202X版新教材高中化學(xué)第五章化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素2.3硝酸酸雨及防治課件新人教版必修2

1、第3課時(shí)硝酸酸雨及防治 一、硝酸的性質(zhì)一、硝酸的性質(zhì)1.1.物理性質(zhì)物理性質(zhì)2.2.化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)(1)(1)酸性酸性: :在水中的電離方程式為在水中的電離方程式為_。(2)(2)不穩(wěn)定性不穩(wěn)定性: :濃硝酸見光或受熱會(huì)發(fā)生分解濃硝酸見光或受熱會(huì)發(fā)生分解, ,化學(xué)方程式為化學(xué)方程式為_。HNOHNO3 3=H=H+ + + 4HNO4HNO3 3( (濃濃) 4NO) 4NO2 2+O+O2 2+2H+2H2 2O O3NO【微思考微思考】根據(jù)濃硝酸的性質(zhì)分析濃硝酸應(yīng)該如何保根據(jù)濃硝酸的性質(zhì)分析濃硝酸應(yīng)該如何保存存? ?提示提示: :濃硝酸見光或受熱易分解濃硝酸見光或受熱易分解, ,故濃硝酸

2、應(yīng)保存在棕故濃硝酸應(yīng)保存在棕色試劑瓶中色試劑瓶中, ,并放置在陰涼處。并放置在陰涼處。(3)(3)強(qiáng)氧化性強(qiáng)氧化性: :實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)探究: :實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)裝裝置置 稀硝酸稀硝酸濃硝酸濃硝酸實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)現(xiàn)現(xiàn)象象反應(yīng)緩慢反應(yīng)緩慢, ,有少量有少量氣泡產(chǎn)生氣泡產(chǎn)生,_,_,_,試管口有紅試管口有紅棕色氣體產(chǎn)生棕色氣體產(chǎn)生反應(yīng)劇烈反應(yīng)劇烈, ,有有_產(chǎn)生產(chǎn)生,_,_,_,液面上有液面上有_氣體產(chǎn)生氣體產(chǎn)生實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)結(jié)結(jié)論論銅與稀硝酸常溫銅與稀硝酸常溫下緩慢反應(yīng)生成下緩慢反應(yīng)生成_氣體氣體銅與濃硝酸常溫下銅與濃硝酸常溫下劇烈反應(yīng)生成劇烈反應(yīng)生成_氣體氣體溶液溶液變藍(lán)變藍(lán)大量大量氣泡氣泡溶液變?nèi)芤鹤兯{(lán)藍(lán)紅棕紅棕色色

3、NONONONO2 2【巧判斷巧判斷】(1)(1)硝酸的濃度越大硝酸的濃度越大, ,其氧化性越強(qiáng)。其氧化性越強(qiáng)。( () )提示提示: :。由銅與濃、稀硝酸反應(yīng)的劇烈程度可知。由銅與濃、稀硝酸反應(yīng)的劇烈程度可知, ,硝硝酸的濃度越大氧化性越強(qiáng)。酸的濃度越大氧化性越強(qiáng)。(2)(2)銅與濃硝酸反應(yīng)只能生成二氧化氮?dú)怏w。銅與濃硝酸反應(yīng)只能生成二氧化氮?dú)怏w。( () )提示提示: :。銅與濃硝酸反應(yīng)開始生成。銅與濃硝酸反應(yīng)開始生成NONO2 2氣體氣體, ,但隨硝酸但隨硝酸濃度減小濃度減小, ,會(huì)生成會(huì)生成NONO氣體。氣體。(3)(3)在銅與硝酸的反應(yīng)中硝酸只表現(xiàn)氧化性。在銅與硝酸的反應(yīng)中硝酸只表現(xiàn)

4、氧化性。( () )提示提示: :。銅與硝酸反應(yīng)中有。銅與硝酸反應(yīng)中有NONO2 2( (或或NO)NO)生成生成, ,又有硝酸又有硝酸銅生成銅生成, ,硝酸既表現(xiàn)氧化性又表現(xiàn)酸性。硝酸既表現(xiàn)氧化性又表現(xiàn)酸性。強(qiáng)氧化性的表現(xiàn)強(qiáng)氧化性的表現(xiàn): :寫出下列有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式寫出下列有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式: :a.a.與金屬反應(yīng)與金屬反應(yīng): :稀硝酸與銅反應(yīng)稀硝酸與銅反應(yīng): :_。濃硝酸與銅反應(yīng)濃硝酸與銅反應(yīng): :_。3Cu+8HNO3Cu+8HNO3 3( (稀稀)=3Cu(NO)=3Cu(NO3 3) )2 2+2NO+4H+2NO+4H2 2O OCu+4HNOCu+4HNO3 3( (濃濃)

