План-конспект урока по химии "азотная кислота".
Азотная кислота: свойства и реакции,
лежащие в основе производства
9 класс
Цели. Повторить классификацию и свойства оксидов азота, а также общие свойства азотной кислоты в свете теории электролитической диссоциации (ТЭД). Познакомить учащихся с окислительными свойствами азотной кислоты на примере взаимодействия разбавленной и концентрированной кислоты с металлами. Дать понятие о способах получения азотной кислоты и областях ее применения.
Оборудование. На каждом столе перед учащимися план урока, схема взаимодействия азотной кислоты с металлами, набор реактивов, тесты для закрепления изученного материала.
П л а н у р о к а
Оксиды азота.
Состав и строение молекулы азотной кислоты.
Физические свойства азотной кислоты.
Химические свойства азотной кислоты.
Получение азотной кислоты.
Применение азотной кислоты.
Закрепление материала (тест по вариантам).
ХОД УРОКА
Оксиды азота
Учитель. Вспомните и напишите формулы оксидов азота. Какие оксиды называются солеобразующими, какие – несолеобразующими? Почему?
Ученики самостоятельно записывают формулы пяти оксидов азота, называют их, вспоминают азотсодержащие кислородные кислоты и устанавливают соответствие между оксидами и кислотами. Один из учеников записывает на доске (таблица).
Таблица
Сопоставление оксидов азота, кислот и солей
Демонстрационный опыт:
взаимодействие оксида азота(IV) с водой
Учитель. В сосуд с NO 2 приливаем немного воды и взбалтываем содержимое, затем испытываем полученный раствор лакмусом.
Что наблюдаем? Раствор краснеет из-за образовавшихся двух кислот.
2NO 2 + H 2 O = HNO 2 + HNO 3 .
Степень окисления азота в NO 2 равна +4, т.е. она является промежуточной между +3 и +5, которые в растворе более устойчивы, поэтому оксиду азота(IV) соответствуют сразу две кислоты – азотистая и азотная.
Состав и строение молекулы
Учитель. На доске запишите молекулярную формулу азотной кислоты, вычислите ее молекулярную массу и отметьте степени окисления элементов. Составьте структурную и электронную формулы.
Ученики составляют следующие формулы (рис. 1).
Рис. 1. Неверные структурная и электронная формулы азотной кислоты
Учитель. Согласно этим формулам вокруг азота вращается десять электронов, но этого не может быть, т.к. азот находится во втором периоде и максимально на внешнем слое у него может быть только восемь электронов. Это противоречие устраняется, если предположить, что между атомом азота и одним из атомов кислорода образуется ковалентная связь по донорно-акцепторному механизму (рис. 2).
Рис. 2. Электронная формула азотной кислоты.
Электроны атома азота обозначены черными точками
Тогда структурную формулу азотной кислоты можно было бы изобразить так (рис. 3):
Рис. 3. Структурная формула азотной кислоты
(донорно-акцепторная связь показана стрелкой)
Однако опытным путем доказано, что двойная связь равномерно распределена между двумя атомами кислорода. Степень окисления азота в азотной кислоте равна +5, а валентность (обратите внимание) равна четырем, ибо имеются только четыре общие электронные пары.
Физические свойства азотной кислоты
Учитель. Перед вами флаконы с разбавленной и концентрированной азотной кислотой. Опишите физические свойства, которые вы наблюдаете .
Ученики описывают азотную кислоту как жидкость тяжелее воды, желтоватого цвета, с резким запахом. Раствор азотной кислоты без цвета и без запаха.
Учитель. Я добавлю, что температура кипения азотной кислоты +83 °С, температура замерзания –41 °С, т.е. при обычных условиях это жидкость. Резкий запах и то, что при хранении она желтеет, объясняется тем, что концентрированная кислота малоустойчива и под действием света или при нагревании частично разлагается.
Химические свойства кислоты
Учитель. Вспомните, с какими веществами взаимодействуют кислоты? (Учащиеся называют.)
Перед вами реактивы, проделайте перечисленные реакции * и запишите свои наблюдения (реакции записывать надо в свете ТЭД).
А теперь обратимся к специфическим свойствам азотной кислоты.
Мы отметили, что кислота при хранении желтеет, теперь докажем это химической реакцией:
4HNO 3 = 2H 2 O + 4NO 2 + O 2 .
(Учащиеся самостоятельно записывают электронный баланс реакции.)
Выделяющийся «бурый газ» (NO 2) окрашивает кислоту.
Особо ведет себя эта кислота по отношению к металлам. Вы знаете, что металлы вытесняют водород из растворов кислот, но при взаимодействии с азотной кислотой этого не происходит.
Посмотрите на схему у вас на парте (рис. 4), где показано, какие газы выделяются при реакции кислоты различной концентрации с металлами. (Работа со схемой.)
Рис. 4. Схема взаимодействия азотной кислоты с металлами
Демонстрационный опыт:
взаимодействие концентрированной азотной кислоты с медью
Очень эффективна демонстрация реакции азотной кислоты (конц.) с порошком меди или мелко нарезанными кусочками медной проволоки:
Учащиеся самостоятельно записывают электронный баланс реакции:
Получение кислоты
Учитель. Урок будет неполным, если мы не рассмотрим вопрос получения азотной кислоты.
Лабораторный способ: действие концентрированной серной кислоты на нитраты (рис. 5).
NaNO 3 + H 2 SO 4 = NaHSO 4 + HNO 3 .
В промышленности кислоту в основном получают аммиачным способом.
Рис. 5. Для получения азотной кислоты в лаборатории до сих пор
удобно использовать старинную химическую посуду – реторту
Способ получения кислоты из азота и кислорода при температуре свыше 2000 °С (электродуговой) особого распространения не получил.
В России история получения азотной кислоты связана с именем химика-технолога Ивана Ивановича Андреева (1880–1919).
Он в 1915 г. создал первую установку по производству кислоты из аммиака и реализовал разработанный способ в заводском масштабе в 1917 г. Первый завод был построен в Донецке.
Этот метод включает несколько этапов.
1)Подготовка аммиачно-воздушной смеси.
2)Окисление аммиака кислородом воздуха на платиновой сетке:
4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 O.
3) Дальнейшее окисление оксида азота(II) до оксида азота(IV):
2NO + O 2 = 2NO 2 .
4) Растворение оксида азота(IV) в воде и получение кислоты:
3NO 2 + H 2 O = 2HNO 3 + NO.
Если растворение проводить в присутствии кислорода, то весь оксид азота(IV) переходит в азотную кислоту.
5) Заключительный этап получения азотной кислоты – очистка газов, выходящих в атмосферу, от оксидов азота. Состав этих газов: до 98% азота, 2–5% кислорода и 0,02–0,15% оксидов азота. (Азот изначально был в воздухе, взятом для окисления аммиака.) Если оксидов азота в этих отходящих газах больше 0,02%, то специально проводят каталитическое восстановление их до азота, потому что даже такие малые количества этих оксидов приводят к большим экологическим проблемам.
