.2.3硝酸【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.通過對比，研究濃硝酸和稀硝酸的性質(zhì)異同。2.通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)硝酸的性質(zhì)。提高觀察、描述和分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力。3.用守恒法分析反應(yīng)中消耗硝酸的量，求解金屬與硝酸反應(yīng)的計(jì)算問題。4.了解酸雨的形成及危害，加強(qiáng)環(huán)保意識(shí)【學(xué)習(xí)重難點(diǎn)】重點(diǎn)：1.濃硝酸的酸性和強(qiáng)氧化性。2.用守恒法分析反應(yīng)中消耗硝酸的量，求解金屬與硝酸反應(yīng)的計(jì)算問題。難點(diǎn)：1.濃硝酸的酸性和強(qiáng)氧化性。2.用守恒法分析反應(yīng)中消耗硝酸的量，求解金屬與硝酸反應(yīng)的計(jì)算問題。【課前小測】1.如圖是用于干燥、收集并吸收多余氣體的裝置，下列方案正確的是()選項(xiàng)X收集氣體YA堿石灰氯化氫水B堿石灰氨氣水C氯化鈣二氧化硫氫氧化鈉溶液D氯化鈣一氧化氮?dú)溲趸c溶液2.能用如圖裝置進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)的一組氣體是()A.HCl和CO2 B.NH3和COC.O2和CO2 D.NO2和NO3.下列方法適合實(shí)驗(yàn)室制取氨的是()A.N2和H2催化加熱制取氨B.加熱NH4Cl制取氨C.將濃氨水向堿石灰固體上滴加D.將NH4Cl溶液和NaOH溶液混合【學(xué)習(xí)過程】一、硝酸1.硝酸的物理性質(zhì)純硝酸是無色，易揮發(fā)，有刺激性氣味的液體，能與水以任意比混合。密度為1.5027g/cm3，沸點(diǎn)83℃，濃硝酸的濃度為69%，98%以上的為“發(fā)煙”硝酸。發(fā)煙硝酸：質(zhì)量分?jǐn)?shù)在的硝酸。發(fā)煙硝酸的“發(fā)煙”原因是揮發(fā)出的硝酸和空氣中的水蒸氣形成硝酸小液滴，所發(fā)出的“煙”實(shí)際上是。2.硝酸的化學(xué)性質(zhì)(1)酸的通性①與指示劑作用：稀硝酸能使紫色石蕊溶液由紫色變?yōu)榧t色；濃硝酸使紫色石蕊溶液先后。①硝酸和堿反應(yīng)如：氫氧化鈉反應(yīng)：。②硝酸和堿性氧化物反應(yīng)：如氧化鈉反應(yīng)：。③硝酸和某些鹽反應(yīng)：如碳酸鈣反應(yīng)：。(2)不穩(wěn)定性：見光或受熱易分解，化學(xué)方程式為。長期存放的濃硝酸呈黃色是因?yàn)槠浞纸馍傻娜苡谙跛嶂校瑢?shí)驗(yàn)室常將濃硝酸保存在試劑瓶中，并放在處。(3)強(qiáng)氧化性①和金屬(Cu)反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究【實(shí)驗(yàn)5-8】實(shí)驗(yàn)操作：在橡膠塞側(cè)面挖一個(gè)凹槽，并嵌入下端卷成螺旋狀的銅絲。向兩支具支試管中分別加入2mL濃硝酸和稀硝酸，用橡膠塞塞住試管口，使銅絲與硝酸接觸，觀察并比較實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。向上拉銅絲，終止反應(yīng)。驗(yàn)現(xiàn)象：用濃硝酸時(shí)很快就生成了，液體變?yōu)椋挥孟∠跛釙r(shí)較慢地生成了，氣體在上升過程中變?yōu)椋后w變?yōu)椤?shí)驗(yàn)原理：(4)應(yīng)用硝酸是一種重要的化工原料，可用于制造化肥、農(nóng)藥、炸藥、染料和硝酸鹽等，在實(shí)驗(yàn)室里是一種重要的化學(xué)試劑。