专题7 第二单元 第2课时 硝酸-【金版新学案】2025-2026学年高中化学必修第二册同步课堂高效讲义教师用书word（苏教版）

本讲义聚焦硝酸的性质及反应计算核心知识点，先梳理物理性质，再从酸的通性、不稳定性、强氧化性（与金属、非金属反应）展开化学性质，最后通过原子守恒等方法构建硝酸与金属反应的计算体系，形成完整学习支架。 该资料以实验探究与科学思维为特色，通过铜与浓稀硝酸反应实验（科学探究与实践）、从化合价和类别角度分析性质（化学观念），计算部分用守恒法培养科学思维。课中实验助教师直观演示，课后练习助学生巩固，有效提升教学与学习效果。

第2课时　硝酸 [学习目标]　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.掌握硝酸与金属反应的特点以及守恒思想在有关计算中的应用。 任务一　硝酸 1.物理性质 颜色 状态 气味 密度/(g·cm－3) 特性 无色 液体 刺激性气味 1.42 易挥发 2.化学性质 (1)酸的通性 硝酸具有酸的通性，能与碱、碱性氧化物、某些盐反应，写出下列反应的离子方程式： ①硝酸和氢氧化钠反应：H＋＋OH－H2O。 ②硝酸和氧化钠反应：2H＋＋Na2O2Na＋＋H2O。 ③硝酸和碳酸钙反应：2H＋＋CaCO3Ca2＋＋CO2↑＋H2O。 (2)不稳定性 见光或受热易分解，化学方程式为4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O。 学生用书⬇第42页 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，实验室常将浓硝酸保存在棕色试剂瓶中，并密封贮存在低温、避光处。 (3)强氧化性 ①与金属反应(除Pt、Au以外)： Cu与浓HNO3反应：Cu＋4HNO3(浓)Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O， Cu与稀HNO3反应：3Cu＋8HNO3(稀)3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。 ②与Fe、Al反应 常温下，浓硝酸可使铁、铝表面形成致密的氧化膜而钝化，保护内部金属不再与酸反应，所以可以用铁质容器或铝质容器盛放浓硝酸。加热时，铁、铝可以与浓硝酸反应。 [交流研讨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、稀硝酸既作氧化剂，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)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。 硝酸与金属的反应规律 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。 4.稀硝酸与铁反应：Fe(少量)＋4HNO3(稀)Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O； 3Fe(过量)＋8HNO3(稀)3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。 ③与非金属反应 写出碳与浓硝酸在加热时反应的化学方程式：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。 [交流研讨2]　如图所示是进行木炭与浓硝酸反应，并检验生成的气体的实验装置，它具有无污染、现象明显的特点。 (1)实验中具支试管A内有什么现象？试管B内的澄清石灰水会出现什么现象？水湿棉花处发生什么反应？ 提示：木炭保持红热状态，试管内有红棕色气体生成；澄清石灰水变浑浊；水湿棉花处发生反应3NO2＋H2ONO＋2HNO3。 (2)若将木炭与浓硝酸反应产生的气体直接通入少量澄清石灰水中，溶液能否变浑浊？ 提示：木炭与浓硝酸反应产生的气体包括NO2和CO2，NO2溶于水生成HNO3，HNO3为强酸，所以不会生成CaCO3，溶液不变浑浊。 学生用书⬇第43页 (3)某学生在实验临近结束时，发现分液漏斗中的浓硝酸难以滴下，为什么？若要再滴入几滴浓硝酸使木炭反应完全，如何操作最简单？ 提示：实验临近结束时，试管B中压强增大，使分液漏斗中的浓硝酸难以滴下。可以摇动试管B，使上部的气体溶于澄清石灰水中，试管B中压强减小，分液漏斗中的浓硝酸可以顺利滴下。 3.硝酸的用途 硝酸是一种重要的化工原料，常用来制造氮肥、染料、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。 1.硝酸被称为“国防工业之母”是因为它是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸性质不相对应的一组是(　　) A.浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红后褪色——酸性和强氧化性 B.不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性 C.