После всего сказанного возникает вопрос: а зачем нам нужна кислота?
Применение кислоты
Учитель. Азотную кислоту используют для производства: азотных удобрений, и в первую очередь аммиачной селитры (как ее получают?); взрывчатых веществ (почему?); красителей; нитратов, о которых речь пойдет на следующем уроке.
Закрепление материала
Фронтальный опрос класса
– 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?
Тест
В а р и а н т 1
1. Какой ряд чисел соответствует распределению электронов по энергетическим уровням в атоме азота?
1) 2, 8, 1; 2) 2, 8, 2; 3) 2, 4; 4) 2, 5.
2. Закончите уравнения практически осуществимых реакций:
1) HNO 3 (разб.) + Cu… ;
2) Zn + HNO 3 (конц.) … ;
3) HNO 3 + MgCO 3 … ;
4) CuO + KNO 3 … .
3. Укажите, какое уравнение иллюстрирует одну из стадий процесса промышленного производства азотной кислоты.
1) 4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 O;
2) 5HNO 3 + 3P + 2H 2 O = 3H 3 PO 4 + 5NO;
3) N 2 + O 2 = 2NO.
4. Отрицательная степень окисления проявляется азотом в соединении:
1) N 2 O; 2) NO; 3) NO 2 ; 4) Na 3 N.
5. Взаимодействие медной стружки с концентрированной азотной кислотой приводит к образованию:
1) NO 2 ; 2) NO; 3) N 2 ; 4) NH 3 .
В а р и а н т 2
1. Значение высшей валентности азота равно:
1) 1; 2) 2; 3) 5; 4) 4.
2. Запишите возможное взаимодействие концентрированной азотной кислоты со следующими металлами: натрий, алюминий, цинк, железо, хром.
3. Выберите вещества, являющиеся сырьем для производства азотной кислоты:
1) азот и водород;
2) аммиак, воздух и вода;
3) нитраты.
4. Концентрированная азотная кислота не реагирует с:
1) углекислым газом;
2) соляной кислотой;
3) углеродом;
4) гидроксидом бария.
5. При взаимодействии очень разбавленной кислоты с магнием образуется:
1) NO 2 ; 2) NO; 3) N 2 O; 4) NH 4 NO 3 .
| Ответы на тесты В а р и а н т 1. 1 – 4; 1) 8HNO 3 (разб.) + 3Cu = 3Cu(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O; 2) Zn + 4HNO 3 (конц.) = Zn(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O; 3) 2HNO 3 + MgCO 3 = Mg(NO 3) 2 + CO 2 + H 2 O; 3 – 1; 4 – 4; 5 – 1. В а р и а н т 2. 1 – 4; Na + 2HNO 3 (конц.) = NaNO 3 + NO 2 + H 2 O, Zn + 4HNO 3 (конц.) = Zn(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O; 3 – 2; 4 – 1; 5 – 4. |
* Например, можно предложить ребятам проделать следующие лабораторные опыты.
1) В пробирку с раствором азотной кислоты добавьте лакмус и постепенно добавляйте раствор гидроксида натрия. Наблюдения запишите.
2) Положите в пробирку немного мела, добавьте разбавленную азотную кислоту.
3) Положите в пробирку немного оксида меди(II), добавьте разбавленную азотную кислоту. Какого цвета раствор? Зажмите пробирку в держателе и погрейте. Как изменяется цвет раствора? О чем говорит изменение цвета? – Прим. ред .
Цель урока: продолжить формирование у учащихся понятия «кислота» на примере азотной кислоты; создать условия для выявления общих и специфических свойств азотной кислоты посредством решения экспериментальных задач.
Формируемые УУД:
Личностные:
Самоопределение – повысить мотивацию учащихся через ученический химический эксперимент;
Смыслообразование – способствовать проявлению интереса к новому; умение использовать имеющиеся знания и личный опыт при изучении физико-химических свойств и областях применения азотной кислоты;
Коммуникативные – умение планировать парную и групповую работу на уроке; умение слушать и понимать речь учителя, одноклассников, обмениваться мнениями при работе;
Познавательные – формулировать цели урока; устанавливать причинно-следственные связи при изучении химических свойств азотной кислоты; выдвигать гипотезу и доказывать ее посредством химического эксперимента; строить логическую цепь рассуждений при изучении прмышленного способа получения азотной кислоты;
Регулятивные – принимать и сохранять учебную задачу; адекватно воспринимать оценочную информацию со стороны одноклассников и учителя по поводу правильности ответов; развивать волевую регуляцию.
Задачи урока:
Образовательные:
Расширить и привести в систему знания о свойствах азотной кислоты;
Продолжить совершенствование умений составлять уравнения химических реакций, электронного баланса в окислительно-восстановительных реакциях и написания полных и сокращенных ионных уравнений реакций.
Развивающие:
Продолжить формирование навыков самостоятельной работы учащихся;
Развитие умений сравнивать, делать выводы, читать схемы;
Воспитательные:
Продолжить формирование культуры работы с реактивами;
Развитие экологического мышления;
Воспитывать сотрудничество;
Способствовать развитию грамотной химической речи.
Тип урока: урок усвоения новых знаний.
Методы обучения: частично-поисковый, исследовательский, репродуктивный; словесный (рассказ, эвристическая беседа); наглядные (презентация, видео опыт); работа с книгой.
Формы работы: фронтальная, работа в парах, групповая, индивидуальная.
Вещества: растворы азотной кислоты, гидроксида натрия, карбоната натрия, сульфата меди (II), фенолфталеин, оксид меди (II)
Ход урока
Здравствуйте ребята. Присаживайтесь. Я рада видеть вас в этот прекрасный солнечный, немного морозный денек. Посмотрите друг на друга, улыбнитесь, повернитесь к нашим гостям и поприветствуйте их своими улыбками и пожелаем друг другу удачи, рабочего настроения, азартного поиска ответов на все интересующие вас вопросы. И я уверена, что все у нас сегодня на уроке получится.
II. Мотивационно-целевой этап.
Ребята, сегодня утром я обнаружила странное письмо, содержание которого нам необходимо расшифровать.
Вопрос: Монах - алхимик Бонавентура в 1270 году в поисках универсального растворителя «алкагеста» решил нагреть смесь железного купороса с селитрой. Сосуд, в котором была смесь, вскоре наполнился красно-бурым «дымом». Монах в изумлении застыл, затем убрал огонь и увидел, как в колбу - приёмник стала капать желтоватая жидкость. Она действовала на все металлы, даже на серебро и ртуть. Алхимики думали, что сидящий в жидкости рыжий дым является демоном, управляющим одной из стихий природы – водой. Поэтому жидковатую жидкость называли «крепкой водкой». Это название сохранилось до времен М. В. Ломоносова. Как сейчас называют это вещество?
Учащиеся: Азотная кислота.
Значит, какая сегодня тема урока?
Учащиеся: азотная кислота.
Запишем тему урока в тетрадь. Сегодня 5 февраля, тема урока азотная кислота. (СЛАЙД 1)
А какова формула азотной кислоты?
