高中化學(xué) 必修第二冊(cè) 《探究硝酸銅的制備工藝-硝酸的性質(zhì)》 課件

1、粵港澳大灣區(qū)教育信息化與學(xué)科教學(xué)的深度融合研究教育云課例資源廣東省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃課題 課題批準(zhǔn)號(hào)：2020WQYB094深圳市教育科學(xué)研究院監(jiān)制高中化學(xué)人教版必修第二冊(cè) 第五章 第二節(jié) 第三課時(shí)探究硝酸銅的制備工藝硝酸的性質(zhì)授課人：華中師范大學(xué)龍崗附屬中學(xué) 周鵬審課人：寇輝 孫聰 王慶華 范曉鳳核心任務(wù)用Cu屑、濃硝酸、蒸餾水為主要原料，設(shè)計(jì)制取Cu(NO3)2的路線(xiàn)。Cu + HNO3(濃)Cu(NO3)2濃HNO3H2OHNO3(稀) Cu + HNO3(稀)Cu(NO3)2【質(zhì)疑】Cu的金屬活動(dòng)性在氫之后，能與硝酸反應(yīng)嗎？演示實(shí)驗(yàn)：Cu分別與濃、稀硝酸反應(yīng)Cu與濃硝酸劇烈反應(yīng)，銅

2、絲變細(xì)，溶液變綠，產(chǎn)生紅棕色氣體；Cu與稀硝酸反應(yīng)較慢，銅絲變細(xì)，溶液變藍(lán)，在試管口有紅棕色氣體生成。注：溶液中溶有較多紅棕色的NO2時(shí)，和藍(lán)色的硝酸銅溶液混合后顯綠色Cu4HNO3(濃)Cu(NO3)22NO22H2O3Cu8HNO3(稀)3Cu(NO3)22NO4H2OCu與濃、稀硝酸均能反應(yīng)，且生成的氣體是氮的氧化物（NOx）；濃硝酸的還原產(chǎn)物是NO2，稀硝酸的還原產(chǎn)物是NO；結(jié)論：強(qiáng)氧化性【問(wèn)題1】請(qǐng)從生產(chǎn)效率、原料利用率、環(huán)境保護(hù)等角度評(píng)價(jià)上述路線(xiàn)的優(yōu)劣。生產(chǎn)效率：使用Cu和濃硝酸速率更快，效率高；原料利用率：使用Cu和稀硝酸，硝酸的利用率更高；環(huán)境保護(hù)：Cu和濃、稀硝酸反應(yīng)，均產(chǎn)生

3、污染環(huán)境的氮氧化物【問(wèn)題2】利用上述主要原料，還能否設(shè)計(jì)出新的生產(chǎn)路線(xiàn)？【問(wèn)題3】新路線(xiàn)與原來(lái)的路線(xiàn)相比，具有哪些優(yōu)勢(shì)？Cu+O2CuO+HNO3(稀)Cu(NO3)2硝酸利用率高，無(wú)產(chǎn)生污染物NOX【問(wèn)題4】工廠(chǎng)將Cu屑高溫焙燒一段時(shí)間后，再將其與硝酸混合，發(fā)現(xiàn)仍有大量紅棕色氣體產(chǎn)生。產(chǎn)生紅棕色氣體的原因可能有哪些呢？ Cu屑未被空氣完全氧化；焙燒后固體溫度過(guò)高，使硝酸受熱分解【問(wèn)題5】路線(xiàn)1、2會(huì)產(chǎn)生污染環(huán)境的氮氧化物，而HNO3利用率不高，可采取哪些措施解決這些問(wèn)題呢？硝酸銅生產(chǎn)項(xiàng)目方案在本項(xiàng)目中，使用電解金屬銅直接與硝酸反應(yīng)，生成硝酸銅，反應(yīng)方程式如下： 3Cu+8HNO3(稀)=3C

4、u(NO3)2+4H2O+ 2NO 或Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2H2O+ 2NO2 反應(yīng)中生成的氮氧化合物經(jīng)我方自主專(zhuān)利技術(shù)處理后，回收為硝酸，既解決了環(huán)保問(wèn)題，又降低了成本。同時(shí)，本技術(shù)工藝不受反應(yīng)溫度和硝酸濃度的限制，反應(yīng)很快，從而生產(chǎn)效率很高，也達(dá)到了降低生產(chǎn)成本的作用。 反應(yīng)中生產(chǎn)的硝酸銅液體，經(jīng)蒸發(fā)濃縮后，可結(jié)晶出硝酸銅產(chǎn)品。生產(chǎn)實(shí)際HNO3反應(yīng)器NOx吸收器Cu屑O2H2O【問(wèn)題6】在整條路線(xiàn)中，硝酸最終轉(zhuǎn)化為何種含氮化合物？只看進(jìn)料和出料，可認(rèn)為硝酸體現(xiàn)的性質(zhì)是什么？路線(xiàn)中的實(shí)際體現(xiàn)氧化性的物質(zhì)是誰(shuí)？改進(jìn)路線(xiàn)Cu(NO3)2【問(wèn)題7】硝酸具有強(qiáng)氧化性。在改進(jìn)路線(xiàn)

5、中，使用的反應(yīng)器可選擇什么材料制造？閱讀課本P15歸納與總結(jié)1.物理性質(zhì)硝酸是無(wú)色、易揮發(fā)，有刺激性氣味的液體。 2.化學(xué)性質(zhì)(1)不穩(wěn)定性a.化學(xué)方程式:4HNO3 O2+4NO2+2H2O。 b.保存:棕色試劑瓶，陰涼處 (2)強(qiáng)氧化性a.與金屬銅反應(yīng)濃硝酸與Cu反應(yīng)的化學(xué)方程式Cu4HNO3(濃)Cu(NO3)22NO22H2O 稀硝酸與Cu反應(yīng)的化學(xué)方程式 3Cu8HNO3(稀)3Cu(NO3)22NO4H2O b.常溫下,鐵、鋁的表面被濃硝酸或濃硫酸氧化,出現(xiàn)鈍化現(xiàn)象。c.王水3.工業(yè)制硝酸1.將足量銅片與一定量的濃硝酸充分反應(yīng)，產(chǎn)生NO、NO2和N2O4的混合氣體，這些氣體若與1.12 L O2（標(biāo)準(zhǔn)狀況）混合后通入水中，氣體恰好被完全轉(zhuǎn)化為硝酸。若繼續(xù)向燒杯中加入5mol/L H2SO4溶液100ml，剩余的銅恰好被溶解，消耗的銅片質(zhì)量為多少克？練 習(xí)2.在100mL硝酸和硫酸的混合溶液中HNO3和H2SO4物質(zhì)的量濃度分別是0.4mol/L和0.1mol/L，向該混合溶液中加入1.92gCu粉，加熱，充分反應(yīng)后，所得溶液中Cu2+的物質(zhì)的量濃度是多少？（假設(shè)反應(yīng)后溶液體積不變）課題名稱(chēng)：粵港澳大灣區(qū)教育信息化與學(xué)科教學(xué)的深 度融合研究廣東省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2020年粵港澳大灣區(qū)國(guó)際教育示范區(qū)建設(shè)研究一般項(xiàng)目