5.2 第3课时 硝酸 酸雨及防治（课件PPT）-【优化指导】2024-2025学年高中化学必修第二册（人教版2019 单选版）

第五章 化工生产中的重要非金属元素 第一节　硫及其化合物 第3课时　硝酸　酸雨及防治 栏目索引 基础落实 梳理必备知识 重难探究 提升关键能力 学以致用 发展科学素养 课程标准 核心素养目标 　　1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解硝酸的主要性质。 2．认识硝酸在生产中的应用和酸雨对生态环境的影响。 　　1.科学探究与创新意识：结合化学实验，了解硝酸的主要性质——不稳定性和强氧化性，知道硝酸是重要的化工原料。 2．科学态度与社会责任：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，知道酸雨会严重危害环境，增强环保意识，培养社会责任感。 第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R 一、硝酸 1．物理性质 颜色 状态 气味 挥发性 无色 液体 有______气味 __挥发 刺激性 易 第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R 2.化学性质 (1)不稳定性 浓硝酸见光或者受热会分解产生NO2，化学方程式为________________________________。 第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R [微点拨]　①由于浓硝酸见光或受热分解，一般将其保存在带有玻璃塞的棕色试剂瓶中，并放置在阴凉处。②久置的浓硝酸呈黄色，是由于HNO3分解产生的NO2溶解在其中，通入适量空气(或氧气)，可使其变成无色。 第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R (2)强氧化性 ①与金属的反应(实验5－8) 实验 操作 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 2 mL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 第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R 实验 现象 浓硝酸与铜反应时，试管内产生大量______气体，溶液逐渐____，铜丝逐渐变细；稀硝酸与铜反应时，试管内开始产生少量____气体，反应逐渐加快，气体在试管上部变为红棕色，溶液逐渐____，铜丝逐渐变细 反应 原理 稀硝酸与铜反应：_______________________________________ _____； 浓硝酸与铜反应：_______________________________________ 红棕色 变绿 无色 变蓝 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋ 4H2O Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R 第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R 3．工业上制硝酸的原理 试写出上述四步反应的化学方程式。 第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R 第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R 二、酸雨及防治 1．空气中SO2、NOx的主要来源 第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R 2.酸雨 第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R ◆名师点拨 硝酸具有酸的通性 (1)硝酸溶液中含有H＋，具有酸的化学通性。 (2)浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红(H＋的作用)，后褪色(强氧化性)。 第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R ◆名师点拨 硝酸的强氧化性 (1)无论是浓、稀硝酸都具有强氧化性，硝酸的浓度不同，其氧化性不同，与金属反应的产物也不同。 (2)硝酸是氧化性酸，具有很强的氧化性，除Pt、Au外的大多数金属都能被硝酸氧化，但反应中不生成H2。 (3)常温下，铁、铝在浓硝酸(或浓硫酸)中发生钝化，表面生成一层致密的氧化物薄膜。加热时，铁、铝与浓硝酸发生反应。 第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R ◆名师点拨 硝酸与金属、非金属的反应 (1)硝酸与金属单质反应，生成硝酸盐、氮氧化物(或铵盐等)和H2O，HNO3表现酸性和强氧化性。 (2)浓硝酸与非金属单质反应，生成最高价含氧酸(或酸性氧化物)、NO2和H2O，HNO3只表现强氧化性。 第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R 第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R ◆微辨析(对的画“√”，错的画“×”) (1)稀硝酸与FeO发生复分解反应，生成Fe(NO3)2和H2O(　　 　　) (2)稀硝酸分别与Fe(OH)2、Fe(OH)3发生反应的类型相同(　　 　　) (3)利用铝制槽罐车运输浓硝酸，是因为常温下铝与浓硝酸不发生反应(　　 　　) (4)氮氧化物和SO2的过度排放是形成酸雨的主要原因(　　　　) × × × √ 第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R 探究一 实验探究硝酸的化学性质 某校研究性小组通过实验探究硝酸的化学性质，将两块铜片分别置于两支具支试管的底部(如图所示)，再分别通过分液漏斗滴加2 mL浓硝酸、稀硝酸，观察实验现象。 