А чтобы вы хотели сегодня узнать на уроке? (ответы учащихся)
Да ребята, сегодня на уроке мы с вами узнаем, какими физическими и химическими свойствами обладает азотная кислота, как ее получают и где применяют.
III. Организационно-деятельный этап.
Но для начала нам необходимо повторить некоторые моменты, касающиеся характеристики кислоты. (СЛАЙД 2).
ФРОНТАЛЬНАЯ РАБОТА С КЛАССОМ.
А какие физические свойства азотной кислоты вы можете перечислить? (ответы учащихся).
Верно ребята, азотная кислота это бесцветная жидкость с резким раздражающим запахом. Кипит при температуре 860С, с водой смешивается в любых соотношениях. Концентрированная азотная кислота дымящая, разлагается на свету. Обратите внимание на уравнение реакции, запишите его. А дымящей ее называют потому, что пары ее образуют с влагой воздуха мелкие капельки тумана. (СЛАЙД 3)
Ребята, вам известно, что все ранее изученные нами кислоты проявляли общие химические свойства. Какие это были кислоты? А с чем они взаимодействовали?
Тогда у меня к вам такой вопрос. А характерны ли азотной кислоте общие свойства кислот? Чтобы это выяснить, я предлагаю провести химический эксперимент. Напоминаю вам, что вы работаете с кислотами и щелочами и необходимо соблюдать правила техники безопасности при выполнении лабораторного опыта. У вас на партах имеются лотки и инструкция по выполнению эксперимента, ознакомьтесь с ней.
После того как вы закончите выполнение химического эксперимента, запишите соответствующее уравнение реакции в молекулярном и ионном виде, а затем отчитаетесь о проделанной работе.
(после выполнения опыта, учащиеся защищают свою работу у доски).
Вы можете сравнить написанные вами уравнения реакций с уравнениями на доске. (СЛАЙД 4-7)
Какой мы можем сделать вывод, исходя из эксперимента. (Ответы учащихся). Давайте запишем его. (СЛАЙД 8)
Почему, ребята, азотной кислоте характерны общие свойства кислот?
Учащиеся: общие свойства объясняются наличием в молекулах кислот ионов водорода, способных замещаться на металл.
Давайте составим уравнение ЭД азотной кислоты. (1 ученик записывает на доске ЭД кислоты). Доп. Вопрос: а как изменяет свою окраску лакмус в кислой среде, а фенолфталеин?
А теперь давайте занесем результаты работы химического эксперимента в оценочный лист, где есть критерии оценки выполнения работы и поставьте себе соответствующее количество баллов.
Ребята, реакцию с какими веществами мы не провели в химическом эксперименте?
Учащиеся: С металлами.
Конечно, азотная кислота реагирует с металлами, но не так как другие кислоты. Давайте посмотрим видео опыт реакции взаимодействия концентрированной азотной кислоты с медью. (ВИДЕО ОПЫТ)
Какой признак этой реакции?
Учащиеся: Выделение бурого газа
А кто догадался, что это за вещество?
Учащиеся: Оксид азота (IV).
Откуда берется этот газ, ведь до сих пор при взаимодействии разбавленных кислот с металлами мы наблюдали выделение бесцветного газа, какого? (Водорода). Почему азотная кислота необычна во взаимодействии с металлами? Разобраться нам в этом поможет памятка «Взаимодействие азотной кислоты с металлами». (СЛАЙД 9). Она у вас имеется на партах, возьмите ее и внимательно изучим ее.
Азотная кислота реагирует со всеми металлами, кроме золота и платины. При их взаимодействии никогда не выделяется водород. Обратите внимание на схему реакции, запишите ее.
А теперь с помощью этой памятки составьте, работая в паре одно из уравнений реакции концентрированной и разбавленной азотной кислоты с медью. Расставьте коэффициенты МЭБ. (СЛАЙД 10)
После выполнения на местах этой работы, учащиеся записывают эти уравнения на доске.
Занесите результаты выполненной работы в оценочный лист.
Сделаем небольшой вывод: Каким образом взаимодействует азотная кислота с металлами?
Учащиеся: в разной концентрации азотная кислота реагирует не только с Ме до водорода в ряду активности металлов, но и с металлами после водорода – медь, серебро; никогда не образуется водород, продуктами реакций являются нитраты, оксиды азота и вода.
А теперь, ребята, давайте мы проверим, насколько вы усвоили химические свойства азотной кислоты и выполним тест из ГИА.
Разбавленная азотная кислота реагирует с каждым веществом ряда:
А) SiO2, Cu(OH)2, Na2CO3 в) Na2SO4, SO3, CuO
Б) Na2SiO3, Al2O3, Ag г) Na2SO3, P2O5, Cu
Ребята, ответьте мне на такой вопрос: за счет атома какого химического элемента азотная кислота является сильным окислителем?
Учащиеся: Азотная кислота сильный окислитель за счет атома азота в с.о. +5
Поэтому концентрированная азотная кислота и ее растворы требуют большой осторожности в обращении. Она может воспламенять многие органические вещества, на коже оставить болезненные язвы, а на одежде дыры. Поэтому поврежденный участок кожи сразу же следует промыть большим количеством воды и затем нейтрализовать раствором питьевой соды. (СЛАЙД 11)
А кто и когда впервые получил азотную кислоту? ГЛАУБЕР Иоганн Рудольф (1604-1670), немецкий химик и врач. Получил чистую азотную кислоту в 1650 году действием концентрированной серной кислоты на нитрат натрия. Это был лабораторный способ получения азотной кислоты. Запишите уравнение реакции. (СЛАЙД 12)
А как же получают азотную кислоту в промышленности? Раскрыть вы сможете, расшифровав еще одно послание. Текст его таков. При каталитическом окислении бесцветного, ядовитого газа А с характерным резким запахом образуется вещество Б. Вещество Б легко окисляется кислородом воздуха при обычных условиях и превращается в вещество В бурого цвета. При растворении в воде и избытке кислорода вещества В образуется только вещество Г. Определите вещества А, Б, В, Г. Составьте цепочку превращений с участием этих веществ и осуществите ее.
(СЛАЙД 13)
Ребята, расшифровав это послание, вы самостоятельно раскрыли промышленный способ получения азотной кислоты. (СЛАЙД 14). Результаты вашей поисковой деятельности занесите в оценочный лист.
А теперь попробуйте с помощью учебника на с.134 и слайда рассказать о применении азотной кислоты. (Учащиеся рассказывают). (СЛАЙД 15)
IV. Рефлексивно-оценочный этап
А сейчас ребята, чтобы проверить, насколько вы усвоили новую тему, прошу вас выполнить следующий тест. (СЛАЙД 16)
Обменяйтесь своими тетрадями с соседом по парте и проверьте правильность выполнения теста. Подсчитайте количество правильных ответов, результаты занесите в оценочный лист. (СЛАЙД 17)
СЛАЙД 18
VI. Подведение итогов урока
А сейчас давайте подведем итог вашей деятельности на уроке – оцените свою деятельность на уроке по 4 бальной системе:
Если активно участвовали – 4 балла
Если ответили на 2 вопроса – 3 балла
Если ответили на 1 вопрос – 2 балла.
