《氮及其化合物》化工生產中的重要非金屬元素PPT(第3課時硝酸酸雨及防治)
第一部分內容：必備知識·素養奠基
一、硝酸的性質
1.物理性質
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___________________________________。
【微思考】根據濃硝酸的性質分析濃硝酸應該如何保存?
提示:濃硝酸見光或受熱易分解,故濃硝酸應保存在棕色試劑瓶中,并放置在陰涼處。
【巧判斷】
(1)硝酸的濃度越大,其氧化性越強。( )
提示:√。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)銅與濃硝酸反應只能生成二氧化氮氣體。( )
提示:×。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)在銅與硝酸的反應中硝酸只表現氧化性。 ( )
提示:×。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強氧化性的表現:
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C(被氧化為CO2)的反應為____________________________________。
【情境·思考】某同學在實驗室取出一瓶濃硝酸,發現溶液顯黃色,與教材中關于硝酸的描述出現偏差。
(1)你能幫助該同學解釋一下原因嗎?
提示:濃硝酸不穩定,見光或受熱會分解生成NO2,NO2溶于濃硝酸使溶液顯黃色。
(2)你能幫助該同學去除硝酸的黃色嗎?
提示:向濃硝酸中通入氧氣(或空氣),發生反應4NO2+O2+2H2O====4HNO3,消除黃色。
二、酸雨及防治
1.SO2與NO2的主要來源、危害和防治
2.酸雨
(1)概念:pH<____的降水。正常雨水由于溶解了CO2,其pH約為5.6。
(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。
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氮及其化合物PPT，第二部分內容：關鍵能力·素養形成
知識點一 硝酸的強氧化性
【重點釋疑】
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。
2.表現
(1)硝酸與金屬的反應
①除Au、Pt等少數金屬外,硝酸幾乎可以氧化所有的金屬,如3Ag+4HNO3(稀)====3AgNO3+NO↑+2H2O;
②活潑金屬與硝酸反應不生成H2,硝酸的濃度不同,還原產物不同;
③常溫下濃硝酸能使Fe、Al鈍化,加熱時反應。
(2)硝酸與非金屬的反應
①反應規律:非金屬單質+濃硝酸→最高價氧化物或其
含氧酸+NO2↑+H2O;
②實例:C+4HNO3(濃) CO2↑+4NO2↑+2H2O。
【思考·討論】
(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。
知識點二 硝酸與金屬反應的有關計算
【重點釋疑】
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:
③運用電子守恒、原子守恒,便可順利求解參加反應的Cu、HNO3以及產物NO2、NO之間量的關系。
2.金屬與硝酸反應常用的計算方法
(1)原子守恒法:HNO3與金屬反應時,反應消耗的HNO3中
氮原子的物質的量等于顯酸性的HNO3(以硝酸鹽的 形式存在于溶液中)的物質的量與顯氧化性的HNO3(以NOx的形式存在)的物質的量之和。
(2)電子守恒法:HNO3中氮原子得電子的物質的量等于金屬失電子的物質的量。
(3)電荷守恒:HNO3過量時反應后溶液中(不考慮OH-)有:c( )=c(H+)+n×c(Mn+)(Mn+代表金屬離子)。
【補償訓練】
1.鋅與很稀的硝酸反應生成硝酸鋅、硝酸銨和水,當生成1 mol硝酸鋅時,被還原的硝酸的物質的量為( )
A. 2 mol B. 1 mol
C. 0.5 mol D. 0.25 mol
【解析】選D。反應的方程式可以表達為4Zn+10HNO3(稀)====4Zn(NO3)2 +NH4NO3+3H2O,所以被還原的硝酸就是被還原成 的那部分,所以生成1 mol的硝酸鋅,相對應的生成硝酸銨物質的量就是0.25 mol,所以硝酸被還原的部分就是0.25 mol。
2.一定量的Cu和1 mol·L-1的稀硝酸反應,如果 的濃度下降0.2 mol·L-1,則溶液中c(H+)同時下降(假定反應前后溶液體積不變) ( )
A.0.2 mol·L-1 B.0.4 mol·L-1
C.0.6 mol·L-1 D.0.8 mol·L-1
3.1 L稀硝酸和稀硫酸的混合液,其物質的量濃度分別為0.1 mol·L-1和0.4 mol·L-1。若向該混合液中加入足量的銅粉,則最多能溶解銅粉的質量為( )
A.2.4 g B.3.2 g C.6.4 g D.9.6 g
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