第四节 氨 硝酸 硫酸（3）

2015-10-20 09:13:47   来源：   撰稿：董啸   摄影摄像：    ;  评论：0 点击：

第四节  氨  硝酸 硫酸（3）

     [导入] 玻尔巧藏诺贝尔金奖章：丹麦有位叫玻尔的科学家，37岁时他获得了1922年的诺贝尔奖。第二次世界大战期间，玻尔被迫离开即将被德军占领的祖国，为了表示他一定要返回祖国的决心，他决定将诺贝尔奖章留在实验室。玻尔把金奖章溶解在盛有王水试剂瓶里。后来，纳粹分子窜入玻尔实验室，那个试剂瓶就在他们的眼皮底下，他们却一无所知。战争结束后，玻尔从王水中把金还原出来，并重新铸成奖章，而玻尔配制王水的主要组成之一是“硝酸”。

三、硝酸的性质

    【思考与交流】请同学们分析硝酸中氮元素的化合价，推测硝酸所具有的性质？

【结论】在硝酸中氮元素的化合价为+5价，所以在化学反应中表现出氧化性，与不同的反应物或不同的反应条件，生成不同的低价态的氮：NO₂、HNO₂、NO、N₂O、N₂、NH₃.

1、氧化性

（1）与金属反应：

[设疑]硝酸有酸性，能否与金属反应放出氢气？

 [演示实验] Cu分别与浓硝酸和稀硝酸反应实验。比较浓硝酸、稀硝酸分别与Cu反应。

〖实验现象〗

①Cu与浓硝酸：剧烈反应，有大量红棕色气体产生，溶液颜色由无色变为绿色，反应放出大量的热量。

②Cu与稀硝酸：反应缓慢，有无色气泡产生（在空气中无色变为红棕色），溶液颜色由无色变为蓝色，反应放热。

［分析］浓HNO₃与Cu反应产生红棕色气体，说明是NO₂，则硝酸被还原，表现氧化性。稀HNO₃与Cu反应产生无色气体，遇到空气变成红棕色，说明是NO，则硝酸也被还原，表现氧化性。同时溶液都变成蓝色，则Cu被氧化成+2价。从实验现象“红棕色气体生成”判断生成物中是NO₂而非H₂。进一步从氧化还原反应说明反应的本质是＋5价的氮得电子能力比H⁺强。

  Cu ＋4HN0_3(浓)＝Cu(NO₃)₂ + 2NO₂↑+ 2H₂0

3Cu ＋8HN0_3(稀) 3Cu(NO₃)₂ + 2NO↑+ 4H₂0 

【探究实验】一般稀硝酸与铜反应时也有少量红棕色的NO₂生成，请设计一个实验证明，铜与稀硝酸反应只产生NO而没有NO₂。实验成败的关键是什么？隔绝空气。

［说明］①硝酸与Cu反应，硝酸的浓度不同，被还原的产物中N元素的价态也不同。通过这点可以说明，硝酸在与其他物质反应时，反应物或反应条件不同，硝酸被还原的产物也不相同。

