5.2.3氮及其化合物高一下學(xué)期學(xué)案（人教版2019）（原卷版）

第五章化學(xué)生產(chǎn)中的重要非金屬元素第二節(jié)氮及其化合物第三課時硝酸酸雨及防治學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過實驗探究、討論交流，了解硝酸的主要性質(zhì)—酸性、不穩(wěn)定性和強(qiáng)氧化性，并能從氧化還原反應(yīng)角度分析反應(yīng)原理，認(rèn)識硝酸濃度不同其氧化性強(qiáng)弱不同、還原產(chǎn)物不同，知道硝酸是重要的化工原料。2.通過閱讀思考、查閱資料，從含氮物質(zhì)的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化的視角，了解酸雨的概念，知道酸雨形成的主要原因是二氧化氮和二氧化硫進(jìn)入大氣，酸雨會嚴(yán)重危害環(huán)境及防治方法，增強(qiáng)環(huán)境保護(hù)意識，培養(yǎng)社會責(zé)任感。重點：硝酸的不穩(wěn)定性和強(qiáng)氧化性難點：硝酸的強(qiáng)氧化性原理及應(yīng)用自主學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)1．硝酸的物理性質(zhì)硝酸是無色、易揮發(fā)、有刺激性氣味的液體。2．硝酸的化學(xué)性質(zhì)(1)不穩(wěn)定性：硝酸見光或受熱易發(fā)生分解，HNO3越濃，越易分解，溫度越高分解越快，光照越強(qiáng)分解越快其化學(xué)方程式長期存放的濃硝酸呈黃色是因為其分解生成的NO2溶于硝酸中，實驗室常將濃硝酸保存在棕色試劑瓶中，并放置在陰涼處。(2)酸性：屬于強(qiáng)酸，溶于水完全電離：，具有酸的通性，能與堿、堿性氧化物、某些鹽反應(yīng)CaCO3與HNO3反應(yīng)：(若無稀鹽酸可用稀硝酸代替室制CO2)【易錯點】①稀硝酸使石蕊試液變紅色，濃硝酸使紫色石蕊試液先變紅后褪色(酸性和強(qiáng)氧化性)②硝酸具有酸的一些通性，但硝酸與活潑金屬反應(yīng)時無氫氣產(chǎn)生(3)強(qiáng)氧化性：HNO3中的＋5價氮元素具有很強(qiáng)的得電子能力。硝酸的濃度越大，反應(yīng)溫度越高，其氧化性越強(qiáng)。還原產(chǎn)物一般為：HNO3(濃)→NO2，HNO3(稀)→NO；很稀的硝酸還原產(chǎn)物也可能為N2O、N2或NH4NO3①硝酸與金屬的反應(yīng)：硝酸與金屬反應(yīng)時，硝酸既表現(xiàn)氧化性又表現(xiàn)酸性（2）銅與濃、稀硝酸反應(yīng)實驗探究：濃HNO3和稀HNO3與銅的反應(yīng)實驗裝置向兩支具支試管中分別加入濃硝酸和稀硝酸實驗現(xiàn)象濃HNO3：試管內(nèi)產(chǎn)生大量紅棕色氣體，溶液逐漸變綠，銅絲逐漸變細(xì)稀HNO3：試管內(nèi)開始產(chǎn)生少量無色氣體，反應(yīng)逐漸加快，氣體在試管上部變?yōu)榧t棕色，溶液逐漸變藍(lán)，銅絲逐漸變細(xì)化學(xué)方程式實驗結(jié)論濃HNO3與金屬銅反應(yīng)生成NO2，稀HNO3與金屬銅反應(yīng)生成NO，濃HNO3的氧化性更強(qiáng)(3)鈍化：與Fe、Al反應(yīng)：常溫下，濃硝酸能使Fe、A1發(fā)生鈍化，這是因為濃硝酸將Fe、A1表面氧化，使Fe、A1的表面形成一層致密的氧化物薄膜，阻止了反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行。常溫下，可用鐵或鋁制容器盛放濃硝酸，但要注意密封，以防止硝酸揮發(fā)變稀后與鐵、鋁反應(yīng)。當(dāng)加熱時，加熱時可以與Fe、Al發(fā)生反應(yīng)（4）硝酸與非金屬的反應(yīng)：硝酸與非金屬反應(yīng)時，硝酸只表現(xiàn)出氧化性非金屬單質(zhì)＋濃硝酸最高價氧化物或其含氧酸＋NO2↑＋H2O3．硝酸的工業(yè)制法寫出上述轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式，并指出含氮物質(zhì)發(fā)生的是氧化反應(yīng)還是還原反應(yīng)：④4．