2023年化學(xué)人教版必修第二冊教案：第2節(jié)第3課時(shí)硝酸酸雨及防治

晨鳥教育晨鳥教育EarlybirdEarlybird3課時(shí)硝酸酸雨及防治進(jìn)展目標(biāo)通過試驗(yàn)把握HNO3的性質(zhì)，培育“變化觀念與科學(xué)探究”的核心素養(yǎng)。依據(jù)生活和生產(chǎn)中的環(huán)境問題，了解酸雨及防治，培育“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”的核心素養(yǎng)。

體系構(gòu)建一、硝酸物理性質(zhì)顏色狀態(tài)顏色狀態(tài)氣味特性無色液態(tài)有刺激性氣味易揮發(fā)化學(xué)性質(zhì)酸性：屬于強(qiáng)酸，具有酸的通性，如CaCO3HNO3反響的化學(xué)方程式為CaCO3＋2HNO3(稀)===Ca(NO3)2＋CO2↑＋H2O?！? 不穩(wěn)定性：見光或者受熱易分解，化學(xué)方程式為4HNO=====4NO↑＋3 或光照(3)強(qiáng)氧化性與金屬反響：硝酸具有強(qiáng)氧化性，能與除金、鉑、鈦以外的大多數(shù)金屬反響。O2↑＋2H2O。所以硝酸一般保存在棕色中，并放置在陰涼處。(3)強(qiáng)氧化性與金屬反響：硝酸具有強(qiáng)氧化性，能與除金、鉑、鈦以外的大多數(shù)金屬反響。a．Cu與濃硝酸反響的化學(xué)方程式為Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。Cu與稀硝酸反響的化學(xué)方程式為3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。b．與Fe、Al反響：常溫下，濃硝酸或濃硫酸可使鐵、鋁外表形成一層致密的氧化物薄膜，所以可以用鐵制容器或鋁制容器來盛裝濃硝酸或濃硫酸。當(dāng)加熱時(shí)，F(xiàn)e、Al會(huì)與濃硝酸或濃硫酸發(fā)生反響。濃硝酸往往顯黃色的緣由是什么？c．濃硝酸和濃鹽酸的混合物(體積比為1∶3)叫做王水，能使一些不溶于硝酸的金屬如金、鉑等溶解。濃硝酸往往顯黃色的緣由是什么？提示：HNO3NO2溶于濃硝酸中顯黃色。3．用途硝酸是重要的化工原料，可用于制造化肥、炸藥、染料、農(nóng)藥等。二、酸雨及防治SO2、NOx的主要來源(1)SO2：主要來源于煤、石油和某些含硫的金屬礦物的燃燒或冶煉。(2)NOx：主要來源于機(jī)動(dòng)車產(chǎn)生的尾氣。SO2、NOx對(duì)人體的危害SO2NOx會(huì)引起呼吸道疾病，危害人體安康，嚴(yán)峻時(shí)會(huì)使人死亡。3．酸雨4．酸雨防治(1)(2)削減化石燃料的直接燃燒，如脫硫處理。推斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)2 (1)濃硝酸與足量Zn反響，生成的氣體中可能有NO、NO、H等。 ( (2)硝酸與Cu反響中，HNO3只表現(xiàn)強(qiáng)氧化性。 ( 2 酸雨的pH＜5.6，正常雨水的pH＝7。 ( )剛收集到的酸雨放置一段時(shí)間后，pH會(huì)增大。 ( [答案] (1)×(2)×(3)×(4)×以下關(guān)于硝酸的表達(dá)正確的選項(xiàng)是( )A．常溫下，濃硝酸可以使金屬鎂鈍化B．稀硝酸與活潑金屬反響主要放出氫氣C．濃硝酸和稀硝酸都是強(qiáng)氧化劑D．室溫下，銅能與濃硝酸反響，不能與稀硝酸反響[答案] C分別寫出SO2、NO2形成酸雨的有關(guān)化學(xué)方程式：、[答案] H2O===2HNO3＋NO硝酸的氧化性及有關(guān)計(jì)算

