第5章 第2节 第3课时 硝酸 酸雨及其防治(课件PPT)-【勤径学升】2024-2025学年高中化学必修第二册同步练测（人教版2019）

单击此处添加文本具体内容 第五章　化工产业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。 第3课时　硝酸　酸雨及其防治 [对应学生用书第23页] 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　⁠体  　刺激性　⁠气味  　易　⁠溶于水  　有　⁠挥发性 液　 刺激性　 易　 有　 第3课时　硝酸　酸雨及其防治 2.硝酸的化学性质 （1）硝酸的不稳定性 浓硝酸 　见光　⁠或者 　受热　⁠会分解产生二氧化氮。化学方程式为 　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　⁠。 见光　 受热　 4HNO34NO2↑＋2H2O＋O2↑　 棕色　 溶有NO2　 第3课时　硝酸　酸雨及其防治 （2）硝酸的强氧化性 性质 解释或化学方程式 金属 与铁和铝 常温时浓硝酸使铁、铝 　钝化　⁠ 与 铜 浓硝酸  　4HNO3（浓）＋CuCu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O　⁠ 稀硝酸  　8HNO3（稀）＋3Cu3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O　⁠ 非金属 与碳反应  　4HNO3（浓）＋CCO2↑＋4NO2↑＋2H2O　⁠ 钝化　 4HNO3（浓）＋CuCu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O　 8HNO3（稀）＋3Cu3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O　 4HNO3（浓）＋CCO2↑＋4NO2↑＋2H2O　 第3课时　硝酸　酸雨及其防治 3.硝酸的用途 硝酸是重要的化工原料，用于制化肥、农药、炸药、染料等。 4.硝酸的工业制法 第3课时　硝酸　酸雨及其防治 ① 　N2＋3H22NH3　⁠，N2发生 　还原　⁠反应； ② 　4NH3＋5O24NO＋6H2O　⁠，NH3发生 　氧化　⁠反应； ③ 　2NO＋O22NO2　⁠，NO发生 　氧化　⁠反应； ④ 　3NO2＋H2O2HNO3＋NO　⁠，NO2既发生 　氧化　⁠反应，又发生 　还原　⁠反应。 N2＋3H22NH3　 还原　 4NH3＋5O24NO＋6H2O　 氧化　 2NO＋O22NO2　 氧化　 3NO2＋H2O2HNO3＋NO　 氧化　 还原　 写出上述转化的化学方程式，并指出含氮物质发生的是氧化反应还是还原反应： 第3课时　硝酸　酸雨及其防治 第3课时　硝酸　酸雨及其防治 第3课时　硝酸　酸雨及其防治 二、酸雨及其防治 1.酸雨 第3课时　硝酸　酸雨及其防治 第3课时　硝酸　酸雨及其防治 2.防治措施 （1）调整 　能源结构　⁠，发展 　清洁能源　⁠。 （2）研究煤的脱硫技术，改进燃烧技术，减少SO2和 　氮的氧化物　⁠的排放。 （3）加强工厂废气的回收处理。 （4）改进汽车尾气的处理技术，控制汽车尾气排放标准。 能源结构　 清洁能源　 氮的氧化物　 第3课时　硝酸　酸雨及其防治 2.判断正误（正确的画“√”，错误的画“×”）。 （1）酸雨是指pH小于7的降雨。 （　×　） （2）化石燃料燃烧产生大量CO2，是形成酸雨的主要原因。 （　×　） （3）氮氧化物、硫的氧化物都可以形成酸雨。 （　√　） × × √ （4）防治酸雨的根本途径是减少人为SO2、NOx的排放。 （　√　） √ 第3课时　硝酸　酸雨及其防治 [对应学生用书第24页] 要点　硝酸的氧化性及有关计算 第3课时　硝酸　酸雨及其防治 1.