Конспект урока по химии на тему "Оксиды азота (II и IV). Азотная кислота. Строение молекулы. Свойства азотной кислоты."

9 класс                         Урок №                                  Дата:

Тема. Оксиды азота (II и  IV). Азотная кислота. Строение молекулы. Свойства азотной кислоты.

Цели урока: изучить строение и  свойства оксидов азота (II и  IV) и азотной кислоты, отметить ее особенности взаимодействия с металлами.

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.

Ход урока.

I. Организационный момент.

II. Актуализация знаний, умений, навыков.

  Блиц – опрос  « Ты – мне, я – тебе» (список вопросов передается по рядам, учащиеся сами выбирают тех, кто будет отвечать; можно отдельные карточки раздать учащимся).

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 …

III. Формирование новых знаний, умений, навыков.

Оксиды азота

Заполните таблицу,  используя дополнительный текст.

«Сравнительная характеристика оксидов азота»

Признаки	NO	NO2
Агрегатное состояние
Цвет
Токсичность
Кислотно-основные свойства
Применение

Модельный ответ.

Признаки	NO	NO2
Агрегатное состояние	газ	газ
Цвет	безцветный	бурый
Токсичность	+++	+++
Кислотно-основные свойства	несолеобразующий	Солеобразующий, кислотный
Применение	получение NO2	производство азотной кислоты

Азотная кислота.  Конспект (основные данные записываются на доске и в тетради)

1.     HNO₃

2.     Mr (HNO₃) = 63

3.     M (HNO₃) = 63г/моль

4.     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/см³. Азотная кислота – сильный окислитель. Дымящая азотная кислота способна поджечь скипидар, другие органические вещества.

Исторические сведения. Рассказ.

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 купороса железным, применялся в европейской и арабской алхимии вплоть до XVII века.

4KNO₃ + 2(FeSO₄ · 7H₂O) (t°) → Fe₂O₃ + 2K₂SO₄ + 2HNO₃↑ + NO₂↑ + 13H₂O

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.

KNO₃ + H₂SO₄(конц.) (t°) → KHSO₄ + HNO₃↑

Во времена М. В. Ломоносова, азотную кислоту называли крепкой водкой.

5.     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

4NH₃ + 5O₂ (Pt) → 4NO + 6H₂O

2NO + O₂ → 2NO₂

4NO₂ + O₂ + 2H₂O → 4HNO₃.

Дальнейшей дистилляцией может быть получена т. н. «дымящая азотная кислота», практически не содержащая воды.

6.     Химические свойства. Реакции записывают учащиеся на доске (по одной реакции) и в тетрадях.

а) Общие свойства

1. Действие на индикаторы

2. Диссоциация

HNO₃ = H⁺ + NO₃^-

3. Взаимодействие с основными и амфотерными оксидами

 2HNO₃ + BaO = Ba(NO₃)₃ + H₂O

    6HNO₃ + AI₂O₃ = 2AI(NO₃)₃ + 3H₂O

4. Взаимодействие с основаниями

    HNO₃ + NaOH = NaNO₃ + H₂O

5. Взаимодействие с солями

    2HNO₃ + K₂CO₃ = 2KNO₃ + H₂O + CO₂

б) Специфические свойства

1. Взаимодействие с металлами

Концентрированная и разбавленная азотная кислота взаимодействуют  со всеми металлами, расположенными до и после водорода, кроме  золота и платины.

При взаимодействии азотной кислоты с металлами  водород не выделяется:

    Zn + 2HNO₃ = Zn(NO₃)₂ + H₂

а в зависимости от концентрации выделяются следующие вещества:

1). 4HNO_3(k) + Zn = Zn(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

2). 8HNO_3(p) + 3Zn = 3Zn(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

3). 10HNO_3(p)   + 4Zn = 4Zn(NO₃)₂ + N₂O + 5H₂O

4). 12HNO_3(p)  + 5Zn = 5Zn(NO₃)₂   + N₂ + 6H₂O

5). 10HNO_3(p) + 4Zn = 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.

