硝酸教学反思

2024-06-08

硝酸教学反思(精选16篇)

1.硝酸教学反思 篇一

硝酸的教学设计

一:教材分析:

硝酸的氧化性是全章的重点内容,也是本节的教学难点。教材在处理这部分内容时从实验入手,通过引导学生观察铜与浓硝酸和稀硝酸反应时的不同现象,加深学生对硝酸氧化性的认识及对反应产物的记忆,解开硝酸与金属反应不产生氢气的疑惑。此外还从反应中氮元素的化合价变化和电子得失,来简单分析硝酸与金属的反应,使学生理解反应的实质,同时也复习了氧化还原反应的知识。二: 学生情况分析 :

学生通过初中的学习已经知道硝酸具有酸的通性,性的教学是一个难点和重点。另外学生对氧化还原反应的知识,我根据学生的这种情况决定本课可以采用引导分析,小组设计、实验改进,分析实验现象,判断产生的物质,并与硫酸作对比,最后归纳总结的思路进行教学。三:设计理念:

本节课采用“启发—探究”式的教学法,以问题为核心,启发为手段,引导学生主动进行实验探索,在探究过程中提高学生的思维能力,让学生体验通过探索而使问题解决的喜悦,科学思想方法。

四:教学目标

知识目标:掌握硝酸的物理性质和化学性质;原剂。

能力目标:通过探究硝酸的性质,培养学生的观察能力、表达能力、操作能力、解决问题的能力和思维能力;通过巩固氧化还原反应的概念,情感目标:通过组织学生阅读化学家波尔的故事,生学习化学的兴趣;通过对硝五:教学重点:硝酸的特性——不稳定性和强氧化性六:教学难点:硝酸的强氧化性七:教学过程:

【新课导入】说到铂金有的同学们可能不知道,金饰品以其所代表着“永恒”的含义,受到大多数人的喜爱。不是,王水就能够很轻易的将其溶解,现在就让我们一起来了解硝酸的性质。【问题探究一】这是一瓶纯HNO3再请闻一闻气味(提示闻气体的一般方法【学生活动】学生感知HNO3,阅读教材,探求【总结归纳】: 1.纯净的HNO3是无色、有刺激性气味的液体,能与水以任意比例混浴;但对其氧化性知道的很少,所以硝酸氧化浓硫酸的知识有了一定掌握,创新能力,动手能力,观察能力,创新能力,提高学生的学习兴趣,初步了解自然科学研究的复习氧化还原知识,深入理解氧化剂和还提高学生的抽象思维能力。

使学生树立热爱科学的精神,激发学

用途的学习培养学生的创新精神和环保意识。

但是说到铂金饰品相信大家都有所耳闻。铂但铂金真的是永恒的吗?当然而王水的主要成分之一正是我们今天所要学习的硝酸。)后试着归纳出HNO3的物理性质。

HNO3的物理性质。

,打开瓶塞,请同学们认真观察它的颜色、状态等特征,2.易挥发;

3.密度为1.5027g/cm3,(比水重),沸点是83℃,凝固点-42℃;

4.常见的浓HNO3质量分数约为69%,98%以上为“发烟”硝酸。

注:发烟HNO3和发烟硫酸对比讲解,让学生对比记忆。

—【教师】:我们知道HNO3是实验室常见的三大强酸之一:HNO3=H++ NO3;正由于有H+的存在,HNO3应具有酸的通性。请同学们回忆一下酸的通性有哪些?并写出相应的反应方程式。

【学生活动】学生踊跃回答问题,认真书写。

【归纳总结】1.HNO3具有酸的通性 ⑴ 跟指示剂反应:

紫色石蕊试液遇酸变红色

无色酚酞试液遇酸不变色

⑵ 硝酸+碱性氧化物→盐+水

Na2O+2HNO3=2NaNO3+H2O ⑶ 硝酸+碱→盐+水

NaOH+HNO3= NaNO3+ H2O

⑷ 硝酸+盐→新盐+新酸

Na2CO3+2HNO3=2NaNO3+CO2↑+ H2O 【过渡】:作为强酸,HNO3和浓硫酸一样不只具有酸的通性还具有一般酸所没有的特性。这正是我们今天所要重点探讨的。同学们注意到没有HNO3是装在棕色瓶中的,以前我们还学习过哪些物质是装在棕色瓶中的?这些物质具有哪些共同性质?这说明HNO3具有什么性质?

【学生活动】在教师提示下讨论,回答。

【教师归纳】AgNO3、HClO、卤化银、KMnO4、H2O2、氯水、溴水、碘水这些都要贮存在棕色试剂瓶中,它们见光易分解,可推测HNO3具有见光分解的性质—不稳定性。【问题探讨二】:我们知道纯HNO3是无色的,可刚才有同学说纯HNO3是黄色,这是怎么回事呢?我们知道NO2是红棕色气体,而且HNO3易见光分解,是不是由于纯HNO3分解出二氧化氮溶于硝酸而显黄色呢?我们可不可以设计一个实验来验证这个推测呢?

【引导分析】:从HNO3见光,受热易分解,NO2是红棕色气体入手。【学生活动】:小组讨论,自主设计,动手实验,教师引导,指正,改进。

【改进实验】:取一支具支试管,支口处用一透明塑料口袋封住,向试管中加入适量浓HNO3然后用塞子塞住管口,再加热或光照。同学们觉得这个方案如何呢?同学们从中得到什么启发没有?

【实验评价】:做实验应有这样的意识:尽可能的用简单易得的器材实验,现象要明显,要尽量不污染环境。

【归纳总结】管内及塑料口袋都有红棕色气体,塑料气囊膨胀,说明在加热和光照时分解了,并且有NO2气体生成。HNO3分解有个规律:浓度越高越容易分解。

【教师】:HNO3分解有NO2生成,那么产物中还有什么物质?如何推断出来的(从氧化还原角度来分析),写出浓HNO3分解反应方程式。

【过渡】:高一我们学习了浓H2SO4知道浓H2SO4具有强氧化性,同样作为强酸的浓HNO3是否具有强氧化性呢? 【问题探讨三】:浓H2SO4和Cu反应它将Cu氧化为Cu2+自身还原成SO2。请同学们自行设计方案探究:(1)浓、稀HNO3能否与Cu反应?

(2)两支试管哪支反应更剧烈?

(3)两支试管分别产生什么颜色气体?(4)溶液的颜色有什么变化?

并将自己的设计方案与教材的方案进行比较,说出各自的优势和劣势。(可参考浓H2SO4与Cu的反应装置)

【学生活动】学生小组讨论,设计,在班上交流其设计,教师引导,评价,改进。【实验改进】:两只试管中分别装入浓HNO3,稀HNO3,均塞上双孔塞,一个孔插导管,然后导管伸入装有溶液的试管中,试管口用喷有碱液的棉花塞住,丝分别伸入浓硝酸、稀硝酸,观察现象。反应片刻,使铜丝离开液体,并将装稀管口的塞子扒开一会儿再塞上,观察现象。【实验评价】:改进的装置不仅可看到Cu与HNO3反应的现象,还防止了污染环境,并可通过铜丝的上下移动来控制产生NO2的量,减少污染、节约药品、可操作性强。【实验归纳】我们看到铜丝与浓HNO3,稀HNO3反应均产生气泡,剧烈,溶液均由无色变为蓝色说明有Cu2+产生,浓HNO3管内有红棕色的气体,产生。稀HNO3的管中有无色气体生成,与空气相遇气体转化为红棕色,证明无色气体为NO。

【教师】:根据实验我们知道反应生成了Cu2+和NO2,请同学们根据氧化还原的知识进行验证,并写出其反应方程式,标出氧化剂,还原剂,以及电子得失情况。【教师】:在反应中,浓,稀HNO3都用来做氧化剂,反应前后浓五价变为正四价的NO2,而稀HNO3却变为正二价的NO,这是否说明稀强于浓HNO3? 【师生活动】教师引导学生回忆氧化还原知识。

【归纳总结】氧化性的强弱取决于得电子的难易程度而不是得电子的多少。浓HNO3更易得电子,故氧化性更强,其实HNO3的浓度越高氧化性越强。【学以致用】请同学们写出Ag和浓HNO3,稀HNO3的反应方程式,标出电子得失。【问题探究四】我们看到浓HNO3能和不活泼的Cu反应,那它和活泼的更加剧烈呢?请同学们根据我们设计HNO3与Cu反应的思路设计实验进行探究。【师生活动】学生小组讨论,设计;教师巡视,引导,请同学简述设计思路及实验结果。【总结】:浓HNO3和Al无明显的反应现象,这也解释了为什么我们能用铝车来贮运浓其实并不是Al和浓HNO3不反应,而是它们反应生成了一种致密的氧化膜阻止其进一步反应,我们称之为钝化。其实我们在浓H2SO4的学习中已有所接触,还有那些物质在他们中会钝化呢? 【教师】:同学们还记得吗?浓H2SO4与Cu反应是在加热条件,而没有加热,这能不能说明他们的氧化性强弱关系呢?

塞子一个孔插铜丝将两根铜HNO3的试 HNO3反应比稀HNO3说明有NO2 HNO3中的氮原子由正HNO3的氧化性HNO3比稀

Al反应是不是会

HNO3。HNO3与Cu的反应并浓【问题探究五】:既然浓HNO3氧化性强于浓H2SO4,那碳能与浓HNO3反应?

