高中化学《硝酸》化学教案

12010年化学研讨课教案学校呼兰九中课题第三讲硝酸授课时间2010.10授课教师王忠艳课型复习课授课班级高三二班教学目标知识与技能了解硝酸的物理性质，掌握硝酸的不稳定性和强氧化性等两大特性。金属与硝酸反应的规律。过程与方法通过教材内容的复习，培养学生运用知识解决问题的能力，知识迁移能力，科学推理能力。情感态度价值观培养学生尊重事实、细心观察、善于思考的心理品质。通过实验探究，培养环保意识。教学重点硝酸的两大特性。金属与硝酸反应的规律。教学难点对硝酸的强氧化性的理解和应用。教学方法讲解和归纳教学手段多媒体教学过程教学内容及教师活动学生活动复习提问酸的挥发性和不稳定性有何区别？基础回归1.硝酸的物理性质色味态：；挥发性:；水溶性：；发烟硝酸：。2.硝酸的化学性质(1)具有酸的通性，但考虑其酸性时需首先考虑到其强氧化性。特别提醒①常温下，浓、稀HNO3对紫色石蕊试液作用，前者使之先变红后褪色，后者只使之变红。②金属与HNO3反应不产生H2。③比较HNO3与Na2CO3和Na2SO3的反应。(前者为复分解反应，后者为氧化还原反应。)（2）不稳定性：浓硝酸显黄色，是因为，说明浓硝酸具有性，化学方程式为。(3)强氧化性①与金属的反应a.除Pt、Au外，大部分金属均能与HNO3反应。b.Cu与浓、稀HNO3发生反应的化学方程式分别为：,。c.Fe、Al遇冷的浓HNO3或浓H2SO4能发生，故可以用铁、铝容器贮存冷的浓HNO3、浓H2SO4。②与非金属反应与浓HNO3反应时，非金属单质一般被氧化为最高价氧化物或最高价含氧酸，如碳与浓HNO3反应的化学方程式为:。③与某些还原性化合物或离子的反应，例如：H2S、SO2、HBr、HI、FeCl2等。④王水王水由与按体积比1∶3混合所得，思考回答问题回忆学过的知识，完成下列问题2具有更强的氧化性，能使Au、Pt溶解。思维拓展硝酸与有机物的反应①硝化反应（如与苯反应）；②酯化反应（如与纤维素反应）；③颜色反应（如与蛋白质反应）。要点一对硝酸性质的几点认识1．酸的氧化性与酸的强氧化性有何区别？酸的氧化性一般是指酸电离出的H＋表现出来的，反应时有氢气生成；而酸的强氧化性是由酸分子表现出来的，反应时其中心原子被还原，此时不产生H2。如浓HNO3、浓H2SO4和稀HNO3都有强氧化性，与金属反应时不能生成H2。2．在浓HNO3中滴入石蕊试液，有何现象？若为稀硝酸，现象如何？现象为先变红后褪色，微热时褪色速度加快，变红是因为硝酸是一种强酸，具有酸的通性，褪色是由于浓HNO3具有强氧化性，能将石蕊氧化为无色物质，酸性反应较氧化还原反应一般进行较快，因而先变红后褪色，而稀HNO3则只能使石蕊试液变红，不能使之褪色，因为稀HNO3氧化性不如浓HNO3强，不能将石蕊氧化。3．硝酸的强氧化性表现在哪些方面？硝酸的强氧化性表现在如下几个方面：(1)与金属活动顺序表H以后的金属(如Ag、Cu)反应，且不必加热；(2)与任何金属反应均不生成H2，说明呈现氧化性的不是H＋，而是NO－3；(3)冷的浓硝酸能使铁、铝发生钝化，其原因是在铁、铝表面氧化成一层致密的氧化膜，阻止了反应的进一步发生；(4)硝酸与变价金属反应，均能将金属氧化成最高价；(5)硝酸能氧化很多低价态的化合物，如SO2、SO2－3、S2－、I－、Fe2＋，所以，在酸性条件下，NO－3与S2－、I－、SO2－3、Fe2＋均不能大量共存于同一溶液。要点二金属与硝酸反应的规律1．金属与HNO3反应的一般通式(1)金属＋浓硝酸金属硝酸盐＋NO2↑＋H2O(2)金属＋稀硝酸金属硝酸盐＋NO↑＋H2O2．反应规律(1)金属与硝酸反应一般不生成H2。浓HNO3一般被还原为NO2，稀HNO3一般被还原为NO。(2)铁与稀硝酸反应，先生成Fe(NO3)3，若Fe过量，Fe(NO3)3再和Fe反应生成Fe(NO3)2。(3)铜与浓HNO3反应，若Cu过量，开始时硝酸的还原产物为NO2，随着反应的进行，浓HNO3变稀，硝酸还原产物为NO，最终应得到NO2和NO的混合气体。【典例导析1】下列对于硝酸的认识，不正确的是()A．浓HNO3和稀HNO3都具有氧化性B．铜与HNO3的反应属于置换反应C．