1、人教必修第二册人教必修第二册第第五五章第章第二二节节氮氮及其化合物及其化合物第第3 3课时课时 硝酸酸雨及防治硝酸酸雨及防治高一化学组高一化学组核心素养发展目标1、通过学习硝酸的性质以及原子守恒法、电子守恒法的应用,培养出学生论据推理与模型认知的化学核心素养。2、通过酸雨的形成及防治认识化学对人类的作用,培养出学生科学态度与社会责任的化学核心素养。1.物理性质硝酸是无色易挥发的液体,有刺激性气味。2.化学性质一、硝酸硝酸泄漏浓硝酸见光或受热时会发生反应4HNO3(浓) = 4NO2+O2+2H2O 或光照(1) HNO3的不稳定性理解应用 将浓硝酸存放在无色试剂瓶中,一段时间后观察到溶液变黄,
2、用方程式解释变黄的原因,由此得到启示,如何保存浓硝酸?(2) HNO3的强氧化性2. 化学性质【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。 与Cu反应(2) HNO3的强氧化性2. 化学性质稀硝酸浓硝酸实验现象反应缓慢,有少量气泡产生,_,试管口有红棕色气体产生反应剧烈,有_产生,_,液面上有_气体产生实验结论铜与稀硝酸常温下缓慢反应生成_气体铜与浓硝酸常温下剧烈反应生成_气体溶液变蓝大量气泡溶液变蓝红棕色NONO2Cu+4HN
3、O3(浓) = Cu(NO3)2+2NO2+2H2O 3Cu+8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2+2NO+4H2O浓硝酸的还原产物为NO2,稀硝酸的还原产物为NO硝酸的浓度不同,与金属反应的产物也不同。 与Cu反应 常温下浓硝酸能使Fe、Al发生钝化加热时:Al + 6HNO3(浓) = Al(NO3)3+ 3NO2+ 3H2O Fe+6HNO3(浓) = Fe(NO3)3+3NO2+3H2OC+4HNO3(浓)= 2H2O+4NO2+CO2S+6HNO3(浓) = H2SO4+6NO2+2H2O 与非金属反应(1)硝酸浓度不同,其还原产物不同,一般为HNO3(浓)NO2,HNO3(稀)
4、NO。(2)常温下,铁、铝遇浓硝酸能发生“钝化”,并非不反应,故浓硝酸可以用铁桶盛放。特别提醒劳厄和弗兰克,曾获得1914年和1925年的物理学奖,德国纳粹政府要没收他们的诺贝尔奖牌,他们辗转来到丹麦,请求丹麦同行、1922年物理学奖得主玻尔帮忙保存。1940年,纳粹德国占领丹麦,受人之托的玻尔急得团团转。同在实验室工作的一位匈牙利化学家赫维西(1943年化学奖得主)帮他想了个好主意:将奖牌放入“王水” 中,纯金奖牌便溶解了。玻尔于是将溶液瓶放在实验室架子上,来搜查的纳粹士兵果然没有发现这一秘密。战争结束后,溶液瓶里的黄金被还原后送到斯德哥尔摩,按当年的模子重新铸造,于1949年完璧归赵。能使
5、不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。浓硝酸和浓盐酸按体积比为1 3混合得到的混合物。王 水【资料卡片】课堂练习:氨经一系列反应可以得到硝酸,如图所示1、试写出以下每一步转化的反应方程式。2、分析上述每一步反应中氮元素化合价的变化,指出氮元素发生的是氧化反应还是还原反应。N2NH3NONO2HNO3O2O2H2OH2N2发生还原反应3、2NO+O2=2NO24、3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO(以上反应都是氧化还原反应)1、N2+3H2高温、高压催化剂2NH32、4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O催化剂 0 -3 NH3发生氧化反应-3 +2 NO发生氧化反应+2 +4 NO2
6、既发生氧化反应又发生了还原反应+4 +5 +2 二、酸雨及防治 煤、石油和某些金属矿物中含有硫,在燃烧或冶炼时往往会生成二氧化硫。在机动车发动机中,燃料燃烧产生的高温条件会使空气中的氮气与氧气反应,生成氮氧化物。它们会引起呼吸道疾病,危害人体健康,严重时会使人死亡。SSO2SO3H2SO4硫酸型酸雨:硝酸型酸雨:NO2HNO3二、酸雨及防治1. 酸雨的形成(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。5.6SO2NOx2. 酸雨的危害直接损伤农作物、破坏森林和草原,使土壤、湖泊酸化。加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆
7、的腐蚀。(1)调整能源结构,积极开发新能源(2)对煤(其中含硫为0.3%-5%)进行处理,如选洗加工、综合开发、在煤中加入适量的生石灰、对排放的烟进行处理等(3)种植能够吸收SO2的有关树木(如臭椿、垂柳、柳杉)等(4)加强工厂废气的回收处理(5)改进汽车尾气的处理技术,控制尾气排放3. 酸雨的防治【课堂练习】1.硝酸是化学实验室中最常用的试剂之一,下列有关硝酸的说法不正确的是A.浓硝酸和氯水用棕色试剂瓶保存,原理相同B.将分别蘸有浓硝酸和浓氨水的玻璃棒相互靠近时,有白烟生成C.常温下铁和铂都不溶于浓硝酸,原理相同D.浓硝酸溅到皮肤上,皮肤会变黄2.硝酸被称为“国防工业之母”是因为它是制取炸药
8、的重要原料。下列实验事实与硝酸性质不相对应的一组是( )A浓硝酸使紫色石蕊试液先变红后褪色酸性和强氧化性B不能用稀硝酸与锌反应制氢气强氧化性C要用棕色瓶盛装浓硝酸不稳定性D能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去强氧化性D3“绿色化学实验”已走进课堂,下列做法符合“绿色化学”的是实验室收集氨气采用图1所示装置实验室做氯气与钠的反应实验时采用图2所示装置实验室中用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水做氨气与酸生成铵盐的实验实验室中采用图3所示装置进行铜与稀硝酸的反应A BC DC4.将相同质量的铜分别与足量的浓硝酸、稀硝酸反应,下列叙述正确的是A.硝酸浓度越大消耗的硝酸越少,产生的有毒气体也越少B.反应中转移
9、的电子总数:稀硝酸少于浓硝酸C.试管内壁上的铜用浓硝酸除去比用稀硝酸好,因为反应速率快D.两者用排水法收集的气体的体积相同解析铜完全反应,在进行相关计算时以铜为标准,等质量的铜在反应中失去的电子数相同,生成的Cu(NO3)2的量相同,浓硝酸被还原为NO2,化合价由5价降到4价,每个氮原子只得到1个电子,稀HNO3被还原时每个氮原子得到3个电子,故被还原的浓硝酸多、稀硝酸少,生成的NO2也比NO多。用排水法收集气体时,由于会发生反应:3NO2H2O=2HNO3NO,故两种情况收集到的气体一样多。5.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(都已折算成标准状况),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A.9.02 g B.8.51 g C.8.26 g D.7.04 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 20.23 mol,所以和金属阳离子结合的OH的物质的量也是0.23 mol,质量是3.91 g,则沉淀的质量是8.51 g,B项正确。
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