第二節(jié)

氮及其化合物課時(shí)3硝酸酸雨及防治人教版必修第二冊(cè)

第五章

化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素素養(yǎng)目標(biāo)宏觀辨識(shí)與微觀探析：通過(guò)硝酸與不活潑金屬、非金屬反應(yīng)，認(rèn)識(shí)硝酸的強(qiáng)氧化性。證據(jù)推理與模型認(rèn)知：能依據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，設(shè)計(jì)并優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案，對(duì)硝酸相關(guān)性質(zhì)進(jìn)行探討，了解硝酸的主要性質(zhì)——不穩(wěn)定性和強(qiáng)氧化性，建立對(duì)氧化性酸的模型認(rèn)知?？茖W(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)：樹(shù)立綠色化學(xué)理念，在解決酸雨的問(wèn)題中，體會(huì)化學(xué)學(xué)科的社會(huì)價(jià)值，增強(qiáng)學(xué)生環(huán)保意識(shí)，培養(yǎng)社會(huì)責(zé)任感。教學(xué)目標(biāo)本節(jié)重點(diǎn)掌握硝酸的性質(zhì)及應(yīng)用。

本節(jié)難點(diǎn)掌握硝酸與金屬、非金屬反應(yīng)的特點(diǎn)。1.通過(guò)硝酸與不活潑金屬、非金屬反應(yīng)，認(rèn)識(shí)硝酸的強(qiáng)氧化性。2.通過(guò)比較濃硝酸與稀硝酸性質(zhì)的差異，認(rèn)識(shí)濃度、反應(yīng)條件對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物的影響。3.知道酸雨的成因及防治措施。新課導(dǎo)入N2NO2NH3Cu(NO3)2物質(zhì)類(lèi)別氫化物單質(zhì)氧化物酸鹽-30+2+5+4化合價(jià)+1+3NOHNO3堿O2請(qǐng)你回憶！根據(jù)氮及其化合物的“價(jià)-類(lèi)二維圖”回憶氮元素從低價(jià)態(tài)到高價(jià)態(tài)的轉(zhuǎn)化過(guò)程！新課導(dǎo)入請(qǐng)你思考！請(qǐng)你說(shuō)說(shuō)得到硝酸的兩條路線的意義及化學(xué)方程式！雷雨天氮的循環(huán)自然界產(chǎn)生硝酸N2NONO2HNO3O2放電O2H2O工業(yè)制硝酸的原理N2+O2=

2NO放電2NO

+O2=2NO23NO2+H2O

=2HNO3+NO

2NO+O2===2NO23NO2+H2O===2HNO3+NO4NH3+5O2

4NO+6H2O

N2+3H2

2NH3高溫高壓催化劑酸雨的形成硝酸的工業(yè)制法硝酸的制法和性質(zhì)壹酸雨及防治貳知識(shí)導(dǎo)航課堂思考請(qǐng)你總結(jié)！

工業(yè)上以空氣、水、氨為主要原料制備硝酸思考與討論硝酸是重要的化工原料，用于制化肥、農(nóng)藥、炸藥、染料等。工業(yè)上制硝酸的原理是將氨經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)得到硝酸，如下圖所示：(1)寫(xiě)出每一步反應(yīng)的化學(xué)方程式。(2)請(qǐng)分析上述反應(yīng)中的物質(zhì)類(lèi)別和氮元素化合價(jià)的變化情況，以及每一步反應(yīng)中含氮物質(zhì)發(fā)生的是氧化反應(yīng)還是還原反應(yīng)。01硝酸的制法和性質(zhì)課堂探究一、硝酸的制法和性質(zhì)認(rèn)識(shí)了解探究學(xué)習(xí)1.硝酸的工業(yè)制法現(xiàn)代工業(yè)上一般都采用氨催化氧化法制硝酸。2NO+O2===2NO23NO2+H2O===2HNO3+NO4NH3+5O2

4NO+6H2O1molNH3原料，求最多可生產(chǎn)硝酸的物質(zhì)的量。NH3～

NO～

NO2～2/3HNO31mol循環(huán)操作課堂探究一、硝酸的制法和性質(zhì)認(rèn)識(shí)了解探究學(xué)習(xí)1.硝酸的工業(yè)制法生產(chǎn)流程課堂思考你知道嗎？工業(yè)生產(chǎn)的濃硝酸為什么可以用鋁槽車(chē)、鐵槽車(chē)裝運(yùn)，一旦出現(xiàn)事故有極大的危害！從事故現(xiàn)場(chǎng)視頻，你認(rèn)為硝酸具有哪些性質(zhì)呢？硝酸的性質(zhì)課堂探究一、硝酸的制法和性質(zhì)重點(diǎn)理解探究學(xué)習(xí)2.

