专题4 第二单元 第3课时1.docVIP

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第3课时硝酸的性质

[学习目标定位]1.掌握硝酸的重要性质和应用。2.了解硝酸的工业制法。3.能依据化合价升降法配平氧化还原反应方程式。

一、硝酸的性质

1.在两支试管中各放入一小块铜片,分别加入少量4mol·L－1的稀硝酸和15mol·L－1的浓硝酸,立即用蘸有氢氧化钠溶液的棉花封住试管口,观察试管中发生的现象。

(1)实验现象：反应开始后两支试管中都有气泡产生。加入浓HNO3的试管反应强烈,放出红棕色气体,溶液呈绿色,加水后变成蓝色；加入稀HNO3的试管反应缓慢,放出无色气体,生成蓝色溶液。

(2)结论：浓、稀硝酸都与铜反应,浓HNO3与铜反应生成的气体为NO2；稀HNO3与铜反应生成的气体为NO。

①铜与浓HNO3反应的化学方程式:

Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O；

②铜与稀HNO3反应的化学方程式:

3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。

2.将上述实验中的金属铜换成少量金属铁进行相同的实验,观察发生的现象。

(1)实验现象：加入浓硝酸的试管中,铁片没有明显变化。加入稀硝酸的试管中,有气泡产生,在试管口上方,无色气体变成了红棕色,溶液变为棕黄色。

(2)实验结论：Fe在常温下遇到浓HNO3发生钝化现象。稀硝酸与铁反应生成了NO,NO遇空气后又生成了NO2。

(3)反应的化学方程式:

Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O(铁不足),2NO＋O2===2NO2。

3．硝酸能与非金属单质反应,写出下列反应的化学方程式：

(1)浓硝酸将木炭氧化成二氧化碳:C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。

(2)浓硝酸将硫氧化成硫酸:S＋6HNO3(浓)===H2SO4＋6NO2↑＋2H2O。

4．浓HNO3见光易分解,反应的化学方程式为4HNO32H2O＋4NO2↑＋O2↑。

1.硝酸具有强氧化性

(1)能将大多数金属(如铜等)氧化成高价金属的硝酸盐,浓硝酸生成NO2,稀硝酸生成NO。浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。

(2)常温下,浓硝酸能使铁、铝发生钝化,这是因为浓硝酸将铁、铝容器表面氧化,形成致密的氧化物薄膜。若在加热条件下,氧化膜被破坏,从而使反应继续进行。

(3)浓HNO3与非金属反应,还原产物一般是NO2,而非金属一般被氧化成最高价氧化物或相应的最高价含氧酸。

(4)在中性、碱性溶液里的NO不能表现出强氧化性,而在酸性溶液里的NO能表现出强氧化性,因此,在酸性溶液里NO不能与Fe2＋、I－、S2－、SO等还原性离子大量共存。

2.浓硝酸具有不稳定性

浓HNO3受热或见光容易分解,硝酸越浓,越易分解。硝酸分解有NO2产生,溶于硝酸中呈黄色。实验室保存硝酸的方法是保存在棕色瓶里,放置阴凉处。

提醒(1)金属与HNO3反应不产生H2。

(2)硝酸越稀,还原产物中N元素的化合价越低,如不活泼金属与HNO3反应,浓HNO3被还原为NO2,稀HNO3被还原为NO。

【例1】在下列反应中,HNO3既表现出氧化性,又表现出酸性的是()

A.H2S＋2HNO3===S↓＋2NO2↑＋2H2O

B.CuO＋2HNO3===Cu(NO3)2＋H2O

C.4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O

D.3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O

答案D

解析A中HNO3只表现氧化性；B中HNO3只表现酸性；C中HNO3既表现氧化性,又表现还原性；D中HNO3既表现氧化性,又表现酸性。

【例2】将相同质量的铜分别和过量浓硝酸、稀硝酸反应,则下列叙述中正确的是()

A.反应速率: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

A

×

浓硝酸的氧化性强于稀硝酸,故Cu与浓硝酸的反应速率快

B

√

由Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O,Cu＋HNO3(稀)===Cu(NO3)2＋NO↑＋H2O,可以看出相同质量的铜消耗浓硝酸较多

C

×

铜与浓硝酸反应生成的NO2是红棕色气体,而与稀硝酸反应生成的NO是无色气体

D

×

由于反应中转移的电子数都等于铜失去的电子数,故转移的电子数相等

二、硝酸的工业制法

1.硝酸工业制备的过程,反应原理及主要设备如下:

2．在工业生产中,NO2溶于水生成的NO不会排空,而是再用过量的空气使其氧化为NO2,再被水吸收,经过多次氧化和吸收,NO2可完全转化为HN