高中 化学 必修 第二册 第五章 化工生产中的重要非金属元素《第二节 第4课时 硝酸 酸雨及防治》教学设计.docxVIP

第4课时硝酸酸雨及防治

[学习目标]1.掌握硝酸的性质及应用。2.知道酸雨的成因及防治措施。3.掌握硝酸与金属、非金属反应的特点。

任务一硝酸

1．物理性质

硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体。

2．化学性质

(1)酸的通性：属于强酸，具有酸的通性。

[交流研讨1]写出下列反应的离子方程式。

①硝酸和氢氧化钠反应：__________________________________________________

________________________________________________________________________。

②硝酸和氧化钠反应：____________________________________________________

________________________________________________________________________。

③硝酸和碳酸钙反应：________________________________________________

________________________________________________________________________。

提示：①H＋＋OH－===H2O

②2H＋＋Na2O===2Na＋＋H2O

③2H＋＋CaCO3===Ca2+＋CO2↑＋H2O

(2)不稳定性：见光或受热易分解。

化学方程式为4HNO3eq\o(=====,\s\up7(△),\s\do5(或光照))4NO2↑＋O2↑＋2H2O。

[交流研讨2]实验室一般将浓硝酸保存在棕色试剂瓶中，并放置在阴凉处。如果将浓硝酸取出，发现浓硝酸呈黄色。这是为什么呢？

提示：浓硝酸见光、受热易分解，所以保存在棕色试剂瓶中，并放置在阴凉处。浓硝酸见光分解会生成二氧化氮，溶于浓硝酸呈黄色。

(3)强氧化性

①HNO3与金属(Cu)的反应

【实验探究】

实验

操作

两支具支试管中分别加入浓硝酸和稀硝酸

实验

现象

①浓硝酸反应比较剧烈，铜丝逐渐溶解，产生红棕色气体，溶液逐渐变深蓝色；

②稀硝酸反应比较缓慢，铜丝逐渐溶解，产生无色气体，溶液逐渐变蓝色

【实验结论】

a．化学方程式

浓HNO3与铜反应：Cu＋4HNO3（浓）===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O；

稀HNO3与铜反应：3Cu＋8HNO3（稀）===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。

b．浓HNO3的氧化性更强。

[交流研讨3](1)浓硝酸、稀硝酸与Cu的反应生成物分别为NO2、NO，反应中，稀硝酸中氮元素的化合价降低较多，说明稀硝酸氧化性比浓硝酸强，对吗？

提示：不对。浓硝酸氧化性比稀硝酸强，与Cu反应时浓HNO3反应更剧烈。

(2)一定量的金属铜放入浓硝酸后，金属铜有剩余，推测产生的气体成分可能有哪些。再向其中加入少量的稀硫酸，金属铜还会继续溶解吗？

提示：产生的气体可能是NO2和NO的混合气体。向有金属铜剩余的溶液中加入少量稀硫酸，稀硫酸提供氢离子，溶液中的NOeq\o\al(－,3)会继续与铜反应。

(3)铁在常温下可以和稀硝酸反应，预测铁与稀硝酸反应的产物，试写出化学方程式。

提示：Fe（少量）＋4HNO3（稀）===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O；3Fe（过量）＋8HNO3（稀）===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。

②钝化

常温下浓硝酸可使铁、铝的表面形成致密的氧化物薄膜而钝化，保护内部金属不再与酸反应，所以可以用铁制容器或铝制容器盛放浓硝酸。加热时，铁、铝可以与浓硝酸反应。

③浓HNO3与非金属（碳）的反应

化学方程式：C＋4HNO3（浓）eq\o(=====,\s\up7(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。

④王水

组成：浓硝酸和浓盐酸的混合物，体积比为1∶3。

特性：能使一些不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。

3．硝酸的工业制法

硝酸是重要的化工原料，用于制化肥、农药、染料等，工业制硝酸的原理如图：

写出上述转化的化学方程式。

①N2＋3H2eq\o(?====?,\s\up7(高温、高压),\s\do5(催化剂))2NH3。

②4NH3＋5O2eq\o(=====,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))4NO＋6H2O。

③2NO＋O2===2NO2。

④3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。

eq\a\vs4\al()

硝酸的强氧化性

1．规律

(1)硝酸的浓度越大，反应温度越高，其氧化性越强。

(2)硝酸作氧化剂的反应中，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3