氮及其化合物第3课时课件 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册.pptx

第五章 化工生产中的重要非金属元素 玻尔是丹麦著名的物理学家，曾获得过诺贝尔奖。第二次世界大战中，玻尔被迫离开将要被德国占领的祖国。为了表示他一定要返回祖国的决心，他决定将诺贝尔金质奖章溶解在王水里，装于玻璃瓶中。后来，纳粹分子窜进玻尔的住宅，那瓶溶有奖章的溶液就在眼皮底下，他们却一无所知。战争结束后，玻尔又从溶液中还原提取出金，并重新铸成奖章。你知道王水的成分吗？硝酸能将金质奖章溶解吗？丹麦物理学家玻尔玻尔巧藏诺贝尔金质奖章【学习目标与核心素养】学习目标1.能运用氧化还原反应知识理解硝酸的氧化性。2.认识硝酸在相关反应中体现的性质，了解硝酸的保存方法。3.了解SO2、NO2对大气质量的影响，特别是酸雨的成因、危害及防治措施。核心素养1.通过学习硝酸的性质及原子守恒法、电子守恒法的应用，培养学生论据推理与模型认知的化学核心素养。2.通过酸雨的形成及防治认识化学对人类的作用，培养学生科学态度与社会责任的化学核心素养。刚泄漏时泄漏一段时间 运输运输硝酸的硝酸的铝槽车铝槽车发生泄露事故，现场可闻到发生泄露事故，现场可闻到刺鼻的气味刺鼻的气味，同时同时产生产生大量大量红棕色烟雾红棕色烟雾。消防人员运来。消防人员运来纯碱或消石灰纯碱或消石灰进行处理进行处理。【思考】1.硝酸呈现出哪些物理性质？2.为什么可以用纯碱或消石灰处理泄漏出来的硝酸？3.为什么现场有大量红棕色的烟雾？4.金属可以与酸反应，为什么可以用铝槽车运输浓硝酸？一、硝酸1.硝酸的物理性质颜色气味状态挥发性溶解性密度质量分数为69%的硝酸为浓硝酸，质量分数达98%以上的浓硝酸称为“_硝酸”发烟(1)不稳定性2.硝酸的化学性质 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保存：4HNO3=4NO2+O2+2H2O光照或如何去除久置硝酸的黄色？(2)酸的通性能与金属、碱、酸碱指示剂、盐等反应注意：浓硝酸具有很强的氧化性，所以能使蓝色石蕊试纸先变红后褪色硝酸与大理石反应：2H+CaCO3=Ca2+CO2+H2O(3)强氧化性【实验5-8】如图5-14所示，在橡胶塞侧面挖一个凹槽，并嵌入下端卷成螺旋状的铜丝。向两支具支试管中分别加入2mL浓硝酸和稀硝酸，用橡胶塞塞住试管口，使铜丝与硝酸接触，观察并比较实验现象。向上拉铜丝，终止反应。稀硝酸浓硝酸实验现象反应缓慢，有少量气泡产生，_，试管口有红棕色气体产生反应剧烈，有_产生，_，液面上有_气体产生实验结论铜与稀硝酸常温下缓慢反应生成_气体铜与浓硝酸常温下剧烈反应生成_气体反应方程式溶液变蓝色大量气泡溶液变绿色红棕色NONO2Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O【问题探究】（1）一定量的浓硝酸里加入过量铜会发生哪些变化?（2）反应停止后，如果在溶液中再加入足量稀盐酸会出现什么情况?【提示】Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O NO3_的检验：（3）如何检验 NO3_?常温下加热时：Al+6HNO3(浓)=Al(NO3)3+3NO2+3H2O Fe+6HNO3(浓)=Fe(NO3)3+3NO2+3H2OC+4HNO3(浓)=2H2O+4NO2+CO2S+6HNO3(浓)=H2SO4+6NO2+2H2O 还原性的微粒与H+、NO3-不共存：如HI、HBr、H2S、SO2、FeO、Br-、I-、SO32-、S2-等均能被硝酸氧化。小结:劳厄和弗兰克，曾获得1914年和1925年的物理学奖，德国纳粹政府要没收他们的诺贝尔奖牌，他们辗转来到丹麦，请求丹麦同行、1922年物理学奖得主玻尔帮忙保存。1940年，纳粹德国占领丹麦，受人之托的玻尔急得团团转。同在实验室工作的一位匈牙利化学家赫维西（1943年化学奖得主）帮他想了个好主意：将奖牌放入“王水”中，纯金奖牌便溶解了。玻尔于是将溶液瓶放在实验室架子上，来搜查的纳粹士兵果然没有发现这一秘密。战争结束后，溶液瓶里的黄金被还原后送到斯德哥尔摩，按当年的模子重新铸造，于1949年完璧归赵。王 水【资料卡片】【思考与交流】硝酸是重要的化工原料，用于制化肥、农药、炸药、染料等。工业上制硝酸的原理是将氨经过一系列反应得到硝酸，如下图所示：N2H2O2O2H2ONH3NONO2HNO3(1)写出每一步反应的化学方程式。(2)请分析上述反应中的物质类别和氮元素化合价的变化情况，以及每一步反应中含氮物质发生的是氧化反应还是还原反应。写出有关化学方程式:N2NH3:_。NH3NO:_。NONO2:_。NO2HNO3:_。4NH3+5O2 4NO+6H2O2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO N2+3H2 2NH3高温高压催化剂为了吸收更充分，往往同时通入O24NO2+O2+2H2O=4HNO3NaNO3+H2SO4(浓)=NaHSO4+HNO3 思考思考思考思考1 1：温度如何控制？：温度如何控制？：温度如何控制？：温度如何控制？温度不能太高，否则硝酸会分解。故生成物是NaHSO4。