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硝酸的性质
第3章 物质的性质与转化
1.能列举、描述、辨识硝酸的重要物理性质和化学性质及实验现象。
2.通过实验探究能从氧化还原的角度分析浓、稀硝酸的强氧化性，通过浓稀硝酸性质的不同培养变化观念。
3.了解氮的化合物引起的大气污染，提高科学态度与社会责任。
1.为什么用铝槽车盛放浓硝酸？
2.为什么会产生白雾和红棕色的“雾”？
3.如何处理泄露的浓硝酸？
4月24日上午，一辆装载了12吨浓度为69％的浓硝酸的铝槽车发生严重泄漏事故，一瞬间看到车辆周围升起一团白雾，刺鼻的气味扑面而来…… 还不停地冒出浓浓的红棕色的“雾”……
硝
酸
泄
露
物质类别：酸
1.从物质类别和氮元素的化合价两个角度预测硝酸的化学性质。
N的化合价：-3、0、+2、+4、+5
HNO3 强氧化性
2.浓硝酸通常保存在棕色细口瓶中，这种保存方式又说明硝酸具有什么性质？
见光分解
一、硝酸的物理性质
质量分数为69%的硝酸为浓硝酸；质量分数为95%以上的硝酸为发烟硝酸。
实验1：取一瓶硝酸观察，打开瓶盖小心的扇闻硝酸的气味。
[实验现象]瓶口产生白雾，闻到刺激性气味
[实验结论]硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体
二、硝酸的化学性质
1.不稳定性：见光或受热分解
4HNO3 ======= 4NO2↑+ O2↑ + 2H2O
受热或光照
注：①硝酸浓度越大越易分解
②久置硝酸发黄原因：硝酸分解产生的NO2溶于硝酸中，使得溶液发黄
③如何消除浓硝酸中的黄色：向溶液中通入O2， 4NO2＋O2＋2H2O＝4HNO3
④如何保存硝酸：放在带有玻璃塞的棕色细口瓶中密封保存，并放置于阴凉处
二、硝酸的化学性质
2.酸的通性
硝酸电离方程式：HNO3 ＝H＋ ＋ NO3-
⑴使指示剂变色
⑵与碱反应
⑶与碱性氧化物
⑷与某些盐反应
⑸与金属反应
使紫色的石蕊试液变红
2HNO3＋CuO＝Cu(NO3)2＋H2O
2HNO3 ＋CaCO3＝Ca(NO3)2 ＋CO2↑+ H2O
HNO3＋NaOH＝NaNO3＋H2O
不产生氢气
强氧化性
实验2：铜和稀硝酸反应
[实验现象]Cu和稀硝酸缓慢反应，产生无色气体，在试管口变为红棕色，
溶液变蓝
[实验结论]铜与稀硝酸常温下缓慢反应生成NO气体
实验3：铜和浓硝酸反应
[实验现象]反应剧烈，有红棕色气体产生，溶液变为蓝绿色
[实验结论]铜与浓硝酸常温下剧烈反应生成NO2气体
3.强氧化性
⑴与金属反应
①稀硝酸与铜反应
②浓硝酸与铜反应
[实验原理]3Cu+8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2+ 2NO↑+ 4H2O
[实验原理]Cu+ 4HNO3(浓) = Cu(NO3)2 + 2NO2↑+2H2O
体现了硝酸的酸性和氧化性
实验4：铁和稀硝酸反应
[实验现象]试管中有气体产生，试管口处看到红棕色气体
[实验结论]铁与稀硝酸常温下可以反应，生成NO气体
实验5：铁和浓硝酸反应
[实验现象]无明显现象
3.强氧化性
⑴与金属反应
③稀硝酸与铁反应
④浓硝酸与铁反应
[实验原理]Fe＋4HNO3(稀) = Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O
[实验现象]钝化
[实验原理]铁常温下遇浓硝酸钝化
思考：足量铁与稀硝酸如何反应？
常温下，浓硝酸可使铁、铝表面形成致密的氧化膜而钝化，保护内部的金属不跟酸反应，所以可使用铁质或铝质容器盛浓硝酸。
小结：
①硝酸具有强氧化性，能与除金、铂、钛以外的大多数金属反应。
②其还原产物与浓度有关。通常，浓硝酸被还原为NO2 ，稀硝酸被还原为NO，反应不产生氢气。