【实验探究】取一支试管,倒入浓HNO3 2~3mL,加热近沸,放入一小块木炭,并将产生的气体,通入盛有NaOH溶液的烧杯中,观察实验现象。

【归纳总结】木炭上下跳动,放出红棕色气体,说明 C和浓HNO3反应放出了NO2气体 【分析引导】类比浓H2SO4与 C的反应,写出其反应方程式,标出氧化剂,还原剂,电子得失。

【巩固练习】

⑴写出浓HNO3与S、P的反应方程式。

⑵将紫色石蕊试液滴入盛有浓HNO3的试管中,会有什么现象?为什么? 【教师】:通过前面的学习我们发现HNO3与H2SO4的性质十分相似,让我们一起从其挥发性,不稳定性,氧化性三个角度来进行总结。【教师】浓【思路引导】我们把浓【归纳总结】浓不能立即用水冲洗,应用干布擦拭,再用大量水冲,再涂少量碳酸氢钠。浓HNO3

【问题探究六】水是如何制的呢?【引导方法】事,让学生形象感知王水的神奇,感受化学世界的奇妙,激发学生学习兴趣。【问题探究七】书,然后一起总结。【归纳总结】⑵ 化学试剂【知识巩固,学以致用】1.为除去镀在铝表面的铜镀层,可选用的试剂是(A.稀硝酸2将铜粉放入稀溶液呈蓝色,同时有气体逸出,该物质是: A.AlCl C.KNO八:板书设计

一、硝酸的物理性质HNO3具有这么强的氧化性,如不慎弄到手上,我们应如何处理?H2SO4弄到手上是如何处理的呢?H2SO4:沾手上少,记得一定马上用大量水冲,不要先用布擦;沾手上多则,然后滴加适量碳酸氢钠溶液。:我们说过王水能够溶解铂金,让我们心中的“永恒”消失,这么厉害的王 :让学生自行阅读﹑了解王水的配制。补充波尔利用王水保全诺贝尔奖章的故:我们知道性质决定用途,硝酸有这么多性质,它的用途如何?请同学们看

⑴化工原料 :制造炸药、染料、塑料、硝酸盐等。

B 浓硝酸

H2SO4中,加热无明显现象发生,当加入下列一种物质后,铜粉的质量减少,3 B.Na3 D.FeSO

第三节

1.纯净的HNO3)

C 浓硫酸

2SO4

4硝

D 浓盐酸

()

:先用大量清水冲洗

是无色、有刺激性气味的液体,能与水以任意比例混浴;

2.易挥发;

3.密度为1.5027g/cm3,(比水重),沸点是83℃,凝固点-42℃;

4.常见的浓HNO3质量分数约为69%,98%以上为“发烟”硝酸。

二、硝酸的化学性质

1.酸性:

3.不稳定性 : △

4HNO3

==== 4NO2↑+O2↑+2H2O 或光照

2.强氧化性:(1)与金属反应 :3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO(2)与非金属反应:

三、硝酸的用途 :

化工原料 :制造炸药、染料、塑料、硝酸盐等。化学试剂

补充小故事:玻尔巧藏诺贝尔金质奖章玻尔是丹麦著名的物理学家,曾获得诺贝尔奖。第二次世界大战期间麦,玻尔被迫要离开自己的祖国。他坚信以后一定能再返祖国下。为了不使奖章落入德军手中,他将诺贝尔金质奖章溶解在一种溶液里,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,他们却一无所知。

Cu+4HNO3(浓3)2+2NO

C+4HNO3()= Cu(NO3)2+2NO2↑+2H↑+4H2O 2NO+O)= 2H2O+4NO2↑+CO,由于德军即将占领丹,决定把心爱的诺贝尔奖章留那瓶溶有奖章的溶液就在眼皮底下,2O

2=2NO浓2

2.硝酸教学反思 篇二

在《硝酸》一节的教学实践中采用教师提供知识背景、实验器材、研究方向, 为学生构建“探究”“合作”平台的教学模式, 让学生自主实现“三维”目标的教学策略, 以化学教学为载体, 全面提高学生的素质.

一、三维目标

在教学过程中“三维目标”的制定要具体明确, 知识的范围和深度必须符合新课标的要求, 技能及创新精神的培养要切实符合学生的实际水平, 思想品德教育、科学态度和方法论以及价值观的教育要有机融合在整个教学过程中.要能使学生明确教学目标, 并配合教师, 共同完成教学目标.

本节教学目标设定为:

1. 知识与技能:

(1) 通过对实物和图片的观察, 使学生了解硝酸的物理性质 (无色、易挥发、有刺激性气味的液体) .

(2) 通过探究实验使学生掌握硝酸的化学性质 (不稳定性、强氧化性、酸性) .

(3) 通过探究硝酸的性质, 培养学生的动手、动脑和运用知识的能力、观察能力.

2. 过程与方法:

利用多媒体教学和实验的手段, 通过讨论、分析、对比的方式使学生掌握探究学习法.

3. 情感态度和价值观:

(1) 通过硝酸的浓度变化——量变引起质变对学生进行辩证唯物主义教育.

(2) 通过介绍硝酸的用途和我国硝酸工业的情况, 使学生认识到硝酸对国民经济所起的重大作用, 从而对学生进行爱国主义教育和环境保护教育, 激发学生的学习兴趣.

二、教学方法

探究与传授都是重要的教学方式.课堂探究是有限度的, 新课标所要求的重要知识才有全面探究的价值, 并不是所有的教学内容都需要探究要因材、因情施教, 灵活选择适宜的教学方法.教学过程中要注意情感和认识活动相结合, 要注意学生的实际和学生心理特点, 要有利于学生掌握知识和提高能力.善于创设问题情境, 激发学生学习兴趣, 注意对学生注意力、意志力的培养.

例如:学习硝酸的物理性质时, 通过对实物和图片的对比观察, 使学生产生疑问:为什么图片和实物的颜色不同?创设口头表达环境, 为学生表达自己的观点创设机会, 培养学生的语言表达能力, 引导学生发现问题.

三、教学手段

1、重视和加强化学实验.

首先要注重验证性实验.我们可以通过这些验证性实验培养学生实验的基本操作技能, 掌握实验的基本方法.在此基础上安排一些探索性实验, 借以激发学生学习兴趣, 培养学生实事求是、勇于探索的精神.在教学中也可将一些验证性实验改成探索性实验.做探索性实验的关键问题是实验设计.在教学中要加强实验设计能力的培养, 要放开手脚, 让学生独立设计实验.对于难度大、探索性较强的实验, 教师可进行必要的指导或与学生共同设计.对于学生设计的实验方案, 如果有新思想、新方法、新举措, 应认真审查, 只要没有意外情况 (不安全因素等) 都可以让学生进行试验, 鼓励学生树立自信心, 勇于探索, 勇于实践.通过学生自己动脑设计、自己动手操作、自己分析总结实验结论, 一方面培养了学生的自学能力、观察能力、思维能力, 另一方面开发了学生的智力, 培养了创新精神.

例如: (1) 学生探究试验

分组进行实验验证硝酸具有强氧化性.

1组:铁、铝与浓硝酸反应

2组:铜与浓硝酸反应

3组:铜与稀硝酸反应

4组:碳与浓硝酸反应

(2) 总结学生的实验成果, 改进实验装置, 进行演示实验:

(1) 铜与浓硝酸反应 (如图1)

(2) 铜与稀硝酸反应 (如图2)

(3) 碳与浓硝酸反应 (如图3)

2、能科学、合理、有效地运用直观教具及现代化教学手段, 教学手段的运用有针对性、必要性和启发性.

例如:

(1) 在教学中播放录像:《我国的硝酸工业及硝酸的用途》, 精选我国最先进的硝酸工业技术和化工发展简史等内容让学生观看, 同时教师进行有目有有重点地讲解和引导.这样, 学生都被屏幕上丰富的彩色画面和生动的内容所吸引, 也被未来化工的发展远景所激励.

(2) 多媒体展示纯硝酸图片, 实物展示实验室所用硝酸 (存放在棕色试剂瓶中) .对比两者的不同, 引导学生发现问题.

四、教学内容

教学内容保证科学性和准确性, 知识正确无误, 实验内容及操作正确规范, 语言准确精炼, 符合化学语言表述方式.能揭示知识的内在联系, 知识连贯, 逻辑性强.知识量合理, 知识结构和学生认识结构相统一.能发掘教材内容及相关资料中的思想品德教育、科学态度和方法论以及价值观教育因素, 并将其有机地融合于教学实践之中.

五、教学效果

3.硝酸甘油剂型种种 篇三

片剂 片剂有含化片和控释口服片两种。含化片是最常用的,每次舌下含服O.3~0.6毫克,2~3分钟生效,5分钟时达最大效应,持续作用达10~45分钟。如病情需要,隔5分钟后可再次给药,但每日最多不可超过2毫克。使用时应当心心动过速、低血压、头痛、恶心、呕吐等不良反应。许多人不明白为什么非要含化而不口服,这是因为舌下含化时,药物可通过口腔丰富的毛细血管迅速地进入血液循环,生物利用度可高达80%。但含化片作用时间短,舌下含化半衰期仅1~4分钟,预防心绞痛发作有所不便。于是,一种控释口服片便应运而生。这种由白色和淡绿色颗粒压制而成的片剂在胃肠道内稳定均匀地释放,作用时间可达8~10小时。

贴膜硝酸甘油贴膜以铝箔为底衬,中间药层为糊状物,上面覆盖椭圆形片状释药膜。临用时揭去保护层,贴于前胸、上臂、腹部等处。作用机制同含化片。药物持续缓慢地透过皮肤进入血液循环并发挥作用,不需经过肝脏代谢,提高了生物利用度。每张贴膜面积10平方厘米,含硝酸甘油25毫克。贴敷后2小时内血药浓度达恒定值,持续作用可维持24小时,可用于预防慢性心绞痛。药膜去除后作用很快消失,重复使用不产生药物蓄积。初期治疗每日可用1张。长期使用能产生耐药性,可增加使用量,但一天最多不要超过4张。如发现用药过量,揭下药膜后即可中止药物作用。

气雾剂将硝酸甘油乙醇溶液充于密闭的气雾剂瓶内。在抛射剂的推动下,药液以雾状喷入口腔,通过口腔粘膜的吸收迅速发挥药效。硝酸甘油气雾剂30秒即可缓解心绞痛,可谓“雾到痛除”,有高效、快速、稳定、方便的特点,是有着广泛发展前景的剂型。

4.硝酸教学反思 篇四

1.探究硝酸的物理性质和化学性质(酸性、强氧化性、不稳定性)。

2.通过学生实验手段,培养学生的实验能力、观察能力、分析能力。

3.在浓硝酸和稀硝酸的对比学习中,渗透“量变和质变”的辨证规律。

4.通过介绍化学家的故事,使学生树立热爱科学。尊重科学的品质,激发学生学习的兴趣。

【教学重点】

硝酸的不稳定性和强氧化性

【教学难点】

硝酸的强氧化性

【教学过程】

[故事导入] 玻尔巧藏诺贝尔金奖章

丹麦有位叫玻尔的科学家,37岁时他获得了1922年的诺贝尔奖。第二次世界大战期间,玻尔被迫离开即将被德军占领的祖国,为了表示他一定要返回祖国的决心,他决定将诺贝尔奖章留在实验室。玻尔把金奖章溶解在盛有王水试剂瓶里。后来,纳粹分子窜入玻尔实验室,那个试剂瓶就在他们的眼皮底下,他们却一无所知。战争结束后,玻尔从王水中把金还原出来,并重新铸成奖章。而玻尔配制王水的主要组成之一是“硝酸”。

一、硝酸的强氧化性

[设疑]硝酸有酸性,能否与金属反应放出氢气?