5、 )=Cu(NOCu(NO3 3) )2 2+2NO+2NO2 2+2H+2H2 2O Ob.b.與非金屬反應(yīng)與非金屬反應(yīng): :濃硝酸與紅熱的濃硝酸與紅熱的C(C(被氧化為被氧化為COCO2 2) )的反應(yīng)為的反應(yīng)為_。C+4HNOC+4HNO3 3( (濃濃) CO) CO2 2+4NO+4NO2 2+2H+2H2 2O O【情境情境思考思考】某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室取出一瓶濃硝酸某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室取出一瓶濃硝酸, ,發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)溶液顯黃色溶液顯黃色, ,與教材中關(guān)于硝酸的描述出現(xiàn)偏差。與教材中關(guān)于硝酸的描述出現(xiàn)偏差。(1)(1)你能幫助該同學(xué)解釋一下原因嗎你能幫助該同學(xué)解釋一下原因嗎? ? 提示提示: :濃

6、硝酸不穩(wěn)定濃硝酸不穩(wěn)定, ,見光或受熱會(huì)分解生成見光或受熱會(huì)分解生成NONO2 2,NO,NO2 2溶溶于濃硝酸使溶液顯黃色。于濃硝酸使溶液顯黃色。(2)(2)你能幫助該同學(xué)去除硝酸的黃色嗎你能幫助該同學(xué)去除硝酸的黃色嗎? ?提示提示: :向濃硝酸中通入氧氣向濃硝酸中通入氧氣( (或空氣或空氣),),發(fā)生反應(yīng)發(fā)生反應(yīng)4NO4NO2 2+O+O2 2+2H+2H2 2O=4HNOO=4HNO3 3, ,消除黃色。消除黃色?！厩榫城榫乘伎妓伎肌?本草綱目拾遺本草綱目拾遺記載記載:(:(硝酸硝酸) )西洋人所造西洋人所造, ,性最猛性最猛, ,能能蝕五金。王怡堂先生云蝕五金。王怡堂先生云: :其水至

7、強(qiáng)其水至強(qiáng), ,五金八石皆能穿滴五金八石皆能穿滴, ,惟玻璃可盛。惟玻璃可盛。上述描述體現(xiàn)了硝酸的哪些性質(zhì)呢上述描述體現(xiàn)了硝酸的哪些性質(zhì)呢? ?提示提示: :酸性。酸性。3.3.硝酸的用途與工業(yè)制法硝酸的用途與工業(yè)制法(1)(1)用途用途: :(2)(2)工業(yè)制法工業(yè)制法: :工業(yè)流程工業(yè)流程: :寫出有關(guān)化學(xué)方程式寫出有關(guān)化學(xué)方程式: :N N2 2NHNH3 3: _: _。NHNH3 3NO: _NO: _。NONONONO2 2: _: _。NONO2 2HNOHNO3 3: _: _。N N2 2+3H+3H2 2 2NH 2NH3 34NH4NH3 3+5O+5O2 2 4NO+6

8、H 4NO+6H2 2O O2NO+O2NO+O2 2=2NO=2NO2 23NO3NO2 2+H+H2 2O=2HNOO=2HNO3 3+NO+NO二、酸雨及防治二、酸雨及防治1.SO1.SO2 2與與NONO2 2的主要來源、危害和防治的主要來源、危害和防治2.2.酸雨酸雨(1)(1)概念概念:pH_:pH_的降水。正常雨水由于溶解了的降水。正常雨水由于溶解了COCO2 2, ,其其pHpH約為約為5.65.6。(2)(2)成因成因: :主要是大氣中的主要是大氣中的_與與_溶于水形成的。溶于水形成的。5.65.6SOSO2 2NONO2 2(3)(3)危害危害: :直接損傷農(nóng)作物、破壞森林

9、和草原直接損傷農(nóng)作物、破壞森林和草原, ,使土壤、湖泊酸使土壤、湖泊酸化。化。加速建筑物、橋梁、工業(yè)設(shè)備、運(yùn)輸工具和電纜的加速建筑物、橋梁、工業(yè)設(shè)備、運(yùn)輸工具和電纜的腐蝕。腐蝕。知識(shí)點(diǎn)一硝酸的強(qiáng)氧化性知識(shí)點(diǎn)一硝酸的強(qiáng)氧化性【重點(diǎn)釋疑重點(diǎn)釋疑】1.1.規(guī)律規(guī)律(1)(1)硝酸的濃度越大硝酸的濃度越大, ,反應(yīng)溫度越高反應(yīng)溫度越高, ,其氧化性越強(qiáng)。其氧化性越強(qiáng)。(2)(2)濃硝酸的還原產(chǎn)物是濃硝酸的還原產(chǎn)物是NONO2 2, ,稀硝酸的還原產(chǎn)物是稀硝酸的還原產(chǎn)物是NONO。(3)(3)還原劑一般被氧化為最高價(jià)態(tài)。還原劑一般被氧化為最高價(jià)態(tài)。2.2.表現(xiàn)表現(xiàn)(1)(1)硝酸與金屬的反應(yīng)硝酸與金屬的

