ②还原剂一般被氧化成最高价态。 (3)具体表现 ①硝酸与金属的反应： a．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。 b．活泼金属与HNO3反应不生成H2，HNO3的浓度不同，还原产物不同。 c．常温下浓硝酸能使Fe、Al钝化。 ②硝酸与非金属的反应： 反应规律：非金属单质＋浓硝酸最高价氧化物或含氧酸＋NO2↑＋H2O，如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离子或化合物，如Fe2+、I－、S2-、SO及HI、SO2、H2S等均能被HNO3氧化。 1．在下列反应中，HNO3既表现出氧化性，又表现出酸性的是(　　) A．H2S＋2HNO3===S↓＋2NO2↑＋2H2O B．CuO＋2HNO3===Cu(NO3)2＋H2O C．4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O D．3Cu＋8HNO3===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 解析　A项，N元素化合价只降低，HNO3只表现出氧化性；B项，N元素化合价不变，HNO3只表现出酸性；C项，N元素化合价降低，O元素化合价升高，HNO3既表现出氧化性，又表现出还原性；D项，N元素部分变价，HNO3既表现出氧化性，又表现出酸性。 2．某研究性学习小组设计如图所示装置，用浓硝酸、铜片、水三种试剂进行实验，探究浓、稀硝酸的强氧化性并观察它们的还原产物。 [实验探究] (1)探究浓硝酸的强氧化性：将铜片置于具支试管的底部，在分液漏斗中加入约5 mL浓硝酸，往具支试管中滴加约2 mL浓硝酸，用排水法收集产生的气体。 ①实验中观察到的能证明浓硝酸具有强氧化性的现象是_______________________________________________________。 ②具支试管中发生反应的化学方程式为____________________ _______________________________________________________。 (2)探究稀硝酸的强氧化性： ①上述反应完成后，欲进一步证明稀硝酸也具有强氧化性，紧接的简便、合理的实验操作是______________________________________。 ②能证明稀硝酸与铜反应的还原产物为NO的实验现象是____________(填字母序号)。 A．c中收集到的无色气体接触空气后变为红棕色 B．b中产生的无色气体接触空气后变为红棕色 [实验反思] (3)某同学提出，实验过程中若操作不慎，易出现倒吸现象。对该实验装置进行改进的方案：可在b与c之间连接__________________ ____________________________________。 (4)利用该装置先进行铜与浓硝酸反应，再进行铜与稀硝酸反应的实验顺序的合理性是_________________________________________。 [问题讨论] (5)在用等质量的铜片与等体积的浓硝酸、稀硝酸(硝酸均过量)反应时，发现反应后所得溶液前者呈绿色，后者呈蓝色。针对此现象，同学们提出两种意见： ①两溶液颜色不同是Cu2+浓度的差异引起的； ②前者溶液呈绿色，是因为生成的红棕色NO2又溶于溶液中。 你认为意见____________(填“①”或“②”)合理。(注：若填①，下题中只答Ⅰ，若选填②，下题中只答Ⅱ) Ⅰ.如果你认为①合理，理由是_____________________________。 Ⅱ.如果你认为②合理，请设计一个简单的实验进行验证： _______________________________________________________。 解析　(5)因Cu的质量相等，且浓、稀硝酸均过量，Cu完全反应生成的Cu(NO3)2的浓度相等，溶液中的c(Cu2+)应相等，可见①不合理，②合理。前者溶液呈绿色是由红棕色NO2溶于溶液中引起的，只要将NO2除去或在Cu与稀硝酸反应后的溶液中通入NO2即可证明。 