[演示]浓硝酸与Cu反应

[讲解]从实验现象“红棕色气体生成”判断生成物中是N02而非H2.进一步从氧化还原反应说明反应的本质是+5价的氮得电子能力比H+1强。

[学生实验]比较浓硝酸、稀硝酸分别与Cu反应

[记录并讨论]

反应现象

产物

浓硝酸+Cu

1.Cu片:有大量气泡产生

2.溶液颜色:无色变为绿色

3.气体颜色:红棕色

4.反应剧烈程度:剧烈

5.触摸容器外壁:很热

Cu(NO3)2、NO2和H20

稀硝酸+Cu

1.Cu片:有气泡产生

2.溶液颜色:无色变为蓝色

3.气体颜色:无色

(打开止水夹后)无色变为红棕色

4.反应剧烈程度:缓慢

5.触摸容器外壁:温热

Cu(NO3)2、NO和H20

1.与金属反应:

Cu +4HN03(浓)=Cu(NO3)2+ 2NO2↑+2H20

3Cu +8HN03(稀)3Cu(NO3)2+ 2NO↑+ 4H20

[讲述]除金、铂等少数金属外,硝酸几乎能与所有金属反应;当浓硝酸与浓盐酸按体积比为1:3混合时,就配制成玻尔的“王水”溶液,王水的氧化性比浓硝酸强,可以溶解金。铂等不溶于硝酸的金属。

[设问]比较浓硫酸的.性质,浓硝酸能否与非金属反应?

[练习]与非金属反应:C+HNO3(浓)S+HNO3(浓)P+HNO3(浓)

2.与非金属反应:

C+4HNO3(浓)=CO2↑+4NO2↑+2H2O

S+6HNO3(浓)=H2SO4+6NO2↑+2H2O

P+5HNO3(浓)=H3PO4↑+5NO2↑+H2O

[提问]硝酸与哪些金属及非金属反应?产物是什么?硝酸浓度与还原产物有什么关系?

[小结]反应规律:

①除Au、Pt等少数金属外,硝酸几乎可能氧化所有的金属。

②常温下Fe、Al等金属在浓HNO3中发生“纯化”。

③硝酸越浓,其氧化性越强。如稀HNO3可使石蕊试变红,而浓HNO3可使石蕊试液先变红后褪色。

④一般来说,活泼金属与HNO3反应不生成H2,浓HNO3的还原产物为NO2,稀HNO3的还原产物为NO。活泼金属与极稀HNO3反应时,还原产物复杂,可为NO、N2O、NH4NO3等。

⑤非金属单质可被HNO3氧化为最高价氧化物或其含氧酸。

⑥王水(浓HNO3和浓HCl按体积比1:3配制)具有更强的氧化性,能溶解Au、Pt。

[强调]反应物或条件不同,硝酸产物发生变化:NO2、HNO2、NO、N2O、N2、NH3。

如:4Zn+10HNO3=4Zn(NO3)2+N20+5H2O

注意:4Zn+10HNO3(稀)=4Zn(NO3)2+N20+5H2O

[设疑]浓硝酸与活泼金属反应是否也剧烈?

[学生实验]浓硝酸十铝片

[讲解]钝化原理:铁、铝与冷的浓硫酸或浓硝酸,表面被氧化为牢固的氧化物薄膜,阻止酸与内层金属进一步反应。

3.铁、铝与冷的浓硫酸或浓硝酸常温下发生钝化。

[提问]浓硝酸的运输和贮存可用何种物质制的容器?

[展示]一瓶呈黄色的浓硝酸,问为什么呈黄色?

4.不稳定性

4HN03 == 2H20+ 4NO2↑+02↑

[提问]硝酸应如何贮存?

[设疑]有人认为,“比较浓硝酸和稀硝酸的还原产物的化合价,浓HN03中的氮从+5降为+4而稀HN03,中的氮从+5价降为+2,从化合价变化可以判断稀硝酸的氧化性比浓硝酸强。”这种看法是否正确?为什么?

[提示]从浓硝酸、稀硝酸分别与Cu反应的反应条件。剧烈程度分析。

[讲述]硝酸用途 :硝酸是一种重要的化工原料,可用于制造炸药、染料、塑料、硝酸盐等;在实验室里,它是一种重要的化学试剂。

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5.硝酸 篇五

使学生掌握的化学性质(酸性、不稳定性、氧化性);

使学生了解的用途。

能力目标:

培养学生根据的性质解释日常见到的现象、学以致用,解决各种实际问题的能力(如:常温下可用铝槽车装运浓,王水可溶解铂、金等)。

情感目标:

通过的浓度变化—量变引起质变对学生进行辩证唯物主义教育。通过课后的“阅读”和“选学”资料对学生进行发奋学习的教育和安全教育。

教材分析

在初中曾经介绍过具有酸的通性,对于的氧化性只是简单提及。本节是在初中的基础上进一步介绍的一些性质。教材从与金属反应不生成氢气引入,介绍了的两种特性—氧化性和不稳定性。

的氧化性是全章的重点内容,也是本节的教学难点。教材在处理这部分内容时从实验入手,通过引导学生观察铜与浓和稀反应时的不同现象。加深学生对氧化性的认识及对反应产物的记忆,同时也解开了学生在初中时学习实验室制氢气时不能选用的疑惑。并且还从反应中氮元素的化合价变化和电子得失,来简单分析与金属的反应,使学生理解反应的实质,同时也复习了氧化还原反应的知识。

本节教学重点:的氧化性。

本节教学难点:的氧化性。

教法建议

是在学习了浓硫酸后,再次接触到的一种强氧化性酸。因此,建议本节的教学在复习浓硫酸物理性质、特性的基础上,找出和浓硫酸性质上的相同点和不同点,以训练学生学习化学的方法。

一、的物理性质

通过学习阅读教材和观察实物和实验,归纳的性质,并引导学生与浓硫酸、浓盐酸进行比较。

二、的化学性质

1.的不稳定性

可采用如下的教学过程:

实验 结论 问题 (受热分解)

此方法通过实验培养学生分析问题和解决问题的能力。

2.的氧化性。

可先复习浓硫酸与不活泼金属铜的反应,以引导学生学习与金属的反应。通过演示[实验1—7]由实验现象引导学生分析反应产物并写出浓、稀与铜反应的化学方程式。

(1)引导学生观察实验现象①剧烈程度;②产生气体的颜色(若为敞开体系稀产生的气体在管口处变为红棕色,说明无色气体不是 。)③溶液的颜色。

(2)由实验观察引导学生分析①的还原产物及氮元素的化合价;②铜的氧化产物;③写出反应的化学方程式。

(3)师生共同归纳浓、稀的化学性质①浓、稀均具有强氧化性;②金属与反应均不产生氢气;③金属与浓反应,还原产物一般为 ;金属与稀反应,还原产物一般为NO;而金属被氧化为相应的盐。

此外,教师应指出:的氧化性强弱不应根据被还原的产物的化合价改变的大小来决定,而在根据其得电子的难易程度来决定,的浓度越大,氧化性越强。

与非金属的反应,可启发学生联想浓硫酸与碳的反应,写出与碱反应的化学方程式。对于学有余力的学生,可引导他们归纳①浓与某些非金属反应时,还原产物一般为 ;②非金属一般被氧化为最高价氧化物,若最高价氧化物易溶于水,则生成相应的含氧酸。

在介绍王水时,可结合阅读材料对学生进行德育渗透。

一、教学目标

知识目标 使学生掌握的化学性质并了解其用途。

能力目标 提高理论联系实际、学以致用的能力及类比学习的方法。

情感目标 激发学生学习兴趣,对学生进行辩证唯物主义和爱国主义教育。

二、教学重点 的不稳定性和氧化性。

三、教学难点 的氧化性。

四、实验准备 浓、稀硫酸、铜片、锌片、铁片、铝片、木炭、烧杯、试管、滴管、石棉网、铁架台(带铁圈)、酒精灯、无色透明塑料袋。

五、课时安排 1课时

六、教学方法 启发—掌握法

七、教学过程

教师活动

学生活动

【引言】三大强酸中的盐酸、硫酸我们已学过,今天来学习,除了具有酸性外,还有些我们所不了解的性质,这些我们所不熟知的性质就是这节课学习的重点。

【板书】第三节

【展示】两瓶不同浓度的(一瓶浓,

一瓶稀)。

【板书】一、的物理性质

【指导阅读】要知道“发烟”及常用浓的质量分数,并比较三大强酸的物理特性。

【投影】右边表格

【实验】一位同学上台,通过实验(闻气味,打开瓶塞观雾,与水混合放热)总结、归纳。

【分析、总结】

 

 

硫酸

盐酸

挥发性

(易)

(难)

(易)

沸点

(低)

(高)

(低)

【过渡】是一种强酸,在水中完全电离出 和 。因为有 ,所以具有酸的通性。

【板书】二、的化学性质

1.酸性

【书写】

 

【设问】从 来看,推测具有哪些性

质?