金属与HNO3反应不产生氢气D．可用铁和铝制品盛装浓HNO3方法归纳1.硝酸是三大强酸之一，不管浓硝酸还是稀硝酸都具有强氧化性，属氧化性酸。硝酸具有酸的通性、不稳定性和强氧化性，其中强氧化性是最重要的化学性质。2．硝酸在与不同物质反应时可显示不同的性质硝酸遇还原性物质时显氧化性，与非还原性物质反应时可显酸性。硝酸遇FeO先发生复分解反应(硝酸显酸性)生成Fe(NO3)2，Fe2＋再被HNO3氧化为Fe3＋(硝酸显氧化性)，即与FeO反应时，硝酸既显氧化性又显酸性。与金属(Pt、Au不反思考，举例硝酸与有机物的反应思考回答问题回忆金属与硝酸反应的规律3应，Al、Fe钝化)反应时，硝酸也既显氧化性又显酸性，如在Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O中每4mol浓硝酸中，有2molHNO3被还原为NO2，显氧化性，另2molHNO3生成盐Cu(NO3)2，显酸性。迁移应用1证明浓HNO3的氧化性比浓H2SO4的氧化性强的事实是()A．浓硝酸加热能放出氧气B．浓HNO3跟浓盐酸可配制成王水C．HNO3跟金属反应可生成价态不同的氧化物D．浓HNO3跟硫反应生成H2SO4解析D项中浓HNO3是氧化剂，H2SO4是氧化产物，因为在同一氧化还原反应中氧化性：氧化剂氧化产物。题组一硝酸的性质1.常温下能用铝制容器盛放的是()①浓盐酸②浓HNO3③浓H2SO4④稀H2SO4⑤稀HNO3⑥稀盐酸A．②⑥B．②③C．④⑤⑥D．⑤2．下列对硝酸的认识不正确的是()A．铜和硝酸的反应是置换反应B．浓HNO3和稀HNO3都具有强氧化性C．浓、稀HNO3都是强酸D．金属与硝酸反应还原产物与硝酸浓度有关3．长期放置的浓硝酸常显黄色，消除其黄色的最好方法是()A．在光亮处放置B．通入适量的空气C．加入足量水D．加入漂白粉解析浓硝酸易分解，4HNO3===4NO2↑＋O2↑＋2H2O生成的NO2溶解在硝酸里，O2逸出，故使浓硝酸显黄色，为消除该黄色，可利用反应：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3。4．下列反应中，浓硝酸既表现氧化性，又表现出酸性的是()A．浓硝酸中滴入石蕊试液并微热B．氧化铁与浓硝酸反应C．氢氧化铝与浓硝酸反应D．碳与浓硝酸解析浓硝酸中滴入石蕊试液时先变红色，后褪为无色，变红色是由于硝酸具有酸性，红色褪为无色是由浓硝酸的强氧化性所致；Fe2O3与硝酸反应只表现硝酸的酸性；Al(OH)3与硝酸只发生中和反应，表现出硝酸的酸性；碳与浓硝酸反应生成CO2，只体现HNO3的氧化性。5．向硝酸钠溶液中加入铜粉不发生反应，若再加入某种盐，则铜粉可以逐渐溶解，下列不符合此条件的盐是()A．硝酸铁B．氯化铁C．碳酸氢钠D．硫酸氢钠解析NO－3在中性条件下不表现强氧化性，在酸性条件下表现强氧化性。A、B选项中，Fe3＋与铜粉反应；D选项NaHSO4溶液显强酸性，给NaNO3溶液提供了酸性条件，使NO－3表现强氧化性。6、一定量的浓硝酸与过量的铜充分反应，生成的气体是（）A.只有NO2B.只有NOC.NO2和NOD.NO2和H27、在铁与铜的混合物中，加入一定量的稀硝酸，充分反应后剩余金属m1ｇ，在向其中加入一定量的稀硫酸，充分振荡后，剩余金属m2ｇ，则m1与m2之间的关系是（）A.m1一定大于m2B.m1可能等于m2C.m1一定等于m2D.m1可能大于m28、往浅绿色的Fe(NO3)2溶液中逐滴加入稀盐酸后，溶液的颜色应该是（）A.颜色变浅B.逐渐加深C.没有改变D.变棕黄色9．将22.4g铁粉逐渐加入到含HNO30.8mol的硝酸中，反应生成的气体的物质的量(x)(假设HNO3的还原产物只有NO)随消耗铁粉的物质的量(y)变化关系中正确的是()思考做练习4解析发生的反应为Fe+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O；Fe+2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2通过计算，可得出正确答案为C。10．