Подсчитайте общее кол-во баллов (СЛАЙД 19)
Итак, ребята, сегодня на уроке мы с вами интересно и продуктивно поработали. Что вы узнали сегодня на уроке? (ответы учащихся)
На этом наш урок окончен. Карточки, приложения и оценочные листы сдайте. Я благодарю вас за активную работу, за азартный поиск ответов на поставленные вопросы.
МОУ «ХЛЕБНИКОВСКАЯ СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА»МО «МАРИ-ТУРЕКСКИЙ МУНИЦИПАЛЬНЫЙ РАЙОН»
УРОК ХИМИИ ПО ТЕМЕ:
«АЗОТНАЯ КИСЛОТА»
9 КЛАСС
КАШИНА ЕЛЕНА ВИКТОРОВНА ,
УЧИТЕЛЬ ХИМИИ ВЫСШЕЙ
План-конспект
Тема урока: «Азотная кислота».
Место урока в учебном плане: Неорганическая химия. Тема 3: «Неметаллы». Урок 35.
Класс: 9.
Тип урока: комбинированный.
Оборудование: компьютер, медиапроектор, экран, Flash с презентацией.
Программное обеспечение и цифровые ресурсы: обучающие диски по школьному курсу химии:
Химия. 8-11 класс [Электронный ресурс]: библиотека электронных наглядных пособий /М-во образования Рос. Федерации, ГУ РЦ ЭМТО, ООО «Кирилл и Мефодий».- М.: ООО «Кирилл и Мефодий», 2003
Химия (8-11 класс). Виртуальная лаборатория [Электронный ресурс]: уч. электрон. изд./ при содействии НФПК.- Й-Ола: МарГТУ, Лаб. систем мультимедиа, 2004
Химическая энциклопедия [Электронный ресурс]: науч.- справ. изд. по химии и хим. технологии.- М.: Большая Рос. энцикл. [и др.], 2003
«1С: Репетитор. Химия» /Мультимедийная обучающая программа/ Фирма «1С», 2006.
Урок изучения нового материала об азотной кислоте с использованием ИКТ, включает в себя разнообразные формы работы (групповая, индивидуальная, самостоятельная).
Использование мультимедийной технологии на этом уроке является актуальным потому что:
Необходимость проведения демонстрационных химических опытов и лабораторной работы под тягой, так как при химических реакциях с азотной кислотой выделяются ядовитые газы.
Облегчает написания трудных химических уравнений взаимодействия азотной кислоты с металлами и неметаллами на доске.
Обеспечивает повышенный уровень подачи материала новой темы. Материал этой темы часто включается в варианты заданий контрольных работ, тестовых заданий ЕГЭ и вступительных экзаменов.
План урока
1. Организационный момент - 1 мин.
2. Постановка темы урока – 1 мин.
3. Постановка целей урока и актуализация знаний, полученных на предыдущем уроке – 1 мин.
1. Повторение пройденного материала – 5 мин.
2. Изучение нового материала – 30 мин.
Строение молекулы.
Физические свойства.
Химические свойства
2).Специфические свойства
А). с неметаллами;
Б). с металлами;
3). Сообщение дополнительной информации о «царской водке»
4). Химический эксперимент «Окислительные свойства азотной кислоты»
Получение.
Применение.
1. Самооценка своей деятельности учащимися -3 мин.
IV. Заключительный этап.
Итог урока - 3 мин.
Домашнее задание - 1 мин.
Конспект урока
Девиз урока: «Можно не любить химию, но прожить без неё сегодня и завтра нельзя» (О..М. Нефёдов)
«Лучший путь к истине, это изучать вещи, как они есть, а не верить, что они такие, как нас этому учили» (Д.Локк)
Цели урока:
Образовательные:
Воспитательные:
Развивающие:
Ход урока
I. Мотивационно-ориентировочный этап
1. Организационный момент.
Учитель приветствует учащихся, определяет готовность к уроку.
2. Постановка темы и целей урока (слайды 1,2)
Сегодня мы с вами на уроке должны:
записать молекулярную, электронную и структурную формулы азотной кислоты;
изучить химические свойства азотной кислоты;
выяснить признаки взаимодействия разбавленной и концентрированной азотной кислоты с металлами;
познакомиться с основными этапами промышленного получения кислоты и особенностями их проведения;
узнать, насколько важно производство данной кислоты для народного хозяйства нашей страны и для каждого человека в отдельности;
Но, для начала нам необходимо повторить некоторые моменты:
1) Перечислите общие свойства кислот (называются общие свойства кислот – реакция на индикатор, взаимодействие с металлами, оксидами металлов, основаниями, растворами некоторых солей).
2) Охарактеризуйте азотную кислоту по составу молекулы и силе? (характеризуют HNO 3 : одноосновная, кислородсодержащая, сильная).
3) Почему всем кислотам характерны общие химические свойства? (объясняют, что общие свойства кислот объясняются наличием в молекулах кислот протонов водорода, способных диссоциировать в раствор и замещаться на катионы металлов).
II. Операционно-исполнительский этап.
1. Повторение пройденного материала.
Учитель проводит «Само- и взаимоконтроль» по теме «Азот» (слайд 3).
Учащиеся выбирают уровень (повышенный или базовый) теста, выполняют задания. По итогам выставляют друг другу в парах сразу оценки.
2. Изучение нового материала.
Строение молекулы (слайд 4)
Учащиеся записывают в тетрадь формулы и сверяют с готовыми формулами.
Физические свойства (слайд 5)
Химические свойства
В начале урока мы повторили общие свойства кислот, теперь вы самостоятельно составьте уравнения химических реакций азотной кислоты в свете ТЭД с:
А) оксидом магния;
Б) гидроксидом меди (II);
В) карбонатом кальция.
Затем уравнения выводятся на экран компьютера.
2).Специфические свойства (слайды 7,8)
Учитель обращает внимание учащихся на специфические свойства азотной кислоты и ставит проблему: в чем причина сильных окислительных способностей азотной кислоты?
Объясняет окисление серы, фосфора, углерода в азотной кислоте и показывает их уравнения реакций. Демонстрирует видеофрагмент «Горение фосфора в азотной кислоте».
Учащиеся составляют уравнения реакций с точки зрения ОВР.
Затем учащиеся работают со схемой взаимодействия азотной (концентрированной и разбавленной) кислотой с металлами. Самостоятельно ведут поиск информации в схеме, составляют уравнения окислительно-восстановительных реакций. Наблюдают процесс реакции азотной кислоты со свинцом из видеофрагмента.
Еще более сильным окислителем, чем чистая азотная кислота, является смесь концентрированной азотной кислоты с концентрированной соляной кислотой ("царская водка") (Сообщение дополнительной информации о «царской водке» с использованием сети Интернет) (слайд 9).
