2017-2018学年高中化学第四章非金属及其化合物第四节氨硝酸硫酸(第3课时)硝酸学案新人教版必修1

第三课时 硝酸[课标要求]1．了解硝酸的酸性。

2．掌握稀硝酸、浓硝酸的强氧化性。

3．了解硝酸的重要用途。

1．挥发性硝酸越浓越易挥发。

2．强氧化性(1)与金属的反应①除Au 、Pt 以外的绝大多数金属都能与硝酸反应。

②常温下，冷的浓硝酸能使Fe 、Al 钝化。

③与铜反应(写出化学方程式)浓硝酸：Cu ＋4HNO 3(浓)=====△ Cu(NO 3)2＋2NO 2↑＋2H 2O ；稀硝酸：3Cu ＋8HNO 3(稀)===3Cu(NO 3)2＋2NO↑＋4H 2O 。

(2)与非金属反应木炭与浓硝酸反应的化学方程式为C ＋4HNO 3(浓)=====△ CO 2↑＋4NO 2↑＋2H 2O 。

(3)王水①组成：浓硝酸和浓盐酸的混合物，体积比1∶3。

②性质：能使不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。

1．硝酸具有不稳定性和强氧化性。

2．稀HNO 3的还原产物是NO ，与铜反应的化学方程式为3Cu ＋8HNO 3(稀)===3Cu(NO 3)2＋2NO ↑＋4H 2O ，浓HNO 3的还原产物是NO 2，与铜、木炭反应的化学方程式分别为Cu ＋4HNO 3(浓)===Cu(NO 3)2＋2NO 2↑＋2H 2O ，C ＋4HNO 3(浓)=====△CO 2↑＋4NO 2↑＋2H 2O 。

3．铁、铝在常温下，遇到浓HNO 3发生钝化，这体现了浓硝酸的强氧化性。

硝酸的性质3．不稳定性(1)化学方程式：4HNO 3=========△或光照2H 2O ＋4NO 2↑＋O 2↑。

(2)实验室中浓硝酸显黄色的原因：浓硝酸分解生成的NO 2又溶于硝酸所致。

4．用途硝酸用途广泛，是制炸药、染料、塑料的原料，也是化学实验室的必备试剂。

[特别提醒] 碱性、中性条件下，NO －3无氧化性，但在酸性条件下，NO －3能表现出强氧化性。

将铜片置于两支具支试管的底部(见下图)。

通过分液漏斗分别加入2 mL 浓、稀硝酸。

[问题思考]1．两支具支试管中观察到的实验现象是否完全相同？反应中浓硝酸、稀硝酸起什么作用？提示：不相同。

加入浓硝酸的具支试管中出现的现象是铜片表面产生气泡，铜片溶解，溶液变蓝，具支试管上部空间无色变红棕色。

加入稀硝酸的具支试管出现的现象是铜片表面产生气泡，铜片溶解，溶液变蓝，具支试管上部空间气体由无色变红棕色，后又变成无色。

两支具支试管中浓、稀硝酸既表现出氧化性，又表现出酸性。

2．如何证明集气瓶里的气体是NO?提示：向集气瓶中通入少量O 2(或空气)，气体颜色由无色变为红棕色，说明集气瓶中收集的气体是NO 。

3．分析两支具支试管中发生反应的氮元素的价态变化，思考硝酸的浓度对还原产物有何影响？提示：反应中，浓硝酸的还原产物是NO 2，稀硝酸的还原产物是NO ，即硝酸的浓度越低，还原产物的价态越低。

