内容正文:
第3课时 硝酸、酸雨及其防治
学习目标
核心素养
1.掌握硝酸的性质及主要用途。
2.了解酸雨的形成原因与危害。
1.科学探究与创新意识
通过对浓、稀硝酸与铜反应的实验探究,培养学生发现问题,敢于质疑,勇于创新的探究能力。
2.科学态度与社会责任
通过对酸雨知识的学习,培养学生具有节约资源、保护环境的可持续发展意识。
知识点一 硝酸
1.硝酸的物理性质
颜色
状态
气味
溶解性
挥发性
无色
__液__态
__刺激性__气味
__易__溶于水
__有__挥发性
2.硝酸的化学性质
(1)硝酸的不稳定性
①硝酸的不稳定性:HNO3在__光照__或__加热__条件下会分解,硝酸浓度越大越容易分解。反应方程式为 4HNO34NO2↑+2H2O+O2↑ 。所以HNO3应盛放在__棕色__试剂瓶中;浓硝酸呈黄色是由于__溶有NO2__的缘故。
②在实验室里,见光易分解的试剂一般盛放在__棕色细口__瓶中。
(2)强氧化性
①与金属的反应:
a.除__Au、Pt__以外的绝大多数金属都能与硝酸反应。
b.常温下,冷的浓硝酸能使__Fe、Al__钝化。
c.与铜反应(写出化学方程式)。
浓硝酸: Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O ;
稀硝酸: 3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 。
②与非金属反应:
木炭与浓硝酸反应的化学方程式为 C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O 。
③王水:
a.组成:__浓硝酸__和__浓盐酸__的混合物,体积比为1∶3。
b.性质:能使不溶于硝酸的金属如__金、铂__等溶解。
[特别提醒] 碱性、中性条件下,NO无氧化性,但在酸性条件下,NO能表现出强氧化性。
3.硝酸的用途
硝酸用途广泛,是制炸药、染料、塑料的原料,也是化学实验室的必备试剂。
4.硝酸的工业制法
工业上制取硝酸的原理是将氨经过一系列反应得到硝酸,其流程如下图所示:
(1)写出上述标号反应的化学方程式,并指出反应物中含氮物质在反应中起的作用。(氧化剂、还原剂、既是氧化剂又是还原剂)
① N2+3H22NH3 ,__氧化剂__;
② 4NH3+5O24NO+6H2O ,__还原剂__;
③ 2NO+O2===2NO2 ,__还原剂__;
④ 3NO2+H2O===2HNO3+NO ,__既是氧化剂又是还原剂__。
(2)过程④中氮元素的转化率只有66.7%,采取何种措施可以提高氮元素的转化率?写出反应的化学方程式。
答案 将NO2与足量O2(或空气)混合后通入水中,反应方程式:4NO2+O2+2H2O===4HNO3。
[对点练习]1.对于硝酸的物理性质,下列叙述中,不正确的是( )
A.可以与水以任意比互溶
B.不易挥发
C.有刺激性气味
D.质量分数在95%以上的硝酸为发烟硝酸
解析 硝酸是一种易挥发的液体。
答案 B
2.下列对于硝酸的认识,不正确的是( )
A.浓硝酸在见光或受热时会发生分解
B.金属与硝酸反应不产生氢气
C.可用铁和铝制品盛装浓硝酸
D.铜与硝酸的反应属于置换反应
解析 浓硝酸在见光或受热时会发生分解生成氧气、二氧化氮和水,A正确;硝酸是氧化性酸,金属与硝酸反应不产生氢气,B正确;常温下铁和铝在浓硝酸中钝化,因此可用铁和铝制品盛装浓硝酸,C正确;铜与硝酸反应生成硝酸铜、氮的氧化物和水,不属于置换反应,D错误。
答案 D
3.下列有关浓硝酸的说法不正确的是( )
A.实验室常用浓硝酸与金属锌反应制备氢气
B.常温下浓硝酸能使金属铝钝化
C.浓硝酸不稳定,见光易分解,需要避光保存
D.浓硝酸易挥发,打开瓶塞,瓶口有白雾产生
解析 浓硝酸的氧化性很强,与锌反应不生成氢气而生成二氧化氮,A错误;常温下铝遇浓硝酸会被氧化,在表面产生一层致密的氧化物薄膜,对内层的金属起到了保护作用,这种现象叫钝化,B正确;浓硝酸不稳定,见光容易分解:4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O,所以应避光保存,C正确;浓硝酸易挥发,打开瓶塞,瓶口有白雾产生,D正确。
答案 A
[思考探究]
1.将铜片置于两支具支试管的底部(见下图),通过分液漏斗分别加入2 mL浓、稀硝酸。
(1)两支具支试管中观察到的实验现象是否完全相同?反应中浓硝酸、稀硝酸起什么作用?
提示 不相同。加入浓硝酸的具支试管中出现的现象是铜片表面产生气泡,铜片溶解,溶液变蓝,具支试管上部空间无色变红棕色。加入稀硝酸的具支试管出现的现象是铜片表面产生气泡,铜片溶解,溶液变蓝,具支试管上部空间气体由无色变红棕色,后又变成无色。两支具支试管中浓、稀硝酸既表现出氧化性,又表现出酸性。
(2)分析两支具支试管中发生反应的氮元素的价态变化,思考硝酸的浓度对还原产物有何影响?
提示 反应中,浓