本节知识点:硝酸 氧化还原反应方程式的配平

硝酸是一种强酸,也是一种强氧化性酸。硝酸的应用很广泛。本节教材较全面地阐述了硝酸的化学性质以及硝酸的实验室制法和工业制法。本节是全章的重点之一。

氨的催化氧化、一氧化氮的氧化和二氧化氮的吸收,都是放热反应,教材中都以热化学反应方程式表示,这不但复习了热化学方程式的知识,同时指出在工业生产上充分利用余热,是节约能量的重要途径,强调了工业制硝酸的原理。教材还指出,二氧化氮被水吸收的反应,每次只有 2/3 体积的二氧化氮转化为硝酸,而 1/3 体积的二氧化氮转化为一氧化氮。为了充分利用一氧化氮,在氨氧化和二氧化氮吸收进行过程中使用了过量空气,并经过多次的氧化和吸收,尽可能使氮的氧化物转化为硝酸。

教好本节的关键是抓住硝酸的强氧化性这一特性。应注意,浓、稀硝酸的氧化性不同。

具体建议如下:

1 .硝酸的物理性质的教学可采取边讲边做实验,让学生观察硝酸的颜色、状态及挥发性,并闻气味,做浓硝酸溶于水的实验。将硝酸的物理性质和硫酸、浓盐酸进行比较。

2 .讲解硝酸的不稳定性时,可让学生观察并比较浓硝酸盛在棕色瓶里和无色试剂瓶里 ( 要久置 ) 的不同现象。可做演示实验,把少量浓硝酸装入试管后加热,观察发生的现象。联系已学的二氧化氮等有关知识,引导学生分析为什么盛在无色试剂瓶里的浓硝酸呈黄色,由此得出浓硝酸要盛在棕色瓶里,并应置于冷暗处的原因,使学生认识要根据物质的性质来决定保存的方法。

3 .对于金属跟硝酸的反应,要求学生掌握金属活动性顺序氢以后的金属跟浓硝酸、稀硝酸反应的情况。可结合演示实验,引导学生观察铜跟浓、稀硝酸反应时的不同现象,并从氧化还原反应的角度加以分析。还可以银、汞跟浓、稀硝酸的反应为例,让学生练习写有关的化学方程式。在这基础上帮助学生归纳出下列两点: (1) 金属跟硝酸反应,一般都不产生氢气。 (2) 不活泼金属跟硝酸反应时,如果是浓硝酸,硝酸被还原为 NO 2 ;如果是稀硝酸,硝酸被还原为 NO 。而金属被氧化生成相应的硝酸盐。

学生常错误地认为:硝酸愈稀被还原的程度愈大,说明硝酸愈稀氧化能力愈强。对此,要向学生说明,氧化性的强弱是指氧化其它元素的能力,而不是指本身被还原的程度,即不能以还原产物中氮的价态作为衡量标准。事实上硝酸愈浓,它的氧化能力愈强。

4 .讲到硝酸跟非金属反应时,建议补充红热的炭在浓硝酸里燃烧的演示实验 ( 方法见后面实验部分的介绍 ) 。要求学生认真观察实验现象,并指出除碳外,硫、磷也能被浓硝酸氧化,至于氧化的产物不要求学生掌握。对学习尚有余力、有兴趣的学生,可指导他们查阅有关的资料。

5 .硝酸的实验室制法,主要掌握反应原理,也可复习巩固有关制取挥发性酸的知识。可先让学生回忆在实验室中制取氯化氢的方法,然后提出如下问题: (1) 为什么采用浓硫酸,能否改用浓盐酸? (2) 反应条件能否采用高温?为什么?有条件的学校可演示在实验室中制取硝酸的实验。