第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R 第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R [问题设计] (1)分别写出实验1和实验2中反应的化学方程式，并指明硝酸表现的性质。 提示：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O；3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O；硝酸表现酸性和强氧化性。 (2)若实验1中有Cu剩余，则生成气体的成分有哪些？将生成气体通入足量水中，最后有气体剩余，该气体是什么？ 提示：NO2和NO；NO。 第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R (3)实验2反应结束后有Cu剩余，再向其中加入稀硫酸，会有什么现象？试写出反应的离子方程式。 第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R (1)硝酸与金属、非金属单质反应的规律 第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R (2)解答硝酸与金属反应计算类题的思维流程 第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R 【例1】 (2023·济南高一期末)将5.6 g Mg和Cu混合物完全溶解于足量的硝酸中，收集反应产生的气体X，再向所得溶液中加入过量的NaOH溶液，产生10.7 g沉淀。根据题意推断气体X的成分可能是(　　) A.0.15 mol NO2 B．0.2 mol NO C．0.05 mol NO、0.15 mol NO2 D．0.05 mol NO、0.2 mol NO2 C 第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R 解析： 第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R 解析： 第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R 解答本题的思路如下： (1)分析题中物质的变化过程： 第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R 第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R 1．(2023·广西来宾示范性高中期末)3.84 g Cu和一定量的浓硝酸反应，随着Cu和硝酸的不断减少，反应生成气体的颜色逐渐变浅，当Cu反应完毕时，共收集到NO2和NO 0.1 mol，则反应中消耗HNO3的物质的量为(　　) A．0.1 mol B．0.12 mol C．0.22 mol D．2.0 mol C 第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R 解析： 第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R 探究二 氮及其化合物的性质与相互转化 氮及其化合物的应用非常广泛，含氮化合物的生成与转化也就成为人们关注的课题。 任务1：实现从氨到其他含氮化合物的转化 预期变化 设计思路 选取试剂 实验现象 得出结论 ①NH3→NH3·H2O         ②NH3→NH4Cl         第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R 任务2：实现从氮气和其他含氮化合物到氨的转化 预期变化 设计思路 选取试剂 实验现象 得出结论 ①N2→NH3     —   ②其他含氮化合物→NH3         第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R [问题设计] (1)任务1中，将NH3分别转化为NH3·H2O、NH4Cl，需要借助怎样的化学反应？填写表格中相关信息。 第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R 提示： 预期变化 设计思路 选取试剂 实验现象 得出结论 ①NH3→ NH3·H2O 利用喷泉实验原理 NH3、H2O、酚酞溶液 形成喷泉，烧瓶内液体为红色 NH3极易溶于水，且NH3·H2O呈碱性 ②NH3→ NH4Cl 两根分别蘸有浓氨水、浓盐酸的玻璃棒相互靠近 浓氨水、浓盐酸 产生大量白烟 NH3和HCl反应生成NH4Cl晶体 第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R (2)任务2中，将N2和其他含氮化合物分别转化为NH3，需要借助怎样的化学反应？填写表格中相关信息。 第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R 提示： 预期变化 设计思路 选取试剂 实验现象 得出结论 ①N2→NH3 利用N2和H2化合生成NH3 N2和H2、 催化剂 — N2和H2在高温、高压、催化剂作用下反应生成NH3 ②其他含氮化合 物→NH3 铵盐受热分解生成NH3 碳酸氢铵晶体 固体逐渐消失，生成有刺激性气味的气体 部分铵盐受热分解，能产生NH3 第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R (1)基于“价态-类别”二维图认识氮及其化合物的性质与相互转化关系 从物质类别和元素化合价两个维度，总结、归纳氮及其重要化合物的性质与转化关系是掌握该部分内容的重要方法之一。 第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R (2)实现不同价态含氮物质之间转化的思路 第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R 【例2】 (2024·陕西安康高一期末)研究氮及其化合物的性质可以有效改善人类的生存环境。氮元素的化合价与物质类别的关系如图所示，已知NaNO3在高温条件下转化为NaNO2。 