资源简介

PAGE
—3—1 硝酸（第一课时）
[教学目标]
1．知识目标
（1）掌握硝酸的物理性质（易溶于水、挥发性）。
（2）掌握硝酸的化学性质（不稳定性、强氧化性和强酸性）。
2．能力和方法目标
（1）通过有关硝酸强氧化性的实验，提高对实验现象的观察分析能力，提高根据实验
现象进行推理分析的能力；
（2）通过从酸的一般通性到硝酸的性质的推理分析，提高运用复分解规律、氧化还原
反应理论解决问题的能力。
3．情感和价值观目标
（1）通过硝酸跟硫酸、盐酸等的对比和分析，对学生进行辩证唯物主义教育。
（2）通过硝酸的用途让学生对化学为提高人类生活作出贡献有一个感性的认识。
[教学重点、难点] 硝酸的强氧化性。
[教学过程]
[引言]硝酸是中学化学常见的三大强酸之一，现在老师手中拿着的是一瓶浓硝酸，请同学们仔细观察，观察后总结一下你从中可以判断出硝酸具有哪些物理性质。（以此为落点让学生边观察边作简单的推理分析，提高学生的观察能力和根据实验现象推出结论的推理能力）
[板书]
1．硝酸的物理性质
（1）无色（观察硝酸溶液的颜色得出）；
（2）有刺激性气味（打开瓶塞可嗅到）；
（3）易溶于水（观察瓶中标签浓硝酸的浓度为65%可得出）；浓度大于98%的硝酸会在空气产生大量的白雾，故称为发烟硝酸。
……
[教师引导]我们可以断定硝酸具有酸的通性，请同学们根据酸的通性来分析解决下列问题，并把结果填信表格中：
推测可能现象 有关反应的化学方程式
硝酸跟氧化钙反应
硝酸跟碳酸钙反应
硝酸跟氢氧化铝、氢氧化钠反应
硝酸跟金属铝、铁、铜反应
硝酸溶液中滴入酚酞试剂
[学生分析时可能出现的情况]估计绝大部分学生对前三个问题都能得出正确结论，对于后两个问题，可能会出现多种不同的结论。这正是后面进一步探究硝酸的氧化性创设了问题情景。
[板书]
2．硝酸的化学性质
（1）酸的通性------强酸
[教师活动]盐酸、硫酸跟铁和铜等金属反应情况？试推断铁、铜跟硝酸反应反应情况。
[实验演示]
A．稀硝酸中投入铁片、稀硝酸中投入铜片
B．浓硝酸中投入铁片、浓硝酸中投入铜片
C．浓硝酸跟投入铁片并加热
[学生观察并分析]
铁、铜跟稀硝酸都能在常温下反应产生气体（引导学生分析研究实验中产生的气体是不是氢气？）。铁片跟浓硝酸在常温下没有明显的反应现象，铜片跟浓硝酸反应产生一种红棕色的气体、同时溶液显蓝色。
[师生共同研究得出结论]
硝酸具有强氧化性，浓、稀硝酸都可跟不活泼金属（活泼金属当然能反应）反应，反应中一般不产生氢气，冷的浓硝酸遇铁、铝等要发生钝化作用。
硫、碳等非金属单质遇硝酸能否发氧化还原反应？
亚硫酸钠、硫酸亚铁等还原性较强的化合物遇硝酸能否发生氧化还原反应？
[实验研究]
D．焦炭投入热浓硝酸中
E．硫酸亚铁溶液中滴入浓硝酸溶液
[板书]
（2）具有强氧化性。反应规律如下：
还原产物 范围
浓硝酸 一般NO2 不活泼金属、碳等非金属单质、某些还原性较强的化合物
稀硝酸 一般是NO
硝酸强氧化性的其它方面的表现：热浓硝酸遇酸碱指示剂会起漂白作用，铁、铝等金属遇冷浓硝酸会起钝化作用。
[学生练习]
写出铜跟浓、稀硝酸反应的化学方程式。写出硫、碳跟浓硝酸反应的化学方程式。
Cu+4HNO3(浓) = Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3Cu+8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
C+4HNO3(浓) = CO2↑+4NO2↑+2H2O
S+6HNO3(浓) =H2SO4+6NO2↑+3H2O
[教师展示]一瓶久置变质的浓硝酸、一瓶未变质的浓硝酸，让学生观察颜色并进行比较。
[学生观察结果]变质硝酸显黄色。
[教师引导]试分析久置浓硝酸为什么会变黄色？
[师生共同分析]硝酸分解会生成二氧化氮，二氧化氮易溶于水，使溶液显黄色。
[板书]
（3）硝酸是一种不稳定性的酸，见光、受热易分解。
4HNO34NO2+O2+2H2O
所以保存硝酸时要注意避光、放在阴暗和低温处。
