新教材高中化學(xué)人教版課件第5章第2節(jié)第3課時硝酸酸雨及防治

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)目標核心素養(yǎng)1．結(jié)合真實情境并通過實驗探究，了解硝酸的主要性質(zhì)，認識硝酸在工業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要意義。2．結(jié)合真實情境，認識硫、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)計簡單的實驗方案，完成操作，觀察現(xiàn)象，對實驗現(xiàn)象作出解釋科學(xué)態(tài)度與社會責任：能主動關(guān)心與環(huán)境保護有關(guān)的酸雨等社會熱點問題，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標驗收夯基提能作業(yè)新課情景呈現(xiàn)名師博客呈現(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，讓我們走進教材，學(xué)習(xí)硝酸和酸雨及防治。課前素能奠基

一、硝酸的性質(zhì)1．物理性質(zhì)新知預(yù)習(xí)刺激

無

易

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_____________________________________。(3)強氧化性：①實驗探究：

稀硝酸濃硝酸實驗現(xiàn)象反應(yīng)緩慢，有少量氣泡產(chǎn)生，____________試管口有紅棕色氣體產(chǎn)生反應(yīng)劇烈，有____________產(chǎn)生，____________，液面上有__________氣體產(chǎn)生實驗結(jié)論銅與稀硝酸常溫下緩慢反應(yīng)生成________氣體銅與濃硝酸常溫下劇烈反應(yīng)生成________氣體溶液變藍大量氣泡溶液變藍紅棕色NO

NO2

②強氧化性的表現(xiàn)：Fe、Al

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)：_______________________________________________________。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___________________________________________。3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O

Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋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

煤和石油酸雨2．酸雨(1)概念：pH<________的降水。正常雨水由于溶解了CO2，其pH約為。(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、運輸工具和電纜的腐蝕。

SO2

NO2

預(yù)習(xí)自測1．判斷下列說法是否正確(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)硝酸的濃度越大，其氧化性越強。 (

)(2)銅與濃硝酸反應(yīng)只能生成二氧化氮氣體。 (

)(3)在銅與硝酸的反應(yīng)中硝酸只表現(xiàn)氧化性。 (

)解析：(1)由銅與濃、稀硝酸反應(yīng)的劇烈程度可知，硝酸的濃度越大氧化性越強。(2)銅與濃硝酸反應(yīng)開始生成NO2氣體，但隨硝酸濃度減小，會生成NO氣體。(3)銅與硝酸反應(yīng)中有NO2(或NO)生成，又有硝酸銅生成，硝酸既表現(xiàn)氧化性又表現(xiàn)酸性?！?/p>

×

×

2．下列因果關(guān)系不正確的是

(

)A

選項原因結(jié)果A大量植樹造林溫室效應(yīng)BSO2和NO2氣體的大量排放酸雨C含氮、磷等生活廢水的大量排放水華、赤潮D汽車尾氣的排放光化學(xué)煙霧解析：植物光合作用會吸收CO2，大量植樹造林可防止溫室效應(yīng)，A項錯誤；SO2和NO2氣體大量排放，最終會轉(zhuǎn)變成硫酸和硝酸，造成酸雨，B項正確；磷、氮是植物的營養(yǎng)元素，含氮、磷等生活廢水的大量排放，會導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，藻類瘋長，引發(fā)水華、赤潮，C項正確；汽車尾氣的排放會產(chǎn)生氮氧化物，從而造成光化學(xué)煙霧，D項正確。3．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項錯；銅與濃硝酸反應(yīng)，鋁在濃硝酸中鈍化，則可除去Cu，B項正確；Cu與稀硫酸不反應(yīng)，不能除去Cu，C項錯誤；Cu與濃鹽酸不反應(yīng)，不能除去Cu，D項錯誤。B

4．公元八世紀，阿拉伯煉金術(shù)士賈比爾·本·哈揚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

解析：HNO3中氮元素是＋5價，NO2中氮元素是＋4價，NO2不是酸性氧化物，A項錯誤；金屬與濃硝酸反應(yīng)生成NO2，與稀硝酸反應(yīng)生成NO，不生成H2，B項錯誤；濃硝酸見光或受熱易分解，所以應(yīng)該保持在棕色、避光陰涼處，C項正確；硝酸與銅反應(yīng)時，生成氮的氧化物和硝酸鹽，則硝酸既表現(xiàn)出氧化性又表現(xiàn)酸性，D項錯誤。5．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)境保護督察工作規(guī)定》。可見國家對環(huán)境保護的重視程度。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項正確。課堂素能探究

知識點

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，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(1)硝酸的濃度越大，反應(yīng)溫度越高，其氧化性越強。(2)濃硝酸的還原產(chǎn)物是NO2，稀硝酸的還原產(chǎn)物是NO。(3)還原劑一般被氧化為最高價態(tài)。知識歸納總結(jié)