【质疑】浓硫酸能氧化Cu和C等,是否也可以?

【演示实验1-7】的氧化性。观察实验现象。推测产物,试写出反应的化学方程式,并标出电子转移方向和数目。

【讲述】Cu与浓、稀在常温下都可发生化学反应,说明具有强氧化性。

【分析、讨论、回答】

在 中,氮元素呈现其最高价态+5价,在氧化还原反应中,具有氧化性。

【观察、回答】

加浓的试管,反应剧烈,放出红棕色气体,溶液变为绿色。

加稀的试管,反应较缓慢,放出无色气体,进入空气气体变为红棕色,溶液变为蓝色。

Cu与稀反应生成了无色NO,NO遇空气后又生成了红棕色NO2。

 

【板书】2.强氧化性

【质疑】由于的浓度不同,反应产物就不同,说明了什么?

【演示Zn、Al、Fe分别与浓反应】(增加)将Zn片插入一盛有少量浓的烧杯中,有红棕色气体放出,立即拿出。再将Al片、Fe片放入浓中。观察现象。

【思考、回答】

物质的量变能引起物质的质变。

【观察、分析、回答】

无明显变化。像浓硫酸能使Al、Fe钝化一样,在常温下浓也能使之钝化。

【讲解】大多数金属(除金、铂等少数金属外)都可被氧化,由于浓度不同,被还原为NO2或NO。

【指导阅读】浓和浓盐酸按体积比1:3混合后的混合物,氧化能力极强,可溶解金和铂。阅读课本(玻尔的诺贝尔金质奖章)。

【阅读、领悟】

【演示木炭与浓反应】(增加)

在烧杯里盛10mL浓,用酒精灯加热。把一块烧红热的木炭浸入热的浓中。

【提示】观察加热浓和加入红热木炭后的现象?写出化学方程式。

【提问】这个实验说明什么?

【板书】3.不稳定性

【展示】一瓶久置而发黄的浓,为何出现这种现象?

【板书】3.不稳定性

【观察、回答】

加热浓有红棕色气体产生。

加入红热木炭后,木炭继续燃烧,同时产生大量红棕色气体。

【分析、书写】

【讨论、总结】

①进一步证明有强氧化性。

②不稳定,分解。

【分析、讨论、回答】

可能有NO2产生,并溶于中。

【启发】有 NO2生成,那么的分解产物还有什么物质?

【分析、讨论、回答】

【追问】应如何保存?

【强调】应放在棕色瓶中保存。

在中,氢元素化合价为+1价,氮元素为+5价,均为其最高价态,氧元素为-2价,又因为生成NO2,氮元素化合价降低了,只有氧元素化合价升高,因而有O2产生。

 

【回答】

隔热、隔光处。

【指导阅读】的用途

【板书】三、的用途

【阅读、归纳】

(1)化工原料

(2)化学试剂

【引导学生总结】

【小结】

的性质,强氧化性和不稳定性。

【课堂练习—投影】

1.如何洗净内壁有铜附着的试管?

2.如何贮存和运输大量的浓?

3.用以下三种途径来制取相等质量的铜:(1)铜跟浓反应;(2)铜跟稀反应;(3)铜先跟氧气反应生成氧化铜,氧化铜再跟反应。

以下叙述正确的是( )

A.三种途径所消耗铜的物质的量相等

B.三种途径所消耗的物质的量相等

C.所消耗铜的物质的量:途径(3)>途径(2)>途径(1)

D.所消耗的物质的量:途径(1)>途径(2)>途径(3)

4.在 反应中,被氧化的氮原子与被还原的氮原子的原子个数比为( )

A.3:5 B.5:5 C.5:3 D.5:8

八、板书设计

第三节

一、的物理性质

通常状况,无色有刺激性气味的气体,与水任意比互溶,易挥发。

二、的化学性质

1.酸性

2.强氧化性

3.不稳定性

三、的用途

6.硝酸化学教案设计 篇六

物理性质:

1. 纯硝酸是无色油状液体, 开盖时有烟雾, 挥发性酸.

2. m.p. -42℃, b.p. 83℃. 密度: 1.5 g/cm3, 与水任意比互溶.

3. 常见硝酸a%=63%-69.2% c=14-16mol/l. 呈棕色(分析原因) 发烟硝酸.

化学性质:

1. 强腐蚀性: 能严重损伤金属、橡胶和肌肤, 因此不得用胶塞试剂瓶盛放硝酸.

2. 不稳定性: 光或热

4hno3 =====4no2 + o2 + 2h2o

所以, 硝酸要避光保存.

3. 强酸性: 在水溶液里完全电离, 具有酸的通性.

4. 强氧化性: 浓度越大, 氧化性越强.

与金属反应:

[实验] 在两支试管里分别盛有铜片, 向两支试管理再分别加入浓硝酸和稀硝酸.

cu + 4hno3(浓) ==cu(no3)2 + 2no2 ↑+ 2h2o

3cu + 8hno3(稀) ==3cu(no3)2 + 2no↑ + 4h2o

ag + 2hno3(浓) ==agno3 + no2 ↑+h2o

3ag + 4hno3(稀) ==3agno3 + no ↑+ 2h2o

硝酸能与除金、铂、钛等外的大多数金属反应.

通常浓硝酸与金属反应时生成no2, 稀硝酸(<6mol/l)则生成no.

钝化反应: 常温下浓硝酸可使铁、铝、铬(都可呈+3价金属化合物)表面形成具有保护性的氧化膜而钝化. 而稀硝酸则与它们反应.

fe + 4hno3(稀) ==fe(no3)3 + no + 2h2o

王水: 1体积浓硝酸与3体积浓盐酸的混合溶液.可溶解金、铂.

au + hno3 + 4hcl ==haucl4 + no + 2h2o

m + hno3(12∽14mol/l) ↗no2为主.

m + hno3(6∽8mol/l) ↗no为主

m + hno3(约2mol/l)↗n2o为主, m较活泼.

m + hno3(<2mol/l) ↗nh4+为主(m活泼)

m + hno3还可能有h2产生(m活泼)

与非金属反应: 浓硝酸; 需要加热.

c + 4hno3(浓) ==co2 ↑+ 4no2↑ + 2h2o (实验演示)

h2s + 8hno3(浓) ==h2so4 + 8no2↑ + 4h2o

3h2s + 2hno3(稀) ==3s + 2no + 4h2o (冷)

so2 + 2hno3(浓) ==h2so4 + 2no2

3so2 + 2hno3(稀) + 2h2o ==3h2so4 + 2no

h2s、so2以及s2-、so32-都不能与硝酸共存.

与有机物反应: 生成硝基化合物和硝酸酯.

1. 硝酸的制法: space prefix =o />

[设问] 生成硝酸的措施有哪些? 对比优缺点.(三种)

1. 实验室制法: 微热

nano3(s) + h2so4(浓) ==nahso4 + hno3

[讨论] 1. 反应温度

2. 反应装置:

3. 收集装置:

2. 氨氧化法制硝酸:

4nh3 + 5o2 ====4no + 6h2o (氧化炉中)

2no + o2 ==2no2 (冷却器中)

3no2 + h2o =2hno3 + no (吸收塔)

4no2 + o2 + 2h2o ==4hno3 (吸收塔)

过程: (1)先将液氨蒸发, 再将氨气与过量空气混合后通入装有铂、铑合金网的氧化炉中, 在800℃左右氨很快被氧化为no. 该反应放热可使铂铑合金网(催化剂)保持赤热状态.

(2)由氧化炉里导出的no和空气混合气在冷凝器中冷却, no与o2反应生成no2.

(3) 再将no2与空气的混合气通入吸收塔. 由塔顶喷淋水, 水流在塔内填充物迂回流下. 塔底导入 的.no2和空气的混合气, 它们在填充物上迂回向上. 这样气流与液流相逆而行使接触面增大, 便于气体吸收.

7.硝酸生产工艺研究 篇七

近几年, 我国的硝酸行业趋于平稳, 供需基本稳定。硝酸的价格虽然有波动, 但基本上相对稳定。由于现在人们对环境保护越来越重视, 硝酸工业中的装置也趋于完善, 所以, 现在的发展也就集中在节能减排、提高氨利用率、降低铂耗、提高成品酸浓度等方面来降低成本, 以提高生产利润[1]。

生产硝酸的方法主要有三种, 常压法、加压法和综合法, 加压法又包括中压法和高压法, 综合法又包括常压氧化-中压吸收法和双加压法, 它们都各有各的优点[2]。

1 常压法

氨的氧化和氮氧化物的吸收均在常压下进行, 使用的设备材质有花岗岩、PVC塑料及不锈钢等, 吸收工艺有多塔流程和单塔流程。

常压法的特点是生产过程及设备比较简单, 系统压力低, 工艺操作稳定, 氨氧化率高, 原料及辅助材料消耗低, 大需要大型的转动设备;缺点是生产强度低, 设备容积大, 氧化炉和吸收塔数量多, 热能利用低, 吸收率低, 产品浓度低, 尾气中氮氧化物含量高, 易造成严重污染。需设置碱吸收尾气或用其他方法处理尾气, 布置不紧凑, 占地面积大, 基建材料及投资较多。根据国家经贸委的“工商投资领域制止重复投资目录 (第一批) ”, 常压法已被列入其中, 属自1999年8月9日公布起不许再建设的项目。

2 加压法

氨氧化和氮氧化物吸收均在加压下进行, 根据压力不同可分为中压 (0.3~0.6MPa) 与高压 (0.7~1.5MPa) 两种。

2.1 中压法

氨的氧化和氮氧化物的吸收均在0.35~0.6MPa压力下进行。这种流程始于20世纪30年代。20世纪70年代后采用这种方法的生产企业有兴平、乌拉山、大庆、川化、黑化、开化等。