10、反應(yīng)除除AuAu、PtPt等少數(shù)金屬外等少數(shù)金屬外, ,硝酸幾乎可以氧化所有的金硝酸幾乎可以氧化所有的金屬屬, ,如如3Ag+4HNO3Ag+4HNO3 3( (稀稀)=3AgNO)=3AgNO3 3+NO+2H+NO+2H2 2O;O;活潑金屬與硝酸反應(yīng)不生成活潑金屬與硝酸反應(yīng)不生成H H2 2, ,硝酸的濃度不同硝酸的濃度不同, ,還還原產(chǎn)物不同原產(chǎn)物不同; ;常溫下濃硝酸能使常溫下濃硝酸能使FeFe、AlAl鈍化鈍化, ,加熱時(shí)反應(yīng)。加熱時(shí)反應(yīng)。(2)(2)硝酸與非金屬的反應(yīng)硝酸與非金屬的反應(yīng)反應(yīng)規(guī)律反應(yīng)規(guī)律: :非金屬單質(zhì)非金屬單質(zhì)+ +濃硝酸濃硝酸最高價(jià)氧化物或其最高價(jià)氧化物或其含氧

11、酸含氧酸+NO+NO2 2+H+H2 2O;O;實(shí)例實(shí)例:C+4HNO:C+4HNO3 3( (濃濃) CO) CO2 2+4NO+4NO2 2+2H+2H2 2O O。(3)(3)硝酸與還原性化合物的反應(yīng)硝酸與還原性化合物的反應(yīng)硝酸的強(qiáng)氧化性還表現(xiàn)在可以氧化具有還原性的化合硝酸的強(qiáng)氧化性還表現(xiàn)在可以氧化具有還原性的化合物或離子物或離子, ,如如HIHI、HBrHBr、SOSO2 2、FeFe2+2+、FeOFeO、BrBr- -、I I- -、S S2-2-、 等均能被等均能被HNOHNO3 3氧化。氧化。23SO【思考思考討論討論】(1)(1)少量的少量的FeFe與足量稀硝酸反應(yīng)與足量稀硝

12、酸反應(yīng),Fe,Fe被氧化為被氧化為+2+2價(jià)還價(jià)還是是+3+3價(jià)價(jià)? ?過量的過量的FeFe與稀硝酸反應(yīng)呢與稀硝酸反應(yīng)呢? ?提示提示: :硝酸的氧化性較強(qiáng)硝酸的氧化性較強(qiáng), ,可將可將FeFe氧化為氧化為FeFe3+3+, ,故少量的故少量的FeFe與足量稀硝酸反應(yīng)與足量稀硝酸反應(yīng),Fe,Fe被氧化為被氧化為+3+3價(jià)價(jià); ;由于由于FeFe可與可與FeFe3+3+生成生成FeFe2+2+, ,故過量的故過量的FeFe與稀硝酸反應(yīng)得到與稀硝酸反應(yīng)得到+2+2價(jià)鐵。價(jià)鐵。(2)(2)銅投入稀硫酸中不會(huì)溶解銅投入稀硫酸中不會(huì)溶解, ,再向溶液中投入再向溶液中投入KNOKNO3 3固固體體, ,銅

13、會(huì)不會(huì)溶解銅會(huì)不會(huì)溶解? ?為什么為什么? ?提示提示: :會(huì)溶解。由離子方程式會(huì)溶解。由離子方程式8H8H+ +2 +3Cu=3Cu+2 +3Cu=3Cu2+2+2NO+4H+2NO+4H2 2O O可知可知, ,只要溶液中同時(shí)有只要溶液中同時(shí)有H H+ +和和 , ,銅就會(huì)銅就會(huì)發(fā)生反應(yīng)而溶解。發(fā)生反應(yīng)而溶解。3NO3NO【案例示范案例示范】 【典例典例】某校課外活動(dòng)小組為了探究銅與稀硝酸反應(yīng)某校課外活動(dòng)小組為了探究銅與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體主要是產(chǎn)生的氣體主要是NONO設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)方案。設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)方案。(1)(1)甲同學(xué)設(shè)計(jì)如圖實(shí)驗(yàn)甲同學(xué)設(shè)計(jì)如圖實(shí)驗(yàn)( (實(shí)驗(yàn)過實(shí)驗(yàn)過程中活塞程中活塞2 2為

14、打開狀態(tài)為打開狀態(tài)) )。組裝好裝置檢驗(yàn)氣密性后組裝好裝置檢驗(yàn)氣密性后, ,如何加入稀硝酸如何加入稀硝酸? ?_。如何控制反應(yīng)的進(jìn)行如何控制反應(yīng)的進(jìn)行? ?如何加快反應(yīng)速率如何加快反應(yīng)速率? ?_。 如何操作驗(yàn)證產(chǎn)生的氣體為如何操作驗(yàn)證產(chǎn)生的氣體為NO?NO?_。(2)(2)乙同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示裝置乙同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示裝置( (加熱裝置和固定裝置加熱裝置和固定裝置均已略去均已略去) )。圖中。圖中K K為止水夾為止水夾( (處于關(guān)閉狀態(tài)處于關(guān)閉狀態(tài)),F),F是一半是一半空的注射器?？盏淖⑸淦?。設(shè)計(jì)裝置設(shè)計(jì)裝置A A的目的是的目的是_。裝置裝置E E和和F F的作用是的作用是_。為。為實(shí)現(xiàn)此作

