新教材2023年高中化学第5章化工生产中的重要非金属元素第2节氮及其化合物第3课时硝酸　酸雨及防治课件新人教版必修第二册

第五章化工生产中的重要非金属元素第二节氮及其化合物第3课时硝酸酸雨及防治学习目标核心素养1．结合真实情境并通过实验探究，了解硝酸的主要性质，认识硝酸在工业和农业生产中的重要意义。2．结合真实情境，认识硫、氮的化合物对生态环境的影响，了解酸雨及防治。宏观辨识与微观探析：能从物质类别和元素化合价的角度，预测硝酸的性质及转化。科学探究与创新意识：能根据教材中给出的硝酸性质的探究问题，设计简单的实验方案，完成操作，观察现象，对实验现象作出解释。科学态度与社会责任：能主动关心与环境保护有关的酸雨等社会热点问题，形成与环境和谐共处、合理利用自然资源的观念。课前素能奠基课堂素能探究课堂达标验收新课情景呈现新课情景呈现常温下，浓硝酸或浓硫酸可使铁、铝表面形成致密的氧化膜而钝化，保护内部的金属不再与酸反应，所以可以用铝质或铁质容器盛放浓硝酸。为什么常温下浓硫酸或浓硝酸使铝、铁钝化，让我们走进教材，学习硝酸和酸雨及防治。课前素能奠基新知预习一、硝酸的性质1．物理性质2．化学性质(1)酸性在水中的电离方程式为_____________________。(2)不稳定性浓硝酸见光或受热会发生分解，化学方程式为_______________________________________________。4NO2↑＋O2↑＋2H2O

(3)强氧化性①实验探究溶液变蓝大量气泡溶液变蓝红棕色NO

NO2

②强氧化性的表现写出下列有关反应的化学方程式：a．与金属反应稀硝酸与铜反应：________________________________________________。3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O

浓硝酸与铜反应：_______________________________________________。b．与非金属反应浓硝酸与红热的碳(被氧化为CO2)的反应为__________________________________________。Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O

CO2↑＋4NO2↑＋2H2O

3．硝酸的用途与工业制法(1)用途炸药

硝酸盐

(2)工业制法①工业流程②写出有关化学方程式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约为5.6。(2)成因：主要是大气中的_____与_____溶于水形成的。(3)危害①直接损伤农作物、破坏森林和草原，使土壤、湖泊酸化。②加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的腐蚀。5.6

SO2

NO2

应用体验1．久置的硝酸呈黄色的原因是(

)A．硝酸露置在空气中被氧气氧化了B．硝酸露置在空气中被氮气还原了C．硝酸见光或受热分解产生的NO2再溶于硝酸中D．硝酸是强氧化性酸解析：硝酸不稳定，见光或受热分解产生的NO2再溶于硝酸中呈现黄色，故选C。C

2．建材厂家常常在铝质材料的表面镀铜，提高材料的美观程度。某兴趣小组为除去镀在铝表面的铜镀层，可选用的试剂是(

)A．稀硝酸 B．浓硝酸C．稀硫酸 D．浓盐酸解析：稀硝酸与Al、Cu均反应，A项错；铜与浓硝酸反应，铝在浓硝酸中钝化，则可除去Cu，B项正确；Cu与稀硫酸不反应，不能除去Cu，C项错误；Cu与浓盐酸不反应，不能除去Cu，D项错误。B

3．中办、国办在第二轮中央生态环保督察启动之际印发了《中央生态环境保护督察工作规定》。可见国家对环境保护的重视程度。下列环境问题与产生的主要原因不相符的是(

)①“光化学烟雾”主要是由汽车排放的氮氧化物所引起的②“酸雨”主要是由空气中CO2的浓度增大引起的③“温室效应”主要是由空气中CO2浓度增大引起的④“赤潮”主要是由于水体中N、P等元素含量过高而引起的A．只有①② B．只有②③C．全部 D．只有②D

解析：①“光化学烟雾”主要是由汽车排放的氮氧化物所引起的；②“酸雨”主要是由空气中SO2和氮的氧化物的浓度增大引起的；③“温室效应”主要由空气中CO2浓度增大引起的；④“赤潮”主要是由于水体中N、P等元素含量过高引起的；所以只有②不相符，故D项正确。要点归纳课堂素能探究知识点

1．少量的Fe与足量稀硝酸反应，Fe被氧化为＋2价还是＋3价？过量的Fe与稀硝酸反应呢？提示：硝酸的氧化性较强，可将Fe氧化为Fe3＋，故少量的Fe与足量稀硝酸反应，Fe被氧化为＋3价；由于Fe可与Fe3＋生成Fe2＋，故过量的Fe与稀硝酸反应得到＋2价铁。硝酸的强氧化性问题探究2．铜投入稀硫酸中不会溶解，再向溶液中投入KNO3固体，铜会不会溶解？为什么？1．规律硝酸无论浓稀均具有强氧化性，主要是由于硝酸中的＋5价的氮元素具有很强的得电子能力。其主要表现为能将大多数金属(除Au、Pt之外)溶解、能与很多非金属反应以及与某些还原性化合物发生反应。2．浓硝酸(1)金属单质：浓硝酸与金属反应生成的气体主要是NO2。①与不活泼金属单质2HNO3(浓)＋Ag===AgNO3＋NO2↑＋H2O4HNO3(浓)＋Cu===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O②铁和铝常温下遇浓硝酸钝化，钝化是化学变化。知识归纳总结3．稀硝酸常温下稀硝酸与绝大多数金属单质反应生成的气体主要是NO，不产生氢气。(1)稀硝酸与铜反应8HNO3(稀)＋3Cu===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(2)稀硝酸与铁反应①反应过程：先发生：Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，后发生：Fe＋2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2