[总结巩固]试比较硝酸、硫酸、盐酸三大强酸在性质的异同点：
色、态 刺激性 挥发性 氧化性
硝酸
盐酸
硫酸
[巩固练习]
1．将足量的NO2和一定量的SO2混合气体通入氯化钡中，产生的沉淀（ ）。
（A）不可能是亚硫酸钡 （B）一定是亚硫酸钡
（C）一定是硫酸钡 （D）一定是亚硫酸钡和硫酸钡
2．常温下，下列溶液中能溶解铁的是（ ）。
（A）稀硝酸 （B）浓硝酸 （C）浓盐酸 （D）浓硫酸
3．常温下，在VL密闭容器中有a molNO气体，压强为bkPa，若再充入a molO2，保持
温度不变，反应后容器的压强是（ ）。
（A）1.5bkPa （B）2bkPa （C）略小于1.5bkPa （D）略大于1.5bkPa
4．下列盛放试剂的方法，错误的是（ ）。
（A）把硝酸放在棕色试剂瓶中，并放置在阴暗处
（B）把硝酸银放在棕色试剂瓶中
（C）把氢氧化钠溶液放在带橡胶塞的玻璃瓶中
（D）把氢氟酸放在玻璃瓶中
5．取三张蓝色石蕊试纸湿润后贴在玻璃片上，然后按顺序分别滴加65%硝酸溶液、98%
的硫酸溶液、新制氯水，三张试纸最终变成（ ）。
（A）白、红、白 （B）红、黑、白
（C）红、红、红 （D）白、黑、白
6．常温下，能溶于浓HNO3的单质是（ ）。
（A）Al （B）Fe （C）Ag （D）Au
7．制取相同质量的硝酸铜，消耗硝酸最多的是（ ）。
（A）Cu+HNO3 (浓) （B）Cu+HNO3 (稀)
（C）CuO+HNO3 （D）Cu(OH) 2+HNO3
8．在某100mL混合液中，HNO3和H2SO4的物质的量浓度分别是：0.4 mol· L-1、0.1 mol· L-1。向该混合液中加入1.92g铜粉，加热，待充分反应后，所得溶液中的Cu2+的物质的量浓度（mol· L-1）是（ ）。
（A）0.15 （B）0.225 （C）0.35 （D）0.45
9． 6.4g铜与过量的硝酸（8 mol· L-160mL）充分反应后，硝酸的还原产物有NO、NO2，反应后溶液中所含H+离子为nmol，此时溶液中所含NO3-的物质的量为（ ）。
（A）0.28mol （B）0.31mol （C）(n+0.2)mol （D）(n+0.4)mol
10．纯净的浓硝酸是无色的，但保存不当则呈黄色，这是由于________，其化学方程式为_______________________。为了除去所含的杂质，所采用的方法是______________，有关化学方程式为_______________。实验室贮存浓硝酸的方法是_________________。
11．用如图所示装置（气球内先充有空气）进行铜与稀硝酸反应的实验，请填写下列空格。
（1）实验开始时，先将烧瓶加热，其目的是____________________________________。
（2）在不断摇动烧瓶的条件下，使反应充分进行。可观察到的4个主要现象：
①铜丝逐渐减小，但不完全消失，且表面有气泡生成；
②气球先略变大，在摇动情况下变小，而后又变大；
③__________________________________________；
④__________________________________________。
（3）在摇动情况下，导致气球变小的有关反应的化学方程式为_______________________。
参考答案：
1C，2AC，3C，4D，5D，6C，7A，8B，9C。
10．硝酸见光分解产生的NO2溶于浓硝酸；4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O；加适量蒸馏水；3NO2+H2O=2HNO3+NO；盛放在棕色细口试剂瓶中，并放置在阴凉的地方。
11．（1）提高反应速率。（2）③无色溶液变成蓝色；④烧瓶中气体先呈红棕色，最终为无色。（3）4NO2+O2+2H2O= 4HNO3 ，或4NO+3O2+2H2O= 4HNO3，或2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O==2HNO3+NO。
