Урок химии в 9 классе. «Окислительные свойства азотной кислоты». Цель урока: Познакомиться с особыми свойствами азотной кислоты как окислителя. Задачи: обучающие: рассмотреть окислительные свойства азотной кислоты, отметить ее особенности взаимодействия с металлами и неметаллами. Уравнивать окислительно-восстановительные реакции с участием азотной кислоты методом электронного баланса; развивающие: продолжить развитие логического мышления, умений наблюдать, анализировать и сравнивать, находить причинно-следственные связи, делать выводы, работать с алгоритмами, формировать интерес к предмету; воспитательные: формировать научное мировоззрение учащихся; научить слушать учителя и своих одноклассников, быть внимательным к себе и окружающим, вести беседу. Тип урока: изучение новой темы

Скачать:

Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Окислительные свойства азотной кислоты Учитель химии 1 квалификационной категории МБОУСОШ №4 г. Советский ХМАО-Югра Казанцева А. Г.

Цель урока: Рассмотреть окислительные свойства азотной кислоты, отметить ее особенности взаимодействия с металлами и неметаллами. Уравнивать окислительно -восстановительные реакции с участием азотной кислоты методом электронного баланса.

Составьте уравнения реакций азотной кислоты: 1 вариант с оксидом меди (II), c гидроксидом натрия 2вариант гидроксидом цинка; силикатом натрия Актуализация знаний Рассмотрите реакции с точки зрения ТЭД.

Взаимопроверка 1 вариант 2 вариант 2HNO 3 + Zn(OH) 2 = Zn(NO 3) 2 + 2H 2 O 2H + + 2NO 3 – + Zn(OH) 2 = Zn 2+ +2NO 3 – + + 2H 2 O 2H + + Zn(OH) 2 = Zn 2+ + 2H 2 O 2HNO 3 + Na 2 SiO 3 = ↓ H 2 SiO 3 + 2NaNO 3 2H + + 2NO 3 – + 2Na + + SiO 3 2 – = ↓ H 2 SiO 3 + + 2Na + + 2NO 3 – 2H + + SiO 3 2 – = ↓ H 2 SiO 3 2HNO 3 + CuO = Cu(NO 3) 2 + H 2 O 2H + + 2NO 3 – + CuO = Cu 2+ + 2NO 3 – + H 2 O 2H + + CuO = Cu 2+ + H 2 O HNO 3 + NaOH = NaNO 3 + H 2 O H + + NO 3 – + Na + + OH – = Na + + NO 3 – + H 2 O H + + OH – = H 2 O

Характерным свойством азотной кислоты является ее ярко выраженная окислительная способность. Азотная кислота-один из энергичнейших окислителей. Многие неметаллы легко окисляются ею, превращаясь в соответствующие кислоты. Концентрированная (более 60%) азотная кислота восстанавливается при этом до NO 2 , а если концентрация кислоты (15 – 20%), то до NO.

HNO 3 + С → С O 2 + H 2 O + NO 2 N +5 + 1e → N +4 1 С 0 – 4 e → С + 4 4 HNO 3 + P → H 3 PO 4 + NO 2 + H 2 O N +5 + 1e → N +4 P 0 – 5e → P +5 5 Запишем уравнение реакции и расставим коэффициенты методом электронного баланса. HNO 3 (за счет N +5) – окислитель, пр. восстановления C – восстановитель, процесс окисления HNO 3 (за счет N +5) – окислитель, пр. восстановления P – восстановитель, процесс окисления Посмотрим опыт 1 Взаимодействие азотной кислоты с углеродом Посмотрим опыт 2 Взаимодействие азотной кислоты с фосфором Запишем уравнение реакции и расставим коэффициенты методом электронного баланса. 4 4 1 4 2 4 1 5 5 1 5 5

Азотная кислота взаимодействует почти со всеми металлами, в том числе стоящими в ряду активности после Н. Глубина восстановления азота в таких реакциях зависит от концентрации кислоты, от активности металла, от температуры. Понижение температуры способствует более глубокому восстановлению азота. Водород в реакциях кислоты с металлами не выделяется потому, что азотная кислота проявляет свои окислительные свойства не за счет Н + , а за счет N +5 . Концентрированная холодная азотная кислота пассивирует металлы: Al, Fe, Be, Cr, Ni, Pb и другие (за счет образования плотной оксидной пленки). При нагревании и при разбавлении азотной кислоты данные металлы в ней растворяются

