資源簡(jiǎn)介

(共45張PPT)
硝酸　酸雨及防治
第3課時(shí)
第二節(jié)　氮及其化合物
第二節(jié)　氮及其化合物
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.能從物質(zhì)類(lèi)別、元素價(jià)態(tài)的角度預(yù)測(cè)硝酸的化學(xué)性質(zhì)和變化。
2.通過(guò)硝酸的性質(zhì)的學(xué)習(xí),能設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案探究硝酸的性質(zhì),能對(duì)相關(guān)現(xiàn)象和事實(shí)進(jìn)行合理的解釋。
3.通過(guò)認(rèn)識(shí)酸雨等環(huán)境問(wèn)題,能描述硫或氮的化合物對(duì)環(huán)境的影響并能依據(jù)所學(xué)知識(shí)提出減少硫或氮的氧化物的排放措施和方法。
任務(wù)分項(xiàng)突破
『自主梳理』
學(xué)習(xí)任務(wù)1　認(rèn)識(shí)硝酸的性質(zhì)及工業(yè)制備
1.硝酸的物理性質(zhì)
顏色 氣味 狀態(tài) 揮發(fā)性
無(wú)色 刺激性 液體 易揮發(fā),在空氣中形成白霧
2.硝酸的化學(xué)性質(zhì)
(1)酸的通性。
①能電離產(chǎn)生H+(HNO3是強(qiáng)酸): 。
②能使酸堿指示劑變色,如使紫色石蕊溶液變紅色。
③與堿反應(yīng),如硝酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng),離子方程式為 。
④與堿性氧化物反應(yīng),如硝酸和氧化鈉反應(yīng),
離子方程式為 。
⑤與某些鹽反應(yīng),如硝酸和碳酸鈣反應(yīng),
離子方程式為 。
(2)不穩(wěn)定性。
濃硝酸見(jiàn)光或受熱易分解:4HNO3 4NO2↑+O2↑+2H2O。
長(zhǎng)期存放的濃硝酸呈黃色是因?yàn)槠浞纸馍傻腘O2溶于硝酸中,
實(shí)驗(yàn)室常將濃硝酸保存在 試劑瓶中,并放在 處。
棕色
陰涼
實(shí)驗(yàn) 裝置 試劑 稀硝酸 濃硝酸
實(shí)驗(yàn) 現(xiàn)象 反應(yīng) ,有少量氣泡產(chǎn)生,溶液 ,試管口有 　 氣體產(chǎn)生 反應(yīng) ,有 產(chǎn)生,溶液 ,液面上有 氣體產(chǎn)生
化學(xué) 方程式

實(shí)驗(yàn) 結(jié)論 濃、稀硝酸都有 性,而且濃度越大,氧化性 (3)強(qiáng)氧化性。
①與金屬(Cu)反應(yīng)[實(shí)驗(yàn)5-8]。
緩慢
變藍(lán)
紅棕色
劇烈
大量氣泡
變藍(lán)
紅棕色
3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+
2NO↑+4H2O
Cu+4HNO3(濃) Cu(NO3)2+
2NO2↑+2H2O
強(qiáng)氧化
越強(qiáng)
②與Fe、Al反應(yīng):常溫下,濃硝酸可使鐵、鋁表面形成致密的氧化物薄膜而
,所以可以用 制容器盛放濃硝酸。
3.工業(yè)制備
相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式:
① 。
② 。
③ 。
④ 。
鈍化
鐵或鋁
『互動(dòng)探究』
《本草綱目拾遺》中記載:“(硝酸)西洋人所造,性最猛烈,能蝕五金。”王怡堂先生云:“其水至強(qiáng),五金八石皆能穿漏,惟玻璃可盛。”
探究1　硝酸的性質(zhì)與保存
問(wèn)題1:上述資料中體現(xiàn)了硝酸的哪些性質(zhì)
提示:酸性和強(qiáng)氧化性。