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

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:

Таблицу распечатать и раздать учащимся.

Активные металлы Li  Na  …….Zn			Металлы средней активности  Cr………..Sn			Металлы малоактивные и неактивные Pb…...........Ag		Благородные металлы Au  Pt  Os Ir
Конц HNO3	Разб HNO3	очень Разб HNO3	Конц HNO3	Разб HNO3	очень Разб HNO3	Конц HNO3	Раз HNO3	Раств. только в царской водке-смеси 3об.HCl B 1об. HNO3
NO NO2	N2O или N2 NO2	NH3 NH4NO3	Не реаги-руют	NO2 NO N2O NH3	NO2 NO N2O NH3	NO2	NO

2. Разложение на свету или при нагревании

    4HNO₃ = 4NO₂ + O₂ + 2H₂O

3. Взаимодействие с неметаллами

Азотная кислота окисляет неметаллы, при этом азот обычно восстанавливается до NO или NO₂:

и сложные вещества, например:

Некоторые органические соединения (например амины и гидразин, скипидар) самовоспламеняются при контакте с концентрированной азотной кислотой.

7. Применение

- для получения красителей

- для получения лекарственных препаратов

- для получения полимеров

- при производстве фотопленки

- для получения взрывчатых веществ

- для производства минеральных удобрений.

IV. Рефлексивно-оценочный этап

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 уравнение реакции:

1) HNO₃ (разб.) + Cu  … ;

3. Укажите, какое уравнение иллюстрирует одну из стадий процесса промышленного производства азотной кислоты.

1) 4NH₃ + 5O₂ = 4NO + 6H₂O;

2) 5HNO₃ + 3P + 2H₂O = 3H₃PO₄ + 5NO;

3) N₂ + O₂ = 2NO.

4. Отрицательная степень окисления проявляется азотом в соединении:

1) N₂O; 2) NO; 3) NO₂; 4) Na₃N.

5. Взаимодействие медной стружки с концентрированной азотной кислотой приводит к образованию:

1) NO₂; 2) NO; 3) N₂; 4) NH₃.

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:  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) NO₂; 2) NO; 3) N₂O; 4) NH₄NO₃.

Ответы на тесты В а р и а н т  1. 1 – 4; 2. 1) 8HNO3 (разб.) + 3Cu = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O; 3 – 1; 4 – 4; 5 – 1. В а р и а н т  2. 1 – 4; 2. Zn + 4HNO3 (конц.) = Zn(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O; 3 – 2; 4 – 1; 5 – 4.

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.

Приложение.

Текст для заполнения таблицы (распечатать один экземпляр на парту).

Оксид азота (II)

Формула - NO. Встречается под названиями монооксида азота, окиси азота и нитрозил-радикала

Свойства. При нормальных условиях имеет вид бесцветного газа, который плохо растворяется в воде. Его трудно сжижать, однако в твердом и жидком состояниях это вещество имеет голубой цвет. Данный оксид может окисляться кислородом воздуха. Несолеобразующий.

 Получение. Его довольно просто получить, для этого нужно нагреть до 1200-1300оС смесь азота и кислорода. В лабораторных условиях он образуется сразу при нескольких опытах: Реакция меди и 30%-ного раствора азотной кислоты. Взаимодействие хлорида железа, нитрита натрия и соляной кислоты. Реакция азотистой и иодоводородной кислот.  Применение. Получение оксида азота (IV) для производства азотной кислоты.

Оксид азота (IV)

Формула - NO2. Также его могут называть диоксидом азота или бурым газом.

Свойства. Последнее название соответствует одному из его свойств. Ведь этот оксид имеет вид или красно-бурого газа или желтоватой жидкости. Ему присуща высокая химическая активность, обладает кислотными свойствами.

Получение. Данный оксид получают при взаимодействии азотной кислоты и меди, а также во время термического разложения нитрата свинца.

Применение. С помощью него производят серную и азотную кислоты, окисляют жидкое ракетное топливо и смесевые взрывчатые вещества