Активные металлы Li Na ……. Zn Металлы средней активности Cr ……….. Sn Металлы малоактивные и неактивные Pb …........... Ag Благородные металлы Au Pt Os Ir Конц HNO 3 Раз HNO 3 очень раз HNO 3 Конц HNO 3 Раз HNO 3 очень Раз HNO 3 Конц HNO 3 Раз HNO 3 Раств. только в царской водке-смеси 3об. HCl B 1 об. HNO 3 NO NO 2 N 2 O или N 2 , NO 2 NH3 NH 4 NO 3 Не реагируют NO 2 , NO,N 2 ONH 3 NO 2 , NO, N 2 O, NH 3 NO 2 NO концентрированная HNO3 >60% разбавленная HNO 3 = 30-60% очень разбавленная HNO 3

1) HN +5 O 3 (конц.) + Cu 0 = Cu +2 (NO 3) 2 + N +4 O 2 + H 2 O 2 2 N +5 + 1e → N +4 Cu 0 – 2e → Cu +2 2) HN +5 O 3 (разб.) + Cu 0 = Cu +2 (NO 3) 2 + N +2 O + H 2 O 3 3 4 2 8 N +5 + 3e → N +2 Cu 0 – 2e → Cu +2 окислитель (процесс восстановления) Восстановитель (процесс окисления) 4 Посмотрим опыт 3 «Взаимодействие азотной кислоты с некоторыми металлами» Запишем уравнения этих реакций. 1 2 2 2 1 3 2 6 2 3 окислитель (процесс восстановления) востановитель (процесс окисления)

1) HN +5 O 3 (конц.) + Zn 0 = Zn +2 (NO 3) 2 + N +4 O 2 + H 2 O 2 2 N +5 + 1e → N +4 2) HN +5 O 3 (разб.) + Zn 0 = Zn +2 (NO 3) 2 + N -3 H 3 + H 2 O 4 4 3 9 N +5 + 3e → N +2 окислитель (процесс восстановления) восстановитель (процесс окисления) 4 окислитель (процесс восстановления) восстановитель (процесс окисления) Zn 0 – 2e → Zn +2 1 2 2 2 1 Zn 0 – 2e → Zn +2 3 2 6 2 3

Азотная кислота окисляет многие органические вещества. При попадании ее на кожу на ней появляются ожоги, а в легком случае - желтые пятна. Поэтому не следует допускать попадания кислоты на кожу или одежду, так как ткани тоже разрушаются под ее действием. Вдыхание паров азотной кислоты приводит к отравлению.

Закрепление изученного материала Взаимодействие азотной кислоты с металлами Работа с тренажером

Домашнее задание § 19 (с. 54-56), упр. 4,5,7 (с. 59). Составить и уравнять при помощи электронного баланса 3 реакции взаимодействия азотной кислоты с металлами

Молодцы! Спасибо за работу

Литература: Химия 9 класс, Рудзитис Г.Е, Фельдман Ф.Г, изд. Просвещение 20012 г Окислительно – восстановительные реакции. Хомченко Г. П, Севастьянова К.И изд. Просвещение 2012 г А.Г. Кульман. Общая химия, Москва-1989. Интернет ресурсы: http://school-collection.edu.ru http://fcior.edu.ru

Азотная кислота и её соли

Подготовила учитель химии КОУ ВО «ЦЛПДО» Саврасова М.И.

Вспомните!

• Какие степени окисления проявляет азот в своих оксидах?
• Какие окислы азота вы знаете?
• Расскажите о N2O, NO, NO2?
• Какое из этих соединений азота наиболее важное с точки зрения хозяйственного производственного значения?

• Изучение свойств азотной кислоты,
• Её значения в хозяйственной деятельности человека.

Строение молекулы

HNO3 – молекулярная формула

Физические свойства азотной кислоты

• Рассмотрите выданные вам образцы азотной кислоты.
• Проверьте цвет, прозрачность, растворимость в воде. Запишите наблюдения в тетрадь.