15、用實(shí)現(xiàn)此作用, ,操作是操作是_。裝置裝置D D的作用是的作用是_?！窘馕鼋馕觥?1)(1)打開活塞打開活塞1 1使左右大氣相通使左右大氣相通, ,加入硝酸時(shí)加入硝酸時(shí), ,液面才能達(dá)到液面液面才能達(dá)到液面a a處處; ;關(guān)閉或開啟活塞關(guān)閉或開啟活塞1 1能控制能控制U U形形管內(nèi)產(chǎn)生氣體的壓強(qiáng)管內(nèi)產(chǎn)生氣體的壓強(qiáng), ,當(dāng)關(guān)閉活塞當(dāng)關(guān)閉活塞1,1,左側(cè)壓強(qiáng)大時(shí)能使左側(cè)壓強(qiáng)大時(shí)能使銅和稀硝酸分離從而停止反應(yīng)銅和稀硝酸分離從而停止反應(yīng); ;加熱可加快反應(yīng)速率加熱可加快反應(yīng)速率; ;一氧化氮是無色氣體一氧化氮是無色氣體, ,如果證明反應(yīng)產(chǎn)生的氣體是一如果證明反應(yīng)產(chǎn)生的氣體是一氧化氮氧化氮, ,需要將活

16、塞需要將活塞1 1打開打開, ,將氣體放入分液漏斗中將氣體放入分液漏斗中, ,氣氣體在分液漏斗中變?yōu)榧t棕色體在分液漏斗中變?yōu)榧t棕色, ,則證明反應(yīng)所產(chǎn)生的氣體則證明反應(yīng)所產(chǎn)生的氣體是一氧化氮。是一氧化氮。(2)(2)裝置中含有氧氣裝置中含有氧氣, ,對(duì)對(duì)NONO的檢驗(yàn)有干擾的檢驗(yàn)有干擾,A,A產(chǎn)生的產(chǎn)生的COCO2 2可以排除裝置中的空氣可以排除裝置中的空氣; ;將注射器將注射器F F中的空氣推入中的空氣推入E E中中, ,若氣體變?yōu)榧t棕色則說明生成了若氣體變?yōu)榧t棕色則說明生成了NO;NO;氮的氧化物是氮的氧化物是大氣污染物大氣污染物, ,可以被氫氧化鈉溶液吸收可以被氫氧化鈉溶液吸收, ,干燥

17、管可以防干燥管可以防止倒吸。止倒吸。答案答案: :(1)(1)打開活塞打開活塞1,1,加入稀硝酸至液面加入稀硝酸至液面a a處處通過關(guān)閉或開啟活塞通過關(guān)閉或開啟活塞1 1可以控制反應(yīng)的進(jìn)行可以控制反應(yīng)的進(jìn)行; ;在裝置在裝置左側(cè)稍加熱可以加快稀硝酸與銅的反應(yīng)速率左側(cè)稍加熱可以加快稀硝酸與銅的反應(yīng)速率反應(yīng)開始后反應(yīng)開始后, ,膠塞下方有無色氣體生成膠塞下方有無色氣體生成, ,打開活塞打開活塞1,1,漏斗中有紅棕色氣體漏斗中有紅棕色氣體, ,證明該氣體為證明該氣體為NONO (2)(2) 產(chǎn)生產(chǎn)生COCO2 2, ,趕走裝置中的空氣趕走裝置中的空氣, ,防止因防止因NONO與與O O2 2反應(yīng)反應(yīng)

18、生成生成NONO2 2而產(chǎn)生干擾而產(chǎn)生干擾驗(yàn)證驗(yàn)證NONO的生成將注射器的生成將注射器F F中的空氣推入中的空氣推入E E中中, ,若氣體若氣體變?yōu)榧t棕色則說明生成了變?yōu)榧t棕色則說明生成了NONO吸收多余的氮氧化物吸收多余的氮氧化物, ,防止污染空氣防止污染空氣, ,防止倒吸防止倒吸【遷移遷移應(yīng)用應(yīng)用】下述實(shí)驗(yàn)中均有紅棕色氣體產(chǎn)生下述實(shí)驗(yàn)中均有紅棕色氣體產(chǎn)生, ,對(duì)比分析所得結(jié)論對(duì)比分析所得結(jié)論不正確的是不正確的是世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)( () ) A.A.由中的紅棕色氣體由中的紅棕色氣體, ,推斷產(chǎn)生的氣體一定是混合氣推斷產(chǎn)生的氣體一定是混合氣體體B.B.紅棕色氣體不能表明中木炭與濃硝