思考思考思考思考2 2：能否采用制氯化氢的装置制硝酸？：能否采用制氯化氢的装置制硝酸？：能否采用制氯化氢的装置制硝酸？：能否采用制氯化氢的装置制硝酸？如图，不能，因硝酸蒸汽腐蚀橡胶塞和胶管。高沸点酸高沸点酸制制低沸点酸低沸点酸HNO3实验室制法HCl制取装置制取装置二、酸雨及防治 煤、石油和某些金属矿物中含有硫，在燃烧或冶炼时往往会生成二氧化硫。在机动车发动机中，燃料燃烧产生的高温条件会使空气中的氮气与氧气反应，生成氮氧化物。它们会引起呼吸道疾病，危害人体健康，严重时会使人死亡。酸雨：主要指 pH小于5.6 的雨水，其主要是含有硫酸和硝酸。成因：主要是大气中的SO2与NOx溶于水形成的。1.酸雨的形成燃烧含硫的燃料工业排出的废气汽车尾气【酸雨的形成】NOSO2空气阳光、尘埃NO2SO3HNO3H2SO4酸雨(pH5.6)H2SO3途径1：2NOO2=2NO2、3NO2H2O=2HNO3+NO途径3：SO2H2O=H2SO3、2H2SO3O2=2H2SO4途径2：空气中飘尘的催化作用，2SO2O2=2SO3、SO3H2O=H2SO4催化剂(1)对人体的直接危害首先是它的刺激性，其次是它会形成硫酸雾和硫酸盐雾，其毒性比SO2大，能浸入人的肺部，引起肺水肿等疾病而使人致死。(2)引起河流、湖泊的水体酸化，严重影响水生动物生长。(3)破坏土壤、植被、森林。(4)腐蚀金属、油漆、皮革、纺织品及建筑材料等。(5)渗入地下，可引起地下水酸化，酸化后的地下水中铝、铜、锌、镉等对人体有害金属元素的含量会偏高。2.酸雨的危害(1)调整能源结构，积极开发新能源(2)对煤（其中含硫为0.3%-5%)进行处理，如选洗加工、综合开发、在煤中加入适量的生石灰、对排放的烟进行处理等(3)种植能够吸收SO2的有关树木(如臭椿、垂柳、柳杉）等(4)加强工厂废气的回收处理(5)改进汽车尾气的处理技术，控制尾气排放3.酸雨的防治【研究与实践】测定雨水的pH【研究目的】酸雨对环境危害巨大，人们已经采取多种措施来防治酸雨。通过以下活动了解测定雨水pH的方法，认识酸雨的危害，激发保护环境的紧迫感。【研究任务】(1)收集资料以“酸雨”为关键词进行搜索，了解酸雨的形成原因、基本类型、相关危害及预防和治理措施。图5-17用pH计测量水样的酸度(2)测定雨水的pH根据收集的资料，确定测定雨水pH的过程和方法并进行实践，对结果进行分析和讨论。可参考如下过程：下雨时用容器直接收集一些雨水作为样品，静置，以蒸馏水或自来水作为参照，观察并比较它们的外观；用pH试纸（或pH计）测量雨水和蒸馏水的酸度并记录；有条件的话，可连续取样并测定一段时间（如一周）内本地雨水、地表水或自来水的pH，将得到的数据列表或作图，确定你所在地区本时间段内雨水等的平均酸度。【结果与讨论】【总 结】1.下述实验中均有红棕色气体产生,对比分析所得结论不正确的是()A.由中的红棕色气体,推断产生的气体一定是混合气体B.红棕色气体不能表明中木炭与浓硝酸发生了反应C.由说明浓硝酸具有挥发性,生成的红棕色气体为还原产物D.的气体产物中检测出CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应【课堂练习】D2.下列反应中硝酸既能表现出酸性又表现出氧化性的是()A.使石蕊试液变红B.与铜反应放出NO气体,生成Cu(NO3)2C.与Na2CO3反应放出CO2气体,生成NaNO3D.与S单质混合共热时生成H2SO4和NO2B3.在标准状况下将1.92 g铜粉投入一定量浓硝酸中,随着铜粉的溶解,反应生成的气体颜色逐渐变浅,当铜粉完全溶解后共收集到由NO2和NO组成的混合气体1.12 L,则混合气体中NO的体积为()A.112 mLB.1 008 mLC.224 mLD.448 mLA4.9.7 g Cu和Zn的合金与足量的稀硝酸反应,还原产物只有NO气体,其体积在标准状况下为2.24 L。将溶液稀释为1 L,测得溶液的c(H+)=0.1 molL-1,此时溶液中NO3-的浓度为()A.0.3 molL-1B.0.4 molL-1 C.0.2 molL-1D.0.6 molL-1B5.将1.92 g 铜粉与一定量浓硝酸反应，当铜粉完全作用时，收集到气体为1.12 L（标准状况），则所消耗的硝酸的物质的量是（）A.0.12 mol B.0.11 mol C.0.10 mol D.0.08 mol【提示】Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O B 0.03 mol0.05 mol3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O x4x2xyx=0.0225 moly=0.0075 mol1.92 g 铜粉 n(Cu)=0.03 mol 气体为1.12 L n(气体)=0.05 mol方法一【深度分析】元素守恒法：n(HNO3)=0.05 mol+0.06 mol=0.11 mol1.92 g 铜粉，气体为1.12 LCu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O n(HNO3)=n(氧化性)+n(酸性)方法二 THANKS FOR LISTENING!