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高中化学沪科版（2020）必修第一册第3章 硫、氮及其循环硫循环和氮循环酸雨示范课ppt课件
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这是一份高中化学沪科版（2020）必修第一册第3章 硫、氮及其循环硫循环和氮循环酸雨示范课ppt课件，文件包含523硝酸酸雨及防治人教版2019化学高一必修一WJ化学研究院pptx、硝酸与铜反应mp4等2份课件配套教学资源，其中PPT共18页， 欢迎下载使用。
1.结合实验探究,掌握硝酸的不稳定性、强氧化性及保存方法,发展科学探究与创新意识的学科核心素养。2.结合环境污染与防治知识,了解酸雨的形成及危害,加强环保意识,体现化学学科中科学态度与社会责任的学科核心素养。
1.物理性质 是无色，易挥发，有刺激性气味的液体（密度约1.5g/cm3,沸点83℃），在空气中遇水蒸气呈白雾，能以任意比溶于水。质量分数98%以上的浓HNO3在空气中产生“发烟”现象，叫“发烟硝酸”。常用浓硝酸质量分数：69%。
ZHISHISHULI
2.化学性质（1）（稀）硝酸： 具有酸的通性、氧化性。稀硝酸使紫色石蕊溶液变红；浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红（酸性）后褪色（强氧化性）。（2）不稳定性反应：
注意： ①保存：一般保存在棕色试剂瓶中,并放置在阴凉处避光保存。 ②HNO3(浓)因为分解产生NO2溶解于HNO3(浓)溶液而使其呈现黄色。（工业盐酸因为含有Fe3+呈现黄色）。 ③见光易分解物质主要有：HNO3(浓) HClO AgNO3 AgX等
(3)强氧化性 硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大，氧化性越强。按要求完成下列反应的方程式：①与金属反应：稀硝酸与铜反应：；浓硝酸与铜反应： 。
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
金属+HNO3→高价态硝酸盐+NO2(浓)/NO(稀)↑+H2O
a、硝酸与大部分金属反应（除Pt、Au）；王水是浓硝酸和浓盐酸按体积比为1∶3组成的混合物。王水能使不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。 b、铁、铝在浓硝酸中发生钝化现象，但在加热时，浓硝酸可与铁、铝继续反应。
少量铁粉与稀HNO3： Fe + 4HNO3(稀) = Fe(NO3)3 + NO↑+2H2O 过量铁粉与稀HNO3： 3Fe + 8HNO3(稀) = 3Fe(NO3)2 + 2NO↑+4H2O
1.(1)浓HNO3如何保存？
提升思维能力·深度思考
答案 不一定，当Fe少量时生成Fe3＋，当Fe过量时生成Fe2＋。
答案 应保存在棕色带有玻璃塞的细口试剂瓶中，置于阴凉处。
(2)硝酸具有强氧化性，硝酸与Fe反应一定生成Fe3＋吗？为什么？
2.用动态观点理解Cu与浓HNO3的反应在浓硝酸中放入Cu片，(1)反应开始时的化学方程式为________________________________________，实验现象为__________________________________。(2)若Cu片有剩余，则反应将要结束时的化学方程式为_____________________________________________。(3)待反应停止后，再加入少量的稀硫酸，这时Cu片上又有气泡产生，原因是______________________________________________________________________________。
溶液逐渐变蓝色，有红棕色气体逸出
3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
3Cu＋8HNO3(稀)===
加入稀硫酸后，氢离子与原溶液中硝酸根离子构成强氧化性酸，又能与过量的铜反应
②与非金属反应：浓硝酸与C的反应： 。
S＋6HNO3(浓) H2SO4＋6NO2↑＋2H2O
非金属+HNO3→高价态含氧酸+NO2(浓)/NO(稀)↑+H2O
与还原性化合物反应 还原性盐（如：Fe2+、SO32－的盐）或还原性（如：SO2）会被HNO3氧化。 3Fe2+ + NO3－+4 H+ = 3Fe3+ + NO↑+ 2H2O 3Na2SO3 +2HNO3(稀) = 3Na2SO4 + 2NO↑+H2O 6HI++2HNO3(稀)=3I2+ 2NO↑+ 4H2O
