第五章化工生產中的重要非金屬元素第二節氮及其化合物第3課時硝酸酸雨及防治學習目標核心素養1．結合真實情境并通過實驗探究，了解硝酸的主要性質，認識硝酸在工業和農業生產中的重要意義。2．結合真實情境，認識硫、氮的化合物對生態環境的影響，了解酸雨及防治。

宏觀辨識與微觀探析：能從物質類別和元素化合價的角度，預測硝酸的性質及轉化科學探究與創新意識：能根據教材中給出的硝酸性質的探究問題，設計簡單的實驗方案，完成操作，觀察現象，對實驗現象作出解釋科學態度與社會責任：能主動關心與環境保護有關的酸雨等社會熱點問題，形成與環境和諧共處、合理利用自然資源的觀念課前素能奠基課堂素能探究課堂達標驗收夯基提能作業新課情景呈現名師博客呈現新課情景呈現常溫下，濃硝酸或濃硫酸可使鐵、鋁表面形成致密的氧化膜而鈍化，保護內部的金屬不再與酸反應，所以可以用鋁質或鐵質容器盛放濃硝酸。為什么常溫下濃硫酸或濃硝酸使鋁、鐵鈍化，讓我們走進教材，學習硝酸和酸雨及防治。課前素能奠基

一、硝酸的性質1．物理性質新知預習刺激

無

易

2．化學性質(1)酸性：在水中的電離方程式為__________________________。(2)不穩定性：濃硝酸見光或受熱會發生分解，化學方程式為_____________________________________。(3)強氧化性：①實驗探究：

稀硝酸濃硝酸實驗現象反應緩慢，有少量氣泡產生，____________試管口有紅棕色氣體產生反應劇烈，有____________產生，____________，液面上有__________氣體產生實驗結論銅與稀硝酸常溫下緩慢反應生成________氣體銅與濃硝酸常溫下劇烈反應生成________氣體溶液變藍大量氣泡溶液變藍紅棕色NO

NO2

②強氧化性的表現：Fe、Al

寫出下列有關反應的化學方程式：a．與金屬反應：稀硝酸與銅反應：_______________________________________________________。濃硝酸與銅反應：_____________________________________________________。b．與非金屬反應：濃硝酸與紅熱的碳(被氧化為CO2)的反應為___________________________________________。3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O

Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O

3．硝酸的用途與工業制法(1)用途：炸藥

硝酸鹽

(2)工業制法：①工業流程：②寫出有關化學方程式：N2→NH3：__________________________。NH3→NO：____________________________。NO→NO2：________________________。NO2→HNO3：__________________________________。2NO＋O2===2NO2

3NO2＋H2O===2HNO3＋NO

煤和石油酸雨2．酸雨(1)概念：pH<________的降水。正常雨水由于溶解了CO2，其pH約為。(2)成因：主要是大氣中的________與________溶于水形成的。(3)危害：①直接損傷農作物、破壞森林和草原，使土壤、湖泊酸化。②加速建筑物、橋梁、工業設備、運輸工具和電纜的腐蝕。

SO2

NO2

預習自測1．判斷下列說法是否正確(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)硝酸的濃度越大，其氧化性越強。 (

)(2)銅與濃硝酸反應只能生成二氧化氮氣體。 (

)(3)在銅與硝酸的反應中硝酸只表現氧化性。 (

)解析：(1)由銅與濃、稀硝酸反應的劇烈程度可知，硝酸的濃度越大氧化性越強。(2)銅與濃硝酸反應開始生成NO2氣體，但隨硝酸濃度減小，會生成NO氣體。(3)銅與硝酸反應中有NO2(或NO)生成，又有硝酸銅生成，硝酸既表現氧化性又表現酸性。√

×

×

2．下列因果關系不正確的是

(

)A

選項原因結果A大量植樹造林溫室效應BSO2和NO2氣體的大量排放酸雨C含氮、磷等生活廢水的大量排放水華、赤潮D汽車尾氣的排放光化學煙霧解析：植物光合作用會吸收CO2，大量植樹造林可防止溫室效應，A項錯誤；SO2和NO2氣體大量排放，最終會轉變成硫酸和硝酸，造成酸雨，B項正確；磷、氮是植物的營養元素，含氮、磷等生活廢水的大量排放，會導致水體富營養化，藻類瘋長，引發水華、赤潮，C項正確；汽車尾氣的排放會產生氮氧化物，從而造成光化學煙霧，D項正確。3．建材廠家常常在鋁質材料的表面鍍銅，提高材料的美觀程度。某興趣小組為除去鍍在鋁表面的銅鍍層，可選用的試劑是