答案　(1)①b中溶液变蓝，有红棕色气体生成 ②Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O (2)①向分液漏斗中加水稀释浓硝酸，打开活塞，向具支试管中滴加稀硝酸　②B (3)防倒吸装置(其他答案合理均可) (4)利用Cu与浓硝酸反应生成的NO2排出具支试管中的空气，有利于观察Cu与稀硝酸反应的还原产物 (5)②　Ⅱ.向显蓝色的Cu(NO3)2溶液中通入NO2，得绿色溶液或加热绿色溶液，有红棕色气体产生，溶液成蓝色 知识点二　金属与硝酸反应的计算方法 1．反应规律 (1)硝酸与金属反应一般不生成H2，浓HNO3被还原成______，稀HNO3被还原成______，HNO3起____________和________作用。 (2)Cu与硝酸反应 Cu与浓HNO3反应时，若Cu足量，开始时还原产物为NO2，随着反应的进行，浓HNO3变稀，还原产物变为NO，最终得到NO2与NO的混合气体。 (3)Fe有＋2价和＋3价，Fe与稀HNO3反应的化学方程式为Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O、3Fe＋8HNO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。由上述反应可知铁与稀硝酸的量与产物的关系为： 产物 ≤ Fe(NO3)3 ＜＜ Fe(NO3)3和Fe(NO3)2 ≥ Fe(NO3)2 上述关系也可以表示成如下形式： 2．思维模型 金属与硝酸反应的计算——四个守恒、一个关系 (1)四个守恒 ①电子守恒：金属失电子的物质的量＝n(NO2)＋3n(NO)。 ②氮原子守恒：n(HNO3)消耗＝x·n[M(NO3)x]＋n(NO2)＋n(NO)。 ③电荷守恒：反应后溶液中c(NO)＝x·c(Mx＋)＋c(H＋)。 ④若向反应后所得溶液中加入NaOH恰好使Mx＋沉淀完全，此时溶质为NaNO3，则存在n(Na＋)＝n(NO)＝n(HNO3)总－n(NO)－n(NO2)。 (2)一个关系 起酸性作用的HNO3的物质的量是金属物质的量和金属所带电荷数的乘积，可表示为n(HNO3)酸性＝x·n(Mx＋)＝n(转移电子)。 1．38.4 mg铜跟适量的浓硝酸反应，铜全部作用后，共收集到22.4 mL(标准状况)气体，则反应消耗的硝酸的物质的量可能是(　　) A．1.0×10-3 mol　　　 B．1.6×10-3 mol C．2.2×10-3 mol D．2.4×10-3 mol 解析　浓硝酸适量，在反应过程中浓度变小，实际上发生了两个反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，反应消耗的HNO3包括起酸性作用和起强氧化剂作用的两部分，前者反应后以Cu(NO3)2形式存在，后者被还原后生成NO2、NO气体，从两个方程式看出：Cu＋2HNO3(酸)～Cu(NO3)2，HNO3(氧化剂)～NO2(或NO)，所以反应消耗的HNO3的物质的量为：×2＋＝2.2×10-3 mol。 答案　C 2．将32.0 g Cu投入50 mL 12 mol·L-1的浓硝酸中，充分反应后，收集到4.48 L(标准状况)NO和NO2的混合气体。 (1)被还原的硝酸的物质的量是____________mol。 (2)判断32.0 g Cu和50 mL 12 mol·L-1的硝酸反应后有剩余的是____________，剩余的物质的物质的量为____________，生成的NO气体的体积为(标准状况下)____________。 (3)如果往反应后的体系内再加入100 mL 2 mol·L-1的稀硫酸，充分反应后又有气体逸出。写出反应的离子方程式并用单线桥法表示电子转移的方向和数目____________。 解析　(1)根据N原子守恒，被还原的硝酸的物质的量：n(HNO3)＝n(NOx)＝＝0.2 mol。(2)32.0 g Cu的物质的量n(Cu)＝＝0.5 mol，50 mL 12 mol·L-1浓硝酸中硝酸的物质的量n(HNO3)＝0.050 L×12 mol·L-1＝0.60 mol，铜与硝酸反应过程中硝酸既起氧化剂的作用，也起酸的作用，其中被还原的物质的量为0.2 mol，则起酸的作用的硝酸的物质的量为0.6 mol－0.2 mol＝0.4 mol，则根据生成的Cu(NO3)2可知，铜过量，反应后有剩余，剩余Cu的物质的量为0.5 mol －＝0.3 mol；NO和NO2的混合气体的物质的量为0.2 mol，设NO物质的量为x mol，则NO2的物质的量为(0.2－x) mol，根据氧化还原反应中电子守恒可得：0.2 mol×2＝3x mol＋(0.2－x)mol×1，解得x＝0.1，生成的NO气体在标准状况下的体积为0.1 mol×22.4 L·mol-1＝2.24 L。