PAGE
- 1 -PAGE
1—3—2 硝酸（第二课时）
[教学目标]
1．知识目标
（1）了解实验室中制硝酸的反应原理、了解工业上氨氧化制硝酸的反应原理。
（2）了解王水等的性质。
（3）掌握有关硝酸反应的计算
2．能力和方法目标
（1）通过氨氧化法制硝酸的学习，提高解决实际问题的能力；
（2）通过有关硝酸的计算，提高计算能力。
3．情感与价值观目标
通过玻尔跟诺贝尔奖的故事，对学生进行受国主义教育。
[教学重点、难点] 硝酸的强氧化性的巩固。
[教学过程]
[复习巩固上堂课内容]
让学生完成下列各个问题，可以独立完成，若不能独立完成也可以相互间进行讨论。
问题1：在硝酸溶液中滴加酸碱指示剂，能使酸碱指示剂变色，再加热时会产生褪色现象。在品红溶液中，通入二氧化硫气体会褪色，再加热又会变红色。请分析上述产生这两现象的化学反应原理。
问题2：什么叫“王水”？“王水”的性质上有什么特征？
[教师介绍]化学家玻尔巧妙珍藏诺贝尔奖章的故事。让学生体会，科学家那种强烈的爱国心和科学智慧完美统一。
问题2：下面是氮及其化合物间的转化关系，请写出其中各步转化反应的化学方程式：
[引入]在上列转化反应中，找出能用于工业制硝酸一条反应路线。
[学生活动]
学生讨论后，意见逐渐统一到下列两条反应路线上。
反应路线一：N2→NO→NO2→HNO3
相应反应的化学方程式为：
N2+O22NO（属于吸热反应）
2NO+O2 = 2NO2（属于放热反应）
3NO2+H2O=2HNO3+NO（属于放热反应）
反应路线二：NH3→NO→NO2→HNO3
4NH3+5O24NO+6H2O（属于放热反应）
2NO+O2 = 2NO2（属于放热反应）
3NO2+H2O=2HNO3+NO（属于放热反应）
[引导学生讨论]上述两种反应途径，哪种更适合用于工业上制取硝酸
学生从反应的可能性、原料、能量消耗等各个方面进行讨论可得出结论。
[教师讲授介绍现代工业制硝酸的方法]早期工业曾有硝石法、电弧法制硝酸，现代工业上一般都采用氨氧化法制硝酸。
[板书]
3．硝酸的工业制法------氨氧化法制硝酸
反应原理：
4NH3+5O24NO+6H2O（属于放热反应）
2NO+O2 = 2NO2（属于放热反应）
3NO2+H2O=2HNO3+NO（属于放热反应）
生产步骤和产要设备：
氧化炉：氨氧化成一氧化氮；
吸收塔：一氧化氮转化成二氧化氮，用水吸收二氧化氮生成硝酸。
蒸馏浓缩：用浓硫酸或硝酸镁作吸水剂进行蒸馏浓缩可得到更浓的硝酸。这种方法可制得96%以上的硝酸溶液。
[引导]实验室若要制取硝酸，应该选什么作为原料？同学们可以联系实验室制氯化氢的方法进行类比。
[板书]
4．硝酸的实验室制法
实验室可用硝酸钠跟浓硫酸反应制取硝酸：
NaNO3+H2SO4(浓)NaHSO4+HNO3↑
注意，一般情况下，该反应不需高温，以使硫酸氢钠跟硝酸钠进一步反应（这一点跟实验室制氯化氢气体有差异）。
[引导]硝酸的化学性质比较复杂，有关硝酸的计算问题也比较复杂，下面我们一起来讨论一下有关硝酸参加反应的计算问题。
5．有关硝酸的计算
例1：某化肥厂用氨制备硝酸铵。已知：由氨制NO的产率是96%，NO制HNO3的产率是92%，硝酸跟氨合成硝酸铵。则制取硝酸所用去的氨的质量占总消耗氨的质量分数是多少？（不考虑其他方面的损失）
解析：设氨的总的物质的量为1mol，制硝酸所用的氨为xmol，则与硝酸反应的氨为（1-x）mol。根据题意，反应关系为：
NH3 ~ HNO3
1mol 1mol
x×96%×92% y y= x×96%×92%
NH3 + HNO3 ~ NH4NO3
1mol 1mol
1-x x×96%×92%
即有：（1-x ）= x×96%×92% 解得：x = 0.531mol
所以制取硝酸所用去的氨的质量占总消耗氨的质量分数为53.1%。
题2：在c(NO3-)等于4 mol·L-1的硝酸铜和硝酸银的100mL混合溶液中，加入一定量的铝粉，充分反应后过滤，将滤纸上的沉淀干燥后称重为24.8g。将此沉淀加入稀盐酸中无气体产生。滤液中滴入氯化钠溶液无现象，后加入过量的稀氢氧化钠溶液得到沉淀，过滤，加热，冷却，称重为4g。求参加反应的铝的质量。
[解析]题中所述的反应关系可表示成如下：
再结合溶液中NO3-离子守恒进行整体分析。
由于反应前NO3-是以Cu(NO3)2、AgNO3形式存在，反应后NO3-是以Al(NO3)3、Cu(NO3)2形式存在，所以有：
m(Al)=（4 mol·L-1×0.1L-）××27g·mol-1=2.7g。
参加反应铝粉的质量为2.7g。
[巩固练习]
1．实验室可以利用硝酸钠跟浓硫酸加热制取硝酸，这是利用了硝酸的（ ）。
（A）氧化性 （B）强酸性 （C）不稳定性 （D）挥发性
2．工业上用氨的催化氧化法制取硝酸时，先制成质量分数为50%左右的硝酸，再制成质量分数为96%的浓硝酸，一般采用的方法是（ ）。
（A）加热蒸发浓缩 　　（B）加生石灰吸去水分后再过滤
（C）加硝酸镁后再蒸馏浓缩 （D）加入浓硫酸后再分液
3．在容积为672mL的烧杯里充满NO、NO2混合气体，将其倒立在水槽里，去塞后再缓缓通入280mLO2，反应恰好完全，且水充满了烧瓶（所有气体体积都已折合为标准状况）。下列叙述正确的是（ ）。
（A）总反应为：NO+NO2+O2+H2O=2HNO3
（B）总反应为：4NO+8NO2+5O2+6H2O=12HNO3
（C）烧瓶中硝酸的物质的量浓度为0.03 mol· L-1
（D）烧瓶中硝酸的物质的量浓度为0.045mol· L-1
4．某金属与稀硝酸恰好完全反应生成NO2，消耗金属和硝酸的物质的量之比为1∶3，则该金属可能是（ ）。
（A）Cu （B）Ag （C）Al （D）Fe
5．有关物质有如图1-3-4所示的转化关系。其中，A的浓溶液与单质B在加热时才发生反应①，A的稀溶液与足量B在加热时才发生反应②，D的稀溶液与苯酚溶液混合后呈紫色。据此填空：
（1）写出下列物质的化学式：A_______，D________，E_______。
（2）反应④的现象是_______________________；
（3）写出反应②的离子方程式：___________________________________；
（4）A的浓溶液与单质B加热时能否产生G？为什么？（结合图给信息回答）
6．由二氧化氮、氨、氧气组成的混合气体，在标准状况下占有的体积是22.4L，通过过量的稀硝酸充分吸收后，溶液质量增加了35.8g，气体体积缩小至2.24L（已折算成标准状况）。试通过计算求出原混合气体中各气体的体积分数。
7．有铜和氧化铜的混合粉末8g，将其全部溶于70mL7 mol· L-1的硝酸中，反应中收集到3.36L（标准状况下）气体。反应后用蒸馏水将溶液稀释至100mL，此时溶液中c(H+)=1 mol· L-1。再从中取出10mL跟10mL3.6mol· L-1的氢氧化钠溶液混合。试通过计算求：
（1）析出沉淀的质量。
（2）反应后所得溶液的OH-离子的物质的量浓度。
参考答案：
1D，2C，3BD，4D。
5．（1）HNO3；Fe(NO3)3；NO2。（2）白色沉淀变成灰绿色，最终为红褐色沉淀。（3）3Fe + 8H++2NO3- = 3Fe2++2NO↑+4H2O。（4）不能。根据图中反应③，NO遇浓硝酸可转化为NO2。
6．有两种情况。若是NO2过量：O2%=10%，NH3%=20%，NO2%=70%。若是O2过量：NO2%=62.60%，NH3%=11.75%，O2%=25.65%。（提示：把1molNO2、NH3、O2混合气体通过稀硝酸时，氨被全部吸收，NO2、O2则可跟水反应生成HNO3。若是NO2过量，O2全部耗尽，尾气是0.1molNO；若是O2过量，NO2全部耗尽，尾气是0.1molO2）
7．（1）1.176g。（2）0.1 mol·L-1。（可根据硝酸根离子守恒进行分析，能够快速计算）
PAGE
- 1 -

展开更多......

收起↑