5.2.3 硝酸 课件 2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

第3课时 硝酸 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 课堂导入 运输硝酸的铝槽车发生泄露事故，现场闻到刺鼻的气味，同时产生大量红棕色烟雾。消防员紧急调来大量沙子，在酸液流经之处垒起堤坝，并迅速运来熟石灰进行处理。 刚泄漏时 泄漏一段时间 思考：硝酸呈现出哪些物理性质？为什么现场有大量红棕色的烟雾？为什么可以用熟石灰处理泄漏出来的硝酸？金属可以与酸反应，为什么可以用铝槽车运输浓硝酸？ 一、硝酸 1.硝酸的物理性质 颜色 气味 状态 挥发性 无色 刺激性气味 液体 易挥发 2.硝酸的化学性质 (1)不稳定性 a)浓硝酸见光或者受热会分解 4HNO3 ===== 4NO2↑ + O2↑ + 2H2O 或光照 b)贮存 一般将其保存在棕色试剂瓶中，并放置在阴凉处 （久置硝酸由于NO2溶解而变黄色） 一、硝酸 2.硝酸的化学性质 (2)酸的通性 硝酸 与指示剂 与金属氧化物 与碱 与盐 稀硝酸使石蕊溶液变为红色 浓硝酸使石蕊溶液先变红后褪色 CuO + 2H+ = Cu2+ + H2O Mg(OH)2 + 2H+ = Mg2+ + 2H2O BaCO3 + 2H+ = Ba2+ + CO2↑ + H2O 一元强酸：HNO3 = H+ + NO3- 【思考】浓硫酸、硝酸，能与活泼金属反应生成氢气吗？ 一、硝酸 2.硝酸的化学性质 (3)强氧化性 【实验5-8】 如图所示，在橡胶塞侧面挖一个凹槽，并嵌入下端卷成螺旋状的铜丝。向两支具支试管中分别加入2mL浓硝酸和稀硝酸，用橡胶塞塞住试管口，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。 硝酸的浓度不同，与金属反应的产物也不同。 ①与金属Cu反应 一、硝酸 2.硝酸的化学性质 (3)强氧化性 反应缓慢，铜片溶解； 有无色的气体产生，气体接触空气时立即变成红棕色； 溶液由无色变为蓝色。 铜与浓硝酸反应 铜与稀硝酸反应 现象 结论 离子 方程式 总结 Cu + 4HNO3(浓) = Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O 3Cu + 8H+ + 2NO3- = 3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O Cu + 4H+ + 2NO3- = Cu2+ + 2NO2↑ + 2H2O Cu与HNO3反应，浓度不同，产物不同。 浓硝酸的还原产物为NO2，稀硝酸的还原产物为NO。 3Cu + 8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O 常温下反应剧烈，铜片溶解 ； 有红棕色的气体产生； 溶液由无色变为绿色。 NO2溶于水呈黄色，与Cu2+的蓝色复合而呈绿色 一、硝酸 2.硝酸的化学性质 (3)强氧化性 【思考】浓硝酸、稀硝酸与Cu反应的产物分别为NO2、NO，反应中稀硝酸中N的化合价降低较多，说明稀硝酸氧化性强于浓硝酸，对吗？ 不对，浓硝酸的氧化性比稀硝酸强，与Cu反应时浓硝酸反应更剧烈。 HNO3中的+5价氮元素的原子具有很强的得电子能力。 所以硝酸与金属反应不生成H2； 一般情况为HNO3(浓)→NO2，HNO3(稀)→NO。 硝酸的浓度越大，反应温度越高，其氧化性越强。 一、硝酸 2.硝酸的化学性质 (3)强氧化性 在常温下却可以用铁或铝制容器来盛装浓硝酸或浓硫酸。这是因为常温下，铁、铝的表面被浓硝酸或浓硫酸氧化，生成了一层致密的薄膜，这层薄膜阻止了酸与内层金属的进一步反应。 Al + 6HNO3(浓) = Al(NO3)3 + 3NO2↑ + 3H2O Fe + 6HNO3(浓) = Fe(NO3)3 + 3NO2↑ + 3H2O 当加热时，铁、铝会与浓硝酸或浓硫酸发生反应。 ②常温下浓硝酸能使Fe、Al发生钝化 ③与非金属反应 反应规律：非金属单质+浓硝酸→最高价氧化物或其含氧酸+NO2↑+H2O C + 4HNO3(浓) = CO2↑ + 4NO2↑ + 2H2O S + 6HNO3(浓) = H2SO4 + 6NO2↑ + 2H2O 一、硝酸 3.王水 浓硝酸和浓盐酸的混合物（体积比为1：3）叫做王水，能使一些不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。 