高中化学人教版 (2019)必修 第二册第二节 氮及其化合物备课课件ppt

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第五章 化工生产中的重要非金属元素
第2节 氮及其化合物
5.2.5 硝酸 酸雨及防治
1、结合实验探究，了解硝酸的主要性质—不稳定性和强氧化性2、知道硝酸是重要的化工原料3、了解酸雨的概念，知道酸雨形成的主要原因是二氧化硫和二氧化氮进入大气4、知道酸雨会严重危害环境，增强环保意识，培养社会责任感
学习重点: 硝酸的不稳定性和强氧化 酸雨的概念学习难点: 硝酸的强氧化性
⑴纯硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体。
⑵能以任意比溶于水；⑶密度比水大；⑷沸点低：83℃；⑸常用浓硝酸的浓度为69％。
开瓶瓶口有白雾发烟硝酸（W>98%）参与化学反应温度不宜过高
HNO3=H++NO3-
稀硝酸使石蕊溶液由紫色变为红色,浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红(酸性)后褪色(强氧化性)
Fe(OH)3+3HNO3=Fe(NO3)3+3H2O
CuO+HNO3=Cu(NO3)2+H2O
CaCO3+HNO3=Ca(NO3)2+CO2↑+H2O
(2)不稳定性(硝酸越浓越易分解)
因此，硝酸要保存在棕色瓶里，并置于阴凉的地方
【实验5-8】 如图5-14所示，在橡胶塞侧面挖一个凹槽，并嵌入下端卷成螺旋状的铜丝。向两支具支试管中分别加入2mL浓硝酸和稀硝酸，用橡胶塞塞住试管口，使铜丝与硝酸接触，观察并比较实验现象。向上拉铜丝，终止反应。
稀硝酸:试管内开始产生少量无色气体,反应逐渐加快,气体在试管口变为红棕色,溶液逐渐变蓝,铜丝逐渐变细。
浓硝酸：试管内产生大量红棕色气体,溶液逐渐变绿,铜丝逐渐变细
常温下,稀硝酸与铜缓慢反应生成NO常温下,浓硝酸与铜迅速剧烈反应生成NO2
Cu + 4HNO3 (浓) = Cu ( NO3)2 + 2NO2 ↑+ 2H2O Cu + 4H+ + 2NO3- = Cu2+ + 2NO2 ↑+ 2H2O 3Cu + 8HNO3 (稀) = 3Cu ( NO3)2 + 2NO ↑+ 4H2O 3Cu + 8H+ + 2NO3- = 3Cu2+ + 2NO↑+ 4H2O
4HNO3(浓)+Cu====Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
8HNO3(稀)+3Cu====3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
4HNO3(浓)+C CO2↑+4NO2↑+2H2O
(1)你能帮助该同学解释一下原因吗? 提示:浓硝酸不稳定见光或受热会分解生成NO2,NO2溶于浓硝酸使溶液显黄色。(2)你能帮助该同学去除硝酸的黄色吗?提示:向浓硝酸中通入氧气,发生反应4NO2+O2+2H2O====4HNO3,消除黄色。
1.某同学在实验室取出一瓶浓硝酸,发现溶液显黄色,与教材中关于硝酸的描述出现偏差。
2.教材“硝酸具有很强的氧化性,硝酸的浓度不同,与金属反应的产物也不同”,浓硝酸、稀硝酸与Cu的反应产物分别为NO2、NO,反应中,稀硝酸中氮元素 的化合价降低较多,说明稀硝酸的氧化性比浓硝酸强,对吗?
答案　不对,浓硝酸的氧化性比稀硝酸的强,与Cu反应时浓硝酸反应更剧烈。
思考：①为什么有的同学会观察到红棕色气体？②还有的同学发现当铁粉过量时溶液会成浅绿色？
2NO+O2==2NO2
Fe + 4HNO3(稀) = Fe(NO3)3 + NO↑+ 2H2O
Fe + 2Fe(NO3)3 = 3Fe(NO3)2
3Fe + 8HNO3(稀) = 3Fe(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O
3.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?若将锌投入稀硝酸中,会有氢气生成吗?
