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《硝酸酸雨及防治》教案
[核心素养发展目标]1.能从物质类别、氮元素化合价的角度认识硝酸的性质及含氮物质间的相互转化,促进“证据推理与模型认知”化学核心素养的发展。2.认识二氧化硫、氮氧化物为大气污染物,了解酸雨的形成、危害及其防治,增强环保意识和社会责任感。
一、硝酸
1.硝酸的物理性质
硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体。
2.硝酸的化学性质
(1)酸的通性
写出下列反应的离子方程式:
①硝酸和氢氧化钠反应:H++OH-===H2O。
②硝酸和氧化钠反应:2H++Na2O===2Na++H2O。
③硝酸和碳酸钙反应:2H++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。
长期存放的浓硝酸呈黄色是因为其分解生成的NO2溶于硝酸中,实验室常将浓硝酸保存在棕色试剂瓶中,并放在阴凉处。
(3)强氧化性
①和金属(Cu)反应的实验探究
实验操作
两支试管中分别加入2mL浓硝酸和稀硝酸
实验现象
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;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
硝酸无论浓、稀都有强氧化性,而且浓度越大,氧化性越强
写出上述反应的化学方程式:
Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。
3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。
②与Fe、Al反应
常温下浓硝酸可使铁、铝表面形成致密的氧化膜而钝化,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与非金属反应
写出碳与浓硝酸在加热时反应的化学方程式:C+4HNO3(浓)eq\o(=====,\s\up7(△))CO2↑+4NO2↑+2H2O。
3.工业制备原理
写出上述转化的化学方程式,并指出含氮物质发生的是氧化反应还是还原反应
①N2+3H2eq\o(,\s\up7(高温、高压),\s\do5(催化剂))2NH3,N2发生还原反应。
②4NH3+5O2eq\o(=====,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))4NO+6H2O,NH3发生氧化反应。
③2NO+O2===2NO2,NO发生氧化反应。
④3NO2+H2O===2HNO3+NO,NO2既发生氧化反应,又发生还原反应。
4.应用
硝酸是一种重要的化工原料,可用于制造化肥、农药、炸药、染料和硝酸盐等,在实验室里是一种重要的化学试剂。
(1)硝酸和活泼金属反应生成氢气和相应的硝酸盐(×)
(2)硝酸的浓度越大,其氧化性越强(√)
(3)稀硝酸可溶解Fe(OH)2生成Fe(NO3)2和水(×)
(4)碳、铜与浓硝酸反应时,浓硝酸只表现强氧化性(×)
(5)过量的铜和一定量浓硝酸反应,生成气体只有二氧化氮(×)
(6)常温下,将铝片放入浓硝酸,无明显现象,是因为铝和浓硝酸不反应(×)
(7)王水是浓硝酸和浓盐酸体积比为1∶3的混合物,能溶解金和铂(√)
(8)实验室可以用铜和稀硝酸制备少量的NO气体(√)
(9)浓硝酸氧化性很强,常温下就可以和碳发生反应(×)
?1?硝酸与金属反应不能生成氢气。硝酸浓度不同,其还原产物不同,一般情况下,浓硝酸被还原为NO2,稀硝酸被还原为NO。
?2?硝酸能与大多数金属?金、铂等除外?反应,将金属氧化为高价态金属的硝酸盐。但在常温下,浓硝酸能使铁、铝钝化。
?3?热的浓硝酸可将非金属单质?碳、硫、磷等?氧化为最高价氧化物或最高价含氧酸。
?4?硝酸的强氧化性还表现在可以氧化具有还原性的化合物或离子,如SO2、FeO、Fe2+、Br-、I-、S2-、SOeq\o\al(2-,3)等均能被硝酸氧化。
1.将铁粉溶于稀硝酸,铁元素的存在形式可能为①__________、②________、③________。
答案①Fe(NO3)3②Fe(NO3)2③Fe(NO3)3和Fe(NO3)2
2.某研究小组为了探究硝酸的性质,进行如下实验操作。
(1)从试剂柜中取一瓶浓硝酸,发现其保存在________色试剂瓶中,取少量浓硝酸于试管中,发现其溶液呈“黄色”,其原因是__________________________________(用化学方程式和适当文字描述)。该研究小组尝试将显“黄色”的浓硝酸恢复到原本的无色。下列措施合理的是________(填字母)。
a.向浓硝酸中加水
b.向浓硝酸中通入适量空气
c.加热浓硝酸
d.向浓硝酸中加入适量的NaOH固体
(2)向浓硝酸中加入稍过量铜片,该小组同学发现,生成的气体开始呈红棕色后逐渐变浅
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