此法的特点是, 设备较为紧凑, 生产强度有所提高, 不需要特种钢材的NOX压缩机, 流程比常压氧化-加压吸收法简单, 基建投资及特种钢材用量较少, 因吸收压力高, 其NO2吸收率高, 成品酸浓度高。吸收塔容积小, 能量回收率高, 缺点是生产强度仍低, 氨在加压下氧化, 氧化率略低, 铂损失大, 尾气中NOX含量略高, 仍需要处理才能达标排放。由于原料成本的降低, 氨氧化操作工艺的改进, 大型压缩机组的配套, 目前这种流程无论在数量和产量上都占一定比例。

2.2 高压法

氨氧化和NOX吸收均在0.71~1.2MPa的压力下进行。基本流程与全中压法相似。此法的特点是全过程压力均由空压机提供, 不要特种钢材的NOX压缩机, 流程简单, 设备布置紧凑, 基建投资少, 特种钢材用量少, 生产强度大, 吸收率高, 产品浓度高, 能量回收率高。缺点是氨氧化率低, 氨耗高, 铂催化装填量大, 使用周期短, 耗损亦大, 尾气中NOX含量高, 使得尾气处理费用高, 生产成本较高。针对我国目前原材料价格较高和环保要求较严的现状, 高压法投资的优势已失去。

3 综合法

氨氧化和氮氧化物吸收分别在两种不同的压力下进行, 现有两种流程, 一为常压氨氧化-加压氮氧化物吸收流程;二为双压法。

3.1 常压氧化-加压吸收流程

20世纪50年代国际上已拥有这种流程技术。该流程中氨的氧化在常压下进行, 氮氧化物的吸收在加压 (0.3~0.35MPa) 下进行。

这种流程因氨氧化在常压下进行, 可以弥补加压下氨氧化率低和铂耗高的缺点, 而加压吸收又弥补常压吸收的不足。其特点是氨氧化率高, 铂耗低, 吸收系统由于压力较高, 吸收容积的相对缩小, 吸收率高, 占地面积、基建投资、特种钢材用量均较常压少, 适用于规模不大的工厂选择。其缺点是生产强度低, 基建投资比较大, 酸浓度低, 尾气中NOX含量高, 需进行再处理, 流程较复杂。由于这种装置存在氨耗高, 电耗高和尾气排放浓度高等问题, 生产方法落后。根据国家经贸委的“工商投资领域制止重复投资目录 (第一批) ”, 常压法已被列入其中, 属自1999年8月9日公布起不许再建设的项目。

3.2 双加压法

此法氨的氧化采用中压 (0.35~0.6MPa) , NOX的吸收采用高压 (1.0~1.5MPa) 。此法吸收全中压法和高压法的优点, 并可采用比高压法更高的压力, 对工艺过程更为适用。使氨耗和铂耗均减少, 吸收率高, 吸收系统采用高压, 容积减少, 酸浓度高, 生产强度大, 经济技术指标最优化, 生产成本低, 尾气中NOX含量低, 是彻底的清洁技术, 符合国际上的排放标准, 基建投资适度, 能量回收综合利用合理, 是最具发展的流程。缺点是流程复杂, 设备制造要求高, 操作控制要求严, 管理水平要求高。

双加压法生产稀硝酸。其工艺流程方框图如图1。

4 结语

通过几种硝酸生产方法的比较, 采用双加压法生产硝酸是目前国际上生产硝酸最先进也是采用最广泛的方法。对比于其他几种方法, 双加压法采用四合一机组, 在很大程度上节省了能量的消耗。同时, 该方法在两种不同压力下氧化和吸收, 大大的提高了成品酸的浓度, 为后续生产浓硝酸节省了成本。而且该工艺通过各种循环利用系统, 使尾气中氮氧化物含量低, 提高了原料的利用率。综合各方面条件, 双加压法生产稀硝酸具有氨耗低、铂耗低、成品酸浓度高和尾气中氮氧化物含量低的优点, 体现了工艺技术先进、节能环保、生产成本低、综合技术经济指标最佳的。因此本设计采用的双加压法生产稀硝, 是一个合适的生产工艺, 且具有良好的经济效益。

摘要:硝酸是重要基本化工原料, 广泛应用于制染料、炸药、医药、塑料、氮肥、化学试剂以及用于冶金、有机合成。86%以上浓硝酸称发烟硝酸。硝酸与氨作用生成硝酸铵, 它也是一种化肥, 含氮量比硫酸铵高, 对于各种土壤都有较高的肥效。炸药和硝酸有密切的关系。最早出现的炸药是黑火药, 它的成分中含有硝酸钠 (或硝酸钾) [1]。本文就硝酸的生产工艺进行探讨。

关键词:硝酸,生产工艺,双加压法

参考文献

[1]化工百科全书 (17) [M].北京:化学工业出版社, 1998:601-607.

8.活学活用 硝酸甘油 篇八

我们在家里常备着急救盒,随时准备应对紧急状况。

此外,我们还得先学学紧急状态下怎样让硝酸甘油更好地发挥作用。

心绞痛是冠心病最常见也最凶险的症状,是心肌急剧的暂时性缺血或缺氧所引起的,常在情绪激动或剧烈运动时发生。爸妈心绞痛发作时,必须服用抗心绞痛药,常用的药物有硝酸甘油,亚硝酸异戊酯、消心痛,心得安。氨酰心安,美多心安,异搏定、心痛定,硫氮革酮,乳酸心可定、速效救心丸。

硝酸甘油是冠心病急救盒的主要成员,但是究竟怎么用,很多人都拿不准。硝酸甘油可以扩张冠状动脉和静脉血管,降低心肌的耗氧量,增加心肌的供血,从而达到止痛的作用,用于临床治疗心绞痛已有100年的历史。

硝酸甘油用要得法

坐着服

发生心绞痛时,要立即服用硝酸甘油。需要注意的是,姿势要讲究,不能躺着服,也不能站着服。医生建议最好的姿势是坐着、半躺着或者靠墙下蹲。这是因为硝酸甘油能使全身静脉扩张,静脉容量增加。站立服药时大量的血液积存在下肢,容易造成脑部血容量不足,发生体位性低血压,出现头晕,甚至昏倒。平躺着服药虽然不会发生体位性低血压,但因为回心血量增加,加重心脏负荷,也会使药效减弱。

舌下含服

心绞痛发作时应立即服用硝酸甘油,但要立即取得效果还需要讲求方法。正确的做法是:将硝酸甘油嚼碎含于舌下,注意是含在舌头下面,而不是放在口腔中或者舌头上,因为舌头表面有舌苔和角化层,很难吸收药物。如果爸妈当时口干,唾液比较少,还需要含几滴水,使药物尽快溶解,从口腔中吸收,从而迅速发挥效果。

该服别犹豫

心绞痛发作时,要及时服用硝酸甘油。在心绞痛发作时“尽量少用,能熬则熬”是非常危险的,因为每次心绞痛的发作,患者都要承受一次心脏发生意外事件的风险,如不及时含服硝酸甘油,就有可能进一步发展成心肌梗死,甚至发生猝死。开始服用硝酸甘油片时,剂量不宜过大,否则会产生副作用。一般每次含服半片或1片(0.15~0.3毫克)为好,或者遵医嘱服用,最好能配合医生找出一个最合适的量。

必要时可以再服

当含服1片硝酸甘油无效时,隔5分钟后可再服1次,可以连续应用3次,以尽可能地以适当的剂量来控制心绞痛。有些患者在含服1片硝酸甘油后,即使心绞痛未明显缓解,也不再含服硝酸甘油,这种做法也是错误的。正确的做法是:如果连续含服3次,心绞痛仍未缓解,应警惕发生心肌梗死的可能,必须立即送医院急诊。

加药有诀窍

硝酸甘油的药效持续时间较短(约为30分钟),所以,在心绞痛缓解后,应及时加服5一单硝酸异山梨酯。

单用硝酸甘油治疗心绞痛无效时,可与美托洛尔或地尔硫卓或福辛普利等药物联用。二联用药仍不能控制心绞痛时,说明冠状动脉病变比较严重,应及时做冠状动脉造影,确定是否需要做冠状动脉扩张成形或冠脉搭桥手术。

预防用长效

9.当心硝酸甘油引发尿潴留 篇九

近年来药物引起尿潴留的报道越来越多。国内资料表明,大约有73种药物可引发尿潴留,居于首位的药物就是硝酸甘油,约占全部病例的20%,因此人们在使用硝酸甘油期间应重视其可能引起尿潴留的副作用。

医学专家指出,硝酸甘油引起尿潴留主要是与其具有松弛平滑肌的作用有关。首先,硝酸甘油能够松弛膀胱逼尿肌,导致排尿无力而诱使尿潴留发生。用药时间越长,引发尿潴留的危险越大。其次是与患者病情有关,硝酸甘油若用于急性心肌梗死的治疗,因急性心肌梗死患者需要在病程初期的1—2周绝对卧床休息,而相对多数的患者并不习惯在床上排尿,再加上硝酸甘油的药物副作用,必将大大增加尿潴留的发生率。

10.硝酸与金属反应之211 篇十

一、2 个守恒

1. 原子守恒

HNO3与金属反应时, 一部分HNO3起酸的作用, 以NO3的形式存在于溶液中;另一部分作为氧化剂转化为还原产物, 这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量.

例1将3. 84 g铜粉与一定量的浓硝酸反应, 当铜粉完全作用时收集到标准状况气体2. 24 L (不考虑2NO2#image_id=53#N2O4) , 则所消耗硝酸的物质的量是 ()

(A) 0. 24 mol (B) 0. 22 mol

(C) 0. 36 mol (D) 0. 32 mol

解析: n ( Cu) = 3. 84 g/64 g·mol- 1= 0. 06 mol, 所以Cu ( NO3) 2中NO3有0. 12 mol;n (氮的氧化物) = 2. 24 L/22. 4 L·mol- 1= 0. 10 mol ( 包括NO2或NO) ;由N原子守恒可得:n ( 消耗的HNO3) = 0. 12 mol + 0. 10 mol = 0. 22 mol.

