【化學(xué)】氮及其化合物第3課時(shí)課件 2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期化學(xué)人教版（2019）必修第二冊(cè)

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(shí)硝酸酸雨及防治學(xué)習(xí)目標(biāo)素養(yǎng)目標(biāo)學(xué)法指導(dǎo)結(jié)合實(shí)驗(yàn)探究，掌握硝酸的保存方法、不穩(wěn)定性、強(qiáng)氧化性科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)1．比較法學(xué)習(xí)濃硝酸、稀硝酸的化學(xué)性質(zhì)，特別是二者氧化性的差別2．復(fù)習(xí)氧化還原反應(yīng)知識(shí)中的電子守恒法的原理，并在有關(guān)硝酸氧化性的計(jì)算中加以應(yīng)用3．從形成原理和途徑上認(rèn)識(shí)酸雨的形成、危害及防治結(jié)合環(huán)境污染與防治知識(shí)，了解酸雨的形成及危害，加強(qiáng)環(huán)保意識(shí)科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任課前·

新知導(dǎo)學(xué)1．物理性質(zhì)硝酸是_____色、______揮發(fā)、___________氣味的液體。2．化學(xué)性質(zhì)(1)不穩(wěn)定性。濃硝酸見光或受熱會(huì)分解產(chǎn)生二氧化氮，化學(xué)方程式：_____________________________________。濃硝酸一般保存在______色試劑瓶中，并放置在__________。硝酸無易有刺激性4HNO3棕陰涼處(2)強(qiáng)氧化性。①與金屬銅的反應(yīng)——教材【實(shí)驗(yàn)5－8】。濃、稀硝酸與銅反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為________________________________________________、_________________________________________________。②濃硝酸與鐵、鋁的反應(yīng)：a.________下，鐵、鋁的表面被濃硝酸或濃硫酸氧化，生成了一層______________薄膜，這層薄膜阻止了酸_________________________。Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋常溫致密的氧化物2NO↑＋4H2O與內(nèi)層金屬的進(jìn)一步反應(yīng)b.________時(shí)，鐵、鋁會(huì)與濃硝酸或濃硫酸發(fā)生反應(yīng)。③王水是濃硝酸和________按體積比為______組成的混合物。王水能使不溶于硝酸的金屬，如________等溶解。加熱濃鹽酸1∶3金、鉑3．工業(yè)制硝酸(1)工業(yè)上制硝酸的流程圖。(2)反應(yīng)原理。①________________________；②______________________________；③________________________；④______________________________。2NO＋O2===2NO23NO2＋H2O===2HNO3＋NO4．硝酸的用途硝酸是重要化工原料，用于制______、______、______、染料等?；兽r(nóng)藥炸藥(1)實(shí)驗(yàn)室中濃硝酸顯黃色的原因是什么？【答案】濃硝酸分解生成的二氧化氮又溶于硝酸所致。(2)在硝酸與銅的反應(yīng)中，體現(xiàn)了硝酸的哪些性質(zhì)？【答案】強(qiáng)氧化性、酸性。(3)濃HNO3、稀HNO3與Cu反應(yīng)產(chǎn)物分別為NO2、NO，反應(yīng)中稀硝酸中氮元素的化合價(jià)降低較多，說明稀HNO3氧化性比濃HNO3強(qiáng)，對(duì)嗎？【答案】不對(duì)，濃HNO3氧化性比稀HNO3強(qiáng)，與Cu反應(yīng)時(shí)濃HNO3反應(yīng)更劇烈。微思考下列對(duì)于硝酸的認(rèn)識(shí)中，不正確的是 (

