高中化学专题4第二单元第三课时硝酸的性质讲义(含解析)苏教版必修1

高中化学专题4第二单元第三课时硝酸的性质讲义（含解析）苏教版必修1硝酸的性质1．谚语“雷雨发庄稼”涉及到哪些反应？写出反应的化学方程式。

提示：N 2＋O 2=====放电2NO2NO ＋O 2===2NO 23NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO2．浓H 2SO 4显示强氧化性的特点是什么？分别写出浓H 2SO 4与Cu 、C 反应的化学方程式。

提示：硫酸中＋6价硫被还原，还原产物一般为SO 2Cu ＋2H 2SO 4(浓)=====△CuSO 4＋SO 2↑＋2H 2OC ＋2H 2SO 4(浓)=====△CO 2↑＋SO 2↑＋2H 2O3．NH 3为什么具有还原性？写出其发生催化氧化反应的化学方程式。

提示：氨中氮元素呈－3价，为氮元素的最低价，因此具有还原性。

4NH 3＋5O 2=====催化剂△4NO ＋6H 2O[新知探究] 探究1 硝酸的物理性质纯硝酸是一种无色、易溶于水、具有刺激性气味的液体，工业硝酸的质量分数约为69%，常因溶有少量NO 2而略显黄色。

探究2 硝酸的化学性质和用途(1)具有强酸的通性： 电离方程式为：HNO 3===H ＋＋NO －3。

(2)不稳定性：见光或受热易分解，化学方程式为：4HNO 3=====光照2H 2O ＋4NO 2↑＋O 2↑。

(3)强氧化性：①常温下浓硝酸能使Fe 、Al 等金属钝化。

②与大多数金属(Pt 、Au 除外)反应。

③浓、稀硝酸与铜反应的实验探究。

操作 现象结论(用化学方程式表示) 溶液中有气泡产生，具支试管中充满红棕色气体，小试管中为无色气体 Cu ＋4HNO 3(浓)===Cu(NO 3)2＋2NO 2↑＋2H 2O ； 3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO溶液中有气泡产生，具支试管、小试管中气体均为无色3Cu ＋8HNO 3(稀)=== 3Cu(NO 3)2＋2NO↑＋4H 2O④与非金属(C 、S 、P 等)反应：浓HNO 3与木炭加热时反应的化学方程式为：C ＋4HNO 3(浓)=====△CO 2↑＋4NO 2↑＋2H 2O 。

⑤能与许多还原性化合物反应：如SO 2、Na 2SO 3、KI 、FeCl 2等。

(4)硝酸的用途： 重要的化工原料，常用来制造氮肥、染料、塑料、炸药、硝酸盐等。

[必记结论](1)浓、稀HNO 3的氧化性表现在NO －3中，＋5价氮原子在反应中得到电子，被还原，其还原产物为氮的低价化合物，如NO 2、NO 、NH ＋4等。

(2)与浓H 2SO 4不同，即使是浓硝酸也完全电离，HNO 3===H ＋＋NO －3，溶液中存在两种氧化性离子：NO －3、H ＋，在此条件下氧化性：NO －3>H ＋，即只要存在NO －3，H ＋不能被还原，不论浓、稀HNO 3，不论在金属活动性顺序中H 前面的，还是H 后面的金属反应，均不能产生H 2。

(3)溶液中若存在NO －3、H ＋，即相当于稀HNO 3，具有稀HNO 3的性质。

[成功体验]1．关于硝酸的说法正确的是( )A ．Cu 可以溶解在稀硝酸中并生成H 2B ．浓HNO 3不能与非金属单质反应C ．硝酸与金属反应时，主要是＋5价的氮元素得电子D ．常温下，向浓HNO 3中投入Fe 片，会产生大量的红棕色气体解析：选C Cu 与稀HNO 3反应生成NO 不产生H 2，A 项错误，浓HNO 3可以与非金属单质反应，B 项错误，常温下，Fe 遇浓HNO 3钝化，不会产生大量NO 2，D 项错误。

2．(好题共享·选自鲁科版教材P 83·T 1)在实验室里，储存在棕色瓶中的试剂是( )A ．浓硝酸B ．浓盐酸C ．浓硫酸D ．氯化钠解析：选A 浓硝酸见光或受热易分解，故应避光保存。

[新知探究]探究 工业制备硝酸的生产阶段和尾气处理(1)硝酸工业制法的生产阶段①氨氧化生成一氧化氮：将氨和净化后的空气按一定比例混合，通入转化器。

在转化器中氨和氧气在催化剂的条件下发生反应生成一氧化氮，化学方程式为：4NH 3＋5O 2=====催化剂4NO ＋6H 2O ，此反应为放热反应。

②硝酸的生成：一氧化氮氧化生成二氧化氮，二氧化氮在吸收塔中被水吸收生成硝酸，化学方程式为：2NO ＋O 2===2NO 2,3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO 。

由反应可看出NO 2只有23转化为硝酸，为了充分利用原料，节约成本，常在吸收过程中补充一些空气，使生成的NO再次氧化为NO2，NO2再溶于水生成硝酸和一氧化氮，经过多次循环吸收可以较完全地将NO2转化为硝酸。

(2)硝酸工业尾气处理从吸收塔出来的气体中尚有少量NO和NO2，不能直接排放到空气中，以免造成污染。

常用碱液吸收，变废为宝，如：NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O；2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O。

