新教材2023年高中化學(xué)第5章化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素第2節(jié)氮及其化合物第3課時硝酸　酸雨及防治課件新人教版必修第二冊

第五章化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素第二節(jié)氮及其化合物第3課時硝酸酸雨及防治學(xué)習(xí)目標(biāo)核心素養(yǎng)1．結(jié)合真實(shí)情境并通過實(shí)驗(yàn)探究，了解硝酸的主要性質(zhì)，認(rèn)識硝酸在工業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要意義。2．結(jié)合真實(shí)情境，認(rèn)識硫、氮的化合物對生態(tài)環(huán)境的影響，了解酸雨及防治。宏觀辨識與微觀探析：能從物質(zhì)類別和元素化合價的角度，預(yù)測硝酸的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化。科學(xué)探究與創(chuàng)新意識：能根據(jù)教材中給出的硝酸性質(zhì)的探究問題，設(shè)計簡單的實(shí)驗(yàn)方案，完成操作，觀察現(xiàn)象，對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象作出解釋?？茖W(xué)態(tài)度與社會責(zé)任：能主動關(guān)心與環(huán)境保護(hù)有關(guān)的酸雨等社會熱點(diǎn)問題，形成與環(huán)境和諧共處、合理利用自然資源的觀念。課前素能奠基課堂素能探究課堂達(dá)標(biāo)驗(yàn)收新課情景呈現(xiàn)新課情景呈現(xiàn)常溫下，濃硝酸或濃硫酸可使鐵、鋁表面形成致密的氧化膜而鈍化，保護(hù)內(nèi)部的金屬不再與酸反應(yīng)，所以可以用鋁質(zhì)或鐵質(zhì)容器盛放濃硝酸。為什么常溫下濃硫酸或濃硝酸使鋁、鐵鈍化，讓我們走進(jìn)教材，學(xué)習(xí)硝酸和酸雨及防治。課前素能奠基新知預(yù)習(xí)一、硝酸的性質(zhì)1．物理性質(zhì)2．化學(xué)性質(zhì)(1)酸性在水中的電離方程式為_____________________。(2)不穩(wěn)定性濃硝酸見光或受熱會發(fā)生分解，化學(xué)方程式為_______________________________________________。4NO2↑＋O2↑＋2H2O

(3)強(qiáng)氧化性①實(shí)驗(yàn)探究溶液變藍(lán)大量氣泡溶液變藍(lán)紅棕色NO

NO2

②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：a．與金屬反應(yīng)稀硝酸與銅反應(yīng)：________________________________________________。3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O

濃硝酸與銅反應(yīng)：_______________________________________________。b．與非金屬反應(yīng)濃硝酸與紅熱的碳(被氧化為CO2)的反應(yīng)為__________________________________________。Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O

CO2↑＋4NO2↑＋2H2O

3．硝酸的用途與工業(yè)制法(1)用途炸藥

硝酸鹽

(2)工業(yè)制法①工業(yè)流程②寫出有關(guān)化學(xué)方程式N2→NH3：____________________。NH3→NO：___________________________。NO→NO2：________________________。NO2→HNO3：_______________________________。2NO＋O2===2NO2

3NO2＋H2O===2HNO3＋NO

煤、石油酸雨2．酸雨(1)概念：pH<______的降水。正常雨水由于溶解了CO2，其pH約為5.6。(2)成因：主要是大氣中的_____與_____溶于水形成的。(3)危害①直接損傷農(nóng)作物、破壞森林和草原，使土壤、湖泊酸化。②加速建筑物、橋梁、工業(yè)設(shè)備、運(yùn)輸工具和電纜的腐蝕。5.6

SO2

NO2

應(yīng)用體驗(yàn)1．久置的硝酸呈黃色的原因是(

)A．硝酸露置在空氣中被氧氣氧化了B．硝酸露置在空氣中被氮?dú)膺€原了C．硝酸見光或受熱分解產(chǎn)生的NO2再溶于硝酸中D．硝酸是強(qiáng)氧化性酸解析：硝酸不穩(wěn)定，見光或受熱分解產(chǎn)生的NO2再溶于硝酸中呈現(xiàn)黃色，故選C。C

2．建材廠家常常在鋁質(zhì)材料的表面鍍銅，提高材料的美觀程度。某興趣小組為除去鍍在鋁表面的銅鍍層，可選用的試劑是(

)A．稀硝酸 B．濃硝酸C．稀硫酸 D．濃鹽酸解析：稀硝酸與Al、Cu均反應(yīng)，A項(xiàng)錯；銅與濃硝酸反應(yīng)，鋁在濃硝酸中鈍化，則可除去Cu，B項(xiàng)正確；Cu與稀硫酸不反應(yīng)，不能除去Cu，C項(xiàng)錯誤；Cu與濃鹽酸不反應(yīng)，不能除去Cu，D項(xiàng)錯誤。B