Чтобы познакомиться с окислительными свойствами азотной кислоты учащиеся выполняют виртуальную лабораторную работу по инструкции (работают группой на компьютере, где заранее установлена программа «Виртуальная химическая лаборатория»):
Инструкция /пошаговая/ (слайд 10)
1. Запустите программу «Виртуальная химическая лаборатория» (щелчок мышкой)
А) Фамилия à Имя à (регистрация)
Б) класс à 9 à (вход)
2. Войдите в раздел «Свойства неорганических веществ»
А) щелчок: «Подгруппа азота»
Б) щелчок: название лабораторного опыта
3. Ознакомьтесь с порядком выполнения работы
4. Проделайте опыт по инструкции
5. По окончании работы нажмите мышкой левый верхний угол
6. Составьте уравнение реакций в молекулярном виде
7. Составьте краткие ионные уравнения
8. Результаты эксперимента оформите в лабораторную тетрадь, при оформлении используйте справочные материалы «Коллекция», «Таблица»
9. Выход: нажмите правый верхний угол.
После выполнения работы учащиеся делают вывод:
1. Сильные окислительные свойства азотной кислоты обусловлены строением ее молекулы;
2. При ее взаимодействии с металлами никогда не образуется водород, а образуются нитраты, оксиды азота или другие его соединения (азот, нитрат аммония) и вода в зависимости от концентрации кислоты и активности металла.
Получение (слайд 11)
Применение (слайд12)
III. Оценочно-рефлексивный этап.
1. Самооценка своей деятельности учащимися (слайд 13)
Учитель проводит работу «Проверь себя»:
Составьте практически осуществимые уравнения реакций азотной кислоты с веществами. Из букв, соответствующих правильным ответам, вы составите название соли азотной кислоты, которую применяют в медицине для прижигания ран (Ответ: ляпис).
IV. Заключительный этап.
1. Итог урока.
Сегодня на уроке мы с вами (слайд 14):
узучили строение и свойства азотной кислоты;
узнали промышленный и лабораторный способы получения данной кислоты;
ознакомились с применением азотной кислоты в повседневной жизни человека.
2. Домашнее задание (слайд 15).
Читать §27 c.156-157;
Выполнить упражнения № 1,2,4,5 с. 158;
Решить задачу № 6 с. 158;
Поиск информации о солях азотной кислоты в сети Интернет;
Творческая работа по солям азотной кислоты (MS Power Point).
Литература
Ахлебнин А.К.. Информационные технологии в изучении химии. – Приложение к газете «Первое сентября» «Химия», 2001, № 12, с.13.
Ахлебинин А.К., Лазыкина Л.Г., Ахлебинина Т.В. Опыт использования ЦОР и ИКТ в курсе «Теория и методика обучения химии». // Новые информационные технологии в образовании. / Доклады и выступления участников седьмой Международной научно-практической конференции «Использование программных продуктов фирмы «1С» в инновационной деятельности учебных заведений» 30-31 января 2007 г. - М.: 1C, 2007 г. - С. 372-376
Ахметов Н.С. Химия. 9 кл. – М.: Просвещение, 2002.
Габриелян О.С.. Химия. 9 кл. – М.: Дрофа, 2005.
Кузьменко Н.Е., Еремин В.В. Химия. Пособие для средней школы. - М.: Экзамен – Оникс 21 век, 2001.
Леонова О.Н. Методика использования образовательных ресурсов на электронных носителях. – Приложение к газете «Первое сентября» «Химия», 2005, № 08, с.13.
Тамаров М.А. Неорганическая химия. – М.: Медицина, 1994
Селевко Г.К. Педагогические технологии на основе информационно-коммуникационных средств. М. Просвещение, 2005
Семин А.К. Компьютер в жизни учителя: расширение горизонтов творчества//Химия в школе. 2006. № 8.
Хомченко И.Г. Общая химия. М.: Оникс, 2000.
Организационный момент – 1 мин:
Мобилизующее начало (приветствие, проверка готовности к уроку, организация внимания учащихся), информация о цели и ходе урока, мотивация.
Вступительное слово учителя : Сегодня мы отправимся в путешествие, во время которого мы должны будем вспомнить, что мы знаем о кислотах, об окислительно-восстановительных реакциях, реакциях ионного обмена. И конечно же, мы узнаем что-то новое.
Вспомним, по каким признакам классифицируют кислоты?
(Основность, содержание кислорода ) – фронтальная беседа (1 мин).
Вывод (учитель): Значит, азотная кислота – сильная кислородсодержащая одноосновная кислота, формула которой – HNO 3
I. Первая станция – историческая.
Учащимся по группам предлагаются карточки (представлены в приложении № 2 ). На обсуждение каждой группе дается 2 мин, на ответы каждой группе – 1 мин)
Вывод (учитель, слайд № 2 , презентация ,1 мин):
Итак, с древности (с VIII века) существовал способ получения азотной кислоты путём сухой перегонки:
а) селитры (NaNO 3 или KNO 3 )
б) с квасцами (M + 2 SO 4 M 3+ 2 (SO 4 ) 3 24H 2 O, где где M + - один из щелочных металлов (литий , натрий , калий , рубидий или цезий , а M 3+ - один из трехвалентных металлов (обычно алюминий , хром или железо(III) ), например, Na 2 SO 4 Fe 2 (SO 4 ) 3 24H 2 O
в) медным купоросом (CuSO 4 5H 2 O ).
Этот метод с теми или иными модификациями, наиболее существенной из которых была замена медного купороса железным (FeSO 4 7H 2 O ), применялся в европейской и арабской алхимии вплоть до XVII века, когда немецкий химик И. Р. Глаубер предложил получать азотную кислоту при умеренном нагревании (до 150?C) калиевой селитры с концентрированной серной кислотой:
KNO 3 + конц . H 2 SO 4 HNO 3 + KHSO 4 .