第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R 下列说法正确的是(　　) A．d和HNO2均为强酸 B．a与O2在不同条件下反应的产物不同，可能为N2、b或NO2 C．豆科植物的根瘤菌可在温和条件下完成N2→a的转化，实现自然固氮 D．NaNO3的热稳定性比NaNO2、NH4Cl、d均强 C 第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R 解析： 由图可知，a为NH3，b为NO, d为HNO3。HNO2为弱酸，A错误；氨与氧气反应不直接产生NO2，B错误；没有人工干预，豆科植物的根瘤菌可在温和条件下完成N2→a即NH3的转化，将单质氮转化为化合态氮，属于自然固氮，C正确；已知NaNO3在高温条件下转化为NaNO2，则NaNO3的热稳定性不如NaNO2，D错误。 第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R 2．(2023·南京市协同体七校高一期末)依据下图中氮元素及其化合物的部分转化关系，判断下列说法不正确的是(　　) B 第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R A．X是N2O5 B．图中有体现固氮的过程 C．工业上以NH3、空气、水为原料生产硝酸 D．从原理上看，NH3可与NO2反应实现NH3→N2的转化 第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R 解析： 第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R 1．(2024·江苏连云港期中联考)环保意识是重要的公民意识，下列环境问题与氮氧化物无关的是(　　) A．酸雨 B．光化学烟雾 C．温室效应 D．臭氧层空洞 C 第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R 解析： 酸雨、光化学烟雾、臭氧层空洞均与氮氧化物有关，温室效应与二氧化碳或甲烷有关，C符合题意。 第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R 2．(2023·清华大学附中高一期末)常温下，下列溶液可用铁制容器盛装的是(　　) A．稀硝酸 B．稀硫酸 C．浓硝酸 D．浓盐酸 C 第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R 解析： 常温下，稀硝酸、稀硫酸、浓盐酸均能与铁发生反应，故不能用铁制容器盛装，A、B、D均错误；常温下，浓硝酸能使铁钝化，表面生成一层致密的氧化物薄膜，保护内层铁而不被腐蚀，因此能用铁制容器盛装，C正确。 第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R 3．下列反应中，硝酸既表现酸性，又表现氧化性的是(　　) A．Fe2O3跟稀硝酸反应 B．Fe(OH)2跟稀硝酸反应 C．CuO跟稀硝酸反应 D．Al(OH)3跟稀硝酸反应 B 第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R 解析： Fe2O3、CuO都是碱性氧化物，与稀硝酸发生复分解反应，A、C错误； Al(OH)3与稀硝酸发生中和反应，属非氧化还原反应，D错误；Fe(OH)2具有较强还原性，与稀硝酸发生氧化还原反应，生成Fe(NO3)3、NO和H2O，体现HNO3的酸性和强氧化性，B正确。 第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R 4．(2024·聊城高一期末)设NA为阿伏加德罗常数的值。部分含氮物质的分类与相应化合价关系如图所示，下列说法错误的是(　　) D 第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R A．b→a的过程为氮的固定 B．a与e反应生成一种盐 C．工业上可通过a→c→d→e的转化制备硝酸 D．标准状况下，3.36 L d与水完全反应转移的电子数为0.15NA 第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R 解析： 根据物质类别和氮元素化合价可知a是NH3、b是N2、c是NO、d是NO2或N2O4、e是HNO3。氮的固定是游离态的氮变为化合态的氮的过程，b是单质N2，a是NH3，b→a的过程为氮的固定，A正确；NH3与HNO3反应生成NH4NO3，B正确；工业上通过氨催化氧化生成一氧化氮，一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸，即工业上可以通过NH3→NO→NO2→HNO3的转化制备硝酸，C正确；NO2与水反应的化学方程式为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，该反应的电子转移数为2，则标准状况下3.36 L即0.15 mol NO2反应转移电子数为0.1NA，D错误。 第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R 5．(2024·浙江G5联盟期中)取2 mol FeS与2 L一定浓度的硝酸反应，生成Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3、NO、NO2、N2O4和H2O。反应后的溶液中c(H＋)＝1 mol/L，生成的NO、NO2和N2O4的物质的量之比为1∶1∶1(溶液体积变化忽略不计)，请回答： (1)反应后溶液中Fe3＋的浓度为________。 (2)参加反应的FeS与HNO3的物质的量之比为________。 (3)原硝酸的浓度为________。 答案：(1)1 mol/L　(2)1∶7　(3)8 mol/L 第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R 解析： 第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R 解析： 第五章 化工生产中的重要非金属元素 化学 必修 第二册 R 谢谢观看！ $$