三言一笑 一、硝酸 4.工业制硝酸 P16 思考与讨论 N2 + 3H2 2NH3 高温、高压 催化剂 4NH3 + 5O2 ===== 4NO + 6H2O 催化剂 2NO + O2 = 2NO2 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 0 -3 -3 +2 +2 +4 +4 +5 +2 一、硝酸 5.硝酸的用途 硝酸是重要的化工原料，用于制炸药、染料、医药、硝化纤维，化肥等。 随堂演练 下列关于硝酸的说法正确的是( ) A. 硝酸与金属反应，主要是+5价氮元素得电子 B. 与金属反应时，稀硝酸中的氮元素可能被还原为更低价态，则稀硝酸的氧化性强于浓硝酸 C. 硝酸电离出H+，能被Zn、Fe等金属还原成H2 D. 常温下，向浓硝酸中投入Fe片，会产生大量红棕色气体 A 随堂演练 某学习小组为研究铜与浓、稀硝酸反应的差异，设计了如图所示的实验装置。下列说法不正确的是( ) D A．反应开始前通入过量的CO2气体，目的是排除装置内的空气 B．A中的离子方程式为：Cu + 2NO3- + 4H+ = Cu2+ + 2NO2↑ + 2H2O C．当B中0.03 mol铜粉被氧化时，B中产生的NO气体大于0.02 mol D．C装置中装入一定量的水进行尾气处理 二、金属与硝酸反应的计算 1.守恒法（原子守恒和得失电子守恒） HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸性作用以NO3-的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂转化为还原产物，这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3的物质的量。 Cu + 4HNO3(浓) = Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O 3Cu + 8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O n(消耗的硝酸) = n(起氧化剂作用的硝酸) + n(起酸性作用的硝酸) = n(起氧化剂作用的硝酸) + 2n(Cu2+) 【例1】25.6mg Cu跟含有1.4×10-3mol的硝酸恰好完全反应，反应完毕后收集到的气体在标准状况下的体积为( ) A．7.84 mL B．13.44 mL 　　C．15.68 mL D．17.92 mL B 二、金属与硝酸反应的计算 1.守恒法（原子守恒和得失电子守恒） HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。 n(氮原子得电子) = n(金属失电子) 【例2】某二价金属与硝酸反应时，金属与硝酸所消耗的物质的量之比为2:5，则HNO3的还原产物是( ) A.N2O5 B.N2O C.NO D.NO2 B 二、金属与硝酸反应的计算 1.守恒法（补充电荷守恒） HNO3过量时反应后溶液中（不考虑OH-）则有： n(NO3-) = n(H+) + xn(Mx+)（Mx+代表金属离子） 【例3】3.2 g铜与过量硝酸反应，硝酸被还原为NO2和NO。反应后溶液中含H+ a mol，则此时溶液中含NO3-的物质的量为__________mol。 (a+0.1) 二、金属与硝酸反应的计算 2.利用离子方程式计算法 金属与稀H2SO4、稀HNO3的混合酸反应时，当Cu足量时，不能用硝酸与铜反应的化学方程式计算，应用离子方程式来计算。因为硝酸盐中NO3-与H2SO4电离出的H+仍能继续与金属反应，因此此类题目，先作过量判断，然后根据完全反应的离子方程式进行相关计算。 3Cu + 8H+ + 2NO3- = 3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O 【例4】1L稀硝酸和稀硫酸的混合液，其物质的量浓度分别为0.1mol/L和0.4mol/L。若向该混合液中加入足量的铜粉，则最多能溶解铜粉的质量为( )　 A.2.4g　　　B.3.2g　　　C. 6.4g　　　D.9.6g D Lavf59.6.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $