Bài giảng Bài 12 axit nitric và muối nitrat lớp 11 tiết 1 a axit nitric

` Bài 12 AXIT NITRIC VÀ MUỐI NITRAT Lớp 11 Tiết 1 A AXIT NITRIC Người soạn: Đặng Thị Nhành I. Chuẩn kiến thức và kĩ năng 1. Kiến thức a. Học sinh biết: +Cấu tạo phân tử, tính chất vật lí và tính chất hóa học của axit nitric. +Biết phương pháp điều chế axit nitric trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp. b. Học sinh hiểu: +Vì sao axit nitric phản ứng với hầu hết các kim loại và đưa chúng lên mức oxi hóa cao nhất. +Cách xác định số oxi và phương pháp cân bằng phản ứng ion-electron. 2. Kỹ năng +Rèn luyện kỹ năng viết phương trình của phản ứng oxi hóa – khử và giải một số bài tập có liên quan. +Rèn luyện kỹ năng làm thí nghiệm, quan sát và giải thích hiện tượng phản ứng. II. Trọng tâm +Tính chất vật lý và tính chất hóa học của axit nitric. +Biết phương pháp điều chế axit nitric trong phòng thí nghiệm và sản xuất axit nitric trong công nghiệp . +Rèn luyện kỹ năng viết phương trình phản ứng oxi hóa –khử III. Chuẩn bị Giáo viên: Dụng cụ: Ống nghiệm, kẹp gỗ, ống nhỏgiọt.Hoá chất: Dung dịch axit HNO3 loãng,dung dịch HNO3 đặc, đồng viên. Học sinh: Ôn lại các kiến thức của bài amoniac và muối amoni. Rèn luyện kỹ năng xác định số oxi hóa và cân bằng phản ứng oxihóa-khử ` IV. Tổ chức hoạt động dạy học: 1. Ổn định lớp 2. Kiểm tra bài cũ Câu hỏi 1: Viết phương trình hóa học của sơ đồ của chuyển hóa sau: +H2O +HCl +Xút +HNO3 nung Khí A dd A B khí A C D + H2O. Học sinh được gọi lên làm bài. Sau đó giáo viên nhận xét và sửa chữa những phương trình sai. Khí A là ammoniac NH3 NH3 + H2O NH4OH NH4OH + HCl NH4Cl + H2O NH4Cl +NaOH NH3+NaCl+ H2O NH3 + HNO3 NH4NO3 to NH4NO3 N2O+ H2O Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Ghi bảng Hoạt động 1: Tìm hiểu cấu tạo phân tử và tính chất vật lí của axit nitric Giáo viên giảng: Trong các axit đã biết, axit nitric là một hóa chất cơ bản rất quan trọng. Để biết được những tính chất của axit nitric và những ứng dụng trong thực tế của nó hôm nay ta qua bài “ AXIT NITRIC VÀ MUỐI NITRAT”, trước tiên ta tìm hiểu về AXIT NITRIC. Giáo viên: Dựa vào những kiến thức đã học hãy viết công thức Bài 12: AXITNITRIC VÀ MUỐI NITRAT A AXIT NITRIC I.Cấu tạo hóa học ` phân tử, công thức cấu tạo của axit nitric và xác định hóa trị, số oxi hóa của N trong hợp chất? Giáo viên phân biệt hóa trị và số oxihóa của N cho học sinh: Trong phân tử HNO3, N có hóa trị 4 vì xung quanh nguyên tử N có 4 liên kết, nhưng N có số oxihóa là +5 và được xác định do tổng số oxi hóa của các nguyên tố trong hợp chất bằng 0. Và để tìm hiểu kĩ hơn về axit nitric ta đi vào phần II-Tính chất vật lí. Giáo viên cho học sinh quan sát lọ axit và cho học sinh nêu nhận xét về tính chất vật lí của axit nitric. Giáo viên nói thêm một số thông tin về axit nitric: axit nitric là chất rất kém bền, ngay ở nhiệt độ thường, trong điều kiện có ánh sáng, nó phân hủy một phần và giải phóng khí NO2. Khí này tan trong trong dung dịch và làm dung dịch có màu vàng. CTPT: HNO3 CTCT: O H – O –N O Hóa trị 4(học sinh có thể nhầm là hóa trị 5) Số oxi hóa là +5 Học sinh trả lời: axit nitric là chất lỏng không màu, bốc khói mạnh trong không khí ẩm,tan tốt trong nước với bất kì tỉ lệ nào. Axit nitric có khối lượng riêng là 1,53 g/cm3, sôi ở 86oC. O H – O –N O Nitơ có số oxi hóa cao nhất của N là +5 nhưng có hoá trị 4 II.Tính chất vật lý +Là chất lỏng không màu, tan vô hạn trong nước. +D = 1,53 g/cm3 +Nhiệt độ sôi là86oC Hoạt động 2: Tìm hiểu tính axit của axit nitric. Giáo viên: Ở chương trình lớp 10 các em đã học bài axit HCl, H2SO4. Từ kiến thức đã học hãy nêu tính chất hóa học chung của các axit? HNO3 cũng là một axit, và nó có thể hiện đầy đủ tính chất hóa học của một axit thông thường hay không? Nếu có thì tính axit của được thể hiện như thế nào? -Làm quỳ tím hóa đỏ -Tác dụng với kim loại đứng trước H. -Tác dụng với bazơ Là axit mạnh, trong dung dịch phân li hoàn toàn thành H+ và NO3-. Dung dịch III.Tính chất hóa học 1Tính axit -Là axit mạnh. -Phân li hoàn toàn thành H+ và NO3- -Làm quỳ tím hóa đỏ. -Tác dụng với oxit bazơ, bazơ và muối. ` Hãy viết một số phương trình phản ứng chứng minh tính axit của HNO3? axit HNO3 làm quỳ tím hóa đỏ, tác dụng được với oxit bazơ, bazơ và muối. (Học sinh viết ở phần bảng ghi để làm ví dụ) HNO3 + CuO Cu(NO3) 2+ H2O HNO3 +NaOH NaNO3 + H2O HNO3 +CaCO3 Ca(NO3)2 +CO2 +H2O Hoạt động 3: Tìm hiểu tính oxi hóa của axit nitric. Giáo viên giảng: Giống như axit sunfuric đặc, ngoài tính axit ra thì axit nitric còn có tính oxi hóa mạnh. Để tìm hiểu kĩ hơn về tính oxi hóa của axit nitric ta đi vào phần 2_Tính oxi hóa Giáo viên đặt câu hỏi : Dựa vào sách giáo khoa, hãy cho biết axit nitric có thể phản ứng với những kim loại nào? Giáo viên giảng: Trong dung dịch axit nitric có khả năng oxi hóa mạnh hơn ion H+, nên axit nitric oxi hóa được hầu hết các kim loại có tính khử yếu như: Cu, Ag,…trừ Au, Pt, để tạo muối nitrat và đưa kim loại lên mức oxi hóa cao nhất. Vậy khi tác dụng với kim loại có tính khử yếu như Cu, Pb, Ag,…ngoài sản phẩm là muối nitrat thì còn có sản phẩm nào khác không? Giáo viên yêu cầu học sinh lên viết một số phương trình chứng minh HNO3 oxi hóa được hầu hết các kim loại,kể cả những kim loại yếu như Cu, Ag, Pb,…trừ Au, Pt. 2.Tính oxi hóa a)Với kim loại -Phản ứng với hầu hết các kim loại kể cả những kim loại có tính khử yếu như Cu, Ag, Pb,…trừ Au, Pt,… +Tác dụng với Cu, Pb, Ag,…HNO3l +2 tạo khí NO,còn HNO3 đặc tạo khí +4 NO2. Vd: 0 +5 +2 +2 3Cu+8HNO3(l) Cu(NO3)2+2NO +4H2O ` tính oxi hóa của axit nitric. Xác định số oxi hóa và cân bằng phương trình phản ứng. Cho học sinh một số câu thơ về cân bằng phản ứng