将铜片置于两支具支试管的底部（如图），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？ 第3课时　硝酸　酸雨及其防治 （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：（1）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）反应中，浓硝酸的还原产物是NO2，稀硝酸的还原产物是NO，即硝酸的浓度越低，还原产物的价态越低。 第3课时　硝酸　酸雨及其防治 2.探究稀硝酸与变价金属铁的反应情况。 （1）少量的Fe与足量稀硝酸反应，Fe被氧化成Fe2＋还是Fe3＋？写出反应的化学方程式。 （2）足量的Fe与一定量的稀HNO3反应，Fe元素以Fe2＋形式存在还是以Fe3＋形式存在？写出反应的化学方程式。 提示：（1）HNO3过量时，铁被氧化成Fe3＋，化学方程式为Fe＋4HNO3（稀） Fe（NO3）3＋NO↑＋2H2O。 （2）Fe过量时，Fe元素以Fe2＋形式存在，化学方程式为3Fe＋8HNO3（稀）3Fe（NO3）2＋2NO↑＋4H2O。 第3课时　硝酸　酸雨及其防治 1.硝酸的强氧化性 HNO3中氮元素的化合价为＋5价，N具有很强的得电子能力。硝酸的浓度越大，反应温度越高，其氧化性越强。 （1）硝酸与金属的反应 ①除Au、Pt等，硝酸可以氧化大多数的金属，如3Ag＋4HNO3（稀）3AgNO3＋NO↑＋2H2O； 第3课时　硝酸　酸雨及其防治 ②活泼金属与硝酸反应不生成H2，硝酸的浓度不同，还原产物不同； ③常温下，浓硝酸能使Fe、Al钝化。 第3课时　硝酸　酸雨及其防治 ①反应规律：非金属单质＋浓硝酸最高价氧化物或其含氧酸＋NO2＋H2O； ②实例：C＋4HNO3（浓）CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。 （3）硝酸与还原性化合物的反应 硝酸的强氧化性还表现在可以氧化具有还原性的化合物或离子，如HI、HBr、SO2、Fe2＋、FeO、Br－、I－、S2－、S等均能被HNO3氧化。 （2）硝酸与非金属的反应 第3课时　硝酸　酸雨及其防治 2.硝酸与金属反应的计算 （1）得失电子守恒法：硝酸与金属反应属于氧化还原反应，氮原子得到的电子总数等于金属原子失去的电子总数。 （2）原子守恒法：硝酸与金属反应时，反应前硝酸中的N一部分仍以N的形式存在，一部分转化为还原产物，这两部分中N的物质的量之和与反应消耗的硝酸中N的物质的量相等。 第3课时　硝酸　酸雨及其防治 （3）利用离子方程式计算 硝酸与硫酸混合溶液跟金属的反应，当金属足量时，不能用硝酸与金属反应的化学方程式计算，应用离子方程式计算，因为生成的硝酸盐中的N与硫酸电离出的H＋仍能继续与金属反应。如金属铜与混酸反应的离子方程式为3Cu＋8H＋＋2N3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。 第3课时　硝酸　酸雨及其防治 [例题]　将32.64 g铜与140 mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生标准状况下的一氧化氮和二氧化氮混合气体共11.2 L。请回答下列问题： （1）产生一氧化氮的体积为 　　　　⁠ L（标准状况下）。  （2）待反应结束后，向溶液中加入V mL a mol·L－1的氢氧化钠溶液，恰好使溶液中的Cu2＋全部转化为沉淀，则原硝酸的浓度为 　　　　　　⁠ mol·L－1（不必化简）。  （3）欲使铜与硝酸反应生成的气体在氢氧化钠溶液中全部转化为硝酸钠，至少需要氧气 　　　　⁠ mol。  