。3NO2＋濃硝酸中參加紫色石蕊試液，溶液先變紅又褪色，這表現(xiàn)了HNO3的什么性質(zhì)？提示：酸性和強(qiáng)氧化性。酸性條件下，F(xiàn)e2＋、NO－、Na＋能大量共存嗎？在NO－存在的酸性條件下3 3還能氧化哪些離子？不能共存，NO－在酸性條件下能將Fe2＋氧化為Fe3＋S2－HS－SO2－、3 33HSO－、I－等。37.68g50mL肯定濃度的硝酸恰好完全反響，收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48L氣體。請(qǐng)思考：反響過程中，失去電子的物質(zhì)的量為多少？被復(fù)原的HNO3為多少摩爾？未被復(fù)原的HNO3為多少摩爾？(3)硝酸的物質(zhì)的量濃度為多少？(4)4.48LL?7.68提示：(1)n(e－)＝n(Cu)×2＝64×2mol＝0.24mol。(2)n(被復(fù)原HNO)＝n(氣體)＝ 4.48L ＝0.2mol，3 22.4L·mol－1n(HNO3)＝n(Cu)×2＝0.12mol×2＝0.24mol。(3)n(HNO3)＝0.2mol＋0.24mol＝0.44mol，0.44molc(HNO3)＝

0.05L

＝8.8mol·L－1。(4)成分為NO2、NO，依據(jù)電子守恒和氮原子守恒可知n〔N〕＋n〔NO

4.48 2〕＝22.4mol23n〔N〕＋n〔NO〕＝0.24mol2n(NO)＝0.02mol，n(NO2)＝0.18mol，V(NO)＝0.448L，V(NO2)＝4.032L。硝酸的強(qiáng)氧化性HNO3中的＋5價(jià)氮元素具有很強(qiáng)的得電子力量。硝酸的濃度越大，反響溫度越高，其氧化性越強(qiáng)。(1)硝酸與金屬的反響①除Au、Pt 等少數(shù)金屬外，硝酸幾乎可以氧化全部的金屬，如 3Ag＋4HNO3(稀)===3AgNO3＋NO↑＋2H2O。②活潑金屬與硝酸反響不生成H2，硝酸的濃度不同，復(fù)原產(chǎn)物不同，可能是4NO2、N2O、NO、N2、NH＋等。4③不活潑金屬與硝酸反響的模板為④常溫下，濃硝酸能使Fe、Al鈍化。加熱時(shí)可以與Fe、Al發(fā)生反響。(2)硝酸與非金屬的反響①反響規(guī)律：非金屬單質(zhì)＋濃硝酸→最高價(jià)氧化物或其含氧酸＋ NO2↑＋H2O；△②實(shí)例：＋4HN3濃)====CO2↑＋4NO↑＋2O。硝酸與復(fù)原性化合物的反響3硝酸的強(qiáng)氧化性還表現(xiàn)在可以氧化具有復(fù)原性的化合物或離子，如HIHBr、SO2、Fe2＋、FeO、Br－、I－、S2－、SO2－HNO3氧化。3鐵與稀硝酸反響，先生成Fe(NO3)3，假設(shè)Fe過量，F(xiàn)e(NO3)3再與Fe反響生Fe(NO3)2。硝酸與金屬反響的計(jì)算電子守恒法：硝酸與金屬反響屬于氧化復(fù)原反響，氮原子得到的電子總數(shù)等于金屬原子失去的電子總數(shù)。NO－一局部仍以NO－的3 3形式存在，一局部轉(zhuǎn)化為復(fù)原產(chǎn)物，這兩局部中N的物質(zhì)的量之和與反響消耗的N的物質(zhì)的量相等。電荷守恒法3HNO3(OH－)c(NO－)＝c(H＋)＋3nc(Mn＋)(Mn＋代表金屬離子)。利用離子方程式計(jì)算33硝酸與硫酸混合液跟金屬的反響，當(dāng)金屬足量時(shí)，不能用硝酸與金屬反響的化學(xué)方程式計(jì)算，應(yīng)用離子方程式計(jì)算，由于生成的硝酸鹽中的NO－與硫酸電離出的H＋3Cu＋8H＋＋2NO－33===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。3【典例】3.2g銅與過量硝酸(8mol·L－1、30mL)充分反響，硝酸的復(fù)原產(chǎn)NO2NOamolH＋NO－的物質(zhì)的3量為( )A．(0.2＋a)molC．(0.05＋a)mol[思路點(diǎn)撥]