問(wèn)題2:濃硝酸通常保存在棕色試劑瓶中,將濃硝酸取出,發(fā)現(xiàn)濃硝酸呈黃色,這是為什么呢
提示:濃硝酸見(jiàn)光易分解,保存在棕色試劑瓶中。濃硝酸見(jiàn)光分解會(huì)生成二氧化氮,溶于濃硝酸使其呈黃色。
提示:NO2和NO,Cu和稀硝酸的反應(yīng)中雖然氮元素化合價(jià)降低的多,但不能說(shuō)明稀硝酸的氧化性比濃硝酸的強(qiáng);可根據(jù)濃硝酸與Cu反應(yīng)更劇烈判斷,濃硝酸的氧化性更強(qiáng)。
問(wèn)題4:銅投入稀硫酸中不會(huì)溶解,再向溶液中投入KNO3固體,銅會(huì)不會(huì)溶解 為什么
探究2　硝酸與金屬反應(yīng)的規(guī)律
問(wèn)題3:濃硝酸、稀硝酸與Cu反應(yīng)的還原產(chǎn)物分別是什么 根據(jù)反應(yīng)中氮元素的化合價(jià)變化,能說(shuō)明稀硝酸氧化性比濃硝酸強(qiáng)嗎
提示:若將鋅投入稀硝酸中,因?yàn)橄跛岬膹?qiáng)氧化性,所以不會(huì)有H2生成,會(huì)生成NO等。Fe(NO3)3(或Fe3+);Fe(NO3)2(或Fe2+)。
問(wèn)題5:若將鋅投入稀硝酸中,會(huì)有H2生成嗎 分別將少量鐵粉和過(guò)量鐵粉溶于稀硝酸,寫(xiě)出鐵元素的存在形式。
硝酸強(qiáng)氧化性的反應(yīng)規(guī)律及應(yīng)用
(1)常溫下,Al、Fe遇濃硝酸發(fā)生鈍化,并非不反應(yīng);加熱時(shí),鐵、鋁可以繼續(xù)與濃硝酸反應(yīng)。
(2)硝酸濃度越大,其還原產(chǎn)物價(jià)態(tài)越高,一般情況為HNO3(濃)→NO2,
HNO3(稀)→NO。因此金屬與濃硝酸反應(yīng),先放出NO2,后隨硝酸濃度變小,放出NO;Zn等活潑金屬與稀硝酸反應(yīng)時(shí)可能有NO、N2O、N2、NH4NO3等多種還原產(chǎn)物。
歸
納
拓
展
(3)硝酸中+5價(jià)N的氧化性遠(yuǎn)大于H+,所以硝酸與金屬反應(yīng)不生成H2,且金屬一般被氧化為高價(jià)態(tài)。
(4)硝酸的濃度越大,反應(yīng)溫度越高,其氧化性越強(qiáng)。稀硝酸只能使紫色石蕊溶液變紅,濃硝酸能使紫色石蕊溶液先變紅,后褪色。
(5)濃硝酸與非金屬反應(yīng),一般規(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,如C+4HNO3(濃) CO2↑+4NO2↑+2H2O。
『題組例練』
題點(diǎn)一　硝酸的性質(zhì)
1.下列關(guān)于硝酸的說(shuō)法正確的是(　　)
A.硝酸為無(wú)色液體,常保存在棕色試劑瓶中
B.稀硝酸與少量的Fe反應(yīng)生成Fe(NO3)2
C.常溫下,向濃硝酸中投入鐵片,會(huì)產(chǎn)生大量的紅棕色氣體
D.濃硝酸與Cu反應(yīng)生成NO2,稀硝酸與Cu反應(yīng)生成NO,說(shuō)明稀硝酸的氧化性強(qiáng)于濃硝酸的
A
解析:硝酸為無(wú)色液體,見(jiàn)光易分解,應(yīng)避光保存在棕色試劑瓶中,
A正確;硝酸具有強(qiáng)氧化性,能將Fe氧化成Fe(NO3)3,B錯(cuò)誤;常溫下,向濃硝酸中投入鐵片發(fā)生鈍化,不會(huì)產(chǎn)生大量紅棕色氣體,C錯(cuò)誤;硝酸的氧化性強(qiáng)弱與濃度有關(guān),硝酸濃度越大氧化性越強(qiáng),一般濃硝酸還原產(chǎn)物為NO2,稀硝酸還原產(chǎn)物為NO,D錯(cuò)誤。
2.某同學(xué)進(jìn)行有關(guān)銅、硝酸、硫酸化學(xué)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)過(guò)程如圖所示。