II. Вторая станция – химическая.
Учащимся предлагается вспомнить свойства кислот (взаимодействие с основными и амфотерными оксидами, основаниями, солями (согласно ряду кислот)), предлагается закончить уравнения реакций (слайд № 3, презентация ), составив для них полные и сокращенные ионные уравнения:
а) CaО + HNO 3
б) CaCO 3 + HNO 3
в) Cu(OH) 2 + HNO 3
г) ZnO + HNO 3
д) NaOH + HNO 3
е) Na 2 SO 3 + HNO 3
Учащиеся выполняют задание в тетради, отдельные учащиеся у доски. На выполнение задания отводится 12 мин, после чего учащимся предлагается проверить задание (слайд № 4, презентация):
а) CaО + 2HNO
3
Сa(NO 3) 2 + H 2 O
CaO + 2H + + 2NO 3 – Ca 2+ + 2 NO 3 – + H 2 O
CaO + 2H + Ca 2+ + H 2 O
б) CaCO 3 + 2HNO
3
Сa(NO 3) 2 + CO 2 + H 2 O
CaCO 3 + 2H + + 2NO 3 – Ca 2+ + 2 NO 3 – + CO 2 + H 2 O
CaCO 3 + 2H + Ca 2+ + CO 2 + H 2 O
в) Cu(OH) 2 + 2HNO
3
Сu(NO 3) 2 + 2H 2 O
Cu(OH) 2 + 2H + + 2NO 3 – Cu 2+ + 2 NO 3 – + 2H 2 O
Cu(OH) 2 + 2H + Cu 2+ + 2H 2 O
г) ZnO + 2HNO
3
Zn(NO 3) 2 + H 2 O
ZnO + 2H + + 2NO 3 – Zn 2+ + 2 NO 3 – + H 2 O
ZnO + 2H + Zn 2+ + H 2 O
д) NaOH + HNO
3
NaNO 3 + H 2 O
Na + + OH – + H + + NO 3 – Na + + NO 3 – + H 2 O
OH – + H + H 2 O
е) Na 2 SO 3 + 2HNO
3
2NaNO 3 +
SO 2 + H 2 O
2Na + + SO 3 2 – +
2H + + 2NO 3 – 2Na + + 2NO 3 – +
SO 2 + H 2 O
SO 3 2 – +
2H + SO 2 + H 2 O
Одновременно проводится фронтальная беседа (2 мин) по вопросам:
К какому типу относятся все предложенные реакции?
Почему все они протекают до конца?
Какие вещества раскладываются на ионы, какие – не раскладываются и почему?
1. 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, HNO 3 взаимодействует:
а) с металлами (учащимся раздаются таблицы (приложение 3 )
Примеры уравнений ОВР (с электронными балансами). Одновременно повторяются правила составления уравнений ОВР. Слайд 5, 6 (презентация)
Слайд 5 (презентация):
3Zn 0 + 8HN +5 O 3 (конц) 3Zn +2 (NO 3) 2 + 2N +2 O + 4H 2 O
| Переход е – | Число е – | Ок-ль /в-ль | |||
| Zn 0 – 2е Zn +2 | – | В процессе реакции окисляется |
|||
| N +5 + 3е N +2 | Окислитель, т.к. принимает е – |
Слайд 6 (презентация):
5Zn 0 + 12HN +5 O 3 (разб) 5Zn +2 (NO 3) 2 + N 2 0 + 6H 2 O
| Переход е – | Число е – | Ок-ль /в-ль | |||
| Zn 0 – 2е Zn +2 | Восстановитель, т.к. отдает е – | В процессе реакции окисляется |
|||
| 2N +5 + 5е 2 N 2 0 | Окислитель, т.к. принимает е – | В процессе реакции восстанавливается |
Отмечается, что в таблице (приложение 3 ) отражается только доминирующий ход реакции. Это означает, что, как правило, идет несколько реакций одновременно. Например, при взаимодействии Zn с HNO 3 (с массовой долей 30%) в продуктах будет содержаться NO, NO 2 , N 2 O, N 2 и NH 4 NO 3 .
Единственная общая закономерность при взаимодействии азотной кислоты с металлами: чем более разбавленная кислота и чем активнее металл, тем глубже восстанавливается азот:
увеличение концентрации кислоты NO 2 , NO, N 2 O, N 2 , NH 4 NO 3 увеличение активности металла
Вводится понятие о пассивации металлов, как о переходе поверхности металла в неактивное, пассивное состояние, связанное с образованием тонких поверхностных слоёв соединений, препятствующих окислению
2. С неметаллами, при этом азот обычно восстанавливается до NO 2 или NO
Приводятся примеры уравнений ОВР (с электронными балансами). Слайды 7,8 (презентация).
Слайд 7 (презентация).
S 0 + 6HN +5 O 3 H 2 S +6 O 4 + 6N +4 O 2 + 2 H 2 O
| Переход е – | Число е – | Ок-ль /в-ль | |||
| S 0 – 6е S +6 | Восстановитель, т.к. отдает е – | В процессе реакции окисляется |
|||
| N +5 + 1е N +4 | Окислитель, т.к. принимает е – | В процессе реакции восстанавливается |
Слайд 8 (презентация).
3P 0 + 5HN +5 O 3 + 2H 2 O 3H 3 P +5 O 4 +5 N +2 O
| Переход е – | Число е – | Ок-ль /в-ль | |||
| P 0 – 5е P +5 | Восстановитель, т.к. отдает е – | В процессе реакции окисляется |
|||
| N +5 + 3е N +2 | Окислитель, т.к. принимает е – | В процессе реакции восстанавливается |
3. Концентрированная HNO 3 разлагается на свету и при нагревании (слайд 9, презентация):
4HN +5 O 3 4N +4 O 2 + 2H 2 O + O 2 0
| Переход е – | Число е – | Ок-ль /в-ль | |||
| 2O – 2 – 2е 2 O 2 0 | Восстановитель, т.к. отдает е – | В процессе реакции окисляется |
|||
| N +5 + 1е N +4 | Окислитель, т.к. принимает е – | В процессе реакции восстанавливается |
III. Третья станция – практическая .
Учащимся по группам предлагается задание – сравнить области применения азотной кислоты в конце XIX-начале XX в.в. и сейчас (текст на слайде, слайд 10, презентация ).
Текст на слайде:
В энциклопедическом словаре Ф. А. Брокгауза и И. А. Ефрона (Петербург, 1890 – 1907 г.г.) говорится:
“Азотная кислота имеет множество применений, самых разнообразных, так напр., она массами идет на приготовление азотнокислого серебра (ляписа, адского камня), употребляемого в фармацевтическом и фотографическом деле, помощью ее же готовится из бензола и нитробензола (исходного вещества для фабрикации анилина и фуксина), нитроглицерин, хлопчатобумажный порох, пикриновая кислота, фталевая кислота, ализарин, гремучее серебро и т.п. С основаниями азотная кислота образует азотнокислые соли или нитраты, которые все (за исключением основного азотнокислого висмута) растворимы в воде и будучи брошены на раскаленный уголь дают более или менее сильную вспышку. Важнейшие из них - азотнокислый калий (селитра), азотнокислый натр (чилийская селитра), азотнокислый аммоний, азотнокислое серебро (ляпис, адский камень) и азотнокислое железо, употребляемое, как протрава в красильном деле при окраске шелка”.
Сейчас азотная кислота применяется:
в производстве минеральных удобрений ;
в военной промышленности (в производстве взрывчатых и отравляющих веществ, как окислитель ракетного топлива);
в фотографии - подкисление некоторых тонирующих растворов ;
в станковой графике - для травления печатных форм (офортных досок, цинкографических типографских форм и магниевых клише).
в производстве красителей, лекарств
Учащимся предлагаются вопросы:
изменились ли области применения азотной кислоты с XIX века?
как именно изменилось и почему?