3．中辦、國辦在第二輪中央生態(tài)環(huán)保督察啟動之際印發(fā)了《中央生態(tài)環(huán)境保護(hù)督察工作規(guī)定》。可見國家對環(huán)境保護(hù)的重視程度。下列環(huán)境問題與產(chǎn)生的主要原因不相符的是(

)①“光化學(xué)煙霧”主要是由汽車排放的氮氧化物所引起的②“酸雨”主要是由空氣中CO2的濃度增大引起的③“溫室效應(yīng)”主要是由空氣中CO2濃度增大引起的④“赤潮”主要是由于水體中N、P等元素含量過高而引起的A．只有①② B．只有②③C．全部 D．只有②D

解析：①“光化學(xué)煙霧”主要是由汽車排放的氮氧化物所引起的；②“酸雨”主要是由空氣中SO2和氮的氧化物的濃度增大引起的；③“溫室效應(yīng)”主要由空氣中CO2濃度增大引起的；④“赤潮”主要是由于水體中N、P等元素含量過高引起的；所以只有②不相符，故D項(xiàng)正確。要點(diǎn)歸納課堂素能探究知識點(diǎn)

1．少量的Fe與足量稀硝酸反應(yīng)，F(xiàn)e被氧化為＋2價還是＋3價？過量的Fe與稀硝酸反應(yīng)呢？提示：硝酸的氧化性較強(qiáng)，可將Fe氧化為Fe3＋，故少量的Fe與足量稀硝酸反應(yīng)，F(xiàn)e被氧化為＋3價；由于Fe可與Fe3＋生成Fe2＋，故過量的Fe與稀硝酸反應(yīng)得到＋2價鐵。硝酸的強(qiáng)氧化性問題探究2．銅投入稀硫酸中不會溶解，再向溶液中投入KNO3固體，銅會不會溶解？為什么？1．規(guī)律硝酸無論濃稀均具有強(qiáng)氧化性，主要是由于硝酸中的＋5價的氮元素具有很強(qiáng)的得電子能力。其主要表現(xiàn)為能將大多數(shù)金屬(除Au、Pt之外)溶解、能與很多非金屬反應(yīng)以及與某些還原性化合物發(fā)生反應(yīng)。2．濃硝酸(1)金屬單質(zhì)：濃硝酸與金屬反應(yīng)生成的氣體主要是NO2。①與不活潑金屬單質(zhì)2HNO3(濃)＋Ag===AgNO3＋NO2↑＋H2O4HNO3(濃)＋Cu===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O②鐵和鋁常溫下遇濃硝酸鈍化，鈍化是化學(xué)變化。知識歸納總結(jié)3．稀硝酸常溫下稀硝酸與絕大多數(shù)金屬單質(zhì)反應(yīng)生成的氣體主要是NO，不產(chǎn)生氫氣。(1)稀硝酸與銅反應(yīng)8HNO3(稀)＋3Cu===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(2)稀硝酸與鐵反應(yīng)①反應(yīng)過程：先發(fā)生：Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，后發(fā)生：Fe＋2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2

一定質(zhì)量的銅分別與足量的稀硝酸和濃硝酸完全反應(yīng)，在相同條件下用排水法收集反應(yīng)產(chǎn)生的氣體，下列敘述正確的是(

)A．硝酸濃度越大，硝酸被還原之后的生成物的價態(tài)越低，對應(yīng)的硝酸的氧化性越弱B．硝酸濃度不同，生成Cu(NO3)2的物質(zhì)的量不同C．硝酸濃度越大，產(chǎn)生的氣體越少D．兩者用排水法收集到的氣體體積相等典例1典例剖析D

解析：硝酸的濃度越大氧化性越強(qiáng)，故A錯誤；等量的Cu與不同濃度的足量硝酸反應(yīng)，生成Cu(NO3)2的物質(zhì)的量相同，故B錯誤；等量的Cu與濃硝酸反應(yīng)生成的氣體多，故C錯誤；因3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，最終收集的氣體均為NO，由電子守恒可知，收集的NO的體積相等，故D正確。1．在如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置中，盛有足量水的水槽里放兩個燒杯，小燒杯里放有適量銅片和過量濃硝酸，小燒杯外面倒扣一大燒杯，請回答下列問題：素養(yǎng)應(yīng)用(1)實(shí)驗(yàn)過程中，觀察到的主要現(xiàn)象是：①__________________________________________；②________________________________；③____________________________________________；④__________________________________。(2)該反應(yīng)中硝酸表現(xiàn)______________性質(zhì)。(3)用該裝置做銅與濃硝酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，最突出的優(yōu)點(diǎn)是____________________________________________。銅片表面產(chǎn)生氣泡，銅片慢慢溶解，最后消失小燒杯中溶液的顏色逐漸變成藍(lán)色大燒杯中有紅棕色氣體生成，后來慢慢變成無色大燒杯內(nèi)液面上升，水槽中液面下降酸性和氧化性反應(yīng)體系封閉，無氮氧化合物逸出，不污染環(huán)境(4)若要驗(yàn)證最終得到的氣體生成物，最簡便的操作及現(xiàn)象是____________________________________________________________________________________。解析：(1)銅與濃硝酸反應(yīng)生成硝酸銅和紅棕色的二氧化氮?dú)怏w，溶液顏色變?yōu)樗{(lán)色，二氧化氮?dú)怏w可與水反應(yīng)生成無色的一氧化氮和硝酸。(2)反應(yīng)后生成硝酸銅和二氧化氮，硝酸分別表現(xiàn)酸性和氧化性。(3)因Cu與濃硝酸反應(yīng)生成的NO2和間接得到的NO，都是污染性氣體，必須有尾氣吸收裝置，對比傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，該裝置最突出的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)體系封閉，無氮氧化合物逸出，不污染環(huán)境。(4)一氧化氮與氧氣反應(yīng)生成二氧化氮，顏色變?yōu)榧t棕色，可輕輕掀起倒扣的大燒杯，通入適量的空氣，若有紅棕色氣體生成，則證明最終氣體生成物為NO氣體。輕輕掀起倒扣的大燒杯，通入適量的空氣，若有紅棕色氣體生成，則證明最終氣體生成物為NO