①③均觀察到溶液呈藍(lán)色,試管口有紅棕色氣體產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。下列說(shuō)法正確的是(　　)
A.①試管口有紅棕色氣體產(chǎn)生,原因是硝酸被還原為NO2
B.由③的現(xiàn)象可得出結(jié)論:Cu可與稀硫酸反應(yīng)
C.③中反應(yīng)的離子方程式:
D.③中可能產(chǎn)生SO2
C
題點(diǎn)二　硝酸與金屬反應(yīng)的計(jì)算
3.銅與一定量濃硝酸恰好完全反應(yīng),得到硝酸銅溶液和NO2、N2O4、NO的混合氣體,將這些氣體與0.84 L O2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)混合后通入水中,所有氣體完全被水吸收生成硝酸,若向所得硝酸銅溶液中加入 5 mol/L NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,消耗NaOH溶液的體積是
(　　)
A.60 mL B.45 mL
C.30 mL D.15 mL
C
解析:NO2、N2O4、NO混合氣體與0.84 L O2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)混合后通入水中,所有氣體完全被水吸收生成硝酸,說(shuō)明整個(gè)過(guò)程中被還原的HNO3反應(yīng)前后沒(méi)有變化,即Cu失去的電子都被O2得到了,根據(jù)得失電子守恒建立關(guān)系式n(Cu)×2=n(O2)×4,解得n(Cu)=0.075 mol,根據(jù)Cu2+～2OH-得NaOH的物質(zhì)的量為 0.075 mol×2=0.15 mol,則NaOH溶液的體積 故選C。
4.將32.64 g銅與140 mL一定濃度的硝酸溶液反應(yīng),銅完全溶解產(chǎn)生的NO和NO2混合氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2 L,請(qǐng)回答下列問(wèn)題。
(1)NO的體積為　　　 　(保留兩位有效數(shù)字)L,NO2的體積為　　　　L。
5.8
5.4
(2)待產(chǎn)生的氣體全部釋放后,向溶液中加入V mL a mol·L-1的NaOH溶液,恰好使溶液中的Cu2+全部轉(zhuǎn)化成沉淀,則原硝酸溶液的
濃度為　　　　　　　　mol·L-1(列計(jì)算式即可)。
(3)將銅和硝酸產(chǎn)生的氣體收集在一倒置于水槽的容器中,當(dāng)通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下O2　　　　L時(shí),使水充滿容器。
5.7
硝酸與金屬反應(yīng)的計(jì)算解答規(guī)律
規(guī)律方法
學(xué)習(xí)任務(wù)2　了解酸雨及防治
『自主梳理』
1.酸雨
＜5.6
2.防治
(1)調(diào)整能源結(jié)構(gòu),發(fā)展清潔能源。
(2)研究煤的脫硫技術(shù),改進(jìn)燃燒技術(shù),減少二氧化硫和氮氧化物的排放。
(3)加強(qiáng)工廠廢氣的回收處理。
(4)改進(jìn)汽車(chē)尾氣的處理技術(shù),控制尾氣排放。
『互動(dòng)探究』
探究　認(rèn)識(shí)酸雨的危害及防治
酸雨的危害很大,如影響人類(lèi)健康;使森林大面積枯死;使湖水酸化,魚(yú)類(lèi)死亡;使農(nóng)作物生長(zhǎng)受到影響而減產(chǎn);使名勝古跡、建筑物腐蝕損壞等。
問(wèn)題1:酸雨的產(chǎn)生主要與哪些物質(zhì)有關(guān)
提示:酸雨的產(chǎn)生主要與SO2、氮氧化物有關(guān)。
