高中化学-高二硝酸（第二课时）教案

时间：2023-01-05 11:05:23 作者：美篇推荐字数：108072字

[教学目标] <?xml:namespaceprefix =ons="urn:schemas-microsoft-com:office:office"/> 1．知识目标（1）了解实验室中制硝酸的反应原理、了解工业上氨氧化制硝酸的反应原理。（2）了解王水等的性质。（3）掌握有关硝酸反应的计算 2．能力和方法目标（1）通过氨氧化法制硝酸的学习，提高解决实际问题的能力；（2）通过有关硝酸的计算，提高计算能力。 3．情感与价值观目标通过玻尔跟诺贝尔奖的故事，对学生进行受国主义教育。 [ 教学重点、难点] 硝酸的强氧化性的巩固。 [ 教学过程] [复习巩固上堂课内容] 让学生完成下列各个问题，可以独立完成，若不能独立完成也可以相互间进行讨论。问题1：在硝酸溶液中滴加酸碱指示剂，能使酸碱指示剂变色，再加热时会产生褪色现象。在品红溶液中，通入二氧化硫气体会褪色，再加热又会变红色。请分析上述产生这两现象的化学反应原理。问题2：什么叫“王水”？“王水”的性质上有什么特征？ [教师介绍]化学家玻尔巧妙珍藏诺贝尔奖章的故事。让学生体会，科学家那种强烈的爱国心和科学智慧完美统一。问题2：下面是氮及其化合物间的转化关系，请写出其中各步转化反应的化学方程式： <?xml:namespaceprefix =vns="urn:schemas-microsoft-com:vml"/> [引入]在上列转化反应中，找出能用于工业制硝酸一条反应路线。 [学生活动] 学生讨论后，意见逐渐统一到下列两条反应路线上。反应路线一：N ₂ →NO→NO ₂ →HNO ₃ 相应反应的化学方程式为： N ₂ +O ₂ 2NO （属于吸热反应） 2NO+O ₂ =2NO ₂ （属于放热反应） 3NO ₂ +H ₂ O=2HNO ₃ +NO（属于放热反应）反应路线二：NH ₃ →NO→NO ₂ →HNO ₃ 4NH ₃ +5O ₂ 4NO+6H ₂ O （属于放热反应） 2NO+O ₂ =2NO ₂ （属于放热反应） 3NO ₂ +H ₂ O=2HNO ₃ +NO（属于放热反应） [引导学生讨论]上述两种反应途径，哪种更适合用于工业上制取硝酸学生从反应的可能性、原料、能量消耗等各个方面进行讨论可得出结论。 [教师讲授介绍现代工业制硝酸的方法]早期工业曾有硝石法、电弧法制硝酸，现代工业上一般都采用氨氧化法制硝酸。 [板书] 3．硝酸的工业制法------氨氧化法制硝酸反应原理： 4NH ₃ +5O ₂ 4NO+6H ₂ O （属于放热反应） 2NO+O ₂ =2NO ₂ （属于放热反应） 3NO ₂ +H ₂ O=2HNO ₃ +NO（属于放热反应）生产步骤和产要设备：氧化炉：氨氧化成一氧化氮；吸收塔：一氧化氮转化成二氧化氮，用水吸收二氧化氮生成硝酸。蒸馏浓缩：用浓硫酸或硝酸镁作吸水剂进行蒸馏浓缩可得到更浓的硝酸。这种方法可制得96%以上的硝酸溶液。 [引导]实验室若要制取硝酸，应该选什么作为原料？同学们可以联系实验室制氯化氢的方法进行类比。 [板书] 4．硝酸的实验室制法实验室可用硝酸钠跟浓硫酸反应制取硝酸： NaNO ₃ +H ₂ SO ₄ (浓 ) NaHSO ₄ +HNO ₃ ↑ 注意，一般情况下，该反应不需高温，以使硫酸氢钠跟硝酸钠进一步反应（这一点跟实验室制氯化氢气体有差异）。 [引导]硝酸的化学性质比较复杂，有关硝酸的计算问题也比较复杂，下面我们一起来讨论一下有关硝酸参加反应的计算问题。 5．