)A．濃硝酸在見光或受熱時(shí)會(huì)發(fā)生分解B．銅與硝酸的反應(yīng)屬于置換反應(yīng)C．金屬與硝酸反應(yīng)不產(chǎn)生氫氣D．常溫下可用鐵和鋁制品盛裝濃硝酸【答案】B【解析】銅與硝酸反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生硝酸銅、氮氧化物和水，不符合置換反應(yīng)特點(diǎn)，B錯(cuò)誤。1．大氣中二氧化硫、氮氧化物的來源(1)二氧化硫：__________的燃燒、含硫金屬礦物的冶煉等。(2)氮氧化物：機(jī)動(dòng)車發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的_____________使空氣中的_____________反應(yīng)生成氮氧化物。2．二氧化硫、氮氧化物的危害(1)引起________疾病，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使人死亡。(2)形成________。酸雨及防治煤和石油高溫條件氮?dú)夂脱鯕夂粑浪嵊?．酸雨的形成與危害(1)酸雨：二氧化硫、氮氧化物以及它們?cè)诖髿庵邪l(fā)生反應(yīng)后的生成物溶于雨水會(huì)形成酸雨。酸雨的pH__________。(2)形成。①硫酸型酸雨：SO2→SO3→________或SO2→H2SO3→________。②硝酸型酸雨：NOx→NO2→________。(3)危害。①__________農(nóng)作物，破壞森林和草原，使土壤、湖泊______；②加速建筑物、橋梁、工業(yè)設(shè)備、運(yùn)輸工具和電纜的_______。小于5.6H2SO4H2SO4HNO3直接損傷酸化腐蝕(1)正常雨水是否呈中性？【答案】否，正常雨水由于溶解了二氧化碳，呈酸性，其pH約為5.6。(2)“雷雨發(fā)莊稼”有何科學(xué)道理？試結(jié)合有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式解釋說明。(3)收集到的酸雨樣品，放置時(shí)間稍長(zhǎng)，酸性反而越強(qiáng)，原因是什么？【答案】酸雨中的H2SO3易被O2氧化為酸性強(qiáng)的H2SO4。微思考(2023·廣東深圳聯(lián)考改編)“綠水青山就是金山銀山”理念旨在引導(dǎo)社會(huì)各界自覺踐行綠色生活，共建美麗中國(guó)。下列說法正確的是 (

)A．酸雨是pH<7的雨水B．采用原煤脫硫技術(shù)可減少燃煤產(chǎn)生的SO2C．汽車尾氣中的NO主要來源于汽油的不充分燃燒D．CO2、SO2、NO2均是常見的大氣污染物【答案】B【解析】酸雨是pH<5.6的雨水，A錯(cuò)誤；采用原煤脫硫技術(shù)可減少燃煤產(chǎn)生的SO2，B正確；汽油中無氮元素，氮氧化物產(chǎn)生的原因是內(nèi)燃機(jī)的高溫環(huán)境使空氣中的N2與O2化合形成NO，C錯(cuò)誤；CO2不是大氣污染物，D錯(cuò)誤。課堂·

重難探究[重難理解]1．硝酸的強(qiáng)氧化性規(guī)律(1)硝酸的濃度越大，其氧化性越強(qiáng)。(2)還原劑一般被氧化成最高價(jià)態(tài)。2．硝酸的強(qiáng)氧化性的表現(xiàn)(1)硝酸與金屬的反應(yīng)。①除Au、Pt等少數(shù)金屬外，硝酸幾乎可以氧化所有的金屬。重難點(diǎn)一硝酸的強(qiáng)氧化性②活潑金屬與HNO3反應(yīng)不生成H2，HNO3的濃度不同，還原產(chǎn)物不同。③常溫下濃硝酸能使Fe、Al鈍化，加熱時(shí)反應(yīng)。(2)硝酸與非金屬的反應(yīng)。反應(yīng)規(guī)律：非金屬單質(zhì)＋濃硝酸―→最高價(jià)氧化物或高價(jià)含氧酸＋NO2↑＋H2O。下列說法正確的是 (

)A．過量的鐵與濃硝酸反應(yīng)，其產(chǎn)物是Fe(NO3)3、NO2、NO、H2OB．1mol銅與足量的濃硝酸反應(yīng)，消耗硝酸的物質(zhì)的量為2molC．往Fe(NO3)2溶液中加入稀硫酸，溶液的顏色會(huì)由淺綠色變?yōu)樽攸S色D．鐵、鋁在任何濃度的硝酸中都會(huì)鈍化【答案】C[典例精練]【解析】過量的鐵與濃硝酸反應(yīng)生成Fe(NO3)2，A錯(cuò)誤；1mol銅與足量的濃硝酸反應(yīng)，消耗硝酸的物質(zhì)的量為4mol，B錯(cuò)誤；鐵、鋁在濃硝酸中會(huì)發(fā)生鈍化，但在稀硝酸中不會(huì)鈍化，D錯(cuò)誤。將相同質(zhì)量的銅分別和過量濃硝酸、稀硝酸反應(yīng)，下列敘述正確的是 (