某校課外活動小組為了探究銅與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體主要是NO設(shè)計了實驗方案。典例1典例剖析(1)甲同學(xué)設(shè)計如圖實驗(實驗過程中活塞2為打開狀態(tài))。①組裝好裝置檢驗氣密性后，如何加入稀硝酸？___________________________________。②如何控制反應(yīng)的進行？如何加快反應(yīng)速率？_______________________________________________________________________________________。③如何操作驗證產(chǎn)生的氣體為NO？_______________________________________________________________________________________。打開活塞1，加入稀硝酸至液面a處通過關(guān)閉或開啟活塞1可以控制反應(yīng)的進行；在裝置左側(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，膠塞下方有無色氣體生成，打開活塞1，漏斗中有紅棕色氣體，證明該氣體為NO

(2)乙同學(xué)設(shè)計了如圖所示裝置(加熱裝置和固定裝置均已略去)。圖中K為止水夾(處于關(guān)閉狀態(tài))，F(xiàn)是一半空的注射器。①設(shè)計裝置A的目的是____________________________________________________________________。②裝置E和F的作用是__________________。為實現(xiàn)此作用，操作是________________________________________________________________。③裝置D的作用是______________________________________________。

產(chǎn)生CO2，趕走裝置中的空氣，防止因NO與O2反應(yīng)生成NO2而產(chǎn)生干擾

驗證NO的生成

將注射器F中的空氣推入E中，若氣體變?yōu)榧t棕色則說明生成了NO

吸收多余的氮氧化物，防止污染空氣，防止倒吸解析：(1)①打開活塞1使左右大氣相通，加入硝酸時，液面才能達到液面a處；②關(guān)閉或開啟活塞1能控制U形管內(nèi)產(chǎn)生氣體的壓強，當關(guān)閉活塞1，左側(cè)壓強大時能使銅和稀硝酸分離從而停止反應(yīng)；加熱可加快反應(yīng)速率；③一氧化氮是無色氣體，如果證明反應(yīng)產(chǎn)生的氣體是一氧化氮，需要將活塞1打開，將氣體放入分液漏斗中，氣體在分液漏斗中變?yōu)榧t棕色，則證明反應(yīng)所產(chǎn)生的氣體是一氧化氮。(2)①裝置中含有氧氣，對NO的檢驗有干擾，A產(chǎn)生的CO2可以排除裝置中的空氣；②將注射器F中的空氣推入E中，若氣體變?yōu)榧t棕色則說明生成了NO；③氮的氧化物是大氣污染物，可以被氫氧化鈉溶液吸收，干燥管可以防止倒吸。變式訓(xùn)練A．由①中的紅棕色氣體，推斷產(chǎn)生的氣體一定是混合氣體B．紅棕色氣體不能表明②中木炭與濃硝酸產(chǎn)生了反應(yīng)C．由③說明濃硝酸具有揮發(fā)性，生成的紅棕色氣體為還原產(chǎn)物D．③的氣體產(chǎn)物中檢測出CO2，由此說明木炭一定與濃硝酸發(fā)生了反應(yīng)答案：D解析：A對，①中灼熱碎玻璃不與濃HNO3反應(yīng)，仍有紅棕色氣體NO2生成，說明濃硝酸受熱發(fā)生了分解反應(yīng)，生成NO2、O2和H2O；B對，由于濃硝酸受熱分解生成NO2，則②中紅棕色氣體可能來源于濃硝酸的分解，故不能表明②中木炭與濃硝酸發(fā)生反應(yīng)；C對，③中木炭未與濃硝酸接觸，生成的紅棕色氣體只能是揮發(fā)出的HNO3與紅熱木炭發(fā)生反應(yīng)，或揮發(fā)出的HNO3受熱分解生成NO2，說明濃硝酸具有揮發(fā)性，NO2是還原產(chǎn)物；D錯，由于空氣中含有O2，則紅熱的木炭可能與O2反應(yīng)產(chǎn)生了CO2，故不能說明木炭與濃硝酸發(fā)生了反應(yīng)。知識點

硝酸與金屬反應(yīng)的有關(guān)計算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。問題探究2．mgCu與足量的一定濃度的硝酸充分反應(yīng)，生成VLNO、NO2混合氣體(標準狀況下)，則參加反應(yīng)的HNO3的物質(zhì)的量是多少？1．硝酸與金屬反應(yīng)的規(guī)律硝酸與金屬單質(zhì)反應(yīng)時一部分被還原，一部分生成硝酸鹽，故硝酸既表現(xiàn)了酸性又表現(xiàn)了氧化性，但硝酸與金屬反應(yīng)一般不生成H2。(1)硝酸與銅的反應(yīng)：在反應(yīng)中硝酸的作用可用如圖表示：知識歸納總結(jié)(2)稀硝酸與鐵的反應(yīng)：Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O①3Fe(過量)＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O②反應(yīng)物的量與生成物的關(guān)系如圖所示：

在標準狀況下將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)上題參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量是_________mol；(3)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________。典例2典例剖析112

6∶5

解析：(1)混合氣體的總物質(zhì)的量為1.12L÷22.4