用途硝酸是重要的化工原料，用于制化肥、農(nóng)藥、炸藥、染料等。六、酸雨及防治（一）．酸雨1.二氧化硫和氮氧化物的來源SO2：煤、石油和某些金屬礦物的燃燒和冶煉；NOx：機(jī)動車發(fā)動機(jī)中，燃料燃燒產(chǎn)生的高溫條件會使空氣中的N2與O2反應(yīng)生成NOx。2.酸雨的形成二氧化硫、氮氧化物以及它們在大氣中發(fā)生反應(yīng)后的生成物溶于雨水會形成酸雨。正常雨水由于溶解了CO2，其pH約為5.6，而酸雨的pH小于5.6。（1）硫酸型酸雨的形成過程如圖：寫出圖中標(biāo)號所對應(yīng)的化學(xué)方程式：（2）硝酸型酸雨的形成過程如圖：汽車尾氣→NOeq\o(→,\s\up11(O2),\s\do4(①))NO2eq\o(→,\s\up11(雨水),\s\do4(②))HNO3寫出圖中標(biāo)號所對應(yīng)的化學(xué)方程式：2．酸雨的危害與防治(1)危害：酸雨能直接損傷農(nóng)作物，破壞森林和草原，使土壤、湖泊酸化，加速建筑物、橋梁、工業(yè)設(shè)備、運輸工具和電纜的腐蝕。(2)防治①消除污染源，改變能源結(jié)構(gòu)，開發(fā)利用清潔能源。②對酸性物質(zhì)的排放加以控制，對排放的二氧化硫、氮氧化物等物質(zhì)采取吸收、回收處理等措施。學(xué)習(xí)過程學(xué)習(xí)過程情景導(dǎo)入：2023年2月14日，美國亞利桑那州圖森市高速公路一卡車側(cè)翻，引發(fā)危險物質(zhì)硝酸泄漏，產(chǎn)生大量紅棕色煙霧，現(xiàn)場可聞到刺鼻的氣味。消防人員運來純堿進(jìn)行處理，以防止其擴(kuò)散造成更大危害。（見PPT視頻）一、硝酸活動一、硝酸的性質(zhì)任務(wù)一、觀察濃、稀HNO3樣品，閱讀教材P15頁內(nèi)容，思考總結(jié)硝酸具有哪些物理性質(zhì)？【注意】質(zhì)量分?jǐn)?shù)為69%的硝酸為濃硝酸，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%以上的硝酸為發(fā)煙硝酸。因此濃硝酸為混合物。任務(wù)二、討論交流：閱讀教材P15頁內(nèi)容，結(jié)合所學(xué)知識，思考硝酸具有哪些化學(xué)性質(zhì)？【注意】a.長期存放的濃硝酸呈黃色是因為其分解生成的NO2溶于硝酸中，實驗室常將濃硝酸保存在棕色細(xì)口試劑瓶中，并放置在陰涼處。b.我們學(xué)過的氯水以及常見的AgNO3、AgCl等均用棕色試劑瓶保存，它們的共同特點是見光易分解，因此，我們可推測HNO3具有不穩(wěn)定性。③強(qiáng)氧化性:如濃硝酸、稀硝酸與銅反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為：Cu＋4HNO3(濃)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O、3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O；與非金屬(碳)的反應(yīng)：C＋4HNO3(濃)eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())CO2↑＋4NO2↑＋2H2O?；顒佣?、探究硝酸的強(qiáng)氧化性任務(wù)一、實驗探究：根據(jù)教材P15頁【實驗58】（或?qū)嶒炓曨l），觀察濃HNO3、稀HNO3和Cu的反應(yīng)的實驗現(xiàn)象，并分析其原理，填寫表格內(nèi)容。【注意】a.在兩支試管中各取5ml濃硝酸和稀硝酸，再分別滴入兩滴石蕊溶液，會觀察到稀硝酸中加入紫色石蕊試液變紅，濃硝酸中加入紫色石蕊試液先變紅后褪色（微熱），說明濃硝酸的氧化性強(qiáng)于稀硝酸。濃度越大氧化性越強(qiáng)。b.濃硝酸與C、S、P等非金屬單質(zhì)在加熱條件下可以發(fā)生反應(yīng):C+4HNO3(濃)eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())2H2O+4NO2↑+CO2↑、S+6HNO3(濃)eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())H2SO4+6NO2↑+2H2O、P+5HNO3(濃)eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())H3PO4+5NO2↑+H2O。