要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性 D.稀硝酸能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去——强氧化性 答案：D 解析：浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红，表现出酸性；后褪色，表现出强氧化性，A正确；不能用稀硝酸与锌反应制氢气，因为硝酸具有强氧化性，被锌还原生成氮氧化物等，而不生成氢气，B正确；要用棕色瓶盛装浓硝酸，因为浓硝酸具有不稳定性，见光易分解，C正确；稀硝酸能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去，硝酸表现出酸性，与氢氧化钠发生中和反应而使溶液碱性减弱，从而使溶液的红色褪去，D错误。 2.下列对于硝酸的认识正确的是(　　) A.铜与硝酸的反应属于置换反应 B.硝酸能与碳酸钠反应，但不能生成二氧化碳 C.铁或铝与浓硝酸不反应 D.浓硝酸在光照下颜色变黄，说明浓硝酸不稳定 答案：D 解析：铜与稀硝酸的反应生成硝酸铜、一氧化氮、水，不属于置换反应，A错误；由于硝酸的酸性比碳酸强，所以HNO3能与碳酸钠发生复分解反应，产生NaNO3、H2O、CO2，B错误；常温下铁或铝在浓硝酸中发生钝化，并不是与浓硝酸不反应，C错误；浓硝酸在光照下颜色变黄，是因为浓硝酸溶解了自身分解生成的二氧化氮，说明浓硝酸具有不稳定性，D正确。 3.(2024·淮安市淮安区期中)硝酸与铜反应实验装置如图所示，下列有关叙述不正确的是(　　) A.试管中溶液可能呈绿色 B.浓硝酸通常显黄色是因为溶有少量NO2 C.反应中浓硝酸较稀硝酸反应更剧烈、氧化性更强 D.用稀硝酸实验时试管上方气体不可能出现红棕色 答案：D 解析：金属铜可以和硝酸反应，生成硝酸铜，铜离子在溶液中的颜色与浓度有关系，因此试管中溶液可能呈绿色，故A正确；浓硝酸不稳定，易分解生成二氧化氮，二氧化氮溶于浓硝酸中使溶液显黄色，故B正确；硝酸浓度越大，氧化性越强，所以反应中浓硝酸较稀硝酸反应更剧烈、氧化性更强，故C正确；用稀硝酸实验时生成一氧化氮，一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，所以试管上方气体可能出现红棕色，故D错误。 硝酸氧化性的体现 1.浓硝酸能使紫色石蕊溶液先变红，后褪色。 2.与非金属单质C、S、P等在加热条件下反应，非金属元素生成酸性氧化物或最高价含氧酸，反应后仍有过量稀硝酸。 3.低价金属氧化物或盐与硝酸发生氧化还原反应，如FeO与稀硝酸反应3FeO＋10HNO3(稀)3Fe(NO3)3＋NO↑＋5H2O，而不是发生复分解反应生成Fe(NO3)2。 4.酸性溶液中含有NN，溶液中H＋＋NHNO3具有强氧化性，能够氧化还原性离子如Fe2＋、I－、S2－、HS－、SHS 任务二　硝酸与金属反应的计算 1.原子守恒法 反应前所有的N只存在于HNO3中，反应后含N的物质有HNO3的还原产物(假设有NO2、NO)和Cu(NO3)2，若HNO3过量，则过量HNO3中也含N，则有n(N)＝n(NO2)＋n(NO)＋2n[Cu(NO3)2]＋n(HNO3)剩(N原子守恒)。 2.得失电子守恒法 反应中失去电子的是参加反应的Cu，CuCu2＋；得到电子的是被还原的HNO3(假设还原产物为NO2、NO)，NNO2、NNO。根据得失电子守恒，则有2n(Cu)＝n(NO2)＋3n(NO)。若将生成的氮的氧化物气体与一定量的氧气共同通入水中，氮的氧化物完全生成硝酸，由于开始反应物为硝酸，中间生成了氮的氧化物，但最终又变回了硝酸，所以相当于铜失去的电子最终由氧气得到，则有n(Cu)＝2n(O2)。 3.电荷守恒法 在Cu与HNO3反应后的溶液中，若HNO3不过量， 学生用书⬇第44页 阳离子只有Cu2＋，阴离子只有N(此类计算不考虑H2O电离出的极少量的H＋、OH－)；若HNO3过量，溶液中的阳离子有Cu2＋和H＋，阴离子只有N。则有：(1)若HNO3不过量：n(N)＝2n(Cu2＋)；(2)若HNO3过量：n(N)＝2n(Cu2＋)＋n(H＋)。 4.离子方程式计算法 金属与硫酸、硝酸的混合酸反应时，由于硝酸盐中N在硫酸提供H＋的条件下能继续与金属反应，故此类题目应用离子方程式来计算，如3Cu＋8H＋＋2N3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H＋或N进行相关计算，且要符合电荷守恒。 1.将19.5 g锌粉与一定量的浓硝酸反应生成硝酸盐、水及气体，当锌粉完全反应时收集到11.2 L NO、NO2混合气(标准状况下)，则所消耗硝酸的物质的量是(　　) A.1.2 mol B.1.1 mol C.0.9 mol D.0.8 mol 答案：B 解析：锌和浓硝酸反应生成NO2，而与稀硝酸反应时则生成NO，标准状况下，n(NO2)＋n(NO)＝＝0.5 mol，即被还原的硝酸的物质的量为0.5 mol，n(Zn)＝＝0.3 mol，则生成的n[Zn(NO3)2]＝0.3 mol，可知表现酸性的硝酸的物质的量为0.3 mol×2＝0.6 mol，则参加反应的硝酸的物质的量为0.5 mol＋0.6 mol＝1.1 mol。 