)A．反應(yīng)劇烈程度：兩者相同B．消耗硝酸的物質(zhì)的量：前者多，后者少C．反應(yīng)生成氣體的顏色：前者淺，后者深D．反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)：前者多，后者少【答案】B關(guān)于硝酸的說法中正確的是 (

)A．Cu可以溶解在稀硝酸中并生成H2B．濃硝酸不能與非金屬單質(zhì)反應(yīng)C．硝酸與金屬反應(yīng)時(shí)，主要是＋5價(jià)的氮元素得電子D．常溫下，向濃硝酸中投入Fe片，會(huì)產(chǎn)生大量的紅棕色氣體【答案】C【解析】錯(cuò)選D的原因在于對(duì)重要知識(shí)點(diǎn)掌握得不透徹，根據(jù)常規(guī)判斷物質(zhì)性質(zhì)，導(dǎo)致分析錯(cuò)誤。不清楚一些物質(zhì)除了常見的性質(zhì)外，還有一些特性。在常溫下濃硝酸中加入Fe會(huì)鈍化，不會(huì)有NO2生成。Cu與稀硝酸反應(yīng)不會(huì)有氫氣生成，但能生成NO，A錯(cuò)誤；大多數(shù)酸不能與非金屬發(fā)生反應(yīng)，但是一些強(qiáng)氧化性酸在一定條件下能把非金屬氧化，如濃硝酸在加熱條件下可與木炭反應(yīng)，B錯(cuò)誤。[重難理解]硝酸與金屬反應(yīng)的“三個(gè)守恒、一個(gè)關(guān)系”(1)三個(gè)守恒。①得失電子守恒：金屬失電子數(shù)＝n(NO2)＋3n(NO)。②氮原子守恒：n(HNO3)＝xn[M(NO3)x]＋n(NO2)＋n(NO)。重難點(diǎn)二硝酸與金屬反應(yīng)的有關(guān)計(jì)算(2)一個(gè)關(guān)系。起酸性作用的HNO3的物質(zhì)的量是金屬物質(zhì)的量和金屬所帶電荷數(shù)的乘積，可表示為n(HNO3)酸性＝xn(Mx＋)＝n(轉(zhuǎn)移電子)。1.92gCu投入到一定量的濃硝酸中，銅完全溶解，生成的氣體的顏色越來越淺，共收集到672mL的氣體(氣體體積已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。將盛有此氣體的容器倒扣在水槽中，通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下一定體積的氧氣，恰好使氣體完全溶于水，則通入的氧氣的體積為 (

)A．168mL B．224mLC．336mL D．504mL【答案】C[典例精練]【答案】B[重難理解]SO2和氮的氧化物的吸收、轉(zhuǎn)化(1)NaOH溶液吸收。SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2ONO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O重難點(diǎn)三酸雨的危害與防治(4)石灰吸收。CaO＋SO2===CaSO3，2CaSO3＋O2===2CaSO4【名師點(diǎn)撥】(1)氮的氧化物是造成酸雨和臭氧層空洞的共同污染物。(2)NO在破壞臭氧層的過程中可發(fā)生如下反應(yīng)：NO＋O3―→NO2＋O2

①NO2＋O3―→NO＋2O2

②總反應(yīng)方程式為2O3===3O2，從整個(gè)反應(yīng)來看NO作催化劑。(3)NO使人中毒的原理與CO相似，被人吸入后與血紅蛋白結(jié)合，從而使血紅蛋白失去運(yùn)輸O2的能力。如圖所示是酸雨的形成示意圖。根據(jù)圖示回答下列問題。[典例精練](1)下列氣體容易形成酸雨的是________。A．CO2 B．SO2C．N2 D．NO2(2)現(xiàn)有雨水樣品1份，每隔一段時(shí)間測(cè)定該雨水樣品的pH，所得數(shù)據(jù)如下：測(cè)試時(shí)間/h01234雨水的pH4.734.634.564.554.55分析數(shù)據(jù)，回答下列問題：①雨水樣品的pH變化的原因是______________________________(用化學(xué)方程式表示)。②如果將剛?cè)拥纳鲜鲇晁妥詠硭嗷旌?，pH將變________，原因是____________________________________(用化學(xué)方程式表示)。(3)下列措施中，可減少酸雨產(chǎn)生途徑的是______(填字母)。①少用煤作燃料②把工廠煙囪建高③燃料脫硫④在已酸化的土壤中加石灰⑤開發(fā)新能源A．①②③ B．②③④⑤C．①③⑤ D．①③④⑤【答案】(1)BD