第3课时　硝酸　酸雨及其防治 [解析]　（1）该过程发生两个反应：3Cu＋8HNO3（稀）3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O，Cu＋4HNO3（浓）Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O。设生成的NO和NO2的物质的量分别为x、y，则x＋y＝0.5 mol，1.5x＋0.5y＝0.51 mol，解得x＝0.26 mol，y＝0.24 mol，故标准状况下V（NO）＝0.26 mol×22.4 L·mol－1＝5.824 L。 第3课时　硝酸　酸雨及其防治 （2）在反应过程中，HNO3一部分表现酸性，另一部分表现氧化性。由溶液中的Cu2＋恰好全部转化为沉淀，则表现酸性的HNO3的物质的量为n（HNO3）＝n（NaOH），表现氧化性的HNO3的物质的量为n（HNO3）＝n（NO）＋n（NO2），故原硝酸中HNO3的物质的量n（HNO3）＝n（NaOH）＋n（NO）＋n（NO2）＝（aV×10－3＋0.5）mol，则c（HNO3）＝ mol·L－1。 第3课时　硝酸　酸雨及其防治 （3）通入氧气的目的是将0.26 mol NO和0.24 mol NO2全部转化为HNO3。根据得失电子守恒：4n（O2）＝3n（NO）＋n（NO2）＝3×0.26 mol＋0.24 mol＝1.02 mol，则n（O2）＝0.255 mol。 [答案]　（1）5.824　（2）　（3）0.255 第3课时　硝酸　酸雨及其防治 第3课时　硝酸　酸雨及其防治 第3课时　硝酸　酸雨及其防治 第3课时　硝酸　酸雨及其防治 [对应学生用书第26页] 1.酸雨的形成主要是由于（　　） A.森林遭到乱砍滥伐，破坏了生态平衡 B.家用炉子排出的气体 C.大气中二氧化碳的含量增加 D.工业上大量燃烧含硫燃料 解析　酸雨的形成主要是由于工业上大量燃烧含硫燃料。 答案　D 第3课时　硝酸　酸雨及其防治 第3课时　硝酸　酸雨及其防治 第3课时　硝酸　酸雨及其防治 第3课时　硝酸　酸雨及其防治 第3课时　硝酸　酸雨及其防治 第3课时　硝酸　酸雨及其防治 4.图甲、乙、丙均为验证铜和浓硝酸反应的装置： 第3课时　硝酸　酸雨及其防治 （1）甲、乙、丙三个装置中共同发生的化学方程式是 　　　　　　　⁠。  （2）和甲装置相比，乙装置的优点是 ① 　　　　　　　　　　⁠；  ② 　　　　　　　　　　⁠。  （3）为了进一步验证NO2和水的反应，某学生设计了丙装置。实验时先关闭活塞 　　　　⁠，再打开活塞 　　　　⁠，才能使NO2气体充满②试管；当气体充满②试管后，将铜丝提起与溶液脱离。欲使烧杯中的水进入②试管，应该 　 　　　　⁠。  第3课时　硝酸　酸雨及其防治 解析　（1）铜和浓硝酸反应的化学方程式是Cu＋4HNO3（浓）Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O。（2）根据题目给定的装置图可知乙装置有尾气处理装置，同时可以通过移动铜丝来控制反应的发生与停止。（3）实验丙中，实验时先关闭活塞c，再打开活塞a、b，才能使NO2气体充满②试管；当气体充满②试管后，将铜丝提起与溶液脱离停止反应。欲使烧杯中的水进入②试管应该先关闭b，再关闭a，然后打开c，用手捂住②试管。 第3课时　硝酸　酸雨及其防治 答案　（1）Cu＋4HNO3（浓）Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O　（2）①可以控制反应的发生与停止　②可吸收NO2气体，防止污染环境　（3）c　ab　先关闭b，再关闭a，然后打开c，用手捂住②试管 第3课时　硝酸　酸雨及其防治 1．下列事实与硝酸性质的对应关系错误的是(　　) A．打开浓硝酸的试剂瓶，瓶口有白雾——挥发性 B．用棕色试剂瓶保存浓硝酸——不稳定性 C．稀硝酸使紫色石蕊溶液变红——酸性 D．