19、酸發(fā)生了反應(yīng)紅棕色氣體不能表明中木炭與濃硝酸發(fā)生了反應(yīng)C.C.由說明濃硝酸具有揮發(fā)性由說明濃硝酸具有揮發(fā)性, ,生成的紅棕色氣體為還生成的紅棕色氣體為還原產(chǎn)物原產(chǎn)物D.D.的氣體產(chǎn)物中檢測(cè)出的氣體產(chǎn)物中檢測(cè)出COCO2 2, ,由此說明木炭一定與濃由此說明木炭一定與濃硝酸發(fā)生了反應(yīng)硝酸發(fā)生了反應(yīng)【解析解析】選選D D。A.A.中的碎玻璃不與濃硝酸反應(yīng)中的碎玻璃不與濃硝酸反應(yīng), ,但仍但仍有紅棕色氣體產(chǎn)生有紅棕色氣體產(chǎn)生, ,說明濃硝酸受熱分解產(chǎn)生了二氧化說明濃硝酸受熱分解產(chǎn)生了二氧化氮和氧氣氮和氧氣,A,A正確正確;B.;B.通過通過A A分析可知分析可知, ,濃硝酸受熱可以分濃硝酸受熱可以分

20、解產(chǎn)生二氧化氮和氧氣解產(chǎn)生二氧化氮和氧氣, ,所以中紅棕色氣體可能來源所以中紅棕色氣體可能來源于硝酸分解于硝酸分解, ,即不能表明中木炭與濃硝酸發(fā)生反應(yīng)即不能表明中木炭與濃硝酸發(fā)生反應(yīng),B,B正確正確;C.;C.實(shí)驗(yàn)中木炭沒有與濃硝酸接觸實(shí)驗(yàn)中木炭沒有與濃硝酸接觸, ,濃硝酸沒有濃硝酸沒有被加熱被加熱, ,生成的紅棕色氣體二氧化氮只能是揮發(fā)出的硝生成的紅棕色氣體二氧化氮只能是揮發(fā)出的硝酸蒸氣與紅熱木炭反應(yīng)或是揮發(fā)出的硝酸受熱分解酸蒸氣與紅熱木炭反應(yīng)或是揮發(fā)出的硝酸受熱分解, ,從從生成的二氧化氮看生成的二氧化氮看, ,都是來源于都是來源于HNOHNO3 3中中+5+5價(jià)氮元素價(jià)氮元素, ,所所

21、以紅棕色氣體是還原產(chǎn)物以紅棕色氣體是還原產(chǎn)物,C,C正確正確;D.;D.由于空氣中含有氧由于空氣中含有氧氣氣, ,因此紅熱的木炭可能與氧氣反應(yīng)產(chǎn)生了因此紅熱的木炭可能與氧氣反應(yīng)產(chǎn)生了COCO2 2, ,且中且中木炭和濃硝酸并沒有接觸木炭和濃硝酸并沒有接觸, ,因此不能說明木炭一定與濃因此不能說明木炭一定與濃硝酸發(fā)生了反應(yīng)硝酸發(fā)生了反應(yīng),D,D錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。【補(bǔ)償訓(xùn)練補(bǔ)償訓(xùn)練】(2019(2019瀏陽高一檢測(cè)瀏陽高一檢測(cè)) )下列反應(yīng)中硝酸既能表現(xiàn)下列反應(yīng)中硝酸既能表現(xiàn)出酸性又表現(xiàn)出氧化性的是出酸性又表現(xiàn)出氧化性的是( () )A.A.使石蕊試液變紅使石蕊試液變紅B.B.與銅反應(yīng)放出與銅反應(yīng)放出N

22、ONO氣體氣體, ,生成生成Cu(NOCu(NO3 3) )2 2C.C.與與NaNa2 2COCO3 3反應(yīng)放出反應(yīng)放出COCO2 2氣體氣體, ,生成生成NaNONaNO3 3D.D.與與S S單質(zhì)混合共熱時(shí)生成單質(zhì)混合共熱時(shí)生成H H2 2SOSO4 4和和NONO2 2【解析解析】選選B B。在上述反應(yīng)。在上述反應(yīng)A A、C C項(xiàng)中項(xiàng)中HNOHNO3 3均表現(xiàn)出酸均表現(xiàn)出酸性。在性。在B B、D D項(xiàng)中項(xiàng)中HNOHNO3 3中氮元素的化合價(jià)均降低中氮元素的化合價(jià)均降低, ,表現(xiàn)出表現(xiàn)出氧化性氧化性, ,并且在并且在B B項(xiàng)中又有項(xiàng)中又有Cu(NOCu(NO3 3) )2 2和水生成和水

