5.2.4硝酸 课件 2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

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 第4课时 硝酸 1 中医书籍《本草纲目拾遗》记载： （强水）：西洋人所造，性最猛烈，能蚀五金。王怡堂先生云∶其水至强，五金八石皆能穿漏，惟玻璃可盛；此水性猛烈，不可服食。西人凡画洋画，必须镂板于铜上者，先以笔画铜，或山水人物，以此水渍其间一昼夜，其渍处铜自烂，胜于雕刻 【思考】：强水是什么？有何依据？ 课堂引入 无色 刺激性气味的液体 (沸点是83℃易挥发) 瓶口有白雾 易溶于水 2 1 3 一、 硝酸的物理性质 常用浓硝酸质量分数为69％，质量分数为95%以上的硝酸叫发烟硝酸 探究课堂 刚倒出来 久置后 硝酸是无色液体，但久置的浓硝酸为什么会显黄色？ 运输硝酸的铝槽车发生泄露事故， 为什么造成大量红棕色烟雾？ 探究课堂 4HNO3(浓) 4NO2↑+O2↑+2H2O 或光照 ∆ 保存在棕色细口瓶中，并放置于阴凉处。 1、不稳定性 （久制硝酸由于NO2溶解而使其变黄色。） 该如何保存硝酸？ 如何除去浓硝酸中的“黄色”？ 往浓硝酸中通入足量的氧气，发生反应4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3，使NO2转化为硝酸，即可除去浓硝酸中的“黄色”。 浓度越大,越易分解 【注意】硝酸具有腐蚀性和挥发性，使用时须注意防护和通风。 吸入硝酸酸雾会腐蚀呼吸道，严重会引起急性中毒！ 见光易分解的物质 ：氯水、AgNO3、AgBr、AgI等 探究课堂 2、酸的通性 硝酸是一元强酸 HNO3 H++NO3- ①与指示剂反应: 稀硝酸使石蕊溶液由紫色变为红色, ②与 碱 反 应: Ca(OH)2+2HNO3=Ca(NO3)2+2H2O ③与碱性氧化物反应: CuO+2HNO3=Cu(NO3)2+H2O ④与弱酸盐反应: CaCO3+2HNO3=Ca(NO3)2+CO2↑+H2O 浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红(酸性)后褪色(强氧化性) 回顾浓硫酸性质，硝酸能与与活泼金属反应生成氢气吗？ 【思考】 【实验】硝酸的酸性 实验 操作 现象 结论或解释 1 向稀硝酸中滴加少量紫色石蕊 2 向浓硝酸中滴加少量紫色石蕊 溶液先变红后褪色 溶液变红 稀硝酸有酸性 浓硝酸有酸性和漂白性 探究课堂 从 物质分类 和 化合价 的角度预测硝酸的性质 【活动一】 氢化物 单质 氧化物 酸 碱 盐 物质分类 化合价 +5 +4 +3 +2 0 -3 NH3 NH4+ N2 N2O3 N2O4 N2O5 NO NO2 HNO3 HNO2 NH3∙H2O NO-3 NO-2 +5 +5 +4 +2 ① ② 【思考】 回顾浓硫酸的性质，硝酸能与活泼金属反应生成氢气吗？ 硝酸的化学性质 (3) 强氧化性 如图5-14所示 在橡胶寒侧面挖一个凹槽并嵌入下端卷成螺旋伏的铜丝。 向两支具支试管中分别加入2mL浓硝酸和稀硝酸接触，用橡胶塞住试管口，使铜丝与硝酸接触，观察并比较实验现象。向上拉铜丝，终止反应。 9 www.islide.cc 10 （1）与金属反应（实验5-8，15页） 3、强氧化性 试剂 现象 化学方程式 铜与 浓硝酸 铜与 稀硝酸 反应剧烈，铜丝逐渐溶解，产生红棕色气体，溶液变为绿色 反应较缓慢，铜丝逐渐溶解，产生无色气体，遇空气变为红棕色，溶液变为蓝色 Cu+4HNO3══Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 3Cu+8HNO3══3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 结论：氧化性：浓硝酸 稀硝酸；体现在 。 > 铜与浓硝酸反应更剧烈 （1）与金属反应（实验5-8，15页） 3、强氧化性 （实验室制备NO2、NO ) 11 问题2： 浓硝酸、稀硝酸与Cu反应产物分别为NO2、NO，反应中稀硝酸化合价降低较多，说明稀硝酸氧化性比浓硝酸强，对吗？ 不对。浓硝酸氧化性比稀硝酸强，体现在浓HNO3反应更剧烈。 问题1： 为什么溶液逐渐变为绿色？ 资料卡片：NO2在溶液中达到饱和，NO2饱和溶液呈黄色，硝酸铜溶液呈蓝色，混合成绿色 探究课堂 ①与金属反应 稀或浓硝酸与活泼金属反应均不生成H2 Cu+4HNO3(浓)====Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O （除Au和Pt外） 3Cu+8HNO3(稀)====3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 体现酸性和氧化性 与金属反应的产物不同： 当溶液中有大量H+存在,浓HNO3→NO2，稀HNO3→NO 强氧化性 NaOH溶液的作用？ 吸收氮的氧化物，防止污染空气。 2NO2 + 2NaOH = NaNO2 + NaNO3 + H2O NO2 + NO + 2NaOH = 2NaNO2 + H2O 吸收NO2，防止污染空气 控制反应的发生和停止 探究课堂 浓硝酸中的＋5价氮元素具有很强的得电子能力。 浓硝酸和稀硝酸都具有很强的氧化性， 且浓度越大氧化性越强，还原剂一般被其氧化为最高价态。 且浓度越大氧化性越强：浓HNO3>稀HNO3 一开始是铜与浓硝酸反应: Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 随着反应进行, 硝酸由浓变稀,则发生: 3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 2、反应停止后,如果在溶液中再加入足量硫酸会出现什么情况? 溶液中存在NO3-,它遇到H+后,会继续氧化铜 思考： 1、足量的Cu中加入少量的浓硝酸,可能会发生什么反应? 3、硝酸能大多数金属反应（除铂、金），那么运输硝酸用什么容器呢？ 大多数金属能与硝酸反应，但在常温下，铁和铝会被冷的浓硝酸、浓硫酸钝化 a.常温下浓硝酸能使Fe、Al发生钝化，如果加热呢？ b.除Au、Pt等，硝酸可以氧化大多数金属 加热时： Al + 6HNO3(浓) === Al(NO3)3 + 3NO2↑ + 3H2O △ Fe + 6HNO3(浓) === Fe(NO3)3 + 3NO2↑ + 3H2O △ 稀硝酸 与铁的 反应： Fe + 4HNO3(稀) == Fe(NO3)3 + NO↑ + 2H2O 3Fe(过量) + 8HNO3(稀) == 3Fe(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O C + 4HNO3(浓) = 4NO2↑ + CO2↑+2H2O △ S + 6HNO3(浓) = 6NO2↑ +H2SO4 + 2H2O △ ②与非金属反应 ③与具有还原性的化合物或离子反应 硝酸可氧化Fe2+ 、S2-、I-、SO32-等还原性物质 注意：在中性或碱性条件下 NO3-不具有氧化性，如硝酸钠无，硝酸有 结论：非金属单质可被HNO3氧化为 最高价氧化物或其含氧酸 浓硝酸加热才反应，稀硝酸不反应 16 探·知识奥秘 一、金属键 3.用途 一、硝酸的性质与用途 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。 硝酸甘油用于治疗冠心病 硝化纤维塑料 黄色炸药 氮 肥 染 料 探·知识奥秘 一、金属键 归纳小结 一、硝酸的性质与用途 浓硝酸、浓硫酸、浓盐酸性质对比 酸通性 H+ 氧化性 强氧化性 热稳定性 挥发性 吸水性 脱水性 盐酸 硫酸 硝酸 有 有 有 有 有 有 无 浓有 有 稳定 稳定 不稳定 易挥发 难挥发 易挥发 无 无 无 无 浓有 浓有 三、硝酸的工业制法 N2+3H2 2NH3 高温高压 催化剂 4NH3+5O2 4NO+6H2O 2NO+O2===2NO2 3NO2+H2O===2HNO3+NO 探·知识奥秘 一、金属键 4.