(2)①SO2＋H2O??H2SO3，2H2SO3＋O2===2H2SO4

②小Cl2＋2H2O＋SO2===H2SO4＋2HCl(或H2SO3＋HClO===H2SO4＋HCl)

(3)C【解析】(2)①酸雨放置時(shí)pH變小，其原因是雨水中的H2SO3被空氣中的氧氣氧化。②雨水和自來水混合，應(yīng)考慮H2SO3與Cl2(或HClO)的反應(yīng)。酸雨是對(duì)降水呈酸性(pH小于5.6)的統(tǒng)稱。下列說法錯(cuò)誤的是 (

)A．空氣中的SO2溶于水，最終形成酸雨B．汽車排放的尾氣、硝酸廠和化肥廠的廢氣都含有氮氧化物C．工業(yè)廢水任意排放是造成酸雨的主要原因D．為了減少酸雨的形成，必須減少SO2的排放量，對(duì)燃料脫硫處理【答案】C[課堂小結(jié)]小練·素養(yǎng)達(dá)成1．(2023·吉林長(zhǎng)春三中段考)以下非金屬氧化物與其引起的環(huán)境問題及主要來源對(duì)應(yīng)正確的是 (

)選項(xiàng)氧化物環(huán)境問題主要來源ACO2破壞臭氧層化石燃料的燃燒BSO2溫室效應(yīng)汽車尾氣的排放CNO2光化學(xué)煙霧工廠廢氣的排放DCO酸雨汽車尾氣和化石燃料的不完全燃燒答案】C【解析】破壞臭氧層的是氟利昂，A錯(cuò)誤；導(dǎo)致溫室效應(yīng)的氣體是CO2、CH4，B錯(cuò)誤；造成光化學(xué)煙霧的氣體是氮氧化物和碳?xì)浠衔铮珻正確；CO有毒，能使人中毒，造成酸雨的是SO2和氮氧化物，D錯(cuò)誤。2．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【答案】C【解析】NO2和硝酸中氮元素的化合價(jià)不相等，NO2不是酸性氧化物；硝酸與活潑金屬反應(yīng)時(shí)常生成鹽和含氮氧化物；硝酸與銅反應(yīng)生成硝酸銅及NO或NO2，硝酸既表現(xiàn)出氧化性也表現(xiàn)出酸性。3．將銅粉放入稀硫酸中，加熱無明顯反應(yīng)，但加入某鹽后，發(fā)現(xiàn)銅粉質(zhì)量逐漸減少，該鹽是 (

)A．硫酸亞鐵 B．硫酸鋅C．硝酸鉀 D．氯化鈉【答案】C【解析】在酸性稀溶液中，硝酸鹽具有氧化性，能與銅反應(yīng)生成硝酸銅和NO，選項(xiàng)C符合題意。4．已知3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，則下列說法不正確的是 (

)A．Cu作還原劑，HNO3作氧化劑B．HNO3在該反應(yīng)中只表現(xiàn)出了氧化性C．每生成22.4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)NO有3mol的電子轉(zhuǎn)移D．如果有8molHNO3被還原，則生成了8molNO【答案】B5．(2023·廣東汕尾海豐中學(xué)段考)硝酸是一種具有強(qiáng)氧化性、腐蝕性的強(qiáng)酸，其還原產(chǎn)物因硝酸濃度的不同而有變化，從總體上說，硝酸濃度越高，平均每分子硝酸得到的電子數(shù)越少，濃硝酸的還原產(chǎn)物主要為NO2、稀硝酸的還原產(chǎn)物為NO。實(shí)驗(yàn)室中，常用Cu與濃HNO3反應(yīng)制取NO2，用Cu與稀HNO3反應(yīng)制取NO。(1)濃硝酸具有以下性質(zhì)：①?gòu)?qiáng)氧化性；②酸性；③還原性；④不穩(wěn)定性；⑤揮發(fā)性。下列反應(yīng)或現(xiàn)象主要體現(xiàn)了硝酸什么性質(zhì)？久置濃硝酸顯黃色：______(填序號(hào)，下同)，反應(yīng)方程式：________________________用稀硝酸清洗試管壁上的銀：__________；稀硝酸清洗石灰水