硝酸的物理性質(zhì)

純硝酸是無(wú)色、易揮發(fā)（沸點(diǎn)是83℃）、有刺激性氣味的液體，硝酸可以與水以任意比互溶,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95%以上的硝酸叫發(fā)煙硝酸?！咀⒁狻肯跛峋哂袕?qiáng)腐蝕性和揮發(fā)性，使用時(shí)須注意防護(hù)和通風(fēng)。濃硝酸久置后呈黃色，為什么？課堂探究一、硝酸的制法和性質(zhì)重點(diǎn)理解探究學(xué)習(xí)硝酸泄漏一段時(shí)間后的現(xiàn)象紅棕色氣體是何物質(zhì)？請(qǐng)寫(xiě)方程式3.硝酸的化學(xué)性質(zhì)HNO3→NO2↑+5+4HNO3→NO2↑+5+4化合價(jià)降低+1-2化合價(jià)升高0O2↑＋具有氧化性課堂探究一、硝酸的制法和性質(zhì)重點(diǎn)理解探究學(xué)習(xí)3.硝酸的化學(xué)性質(zhì)(1)不穩(wěn)定性①濃硝酸見(jiàn)光或受熱時(shí)發(fā)生反應(yīng)②濃硝酸見(jiàn)光或受熱會(huì)分解生成NO2，NO2溶于濃硝酸使溶液顯黃色。③一般將濃硝酸保存在棕色試劑瓶中，并避光放置于陰涼處如何去除濃硝酸的黃色？向濃硝酸中通入氧氣（或空氣）4NO2+O2+2H2O===4HNO3請(qǐng)你思考！

硝酸泄漏如何處理？課堂思考消防隊(duì)員用水槍控制煙霧，用大量水和堿液對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行稀釋。利用酸的通性課堂探究一、硝酸的制法和性質(zhì)重點(diǎn)理解探究學(xué)習(xí)（2）酸的通性？3.硝酸的化學(xué)性質(zhì)硝酸是一元強(qiáng)酸稀硝酸使石蕊溶液由紫色變?yōu)榧t色，濃硝酸使紫色石蕊溶液先變紅(酸性)后褪色(強(qiáng)氧化性)②與堿反應(yīng):Fe(OH)3+3HNO3=Fe(NO3)3+3H2O③與堿性氧化物反應(yīng):CuO+2HNO3=Cu(NO3)2+H2O④與弱酸鹽反應(yīng):CaCO3+2HNO3=Ca(NO3)2+CO2↑+H2O①與指示劑反應(yīng):

課堂探究重點(diǎn)理解一、硝酸的制法和性質(zhì)探究學(xué)習(xí)3.硝酸的化學(xué)性質(zhì)N2NO2NH3Cu(NO3)2物質(zhì)類(lèi)別氫化物單質(zhì)氧化物酸鹽-30+2+5+4化合價(jià)+1+3NOHNO3堿NH4NO3強(qiáng)氧化性課堂探究一、硝酸的制法和性質(zhì)重點(diǎn)理解探究學(xué)習(xí)3.硝酸的化學(xué)性質(zhì)（3）強(qiáng)氧化性①硝酸顯酸性使石蕊溶液變紅，因強(qiáng)氧化性而具有漂白性，又使其褪色。②常溫下，鐵、鋁遇到濃硝酸發(fā)生鈍化用鋁槽車(chē)、鐵槽車(chē)裝運(yùn)濃硝酸如果是稀硝酸會(huì)怎樣？硝酸和金屬發(fā)生怎樣的反應(yīng)？課堂探究一、硝酸的制法和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)探究如圖5-14所示，在橡膠塞側(cè)面挖一個(gè)凹槽，并嵌入下端卷成螺旋狀的銅絲。向兩支具支試管中分別加入2mL濃硝酸（69%）和稀硝酸，用橡膠塞塞住試管口，使銅絲與硝酸接觸，觀察并比較實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。向上拉銅絲，終止反應(yīng)?！緦?shí)驗(yàn)5-8】課堂探究重點(diǎn)理解一、硝酸的制法和性質(zhì)探究學(xué)習(xí)3.硝酸的化學(xué)性質(zhì)（3）強(qiáng)氧化性③銅與硝酸的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論