На обсуждение и ответ каждой группе дается 1 мин, затем – межгрупповое обсуждение – 1 мин)
В заключение предлагается слайд “Действие HNO 3 на организм человека” (слайд 11, презентация ) – 1 мин
Азотная кислота и её пары очень вредны: пары вызывают раздражение дыхательных путей, а сама кислота оставляет на коже долгозаживающие язвы. При действии на кожу возникает характерное желтое окрашивание кожи, обусловленное ксантопротеиновой реакцией. При нагреве или под действием света кислота разлагается с образованием высокотоксичного диоксида азота NO 2 (газа бурого цвета).
Домашнее задание (слайд № 12 , презентация, 1 мин)
§ 19, упр. 4, 7 стр. 59 (учебник), упр. 14-82, 14-83 стр. 144 (задачник), составить уравнения окислительно-восстановительных реакций с электронными балансами:
а) Cu + HNO
3
(разб)
б) Cr + HNO
3
(разб)
в) Ag + HNO
3
(конц)
г)S + HNO 3 H 2 SO 4 + NO
д) P + HNO
3
H 3 PO 4 + NO 2 + H 2 O
Открытый урок по химии в 9 классе по теме:
« Азотная кислота строение, свойстваи применение».
Учитель МКОУ СОШ с.п. Кара-Суу Жабоева Раиса Муратовна
Цели урока : изучить строение и свойства азотной кислоты, отметить ее особенности взаимодействия с металлами, рассмотреть способы получения и применение азотной кислоты. Задачи: Обучающие : продолжить формирование умений записывать уравнения реакций, характеризующих свойства азотной кислоты. Развивающие : применять полученные знания на практике и оценивать результаты выполненных действий. Воспитательные : воспитание положительного отношения к знаниям, инициативности, способности преодолевать трудности для достижения цели.Тип урока : комбинированный.
Оборудование и реактивы: азотная кислота (конц.), медь, спиртовка, цинк, азотная кислота (разб.), серная кислота (конц.), нитрат натрия (р-р) .
Содержание и ход урока.
I. Организационный момент.
II. Актуализация знаний, умений, навыков.
Фронтальный опрос.
Блиц – опрос.
1.Элемент, который находится под порядковым номером 7 –
2.Общее число электронов у атома азота –
3. Число неспаренных электронов атомов элементов подгруппы азота –
4.Степень окисления азота в азотной кислоте -
5. Степень окисления азота в аммиаке –
6.В молекуле азота связь –
7. В молекуле аммиака связь –
8. 3 – 10% - раствор аммиака называется …
9. «Азот – непременная составная часть живых организмов». Речь идет о простом веществе или химическом элементе?
10. в составе воздуха азот - %
11. Аммиак при нормальных условиях – это …
12. Оксид азота (II) образуется в атмосфере …
13. Оксид азота (II) – это …
14. В лаборатории оксид азота (II) получают …
15. В промышленности оксид азота (II) получают …
16. При окислении оксида азота (II) образуется …
17. Оксид азота (IV) – это …
18. Почему вовремя грозы почва обогащается азотом?
19.В лаборатории оксид азота (IV) получают …
20. В промышленности оксид азота (IV) получают …
III. Формирование новых знаний, умений, навыков.
HNO 3
Mr (HNO 3) = 63
M (HNO 3) = 63г/моль
Физические свойства.
Азотная кислота – одноосновная сильная кислота, бесцветная жидкость с резким раздражающим запахом. Азотную кислоту с концентрацией 97 -99% называют дымящей, с концентрацией 58 – 60% - концентрированной. Плотность азотной кислоты 1,4 г/см 3 . Азотная кислота – сильный окислитель. Дымящая азотная кислота способна поджечь скипидар, другие органические вещества.
Азо́тная кислота́ (HNO 3), - сильная одноосновная кислота. Твёрдая азотная кислота образует две кристаллические модификации смоноклинной и ромбической решётками.
Азотная кислота смешивается с водой в любых соотношениях. В водных растворах она практически полностью диссоциирует на ионы. Образует с водой азеотропную смесь с концентрацией 68,4 % и t кип 120 °C при атмосферном давлении. Известны два твёрдых гидрата: моногидрат (HNO 3 ·H 2 O) и тригидрат (HNO 3 ·3H 2 O).
Исторические сведения
Методика получения разбавленной азотной кислоты путём сухой перегонки селитры с квасцами и медным купоросом была, по видимому, впервые описана трактатах Джабира(Гебера в латинизированных переводах) в VIII веке. Этот метод с теми или иными модификациями, наиболее существенной из которых была замена медного купоросажелезным, применялся в европейской и арабской алхимии вплоть до XVII века.
В XVII веке Глаубер предложил метод получения летучих кислот реакцией их солей с концентрированной серной кислотой, в том числе и азотной кислоты из калийной селитры, что позволило ввести в химическую практику концентрированную азотную кислоту и изучить её свойства. Метод Глаубера применялся до начала XX века, причём единственной существенной модификацией его оказалась замена калийной селитры на более дешёвую натриевую (чилийскую) селитру.
Во времена М. В. Ломоносова, азотную кислоту называли крепкой водкой.
Промышленное производство, применение и действие на организм
Азотная кислота является одним из самых крупнотоннажных продуктов химической промышленности.
Производство азотной кислоты
Современный способ её производства основан на каталитическом окислении синтетического аммиака на платинородиевых катализаторах (процесс Оствальда) до смеси оксидов азота (нитрозных газов), с дальнейшим поглощением их водой
4NH 3 + 5O 2 (Pt) → 4NO + 6H 2 O
2NO + O 2 → 2NO 2
4NO 2 + O 2 + 2H 2 O → 4HNO 3 .
Концентрация полученной таким методом азотной кислоты колеблется в зависимости от технологического оформления процесса от 45 до 58 %. Впервые азотную кислоту получили алхимики, нагревая смесь селитры и железного купороса:
4KNO 3 + 2(FeSO 4 · 7H 2 O) (t°) → Fe 2 O 3 + 2K 2 SO 4 + 2HNO 3 + NO 2 + 13H 2 O
Чистую азотную кислоту получил впервые Иоганн Рудольф Глаубер, действуя на селитру концентрированной серной кислотой:
KNO 3 + H 2 SO 4 (конц.) (t°) → KHSO 4 + HNO 3
Дальнейшей дистилляцией может быть получена т. н. «дымящая азотная кислота», практически не содержащая воды.
Химические свойства.