稀硝酸使黑色氧化铜固体溶解——强氧化性 解析　浓硝酸具有挥发性，挥发出HNO3(g)溶于水蒸气中产生白雾，A正确；HNO3见光或受热易分解，故实验室常用棕色试剂瓶保存浓硝酸，并置于阴凉处，B正确；稀硝酸中含有H＋，使紫色石蕊溶液变红，体现其酸性，C正确；稀硝酸与CuO反应生成Cu(NO3)2和H2O，体现了稀硝酸的酸性，D错误。 答案　D (浙江舟山中学月考)某100 mL混合溶液中HNO3和H2SO4的物质的量浓度分别为0.4 mol·L－1、0.1 mol·L－1，向该混合溶液中加入1.92 g铜粉，充分反应后，所得溶液中Cu2＋的物质的量浓度(单位：mol·L－1)是(忽略反应前后溶液体积变化)(　　) A．0.15　　　　　　 B．0.225 C．0.3 D．0.45 解析　向HNO3和H2SO4的混合溶液中加入铜粉，发生反应的实质是3Cu＋8H＋＋2NO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)) ===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，n(Cu)＝ eq \f(1.92 g,64 g·mol－1) ＝0.03 mol，n(H＋)＝n(HNO3)＋2n(H2SO4)＝0.1 L×0.4 mol·L－1＋2×0.1 L×0.1 mol·L－1＝0.06 mol，n(NO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)) )＝0.1 L×0.4 mol·L－1＝0.04 mol，由关系式3Cu～8H＋～2NO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)) 可知，H＋不足量，应根据H＋的物质的量来确定消耗Cu的物质的量，则有 eq \f(n消耗（Cu）,0.06 mol) ＝ eq \f(3,8) ，解得n消耗(Cu)＝0.022 5 mol，所以c(Cu2＋)＝ eq \f(n（Cu2＋）,V（溶液）) ＝ eq \f(n消耗（Cu）,V（溶液）) ＝ eq \f(0.022 5 mol,0.1 L) ＝0.225 mol·L－1。 答案　B 2．(威海高一期末)下列有关硝酸化学性质的叙述正确的是(　　) A．硝酸能与Na2SO3反应，但不生成SO2 B．硝酸的氧化性很强，能氧化所有金属 C．可用铝或铁制容器盛装稀硝酸 D．浓硝酸因易挥发出HNO3而呈黄色 解析　硝酸与Na2SO3发生氧化还原反应，Na2SO3被氧化生成Na2SO4，不会生成SO2，A正确；硝酸具有强氧化性，能氧化大部分金属，Au、Pt等除外，B错误；常温下，Fe、Al均能与稀硝酸反应，不能用铝或铁制容器盛装稀硝酸，C错误；浓硝酸见光或受热易分解，生成的NO2溶于其中而使浓硝酸呈黄色，D错误。 答案　A 3．(张家口高一期末)下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论正确的是(　　) ① ② ③ A．①中产生红棕色气体，说明浓硝酸受热易分解 B．②中产生红棕色气体，说明木炭一定与浓硝酸发生了反应 C．③中产生红棕色气体，说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为氧化产物 D．③的气体产物中检测出CO2，由此说明木炭一定被浓硝酸氧化 解析　A项，①中产生红棕色气体，推断①中发生反应4HNO3 eq \o(=====,\s\up15(△)) 4NO2↑＋O2↑＋2H2O，说明浓硝酸受热易分解；B项，②中产生红棕色气体，表明木炭与浓硝酸发生了反应或者浓硝酸受热分解产生了NO2气体；C项，③中产生红棕色气体，说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物；D项，③的气体产物中检测出CO2，说明木炭可能被浓硝酸氧化，也可能是木炭被空气中的氧气氧化。 答案　A $$