一定质量的铜分别与足量的稀硝酸和浓硝酸完全反应，在相同条件下用排水法收集反应产生的气体，下列叙述正确的是(

)A．硝酸浓度越大，硝酸被还原之后的生成物的价态越低，对应的硝酸的氧化性越弱B．硝酸浓度不同，生成Cu(NO3)2的物质的量不同C．硝酸浓度越大，产生的气体越少D．两者用排水法收集到的气体体积相等典例1典例剖析D

解析：硝酸的浓度越大氧化性越强，故A错误；等量的Cu与不同浓度的足量硝酸反应，生成Cu(NO3)2的物质的量相同，故B错误；等量的Cu与浓硝酸反应生成的气体多，故C错误；因3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，最终收集的气体均为NO，由电子守恒可知，收集的NO的体积相等，故D正确。1．在如图所示的实验装置中，盛有足量水的水槽里放两个烧杯，小烧杯里放有适量铜片和过量浓硝酸，小烧杯外面倒扣一大烧杯，请回答下列问题：素养应用(1)实验过程中，观察到的主要现象是：①__________________________________________；②________________________________；③____________________________________________；④__________________________________。(2)该反应中硝酸表现______________性质。(3)用该装置做铜与浓硝酸反应的实验，最突出的优点是____________________________________________。铜片表面产生气泡，铜片慢慢溶解，最后消失小烧杯中溶液的颜色逐渐变成蓝色大烧杯中有红棕色气体生成，后来慢慢变成无色大烧杯内液面上升，水槽中液面下降酸性和氧化性反应体系封闭，无氮氧化合物逸出，不污染环境(4)若要验证最终得到的气体生成物，最简便的操作及现象是____________________________________________________________________________________。解析：(1)铜与浓硝酸反应生成硝酸铜和红棕色的二氧化氮气体，溶液颜色变为蓝色，二氧化氮气体可与水反应生成无色的一氧化氮和硝酸。(2)反应后生成硝酸铜和二氧化氮，硝酸分别表现酸性和氧化性。(3)因Cu与浓硝酸反应生成的NO2和间接得到的NO，都是污染性气体，必须有尾气吸收装置，对比传统实验，该装置最突出的优点是反应体系封闭，无氮氧化合物逸出，不污染环境。(4)一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，颜色变为红棕色，可轻轻掀起倒扣的大烧杯，通入适量的空气，若有红棕色气体生成，则证明最终气体生成物为NO气体。轻轻掀起倒扣的大烧杯，通入适量的空气，若有红棕色气体生成，则证明最终气体生成物为NO

知识点

1．铜与足量稀硝酸反应时，表现酸性的HNO3与作氧化剂的HNO3物质的量之比是多少？提示：Cu与稀硝酸反应：3Cu＋8HNO3===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。当有8molHNO3参加反应时，有2molHNO3表现氧化性，6molHNO3表现酸性，故表现酸性的HNO3与作氧化剂的HNO3物质的量之比为3∶1。硝酸与金属反应的有关计算问题探究2．mgCu与一定量的某浓度的硝酸充分反应，生成VLNO、NO2混合气体(标准状况下)，则参加反应的HNO3的物质的量是多少？知识归纳总结

在标准状况下将1.92g铜粉投入一定量浓硝酸中，随着铜粉的溶解，反应生成的气体颜色逐渐变浅，当铜粉完全溶解后共收集到由NO2和NO组成的混合气体1.12L，则(1)混合气体中NO的体积为_____mL；(2)参加反应的硝酸的物质的量是_______mol；(3)反应中起酸性作用与作氧化剂的硝酸的物质的量之比是______。典例2典例剖析112

0.11

6∶5

解析：(1)混合气体的总物质的量为1.12L÷22.4L·mol－1＝0.05mol，1.92g铜粉的物质的量为0.03mol。设NO的物质的量为n1mol，则NO2的物质的量为(0.05－n1)mol，根据得失电子守恒得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)由氮原子守恒知参加反应的硝酸的物质的量n(HNO3)＝2n[Cu(NO3)2]＋n(NOx)＝2n(Cu)＋n(NOx)＝0.03mol×2＋0.05mol＝0.11mol。(3)起酸性作用与作氧化剂的硝酸的物质的量之比＝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，其物质的量浓度分别为0.1mol·L－1和0.4mol·L－1。若向该混合液中加入足量的铜粉，则最多能溶解铜粉的质量为(

)A．2.4g B．3.2gC．6.4g D．9.6g素养应用D

课堂达标验收1．已知Fe3＋溶液为棕黄色，Fe2＋溶液为浅绿色，向Fe(NO3)2溶液中逐滴加入少量的稀盐酸时，溶液的颜色变化应该是(

)A．颜色变浅 B．变为红色C．没有改变 D．变为棕黄色D

2．公元八世纪，阿拉伯炼金术士贾比尔·本·哈扬在干馏硝石的时候发现并制得了硝酸，这是人类关于硝酸最早的记录。下列关于硝酸的叙述正确的是(

)A．NO2溶于水生成硝酸，所以NO2是酸性氧化物B．硝酸可与活泼金属反应生成盐和氢气C．浓硝酸见光或受热易分解，必须保存在棕色瓶中D．硝酸与铜的反应只表现出氧化性C

3．如图所示甲是某学生验证铜和浓硝酸反应的装置，乙、丙是另外两位同学对甲装置改进后的装置：(1)甲、乙、丙三个装置中都发生的反应的化学方程式：____________________