(3)如果往反应后的体系内再加入100 mL 2 mol·L-1的稀硫酸，相当于再提供0.4 mol H＋，溶液中还有NO，相当于稀硝酸与铜再充分反应后又有NO气体逸出，其离子反应方程式为3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2+＋2NO↑＋4H2O，用单线桥法表示电子转移的方向 和数目为 答案　(1)0.2　(2)Cu　0.3 mol　2.24 L (3) 知识点三　氮及其化合物的转化 1．以大气中的氮气为原料建立了合成氨工业： ____________________________。 2．通过非氧化还原反应将氨转化成铵态氮肥：__________________ __________________________________________________________ 3．通过氧化还原反应将氨转化成硝酸：________________________ _________________________________________________ (工业制硝酸)。 N2＋3H22NH3 4NH3＋5O24NO＋ 在HNO3工业生产过程中产生哪些污染气体？会有哪些污染现象产生？ 提示　污染气体：NH3、NOx、HNO3 污染现象：①光化学烟雾(NOx)，②硝酸型酸雨。 硝酸型酸雨的形成过程： NH3NONO2HNO3和HNO3的工业制取原理一致。 1．如图为合成氨以及氨的催化氧化制硝酸的流程示意图。下列说法不正确的是(　　) A．合成塔内发生的反应中有共价键的断裂和生成 B．氧化炉内发生反应，其氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶4 C.使用NaOH溶液吸收尾气中的氮氧化物，NO和NO2是酸性氧化物 D．向吸收塔中通入O2的作用是氧化NO 解析　合成塔内为氮气和氢气发生反应生成氨气，N2、H2和NH3中均只含共价键，故反应过程中有共价键的断裂和生成，A正确；氧化炉内发生的反应为4NH3＋5O24NO＋6H2O，氨气为还原剂，氧气为氧化剂，则氧化剂和还原剂的物质的量之比为5∶4，B正确；酸性氧化物是指一类能与碱反应只生成一种盐和水的氧化物，一氧化氮和二氧化氮均不符合酸性氧化物的定义，故均不是酸性氧化物，C错误；吸收塔中发生反应：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，O2为氧化剂，NO为还原剂，向吸收塔中通入氧气的目的是氧化一氧化氮，D正确。 答案　C 2．如图所示为A、B、C、D、E五种含氮物质相互转化的关系图，其中A、B、C、D常温下都是气体，B为红棕色，写出A、B、C、D、E的化学式和各步反应的化学方程式。 (1)各物质的化学式为： A__________；B____________；C____________；D____________；E____________。 (2)各步反应的化学方程式为： A→C__________________________________________________； D→C__________________________________________________； B→E___________________________________________________； E→C___________________________________________________。 解析　B为红棕色气体，是NO2，逆推C是NO，因此E是稀硝酸。 答案　(1)N2　NO2　NO　NH3　HNO3 (2)N2＋O22NO　4NH3＋5O24NO＋6H2O　 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 1．明代著名哲学家、科学家方以智在其《物理小识》卷七《金石类》中指出：有硇水者，剪银块投之，则旋而为水。