硝酸的工业制法 一、硝酸的性质与用途 氨催化氧化法 为了吸收更充分，往往同时通入O2 课堂引入 浓硝酸和浓盐酸的混合物（体积比为1:3）叫做王水，王水的氧化能力比硝酸强，能使一些不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。 不法分子清洗黄金 VHNO3:VHCl = 1:3 组成的混合物 记忆方法 ：“三言（盐）一笑（硝）” 探究课堂 （1）与金属反应： HNO3几乎与所有金属（除Au、Pt外）发生氧化还原反应 反应通式： 金属 + HNO3(浓) → 硝酸盐 + NO2↑ + H2O 金属 + HNO3(稀) → 硝酸盐 + NO↑ + H2O 归纳总结——硝酸与金属反应规律 ① 除Au、Pt等少数金属外，硝酸几乎氧化所有的金属。 ④ 王水（浓HNO3和浓HCl按体积比1:3配制）具有更强的氧化性，能溶解Au、Pt。 ② 常温下，Fe、Al等金属在浓HNO3中发生“钝化”。 探究课堂 3、硝酸的化学性质 I-、Br-、Fe2+、S2-、SO32-可以和H+、NO3-共存吗？ ② 与还原性化合物的反应 如与含S2- 、SO32- 、 I- 、 Fe2+等的化合物反应。 S2- 、SO32- 、Fe2+ 、I﹣等离子在酸性条件下不能与NO3-大量共存！ 3Fe2+ + 4H+ + NO3- = 3Fe3+ + NO↑+ 2H2O S2-→S、SO32-→SO42-、I-→I2 、Fe2+→Fe3+ 强氧化性 ①N2+3H2 2NH3 高温高压 催化剂 ②4NH3+5O2===4NO+6H2O 催化剂 ③2NO＋O2===2NO2 ④3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 硝酸的工业制法 0 -3 原理分析 单质 还原反应 发生的反应类型 -3 +2 +2 +4 +4 +5 +2 氢化物 氧化反应 氧化物 氧化反应 氧化物 歧化反应 反应物中 含氮物质的类别 任务二、制备硝酸 1.判断正误 (1)硝酸可与Na2SO3反应生成SO2 (2)稀硝酸可溶解Fe(OH)2生成Fe(NO3)2和水 (3)碳、铜与浓硝酸反应时，浓硝酸只表现强氧化性 (4)在常温下Fe和Al在浓硫酸和浓硝酸中发生钝化，说明常温下浓硫酸和浓硝酸与Fe和Al不反应 (5)王水是浓硝酸和浓盐酸体积比为1∶3的混合物，其氧化性比浓硝酸强 应用体验1 × √ × × × Fe(NO3)2溶液中加入稀盐酸时，H+和N结合成具有强氧化性的稀硝酸，将浅绿色的Fe2+氧化成黄色的Fe3+，故选D。 2.向浅绿色的Fe(NO3)2溶液中逐滴加入少量稀盐酸时，溶液的颜色变化应该是 A.颜色变浅 B.变为红色 C.没有改变 D.变为黄色 √ 应用体验1 酸雨及防治 酸雨：主要指 pH小于5.6 的雨水 成因：主要是大气中的SO2与 NOx溶于水形成的 二、酸雨及防治 1. 形成 看图：说出SO2与NOx来源 气缸中的高温环境下氮气与氧气反应 28 我们面临着严峻的大气污染， SO2 和 NO2 是主要的污染物。 空气中SO2、氮氧化物的来源 ？ (1) SO2 主要来自于化石燃料的燃烧、（ 如煤与石油 ） 含硫金属的冶炼以及制造硫酸、磷肥等产生的废气。 (2) NO2 主要来自于汽车尾气 。 硫酸型酸雨形成过程 ① ； ③ ； ② ； ④ 。 SO3＋H2O == H2SO4 2H2SO3＋O2 == 2H2SO4 SO2+H2O H2SO3 写出图中标号所示的化学方程式： 途径1 途径2 粉尘等催化剂 30 ① ； ； 。 2NO＋O2 == 2NO2 3NO2＋H2O == 2HNO3＋NO 硝酸型酸雨形成过程 写出图中标号所示的化学方程式： ③ N2＋O2 == 2NO 高温 途径3 31 2. 