知識點(diǎn)

1．銅與足量稀硝酸反應(yīng)時，表現(xiàn)酸性的HNO3與作氧化劑的HNO3物質(zhì)的量之比是多少？提示：Cu與稀硝酸反應(yīng)：3Cu＋8HNO3===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。當(dāng)有8molHNO3參加反應(yīng)時，有2molHNO3表現(xiàn)氧化性，6molHNO3表現(xiàn)酸性，故表現(xiàn)酸性的HNO3與作氧化劑的HNO3物質(zhì)的量之比為3∶1。硝酸與金屬反應(yīng)的有關(guān)計算問題探究2．mgCu與一定量的某濃度的硝酸充分反應(yīng)，生成VLNO、NO2混合氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，則參加反應(yīng)的HNO3的物質(zhì)的量是多少？知識歸納總結(jié)

在標(biāo)準(zhǔn)狀況下將1.92g銅粉投入一定量濃硝酸中，隨著銅粉的溶解，反應(yīng)生成的氣體顏色逐漸變淺，當(dāng)銅粉完全溶解后共收集到由NO2和NO組成的混合氣體1.12L，則(1)混合氣體中NO的體積為_____mL；(2)參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量是_______mol；(3)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______。典例2典例剖析112

0.11

6∶5

解析：(1)混合氣體的總物質(zhì)的量為1.12L÷22.4L·mol－1＝0.05mol，1.92g銅粉的物質(zhì)的量為0.03mol。設(shè)NO的物質(zhì)的量為n1mol，則NO2的物質(zhì)的量為(0.05－n1)mol，根據(jù)得失電子守恒得3n1＋(0.05－n1)×1＝0.03×2，解得n1＝0.005，V(NO)＝0.005mol×22.4L·mol－1＝0.112L＝112mL。(2)由氮原子守恒知參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量n(HNO3)＝2n[Cu(NO3)2]＋n(NOx)＝2n(Cu)＋n(NOx)＝0.03mol×2＋0.05mol＝0.11mol。(3)起酸性作用與作氧化劑的硝酸的物質(zhì)的量之比＝2n[Cu(NO3)2]∶n(NOx)＝(0.03×2)mol∶0.05mol＝6∶5。2．1L稀硝酸和稀硫酸的混合液，其物質(zhì)的量濃度分別為0.1mol·L－1和0.4mol·L－1。若向該混合液中加入足量的銅粉，則最多能溶解銅粉的質(zhì)量為(

)A．2.4g B．3.2gC．6.4g D．9.6g素養(yǎng)應(yīng)用D

課堂達(dá)標(biāo)驗(yàn)收1．已知Fe3＋溶液為棕黃色，F(xiàn)e2＋溶液為淺綠色，向Fe(NO3)2溶液中逐滴加入少量的稀鹽酸時，溶液的顏色變化應(yīng)該是(

)A．顏色變淺 B．變?yōu)榧t色C．沒有改變 D．變?yōu)樽攸S色D

2．公元八世紀(jì)，阿拉伯煉金術(shù)士賈比爾·本·哈揚(yáng)在干餾硝石的時候發(fā)現(xiàn)并制得了硝酸，這是人類關(guān)于硝酸最早的記錄。下列關(guān)于硝酸的敘述正確的是(

)A．NO2溶于水生成硝酸，所以NO2是酸性氧化物B．硝酸可與活潑金屬反應(yīng)生成鹽和氫氣C．濃硝酸見光或受熱易分解，必須保存在棕色瓶中D．硝酸與銅的反應(yīng)只表現(xiàn)出氧化性C

3．如圖所示甲是某學(xué)生驗(yàn)證銅和濃硝酸反應(yīng)的裝置，乙、丙是另外兩位同學(xué)對甲裝置改進(jìn)后的裝置：(1)甲、乙、丙三個裝置中都發(fā)生的反應(yīng)的化學(xué)方程式：____________________