(1)HNO3与金属反应一般不能产生H2。(2)还原产物一般为HNO3(浓)→NO2，HNO3(稀)→NO；很稀的硝酸还原产物也可能为N2O、N2或NH4NO3。(3)硝酸与金属反应时既表现氧化性又表现酸性。(4)涉及HNO3的离子反应常见的易错问题②在书写离子方程式时，忽视HNO3的强氧化性，将氧化还原反应简单地写成复分解反应。
例(2018湖北鄂东南市级示范高中学校联考)铜和镁的合金4.6 g完全溶于浓硝酸，若反应中硝酸被还原只产生4 480 mL的NO2气体和336 mL的N2O4气体(都已折算到标准状况)，在反应后的溶液中，加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量为 g g g g
解析 最终生成的沉淀是氢氧化镁和氢氧化铜，所以沉淀增加的质量就是和金属阳离子结合的OH－的质量。由于金属阳离子结合的OH－的物质的量，就是金属失去电子的物质的量，所以根据得失电子守恒可知，金属失去电子的物质的量是 ＋ ×2＝0.23 ml，所以和金属阳离子结合的OH－的物质的量也是0.23 ml，质量是3.91 g，则沉淀的质量是8.51 g，B项正确。
金属与硝酸反应的思维模型
一.工业制硝酸(1)工业上制硝酸的流程图
二.硝酸的用途硝酸是重要化工原料,用于制化肥、农药、炸药、染料等。
三. 酸雨及防治1.酸雨的形成与危害(1)酸雨二氧化硫、氮氧化物以及它们在大气中发生反应后的生成物溶于雨水会形成酸雨。酸雨的pH小于5.6。【微思考4】正常雨水是否呈中性?提示 正常雨水由于溶解了二氧化碳,呈酸性,其pH约为5.6。(2)形成①硫酸型酸雨:主SO2→H2SO3→ H2SO4 (次SO2→SO3→ H2SO4)。②硝酸型酸雨:NOx→NO2→ HNO3 。
【微思考】(1)“雷雨发庄稼”有何科学道理?试结合有关反应的化学方程式解释说明。(2)收集到的硫酸型酸雨样品,放置时间稍长,酸性反而越强,原因是什么?
提示 (1)“雷雨发庄稼”就是自然固氮的原理,涉及的反应为N2+O2 2NO、2NO+O2 === 2NO2、3NO2+H2O === 2HNO3+NO。就是在闪电的作用下,空气中的氮气最终转化成了硝酸,可为植物生长提供所需的氮肥。(2)酸雨中的H2SO3为中强酸,易被O2氧化为酸性更强的H2SO4。(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。
2.SO2与NO2的主要来源、危害和防治
1.结合实验探究,掌握硝酸的不稳定性、强氧化性及保存方法,发展科学探究与创新意识的学科核心素养。2.结合环境污染与防治知识,了解酸雨的形成及危害,加强环保意识,体现化学学科中科学态度与社会责任的学科核心素养。
1.物理性质 是无色，易挥发，有刺激性气味的液体（密度约1.5g/cm3,沸点83℃），在空气中遇水蒸气呈白雾，能以任意比溶于水。质量分数98%以上的浓HNO3在空气中产生“发烟”现象，叫“发烟硝酸”。常用浓硝酸质量分数：69%。
ZHISHISHULI
2.化学性质（1）（稀）硝酸： 具有酸的通性、氧化性。稀硝酸使紫色石蕊溶液变红；浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红（酸性）后褪色（强氧化性）。（2）不稳定性反应：
注意： ①保存：一般保存在棕色试剂瓶中,并放置在阴凉处避光保存。 ②HNO3(浓)因为分解产生NO2溶解于HNO3(浓)溶液而使其呈现黄色。（工业盐酸因为含有Fe3+呈现黄色）。 ③见光易分解物质主要有：HNO3(浓) HClO AgNO3 AgX等
(3)强氧化性 硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大，氧化性越强。按要求完成下列反应的方程式：①与金属反应：稀硝酸与铜反应：；浓硝酸与铜反应： 。
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
金属+HNO3→高价态硝酸盐+NO2(浓)/NO(稀)↑+H2O
a、硝酸与大部分金属反应（除Pt、Au）；王水是浓硝酸和浓盐酸按体积比为1∶3组成的混合物。王水能使不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。 b、铁、铝在浓硝酸中发生钝化现象，但在加热时，浓硝酸可与铁、铝继续反应。
少量铁粉与稀HNO3： Fe + 4HNO3(稀) = Fe(NO3)3 + NO↑+2H2O 过量铁粉与稀HNO3： 3Fe + 8HNO3(稀) = 3Fe(NO3)2 + 2NO↑+4H2O
