硝酸第二課時

時間：2023-05-02 04:34:49 化學教案我要投稿

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硝酸（第二課時）

[教學目標 ]

1．知識目標

（1）了解實驗室中制硝酸的反應原理、了解工業上氨氧化制硝酸的反應原理。

（2）了解王水等的性質。

（3）掌握有關硝酸反應的計算

2．能力和方法目標

（1）通過氨氧化法制硝酸的學習，提高解決實際問題的能力；

（2）通過有關硝酸的計算，提高計算能力。

3．情感與價值觀目標

通過玻爾跟諾貝爾獎的故事，對學生進行受國主義教育。

[教學重點、難點] 硝酸的強氧化性的鞏固。

[教學過程 ]

[復習鞏固上堂課內容]

讓學生完成下列各個問題，可以獨立完成，若不能獨立完成也可以相互間進行討論。

問題1：在硝酸溶液中滴加酸堿指示劑，能使酸堿指示劑變色，再加熱時會產生褪色現象。在品紅溶液中，通入二氧化硫氣體會褪色，再加熱又會變紅色。請分析上述產生這兩現象的化學反應原理。

問題2：什么叫“王水”？“王水”的性質上有什么特征？

[教師介紹]化學家玻爾巧妙珍藏諾貝爾獎章的故事。讓學生體會，科學家那種強烈的愛國心和科學智慧完美統一。

問題2：下面是氮及其化合物間的轉化關系，請寫出其中各步轉化反應的化學方程式：

[引入]在上列轉化反應中，找出能用于工業制硝酸一條反應路線。

[學生活動]

學生討論后，意見逐漸統一到下列兩條反應路線上。

反應路線一：N2→NO→NO2→HNO3

相應反應的化學方程式為：

N2+O2 2NO（屬于吸熱反應）

2NO+O2 =2NO2（屬于放熱反應）

3NO2+H2O=2HNO3+NO（屬于放熱反應）

反應路線二：NH3→NO→NO2→HNO3

4NH3+5O2 4NO+6H2O（屬于放熱反應）

2NO+O2 =2NO2（屬于放熱反應）

3NO2+H2O=2HNO3+NO（屬于放熱反應）

[引導學生討論]上述兩種反應途徑，哪種更適合用于工業上制取硝酸

學生從反應的可能性、原料、能量消耗等各個方面進行討論可得出結論。

[教師講授介紹現代工業制硝酸的方法]早期工業曾有硝石法、電弧法制硝酸，現代工業上一般都采用氨氧化法制硝酸。

[板書]

3．硝酸的工業制法------氨氧化法制硝酸

反應原理：

4NH3+5O2 4NO+6H2O（屬于放熱反應）

2NO+O2 =2NO2（屬于放熱反應）

3NO2+H2O=2HNO3+NO（屬于放熱反應）

生產步驟和產要設備：

氧化爐：氨氧化成一氧化氮；

吸收塔：一氧化氮轉化成二氧化氮，用水吸收二氧化氮生成硝酸。

蒸餾濃縮：用濃硫酸或硝酸鎂作吸水劑進行蒸餾濃縮可得到更濃的硝酸。這種方法可制得96%以上的硝酸溶液。

[引導]實驗室若要制取硝酸，應該選什么作為原料？同學們可以聯系實驗室制氯化氫的方法進行類比。

[板書]

4．硝酸的實驗室制法

實驗室可用硝酸鈉跟濃硫酸反應制取硝酸：

NaNO3+H2SO4(濃) NaHSO4+HNO3↑

注意，一般情況下，該反應不需高溫，以使硫酸氫鈉跟硝酸鈉進一步反應（這一點跟實驗室制氯化氫氣體有差異）。

[引導]硝酸的化學性質比較復雜，有關硝酸的計算問題也比較復雜，下面我們一起來討論一下有關硝酸參加反應的計算問題。

5．有關硝酸的計算

例1：某化肥廠用氨制備硝酸銨。已知：由氨制NO的產率是96%，NO制HNO3的產率是92%，硝酸跟氨合成硝酸銨。則制取硝酸所用去的氨的質量占總消耗氨的質量分數是多少？（不考慮其他方面的損失）

解析：設氨的總的物質的量為1mol，制硝酸所用的氨為xmol，則與硝酸反應的氨為（1-x）mol。根據題意，反應關系為：

NH3 ~ HNO3

1mol 1mol

x×96%×92% y y=x×96%×92%

NH3 + HNO3 ~ NH4NO3

1mol 1mol

1-x x×96%×92%

即有：（1-x ）=x×96%×92% 解得：x =0.531mol

所以制取硝酸所用去的氨的質量占總消耗氨的質量分數為53.1%。

題2：在c(NO3-)等于4 mol·L-1的硝酸銅和硝酸銀的100mL混合溶液中，加入一定量的鋁粉，充分反應后過濾，將濾紙上的沉淀干燥后稱重為24.8g。將此沉淀加入稀鹽酸中無氣體產生。濾液中滴入氯化鈉溶液無現象，后加入過量的稀氫氧化鈉溶液得到沉淀，過濾，加熱，冷卻，稱重為4g。求參加反應的鋁的質量。

[解析]題中所述的反應關系可表示成如下：

再結合溶液中NO3-離子守恒進行整體分析。

由于反應前NO3-是以Cu(NO3)2、AgNO3形式存在，反應后NO3-是以Al(NO3)3、Cu(NO3)2形式存在，所以有：

m(Al)=（4 mol·L-1×0.1L- ）× ×27g·mol-1=2.7g。

參加反應鋁粉的質量為2.7g。

[鞏固練習]

1．實驗室可以利用硝酸鈉跟濃硫酸加熱制取硝酸，這是利用了硝酸的（）。

（A）氧化性（B）強酸性（C）不穩定性（D）揮發性

2．工業上用氨的催化氧化法制取硝酸時，先制成質量分數為50%左右的硝酸，再制成質量分數為96%的濃硝酸，一般采用的方法是（）。

（A）加熱蒸發濃縮（B）加生石灰吸去水分后再過濾

（C）加硝酸鎂后再蒸餾濃縮（D）加入濃硫酸后再分液

3．在容積為672mL的燒杯里充滿NO、NO2混合氣體，將其倒立在水槽里，去塞后再緩緩通入280mLO2，反應恰好完全，且水充滿了燒瓶（所有氣體體積都已折合為標準狀況）。下列敘述正確的是（）。