其中的“硇水”指(　　) A．醋酸　　　　　　 B．盐酸 C．硝酸 D．硫酸 解析　常温下能使金属银溶解，醋酸、盐酸和硫酸常温下均不能溶解金属银，硝酸是氧化性酸，因此“硇水”是指硝酸。 答案　C 2．下列关于浓硝酸的说法不正确的是(　　) A．光照易分解 B．露置于空气中溶液浓度降低 C．能与碳反应说明其具有强氧化性 D．常温下铜在浓硝酸中发生钝化 解析　浓硝酸具有挥发性，见光分解和受热分解的不稳定性，还具有强的氧化性等。所以光照易分解是其不稳定性的表现，故A正确；露置于空气中因其挥发导致溶质减少，溶液浓度降低，故B正确；浓硝酸的强氧化性能氧化几乎所有的金属和绝大多数非金属，所以能与碳反应，故C正确；常温下铜可在浓、稀硝酸中发生反应，而铁、铝在浓硝酸中才能发生钝化，所以D错误。 答案　D 3．(2025·黑吉辽内蒙古卷改编)巧设实验，方得真知。下列实验设计合理的是(　　) A.除去Cl2中的HCl B.制备少量NO避免其被氧化 C.用乙醇萃取CS2中的S D.设计原电池 解析　碱石灰为NaOH和CaO的混合物，既能吸收HCl又能吸收Cl2，不能用碱石灰除去Cl2中的HCl，故A错误；铜丝和稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水，NO难溶于水，U形管左侧与大气隔绝，即NO存在于无氧环境中，故B正确；S微溶于酒精、易溶于CS2，不能用乙醇萃取CS2中的S，故C错误；酒精是非电解质，不能形成闭合回路，形不成原电池，故D错误。 答案　B 4．下列有关浓硫酸、浓盐酸、浓硝酸的认识正确的是(　　) A．浓盐酸、浓硫酸都可用来干燥氧气 B．浓硫酸、浓硝酸与金属反应时，主要是S、N得电子 C．常温下，向浓硫酸或浓硝酸中投入Fe片，均会产生大量的气体 D．如图，①中为三种酸的一种，②中为浓氨水，则无论①中是何种酸，大烧杯中均可观察到白烟 解析　浓盐酸没有吸水性，不能用来干燥氧气，A错误；浓硫酸、浓硝酸中的S、N均为最高价态，与金属反应时，主要是S、N得电子，B正确；常温下，Fe遇浓硫酸或浓硝酸会发生钝化，向浓硫酸或浓硝酸中投入Fe片，不会产生大量气体，C错误；若题图①中为浓硫酸，浓硫酸难挥发，不会看到白烟，D错误。 5．下图是铜与稀硝酸反应的两个实验装置图，请回答下列问题： (1)铜与稀硝酸反应的化学方程式__________________________。 (2)学生甲用装置Ⅰ探究铜与稀硝酸反应的气体产物。实验过程在烧瓶中观察到有红棕色气体产生，在试管中收集到无色气体。烧瓶中产生红棕色气体的原因是________________________________________ __________________________________________(用方程式表示)。 (3)学生乙认为，甲用装置Ⅰ实验，无法说明问题。为了证明并观察到铜与稀硝酸反应的产物为NO，乙设计了如图Ⅱ所示的实验装置，选择下列药品，并按下列实验步骤完成该实验。请你根据他的思路，回答下列问题： 药品：稀硝酸　锌粒　石灰石固体 步骤：①检查装置的气密性 ②向试管中加入一定量CaCO3固体 ③向试管中倒入过量的稀HNO3，并迅速盖上带铜丝和导管的橡皮塞 ④待反应完全后，将导管插入试管内接近液面 ⑤将铜丝插入到溶液中 ⑥用注射器的针头穿过橡皮塞并向试管内推入氧气(或空气) (ⅰ)步骤②目的是_________________________________________； (ⅱ)推入氧气或空气的目的是______________________________； 解析　(1)硝酸有氧化性，能把铜氧化生成硝酸铜，方程式为3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。 (2)NO极易被氧化生成红棕色NO2，方程式为2NO＋O2===2NO2。 (3)(ⅰ)为防止NO被氧气氧化，所以必须排尽装置中的空气，利用碳酸钙和硝酸反应生成的CO2来排除装置中的氧气。(ⅱ)通过氧气氧化NO来检验生成的NO气体。 答案　(1)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O (2)2NO＋O2===2NO2 (3)(ⅰ)排除装置中的氧气　(ⅱ)检验生成的NO气体 $