(

)A．稀硝酸

B．濃硝酸C．稀硫酸

D．濃鹽酸解析：稀硝酸與Al、Cu均反應，A項錯；銅與濃硝酸反應，鋁在濃硝酸中鈍化，則可除去Cu，B項正確；Cu與稀硫酸不反應，不能除去Cu，C項錯誤；Cu與濃鹽酸不反應，不能除去Cu，D項錯誤。B

4．公元八世紀，阿拉伯煉金術士賈比爾·本·哈揚在干餾硝石的時候發現并制得了硝酸，這是人類關于硝酸最早的記錄。下列關于硝酸的敘述正確的是

(

)A．NO2溶于水生成硝酸，所以NO2是酸性氧化物B．硝酸可與活潑金屬反應生成鹽和氫氣C．濃硝酸見光或受熱易分解，必須保存在棕色瓶中D．硝酸與銅的反應只表現出氧化性C

解析：HNO3中氮元素是＋5價，NO2中氮元素是＋4價，NO2不是酸性氧化物，A項錯誤；金屬與濃硝酸反應生成NO2，與稀硝酸反應生成NO，不生成H2，B項錯誤；濃硝酸見光或受熱易分解，所以應該保持在棕色、避光陰涼處，C項正確；硝酸與銅反應時，生成氮的氧化物和硝酸鹽，則硝酸既表現出氧化性又表現酸性，D項錯誤。5．中辦、國辦在第二輪中央生態環保督察啟動之際印發了《中央生態環境保護督察工作規定》。可見國家對環境保護的重視程度。下列環境問題與產生的主要原因不相符的是

(

)①“光化學煙霧”主要是由汽車排放的氮氧化物所引起的②“酸雨”主要是由空氣中CO2的濃度增大引起的③“溫室效應”主要是由空氣中CO2濃度增大引起的④“赤潮”主要是由于水體中N、P等元素含量過高而引起的A．只有①②

B．只有②③C．全部

D．只有②D

解析：①“光化學煙霧”主要是由汽車排放的氮氧化物所引起的；②“酸雨”主要是由空氣中SO2和氮的氧化物的濃度增大引起的；③“溫室效應”主要由空氣中CO2濃度增大引起的；④“赤潮”主要是由于水體中N、P等元素含量過高引起的；所以只有②不相符，故D項正確。課堂素能探究

知識點

1．少量的Fe與足量稀硝酸反應，Fe被氧化為＋2價還是＋3價？過量的Fe與稀硝酸反應呢？提示：硝酸的氧化性較強，可將Fe氧化為Fe3＋，故少量的Fe與足量稀硝酸反應，Fe被氧化為＋3價；由于Fe可與Fe3＋生成Fe2＋，故過量的Fe與稀硝酸反應得到＋2價鐵。硝酸的強氧化性問題探究2．銅投入稀硫酸中不會溶解，再向溶液中投入KNO3固體，銅會不會溶解？為什么？1．規律(1)硝酸的濃度越大，反應溫度越高，其氧化性越強。(2)濃硝酸的還原產物是NO2，稀硝酸的還原產物是NO。(3)還原劑一般被氧化為最高價態。知識歸納總結

某校課外活動小組為了探究銅與稀硝酸反應產生的氣體主要是NO設計了實驗方案。典例1典例剖析(1)甲同學設計如圖實驗(實驗過程中活塞2為打開狀態)。①組裝好裝置檢驗氣密性后，如何加入稀硝酸？___________________________________。②如何控制反應的進行？如何加快反應速率？_______________________________________________________________________________________。③如何操作驗證產生的氣體為NO？_______________________________________________________________________________________。打開活塞1，加入稀硝酸至液面a處通過關閉或開啟活塞1可以控制反應的進行；在裝置左側稍加熱可以加快稀硝酸與銅的反應速率反應開始后，膠塞下方有無色氣體生成，打開活塞1，漏斗中有紅棕色氣體，證明該氣體為NO