Химические свойства азотной кислоты

• Очень сильная кислота
• В водном растворе диссоциирует:
• Н NO3 ↔NO3 + H
• Взаимодействует:
• С металлами
• Cu +4HNO3 = Cu(NO3)2 +2NO2 +2H2O
• С оксидами металлов:
• CuO + 2HNO3= Cu(NO3)2 +H2O
• С гидроксидами металлов
• Cu(OH)2 + 2HNO3 = Cu(NO3)2 + 2H2O

Особые свойства

• Cu +4HNO3 = Cu(NO3)2 +2NO2 +2H2O
• При нагревании выделяется бурый газ, он ядовит для человека.

Качественная реакция на нитрат ионы

Производство азотной кислоты

• Окисление азота воздуха.
• Доокисление оксида азота+2 в оксид азота +4
• Получение азотной кислоты.

Составьте уравнения соответствующих реакций.

Применение азотной кислоты

Взрывчатые вещества

Лекарства

Азотная кислота

Искусственные волокна

Красители

Удобрения

Нитраты

• NaNO3
• NH4NO3
• Ca (NO3)2
• Соли азотной кислоты называются ещё селитрами. Они применяются при производстве спичек, пороха, удобрений.

Закрепление

• 2KNO3 →2KNO2 +O2
• Качественная реакция на нитраты.
• Решите правильно или неправильно предложенное Вам выссказывание:
• 1. Азотная кислота тяжёлая плохо растворимая в воде жидкость.
• 2.Азотная кислота жёлтоватая жидкость хорошо растворимая в воде.

Закрепление

• 3. Азотная кислота образует соли – нитриты.
• 4. Азотная кислота образует соли- нитраты.
• 5. В азотной кислоте азот +5.
• 6. В азотной кислоте азот +4.
• 7.Азотная кислота не реагирует с металлами после водорода.

Закрепление

8. Азотная кислота не реагирует с любыми металлами.

9. Азотная кислота реагирует с оксидами металлов.

10. Азотная кислота реагирует с основаниями.

11.Азотная кислота реагирует с солями.

12. Азотную кислоту можно обнаружить по реакции её с медью.

13. Азотную кислоту можно узнать по взаимодействию её с углём.

Проверьте свои знания:

• Правильные ответы:
• 1,4,5, 9,10,11,12.

Домашнее задание

§29 упражнения 1-4

Физические и физико-химические свойства Молекула имеет плоскую структуру (длины связей в нм): азот в азотной кислоте четырёхвалентен, степень окисления +5. азотная кислота - бесцветная, дымящая на воздухе жидкость, концентрированная азотная кислота обычно окрашена в желтый цвет, (высококонцентрированная HNO3 имеет обычно бурую окраску вследствие происходящего на свету процесса разложения: 4HNO3 == 4NO2  + 2H2O + O2 ) температура плавления -41,59°С, кипения +82,6°С с частичным разложением. растворимость азотной кислоты в воде неограничена. В водных растворах она практически полностью диссоциирует на ионы. С водой образует азеотропную смесь.

Химические свойства При нагревании азотная кислота распадается по той же реакции. 4HNO3 == 4NO2  + 2H2O + O2 ) HNO3 как сильная одноосновная кислота взаимодействует: а) с основными и амфотерными оксидами: CuO + 2HNO3 = Cu(NO3)2 + H2O ZnO + 2HNO3 = Zn(NO3)2 + H2O б) с основаниями: KOH + HNO3 = KNO3 + H2O в) вытесняет слабые кислоты из их солей: CaCO3 + 2HNO3 = Ca(NO3)2 + H2O + CO2  При кипении или под действием света азотная кислота частично разлагается: 4HNO3 = 4NO2  + O2  + 2H2O