23、生成, ,說明此反說明此反應(yīng)中應(yīng)中HNOHNO3 3還表現(xiàn)出酸性。還表現(xiàn)出酸性?！舅仞B(yǎng)提升素養(yǎng)提升】某同學(xué)通過查閱資料了解到某同學(xué)通過查閱資料了解到: :硝酸銅硝酸銅Cu(NOCu(NO3 3) )2 2 的無水的無水物和水合物都是藍(lán)色晶體物和水合物都是藍(lán)色晶體, ,但性質(zhì)有很大不同。亮藍(lán)色但性質(zhì)有很大不同。亮藍(lán)色的無水硝酸銅是易揮發(fā)的固體的無水硝酸銅是易揮發(fā)的固體, ,在真空中升華。在真空中升華。請(qǐng)思考由銅粉制備硝酸銅有哪些途徑請(qǐng)思考由銅粉制備硝酸銅有哪些途徑? ?并評(píng)價(jià)哪種途徑并評(píng)價(jià)哪種途徑更優(yōu)更優(yōu)? ? 提示提示: :途徑一途徑一:3Cu+8HNO:3Cu+8HNO3 3( (稀稀)=3

24、Cu(NO)=3Cu(NO3 3) )2 2+2NO+2NO+4H4H2 2O O。途徑二途徑二:Cu+4HNO:Cu+4HNO3 3( (濃濃)=Cu(NO)=Cu(NO3 3) )2 2+2NO+2NO2 2+2H+2H2 2O O。途徑三途徑三:2Cu+O:2Cu+O2 2 2CuO, 2CuO,CuO+2HNOCuO+2HNO3 3=Cu(NO=Cu(NO3 3) )2 2+H+H2 2O O。途徑三更優(yōu)。原因是制備等量的途徑三更優(yōu)。原因是制備等量的Cu(NOCu(NO3 3) )2 2消耗的硝酸消耗的硝酸最少且無污染性氣體產(chǎn)生。最少且無污染性氣體產(chǎn)生。知識(shí)點(diǎn)二硝酸與金屬反應(yīng)的有關(guān)計(jì)算

25、知識(shí)點(diǎn)二硝酸與金屬反應(yīng)的有關(guān)計(jì)算【重點(diǎn)釋疑重點(diǎn)釋疑】1.1.硝酸與金屬反應(yīng)的規(guī)律硝酸與金屬反應(yīng)的規(guī)律硝酸與金屬單質(zhì)反應(yīng)時(shí)一部分被還原硝酸與金屬單質(zhì)反應(yīng)時(shí)一部分被還原, ,一部分生成硝酸一部分生成硝酸鹽鹽, ,故硝酸既表現(xiàn)了酸性又表現(xiàn)了氧化性故硝酸既表現(xiàn)了酸性又表現(xiàn)了氧化性, ,但硝酸與金但硝酸與金屬反應(yīng)一般不生成屬反應(yīng)一般不生成H H2 2。(1)(1)硝酸與銅的反應(yīng)硝酸與銅的反應(yīng): :在反應(yīng)中硝酸的作用可用如圖表示在反應(yīng)中硝酸的作用可用如圖表示: :可以看出可以看出, ,隨隨HNOHNO3 3濃度的降低濃度的降低, ,還原產(chǎn)物會(huì)由還原產(chǎn)物會(huì)由NONO2 2變?yōu)樽優(yōu)镹ONO。由氮原子守恒可知由

26、氮原子守恒可知, ,無論是無論是NONO2 2還是還是NO,NO,被還原的硝酸被還原的硝酸與被還原生成氣體的物質(zhì)的量總是相等的與被還原生成氣體的物質(zhì)的量總是相等的; ;未被還原的未被還原的 與與CuCu2+2+構(gòu)成構(gòu)成Cu(NOCu(NO3 3) )2 2, , 的物質(zhì)的量的物質(zhì)的量為為CuCu2+2+物質(zhì)的量的物質(zhì)的量的2 2倍倍; ;3NO3NO運(yùn)用電子守恒、原子守恒運(yùn)用電子守恒、原子守恒, ,便可順利求解參加反應(yīng)的便可順利求解參加反應(yīng)的CuCu、HNOHNO3 3以及產(chǎn)物以及產(chǎn)物NONO2 2、NONO之間量的關(guān)系。之間量的關(guān)系。(2)(2)稀硝酸與鐵的反應(yīng)稀硝酸與鐵的反應(yīng): :Fe+4

27、HNOFe+4HNO3 3( (稀稀)=Fe(NO)=Fe(NO3 3) )3 3+NO+2H+NO+2H2 2O O3Fe(3Fe(過量過量)+8HNO)+8HNO3 3( (稀稀)=3Fe(NO)=3Fe(NO3 3) )2 2+2NO+4H+2NO+4H2 2O O反應(yīng)物的量與生成物的關(guān)系如圖所示反應(yīng)物的量與生成物的關(guān)系如圖所示: :上述反應(yīng)首先發(fā)生反應(yīng)上述反應(yīng)首先發(fā)生反應(yīng), ,若若FeFe剩余再發(fā)生反應(yīng)剩余再發(fā)生反應(yīng)Fe+Fe+2Fe(NO2Fe(NO3 3) )3 3=3Fe(NO=3Fe(NO3 3) )2 2, ,合并即可得反應(yīng)。所合并即可得反應(yīng)。所以以, ,無論反應(yīng)還是反應(yīng)無論