問(wèn)題2:正常的雨水為什么呈酸性 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
提示:由于雨水中溶解了CO2,導(dǎo)致其pH約為 5.6,故正常雨水呈酸性;酸雨的pH小于5.6。酸雨中的H2SO3為弱酸,長(zhǎng)時(shí)間放置易被O2氧化為酸性更強(qiáng)的H2SO4。
問(wèn)題3:在煤中加入適量生石灰,可以大大減少煤燃燒時(shí)SO2的排放;汽車(chē)安裝尾氣凈化裝置可將NO、CO轉(zhuǎn)化為無(wú)害氣體。寫(xiě)出以上涉及反應(yīng)的化學(xué)方程式。
歸
納
拓
展
常見(jiàn)的環(huán)境污染
環(huán)境污染 形成原因 主要危害
溫室效應(yīng) 大氣中CO2含量不斷增加 全球變暖,冰川融化
酸雨 SO2和氮氧化物的排放 土壤酸化,腐蝕建筑物
光化學(xué)煙霧 氮氧化物和碳?xì)浠衔锏呐欧?危害人體健康和植物生長(zhǎng)
臭氧空洞 氮氧化物和氟氯代烴的排放 地球上的生物受太陽(yáng)紫外線的傷害加劇
赤潮和水華 含磷洗衣粉的大量使用及廢水的任意排放 使藻類(lèi)過(guò)度繁殖,水質(zhì)惡化,發(fā)生在海水中為赤潮,淡水中為水華
白色污染 聚乙烯塑料的大量使用、任意丟棄 破壞土壤結(jié)構(gòu)和生態(tài)環(huán)境
『題組例練』
1.形成酸雨的過(guò)程如圖所示。下列說(shuō)法正確的是(　　)
A.含NOx、SO2的煙氣和酸雨的分散劑相同
B.酸雨沉降到地面后酸性還會(huì)有所增強(qiáng)
C.機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣中的NOx來(lái)源于燃油中的含氮物質(zhì)
D.在已酸化的土壤中加消石灰可以減少酸雨的形成
B
解析:含NOx、SO2的煙氣和酸雨的分散劑不相同,酸雨的分散劑是H2O,含NOx、SO2的煙氣的分散劑是大氣,A錯(cuò)誤;硫酸型酸雨的形成過(guò)程之一是SO2+H2O H2SO3,亞硫酸是弱酸,又不穩(wěn)定,易被氧氣氧化成硫酸,所以酸雨沉降到地面后酸性還會(huì)有所增強(qiáng),B正確;機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣中的NOx來(lái)源于在電火花的條件下,空氣中氮?dú)夂脱鯕夥磻?yīng)生成的氮氧化物,C錯(cuò)誤;在已酸化的土壤中加消石灰可以中和土壤的酸性,但不能減少酸雨的形成,D錯(cuò)誤。
2.汽車(chē)尾氣已成為城市空氣的污染源之一。SCR技術(shù)利用尿素[CO(NH2)2]水溶液轉(zhuǎn)化NOx的示意圖如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)
A.尿素“熱分解”產(chǎn)生NH3的化學(xué)方程式為 CO(NH2)2+H2O CO2↑+2NH3↑
B.SCR催化轉(zhuǎn)化器中發(fā)生反應(yīng)的NOx與NH3的物質(zhì)的量之比為3∶2x
C.SCR催化轉(zhuǎn)化器溫度過(guò)高時(shí)會(huì)減弱汽車(chē)尾氣轉(zhuǎn)化的效果
D.SCR技術(shù)可以緩解光化學(xué)煙霧、酸雨、霧霾等環(huán)境問(wèn)題
C
知識(shí)整合
學(xué)科素養(yǎng)測(cè)評(píng)
某校課外活動(dòng)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(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案。
(1)甲同學(xué)設(shè)計(jì)如圖實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)過(guò)程中活塞2為打開(kāi)狀態(tài))。