②除金、铂等少数金属外，硝酸几乎能与所有金属反应；

③当浓硝酸与浓盐酸按体积比为1：3混合时，就配制成 “王水”，王水的氧化性比浓硝酸强，可以溶解金、铂等不溶于硝酸的金属。

④铁、铝与冷的浓硫酸或浓硝酸常温下发生钝化。

 [实验]浓硝酸与铝片反应。

[现象] 浓硝酸与铝片看不到明显的反应。

[讲解]钝化原理：铁、铝与冷的浓硫酸或浓硝酸，表面被氧化为牢固的氧化物薄膜，阻止酸与内层金属进一步反应。

 [提问]浓硝酸的运输和贮存可用何种物质制的容器？

 [设问]比较浓硫酸的性质，浓硝酸能否与非金属反应？

（2）与非金属反应：

C＋4HNO3(浓)＝CO2↑＋4NO2↑＋2H2O

　　S＋6HNO3(浓)＝H2SO4＋6NO2↑＋2H2O

 [小结] 反应规律：

①除Au、Pt等少数金属外，硝酸几乎可能氧化所有的金属。王水（浓HNO3和浓HCl按体积比1:3配制）具有更强的氧化性，能溶解Au、Pt。

②硝酸越浓，其氧化性越强。如稀HNO3可使石蕊试变红，而浓HNO3可使石蕊试液先变红后褪色。

 ③一般来说，活泼金属与HNO3反应不生成H2，浓HNO3的还原产物为NO2，稀HNO3的还原产物为NO。非金属单质可被HNO3氧化为最高价氧化物或其含氧酸。活泼金属与极稀HNO3反应时，还原产物复杂，可为NO、N2O、NH4NO3等。例如：4Zn+10HNO₃（稀）=4Zn(NO₃)₂+N₂0+5H₂O

2HNO₃(浓)+ Fe(NO₃)₂ === Fe(NO₃)₃ + NO₂↑+H₂O

4HNO₃(稀)+ 3Fe(NO₃)₂ === 3Fe(NO₃)₃ + NO↑+2H₂O

2、不稳定性

        4HNO₃   ==  2H₂O+ 4NO₂↑+O₂↑                                                                               

[提问] 浓硝酸为什么呈黄色？硝酸应如何贮存？

[讨论]有人认为，“比较浓硝酸和稀硝酸的还原产物的化合价，浓HNO₃中的氮 从＋5降为＋4，而稀HNO₃中的氮从＋5价降为＋2，从化合价变化可以判断稀硝酸的氧化性比浓硝酸强。”这种看法是否正确？为什么？

 [提示]从浓硝酸、稀硝酸分别与Cu反应的反应条件。剧烈程度分析。

四、硫酸和硝酸的用途

1、硝酸用途 ：①重要的化工原料；②重要的化学试剂。

硝酸是一种重要的化工原料，可用于制造炸药、染料、塑料、化肥、农药、硝酸盐等；在实验室里，它是一种重要的化学试剂。

2、硫酸用途：①重要的化工原料；②重要的化学试剂。

硫酸是一种重要的化工原料，可用于制造炸药、染料、塑料、化肥、农药、精炼石油、酸洗除锈、制取挥发性酸等；在实验室里，它是一种重要的化学试剂。

[课堂练习]

1、为什么制取HCl气体用浓硫酸，而不用硝酸？

2、如何洗净一支内壁镀银的试管？

3、将石蕊试纸投入浓硝酸里，有      现象，说明浓硝酸具有     性。

4、在加入Zn粉能放出氢气的溶液中能大量共存的离子组是：

A. K⁺、Fe²⁺ 、Mg²⁺、 N0₃^-               B.  K⁺、Na⁺ 、SO₄^2-、 Cl^- 

  C. CO₃^2-、 Cl^- 、I^-、NH₄⁺                        D. NH₄⁺ 、Ba²⁺ 、K⁺、0H^-

  5、将1.92g铜粉与一定量浓硝酸反应，当铜粉完全作用时收集到气体1.12L（标准状况），则所消耗硝酸是物质的量是：

 A、0.12mol   B、0.11mol   C、0.09mol   D、0.08mol

〖知识拓展〗

1、过量计算：

若已知两种反应物的量，则需要根据化学方程式判断哪种物质过量，哪种物质不过量，然后按照不过量的物质的量进行计算。

2、多步反应计算：

若某一种物质经过两步或两步以上反应生成另一种物质，已知反应物的量，计算生成物的量，应该先找出两者之间的关系，然后进行计算。

[小结]略

[作业]课本P103页2、6题。

〖板书设计〗        三、硝酸的性质

1、氧化性

（1）与金属反应： Cu ＋4HN0_3(浓)＝Cu(NO₃)₂ + 2NO₂↑+ 2H₂0

3Cu ＋8HN0_3(稀) 3Cu(NO₃)₂ + 2NO↑+ 4H₂0 

（2）与非金属反应：C＋4HNO3(浓)＝CO2↑＋4NO2↑＋2H2O

　　S＋6HNO3(浓)＝H2SO4＋6NO2↑＋2H2O

2、不稳定性

四、硫酸和硝酸的用途

〖教后记〗