酸雨的危害 (1) 对人体直接造成危害，能浸入 人的肺部，引起肺水肿等疾病， 而使人致死； (2) 引起河流、湖泊的水体酸化； (3) 破坏土壤、植被、森林； (4) 腐蚀建筑物，桥梁，工业设备和电缆等。 (1)调整能源结构，发展清洁能源 2. 防治 (2)种植能够吸收SO2的有关树木(如臭椿、国槐、白蜡、刺槐)等 CaO + SO2 = CaSO3 2CaSO3 + O2 = 2CaSO4 (3)对煤（其中含硫为0.3%-5%)进行处理，如在煤中加入适量的生石灰、对排放的烟进行处理等 SO2 + 2NaOH = Na2SO3 + H2O 网上查的，西北地区抗二氧化硫的树 33 (4)加强工厂废气的回收处理 (5)改进汽车尾气的处理技术，控制尾气排放 2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O 用氢氧化钠可以吸收氮氧化物 图 汽车三元催化剂 2NO + 2CO N2 + 2CO2 汽车尾气中的NO、CO在催化剂作用下变成无污染的气体 NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O 34 3. 酸雨的防治 (1) 调整能源结构，积极开发新能源 (2) 对煤进行处理，如选洗加工、综合开发、在 煤中加入适量的生石灰、对排放的烟进行处理等 (3) 改进汽车尾气的处理技术，控制尾气排放 (4) 加强工厂废气的回收处理，充分利用原料 (5) 种植能够吸收 SO2 的有关树木 1、下列有关硝酸的性质，说法不正确的是(　 　) A.浓硝酸呈黄色的原理与浓盐酸不同 B.常温下铁、铝不与浓硝酸反应 C.稀硝酸可除去试管内壁附着的银 D.过量的铜与浓硝酸反应，产物中一定有NO B 【解析】浓硝酸呈黄色是由于浓硝酸不稳定，分解后生成的NO2又溶解在浓硝酸所致，浓盐酸呈黄色是因为溶有Fe3＋，原理不同，A正确；常温下铁、铝能与浓硝酸反应，生成了一层致密的氧化物薄膜，B错误；银能与稀硝酸反应而溶解，C正确；铜过量时，随着反应的进行，浓硝酸变为稀硝酸，会生成NO，D正确。 36 ④Na2CO3+2HNO3== 2NaNO3+CO2↑+H2O　　　　　　 2、下列各反应表明了HNO3的什么性质? ①NaNO3(s)+H2SO4(浓)=== 微热 NaHSO4+HNO3↑ ②3Cu+8HNO3(稀)== 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O　　　　　　　　　　　 ③C+4HNO3(浓)== △ 4NO2↑+CO2↑+2H2O　　　　　　　　 2H2O+4NO2↑+O2↑  ⑤4HNO3== △ ⑤不稳定性 ④强酸性 ③强氧化性　 ②强氧化性、酸性 ①挥发性 4、能否利用 Ba(NO3)2 溶液将 SO2 和 CO2 区分开？ 3、下列离子在溶液中是否可以共存 Fe2+ SO42- H+ NO3- 提示：会溶解 由离子方程式8H+ + 2NO3- + 3Cu= 3Cu2+ + 2NO↑+ 4H2O可知，只要溶液中同时有H+和NO3- ，铜就会发生反应而溶解。 5、铜投入稀硫酸中不会溶解，再向溶液中投入KNO3固体，铜会不会溶解？为什么？ 在酸性溶液中(H+)，NO3-具有强氧化性，与S2-、SO32- 、I- 、Fe2+、Br- 等不能共存。 38 6、 下述实验中均有红棕色气体产生,对比分析所得结论不正确的是 (　　) ① ② ③ A.由①中的红棕色气体,推断产生的气体一定是混合气体 B.红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应 C.由③说明浓硝酸具有挥发性,生成的红棕色气体为还原产物 D.③的气体产物中检测出CO2,由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应 D Lavf58.30.100 2SO2＋O2 2SO3 汽车尾气―→NONO2HNO3 $