答案: (B)

例2向27. 2 g Cu和Cu2O的混合物中加入某浓度的稀硝酸0. 5 L, 固体物质完全反应, 生成NO和Cu (NO3) 2. 在所得溶液中加入1. 0 mol·L- 1的Na OH溶液1. 0 L, 此时溶液呈中性, 金属离子已完全沉淀, 沉淀质量为39. 2 g. 下列有关说法不正确的是 ()

(A) Cu与Cu2O的物质的量之比为2∶1

(B) 产生的NO在标准状况下的体积为4. 48 L

(C) 硝酸的物质的量浓度为2. 6 mol·L- 1

(D) Cu、Cu2O与硝酸反应后剩余HNO3为0. 2 mol

解析:设Cu和Cu2O的物质的量分别为x mol、y mol, 据题意有64x + 144y = 27. 2, Cu→Cu (OH) 2、Cu2O→2Cu ( OH) 2由固体质量差可得34x + 52y = 39. 2 - 27. 2, 解得:x = 0. 2、y = 0. 1, Cu与Cu2O的物质的量之比为0. 2∶0. 1 = 2∶1, 故 ( A) 项正确; ( B) 项, 因为n ( e-) = 0. 2mol×2 + 0. 1 mol×2 = 0. 6 mol, 所以n ( NO) = 0. 6 mol /3 = 0. 2 mol, 在标准状况下的体积为4. 48 L, 故正确; (C) 项, 反应后溶液中性, 溶质为Na NO3, 根据原子守恒, n (HNO3) = n ( Na NO3) + n ( NO) = 1. 0 mol + 0. 2 mol =1. 2 mol, 所以c ( HNO3) = 1. 2 mol/0. 5 L = 2. 4 mol·L- 1, 故错误; (D) 项, 根据氮原子守恒, Cu、Cu2O与硝酸反应后剩余HNO3= 1. 2 mol - n[Cu ( NO3) 2中的NO3]- n (NO) = 1. 2 mol - (0. 2mol + 0. 1 mol×2) ×2 - 0. 2mol = 0. 2 mol, 故正确.

答案: (C)

2. 电子守恒

HNO3与金属的反应属于氧化还原反应, HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金属包括金属混合物失电子的物质的量.

例3将18 g铜和铁的混合物投入200 m L稀硝酸中, 充分反应后得到标准状况下2. 24 L NO, 剩余9. 6 g金属;继续加入200 m L等浓度的稀硝酸, 金属完全溶解, 又得到标准状况下2. 24 L NO. 若向反应后溶液中加入KSCN溶液, 溶液不变红, 则下列说法正确的是 ()

(A) 原混合物中铜和铁各0. 15 mol

(B) 稀硝酸的物质的量浓度为1 mol·L- 1

(C) 第一次剩余的9. 6 g金属为铜和铁

(D) 再加入上述200 m L稀硝酸, 又得到标准状况下2. 24 LNO

解析:由全过程分析, Cu和Fe与硝酸反应后的产物为Cu2 +、Fe2 +, 设铜x mol, 铁y mol, 可得方程组:

解得x = y = 0. 15 mol, (A) 项正确, 这也与题中两阶段产生的NO在标况下体积相同均为2. 24 L的信息相吻合;由金属活动性Fe > Cu可知, 第一阶段只有Fe反应, 第2阶段只有Cu反应, 故 (C) 项错误;在求稀硝酸浓度时, 可以利用两阶段中任意一段, 如第一阶段:3Fe + 8HNO3= 3Fe ( NO3) 2+ 2NO↑ + 4H2O代入可得n ( HNO3) = 0. 4 mol, c ( HNO3) = 0. 4 mol/0. 2 L =2 mol·L- 1, 故 (B) 项错误;而3Fe2 ++ 4H++ NO3= 3Fe3 ++ NO↑+ 2H2O, 代入可计算得知NO为0. 05 mol, 故 ( D) 项错误.

答案: (A)

二、1 个关系:反应后溶液中 c (NO3- ) = c (H+) + nc (Mnn +) (其中:Mnn +代表金属离子, n 代表金属离子电荷数) .

例4 6. 4 g铜与过量的60 m L 8 mol·L- 1硝酸充分反应后, 硝酸的还原产 物有NO、NO2, 反应后溶 液中所含H+为n mol, 此时溶液中所含NO3- 的物质的量为mol (用含n的式子表达) .

解析:n (Cu) = 6. 4 g/ 64 g·mol- 1= 0. 1 mol, 由“1个关系”可得n (NO3- ) = n (H+) + 2×n (Cu2 +) = n mol + 2×0. 1 mol = (n + 0. 2) mol, 如果忽略水的电离, “1个关系”本质就是电荷守恒.

答案:n + 0. 2

三、1 个技巧:n (金属失电子) = n (金属所带正电荷) =n ( 盐中 NO3- ) = n (盐正好沉淀所需 OH-)

例5将11. 2 g Mg和Cu的混合物完全溶解于足量的硝酸中, 收集反应产生的气体X. 再向所得溶液中加入过量的Na OH溶液, 产生21. 4 g沉淀. 根据题意推断气体X的成分可能是 ()

(A) 0. 3 mol NO2

(B) 0. 2 mol NO2

(C) 0. 1 mol NO、0. 3 mol NO2

(D) 0. 6 mol NO

解析:沉淀为Mg (OH) 2、Cu (OH) 2, 则m (OH-) = 21. 4 g 11. 2 g = 10. 2 g, n ( OH-) = 10. 2 g/17 g·mol- 1= 0. 6 mol, 由“一个技巧”可知n (e-) = 0. 6 mol. (A) 项中转移n (e-) = 0. 3mol×1 = 0. 3 mol, 不符合; ( B) 项中转移n ( e-) = 0. 2 mol×1 =0. 2 mol, 不符合; ( C) 项中转移n ( e-) = 0. 1 mol×3 + 0. 3 mol×1 = 0. 6 mol, 符合; ( D) 项中转移n ( e-) = 0. 6 mol×3 = 1. 8 mol, 不符合.

答案: (C)

例61. 52 g铜镁合金 完全溶解 于50 m L密度为1. 40 g / cm3、质量分数为63% 的浓硝酸中, 得到NO2和N2O4的混合气体1120 m L ( 标准状况) , 向反应后 的溶液中 加入1. 0 mol·L- 1Na OH溶液, 当金属离子全部沉淀时, 得到2. 54 g沉淀. 下列说法不正确的是 ()

(A) 该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14. 0 mol·L- 1

(B) 该合金中铜与镁的物质的量之比是2∶1

(C) NO2和N2O4的混合气体中, NO2和N2O4的物质的量之比是1∶4

(D) 得到2. 54 g沉淀时, 加入Na OH溶液的体积是640 m L

解得x = 0. 02 mol, y = 0. 01 mol, 故 (B) 项正确;

同样方法可以确定NO2和N2O4的物质的量, 可设NO2有a mol, N2O4有b mol, 可得方程组:

解得a = 0. 04 mol, b = 0. 01 mol, 故NO2和N2O4的物质的量之比是4∶1, ( C) 项错误; 根据N元素质量 守恒, n ( Na NO3) =n ( HNO3) - n (NO2) - n (N2O4) ×2 = 0. 64 mol, 根据Na元素质量守恒, n (NaO H) = n (NaN O3) = 0. 64 mol, 即Na OH溶液的体积是640 m L, (D) 项正确.

答案: (C)

11.《硝酸与铜的反应》的说课稿 篇十一

我说课的题目是《硝酸与铜的反应》,我将从实验教学目标、实验内容设计、实验方法设计、教学过程设计、教学反思与自我评价五个角度进行说课。

一、实验教学目标知识与技能:能够解释和分析浓、稀硝酸和铜反应的实验现象,能正确写出浓、稀硝酸和铜反应的化学方程式

过程与方法:通过观察浓、稀硝酸和铜反应的实验现象并解释实验现象,讨论得出反应的产物 情感态度价值观:养成学生观察并总结实验的能力

二、实验内容设计

铜与浓、稀硝酸的反应 实验目的:认识铜与浓、稀硝酸的反应

实验原理:硝酸中氮元素为+5价因而具有强氧化性能与不活泼金属铜反应Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O

3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O

实验用品及仪器:注射器、铜片、铜丝、浓硝酸、稀硝酸、U型管、分液漏斗、玻璃导管、烧杯、铁架台

实验一:铜与浓硝酸反应 实验步骤:1、拉出注射器拉杆,向注射器中加入一片铜。 2、向小试管中加入1—2ml浓硝酸,将带止水夹的塑料导管插入小试管中液面以下。

3、打开止水夹,慢慢拉动拉杆,吸入1ml浓硝酸。

4、观察并记录实验现象。

实验二:铜与稀硝酸反应

实验步骤:1. 向U型管中注入稀硝酸,插入铜丝。拧紧橡胶塞,涂抹凡士林防止漏气。

2. 带反应一段时间后,打开分液漏斗玻璃塞,打开分液漏斗活塞。

3、关闭分液漏斗活塞,盖上玻璃塞。

实验结论:浓硝酸具有强氧化性能与铜反应生成NO2。稀硝酸具有强的氧化性能与铜反应,生成

三、实验方法设计

在第二章已经学过氧化还原反应,根据硝酸中氮元素的化合价为+5价(最高价),推断硝酸应具有较强的氧化性,此外在本章的第三节已经学过二氧化氮、一氧化氮的性质,加之学生熟知的铜离子的蓝色,因此现象明显是此实验的关键,使用注射器、U型管和分液漏斗使观察溶液颜色和NO遇到空气变红棕色更加明显。

12.硫酸硝酸工业排放标准同时发布 篇十二

《硫酸工业污染物排放标准》对硫酸生产企业(不包括冶炼烟气制酸和硫化氢制酸企业)二氧化硫、硫酸雾、颗粒物等大气污染物排放作了严格规定,其中对二氧化硫的严格限制是对企业最大的挑战。该《标准》规定,对于已经建成的硫酸企业,自2011年10月1日起至2013年9月30日止,二氧化硫排放浓度限值为860毫克/立方米,自2013年10月1日起排放浓度限值为400毫克/立方米。新建企业自2011年3月1日起执行排放浓度限值400毫克/立方米。与之前的报批稿相比,正式发布的标准中执行日期有所延迟,这给了企业更多时间进行改造。