28、反應(yīng)還是反應(yīng), ,被還原的被還原的HNOHNO3 3皆占參與反皆占參與反應(yīng)的應(yīng)的HNOHNO3 3的的 。142.2.金屬與硝酸反應(yīng)常用的計(jì)算方法金屬與硝酸反應(yīng)常用的計(jì)算方法(1)(1)原子守恒法原子守恒法:HNO:HNO3 3與金屬反應(yīng)時(shí)與金屬反應(yīng)時(shí), ,反應(yīng)消耗的反應(yīng)消耗的HNOHNO3 3中中氮原子的物質(zhì)的量等于顯酸性的氮原子的物質(zhì)的量等于顯酸性的HNOHNO3 3( (以硝酸鹽的以硝酸鹽的 形形式存在于溶液中式存在于溶液中) )的物質(zhì)的量與顯氧化性的的物質(zhì)的量與顯氧化性的HNOHNO3 3( (以以NONOx x的的形式存在形式存在) )的物質(zhì)的量之和。的物質(zhì)的量之和。3NO(2)(2

29、)電子守恒法電子守恒法:HNO:HNO3 3中氮原子得電子的物質(zhì)的量等于中氮原子得電子的物質(zhì)的量等于金屬失電子的物質(zhì)的量。金屬失電子的物質(zhì)的量。(3)(3)電荷守恒電荷守恒:HNO:HNO3 3過量時(shí)反應(yīng)后溶液中過量時(shí)反應(yīng)后溶液中( (不考慮不考慮OHOH- -) )有有: :c c( ( )=)=c c(H(H+ +)+)+n nc c(M(Mn n+ +)(M)(Mn n+ +代表金屬離子代表金屬離子) )。3NO【思考思考討論討論】(1)(1)銅與足量稀硝酸反應(yīng)時(shí)銅與足量稀硝酸反應(yīng)時(shí), ,表現(xiàn)酸性的表現(xiàn)酸性的HNOHNO3 3與作氧與作氧化劑的化劑的HNOHNO3 3物質(zhì)的量之比是多少物

30、質(zhì)的量之比是多少? ?提示提示: :CuCu與稀硝酸反應(yīng)與稀硝酸反應(yīng):3Cu+8HNO:3Cu+8HNO3 3=3Cu(NO=3Cu(NO3 3) )2 2+2NO+2NO+4H+4H2 2O O。當(dāng)有。當(dāng)有8 mol HNO8 mol HNO3 3參加反應(yīng)時(shí)參加反應(yīng)時(shí), ,有有2 mol HNO2 mol HNO3 3表現(xiàn)表現(xiàn)氧化性氧化性,6 mol HNO,6 mol HNO3 3表現(xiàn)酸性表現(xiàn)酸性, ,故表現(xiàn)酸性的故表現(xiàn)酸性的HNOHNO3 3與作與作氧化劑的氧化劑的HNOHNO3 3物質(zhì)的量之比為物質(zhì)的量之比為3131。(2)(2)m m g Cu g Cu與足量的一定濃度的硝酸充分反應(yīng)

31、與足量的一定濃度的硝酸充分反應(yīng), ,生成生成V V L L NONO、NONO2 2混合氣體混合氣體( (標(biāo)準(zhǔn)狀況下標(biāo)準(zhǔn)狀況下),),則參加反應(yīng)的則參加反應(yīng)的HNOHNO3 3的的物質(zhì)的量是多少物質(zhì)的量是多少? ?提示提示: :被還原的硝酸無論生成被還原的硝酸無論生成NONO還是還是NONO2 2, ,均有氮原子與均有氮原子與被還原被還原HNOHNO3 3的物質(zhì)的量相等的物質(zhì)的量相等; ;未被還原未被還原( (起酸性作用起酸性作用) )的的硝酸等于硝酸等于Cu(NOCu(NO3 3) )2 2物質(zhì)的量的物質(zhì)的量的2 2倍倍, ,故參加反應(yīng)的硝酸的故參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量為物質(zhì)的量為( ) m

32、ol( ) mol。Vm22.432【案例示范案例示范】 【典例典例】(2019(2019三明高一檢測(cè)三明高一檢測(cè)) )在標(biāo)準(zhǔn)狀況下將在標(biāo)準(zhǔn)狀況下將1.92 g1.92 g銅粉投入一定量濃硝酸中銅粉投入一定量濃硝酸中, ,隨著銅粉的溶解隨著銅粉的溶解, ,反反應(yīng)生成的氣體顏色逐漸變淺應(yīng)生成的氣體顏色逐漸變淺, ,當(dāng)銅粉完全溶解后共收集當(dāng)銅粉完全溶解后共收集到由到由NONO2 2和和NONO組成的混合氣體組成的混合氣體1.12 L,1.12 L,則混合氣體中則混合氣體中NONO的體積為的體積為( () )A.112 mLA.112 mLB.1 008 mLB.1 008 mLC.224 mLC.

