1、专题四硫、氮和可持续发展单元生产生活中的含氮化合物 运输硝酸的运输硝酸的铝罐车铝罐车发生泄露事故，造成发生泄露事故，造成大量大量红棕色烟雾红棕色烟雾，现场可闻到，现场可闻到刺鼻的气味刺鼻的气味。消防人员运来消防人员运来纯碱纯碱进行处理，以便防止其扩进行处理，以便防止其扩散并污染黄河。散并污染黄河。运输浓硝酸的铁槽罐车泄露运输浓硝酸的铁槽罐车泄露新闻：新闻： 为什么在事故现场能闻到为什么在事故现场能闻到刺鼻的气味刺鼻的气味？问题探究一问题探究一观察硝酸的观察硝酸的，并闻，并闻。 纯硝酸是纯硝酸是 色、易色、易 、有、有 气气味的液体，比水重，沸点低，易挥发，与水互味的液体，比水重，沸点低，易挥发
2、，与水互溶。溶。 常用浓硝酸的质量分数约为常用浓硝酸的质量分数约为69%，98%以以上的硝酸叫上的硝酸叫 。 无无挥发挥发刺激性刺激性发烟硝酸发烟硝酸想一想：想一想：硝酸能否露置于空气中存放，硝酸硝酸能否露置于空气中存放，硝酸浓度怎么变化？浓度怎么变化？浓硫酸露置于空气中浓度也会减小，浓硫酸露置于空气中浓度也会减小，二者原理是否相同？二者原理是否相同？ 为什么可以用为什么可以用纯碱纯碱进行事故的处理？进行事故的处理？问题探究二问题探究二1、强酸性：、强酸性：(HNO3 = H+ + NO3-)使指示剂变色使指示剂变色与碱发生中和反应与碱发生中和反应与碱性氧化物反应与碱性氧化物反应与某些盐反应与
3、某些盐反应与金属反应与金属反应2HNO3+ CaCO3 = Ca(NO3)2+ H2O + CO2但不生成氢气但不生成氢气2HNO3+ CaO = Ca(NO3)2 + H2OHNO3+ NaOH = NaNO3 + H2O 使紫色的石蕊试液变红使紫色的石蕊试液变红为什么在现场能看到一大片的红棕色烟雾？问题探究三1、强酸性：、强酸性：(HNO3 = H+ + NO3-)2、不稳定性、不稳定性 4HNO3 = 2H2O + 4NO2 + O2 加热或加热或光照光照问题解决问题解决哪一瓶是久置的浓硝酸和新放置的浓硝酸？思考：常见的需要放在棕色瓶中的试剂有哪些?浓HNO3 、AgNO3 、氯水、溴水
4、等。浓硝酸是强酸，为什么可以用铝罐车运输？问题探究四实验探究实验探究1现象：铜片溶解铜片溶解,常温下反应剧烈；常温下反应剧烈；有红棕色的气体产生；有红棕色的气体产生；溶液变溶液变蓝蓝。结论：结论：Cu4HNO3(浓浓)Cu(NO3)22NO22H2O（1）与金属反应）与金属反应3.3.强氧化性：强氧化性：稀硝酸与铜反应稀硝酸与铜反应反应缓慢，铜片溶解；反应缓慢，铜片溶解；有无色的气体产生，气体接有无色的气体产生，气体接触空气时立即变成红棕色；触空气时立即变成红棕色；溶液由无色变为溶液由无色变为蓝色蓝色。实验探究实验探究2现象：结论：结论：3Cu8HNO3(稀稀)3Cu(NO3)22NO4H2O
5、3Cu8H+ 2NO3 - 3Cu2+2NO4H2O3、强氧化性、强氧化性:常温下，铁或铝遇浓硝酸发生钝化反应。常温下，铁或铝遇浓硝酸发生钝化反应。但均无氢气产生但均无氢气产生C4HNO3（浓）（浓） CO2 4NO22H2OS6HNO3（浓）（浓） 6NO22H2O（2）铁：少量铁则生成Fe3+ 过量铁则生成 Fe2+浓HNO3的还原产物一般是NO2 ，稀HNO3还原产物一般是NO 。 （1）Fe、Al在冷的浓HNO3中钝化。（3）硝酸浓度越高，氧化性越强。4 4、硝酸与指示剂作用、硝酸与指示剂作用（紫色石蕊试液）（紫色石蕊试液）浓硝酸：先变红后褪色浓硝酸：先变红后褪色稀硝酸：变红稀硝酸：变
6、红 玻尔是丹麦著名的物理学家，曾获得诺贝尔奖。二战中，玻尔玻尔是丹麦著名的物理学家，曾获得诺贝尔奖。二战中，玻尔被迫离开将要被德国占领的祖国。为了表示重返祖国的决心，他将被迫离开将要被德国占领的祖国。为了表示重返祖国的决心，他将诺贝尔金质奖章溶解在王水里，装于玻璃瓶中，然后将它放在柜面诺贝尔金质奖章溶解在王水里，装于玻璃瓶中，然后将它放在柜面上。后来，纳粹分子窜进玻尔的住宅，那瓶溶有奖章的溶液就在敌上。后来，纳粹分子窜进玻尔的住宅，那瓶溶有奖章的溶液就在敌人的眼皮底下。战争结束后，玻尔又从溶液中还原提取出金，并重人的眼皮底下。战争结束后，玻尔又从溶液中还原提取出金，并重新铸成奖章。新铸成的奖章
7、显得更加灿烂夺目，因为它凝聚着玻尔新铸成奖章。新铸成的奖章显得更加灿烂夺目，因为它凝聚着玻尔对祖国无限的热爱和无穷智慧。对祖国无限的热爱和无穷智慧。王水王水 浓浓HNO3和浓和浓HCl（体积比（体积比1:3）混）混合物，能使一些不溶于硝酸的金属合物，能使一些不溶于硝酸的金属如如Au、Pt等溶解。等溶解。玻玻尔尔3Cu8H+ 2NO3 - 3Cu2+2NO4H2O在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，再加入再加入KNO3 ，发现铜粉溶解，为什么？，发现铜粉溶解，为什么？离子共存离子共存NO3-与与 Fe2+ ( )；NO3-与与 H+ ( )；Fe2+ 与与 H+ (