硝酸的强氧化性1．本质HNO 3中的＋5价氮元素具有很强的得电子能力。

2．规律(1)硝酸的浓度越大，反应温度越高，其氧化性越强。

(2)还原剂一般被氧化成最高价态。

3．具体表现(1)硝酸与金属的反应①除Au 、Pt 等少数金属外，硝酸几乎可以氧化所有的金属。

如3Ag ＋4HNO 3(稀)===3AgNO 3＋NO↑＋2H 2O 。

②活泼金属与HNO 3反应不生成H 2，HNO 3的浓度不同，还原产物不同。

③常温下浓硝酸能使Fe 、Al 钝化。

(2)硝酸与非金属的反应①反应规律：非金属单质＋浓硝酸―→最高价氧化物或其含氧酸＋NO 2↑＋H 2O 。

②反应举例：C ＋4HNO 3(浓)=====△CO 2↑＋4NO 2↑＋2H 2O 。

(3)硝酸与还原性化合物的反应硝酸的强氧化性还表现在可以氧化具有还原性的化合物或离子，如HI 、HBr 、SO 2、Fe 2＋、FeO 、Br －、I －、S 2－、SO 2－3等均能被HNO 3氧化。

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)浓硝酸在常温下与Fe 、Al 均不发生反应(×)(2)常温下，Cu 与浓硝酸、稀硝酸均能发生氧化还原反应(√)(3)铜和稀硝酸反应中HNO 3既体现了氧化性，又体现了酸性(√)(4)浓盐酸和浓硝酸按体积比1∶3组成王水(×)(5)稀硝酸与铜反应不能放出H 2，但与Zn 、Fe 等反应能放出H 2(×)2．下列反应中硝酸既表现出酸性又表现出氧化性的是( )A ．使石蕊溶液变红B ．与铜反应放出NO 气体，生成Cu(NO 3)2C ．与Na 2CO 3反应放出CO 2气体，生成NaNO 3D ．与S 单质混合共热时生成H 2SO 4和NO 2解析：选B A 项，HNO 3只表现酸性；B 项，Cu 与稀硝酸反应时，部分起酸的作用生成Cu(NO 3)2，部分作氧化剂被还原为NO ；C 项，2HNO 3＋Na 2CO 3===CO 2↑＋H 2O ＋2NaNO 3，HNO 3只表现强酸性；D 项，HNO 3将S 氧化为H 2SO 4，自身被还原为NO 2，在该反应中HNO 3只表现强氧化性。

金属与硝酸反应的相关计算金属与硝酸反应的计算方法(1)电子守恒法硝酸与金属反应属于氧化还原反应，氮原子得到的电子总数等于金属原子失去的电子总数。

(2)原子守恒法硝酸与金属反应时，反应前HNO 3中的NO －3一部分仍以NO －3的形式存在，一部分转化为还原产物，这两部分中N 的物质的量之和与反应消耗的HNO 3中N 的物质的量相等。

若HNO 3过量还存在如下关系： n (总HNO 3)＝n (与金属离子结合的NO －3)＋n (还原产物NO x )＋n (剩余HNO 3)。

(3)利用离子方程式计算硝酸与硫酸混合液跟金属的反应，当金属足量时，不能用HNO 3与金属反应的化学方程式计算，应用离子方程式计算，因为生成的硝酸盐中的NO －3与硫酸电离出的H ＋仍能继续与金属反应，如3Cu ＋8H ＋＋2NO －3===3Cu 2＋＋2NO↑＋4H 2O 。

1．38.4 mg 铜跟适量的浓硝酸反应，铜全部作用后，共收集到22.4 mL(标准状况)气体，则反应消耗的硝酸的物质的量可能是( )A ．1.0×10－3 molB ．1.6×10－3mol C ．2.2×10－3 mol D ．2.4×10－3 mol 解析：选 C 浓硝酸适量，在反应过程中浓度变小，实际上发生了两个反应：Cu ＋4HNO 3(浓)===Cu(NO 3)2＋2NO 2↑＋2H 2O,3Cu ＋8HNO 3(稀)===3Cu(NO 3)2＋2NO↑＋4H 2O ，反应消耗的HNO 3包括起酸性作用和起氧化性作用的两部分，前者反应后以Cu(NO 3)2形式存在，后者被还原后生成NO 2、NO 气体，从两个方程式看出：Cu ＋2HNO 3(酸)～Cu(NO 3)2，HNO 3(氧化剂)～NO 2(或NO)，所以反应消耗的HNO 3的物质的量为：38.4×10－3 g 64 g·mol －1×2＋22.4×10－3L 22.4 L·mol－1＝1.2×10－3 mol ＋1×10－3 mol ＝2.2×10－3mol 。

