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2NO

2NO ＋O 2===2NO 2

3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO

2．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 2

Cu ＋2H 2SO 4(浓)=====△CuSO 4＋SO 2↑＋2H 2O

C ＋2H 2SO 4(浓)=====△CO 2↑＋SO 2↑＋2H 2O

3．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 2O

④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 2

B ．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)

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续表

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