план-конспект урока Тема урок: Азотная кислота
план-конспект урока по химии (9 класс) на тему

Урок №18 Тема урока.  Азотная кислота.

Цели: изучить свойства азотной кислоты, отметить ее особенности взаимодействия с металлами. Рассмотреть применение азотной кислоты.

Задачи:

 ● учащиеся должны уметь записывать уравнения реакций, характеризующих химические свойства азотной кислоты; знать особенности взаимодействия НNОз с металлами; уметь записывать ионные уравнения, окислительно-восстановительные процессы, составлять электронный баланс; называть области применения азотной кислоты и ее солей.

• Развивать познавательный интерес к химии, пробуждать желание творчества, умения правильно и красиво формулировать свои мысли;

• Организовать деятельность обучающихся по продолжению формирования умений анализировать и сравнивать факты, выделять главное, разрешать проблемы, возникающие в процессе обучения, делать выводы.

Оборудование: ПСХЭ Д.И.Менделеева; электрохимический ряд напряжений металлов;  пробирки, пробиркодержатели, спиртовки , оборудование для демонстрации электронной презентации.

Вещества: растворы азотной кислоты (конц. и разб.),  медь,  оксид меди (II), гидроксид натрия, карбонат натрия,  белая шерстяная нитка.

Ход урока.

1.  Организационный момент.

Учитель: Сегодня нам нужно изучить одно очень важное вещество, которое используется для производства комплексных удобрений, лекарств и красителей, но пока я не буду говорить его название, через несколько минут мы узнаем что это за соединение.

Учитель:  Как вы уже догадались сегодня мы будем изучать азотную кислоту, строение молекулы, способы ее получения, свойства, области применения.

1. История открытия.

2. Состав и строение молекулы азотной кислоты(слайд№6)

1) Назовите формулу азотной кислоты - .
2) Напишите графическую формулу азотной кислоты.
3) Напишите электронную формулу азотной кислоты.

Если написать так формулу, то получается, что вокруг азота вращается десятиэлектронное облако, но азот находится во втором периоде и у него нет пустых d- ячеек, поэтому азот отдает два электрона обоим атомам кислорода и тогда электронную формулу записываем

эти связи равноценны.
Валентность азота равна IV, а степень окисления + 5

3. Физические свойства.(слайд №7)

Бесцветная жидкость, более концентрированная – желтого цвета от избытка оксида азота (IV). Плотность кислоты , температура кипения + 86 градусов, температура замерзания - 41 градус. 

4. Получение азотной кислоты.

А) в лаборатории( слайд №8)

Б) в промышленности (слайд №9)

5 . Химические свойства .

 Учитель. Сегодня на уроке вам предстоит многое выяснить о химических свойствах этого интересного вещества. На пути познания вы столкнетесь с противоречиями, обнаружите удивительные факты. 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 HNO3: 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).

Лабораторные исследования : (Повторение ПТБ!).

1 опыт: провести реакцию раствора азотной кислоты и оксида меди (II), записать уравнение реакции, определить ее тип.

Запись в тетради: CuO + 2 HNO3 = Cu(NO3)2 + H2O  - реакция ионного обмена, необратимая

                               CuO + 2H+ + 2 NO3- = Cu2+ + 2 NO3- + H2O

                               CuO + 2H+  = Cu2+  + H2O

2 опыт: получить нерастворимое основание Cu(OH)2; провести реакцию раствора азотной кислоты и гидроксида меди (II); записать  уравнение реакции, определить ее тип.

В тетради: CuCl2 + 2 NaOH = Cu(OH)2 + 2 NaCl  (получение нерастворимого основания)                                                                                      

                   Cu(OH)2 + 2 HNO3 = Cu(NO3)2 + 2 H2O  - реакция ионного обмена, необратимая

                   Cu(OH)2  + 2H+ + 2 NO3- = Cu2+ + 2 NO3- + 2 H2O

                   Cu(OH)2 + 2H+  = Cu2+  + 2 H2O

           Признак реакции – растворение голубого осадка Cu(OH)2.

3 опыт: провести реакцию растворов азотной кислоты и карбоната натрия, записать  уравнение реакции, определить ее тип.

В тетради: 2 HNO3 + Na2CO3 = 2 NaNO3 + H2O + CO2  -  реакция ионного обмена, необратимая

                   2 H+ + 2NO3- + 2 Na+ + CO3 2- = 2 Na+ +NO3- + H2O + CO2  

                              2 H+  + CO3 2- =  H2O + CO2  

           Признак реакции – характерное «вскипание».

4 опыт: провести реакцию растворов азотной кислоты и гидроксида натрия в присутствии фенолфталеина, записать  уравнение реакции, определить ее тип. Проверим что у вас получилось

Вывод: азотная кислота проявляет свойства  общие с другими кислотами:

1. Сильный электролит, хорошо диссоциируют на ионы.