2．一定质量铜和适量的浓硝酸反应，随着反应的进行，所生成的气体颜色逐渐变浅，当铜反应完毕后，共收集到11.2 L 气体(标准状况)，将该气体与0.325 mol O 2混合溶于水，恰好无气体剩余。

则反应中消耗硝酸的物质的量( )A ．1.2 molB ．1.1 molC ．1.8 molD ．1.6 mol 解析：选C 收集到11.2 L 气体(标准状况)，为0.5 mol ，将该气体与0.325 mol O 2混合溶于水，恰好无气体剩余，说明生成的有NO 和NO 2，设NO 为x mol ，则NO 2为(0.5－x ) mol ，根据4NO ＋3O 2＋2H 2O===4HNO 3,4NO 2＋O 2＋2H 2O===4HNO 3可得34x ＋ 0.5－x 4＝0.325，解得x ＝0.4,0.5－x ＝0.1，又根据3Cu ＋8HNO 3(稀)===3Cu(NO 3)2＋2NO↑＋4H 2O ，Cu ＋4HNO 3(浓)===Cu(NO 3)2＋2NO 2↑＋H 2O ，两式可知，0.4 mol NO 消耗硝酸为1.6 mol,0.1 mol NO 2消耗硝酸为0.2 mol ，共消耗硝酸为1.8 mol 。

[三级训练·节节过关]1．下列反应中，硝酸只表现氧化性的是( )A ．Zn ＋HNO 3(稀)―→B ．Mg(OH)2＋HNO 3(稀)―→C ．C ＋HNO 3(浓)―→D ．Cu ＋HNO 3(浓)―→解析：选C 硝酸中N 得到电子，元素化合价降低，生成气体，则表现硝酸的氧化性，有硝酸盐生成，则表现硝酸的酸性，据此解答。

A 项，锌与稀硝酸反应生成NO 和硝酸锌和水，表现了硝酸的氧化性和酸性；B 项，Mg(OH)2与硝酸反应生成硝酸镁，只体现了硝酸的酸性；C 项，C 与浓硝酸反应生成CO 2、NO 2和水，只体现了硝酸的氧化性；D 项，铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、NO 2和水，硝酸既表现氧化性又表现酸性。

2．下列关于硝酸的认识中，正确的是( )A ．浓硝酸和稀硝酸都具有氧化性B ．浓硝酸与金属反应不产生氢气，而稀硝酸与金属反应可置换出氢气C ．因常温下铝和铁不与浓硝酸反应，所以浓硝酸可盛放在铝制或铁制容器中D ．硝酸与金属反应时，只表现出氧化性解析：选A 浓、稀硝酸都有氧化性，与金属反应不产生氢气；在与金属反应时，硝酸既表现氧化性又表现酸性；浓硝酸可盛放在铝制或铁制容器中，因为铝和铁在冷浓硝酸中钝化。

3．在通风橱中进行下列实验：下列说法中不正确的是( )A ．Ⅰ中气体有无色变红棕色的化学方程式为2NO ＋O 2===2NO 2B ．Ⅱ中的现象说明Fe 表面形成致密的氧化层，阻止Fe 进一步反应C ．对比Ⅰ、Ⅱ中现象，说明稀HNO 3的氧化性强于浓HNO 3D ．红棕色气体的成分是NO 2解析：选C Ⅰ中由于稀硝酸有强的氧化性，与铁发生氧化还原反应，硝酸得到电子被还原变为NO ，气体为无色，当遇到空气时，发生反应：2NO ＋O 2===2NO 2，气体变为红棕色的NO 2，A 正确；在Ⅱ中浓硝酸有强的氧化性，在室温下遇铁、铝会使金属表面氧化产生一层氧化物薄膜，对内层金属起保护作用，从而防止金属的进一步反应，即发生钝化现象，因此不能进一步反应，这恰好说明浓硝酸的氧化性比稀硝酸强，B 正确；C 错误。

4．将红热固体单质甲投入显黄色的溶液乙中，剧烈反应产生混合气体A ，A 在常温下不与空气反应，根据下图所示的变化关系填空。