của HNO3 và Cu. -Khi tác dụng với những kim loại có tính khử mạnh như Mg, Zn, Al,…HNO3 loãng có thể bị khử đến N2O, N2, NH4NO3,.. Cho học sinh viết phương trình minh họa. (Cho Cu tác dụng với HNO3 loãng, đặc và Al, Zn tác dụng với HNO3 loãng. Cho học sinh viết phương trình ở phần ghi vở để làm ví dụ). Giáo viên lưu ý học sinh: thực tế Fe, Al, Cr bị thụ động trong dung dịch HNO3 đặc, nguội. Vì tạo nên một màng oxit bền trên bề mặt các kim loại này, bảo vệ kim loại không tác dụng với axit nitric mà các axit khác chúng tác dụng dễ dàng. Giáo viên giảng: Ngoài kim loại thì axit nitric còn có thể oxi hóa được những phi kim, vậy để tìm hiểu xem sự oxi hóa phi kim có gì khác với sự oxi hóa kim loại ta qua phần b-Vói phi kim HNO3 có thể oxi hóa những phi kim nào, cho ví dụ bằng phương trình phản ứng? Giáo viên giảng: Axit nitric đặc có HNO3 có thể tác dụng với nhiều phi kim như: C, S, P,… 0 +5 +2 +4 Cu+4HNO3(đ) Cu(NO3)2 +2NO2 3 Cu, 8 loãng, 2 NO; 1 Cu, 4 đặc thì ra khí màu(NO2) -Tác dụng với Mg, Al, Zn,..HNO3l +1 0 có thể bị khử đến N2O, N2 hoặc -3 NH4NO3… Vd: 0 +5 +3 8Al+30HNO3(loãng) 8Al(NO3)3 +1 +3N2O +15H2O 0 +5 +2 4Zn+10HNO3(rất loãng) 4Zn(NO3)2 -3 +NH4NO3 +3H2O b)Với phi kim HNO3 có thể tác dụng với nhiều ` thể oxi hóa được nhiều phi kim như C, S, P,…và đưa chúng lên mức oxi hóa cao nhất.Tùy thuộc vào nồng độ mà axit nitric bị khử đến NO hoặc NO2. Ngoài ra axit nitric còn tác dụng với nhiều hợp chất như H2S, HI, SO2, FeO, muối sắt (II),… Cho học sinh viết phương trình để làm ví dụ. phi kim như: C, S, P,… Vd: 0 +5 +6 +2 S+6HNO3(đặc) H2SO4+6NO +4H2O c)Với hợp chất Tác dụng được với nhiều hợp chất như: H2S, HI, SO2, FeO, muối sắt (II),… Vd: -2 +5 0 +2 3H2S+2HNO3 3S+2NO+4H2O Hoạt động 4: Tìm hiểu ứng dụng và các phương pháp điều chế axit nitric. Hãy nêu một số ứng dụng của axit nitric trong thực tế? Với những ứng dụng quan trọng trong thực tế như vậy thì việc điều chế axit nitric có những đặc điêm gì, ta qua phần điều chế. Hãy nêu nguyên tắc điều chế axit nitric trong phòng thí nghiệm? Giáo viên giảng: Trong công nghiệp người ta sản xuất axit nitric từ ammoniac và trải qua 3 giai đoạn: -Oxi hóa ammoniac bằng oxi không khí ở nhiệt độ 850-900oC, có mặt xúc tác là Pt. -Oxi hóa NO thành NO2. -Chuyển hóa NO2 thành HNO3 Điều chế phân đạm, sản xuất thuốc nổ, thuốc nhuộm, dược phẩm,… IV.Ứng dụng -Là hóa chất cơ bản quan trọng -Điều chế phân đạm NH4NO3 -Sản xuất thuốc nổ, phẩm nhuộm, dược phẩm,… V.Điều chế 1.Trong phòng thí nghiệm to NaNO3+H2SO4 đ HNO3 +NaSHO4 2.Trong công nghiệp -Sản xuất từ ammoniac, gồm 3 giai đoạn: +Oxi hóa NH3 bằng oxi không khí to 4NH3+5O2 4NO+6H2O Pt ∆H= -907KJ +Oxi hóa NO thànhNO2 ` bằng cách cho hỗn hợp nitơ đioxit vừa tạo thành và oxi tác dụng với nước sẽ thu được axit nitric. 4NO+O2 2NO2 +Chuyển hóa NO2 thành HNO3 4NO2+2H2O +O2 4HNO3