   HNO3 -> H+ +NO3-

Изменяет окраску индикатора.

2.  Реагирует с основными оксидами

СuO+2 HNO3 -> Cu(NO3)2 +H2O

3. Реагирует с основаниями

HNO3 + KOH -> KNO3 + H2O

4. Реагирует с солями более летучих кислот

Na2CO3 + 2HNO3 -> 2NaNO3 +H2CO3

                                                     /  \

                                                 H2O  CO2 

Кроме этого обладает специфическими свойствами. ( слайд №13) Азотная кислота в степени окисления +5 – сильный окислитель. Значит, она может уменьшить свою степень окисления. При нагревании азотная кислота разлагается: 4HNO3 = 2H2O + 4NO2 + O2.

Азотная кислота окисляет неметаллы

NО   ←    неMe + HNO3  →      NO2

        Взаимодействие азотной кислоты с металлами изучено довольно хорошо, т.к. конц. HNO3 используется в качестве окислителя ракетного топлива. Смысл заключается в том, что продукты реакции зависят от двух факторов:
1) концентрация азотной кислоты;
2) активность металла  
Комбинацией этих двух параметров и определяется состав продуктов реакции.
Что может быть?
а) металл может вступать в реакцию, а может не вступать (не реагировать вообще, пассивировать );
б) состав газов смешанный (как правило выделяется не один газообразный продукт, а смесь газов, иногда какой-то газ преобладает над другими);
в) обычно водород в этих процессах не выделяется (есть исключение, когда на практике доказывается, что Mn + разб. HNO3 действительно выделяется газ водород).
Главное правило: Чем активнее металл и чем разбавленнее азотная кислота, тем глубже идёт восстановление азотной кислоты (крайний вариант - восстановление до аммиака NH3, точнее до NH4NO3 ; здесь процесс восстановления N{+5} + 8e ----> N{-3} ). Возможны промежуточные варианты восстановления до NO2, NO, N2O, N2
Общая схема процесса:
При взаимодействии с металлами образуются нитрат, вода и третий продукт по схеме:

HNO3(р.)+Me(до H2)→нитрат+H2O+NH3(NH4NO3)

HNO3(р.)+Me(после H2)→нитрат+H2O+NO

HNO3(к.)+Me(до H2)→нитрат+H2O+N2O(N2)

HNO3(к.)+Me(после H2)→нитрат+H2O+NO2 

Концентрированная HNO3  на Al, Cr, Fe,Au, Pt не действует.

При попадании кислоты на кожу – кожа желтеет. Таким образом, кислота обладает не только общими свойствами кислот, но и специфическими.

6. Применение азотной кислоты производство азотных и комбинированных удобрений,                                                                                                              -взрывчатых веществ (тринитротолуола и др.),

 -органических красителей.

-как окислитель ракетного топлива.

- В металлургии Азотная кислота применяют для травления и растворения металлов, а также для разделения золота и серебра. 

7. Действие на организм( слайд №18)

 Вдыхание паров Азотная кислота приводит к отравлению, попадание Азотная кислота (особенно концентрированной) на кожу вызывает ожоги. Предельно допустимое содержание Азотная кислота в воздухе промышленных помещений равно 50 мг/м3 в пересчёте на N2O5. Концентрированная Азотная кислота при соприкосновении с органическими веществами
вызывает пожары и взрывы.

III. Закрепление знаний учащихся. Проверь себя

1. Степень окисления азота в HNO3  а)-3 б)0 в)+5 г)+4
2. При хранении на свету HNO3 а) краснеет             б) желтеет  в) остается бесцветной
3. При взаимодействии с металлами азотная кислота является: а)окислителем, б)восстановителем, в)и тем, и другим.
4. Азотная кислота в растворе не реагирует с веществом, формула которого:
   а) CO2 ; б) NaOH; в) Al(OH)3 ; г) NH3 .
5. Царская водка- это а)концентрированный спирт б)3 объема HCl и 1 объем HNO3

      в) концентрированная азотная кислота

самопроверка

IV. Итог урока:

Выводы. 1.  Азотной кислоте характерны общие свойства кислот:

 реакция на индикатор, взаимодействие с оксидами металлов, гидроксидами, солями более слабых кислот обусловленные наличием в молекулах иона Н+;

2. Сильные окислительные свойства азотной кислоты обусловлены строением ее молекулы; 

 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;

3. Сильные окислительные способности HNO3 широко применяются для получения различных важных  продуктов народного хозяйства (удобрения, лекарства, пластики и т.д.)

Домашнее задание: §26упр 4,5. Творческое задание –презентация история открытия азотной кислоты.  Применение азотной кислоты.