①組裝好裝置檢驗(yàn)氣密性后,加入稀硝酸的操作為　
　。
打開(kāi)活塞1,
解析:(1)①打開(kāi)活塞1使左右大氣相通,加入稀硝酸,液面才能達(dá)到a處。
加入稀硝酸至液面a處
②如何控制反應(yīng)的進(jìn)行 　 。
通過(guò)關(guān)閉或開(kāi)啟活塞1可以控制反應(yīng)的進(jìn)行
解析:②關(guān)閉或開(kāi)啟活塞1能控制U形管內(nèi)產(chǎn)生氣體的壓強(qiáng),當(dāng)關(guān)閉活塞1時(shí),左側(cè)壓強(qiáng)增大,能使銅和稀硝酸分離從而停止反應(yīng)。
③如何操作驗(yàn)證產(chǎn)生的氣體為NO

　 。
反應(yīng)開(kāi)始后,膠塞下方有無(wú)色
解析:③NO是無(wú)色氣體,如要證明反應(yīng)產(chǎn)生的氣體是NO,需將活塞1打開(kāi),使空氣進(jìn)入分液漏斗中,分液漏斗中氣體變?yōu)榧t棕色,則證明反應(yīng)所產(chǎn)生的氣體是NO。
氣體生成,打開(kāi)活塞1,分液漏斗中氣體變?yōu)榧t棕色,證明反應(yīng)產(chǎn)生的氣體為NO
(2)乙同學(xué)設(shè)計(jì)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是一半空的注射器。
①設(shè)計(jì)裝置A的目的是　
　 ;A裝置中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;裝置E和F的作用是　　　　　　　;為實(shí)現(xiàn)此作用,操作是　
　。
產(chǎn)生CO2,趕走裝置中的空氣,防止因NO與O2
解析:(2)①裝置中含有空氣,對(duì)NO的檢驗(yàn)有干擾,A中產(chǎn)生的CO2可排除裝置中的空氣。A中碳酸鈣和稀硝酸反應(yīng)生成CO2,其反應(yīng)的離子方程式為CaCO3+2H+ Ca2++CO2↑+H2O;將注射器F中的空氣推入E中,若氣體變?yōu)榧t棕色,則說(shuō)明反應(yīng)生成了NO,裝置E和F的作用是驗(yàn)證NO的生成。
反應(yīng)生成NO2而產(chǎn)生干擾
CaCO3+2H+ Ca2++CO2↑+H2O
驗(yàn)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(shuō)明反應(yīng)生成了NO
②B裝置中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為　
　 。
2NO↑+4H2O
③裝置D的作用是　 。
吸收多余的氮氧化物,防止污染空氣,防止倒吸
解析:③氮氧化物是大氣污染物,可用NaOH溶液吸收,干燥管可以
防止倒吸。則D的作用是吸收多余的氮氧化物,防止污染空氣;防止倒吸。
命題解密與解題指導(dǎo)
情境解讀:本題以稀硝酸與金屬Cu的反應(yīng)和NO的檢驗(yàn)為背景,探究NO的檢驗(yàn)方法與化學(xué)用語(yǔ)的表示方法等。
素養(yǎng)立意:通過(guò)稀硝酸與金屬Cu的反應(yīng),認(rèn)識(shí)硝酸的酸性、強(qiáng)氧化性等性質(zhì),培養(yǎng)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)的學(xué)科素養(yǎng)。
思路點(diǎn)撥:(1)稀硝酸與Cu的反應(yīng)及硝酸的化學(xué)性質(zhì);
(2)NO的檢驗(yàn)方法。
謝 謝 觀 看

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