【歸納總結(jié)】1)HNO3顯氧化性，氮元素的化合價(jià)由+5價(jià)變?yōu)?4、+2及更低的價(jià)態(tài)，所以還原產(chǎn)物為氮的低價(jià)態(tài)物質(zhì)而不是H2。2)濃硝酸比稀硝酸反應(yīng)更快，原因是濃硝酸氧化性更強(qiáng)。3)HNO3既顯氧化性，又顯酸性，其標(biāo)志是生成了Cu(NO3)2。4)除了金、鉑以外的金屬都能在一定條件下與HNO3發(fā)生反應(yīng)。5)王水：濃硝酸和濃鹽酸的混合物(體積比為1：3)，能使一些不溶于硝酸的金屬如金、鉑等溶解。Fe(少)+4HNO3(Fe(少)+4HNO3(稀)==Fe(NO3)3+NO↑+2H2O3Fe(過)+8HNO3(稀)==3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O3.金屬與硝酸反應(yīng)的計(jì)算方法(1)硝酸與金屬反應(yīng)一般不生成H2，硝酸濃度越低，還原產(chǎn)物的價(jià)態(tài)越低。(2)通式①金屬+濃HNO3→金屬硝酸鹽+NO2↑+H2O②金屬+稀HNO3→金屬硝酸鹽+NO↑+H2O參加反應(yīng)的HNO3=體現(xiàn)酸性的HNO3+被還原的HNO3；金屬與HNO3反應(yīng)后溶液中含NO3-，若向其中加酸，金屬會(huì)繼續(xù)被氧化。(3)總量的金屬與一定量濃HNO3反應(yīng)時(shí)，隨HNO3濃度的降低，還原產(chǎn)物也發(fā)生改變。如Cu與濃硫酸反應(yīng)，開始生成NO2，隨著反應(yīng)進(jìn)行硝酸濃度變稀，生成NO，最終得到NO2和NO的混合氣體。(4)鐵與稀HNO3反應(yīng)，先生成Fe(NO3)3，若Fe過量，F(xiàn)e(NO3)3與Fe反應(yīng)生成Fe(NO3)2。(5)思維模式(6)常用方法①電子守恒法：硝酸與金屬的反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)，N原子得到的電子數(shù)等于金屬原子失去的電子數(shù)。②原子守恒法：氮原子守恒：n(參加反應(yīng)的硝酸)=n(被還原的硝酸)+n(體現(xiàn)酸性的硝酸)③電荷守恒法：HNO3過量時(shí)，反應(yīng)后的溶液中(不考慮OH-)有c(NO3-)=c(H+)+xc(Mx+)④極限法：隨著硝酸的濃度不同，產(chǎn)物不同，這時(shí)可用此方法。1)氮原子守恒例1.將25.6mgCu與1.4×10-3mol的濃硝酸恰好完全反應(yīng)，反應(yīng)后收集到的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為多少mL。(假設(shè)反應(yīng)中只產(chǎn)生氮的氧化物)例2.在Cu與稀硝酸反應(yīng)中，如果有1mol硝酸被還原，則被氧化的銅的物質(zhì)的量為mol。A.3/8B.8/3C.3/2D.2/32)電荷守恒法例3.3.2g銅與過量硝酸(8mol·L-1、30mL)充分反應(yīng)，硝酸的還原產(chǎn)物為NO2，和NO，反應(yīng)后溶液中含有amolH+，則此時(shí)溶液中所含NO3-的物質(zhì)的量為()A.(0.2+a)molB.(0.1+a)molC.(0.05+a)molD.amol3)極限法例4.把22.4g鐵完全溶解于某濃度的硝酸中，反應(yīng)只收集到0.3molNO2和0.2molNO，下列說法正確的是()A.反應(yīng)后生成的鹽只有Fe(NO3)3B.反應(yīng)后生成的鹽只有Fe(NO3)2C.產(chǎn)物中Fe(NO3)2和Fe(NO3)3的物質(zhì)的里之比為1：3D.產(chǎn)物中Fe(NO3)2和Fe(NO3)3的物質(zhì)的里之比為3：1二、酸雨及防治1.