1.(1)浓HNO3如何保存？
提升思维能力·深度思考
答案 不一定，当Fe少量时生成Fe3＋，当Fe过量时生成Fe2＋。
答案 应保存在棕色带有玻璃塞的细口试剂瓶中，置于阴凉处。
(2)硝酸具有强氧化性，硝酸与Fe反应一定生成Fe3＋吗？为什么？
2.用动态观点理解Cu与浓HNO3的反应在浓硝酸中放入Cu片，(1)反应开始时的化学方程式为________________________________________，实验现象为__________________________________。(2)若Cu片有剩余，则反应将要结束时的化学方程式为_____________________________________________。(3)待反应停止后，再加入少量的稀硫酸，这时Cu片上又有气泡产生，原因是______________________________________________________________________________。
溶液逐渐变蓝色，有红棕色气体逸出
3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
3Cu＋8HNO3(稀)===
加入稀硫酸后，氢离子与原溶液中硝酸根离子构成强氧化性酸，又能与过量的铜反应
②与非金属反应：浓硝酸与C的反应： 。
S＋6HNO3(浓) H2SO4＋6NO2↑＋2H2O
非金属+HNO3→高价态含氧酸+NO2(浓)/NO(稀)↑+H2O
与还原性化合物反应 还原性盐（如：Fe2+、SO32－的盐）或还原性（如：SO2）会被HNO3氧化。 3Fe2+ + NO3－+4 H+ = 3Fe3+ + NO↑+ 2H2O 3Na2SO3 +2HNO3(稀) = 3Na2SO4 + 2NO↑+H2O 6HI++2HNO3(稀)=3I2+ 2NO↑+ 4H2O
(1)HNO3与金属反应一般不能产生H2。(2)还原产物一般为HNO3(浓)→NO2，HNO3(稀)→NO；很稀的硝酸还原产物也可能为N2O、N2或NH4NO3。(3)硝酸与金属反应时既表现氧化性又表现酸性。(4)涉及HNO3的离子反应常见的易错问题②在书写离子方程式时，忽视HNO3的强氧化性，将氧化还原反应简单地写成复分解反应。
例(2018湖北鄂东南市级示范高中学校联考)铜和镁的合金4.6 g完全溶于浓硝酸，若反应中硝酸被还原只产生4 480 mL的NO2气体和336 mL的N2O4气体(都已折算到标准状况)，在反应后的溶液中，加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量为 g g g g
解析 最终生成的沉淀是氢氧化镁和氢氧化铜，所以沉淀增加的质量就是和金属阳离子结合的OH－的质量。由于金属阳离子结合的OH－的物质的量，就是金属失去电子的物质的量，所以根据得失电子守恒可知，金属失去电子的物质的量是 ＋ ×2＝0.23 ml，所以和金属阳离子结合的OH－的物质的量也是0.23 ml，质量是3.91 g，则沉淀的质量是8.51 g，B项正确。
金属与硝酸反应的思维模型
一.工业制硝酸(1)工业上制硝酸的流程图
二.硝酸的用途硝酸是重要化工原料,用于制化肥、农药、炸药、染料等。
三. 酸雨及防治1.酸雨的形成与危害(1)酸雨二氧化硫、氮氧化物以及它们在大气中发生反应后的生成物溶于雨水会形成酸雨。酸雨的pH小于5.6。【微思考4】正常雨水是否呈中性?提示 正常雨水由于溶解了二氧化碳,呈酸性,其pH约为5.6。(2)形成①硫酸型酸雨:主SO2→H2SO3→ H2SO4 (次SO2→SO3→ H2SO4)。②硝酸型酸雨:NOx→NO2→ HNO3 。
【微思考】(1)“雷雨发庄稼”有何科学道理?试结合有关反应的化学方程式解释说明。(2)收集到的硫酸型酸雨样品,放置时间稍长,酸性反而越强,原因是什么?
提示 (1)“雷雨发庄稼”就是自然固氮的原理,涉及的反应为N2+O2 2NO、2NO+O2 === 2NO2、3NO2+H2O === 2HNO3+NO。就是在闪电的作用下,空气中的氮气最终转化成了硝酸,可为植物生长提供所需的氮肥。(2)酸雨中的H2SO3为中强酸,易被O2氧化为酸性更强的H2SO4。(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。
2.SO2与NO2的主要来源、危害和防治
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