(12分)在浓硝酸中放入铜片：(1)反应开始的化学方程式为_____________________。(2)若铜有剩余，则反应快要结束时的化学方程式是__________________。(3)待反应停止时，再加入少量25%的稀硫酸，这时铜片上又有气泡产生，其原因和离子方程式是_____________________________________________。(4)若将12.8g铜与一定量的浓硝酸反应，铜消耗完时，共产生气体5.6L(标准状况)，则所消耗的硝酸的物质的量是________，所得气体的平均相对分子质量为________。答案(1)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O(2)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(3)加入稀硫酸后，H2SO4溶液中的H＋与原溶液中的NO－3又形成了具有强氧化性的稀硝酸，稀硝酸再与过量的铜反应产生气体。离子方程式是3Cu＋2NO－3＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O(4)0.65mol41.211.某兴趣小组设计出上图所示装置来改进教材中“铜与硝酸反应”实验，以探究化学实验的绿色化。(1)实验前，关闭活塞b，试管d中加水至浸没长导管口，塞紧试管c和d的胶塞，加热c，其目的是__________________________________________。(2)在d中加适量NaOH溶液，c中放一小块铜片，由分液漏斗a向c中加入2mL浓硝酸，c中反应的化学方程式是___________________________________。再由a向c中加2mL蒸馏水，c中的实验现象是__________________________。(3)下表是制取硝酸铜的三种方案，能体现绿色化学理念的最佳方案是______________________，理由是_____________________________________。探究化学实验，回答问题5方案反应物甲Cu、浓HNO3乙Cu、稀HNO3丙Cu、O2、稀HNO3(4)该小组还用上述装置进行实验证明氧化性KMnO4＞Cl2＞Br2。操作步骤为______________________________________________________________________________，实验现象为___________________________________________；但此实验的不足之处是_____________________________________________。解析加2mL蒸馏水，浓HNO3的浓度减小，化学反应速率减慢。甲：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O乙：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O丙：2Cu＋O2=====△2CuOCuO＋2HNO3(稀)===Cu(NO3)2＋H2O甲、乙分别有污染环境的NO2和NO生成，而且甲、乙、丙制取相同质量的Cu(NO3)2时，耗硝酸分别为：4mol，83mol，2mol，所以丙方案最佳（2010全国卷1）8。能正确表示下列反应的离子方程式是A．将铜屑加入3+Fe溶液中：3+2+2+2Fe+Cu=2Fe+CuB．将磁性氧化铁溶于盐酸：+3+342FeO+8H=3Fe+4HOC．将氯化亚铁溶液和稀硝酸混合：2++332Fe+4H+NO=Fe+2HO+NOD．将铁粉加入稀硫酸中：+322Fe+6H=2Fe3H【解析】A正确，符合3个守恒；B错误，电荷不守恒，Fe3O4中Fe有两种价态，正确应该为：Fe3O4＋8H＋=2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O；C错误，得失电子不守恒，电荷不守恒；正确的应为：3Fe2＋＋NO3－＋4H＋=3Fe3＋＋NO↑＋2H2