第3节 氮的循环 第3课时（图文版知识清单，不可编辑）化学鲁科版必修第一册

硝酸的性质与实验探究-高中化学知识卡片 物理性质 纯硝酸：无色、易挥发、刺激性气味液体，沸点低。 浓硝酸：质量分数95%以上，称“发烟硝酸”；打开瓶口产生白雾。 白雾 二、 典型实验探究 实脸内容 实验装置示意与现象描述 化学方程式/解释 浓硝酸挥发 现象：瓶口产生白雾，闻到刺激性气味。 白雾 性实验 解释：说明硝睃易挥发且有刺激性。 刺激性气味 NO. (试管口)： 常温下缓提反 常温下缓慢反应，产生无色气体(NO), Cu与稀硝酸 应，产生无色 试管口变为红棕色(N0,),溶菠变蓝。 反应 气体(NO),试 管口变为红棕 方程式：3Cu+8HN0,(稀)=3Cu(N0,)2 no 禄HNO (内部) 溶液为变蓝色。 +2N0↑+4H20 NOz 反应剧烈，产 Cu与浓硝酸 生红棕色气体 方程式： 反应 (NO,),渣液 Cu+4HNO ()Cu(NO3)2+2H2O 变为盔绿色。 浓HNO, +2NO2 NO, 方程式： (试管口) Fe与稀硝酸 试管中有气泡， Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3+N0↑ 试管口出现红 +2H,0 反应 棕色气体。 (铁过量时：3Fe+8HNO(稀) 禄HNO =3Fe(N03)2+2N0↑+4H20) [特别提醒】 钝化井非不反应，而是生成致虚氧化 Fe/Al与 无明屉现象， 膜阻止进一步反应。钝化后的金属可 浓硝酸反应 发生钝化。 用作浓硝酸容器（铝制、铁制槽车） 浓HNO3 储运浓碩酸，但加热会破坏钝化膜， 使反应继续。 ⅱ△ 硝酸的化学性质（酸性与不稳定性） -知识清单 H NO 1.酸性 硝酸是强酸，具有酸的通性，可与碱、 碱性氧化物、某些盐发生复分解反应， 电离方程式为HNO3=H+NO3o HNO2 NaOH NaNO,+H,O pH pH 2.不稳定性 受热或见光易分解，化学方程式为 4HN03=4N02↑+02个+2H20; 因此硝酸需保存在棕色试剂瓶中， NO. 放置在阴凉处。 浓HNOg 0。o 【特别提醒】 02,H20 保存：棕色试剂瓶，阴凉处，避光； 不能用橡胶塞。 3.久置浓硝酸呈黄色的原因 硝酸分解生成的NO,溶于硝酸中。 久置浓HNO3 @ 高中化学知识卡片：硝酸的强氧化性与用途 三、 硝酸的强氧化性与用途 1.强氧化性： 与金属反应： 能与除金、铂、钛外的大多数金属反应，浓硝酸还原 产物为NO2,稀硝酸还原产物为NO; NO, NO 【特别提醒】常温下，浓 硝酸也能与Cu反应；反 应应过程中硝酸浓度变 浓HNO3 稀，产物也会变化。 Cu与浓硝酸反应： Cu+4HN03(浓)=Cu(N03)2+2NO2↑+2H2O Cu与稀硝酸反应： 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2N0↑+4H2O 钝化：7 常温下浓硝酸可使Fe、Al表面形成致密氧化膜而钝化， 可用铁、铝容器盛放浓硝酸； Fe、浓HNO3 【特别提醒】鈍化是 化学变化，而非物理 Fe/AL 加热时保护膜破坏， 浓硝酸 变化。 容器 Fe、Al可与浓硝酸反应。 与非金属反应： 浓硝酸加热时与碳反应： C+4HN03(浓)=C02个+4N02↑+2H20; 还可氧化S、P等非金属单质为最高价氧化 物或含氧酸。 HNO2 其他目硝酸与金属反应不能生成H2, 【特别提醒】硝酸表 现出氧化性时，氮元 可氧化Fe2+、卜、S02等还原性离子。 素的化合价降低。 2.用途： 硝酸是重要化工原料，用于制造 硝酸盐 破殺 炸药、硝酸盐、染料等，也是 肥料 HNO, 染料 饨装老硫别 实验室重要试剂。 Na 硝酸的工业制备与性质-知识清单 四、硝酸工业生产流程与反应方程式 1.N转化为NH3(合成复) 催化剂 工业上以N2为原料生产硝酸 N2(原料气) w >NH3(产物) H2(原料气) N2+3H2 高温、高压、催化剂 2NH3 2.NH转化为NO (氨的催化氧化) NH3 NO (氨气) (一氧化氮) 02. (空气)+ H20 (水蒸气) 催化剂、△ 4NH3+502 4N0+6H20 3.NO转化为NO2(一氧化氮氧化) NO NO2 (无色气体) (红棕色气体) 02 (氧气)日 2N0+02=2N02 4.NO2转化为HNO3(二氧化氨吸收) >NO(一氧化氮，循环利用) H20(水)→ 【特别提醒】 产生的NO气体可循环利用， 提高原料利用率。 NO2→ (二氧化氮) 宁→HNO3(硝酸溶液) 3NO2+H20=2HNO3+NO 高中化学知识清单：人类活动对氨循环和环境的影响 1.氨循环活化 化石燃料消耗量剧增 化学合成氮肥量上升 豆科植物种植面积扩大 氮肥 氨肥 活化 氮增加 2.环境影响 大气污染 水体污染（富营养化） 工业废水 农田肥料 eo 生活污水 水华（淡水） 赤潮（海洋） 斗光化学烟雾：汽车尾气中氨氧化物、碳氢化 合物经紫外线照射形成的有毒烟雾 N ②雾霾：含氨物质过度排放促进雾霾形成 NO4+H,0→HNO,/HNO; NO 000 H,0 0 进入水体的氮元素增大，导致藻类疯长覆盖水 ③酸雨：氮氧化物与水反应生成硝酸、亚硝酸， 面，形成赤潮（海洋）、水华（淡水），氮主要 是酸雨的主要成分 来源于工业废水、生活污水、农田肥料等 3.减少影响的措施 控制含氮物质排放 保护森林、植树造林增强生态系统吸收能力 绿色化学与硝酸反应规律及守恒-知识清单 1.绿色化学 核心是从源头减少或消除环境污 A+B 染，最理想的是原子经济性反应 100% (原子物经济性)反应（反应物 C 利用率 原子全部转化为期望产物，原子 利用率100%)。 传统反应 原子经济性反应 2.硝酸与金属反应的“三个守恒” 电子守恒 r-> 特别提醒： 特别提醒 Cu与硝酸多步反应 Xe No No 过量Cu与浓硝酿反应，先 生成NO2,后硝酸变稀生成 xe No NO,气体为NO、NO,混合 物；反应后加稀硫酸，溶 金属失电子数=n(N0)+3n(NO) 液中NO3与H*继续氧化 Cu,离子方程式为 原子守恒 3Cu +8H++2NO2= O2N曰2 3Cu2++2N0个+4H20。 4NO2→N0 n(HNO3)=xn[M(NO)]+n(NO2)+n(NO) 电荷守恒 转别提醒 特别提醒：钝化溶解 NO,H+ 热的浓硝酸可 Fe/Al H+Mx+ 溶解钝化的 (钝化) Fe、Al。 HNO过量时，c(NO3)=c(Ht)+Xc(Mx+)