[成功体验]3．工业制硝酸和工业制硫酸的设备中，相同的设备是( )A．接触室B．沸腾炉C．吸收塔D．转化器解析：选C 工业制硫酸的三个设备是接触室、沸腾炉和吸收塔，而工业制硝酸的三个设备是转化器、热交换器和吸收塔，所以二者相同的设备是吸收塔。

4．(好题共享·选自鲁科版教材P84·T2)工业上硝酸的制备和自然界中硝酸的生成既有相同的地方，又有区别。

路线①②③是工业生产硝酸的主要途径，路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电高能固氮过程中硝酸的生成途径。

(1)写出各变化的化学方程式；如果属于氧化还原反应，指出其中的氧化剂和还原剂。

(2)硝酸生产过程中排放出来的一氧化氮是大气污染物之一。

目前有一种治理方法，是在400℃左右且有催化剂存在的情况下，用氨把一氧化氮还原成无色无毒气体________(填名称)直接排入空气中，有关反应的化学方程式为_______________________________。

答案：(1)2续表23NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NONO 2 NO 2 N 2＋O 2=====放电2NOO 2 N 2(2)氮气 4NH 3＋6NO =====催化剂400℃5N 2＋6H 2O[新知探究] 教材版本 苏教版教材实验设计人教版教材实验设计实验原理Cu ＋4HNO 3(浓)===Cu(NO 3)2＋2NO 2↑＋2H 2O3Cu ＋8HNO 3(稀)===3Cu(NO 3)2＋2NO ↑＋4H 2O设计该实验时，需要注意以下几个方面：1.进行对照实验，对比Cu 与浓、稀硝酸反应的现象。

2.控制反应的快慢，即控制有毒气体的产量。

3.防止污染空气，注意实验安全。

实验装置实验药品 铜片、浓硝酸、蒸馏水实验步骤①将铜片置于具支试管的底部；②通过分液漏斗加入2 mL 浓硝酸；③将产生的气体通入倒置于水槽里充满水的集气瓶中；④从分液漏斗向试管中加入5 mL 水，稀释硝酸，继续收集产生的气体。

现象或结论 铜与浓硝酸剧烈反应生成红棕色NO 2和Cu(NO 3)2；铜与稀硝酸缓慢反应生成无色NO 和Cu(NO 3)2创新发掘1.分液漏斗的作用是什么？2.实验中产生的气体能否对环境造成污染？3.怎样验证集气瓶中气体的成分？个性评点元素化合物的性质实验要注意：①实验装置要简单、易操作；②要注意防污染；③要注意节省药品，如苏教版用水吸释浓硝酸；④对照实验要同时进行，现象才更明显。

答案：1.(1)向试管加入试剂；(2)控制反应物加入的量，控制反应的进行。

2．气体全部收集，不会对环境造成污染。

3．用导管接入盛放O2的集气瓶，无色气体变红棕色。

[成功体验]5．[双选](广东高考)下列实验现象预测正确的是( )A．实验Ⅰ：振荡后静置，上层溶液颜色保持不变B．实验Ⅱ：酸性KMnO4溶液中出现气泡，且颜色逐渐褪去C．实验Ⅲ：微热稀HNO3片刻，溶液中有气泡产生，广口瓶内始终保持无色D．实验Ⅳ：继续煮沸溶液至红褐色，停止加热，当光束通过体系时可产生丁达尔效应解析：选B、D 实验Ⅰ：Br2能与NaOH溶液反应，上层溶液颜色变浅，A项错误；实验Ⅱ：浓硫酸使蔗糖脱水炭化，生成的SO2气体能使酸性 KMnO4溶液紫色褪去、CO2从溶液中逸出，B项正确；实验Ⅲ：铜与稀HNO3微热，反应生成NO，在广口瓶中NO与O2接触生成红棕色的NO2，C项错误；实验Ⅳ：Fe(OH)3胶体可产生丁达尔效应，D项正确。

6．(北京高考)某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按下图装置进行实验(夹持仪器已略去)。

实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO。

由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。

可选药品：浓硝酸、3 mol/L稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳。

已知：氢氧化钠溶液不与NO反应，能与NO2反应。

2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O(1)实验应避免有害气体排放到空气中。

装置③、④、⑥中盛放的药品依次是__________________。

(2)滴加浓硝酸之前的操作是检验装置的气密性，加入药品，打开弹簧夹后__________________。

(3)装置①中发生反应的化学方程式是_________________________。

(4)装置②的作用是_________________________________________，发生反应的化学方程式是_____________________________________。

(5)该小组得出的结论所依据的实验现象是_______________________。

(6)实验结束后，同学们发现装置①中溶液呈绿色，而不显蓝色。

甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。

同学们分别设计了以下4个实验来判断两种看法是否正确，这些方案中可行的是(选填序号字母)____________。

a．加热该绿色溶液，观察颜色变化b．加水稀释该绿色溶液，观察颜色变化c．向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化d．向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察颜色变化解析：(1)根据装置特点和实验目的，装置⑤收集NO，装置⑥中盛放NaOH溶液吸收NO2，因为要验证稀硝酸不能氧化NO，所以装置③中应该盛放稀硝酸。

(2)由于装置中残存的空气能氧化NO而对实验产生干扰，所以滴加浓硝酸之前需要通入一段时间CO2赶走装置中的空气，同时也需将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内防止反应产生的NO气体逸出。

(3)Cu与浓HNO3反应生成Cu(NO3)2、NO2、H2O：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。

(4)装置②中盛放蒸馏水，使NO 2与H 2O 反应生成NO ：3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO 。