答案　铜会溶解。由离子方程式:8H++2NO3- +3Cu=3Cu2++2NO↑+4H2O可知,只要溶液中同时存在H+和NO 3- ,铜就会发生反应而溶解。若将锌投入稀硝酸中,因为硝酸的强氧化性,所以不会有氢气生成,会生成NO等氮的氧化物。
4、铁跟稀硝酸反应放出无色气体，溶液变棕黄色.写出Fe与稀硝酸反应的方程式
5.第二次世界大战中,玻尔被迫离开将要被德国占领的祖国。为了表示他一定要返回祖国的决心,他决定将诺贝尔金质奖章溶解在一种溶液里,装于玻璃瓶中。后来,纳粹分子窜进玻尔的住宅,那瓶溶有奖章的溶液就在眼皮底下,他们却一无所知。战争结束后,玻尔又从溶液中还原提取出金,并重新铸成奖章。那么,玻尔是用什么溶液使金质奖章溶解的呢?原来他用的溶液叫王水。王水是浓硝酸和浓盐酸按1∶3的体积比配制成的混合溶液。该混合物能溶解哪些常见金属?提示:王水能使不溶于硝酸的金、铂等溶解。
若将浓硝酸和浓盐酸按体积比1:3混合所得混合物叫王水，氧化性极强，可溶解金、铂等不活泼金属。
VHNO3:VHCl = 1:3 组成的混合物
记忆方法 ：王水：“三言（盐）一笑（硝）”
无色、有刺激性气味的液体，具有挥发性，可以任意比例溶于水
具有强氧化性，能与金属、非金属、还原性化合物反应
1.某同学记了有关硝酸的事实，这些事实分别表现了硝酸的哪些性质？请填在后面的括号中。(1)久置的硝酸显黄色。 ( )(2)铝制、铁制容器常温下可盛浓硝酸。 ( )(3)铜片放入硝酸中，溶液变蓝，有气体产生。 ( )(4)碳单质放入热的浓硝酸中产生大量的红棕色气体。( )(5)浓硝酸敞口放置在空气中，质量会减小。 ( )
【延伸探究】如何判断硝酸在化学反应中，是表现氧化性还是酸性呢？提示：关键看反应后N元素在溶液中的存在形式。①若N元素以NOx形式存在，则硝酸表现氧化性；②若N元素以NO3-形式存在，则硝酸表现酸性；③若上述两种形式均存在，则硝酸既表现氧化性又表现酸性。
2．按要求回答下列问题：(1)有时在实验室看到的硝酸显黄色，理由是 _____________________________________________。实验室保存硝酸的方法是_____________________________________________。(2)铜与足量浓HNO3反应时，表现酸性的硝酸与作氧化剂的HNO3物质的量之比为________。(3)铜粉放入稀硫酸溶液中，加热后无明显变化，但加入某盐一段时间后，发现铜粉质量减少，则该盐不可能是________(填字母)。A．FeCl3　B．NaCl C．KNO3 D．Cu(NO3)2
久置硝酸显黄色是由于硝酸见光或受热发生了分解，生成的NO2溶于浓硝酸所致
保存时应保存在棕色试剂瓶中，并置于阴凉处
[特别提醒]含NO3-的溶液中离子共存问题在中性或碱性的稀溶液中NO3-不表现氧化性，但当水溶液中有大量H＋存在时，NO3-表现出强氧化性，如存在H＋、NO3-的溶液中不能大量存在 Fe2＋、S2－、I－、SO32-、Br－等还原性离子。
(4)一定量的浓硝酸与足量的铜充分反应，生成气体的成分有________，写出反应的离子方程式：__________________________________________。向反应后的溶液中加入稀硫酸，如果反应，写出反应的离子方程式：_____________________________________________。
【特别提醒】化学反应中硝酸浓度变化导致产物变化。浓硝酸与金属反应时，HNO3浓度逐渐减小，还原产物起初为NO2,后来为NO，可能得到NO2和NO的混合物。
0.3 ml Cu和含1.2 ml HNO3的浓硝酸，充分反应后，生成NO2的量为(　) A．0.2 ml B．0.6 ml C．小于0.6 ml D．大于0.6 ml
【解析】因铜与浓硝酸反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，随着反应的进行，浓硝酸变稀，稀硝酸与铜反应：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，所以放出的NO2小于0.6 ml
中国青年报报道,从“十雨九酸”的“酸雨之都”到“一湾碧水穿城过,十里青山半入城”的国家园林城市和森林城市,从西部传统工业城市到全国第三大汽车生产城市,广西柳州在发展工业经济的历程中,不断寻求经济发展与环境保护之间的契合点,闯出了一条经济效益、生态效益与民生效益和谐统一的绿色发展之路,堪称中国工业城市绿色发展的奇迹。酸雨是如何防治的?
【认真读图回答下列问题】1、形成酸雨的气体是什么么？2、气体的来源？3、形成酸雨的过程中发生了哪些反应
2.SO2和NO2的主要来源、危害和防治
(1)下列气体容易形成酸雨的是________。A．CO2　B．SO2　　C．N2　 D．NO2
(2)现有雨水样品1份，每隔一段时间测定该雨水样品的pH，所得数据如下：
分析数据，回答下列问题：①雨水样品的pH变化的原因是___________________________(用化学方程式表示)。
1.下图所示是酸雨的形成示意图。根据图示回答下列问题。
②如果将刚取样的上述雨水和自来水相混合，pH将变________，原因是________________(用化学方程式表示)。(3)下列措施中，可减少酸雨产生的途径的是________(填字母)。①少用煤作燃料　②把工厂烟囱造高　③燃料脱硫　④在已酸化的土壤中加石灰　⑤开发新能源A．①②③ B．②③④⑤ C．①③⑤ D．①③④⑤
2.NO在破坏臭氧层的过程中可发生如下反应:NO+O3→NO2+O ①NO2+O→NO+O2 ②总反应方程式为2O3====3O2,从整个反应来看NO、NO2的作用有何不同?提示:NO在整个反应的前后,其质量和化学性质均保持不变,因此在整个反应中NO作催化剂,NO2仅是中间产物。