2.(2024·徐州第三中学质检)硫酸和硝酸混合的稀溶液200 mL，向其中加入过量锌粉充分反应。反应后溶液中只含有一种溶质，且浓度为2 mol·L－1(溶液体积变化可忽略)，收集到无色气体6.72 L(标准状况下)。下列说法错误的是(　　) A.无色气体遇空气变为红棕色 B.无色气体中两种气体体积比为2∶1 C.原溶液中硫酸与硝酸的浓度之比为2∶1 D.参与反应的锌的物质的量为0.2 mol 答案：D 解析：无色气体中含有NO，遇空气被氧化为NO2，因此变为红棕色，A正确；反应后溶液中只含有一种溶质，且浓度为2 mol/L(溶液体积变化可忽略)，溶质只能是硫酸锌，物质的量是0.4 mol，参加反应的锌是0.4 mol，失去0.8 mol电子，无色气体6.72 L(标准状况下)，物质的量是0.3 mol，设H2和NO分别是x mol、y mol，则x＋y＝0.3、2x＋3y＝0.8，解得x＝0.1、y＝0.2，因此无色气体中两种气体体积比为2∶1，B正确；根据原子守恒可知硫酸和硝酸的物质的量分别是0.4 mol、0.2 mol，因此原溶液中硫酸与硝酸的浓度之比为2∶1，C正确；参与反应的锌的物质的量为0.4 mol，D错误。 3.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： (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。 答案：(1)0.448　4.032　(2)0.2　(3)8.8 解析：n(Cu)＝＝0.12 mol，n(NO)＋n(NO2)＝＝0.2 mol。 (1)解法一：设n(NO2)＝x mol，则n(NO)＝(0.2－x) mol， Cu2NO2↑ mol x mol 3Cu　　2NO↑ (0.2－x) mol (0.2－x) mol ＋(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 HNO3～NO2↑～e－ 　　　n(NO2) n(NO2) HNO3～NO↑　～3e－ 　　　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)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)＝＝＝8.8 mol·L－1。 1.(2024·无锡第一中学期末)下列关于硝酸的说法正确的是(　　) A.浓硝酸、稀硝酸都是强氧化剂 B.浓硝酸、稀硝酸都可用铁制容器存放 C.浓硝酸和铜反应产生无色气体 D.稀硝酸和铜反应产生大量氢气 答案：A 解析：浓稀硝酸都具有强氧化性，都是强氧化剂，故A正确；稀硝酸与铁能快速反应，不能用铁制容器存放，故B错误；常温下，铜和浓硝酸发生反应，产生红棕色NO2气体，故C错误；稀硝酸和铜反应产生NO，不会生成H2，故D错误；答案选A。 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 答案：B 解析：相同质量的铜分别和过量浓、稀硝酸反应，浓硝酸反应的更剧烈，A错误；铜和浓、稀硝酸反应的方程式分别为①4HNO3(浓)＋CuCu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，②8HNO3(稀)＋3Cu3Cu(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错误；1 mol Cu 和浓硝酸反应消耗4 mol硝酸，1 mol Cumol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。 3.38.4 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 答案：C 解析：浓硝酸在反应过程中浓度逐渐变小，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氧化性作用的两部分，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HNO3×2＋＝1.2×10－3 mol＋1×10－3 mol＝2.2×10－3 mol。 4.图甲、乙、丙均为验证铜和浓硝酸反应的装置： 学生用书⬇第45页 (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　　　　　　　。 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，用手捂住试管② 解析：(1)甲、乙、丙三个装置中均发生铜和浓硝酸的反应，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，用手捂住试管②，使伸入水中的导管口有气泡冒出，松开②试管，烧杯中的水被压入②试管中。 学科网（北京）股份有限公司 $