任務(wù)二、問題探究：（1）濃硝酸的氧化性很強(qiáng)，為什么運輸濃硝酸時還是用鐵罐車和鋁槽車運輸？（2）結(jié)合P教材102頁“資料卡片”，回答“王水”的組成及性質(zhì)，歸納總結(jié)硝酸與金屬反應(yīng)的特點和規(guī)律是什么？（3）少量鐵粉或過量鐵粉與稀硝酸反應(yīng)的產(chǎn)物是什么？并寫出化學(xué)方程式?！咀⒁狻縉O3―在酸性條件下，就相當(dāng)于硝酸溶液，具有強(qiáng)氧化性，因此，在強(qiáng)酸性條件下NO3―與Fe2+不能大量共存，而在弱酸性或堿性條件下NO3―與Fe2+就可以大量共存。任務(wù)三、閱讀教材P16頁“思考與討論”內(nèi)容，回答硝酸有哪些用途？工業(yè)上如何制硝酸？二、酸雨及防治活動一、酸雨的形成任務(wù)一、討論交流：結(jié)合所學(xué)知識，思考氮和硫的氧化物的主要來源是什么？任務(wù)二、觀察教材P16頁圖551，思考酸雨的定義、形成原因及類型分別是什么？活動二、酸雨的危害及防治任務(wù)一、閱讀教材P16頁有關(guān)內(nèi)容，回答酸雨有哪些危害？任務(wù)二、討論交流：結(jié)合教材P17頁“研究與實踐”欄目，回答如何測定雨水的pH及防治酸雨？（2）防治酸雨的方法：①調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，積極開發(fā)新能源。②對煤（其中含硫為0.3%5%)進(jìn)行處理，如選洗加工、綜合開發(fā)、在煤中加入適量的生石灰、對排放的煙進(jìn)行處理等。③種植能夠吸收SO2的有關(guān)樹木(如臭椿、垂柳、柳杉）等。④加強(qiáng)工廠廢氣的回收處理。⑤改進(jìn)汽車尾氣的處理技術(shù)，控制尾氣排放。課堂練習(xí)課堂練習(xí)1．有關(guān)氮元素的說法錯誤的是A．自然界里氮元素主要以游離態(tài)的形式存在于空氣中B．豆科植物能進(jìn)行高效固氮，固氮過程與氧化還原反應(yīng)有關(guān)C．合成氨工藝是將氮氣和氫氣在常溫、高壓、催化劑條件下轉(zhuǎn)化成氨氣D．“雷雨發(fā)莊稼”的過程中氮元素呈現(xiàn)了4種不同的化合價2．下列有關(guān)氮元素的單質(zhì)及其化合物的說法錯誤的是①氮氣與足量的氧氣在放電條件下可直接生成NO2②銨鹽都不穩(wěn)定，受熱分解都生成氨氣③向Fe(NO3)2溶液中滴加稀鹽酸，無明顯的變化④實驗室用加熱氯化銨固體的方法制備氨氣⑤NH3易液化，液氨常用作制冷劑A．①②③④ B．①③⑤ C．①④⑤ D．①③④3．關(guān)系圖中，A是一種正鹽，B是氣態(tài)氫化物，C是單質(zhì)，F(xiàn)是強(qiáng)酸。A確定時，當(dāng)X無論是強(qiáng)酸還是強(qiáng)堿時都有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系(其他反應(yīng)產(chǎn)物及反應(yīng)所需條件均已略去)，當(dāng)X是強(qiáng)堿時，過量的B跟Cl2反應(yīng)除生成C外，另一產(chǎn)物是鹽酸鹽。下列說法中不正確的是A．當(dāng)X是強(qiáng)酸時，A、B、C、D、E、F中均含同一種元素，F(xiàn)可能是H2SO4B．當(dāng)X是強(qiáng)堿時，A、B、C、D、E、F中均含同一種元素，F(xiàn)是HNO3C．B和Cl2的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)D．A可能為亞硫酸銨4．下列變化的實質(zhì)相似的是A．濃硫酸和濃硝酸在空氣中敞口放置時濃度均減小B．SO2和Cl2均能能使品紅溶液褪色C．H2S和HI氣體均不能用濃硫酸干燥D．濃H2SO4和稀H2SO4與金屬反應(yīng)時均有氣體放出5．下列反應(yīng)屬于氮的固定的是A．NO遇O2轉(zhuǎn)化為NO2 B．N2和H2在一定條件下反應(yīng)生成NH3C．硝酸工廠用NH3氧化制NO D．用NH3制碳酸氫銨和硫酸銨6．在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，在三個干燥的燒瓶內(nèi)分別裝有：①干燥且純凈的NH3；②含一半空氣的氯化氫氣體；③NO2和O2體積比為4：1的混合氣體。然后分別做噴泉實驗，實驗結(jié)束后假設(shè)三個燒瓶中所得溶液不擴(kuò)散，則三個燒瓶中所得溶液的物質(zhì)的量濃度之比為A．5：5：4 B．2：1：2 C．1：1：1 D．無法確定7．下列有關(guān)實驗的敘述正確的是（