B．(0.1＋a)molD．a(chǎn)mol3B[3.2g銅與過量硝酸(8mol·L－1、30mL)Cu2＋，充分反響后Cu2＋的物質(zhì)的量為0.05mol，amolH＋，依據(jù)電荷守恒，可得硝酸根的2倍和氫離子的物質(zhì)的量之和，則此時(shí)溶液中所NO－的物質(zhì)的量為(0.1＋a)mol。]3[借題發(fā)揮]反響過程中失去電子 mol。被復(fù)原的HNO3為 mol。生成NO2和NO的總物質(zhì)的量為 mol。[答案] (1)0.1(2)(0.14－a) (0.14－a)以下有關(guān)濃硝酸的說法中不正確的選項(xiàng)是( )A．試驗(yàn)室常用濃硝酸與金屬鋅反響制備氫氣B．常溫下濃硝酸能使金屬鋁鈍化C．濃硝酸不穩(wěn)定，見光易分解，需要避光保存D．濃硝酸易揮發(fā)，翻開瓶塞，瓶口有白霧產(chǎn)生A[濃硝酸的氧化性很強(qiáng)，與金屬反響時(shí)一般不生成氫氣而生成氮氧化物，所以試驗(yàn)室中不能使用濃硝酸制備氫氣，A錯(cuò)誤；常溫下鐵、鋁遇濃硝酸會(huì)被快速氧化，在外表產(chǎn)生一層致密氧化物薄膜，對(duì)內(nèi)層的金屬起到了保護(hù)作用，這種光照現(xiàn)象叫鈍化，B正確；濃硝酸不穩(wěn)定，見光簡潔分解：4HN4NO2↑＋2↑＋2H2O，所以應(yīng)避光保存，C正確；濃硝酸易揮發(fā)，翻開瓶塞，瓶口有白霧產(chǎn)生，D正確。]某同學(xué)進(jìn)展有關(guān)銅、硝酸、硫酸化學(xué)性質(zhì)的試驗(yàn)，試驗(yàn)過程如下圖：①、③均觀看到試驗(yàn)現(xiàn)象：溶液呈藍(lán)色，試管口有紅棕色氣體產(chǎn)生。3以下說法正確的選項(xiàng)是( )A．①試管口有紅棕色氣體產(chǎn)生，緣由是硝酸被復(fù)原為NO2B．由③的現(xiàn)象可得出結(jié)論：Cu可與稀硫酸反響3DSO23334C [稀硝酸和銅片反響的離子方程式為 3Cu＋2NO－＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，①試管口有紅棕色氣體產(chǎn)生是由于NO被空氣中的氧氣氧化為NO2，故A錯(cuò)誤；③中的現(xiàn)象產(chǎn)生是由于溶液中的NO－在酸性環(huán)境下具有強(qiáng)氧化性連續(xù)與銅發(fā)生反響3Cu＋2N－＋8＋===3C＋＋2N↑＋42故B錯(cuò)誤，C正確；③中SO2－沒有參與反響，不行能產(chǎn)生SO2，故D錯(cuò)誤。]3334某金屬單質(zhì)跟濃硝酸反響，假設(shè)參與反響的單質(zhì)和濃硝酸的物質(zhì)的量之比為1∶4，濃硝酸被復(fù)原成NO2，則該單質(zhì)在氧化產(chǎn)物中的化合價(jià)為( )＋2C．＋4

＋3D．＋5A [依據(jù)得失電子守恒解題，但要留意硝酸中有和金屬元素結(jié)合的硝酸根未被復(fù)原所以設(shè)反響后金屬的化合價(jià)為x，則列式為1×(x－0)＝(4－x)×(5－4)，x＝＋2(4－x)代表的是有4mol硝酸反響和金屬元素結(jié)合的未被復(fù)原的xmol，所以得電子的硝酸的物質(zhì)的量為(4－x)mol。]HNO3Fe(NO3)3的混合溶液中漸漸參加鐵粉，產(chǎn)生無色氣體，該Fe2＋的物質(zhì)的量和參加Fe粉的物質(zhì)的量之間的關(guān)系HNO3Fe(NO3)3的物質(zhì)的量濃度之比為()A．4∶1C．2∶1