《硝酸工业污染物排放标准》要求现有企业自2013年4月1日起、新建企业自2011年3月1日起,大气污染物中氮氧化物排放限值为300毫克/立方米,单位产品基准排气量为3400立方米/吨。《标准》对废水中的氨氮、总氨、总磷等指标也进行了具体规定。其中,氨氮和氮氧化物排放标准的亮相,与“十二五”国家增加这两项约束性指标相契合。

硫酸和硝酸工业是化工行业中较大的排放源。其中仅硫酸行业二氧化硫年排放约10万吨,占化工行业排放量的9%,我国硫酸工业每年因二氧化硫排放造成经济损失20亿元。新标准将强制规范企业的排污行为,对于促进生产工艺和污染治理技术的进步具有重要意义。此外,两标准规定了水和大气污染物特别排放限值,为部分地区未来执行更严格的排放标准提供了依据。

13.诺贝尔与硝酸甘油 篇十三

1847年冬,意大利青年化学家苏布雷罗正聚精会神地做着实验:他先在漏斗中装满浓硝酸和浓硫酸的混合液,然后逐滴滴入一大杯甘油中,边滴边搅拌。没过多久,杯中出现了一种有黏性、像浓鼻涕般的油状物,沉淀在甘油底部,硝酸甘油,就这样诞生了。

接下来就是提纯,他把所得到的黏稠物耐心地加热、浓缩。然而,还未等溶液烧干,就发出一声巨响,黏性的硝酸甘油“发火”了,苏布雷罗的手和脸都被炸得鲜血淋漓。后来他又这样连续做了几次,同样炸了个天翻地覆,苏布雷罗不敢再试。

苏布雷罗退却了,但仍然有许多化学家“前仆后继”,结果依然是一次又一次的失败,甚至更糟:有的化学家被炸伤,有的甚至被炸死……这样一来,许多化学界人士把硝酸甘油视为禁区,一提起它便“谈虎色变”。

从实验室走进兵工厂

那么,硝酸甘油会不会就此沉寂呢?不会,因为还有后来者。

一位著名的瑞典化学家便对此不以为然。强烈的爆炸不但没有吓倒他,反而让他从中看到巨大商机:如果能控制这种物质的爆炸性,生产出可控炸药,那将会得到广泛的应用,并一定会带来巨大的财富。他就是后来发明炸药致富并设立诺贝尔基金的诺贝尔。

1866年,诺贝尔利用硝酸甘油研制出代纳迈炸药(由硝酸甘油与木粉、硝石和碳酸钙混制而成),然而由于硝酸甘油化学性质极不稳定,震动、撞击或摩擦极易引起爆炸,一般不单独使用。为解决这个问题,诺贝尔发明了一种使硝酸甘油稳定的方法,至今已发展到数百种配方,但原理大同小异,都是把硝酸甘油和挥发性低的次级炸药,各类其他配料、黏结剂、填充料等混合在一起,如硝化纤维、硅藻土,等等。

硝酸甘油最终完成了从实验室走进兵工厂的艰难之途。正是这种广泛用于军工、开矿等行业的炸药,给诺贝尔带来了巨大财富,使他成了“欧洲最富有的人”(法国大文豪雨果的原话)。

从兵工厂走进制药厂

说炸药能治病,怕是令人难以置信。然而,硝酸甘油正是从兵工厂走进制药厂的,甚至在医学上发挥了更大的作用。

19世纪下半叶,诺贝尔发明的硝酸甘油炸药受到广泛欢迎,欧洲不少国家都开始工业生产。不过当时,英国一家生产硝酸甘油炸药的兵工厂却接连发生怪事:几位平时身体强壮的本厂工人,周末在家休息时却接二连三地发生猝死。死者家属怀疑是工厂生产环境差,工人吸入了有毒物质所致,便联名控告老板。警方和有关专家立即组成调查组进入工厂进行调查,结果发现,工厂车间空气中确实存在硝酸甘油尘粒。

然而,厂方也提出了疑问:硝酸甘油并不是公认的毒药,它是如何引起工人死亡的呢?再者,即使它有毒,工人的死亡又为何都发生在家中而不是工作现场呢?

随着医学专家对死者进一步尸检的发现,硝酸甘油发生了天翻地覆的变化,从“凶手”变成“良药”——

研究人员发现,原来这些工人早就患有冠心病,由于平时吸入硝酸甘油尘粒,心脏冠状血管得以扩张,使心肌供血供氧得以增加,于是病情稳定。周末在家里休息时突然发病,反而是没能及时吸入硝酸甘油尘粒而致!

这一惊人发现立即引起医药专家重视,他们从中得到了硝酸甘油能治疗冠心病的启示,硝酸甘油也很快从兵工厂走进了制药厂。直到今天,硝酸甘油仍是治疗冠心病急性发作的主药。

诺贝尔生产硝酸甘油炸药,间接促发了硝酸甘油在医学上的使用,可惜的是,他晚年却因受不了使用硝酸甘油带来的头痛,以及不相信炸药能治病,拒绝服用硝酸甘油,最终被心脏病夺去生命。

与诺贝尔的不解之缘

一百多年来,硝酸甘油始终是医生用来有效扩张冠状动脉、治疗心绞痛的首选药物,它因此拯救了无数人的生命,从另一个角度造福于人类。但是其作用的奥秘却一直未能为人们所揭示,科学家们始终在进行不懈的努力。

1977年,在美国弗吉尼亚大学,药理学家费里德·穆拉德博士对硝酸甘油及其他硝酸盐类扩张血管复合物的药理作用进行了深入研究。他终于发现,这些物质能够分解出氧化氮气体,因而能够松弛血管平滑肌。一种气体能够调节细胞的功能,这一发现使他激动不已,更感到不可思议。他推测身体许多内源性物质如激素等可能也是通过氧化氮而起作用的。但在当时,还没有实验证据支持他的想法。

差不多在同时,纽约的药理学家罗伯特·菲奇戈特博士,在研究药物对血管的作用时遇到了一个难以解释的矛盾现象:同一药物有时能引起血管收缩,但偶尔又能使血管扩张。菲奇戈特猜想这种变化可能是取决于血管内皮细胞是完整还是被损坏。

1980年,他以一个“天才”的实验证实了乙酰胆碱只有在内皮完整的情况下才能扩张血管。由此,他得出了一个推论:血管扩张是由于内皮细胞产生了一种未知的信号分子,使得血管壁平滑肌松弛。他把这种信号分子叫做内皮松弛因子。他的这一大胆假设引起了科学家极大的兴趣,他们纷纷进行实验,力求找到这种松弛因子究竟是什么。

路易斯·伊格纳罗博士,一位洛杉矶的药理学家,也参与了寻找内皮松弛因子的工作。他与菲奇戈特合作或相对独立地进行了一系列极具新意的实验分析,终于在1986年得出了结论:内皮来源的松弛因子就是氧化氮。这样,菲奇戈特提出的假设终于被证实了。

三位科学家的杰出研究结合在一起,使一种新的生物学原理第一次被发现:气体可以作为机体的信息分子而调节细胞功能,这与已知的化学递质作用机理完全不同,其意义极为重大。

三位科学家的发现,不仅弄清了硝酸甘油扩张心脏血管的机理,而且开辟了一个新研究领域。他们让人们认识到,从糖尿病到高血压,从癌症到毒瘾,从中风到肠炎,从记忆、学习障碍到败血症引起的休克,从男性阳痿到血管阻塞,从晒伤到神经性厌食,在所有这些病理过程中,氧化氮几乎都扮演着重要角色。氧化氮的研究还导致了许多新的药物的出现。如风靡全球的美国辉瑞制药公司的抗阳痿新药万艾可,便是在这一机理基础上研制的。

1998年10月10日,诺贝尔逝世纪念日。当年诺贝尔奖在瑞典斯德哥尔摩揭晓。主持诺贝尔医学奖评选的瑞典皇家卡罗林外科医学研究院宣布,当年的诺贝尔生理学与医学奖颁给三位美国科学家:罗伯特·菲奇戈特、费里德·穆拉德与路易斯·伊格纳罗,以表彰他们所发现“氧化氮作为信息分子在循环系统中的作用”。

与诺贝尔结下不解之缘的硝酸甘油,在百年之后关于它的研究又导致了造福人类的新发现,而这一发现又荣获诺贝尔奖。这正符合诺贝尔的遗嘱:“把荣誉与奖金授予做出了最有益于人类的重大发现的科学家”。

14.硝酸甘油信息介绍 篇十四

本品主要成份为硝酸甘油;

化学名称:三硝酸丙三酯。

化学结构式:

分子式:C3H5N3O9

分子量:227.09

性状

本品为白色片。

适应症

用于冠心病心绞痛的治疗及预防,也可用于降低血压或治疗充血性心力衰竭。

规格

0.5mg

用法用量

成人一次用0.25-0.5mg(半片-1片)舌下含服。每5分钟可重复1片,直至疼痛缓解。如果15分钟内总量达3片后疼痛持续存在,应立即就医。在活动或大便之前5-10分钟预防性使用,可避免诱发心绞痛。

15.优化硝酸工艺提高氨氧化率 篇十五

1 生产原理

在硝酸生产中, 氨首先在催化剂以及压力的作用下氧化成NO, 之后进一步氧化为NO2, 最后通过水将二氧化氮吸收, 从而完成硝酸生产工艺【2】。这一过程中的氧化压力、温度、氨氧浓度、铂系催化剂、氨净化程度等方面都和氨氧化率存在一定关系。

2 氨氧化率的影响因素

2.1 氧化温度

氨氧化为NO虽然在145℃就已经开始了, 但要想最大化提升一氧化氮产量, 温度必须知道达到780℃。与此同时如果温度过高, 还可能造成NO分解, 进而减少NO产量的情况, 因此氧化温度需要进行科学设计才能实现最大氨氧化率。