）A．將某固體加入稀鹽酸中，產(chǎn)生的無色無味氣體能使澄清石灰水變渾濁，則該固體存在B．往某水溶液中滴加酚酞試液，溶液變紅色，則該溶液一定是堿溶液C．往某無色溶液中滴入稀氫氧化鈉溶液并用濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口，試紙不變藍(lán)不能證明原溶液是否有NH4+D．往某溶液中加入用稀硝酸酸化的AgNO3溶液，有沉淀生成，說明該溶液中一定含有Cl8．下列反應(yīng)的離子方程式書寫正確的是A．FeO溶于稀硝酸：FeO+2H+=Fe2++H2OB．Ca(HCO3)2溶液中加入過量的NaOH溶液：Ca2++2HCO+2OH﹣=CaCO3↓+CO+H2OC．Cl2通入冷水中：Cl2+H2O=2H++Cl﹣+ClO﹣D．CO2通入飽和碳酸鈉溶液中：CO2+CO+H2O=2HCO9．下列氣體中，可溶于水的無色氣體是A．N2 B．NO C．NO2 D．NH310．下列實驗操作、現(xiàn)象和結(jié)論均正確的是選項操作現(xiàn)象結(jié)論A向某溶液中加入NaOH溶液，并用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗試紙沒有變藍(lán)原溶液中沒有有NH4+B向蘇打和小蘇打溶液中分別加入鹽酸均冒氣泡兩者均能與鹽酸反應(yīng)C向某溶液中滴加氯水后，再加KSCN溶液溶液變紅原溶液中一定有Fe2+D向某無色溶液中滴加BaCl2溶液產(chǎn)生白色沉淀該無色溶液中一定含有SO42A．A B．B C．C D．D11．下列化合物不能由單質(zhì)直接化合而成的是A．FeS B．FeCl2 C．SO2 D．NO12．實驗室制備下列氣體所選試劑、制備裝置、收集方法及操作均正確的是氣體試劑制備裝置收集方法操作AO2KMnO4ae若出現(xiàn)倒吸現(xiàn)象，應(yīng)立即停止加熱BH2Zn＋稀H2SO4be試管中加入幾粒膽礬可加快反應(yīng)速率CHCl濃硫酸＋濃鹽酸bc試管中為濃鹽酸、分液漏斗為濃硫酸DNH3NH4Cl＋NaOHad可用濕潤的藍(lán)色石蕊試紙驗滿A．A B．B C．C D．D13．如圖所示，試管中盛裝的是紅棕色氣體(可能是混合物)，當(dāng)?shù)箍墼谑⒂兴乃壑袝r，試管內(nèi)水面上升，但不能充滿試管，當(dāng)向試管內(nèi)鼓入氧氣后，可以觀察到試管中水柱繼續(xù)上升，經(jīng)過多次重復(fù)后，試管內(nèi)完全被水充滿，原來試管中盛裝的氣體可能是A．可能是N2與NO2的混和氣體 B．可能是H2與NO2的混和氣體C．可能是NO與NO2的混和氣體 D．只可能是NO2一種氣體14．下列變化過程中有可能不涉及氧化還原反應(yīng)的是A．鈍化 B．漂白 C．固氮 D．燃燒15．下列氣體中，既可以用濃硫酸干燥，又可以用固體干燥的是A． B． C． D．16．以下是依據(jù)一定的分類標(biāo)準(zhǔn)，對某些物質(zhì)與水反應(yīng)的情況進(jìn)行分類的分類圖。請根據(jù)你所學(xué)的知識，按要求填空：(1)F組中物質(zhì)除了外，還有(填化學(xué)式)。(2)若A組依據(jù)某一物理性質(zhì)分成X、Y兩類，則該物理性質(zhì)可能是：(3)等質(zhì)量的、、、四種氣體中，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，體積最大的是(4)理解物質(zhì)的轉(zhuǎn)化具有重要的意義。可用于實驗室制，若不加催化劑，400℃時分解只生成兩種鹽，其中一種是無氧酸鹽。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：。17．已