酸雨的形成與危害(1)酸雨：二氧化硫、氮氧化物以及它們在大氣中發(fā)生反應(yīng)后的生成物溶于雨水會(huì)形成酸雨。酸雨的pH。(2)形成：①硫酸型酸雨：SO2→SO3→。(或SO2→H2SO3→)。②硝酸型酸雨：NOx→NO2→。(3)危害①農(nóng)作物，破壞森林和草原，使土壤、湖泊；②加速建筑物、橋梁、工業(yè)設(shè)備、運(yùn)輸工具和電纜的。2.SO2與NO2的主要來源、危害和防治(1)來源：①SO2主要來自和某些含硫的金屬礦物質(zhì)的燃燒或冶煉；②NO2主要來自汽車尾氣。(2)危害：①引起疾病，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使人死亡；②溶于水形成。(3)防止：①調(diào)整能源結(jié)構(gòu)發(fā)展清潔能源②研究煤的脫硫技術(shù)，改進(jìn)燃燒技術(shù)，減少二氧化硫和氮氧化物的排放③加強(qiáng)工廠廢氣的回收處理④改進(jìn)汽車尾氣的處理技術(shù)，控制尾氣排放。【當(dāng)堂訓(xùn)練】1.判斷正誤(1)過量的銅與濃硝酸反應(yīng)有NO生成。()(2)硝酸可與Na2SO3反應(yīng)制得SO2氣體。()(3)稀硝酸與鋅反應(yīng)可放出氫氣。()(4)用濃硝酸與Cu反應(yīng)制備NO2。()(5)煤和石油的燃燒是形成酸雨的主要原因之一。()(6)在常溫下，濃硫酸和濃硝酸均可使Fe和Al發(fā)生“鈍化”，說明常溫下濃硫酸和濃硝酸與Fe和Al都不反應(yīng)。()(7)空氣質(zhì)量日報(bào)報(bào)道的大氣污染物是CO2、SO2、氮氧化物、固體懸浮顆粒。()2.將1.92g銅粉與一定量濃硝酸恰好完全反應(yīng)，反應(yīng)后收集到的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為1120mL，則消耗硝酸的物質(zhì)的量為mol(假設(shè)反應(yīng)中只產(chǎn)生氮的氧化物)。A.0.12B.0.11C.0.09D.0.083.某單質(zhì)與濃硝酸反應(yīng)中，若參加反應(yīng)的單質(zhì)和濃硝酸的物質(zhì)的量之比為1：4，濃硝酸被還原為NO2，則單質(zhì)在氧化產(chǎn)物中的化合價(jià)為。A.+2B.+3C.+4D.+54.9.7gCu和Zn的合金與足量的稀硝酸反應(yīng)，還原產(chǎn)物只有NO氣體，其體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為2.24L。將溶液稀釋為1L，測得溶液中c(H+)=0.1mol·L-1，此時(shí)溶液中的濃度為()A.0.3mol·L-1B.0.4mol·L-1C.0.2mol·L-1 D.0.6mol·L-15.欲迅速除去水壺底的水垢，又不損壞鋁壺，最好選用()A.濃鹽酸 B.稀硝酸C.冷的濃硫酸 D.冷的濃硝酸參考答案【課前小測】1.C2.A3.C【學(xué)習(xí)過程】一、1.98%；霧2.(1)酸的通性①變紅，褪色①H＋＋OH－=H2O。②2H＋＋Na2O=2Na＋＋H2O。③2H＋＋CaCO3=Ca2＋＋CO2↑＋H2O。(2)4HNO3eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5(或光照))4NO2↑＋O2↑＋2H2O。NO2棕色陰涼(3)紅棕色；綠色；無色氣體；紅棕色；藍(lán)色Cu＋4HNO3(濃)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。例1.13.44例2.C例3.B例4.D二、1.(1)<5.6；(2)H2SO4；H2SO4；HNO3【討論與交流】(1)“雷