2.2 氧化压力

加压能够提升铂系催化剂的活性, 提升氨氧化率, 因此目前硝酸生产工艺逐步重视了关于氧化压力方面的探究。

2.3 氨氧浓度

首先混合气氧浓度的提升能够促进氧化反应, 利于二氧化氮的生成, 但不能过度提升氧浓度, 减少氨浓度, 这样同样会减少硝酸产量, 因此需要以最佳氨氧浓度比进行生产【3】。

2.4 铂网活性

铂系氧化剂因其具有较高的活性及较高的氧化率, 目前已得到广泛应用。但在实际应用中, 会存在一些问题影响其活性, 制约氧化率:原料气会带入乙炔、硫化氢等酸性气体, 同时还存在带有氧化铁、硅酸等金属氧化物的灰尘, 这些杂质都会造成铂网中毒问题, 从而影响活性, 制约氧化率。此外, 铂系催化剂上的气体分布以及构造形式也都会对氧化率起到一定影响。

2.5 原料气净化

当原料气如果净化不彻底, 则可带入化学物质及腐蚀性杂质, 造成铂网中毒, 严重影响活性, 进而影响氨氧化率【4】。杂质包括二氧化硫、三氧化二铁、氯气、二氧化硅、碳水化合物、固体颗粒等, 这些物质不但会影响原料气中的纯度, 还会使得铂系催化剂发生中毒, 因此必须充分净化原料气, 避免对氨氧化率造成影响。

3 针对氨氧化率影响因素的对策

3.1 炉温

温度升高, 氨转化率升高, 温度过高副反应增加, 铂损失增加, 温度降低, 氨转化率降低, 氨损失小。针对炉温的影响, 正常生产温度设定值在780-880℃, 优化生产时是830-850℃。

3.2 压力

在氨氧化过程中, 加压能够提升铂系催化剂的活性, 提升氨氧化率, 适当提升压力, 使吸收压力增加, 空气压力就增加, 负荷一定空气随着氨氧化压力变化, 提高氧化压力, 空气压力升高, NO压力升高, 吸收效果好对氧化反应有促进作用, 目前运行压力待查。

3.3 氧空比

氧空比如果设计的不合理, 不但不利于氨氧化率的提升, 还可能带来爆炸危险, 当氨浓度在15.5%-27%时, 就极易发生爆炸。在氨氧浓度的设计上, 应当采取科学配比, 根据国内外相关研究, 氨浓度在9.5%~11.5%左右最为适宜, 结合单位实际情况, 经综合选定最有氨空比9.6%能耗高产量低, 9.8%浓度高, 炉温高, 能耗略有下降, 危险增加, 故选9.7%作为氨浓度设计值。

3.4 铂网选型、活化、安装

本装置采用:含铂90%, 铑10%二元催化剂拉成丝, 织成网。新铂网因其活性较低所以不能直接投入生产, 应当先进行高温活化, 可用氢气火焰或是酒精灯烘烤的方式进行活化处理, 直到铂网表面呈银灰色, 可见皱纹, 且无光泽后才可使用。在活化过程中, 必须由技术人员进行活化监督, 并根据铂网丝径选择相应的活化方案。除铂网活化外, 净化程度也会影响铂网活性, 以下本文分别从空气净化、氨净化的角度分析如何避免此类问题。

3.5 原料气的净化度:

为提升氨氧化率的新技术需要将低级过滤升级为三级过滤系统, 提升过滤精度, 最大化提升净化效果, 具体设置情况如下:

本装置对空气净化采用三级干式过滤,

1级卷帘式:

2级袋式:

3级箱式:

过滤条件:颗粒直径>0.3mm,

液氨的杂质:压缩机油, 催化剂粉末, 铁锈和水等。

采用缓冲、沉降后, 通过玻璃纤维过滤。

原料中杂质多: (1) 易使催化剂中毒, 反应速度下降;

2原料浓度降低, 不利于反应进行。

4 结语

综上所述, 本文首先从硝酸的生产原理入手, 明确了氧化温度、压力、氨氧浓度、净化程度以及铂网活性等方面对氨氧化率的影响作用, 新技术工艺就以这些因素为切入点, 分别从压力、温度的控制、氨氧浓度的设计、活化铂网以及提升过滤系统的净化等级等角度提出了提升氨氧化率的技术改造方案, 希望能为相关人士提供些许参考。

摘要:硝酸生产过程中, 氨氧化率会对硝酸产量产生直接影响, 本文首先对硝酸生产原理进行概述, 明确影响氨氧化率的主要因素, 针对这些因素提出了相应的优化措施, 旨在进一步提高硝酸生产过程中的氨氧化率, 具体如下。

关键词:硝酸生产,氧化温度,氧化压力,氨氧化率

参考文献

[1]梁学博, 李雪平, 刘志辉.硝酸合成中铂催化剂的选择及有关问题探析[J].河南化工, 2012, 21:50-53.

[2]刘心强.硝酸生产中空气量的确定原则与计算[J].化肥设计, 2013, 06:7-10.

[3]刘多恩.硝酸装置氨耗高的原因分析及改进措施[J].中氮肥, 2013, 06:28-29.

16.“铜与硝酸”类型试题的解法 篇十六

一、电子守恒法

铜与硝酸的反应,由于硝酸浓度的变化,使还原产物不好判断,电子守恒法的应用可避开对产物的讨论,简单而快捷地解决问题。

例1将1.92 g铜投入到一定量的浓硝酸中,铜完全溶解,收集到672 mL气体(标准状况下)。将收集的气体倒扣在水槽中,充入一定量的氧气使气体完全溶解于水中。试计算,需要标准状况下氧气的体积。

解析硝酸的还原产物有多种可能,可能是NO2,可能是NO2与NO的混合气体,还可能更复杂,从这方面入手难度较大。从试题的整体来看,整个过程相当于铜将电子转移给了氧气。则设通入的氧气为x L,根据电子守恒可得:

1.9264×2=x22.4×4,解得x=0.336 L。

二、元素守恒法

铜与硝酸的反应,产物复杂,利用方程式进行解决,繁琐不易理解。元素守恒法可简化中间过程,直接解决问题。

例238.4 mg的铜与硝酸反应,铜全部溶解且收集到22.4 mL气体(标准状况下)。试计算,铜与硝酸反应中消耗硝酸的物质的量。

解析此题并没有明确,收集到的气体是NO2,还是NO。如果对之讨论,势必非常繁琐。可得:参加反应的硝酸n(HNO3)=n[Cu(NO3)2]×2+n(NOx),即反应消耗硝酸:n(HNO3)=0.038464×2+0.022422.4=2.2×10-3mol。

三、关系式法

关系式法是指结合方程式、电子守恒和元素守恒,将已知量和未知量之间的关系进行简化,从而顺利解决问题。

例3将4.6 g的镁、铜合金全部溶解于浓硝酸中,反应生成标准状况下4.48 L的NO2气体和0.336 L的N2O4气体,向反应后的溶液中滴入足量的NaOH溶液。

试计算,最终生成沉淀的质量。

解析由镁铜转化的终态结果。可以得到如下关系:

Mg-2e-Mg2+2OH-Mg(OH)2

Cu2e-Cu2+2OH-Cu(OH)2

由此得出:镁、铜在化合物中的化合价均为+2价,故可以设合金的物质的量为x mol,根据关系式可得:2x=4.4822.4+0.33622.4×2=0.23,根据质量守恒,m(沉淀)=m(合金)+m(OH-)=4.6+0.23×17=8.51 g。

四、离子方程式法

铜与混酸的反应中,铜虽然与稀硫酸不反应,但是稀硫酸却为铜与硝酸的反应提供了H+,故反应可利用离子方程式法进行解决。

例4在100 mL稀硝酸与稀硫酸的混合酸中,稀硝酸的物质的量浓度为0.4 mol/L,稀硫酸的物质的量浓度为0.1 mol/L,向该混合液中加入1.92 g的金属铜。试计算,充分反应后溶液中Cu2+的物质的量浓度。

解析如果利用化学方程式,稀硫酸与铜不反应,只能写出铜与稀硝酸反应的化学方程式,显然忽略了稀硫酸提供的氢离子,即NO-3在酸性条件下仍然具有硝酸的性质,与金属铜继续发生反应,直至Cu、H+和NO-3三者中有一个消耗完为止,故要利用离子方程式法,根据:

经判断,反应中H+少量,应该按H+的量进行计算,则有:n(Cu2+)=38×0.06=0.0225 mol,

c(Cu2+)=0.0225 mol0.1 L=0.225 mol/L。

五、极限讨论法

有些关于铜与硝酸的反应中,给出的数据较少,无法从相关方程式中计算出未知量。极限讨论法是指找到反应中的临界状态,对临界状态的讨论中,得出一个关于未知量的取值范围,在此范围内找到正确答案。

例5将1.92 g的铜全部溶解于硝酸中,反应生成NO、NO2和N2O4的混合气体1.12 mL(标准状况下)。则该混合气体平均相对分子质量可能为( )。

A.66 B.50 C.46 D.30

解析反应有两个临界状态,一个为最大值,一个为最小值,根据极限情况讨论分析:(1)当混合气体为NO和NO2时,有x(NO)+y(NO2)=0.05,此时M最小,根据电子守恒可得:3x(NO)+y(NO2)=0.03×2,解得:x=0.005 mol,y=0.045 mol,故

M=0.005×30+0.045×460.05=44.4 g/mol

(2)当混合气体为NO2和N2O4时,有x(NO2)+y(N2O4)=0.05,此时 最大,根据电子守恒可得:x(NO2)+2y(N2O4)=0.03×2,解得:x=0.04 mol,y=0.01 mol,故

M=0.046×46+0.01×920.05=55.2 g/mol

由此可得:混合气体的平均分子质量应该在44.4与55.2之间,正确答案为BC。

总之,“铜与硝酸”类型的试题比较灵活,需要学生在解答中,能够对其过程进行深入探究,注意电子守恒、元素守恒等方法的利用,找准方法,快速解题。

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