Азотная кислота в любой концентрации проявляет свойства кислоты-окислителя, при этом азот восстанавливается до степени окисления от +4 до -3. Глубина восстановления зависит в первую очередь от природы восстановителя и от концентрации азотной кислоты. Азотная кислота в любой концентрации проявляет свойства кислоты-окислителя, при этом азот восстанавливается до степени окисления от +4 до -3. Глубина восстановления зависит в первую очередь от природы восстановителя и от концентрации азотной кислоты. Как кислота-окислитель, HNO3 взаимодействует: а) с металлами, стоящими в ряду напряжений правее водорода: Концентрированная HNO3 Cu + 4HNO3(60%) = Cu(NO3)2 + 2NO2  + 2H2O Разбавленная HNO3 3Cu + 8HNO3(30%) = 3Cu(NO3)2 + 2NO  + 4H2O б) с металлами, стоящими в ряду напряжений левее водорода: Zn + 4HNO3(60%) = Zn(NO3)2 + 2NO2  + 2H2O 3Zn + 8HNO3(30%) = 3Zn(NO3)2 + 2NO  + 4H2O 4Zn + 10HNO3(20%) = 4Zn(NO3) 2 + N2O  + 5H2O 5Zn + 12HNO3 = 5Zn(NO3) 2 + N2  + 6H2O д 4Zn + 10HNO3(3%) = 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O Все приведенные выше уравнения отражают только доминирующий ход реакции. Это означает, что в данных условиях продуктов данной реакции больше, чем продуктов других реакций, например, при взаимодействии цинка с азотной кислотой (массовая доля азотной кислоты в растворе 0,3) в продуктах будет содержаться больше всего NO, но также будут содержаться (только в меньших количествах) и NO2, N2O, N2 и NH4NO3.

Нитраты HNO3 - сильная кислота. Её соли - нитраты - получают действием HNO3 на металлы, оксиды, гидроксиды или карбонаты. Все нитраты хорошо растворимы в воде. Соли азотной кислоты - нитраты - при нагревании необратимо разлагаются, продукты разложения определяются катионом: а) нитраты металлов, стоящих в ряду напряжений левее магния: 2NaNO3 = 2NaNO2 + O2 б) нитраты металлов, расположенных в ряду напряжений между магнием и медью: 4Al(NO3)3 = 2Al2O3 + 12NO2 + 3O2 в) нитраты металлов, расположенных в ряду напряжений правее ртути: 2AgNO3 = 2Ag + 2NO2 + O2 г) нитрат аммония: NH4NO3 = N2O + 2H2O Нитраты в водных растворах практически не проявляют окислительных свойств, но при высокой температуре в твердом состоянии нитраты - сильные окислители, например: Fe + 3KNO3 + 2KOH = K2FeO4 + 3KNO2 + H2O - при сплавлении твердых веществ.

Соли азотной кислоты - нитраты - широко используются как удобрения. При этом практически все нитраты хорошо растворимы в воде, поэтому в виде минералов их в природе чрезвычайно мало; исключение составляют чилийская (натриевая) селитра и индийская селитра (нитрат калия). Большинство нитратов получают искусственно. С азотной кислотой не реагируют стекло, фторопласт-4.

Производство азотной кислоты Промышленное производство. Современный способ её производства основан на каталитическом окислении синтетического аммиака на платино-родиевых катализаторах до смеси оксидов азота, с дальнейшим поглощением их водой Промышленный способ получения HNO3 состоит из следующих основных стадий: 1. окисления аммиaка в NO в присутствии платино-родиевого катализатора: 4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O 2. окисления NO в NO2 на холоду под давлением (10 ат, 1 МПа): 2NO + O2 = 2NO2 3. поглощения NO2 водой в присутствии кислорода: 4NO2 + 2H2O + O2= 4HNO3 Массовая доля HNO3 в получаемом растворе составляет около 0,6. Изредка применяемый дуговой способ получения азотной кислоты отличается только первой стадией, которая состоит в пропускании воздуха через пламя электрической дуги: N2 + O2 = 2NO

Впервые азотную кислоту получили алхимики, нагревая смесь селитры и железного купороса: Впервые азотную кислоту получили алхимики, нагревая смесь селитры и железного купороса: 4KNO3 + 2(FeSO4 · 7H2O) (t°) → Fe2O3 + 2K2SO4 + 2HNO3 + NO2 + 13H2O Чистую азотную кислоту получил впервые Иоганн Рудольф Глаубер, действуя на селитру концентрированной серной кислотой: KNO3 + H2SO4(конц.) (t°) → KHSO4 + HNO3 Дальнейшей дистилляцией может быть получена т. н. «дымящая азотная кислота», практически не содержащая воды.

- Это вещество было описано арабским химиком в VIII веке Джабиром ибн Хайяном (Гебер) в его труде «Ямщик мудрости», а с ХV века это вещество добывалось для производственных целей. - Благодаря этому веществу русский учёный В.Ф. Петрушевский в 1866 году впервые получил динамит. - Это вещество – прародитель большинства взрывчатых веществ (например, тротила, или тола). - Это вещество является компонентом ракетного топлива, его использовали для двигателя первого в мире советского реактивного самолёта БИ – 1. - Это вещество в смеси с соляной кислотой растворяет платину и золото, признанное «царём» металлов. Сама смесь, состоящая из 1-ого объёма этого вещества и 3-ёх объёмов соляной кислоты, называется «царской водкой».