1. Действие на индикаторы
2. Диссоциация
HNO 3 = H + + NO 3 -
3. Взаимодействие с основными и амфотерными оксидами
2HNO 3 + BaO = Ba(NO 3) 3 + H 2 O
6HNO 3 + AI 2 O 3 = 2AI(NO 3) 3 + 3H 2 O
4. Взаимодействие с основаниями
HNO 3 + NaOH = NaNO 3 + H 2 O
5. Взаимодействие с солями
2HNO 3 + K 2 CO 3 = 2KNO 3 + H 2 O + CO 2
б) Специфические свойства
1. Взаимодействие с металлами
Концентрированная и разбавленная азотная кислота взаимодействуют
со всеми металлами, расположенными до и после водорода, кроме
золото и платины. При взаимодействии азотной кислоты с металлами
водород не выделяется:
Zn + 2HNO 3 = Zn(NO 3) 2 + H 2
а в зависимости от концентрации выделяются следующие вещества:
1 ). 4HNO 3(k) + Zn = Zn(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
2 ). 8HNO 3(p) + 3Zn = 3Zn(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O
3 ). 10HNO 3(p) + 4Zn = 4Zn(NO 3) 2 + N 2 O + 5H 2 O
4 ). 12HNO 3(p) + 5Zn = 5Zn(NO 3) 2 + N 2 + 6H 2 O
5 ). 10HNO 3(p) + 4Zn = 4Zn(NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O
6 ). 2HNO 3(k) + Ag = AgNO 3 + NO 2 + H 2 O
7 ). 4HNO 3(p) + 3Ag = 3AgNO 3 + NO + 2H 2 O
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 NO 2 , N 2 O, N 2 и NH 4 NO 3 .
Единственная общая закономерность при взаимодействии азотной кислоты с металлами: чем более разбавленная кислота и чем активнее металл, тем глубже восстанавливается азот:
увеличение концентрации кислоты увеличение активности металла
2. Разложение на свету или при нагревании
4HNO 3 = 4NO 2 + O 2 + 2H 2 O
3. Взаимодействие с неметаллами
6HNO 3(k) + S = H 2 SO 4 + 6NO 2 + 2H 2 O
5HNO 3(p) + 3P + 2H 2 O = 3H 3 PO 4 + 5NO
Продукты взаимодействия железа с HNO 3 разной концентрации
С золотом и платиной азотная кислота, даже концентрированная не взаимодействует. Железо, алюминий, хром холодной концентрированной азотной кислотой пассивируются. С разбавленной азотной кислотой железо взаимодействует, причем в зависимости от концентрации кислоты образуются не только различные продукты восстановления азота, но и различные продукты окисления железа:
Азотная кислота окисляет неметаллы, при этом азот обычно восстанавливается до NO или NO 2:
и сложные вещества, например:
Некоторые органические соединения (например амины и гидразин, скипидар) самовоспламеняются при контакте с концентрированной азотной кислотой.
6.Получение
а) в промышленности:
4NO 2 + O 2 + 2H 2 O = 4HNO 3
б) в лаборатории:
NaNO 3(тв) + H 2 SO 4(k) = NaHSO 4 + HNO 3
7.Применение
Для получения красителей
Для получения лекарственных препаратов
Для получения полимеров
При производстве фотопленки
Для получения взрывчатых веществ
Для производства минеральных удобрений.
Соли азотной кислоты
Соли азотной кислоты называются нитратами. Нитраты калия, кальция, натрия, аммония называют селитрами. Нитраты – это твердые кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде. Нитраты при нагревании разлагаются.
а) нитраты металлов, стоящих в ряду напряжений левее магния:
2NaNO 3 = 2NaNO 2 + O 2
б) нитраты металлов, расположенных в ряду напряжений между магнием и медью:
4Al(NO 3) 3 = 2Al 2 O 3 + 12NO 2 + 3O 2
в) нитраты металлов, расположенных в ряду напряжений правее ртути:
2AgNO 3 = 2Ag + 2NO 2 + O 2
г) нитрат аммония:
NH 4 NO 3 = N 2 O + 2H 2 O
Нитраты в водных растворах практически не проявляют окислительных свойств, но при высокой температуре в твердом состоянии нитраты - сильные окислители, например:
Fe + 3KNO 3 + 2KOH = K 2 FeO 4 + 3KNO 2 + H 2 O - при сплавлении твердых веществ.
Цинк и алюминий в щелочном растворе восстанавливают нитраты до NH 3:
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.
Качественная реакция на нитрат- ион NO 3 -
Для определения нитрат ионов NO 3 - в пробирку помещают немного исследуемого вещества, добавляют медных стружек, приливают концентрированную серную кислоту и нагревают:
NaNO 3 + H 2 SO 4(k) = NaHSO 4 + HNO 3
4HNO 3 + Cu =Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
Выделение бурого газа свидетельствует о наличии нитрат- ионов.
IV. Рефлексивно-оценочный этап
А сейчас ребята, чтобы проверить, насколько вы усвоили новую тему, прошу вас выполнить следующий тест.
Тест
В а р и а н т 1
1. Какой ряд чисел соответствует распределению электронов по энергетическим уровням в атоме азота?
1) 2, 8, 1; 2) 2, 8, 2; 3) 2, 4; 4) 2, 5.
2. Закончите уравнения практически осуществимых реакций:
1) HNO 3 (разб.) + Cu … ;
2) Zn + HNO 3 (конц.) … ;
3) HNO 3 + MgCO 3 … ;
4) CuO + KNO 3 … .
3. Укажите, какое уравнение иллюстрирует одну из стадий процесса промышленного производства азотной кислоты.
1) 4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 O;
2) 5HNO 3 + 3P + 2H 2 O = 3H 3 PO 4 + 5NO;
3) N 2 + O 2 = 2NO.
4. Отрицательная степень окисления проявляется азотом в соединении:
1) N 2 O; 2) NO; 3) NO 2 ; 4) Na 3 N.
5. Взаимодействие медной стружки с концентрированной азотной кислотой приводит к образованию:
1) NO 2 ; 2) NO; 3) N 2 ; 4) NH 3 .
В а р и а н т 2
1. Значение высшей валентности азота равно:
1) 1; 2) 2; 3) 5; 4) 4.
2. Запишите возможное взаимодействие концентрированной азотной кислоты со следующими металлами: натрий, алюминий, цинк, железо, хром.
3. Выберите вещества, являющиеся сырьем для производства азотной кислоты:
1) азот и водород;
2) аммиак, воздух и вода;
3) нитраты.
4. Концентрированная азотная кислота не реагирует с:
1) углекислым газом;
2) соляной кислотой;
3) углеродом;
4) гидроксидом бария.
5. При взаимодействии очень разбавленной кислоты с магнием образуется:
1) NO 2 ; 2) NO; 3) N 2 O; 4) NH 4 NO 3 .
Ответы на тесты
В а р и а н т 1. 1 – 4; 2. 1) 8HNO 3 (разб.) + 3Cu = 3Cu(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O;2) Zn + 4HNO 3 (конц.) = Zn(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O;3) 2HNO 3 + MgCO 3 = Mg(NO 3) 2 + CO 2 + H 2 O; 3 – 1; 4 – 4; 5 – 1. В а р и а н т 2. 1 – 4; 2. Na + 2HNO 3 (конц.) = NaNO 3 + NO 2 + H 2 O,Zn + 4HNO 3 (конц.) = Zn(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O;3 – 2; 4 – 1; 5 – 4.Обменяйтесь своими тетрадями с соседом по парте и проверьте правильность выполнения теста. Подсчитайте количество правильных ответов, результаты занесите в оценочный лист.
Домашнее задание. Прочитать по учебнику «Химия-9» (Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г . М.: Просвещение, 2013) § 21, повторить конспект урока и схему взаимодействия кислоты с металлами.