8、)； Fe2+ 、NO3-与与 H+ ( )NO3的检验：的检验：铜铜 浓硫酸浓硫酸 加热加热 （1 1）实验室：）实验室： （2 2）工业上：）工业上：NaNO3H2SO4（浓）（浓）=NaHSO4HNO33OH2OO3HNONO NONH222 22NO2O2NOO6H 4NO 5O4NH223催化剂催化剂NO32HNOO2H23NO尾气尾气 ：碱液（：碱液（NaOHNaOH）吸收）吸收难挥发酸制易难挥发酸制易催化剂催化剂NH3空气空气空气空气NH3热交换器热交换器转化器转化器吸收塔吸收塔工业制备硝酸的流程工业制备硝酸的流程NO、O2、N2等等NO2、O2、N2等等HNO3H2O “ “
9、两个守恒两个守恒 ” ” “ “ 一个依据一个依据 ” ” N N原子守恒原子守恒电子守恒电子守恒离子方程式离子方程式 N原子守恒：原子守恒： n(消耗的消耗的硝酸硝酸)x*n(与金属离子结合的与金属离子结合的 NO3- )n(还原产物中氮原子还原产物中氮原子) x为金属离子的化合价为金属离子的化合价1、0.6 mol铜与适量的浓铜与适量的浓HNO3反应，铜全部反应，铜全部反应后，共收集到反应后，共收集到22.4 L(标准状况标准状况)气体，反气体，反应消耗应消耗HNO3的物质的量是（的物质的量是（ ） A、1 mol B、1.6 mol C、2.2 mol D、 2.4 molCn(消耗的消
10、耗的硝酸硝酸)x*n(与金属离子结合的与金属离子结合的 NO3- )n(还原产物中氮原还原产物中氮原子子)=0.6*2+1=2.2 原子守恒原子守恒 原子守恒原子守恒 2把7.2g铁粉投入40mL某HNO3溶液中，充分反应后剩余固体1.6g，产生NO2和NO的混合气体0.08mol。若不考虑N2O4的存在，则原HNO3溶液的物质的量浓度为 ( ) A 3.5mol /L B 0.28mol /L C 7.0mol /L D 9.5mol /L Cn(消耗的消耗的硝酸硝酸)0.1*2+0.08=0.28molFeFe2+ n(Fe2+)=0.1mol n(NO2、NO)=0.08mol 电子守恒
11、电子守恒 还原剂失电子数目还原剂失电子数目= =氧化剂得电子数目氧化剂得电子数目 例如：例如：n(Cu)n(Cu)* *2=n(NO)2=n(NO)* *3+n(NO3+n(NO2 2) )* *1 1C电子守恒电子守恒: :还原剂失电子数目还原剂失电子数目= =氧化剂得电子数目氧化剂得电子数目 n(Cu)n(Cu)* *2=n(NO)2=n(NO)* *3+n(NO3+n(NO2 2) )* *1 1 电子守恒电子守恒 电子守恒电子守恒 例例2 2将将14g铜银合金与足量的铜银合金与足量的HNO3反应，放出的气反应，放出的气体与标准状况下体积为体与标准状况下体积为1.12L的的O2混合后再通
12、入水中，混合后再通入水中，恰好全部吸收，则合金中铜的质量为恰好全部吸收，则合金中铜的质量为 ( ) A 3.2g B 4.8g C 6.4g D 10.8gA设设Cu、Ag的物质的量分别为的物质的量分别为x、y，则：，则：质量守恒：质量守恒： x64+y108=14g电子守恒：电子守恒： 2x+1y=0.05mol4 x=0.05mol；y=0.1mol m（Cu）=0.05mol64g/mol=3.2g例：例：0.1mol铜与过量的硝酸充分反应后，铜与过量的硝酸充分反应后，硝酸的还原产物有硝酸的还原产物有NO2、NO，反应后溶液，反应后溶液中所含中所含H+为为n mol，此时溶液中所含，此时
13、溶液中所含NO3的物质的量（的物质的量（ ） A0.28mol B0.31mol C(n0.2) mol D(n0.4) molC 一定质量一定质量 Cu与某浓度足量的与某浓度足量的HNO3反应，反应，产生产生NO2、NO、N2O4混合气体，混合气体，将气体与将气体与0.05mol O2混合后，通入水中，恰好被全部吸混合后，通入水中，恰好被全部吸收，则收，则Cu的质量为（）的质量为（）A、3.2g B、4.8gC、6.4g D、10.8g铜失电子数铜失电子数=氧气得电子数氧气得电子数例：例：把把0.03mol铜投入盛有一定量的浓铜投入盛有一定量的浓HNO3的试的试管中，随着铜粉的溶解，生成的气体颜色逐渐变管中，随着铜粉的溶解，生成的气体颜色逐渐变浅，当铜粉完全溶解后共收集到由浅，当铜粉完全溶解后共收集到由NO2和和NO组成组成的混合气体的混合气体0.04mol,求反应所消耗求反应所消耗HNO3和产物中和产物中NO2和和NO的的物质的量。物质的量。电子守恒法：电子守恒法：方程式法：方程式法：原子守恒法：原子守恒法：