有关硝酸的计算例1：某化肥厂用氨制备硝酸铵。已知：由氨制NO的产率是96%，NO制HNO ₃ 的产率是92%，硝酸跟氨合成硝酸铵。则制取硝酸所用去的氨的质量占总消耗氨的质量分数是多少？（不考虑其他方面的损失）解析：设氨的总的物质的量为1mol，制硝酸所用的氨为 x mol，则与硝酸反应的氨为（1- x ）mol。根据题意，反应关系为： NH ₃ ~ HNO ₃ 1mol 1mol x ×96%×92% y y = x ×96%×92% NH ₃ + HNO ₃ ~ NH ₄ NO ₃ 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质量占总消耗氨的质量分数为53.1%。题2：在 c (NO ₃ ^- )等于4mol·L ^-1 的硝酸铜和硝酸银的100mL混合溶液中，加入一定量的铝粉，充分反应后过滤，将滤纸上的沉淀干燥后称重为24.8g。将此沉淀加入稀盐酸中无气体产生。滤液中滴入氯化钠溶液无现象，后加入过量的稀氢氧化钠溶液得到沉淀，过滤，加热，冷却，称重为4g。求参加反应的铝的质量。 [解析]题中所述的反应关系可表示成如下：再结合溶液中NO ₃ ^- 离子守恒进行整体分析。由于反应前NO ₃ ^- 是以Cu(NO ₃ ) ₂ 、AgNO ₃ 形式存在，反应后NO ₃ ^- 是以Al(NO ₃ ) ₃ 、Cu(NO ₃ ) ₂ 形式存在，所以有： m(Al)=（4mol·L ^-1 × 0.1L- ）× ×27g·mol ^-1 =2.7g。参加反应铝粉的质量为2.7g。 [ 巩固练习] 1．实验室可以利用硝酸钠跟浓硫酸加热制取硝酸，这是利用了硝酸的（）。（A）氧化性（B）强酸性（C）不稳定性（D）挥发性 2．工业上用氨的催化氧化法制取硝酸时，先制成质量分数为50%左右的硝酸，再制成质量分数为96%的浓硝酸，一般采用的方法是（）。（A）加热蒸发浓缩　　（B）加生石灰吸去水分后再过滤（C）加硝酸镁后再蒸馏浓缩（D）加入浓硫酸后再分液 3．在容积为672mL的烧杯里充满NO、NO ₂ 混合气体，将其倒立在水槽里，去塞后再缓缓通入280mLO ₂ ，反应恰好完全，且水充满了烧瓶（所有气体体积都已折合为标准状况）。下列叙述正确的是（）。（A）总反应为：NO+NO ₂ +O ₂ +H ₂ O=2HNO ₃ （B）总反应为：4NO+8NO ₂ +5O ₂ +6H ₂ O=12HNO ₃ （C）烧瓶中硝酸的物质的量浓度为0.03mol·L ^-1 （D）烧瓶中硝酸的物质的量浓度为0.045mol·L ^-1 4．某金属与稀硝酸恰好完全反应生成NO ₂ ，消耗金属和硝酸的物质的量之比为1∶3，则该金属可能是（）。（A）Cu （B）Ag （C）Al （D）Fe 5．有关物质有如图1-3-4所示的转化关系。其中，A的浓溶液与单质B在加热时才发生反应①，A的稀溶液与足量B在加热时才发生反应②，D的稀溶液与苯酚溶液混合后呈紫色。据此填空：（1）写出下列物质的化学式：A_______，D________，E_______。（2）反应④的现象是_______________________；（3）写出反应②的离子方程式：___________________________________；（4）A的浓溶液与单质B加热时能否产生G？为什么？（结合图给信息回答）
硝酸（第二课时）

硝酸放热反应溶液高中化学-高二硝酸（第二课时）教案

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