B．3∶1D．1∶1[由圖像可知，1molFe時(shí)，n(Fe2＋)＝0，F(xiàn)e，n(Fe2＋)漸漸增大，說明當(dāng)參加Fe少于1mol時(shí)，發(fā)生反響：Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，所以混合溶液中含有4molHNO3，1molFe時(shí)，發(fā)生反應(yīng)：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，得到3molFe2＋，由圖像和前面分析可知原混合溶液中1molFe(NO3)3HNO3Fe(NO3)3的物質(zhì)的量濃度之比為4∶1。A項(xiàng)正確。]某校課外活動(dòng)小組為了探究銅與稀硝酸反響產(chǎn)生的氣體是否為N下試驗(yàn)。試驗(yàn)裝置如下圖(NO、NO2NaOH溶液反響)：設(shè)計(jì)裝置A的目的是什么？為到達(dá)此目的，應(yīng)進(jìn)展的操作是什么？提示：利用生成的CO2將裝置內(nèi)的空氣趕盡，排解對(duì)氣體產(chǎn)物觀看的干擾。翻開分液漏斗上口的活塞(或使分液漏斗活塞上的凹槽對(duì)準(zhǔn)瓶口上的小孔)，翻開K，C中產(chǎn)生白色渾濁時(shí)，K。反響過程中，B裝置中的現(xiàn)象是什么？寫動(dòng)身生反響的離子方程式。銅絲上產(chǎn)生氣泡稀硝酸液面上氣體仍無色3Cu＋8H3＋＋2NO－===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。3反響一段時(shí)間，將注射器中的空氣注入E中，E中現(xiàn)象是什么？試驗(yàn)?zāi)康氖鞘裁?？寫?dòng)身生反響的方程式。無色氣體變?yōu)榧t棕色，驗(yàn)證Cu與稀HNO3反響生成NO。2NO＋O2===2NO2。4．D中用枯燥管的目的是什么？D裝置的作用是什么？提示：防止倒吸。吸取尾氣，防止污染空氣。5A裝置，B中液面上方有什么現(xiàn)象？提示：無色變成紅棕色，一段時(shí)間又變?yōu)闊o色。通過Cu心素養(yǎng)。酸雨被稱為“天堂的眼淚”，會(huì)造成水土酸性化建筑物加速腐蝕等危害。以下有關(guān)說法正確的選項(xiàng)是( )A．酸雨是指pH＜7的雨水，酸雨長時(shí)間放置，酸性變強(qiáng)B．NO2與SO2的過度排放是形成酸雨的主要緣由C．使用型能源不會(huì)對(duì)酸雨的防治產(chǎn)生效果D．酸雨不會(huì)對(duì)動(dòng)物的安康產(chǎn)生任何影響[pH＜5.6的雨水叫酸雨，A錯(cuò)誤；酸雨的形成主要是由SO2、NO2的過度排放引起的，B正確；削減酸雨的發(fā)生的措施有使用脫硫煤、使用型能源等，C錯(cuò)誤；酸雨不僅影響生物的生長發(fā)育，還會(huì)威逼人類安康，D錯(cuò)誤。]以下試驗(yàn)事實(shí)與硝酸性質(zhì)不相對(duì)應(yīng)的一組是( A．稀硝酸使紫色石蕊溶液變紅——酸性B．鐵與稀硝酸反響不能放出氫氣——強(qiáng)氧化性C．要用棕色盛裝濃硝酸——不穩(wěn)定性D．氫氧化亞鐵固體與稀硝酸混合——僅強(qiáng)酸性D[稀硝酸具有酸性，使紫色石蕊溶液變紅，但它具有強(qiáng)氧化性，會(huì)把紅色物質(zhì)氧化為無色，A正確；稀硝酸具有氧化性，與Fe反響，產(chǎn)生硝酸鹽、NO和水，不能產(chǎn)生氫氣，這是它的強(qiáng)氧化性，B正確；硝酸不穩(wěn)定，光照簡潔分解產(chǎn)生NO2、O2和水，所以硝酸要放在棕色中避光保存，C正確；稀硝酸具有酸性，能與氫氧化亞鐵發(fā)生中和反響，但硝酸同時(shí)具有強(qiáng)氧化性，會(huì)把Fe2＋氧化為Fe3＋，不僅僅表現(xiàn)酸性，D錯(cuò)誤。]3．工業(yè)上用洗凈的廢銅屑作原料制取硝酸銅。為節(jié)約原料和防止環(huán)境污染，宜實(shí)行的方法是( )濃)―→Cu(NO3)2B．Cu＋HNO3(稀)―→Cu(NO3)2空氣 硝酸△C．Cu――→CuO――→Cu(NO3)2△濃硫酸D．CuCuSO△

Ba〔NO3〕24 Cu(NO3)2[A中產(chǎn)生NO2，B中產(chǎn)生NO，D中產(chǎn)生SO2，都產(chǎn)生了污染性氣體。]4．(素養(yǎng)題)以下試驗(yàn)中均有紅棕色氣體產(chǎn)生，比照分析所得結(jié)論不正確的選項(xiàng)是①②①②③A.由①中的紅棕色氣體，推斷產(chǎn)生的氣體肯定是混合氣體B．紅棕色氣體不能說明②中木炭與濃硝酸發(fā)生反響C．由③說明濃硝酸具有揮發(fā)性，生成的紅棕色氣體為復(fù)原產(chǎn)物D．③的氣體產(chǎn)物中檢測出CO2，由此說明木炭肯定與濃硝酸發(fā)生了反響[A對(duì)，①中灼熱碎玻璃不與濃HNO3反響，仍有紅棕色氣體NO2生成，說明濃硝酸受熱發(fā)生了分解反響，生成NO2、O2和H2