Cu＋4HNO3(濃)==Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O3Cu＋8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O反應(yīng)劇烈，銅片逐漸溶解，溶液變綠，生成紅棕色氣體反應(yīng)較慢，銅片上有氣泡產(chǎn)生，溶液逐漸變?yōu)樗{(lán)色，接近管口處觀察到淺紅棕色濃HNO3+Cu稀HNO3+Cu銅與濃硝酸反應(yīng)生成NO2銅與濃硝酸反應(yīng)生成NO硝酸具有強(qiáng)氧化性，濃度不同，與金屬反應(yīng)的產(chǎn)物也不同。典例精講【例1】寫(xiě)出銅與濃、稀硝酸反應(yīng)方程式，用雙線橋表示電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目，并改寫(xiě)為離子方程式Cu＋4HNO3(濃)＝Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O

1失去2e－×得到e－2×Cu＋4H＋＋3NO3－＝Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O3Cu＋8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O

3失去2e－×得到3e－2×3Cu＋8H＋＋2NO3－＝3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O

請(qǐng)你思考！為什么銅和濃硝酸反應(yīng)之后的溶液呈綠色？課堂思考觀點(diǎn)1：濃硝酸中銅離子濃度更大飽和硝酸銅溶液觀點(diǎn)2：溶液中溶解有NO2向硝酸銅溶液中通入NO2氣體NO2在溶液中達(dá)到飽和，NO2飽和溶液呈黃色，硝酸銅溶液呈藍(lán)色，兩者混合成綠色。課堂探究一、氨的工業(yè)制法和性質(zhì)重點(diǎn)理解對(duì)比探究3.硝酸的化學(xué)性質(zhì)④鐵與硝酸的反應(yīng)a.常溫下，濃硝酸能使Fe、Al發(fā)生鈍化。b.加熱會(huì)反應(yīng)Fe+6HNO3(濃)===Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O加熱c.鐵在常溫下可以和稀硝酸反應(yīng)，預(yù)測(cè)鐵與稀硝酸反應(yīng)的產(chǎn)物，試寫(xiě)出化學(xué)方程式。Fe(少量)＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O3Fe(過(guò)量)＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O課堂探究一、硝酸的制法和性質(zhì)重點(diǎn)理解探究學(xué)習(xí)3.硝酸的化學(xué)性質(zhì)（3）強(qiáng)氧化性⑤硝酸與金屬的反應(yīng)，既表現(xiàn)出強(qiáng)氧化性，又表現(xiàn)出酸性,除了Pt、Au之外的絕大多數(shù)金屬都能與硝酸反應(yīng)。a.硝酸的濃度越大，反應(yīng)溫度越高，其氧化性越強(qiáng)，還原劑一般被氧化為最高價(jià)態(tài)。氧化性：濃硝酸>稀硝酸（均比濃硫酸強(qiáng)）b.濃硝酸的還原產(chǎn)物是NO2，稀硝酸的還原產(chǎn)物是NO，極稀硝酸可能變成N2、N2O、NH4NO3等。3Zn+8HNO3(稀)===3Zn(NO3)2+2NO↑+4H2O4Zn+10HNO3(極稀)===4Zn(NO3)2+NH4NO3+3H2Oc.

HNO3與金屬反應(yīng)一般不能產(chǎn)生H2。（濃、稀硝酸都具有強(qiáng)氧化性）⑥硝酸與金屬的反應(yīng)規(guī)律：典例精講【例2】解釋原因1.足量的Cu中加入少量的濃硝酸，可能會(huì)發(fā)生什么反應(yīng)？2.上述反應(yīng)停止后，如果再加入足量硫酸會(huì)出現(xiàn)什么情況？一開(kāi)始是銅與濃硝酸反應(yīng):Cu+4HNO3(濃)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O隨著反應(yīng)進(jìn)行，硝酸由濃變稀，則發(fā)生:3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O

3.銅投入稀硫酸中不會(huì)溶解，再向溶液中投入KNO3固體，銅會(huì)不會(huì)溶解?為什么?

