《氮及其化合物》化工生产中的重要非金属元素PPT(第3课时硝酸酸雨及防治)
第一部分内容：必备知识·素养奠基
一、硝酸的性质
1.物理性质
2.化学性质
(1)酸性:
在水中的电离方程式为_______________。
(2)不稳定性:
浓硝酸见光或受热会发生分解,化学方程式为___________________________________。
【微思考】根据浓硝酸的性质分析浓硝酸应该如何保存?
提示:浓硝酸见光或受热易分解,故浓硝酸应保存在棕色试剂瓶中,并放置在阴凉处。
【巧判断】
(1)硝酸的浓度越大,其氧化性越强。( )
提示:√。由铜与浓、稀硝酸反应的剧烈程度可知,硝酸的浓度越大氧化性越强。
(2)铜与浓硝酸反应只能生成二氧化氮气体。( )
提示:×。铜与浓硝酸反应开始生成NO2气体,但随硝酸浓度减小,会生成NO气体。
(3)在铜与硝酸的反应中硝酸只表现氧化性。 ( )
提示:×。铜与硝酸反应中有NO2(或NO)生成,又有硝酸铜生成,硝酸既表现氧化性又表现酸性。
②强氧化性的表现:
写出下列有关反应的化学方程式:
a.与金属反应:
稀硝酸与铜反应:___________________________________。
浓硝酸与铜反应:___________________________________。
b.与非金属反应:
浓硝酸与红热的C(被氧化为CO2)的反应为____________________________________。
【情境·思考】某同学在实验室取出一瓶浓硝酸,发现溶液显黄色,与教材中关于硝酸的描述出现偏差。
(1)你能帮助该同学解释一下原因吗?
提示:浓硝酸不稳定,见光或受热会分解生成NO2,NO2溶于浓硝酸使溶液显黄色。
(2)你能帮助该同学去除硝酸的黄色吗?
提示:向浓硝酸中通入氧气(或空气),发生反应4NO2+O2+2H2O====4HNO3,消除黄色。
二、酸雨及防治
1.SO2与NO2的主要来源、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约为5.6。
(2)成因:主要是大气中的___与___溶于水形成的。
(3)危害:
①直接损伤农作物、破坏森林和草原,使土壤、湖泊酸化。
②加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的腐蚀。
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氮及其化合物PPT，第二部分内容：关键能力·素养形成
知识点一 硝酸的强氧化性
【重点释疑】
1.规律
(1)硝酸的浓度越大,反应温度越高,其氧化性越强。
(2)浓硝酸的还原产物是NO2,稀硝酸的还原产物是NO。
(3)还原剂一般被氧化为最高价态。
2.表现
(1)硝酸与金属的反应
①除Au、Pt等少数金属外,硝酸几乎可以氧化所有的金属,如3Ag+4HNO3(稀)====3AgNO3+NO↑+2H2O;
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,加热时反应。
(2)硝酸与非金属的反应
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。
【思考·讨论】
(1)少量的Fe与足量稀硝酸反应,Fe被氧化为+2价还是+3价?过量的Fe与稀硝酸反应呢?
提示:硝酸的氧化性较强,可将Fe氧化为Fe3+,故少量的Fe与足量稀硝酸反应,Fe被氧化为+3价;由于Fe可与Fe3+生成Fe2+,故过量的Fe与稀硝酸反应得到+2价铁。
知识点二 硝酸与金属反应的有关计算
【重点释疑】
1.硝酸与金属反应的规律
硝酸与金属单质反应时一部分被还原,一部分生成硝酸盐,故硝酸既表现了酸性又表现了氧化性,但硝酸与金属反应一般不生成H2。
(1)硝酸与铜的反应:
在反应中硝酸的作用可用如图表示:
③运用电子守恒、原子守恒,便可顺利求解参加反应的Cu、HNO3以及产物NO2、NO之间量的关系。
2.金属与硝酸反应常用的计算方法
(1)原子守恒法:HNO3与金属反应时,反应消耗的HNO3中
氮原子的物质的量等于显酸性的HNO3(以硝酸盐的 形式存在于溶液中)的物质的量与显氧化性的HNO3(以NOx的形式存在)的物质的量之和。
(2)电子守恒法:HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。
(3)电荷守恒:HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH-)有:c( )=c(H+)+n×c(Mn+)(Mn+代表金属离子)。
【补偿训练】
1.锌与很稀的硝酸反应生成硝酸锌、硝酸铵和水,当生成1 mol硝酸锌时,被还原的硝酸的物质的量为( )
A. 2 mol B. 1 mol
C. 0.5 mol D. 0.25 mol
【解析】选D。反应的方程式可以表达为4Zn+10HNO3(稀)====4Zn(NO3)2 +NH4NO3+3H2O,所以被还原的硝酸就是被还原成 的那部分,所以生成1 mol的硝酸锌,相对应的生成硝酸铵物质的量就是0.25 mol,所以硝酸被还原的部分就是0.25 mol。
2.一定量的Cu和1 mol·L-1的稀硝酸反应,如果 的浓度下降0.2 mol·L-1,则溶液中c(H+)同时下降(假定反应前后溶液体积不变) ( )
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,其物质的量浓度分别为0.1 mol·L-1和0.4 mol·L-1。若向该混合液中加入足量的铜粉,则最多能溶解铜粉的质量为( )
A.2.4 g B.3.2 g C.6.4 g D.9.6 g
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