33、224 mLD.448 mLD.448 mL【思維建模思維建模】解答有關(guān)金屬與硝酸反應(yīng)問題的思維流解答有關(guān)金屬與硝酸反應(yīng)問題的思維流程如下程如下: :【解析解析】選選A A?；旌蠚怏w的總物質(zhì)的量為?；旌蠚怏w的總物質(zhì)的量為1.12 L1.12 L22.4 Lmol22.4 Lmol-1-1=0.05 mol,1.92 g=0.05 mol,1.92 g銅粉的物質(zhì)的量為銅粉的物質(zhì)的量為0.03 mol0.03 mol。設(shè)。設(shè)NONO的物質(zhì)的量為的物質(zhì)的量為n n1 1 mol, mol,則則NONO2 2的物質(zhì)的的物質(zhì)的量為量為(0.05-(0.05-n n1 1) mol,) mol,根據(jù)得失電

34、子守恒得根據(jù)得失電子守恒得3 3n n1 1+(0.05-+(0.05-n n1 1) )1=0.031=0.032,2,解得解得n n1 1=0.005,=0.005,V V(NO)=0.005 mol(NO)=0.005 mol22.4 Lmol22.4 Lmol-1-1=0.112 L=112 mL=0.112 L=112 mL。【母題追問母題追問】(1)(1)上題參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量是上題參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量是多少多少? ?提示提示: :0.11 mol0.11 mol。由氮原子守恒知參加反應(yīng)的硝酸的物。由氮原子守恒知參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量質(zhì)的量n n(HNO(HNO3 3)

35、=2)=2n nCu(NOCu(NO3 3) )2 2+n n(NO(NOx x) =2) =2n n(Cu)+(Cu)+n n(NO(NOx x) ) =0.03 mol=0.03 mol2+0.05 mol=0.11 mol2+0.05 mol=0.11 mol。(2)(2)上題反應(yīng)中起酸性作用與作氧化劑的硝酸的物質(zhì)的上題反應(yīng)中起酸性作用與作氧化劑的硝酸的物質(zhì)的量之比是多少量之比是多少? ?提示提示: :6565。起酸性作用與作氧化劑的硝酸的物質(zhì)的量。起酸性作用與作氧化劑的硝酸的物質(zhì)的量之比之比= 2= 2n nCu(NOCu(NO3 3) )2 2n n(NO(NOx x) =(0.03

36、) =(0.032)mol2)mol0.05 mol=650.05 mol=65?！疽?guī)律方法規(guī)律方法】解答有關(guān)金屬與硝酸反應(yīng)的思維流程解答有關(guān)金屬與硝酸反應(yīng)的思維流程【遷移遷移應(yīng)用應(yīng)用】(2019(2019漢中高一檢測(cè)漢中高一檢測(cè))9.7 g Cu)9.7 g Cu和和ZnZn的合金與足量的的合金與足量的稀硝酸反應(yīng)稀硝酸反應(yīng), ,還原產(chǎn)物只有還原產(chǎn)物只有NONO氣體氣體, ,其體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下其體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為為2.24 L2.24 L。將溶液稀釋為。將溶液稀釋為1 L,1 L,測(cè)得溶液的測(cè)得溶液的c c(H(H+ +)=)=0.1 molL0.1 molL-1-1, ,此時(shí)溶液中此時(shí)溶液中

37、 的濃度為的濃度為 世紀(jì)金榜導(dǎo)世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)學(xué)號(hào)( () )3NOA.0.3 molLA.0.3 molL-1-1B.0.4 molLB.0.4 molL-1-1C.0.2 molLC.0.2 molL-1-1D.0.6 molLD.0.6 molL-1-1【解析解析】選選B B。n n(NO)=0.1 mol,(NO)=0.1 mol,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.1 mol0.1 mol3=0.3 mol,3=0.3 mol,n n(Cu)+(Cu)+n n(Zn)=0.3 mol(Zn)=0.3 mol2=2=0.15 mol,0.15 mol,n nCu(NOCu(NO3 3) )2 2+n nZn(NOZn(NO3 3) )2 2= 0.15 mol,= 0.15 mol,其中所其中所含含n n( )=0.3 mol,( )=0.3 mol,溶液中溶液中c c(HNO(HNO3 3)=)=c c(H(H+ +)=)=0.1 mol0.1 molL L-1-1, ,其中含其中含n n( )=0.1 mol,( )=0.1 mol,溶液中溶液中 的總的總濃度為濃度為0.4 molL0.4 molL-1-1。3NO3NO3NO【補(bǔ)償訓(xùn)練補(bǔ)償訓(xùn)練】1.1.鋅與很稀的硝酸反應(yīng)生成硝酸鋅、硝酸銨和水鋅與很稀的硝酸反應(yīng)生成硝酸鋅、硝酸銨和水, ,當(dāng)生當(dāng)生成成1 mol