會(huì)溶解，相當(dāng)于構(gòu)成了HNO3，可以氧化Cu。典例精講【例2】解釋原因濃硝酸氧化性比稀硝酸強(qiáng)，濃HNO3反應(yīng)更劇烈。4.濃硝酸、稀硝酸與Cu反應(yīng)產(chǎn)物分別為NO2、NO，反應(yīng)中稀硝酸化合價(jià)降低較多，說(shuō)明稀硝酸氧化性比濃硝酸強(qiáng)，對(duì)嗎？5.硝酸能大多數(shù)金屬反應(yīng)(除鉑、金)，那么運(yùn)輸硝酸用什么容器呢？常溫下，鐵和鋁會(huì)被冷的濃硝酸、濃硫酸鈍化，生成一層致密的氧化膜，阻止了酸與內(nèi)層金屬的反應(yīng)，故可以用鐵（鋁）槽車(chē)運(yùn)輸濃硝酸、濃硫酸。請(qǐng)你推測(cè)！

根據(jù)碳與濃硫酸的反應(yīng)，請(qǐng)推測(cè)碳與濃硝酸能否反應(yīng)?課堂思考C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O==△C＋4HNO3(濃)

CO2↑＋4NO2↑＋2H2O課堂探究一、硝酸的制法和性質(zhì)重點(diǎn)理解探究學(xué)習(xí)3.硝酸的化學(xué)性質(zhì)（3）強(qiáng)氧化性⑦與非金屬反應(yīng)C＋4HNO3(濃)===CO2↑＋4NO2↑＋2H2O△

課堂思考請(qǐng)你思考！科學(xué)史話，思考如何實(shí)現(xiàn)不活潑金屬與酸的反應(yīng)？資料卡片

濃硝酸和濃鹽酸的混合物（體積比為1:3）叫做王水，能使一些不溶于硝酸的金屬如金、鉑等溶解。王水典例精講【例3】判斷正誤(1)硝酸可與Na2SO3反應(yīng)生成SO2(

)(2)稀硝酸可溶解Fe(OH)2生成Fe(NO3)2和水(

)(3)碳、銅與濃硝酸反應(yīng)時(shí)，濃硝酸只表現(xiàn)強(qiáng)氧化性(

)(4)在常溫下Fe和Al在濃硫酸和濃硝酸中發(fā)生鈍化，說(shuō)明常溫下濃硫酸和濃硝酸與Fe和Al不反應(yīng)(

)(5)王水是濃硝酸和濃鹽酸體積比為1∶3的混合物，其氧化性比濃硝酸強(qiáng)(

)××××√課堂思考你知道嗎？你知道什么是酸雨嗎？酸雨有何危害、如何防治？57年后02酸雨及防治課堂探究二、酸雨及防治重點(diǎn)理解探究學(xué)習(xí)1.酸雨P(guān)H小于5.6的雨水（正常雨水由于溶解了CO2，PH約為5.6）。二氧化硫、氮氧化合物以及它們?cè)诖髿庵邪l(fā)生反應(yīng)后的生成物溶于雨水會(huì)形成酸雨。（1）硫酸型酸雨S→SO2→H2SO3→H2SO4SO2＋H2O?H2SO32H2SO3＋O2=2H2SO4SO2來(lái)源于煤、石油和某些金屬礦物的燃燒和冶煉（2）硝酸型酸雨NO2→HNO33NO2＋H2O

=2HNO3＋NONox來(lái)源于汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)中，N2與O2反應(yīng)生成NOx課堂探究二、酸雨及防治重點(diǎn)理解探究學(xué)習(xí)2.酸雨的危害與防治(1)危害：直接損傷農(nóng)作物，使土壤、湖泊酸化，

腐蝕建筑物、橋梁、工業(yè)設(shè)備等。(2)防治：鈣基固硫：CaO+SO2=CaSO3

2CaSO3＋O2=2CaSO4煤中加石灰石、生石灰2NO＋2CO