1、第3课时硝酸的性质核心素养发展目标1.掌握硝酸的重要性质和应用。2.了解硝酸的工业制法。一、硝酸的性质1硝酸的强氧化性(1)与金属铜的反应浓硝酸与铜反应的化学方程式：Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O。稀硝酸与铜反应的化学方程式：3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O。(2)与非金属单质的反应浓硝酸将木炭氧化成二氧化碳的化学方程式：C4HNO3(浓)CO24NO22H2O。浓硝酸将硫氧化成硫酸的化学方程式：S6HNO3(浓)H2SO46NO22H2O。2不稳定性(1)硝酸不稳定，易分解，其化学方程式：4HNO32H2O4NO2O2。(2)实验室中浓硝酸显黄
2、色的原因：浓硝酸分解生成的NO2又溶于硝酸所致。硝酸具有强氧化性(1)能将大多数金属(如铜等)氧化成高价态金属的硝酸盐，浓硝酸生成NO2，稀硝酸生成NO。硝酸的浓度越大，反应温度越高，其氧化性越强。(2)常温下，浓硝酸能使铁(铝)发生钝化，这是因为浓硝酸将铁(铝)容器表面氧化，形成致密的氧化物薄膜。若在加热条件下，可破坏氧化膜，从而使反应继续进行。(3)王水是浓硝酸和浓盐酸体积比13的混合物，能使一些不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。(4)浓HNO3与非金属反应，还原产物一般是NO2，而非金属一般被氧化成最高价氧化物或相应的最高价含氧酸。例1(2018咸阳市高一期末)下列关于硝酸的叙述正确的是(
3、)A常温下，浓硝酸可以使金属镁钝化B稀硝酸与活泼金属反应主要放出氢气C浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂D室温下，铜能与浓硝酸反应，不能与稀硝酸反应答案C解析常温下，浓硝酸可以使铁、铝金属发生钝化，而镁不能钝化，A错误；稀硝酸具有强氧化性，与活泼金属反应主要还原产物为含氮元素的物质，不能得到氢气，B错误；浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂，C正确；室温下，铜与浓硝酸、稀硝酸均反应，只是反应的速度及还原产物不同，D错误。例20.3 mol Cu和含1.2 mol HNO3的浓硝酸，充分反应后，生成NO2的量为()A0.2 mol B0.6 molC小于0.6 mol D大于0.6 mol答案C解析因铜与浓硝酸反
4、应：Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O，随着反应的进行，浓硝酸变稀，稀硝酸与铜反应：3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O，所以放出的NO2小于0.6 mol。二、硝酸的工业制法1硝酸工业制备的过程、反应原理及主要设备：2问题思考(1)在工业生产中，NO2溶于水生成的NO不能直接排放到空气中，而是再用过量的空气使其氧化为NO2，再被水吸收，经过多次氧化和吸收，NO2可完全转化为HNO3。也就是从理论上讲，NH3中的氮元素完全转化为HNO3中的氮元素。(2)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(NaOH)来吸
5、收，变废为宝。NONO22NaOH=2NaNO2H2O；2NO22NaOH=NaNO2NaNO3H2O。(1)硝酸工业制法流程图(2)氨及其化合物之间的相互转化关系例3在NH3、HNO3、H2SO4的工业生产中，具有的共同点是()A使用吸收塔设备 B使用尾气吸收装置C使用H2作原料 D使用催化剂答案D解析NH3的工业生产中不使用吸收塔，也不使用尾气吸收装置；H2SO4的工业生产中不使用H2作原料；D正确，有关反应的化学方程式分别为3H2N22NH3,4NH35O24NO6H2O,2SO2O22SO3。例4下列关于工业制硫酸和硝酸的说法中不正确的是()A工业制硝酸是将NO2溶于水，需要通氧气B工
6、业制硫酸会产生SO2和SO3尾气C工业制硫酸应对SO2进行循环利用D工业制硝酸和硫酸排放的尾气是造成酸雨的主要原因答案D解析工业制硝酸过程中要不断通入氧气，以提高NO、NO2的原料利用率和减少尾气排放，A项正确；工业生产中尾气经过循环利用和处理达标后才允许排放，空气中的SO2主要来自煤燃烧，特别是生活锅炉，尾气处理较差，数量庞大，是形成酸雨的主要原因，D项错误。1下列对于硝酸的认识正确的是()A稀硝酸能使红色石蕊试纸变蓝B硝酸能与碳酸钠反应，但不能生成二氧化碳C硝酸能与金属反应放出氢气D浓硝酸在光照下颜色变黄，说明浓硝酸不稳定答案D解析硝酸具有酸性，能与碳酸钠反应生成二氧化碳气体；稀硝酸不能使
7、红色石蕊试纸变蓝；硝酸具有强氧化性，不能与金属发生置换反应产生氢气；浓硝酸在光照下颜色变黄，其原因是硝酸分解生成二氧化氮溶于硝酸中，说明浓硝酸不稳定。2从降低成本和减少环境污染的角度考虑，制取硝酸铜最好的方法是()A铜和浓硝酸反应B铜和稀硝酸反应C氧化铜和稀硝酸反应D氯化铜溶液和硝酸银溶液反应答案C解析有关反应的化学方程式：Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O；3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O；CuO2HNO3(稀)=Cu(NO3)2H2O；CuCl22AgNO3=Cu(NO3)22AgCl；由上述化学方程式可知，制取硝酸铜的最好方法是用氧化铜与硝酸反
8、应，既节约原料(硝酸)，又不污染环境。硝酸银成本太高，不宜用于制取硝酸铜。3铜跟1 molL1的硝酸反应，若c(NO)下降0.2 molL1，则c(H)下降()A0.2 molL1 B0.4 molL1C0.6 molL1 D0.8 molL1答案D解析铜跟1 molL1的硝酸反应的离子方程式为8H2NO3Cu=3Cu22NO4H2O，消耗的H和NO的物质的量之比为8241，它们浓度的变化量之比是41。4实验室中常用铜和稀硝酸反应制取一氧化氮：(1)该反应的化学方程式是_。(2)反应中被还原的元素是_，氧化产物是_(填名称)。(3)氧化剂与还原剂的物质的量之比是_，硝酸所表现的性质是_。答案(
9、1)3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O(2)氮元素硝酸铜(3)23强氧化性和酸性解析铜与稀硝酸反应的化学方程式：3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O，该反应中氮元素的化合价从5价降为2价，氮元素被还原，硝酸是氧化剂；铜元素的化合价从0价升高为2价，铜为还原剂，氧化产物是硝酸铜；3 mol铜失去的电子数与2 mol硝酸得到的电子数相同，氧化剂与还原剂的物质的量之比为23，此反应中硝酸既表现其强氧化性，又表现其酸性。5某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是NO而设计了下列实验，装置如图所示(加热装置和固定装置均已略去)。图中K为止水夹(处于关闭状态)，F是一半空的注射器。请回答有关问题：(1)设计装置A的目的是_。(2)在完成(1)中的“操作”后，将装置B中铜丝插入稀硝酸并微热之，观察到装置B中的现象是_；B中反应的离子方程式为_。(3)装置E和F的作用是_；为实现此作用，其操作方法是_。(4)装置D的作用是吸收多余的氮氧化物，防止污染空气，兼有_的功能。答案(1)产生CO2，赶走装置中的空气，防止因NO与O2反应生成NO2而产生干扰(2)Cu丝表面产生气泡，稀硝酸液面上方仍为无色，溶液变蓝3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O(3)验证NO的生成将注射器中的空气推入E中，若气体变为红棕色则说明生成了NO(4)防止倒吸