③将变价金属氧化到最高价态。[如：Fe → Fe(NO3)3];
④常温下，浓硝酸使铁、铝钝化。（加热可反应）
3.强氧化性
(2)与非金属反应
浓硝酸与C反应
注：热的浓硝酸可将非金属单质(碳、硫、磷等)氧化为最高价氧化物或最高价含氧酸。
[实验现象]红热的木炭在浓硝酸中燃烧，产生红棕色气体
[实验原理]4HNO3(浓）+ C = CO2↑ + 4NO2 ↑ + 2H2O
CO2
H3PO4
H2SO4
+ NO2
C
P
S
+ HNO3(浓)
浓硝酸在此过程中只体现氧化性
3.强氧化性
(3)与一些还原性物质反应
硝酸具有强氧化性，所以Fe2+ 、S2-、I-、SO32-等一些还原性的物质不能与硝酸共存
例: Fe2＋
NO3－(H＋)
Fe3+
SO32-
SO42-
NO3－(H＋)
注：NO3-在中性和碱性溶液中几乎与所有的离子能共存；但在酸性溶液中，NO3-+H+具有强氧化性，与Fe2+、SO32-等不能共存。
思考：Fe(NO3)2能在溶液中稳定存在，但如果在溶液中加入盐酸，溶液颜色会有何变化？
溶液将由浅绿色变为棕黄色，Fe2+被NO3-、H+氧化成了Fe3+
三、硝酸的制备
2NO+O2 = 2NO2
3NO2+H2O = 2HNO3+NO
4NH3+5O2 ==== 4NO+6H2O
催化剂
①NH3在催化剂作用下与O2反应生成NO：
②NO进一步氧化生成NO2：
③用水吸收NO2生成HNO3：
4NO2+O2+2H2O = 4HNO3
不断地补充一些空气，使生成的NO再氧化为NO2，使NO2能够尽可能多的转化为硝酸。
四、NO3-的检验及制备
NO3-在酸性条件下能氧化多种还原性物质（Cu、Fe等金属，Fe2+、I-、SO32-、S2-等离子），生成无色气体遇空气变红棕色。
检验方法：取适量样品于试管中，加浓硫酸，加铜片(加热)，有无色气体生成，在试管口处变成红棕色，证明含有硝酸根离子。
(一)检验
(二)实验室制备硝酸
NaNO3+H2SO4(浓) ＝ HNO3↑+NaHSO4
2NaNO3+H2SO4(浓) 2HNO3↑+Na2SO4
五、人类活动对氮循环和环境的影响
①化石燃料的消耗量急剧增加
②化学合成氮肥的量迅速上升
③豆科植物的栽种面积在扩大
④人类的固氮活动
1.活化氮的量大大增加原因：
2.含氮物质对环境影响
①形成光化学烟雾、雾霾、酸雨
② 造成水体富营养化
2NO + O2= 2 NO2
3NO2 + H2O =2HNO3+ NO
硝酸型酸雨
3.减少人类活动对氮循环和环境影响的措施
①控制进入大气、土壤和水体中含有氮元素的物质的量
② 增强生态系统对含有氮元素的物质的吸收能力
坚持人与自然和谐共生，建设生态文明是中华民族永续发展的千年大计。
树立和践行“绿水青山就是金山银山”的理念，坚持节约资源和保护环境的基本国策。
1、判断下列说法是否正确，正确的画“√”，错误的画“×”。
⑴硝酸可与活泼金属反应生成盐和氢气。(　　)
⑵浓硝酸显黄色是因为含有NO2。(　　)
⑶硝酸与木炭的反应既表现出氧化性又表现出酸性。(　　)
⑷硝酸与金属反应时,主要是+5价的氮得电子。(　　)
⑸浓硝酸与浓盐酸按3∶1的体积比所得的混合物叫王水。(　　)
⑹常温下,向浓硝酸中投入铁片,会产生大量的红棕色气体。(　　)
√
×
×
√
×
×
2、下列有关硝酸反应的叙述中错误的是(　　)
A．稀硝酸与铁反应，有氢气放出
B．浓硝酸跟铜反应，有二氧化氮气体放出
C．硝酸跟碳酸钠反应，有二氧化碳气体放出
D．硝酸受热时，有二氧化氮、氧气放出
3、硝酸既有酸性又有强氧化性。下列化学反应在适宜条件下都能发生，其中硝酸只表现出酸性的是(　　)
A．木炭与浓硝酸反应
B．金属铜与浓硝酸反应
C．氧化铜与浓硝酸反应
D．氧化亚铁与浓硝酸反应
A
C

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