Работа может использоваться для проведения уроков и докладов по предмету "Химия"

Готовые презентации по химии включают в себя слайды, которые учителя могут использовать на уроках химии для для изучения химических свойств веществ в интерактивной форме. Представленные презентации по химии помогут учителям в учебном процессе. На нашем сайте Вы можете скачать готовые презентации по химии для 7,8,9,10,11 класса.

Азотная кислота.

Выполнила: учитель химии и биологии

Муравьева Нина Ивановна

• Оксиды азота
• Строение молекулы азотной кислоты.
• Получение азотной кислоты
• Физические свойства.
• Свойства нитратов.
• Лабораторный эксперимент
• Применение азотной кислоты и нитратов

Оксиды азота

Таблица

Сопоставление оксидов азота, кислот и солей

Вспомните и напишите формулы оксидов азота. Какие оксиды называются солеобразующими, какие – несолеобразующими? Почему?

Строение молекулы азотной кислоты.

Структурная формула азотной кислоты

Получение азотной кислоты

В лаборатории NaNO 3 (ТВ.) +H 2 SO 4 (КОНЦ) →NaHSO 4 + HNO 3

В промышлености

4NH 3 + 5O 2 →4NO + 6H 2 O + Q

2NO + O 2 → 2NO 2 (при охлаждении)

4NO 2 + O 2 + 2H 2 O ↔ 4HNO 3 + Q

Получение азотной кислоты окис­лением аммиака кис­лородом воздуха.

Аммиачно-воздушная смесь

Схема полу­чения азотной кислоты в промышленности

2 NO2+O2 →2NO2

3NO2+H2O →2HNO 3 +NO

катализатор

Контактный аппарат

Окислительная башня

Поглотительная башня

Контактный аппарат

Аммиачно-воздушная

Катализатор

Нитрозные газы

Физические свойства

Чистая азотная кислота - бесцветная дымящаяся жидкость с резким раздражающим запахом Концентрированная азотная кислота обычно окрашен в желтый цвет. Такой цвет придает ей оксид азота (IV), который образуется вследствие частичного разложения азотной кислоты и растворяется в ней.

• Азотная кислота является сильным окислителем, концентрированная азотная кислота окисляет серу до серной, а фосфор - до фосфорной кислот, некоторые органические соединения (например амины и гидразины,скипидар)самовоспламеняются при контакте с концентрированной азотной кислотой.

Свойства нитратов

Me находится левее Mg

МеNО 2 + О 2 ↓

Me находится между Mg и Сu

МеО + NO 2 + О 2

Me находятся правее Сu

Ме + NO 2 + О 2

• В пробирку с концентрированной азотной кислотой осторожно добавляйте несколько тонких кусочков медной проволоки. Реакция идёт без нагревания, учащиеся наблюдают изменение цвета раствора и выделение красно-бурого газа NO2

Проверь себя

Cu + HNO 3 (КОНЦ.) = Сu(NO 3 ) 2 + NO 2 + H 2 O

• В пробирку с разбавленной азотной кислотой осторожно добавляйте несколько тонких кусочков медной проволоки. Реакция идёт при нагревании. Наблюдайте изменение цвета раствора и выделение бесцветного газа NO
• Составьте уравнение происходящей реакции

Проверьте себя

Cu + HNO3 (разб.) = Cu(NO3)2 + NO + H2O

Cu 0 – 2e = Cu +1 3 восстановитель окисляется

N +5 + 3e = N +2 2 окислитель восстанавливается

3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O

Применение азотной кислоты и нитратов

ЛЕКАРСТВА

КРАСИТЕЛИ

КОЛЛОДИЙ

ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА

ФОТОПЛЕН-КИ

ЦАРСКАЯ ВОДКА

МИНЕРАЛЬНЫЕ УДОБРЕНИЯ

• Почему степень окисления азота в азотной кислоте +5, а валентность четыре?
• С какими металлами азотная кислота не вступает в реакцию?
• Вам нужно распознать соляную и азотную кислоты, на столе три металла – медь, алюминий и железо. Как вы поступите и почему?