(2)乙同學設計了如圖所示裝置(加熱裝置和固定裝置均已略去)。圖中K為止水夾(處于關閉狀態)，F是一半空的注射器。①設計裝置A的目的是____________________________________________________________________。②裝置E和F的作用是__________________。為實現此作用，操作是________________________________________________________________。③裝置D的作用是______________________________________________。

產生CO2，趕走裝置中的空氣，防止因NO與O2反應生成NO2而產生干擾

驗證NO的生成

將注射器F中的空氣推入E中，若氣體變為紅棕色則說明生成了NO

吸收多余的氮氧化物，防止污染空氣，防止倒吸解析：(1)①打開活塞1使左右大氣相通，加入硝酸時，液面才能達到液面a處；②關閉或開啟活塞1能控制U形管內產生氣體的壓強，當關閉活塞1，左側壓強大時能使銅和稀硝酸分離從而停止反應；加熱可加快反應速率；③一氧化氮是無色氣體，如果證明反應產生的氣體是一氧化氮，需要將活塞1打開，將氣體放入分液漏斗中，氣體在分液漏斗中變為紅棕色，則證明反應所產生的氣體是一氧化氮。(2)①裝置中含有氧氣，對NO的檢驗有干擾，A產生的CO2可以排除裝置中的空氣；②將注射器F中的空氣推入E中，若氣體變為紅棕色則說明生成了NO；③氮的氧化物是大氣污染物，可以被氫氧化鈉溶液吸收，干燥管可以防止倒吸。變式訓練A．由①中的紅棕色氣體，推斷產生的氣體一定是混合氣體B．紅棕色氣體不能表明②中木炭與濃硝酸產生了反應C．由③說明濃硝酸具有揮發性，生成的紅棕色氣體為還原產物D．③的氣體產物中檢測出CO2，由此說明木炭一定與濃硝酸發生了反應答案：D解析：A對，①中灼熱碎玻璃不與濃HNO3反應，仍有紅棕色氣體NO2生成，說明濃硝酸受熱發生了分解反應，生成NO2、O2和H2O；B對，由于濃硝酸受熱分解生成NO2，則②中紅棕色氣體可能來源于濃硝酸的分解，故不能表明②中木炭與濃硝酸發生反應；C對，③中木炭未與濃硝酸接觸，生成的紅棕色氣體只能是揮發出的HNO3與紅熱木炭發生反應，或揮發出的HNO3受熱分解生成NO2，說明濃硝酸具有揮發性，NO2是還原產物；D錯，由于空氣中含有O2，則紅熱的木炭可能與O2反應產生了CO2，故不能說明木炭與濃硝酸發生了反應。知識點

硝酸與金屬反應的有關計算1．銅與足量稀硝酸反應時，表現酸性的HNO3與作氧化劑的HNO3物質的量之比是多少？提示：Cu與稀硝酸反應：3Cu＋8HNO3===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。當有8molHNO3參加反應時，有2molHNO3表現氧化性，6molHNO3表現酸性，故表現酸性的HNO3與作氧化劑的HNO3物質的量之比為3∶1。問題探究2．mgCu與足量的一定濃度的硝酸充分反應，生成VLNO、NO2混合氣體(標準狀況下)，則參加反應的HNO3的物質的量是多少？1．硝酸與金屬反應的規律硝酸與金屬單質反應時一部分被還原，一部分生成硝酸鹽，故硝酸既表現了酸性又表現了氧化性，但硝酸與金屬反應一般不生成H2。(1)硝酸與銅的反應：在反應中硝酸的作用可用如圖表示：知識歸納總結(2)稀硝酸與鐵的反應：Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O①3Fe(過量)＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O②反應物的量與生成物的關系如圖所示：

在標準狀況下將1.92g銅粉投入一定量濃硝酸中，隨著銅粉的溶解，反應生成的氣體顏色逐漸變淺，當銅粉完全溶解后共收集到由NO2和NO組成的混合氣體1.12L，則(1)混合氣體中NO的體積為_______mL；(2)上題參加反應的硝酸的物質的量是_________mol；(3)上題反應中起酸性作用與作氧化劑的硝酸的物質的量之比是________。典例2典例剖析112

6∶5

解析：(1)混合氣體的總物質的量為1.12L÷22.4