硝酸（第二课时）
[教学目标]
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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：
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[ 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+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
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
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
)
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 4 mol·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)=
（
4 mol·L
-1
×
0.1L-
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 0.03 mol· 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）