寒假自習課 2024-2025學年高一化學必修第二冊人教版教學課件 第五章 第二節(jié) 第4課時 硝酸 酸雨及防治

第二節(jié)氮及其化合物第4課時

硝酸酸雨及防治第五章化工生產中的重要非金屬元素[學習目標]1.掌握硝酸的性質及應用(重點)。2.知道酸雨的成因及防治措施。3.掌握硝酸與金屬、非金屬反應的特點(難點)。引入新課你了解硝酸嗎？一、硝酸的性質及工業(yè)制法1.硝酸的性質物理性質：無色、易揮發(fā)、有刺激性氣味的液體。?化學性質：4HNO3(濃)====4NO2↑+O2↑+2H2O光或△(1)不穩(wěn)定性貯存：棕色玻璃瓶中，陰涼處。產生的NO2又溶于濃硝酸中而使其顯黃色①使酸堿指示劑變色②與堿、堿性氧化物、與部分鹽反應1.硝酸的性質(2)酸性H+＋OH－==H2O2H+＋Na2O==2Na+＋H2O2H+＋CaCO3==Ca2+＋CO2↑＋H2O若把硝酸滴加到石蕊溶液中，溶液先變紅后褪色，出現該現象的原因是什么。硝酸顯酸性使石蕊溶液變紅，因強氧化性而具有漂白性，又使其褪色。思考1一、硝酸的性質及工業(yè)制法1.硝酸的性質(3)強氧化性①實驗探究：濃HNO3和稀HNO3與銅的反應注意現象、原理及結論一、硝酸的性質及工業(yè)制法1.硝酸的性質Cu與濃HNO3銅絲變細，產生大量紅棕色氣體，溶液逐漸變綠銅絲變細，開始產生少量無色氣體，反應逐漸加快，氣體在試管上部變?yōu)榧t棕色，溶液逐漸變藍Cu與稀HNO3Cu+4HNO3(濃)==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O紅棕色3Cu+8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O無色2NO+O2

==

2NO2結論：濃→NO2，稀→NO，濃HNO3的氧化性更強。實驗探究：濃HNO3和稀HNO3與銅的反應一、硝酸的性質及工業(yè)制法1.硝酸的性質(1)一定量銅放入濃硝酸后，銅有剩余，推測產生的氣體成分？

再向其中加入少量的稀硫酸，金屬銅還會繼續(xù)溶解嗎？可能是NO2和NO的混合氣體。思考2

(2)鐵在常溫下可以和稀硝酸反應，預測鐵與稀硝酸反應的產物，

試寫出化學方程式。變價金屬與硝酸反應，量不同產物不同。Fe(少量)＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O3Fe(過量)＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O一、硝酸的性質及工業(yè)制法(3)強氧化性1.硝酸的性質①濃度不同，與金屬反應的產物也不同。實驗探究：濃硝酸與Fe、Al等金屬如何反應？②鈍化常溫下，濃硝酸能使Fe、Al發(fā)生鈍化。?特別注意：Fe+6HNO3(濃)===Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O加熱b.常溫下可用鐵或鋁制容器來盛裝濃HNO3或濃H2SO4一、硝酸的性質及工業(yè)制法a.加熱會反應(3)強氧化性1.硝酸的性質③與非金屬(碳)的反應C＋4HNO3(濃)===CO2↑＋4NO2↑＋2H2O△注意條件：“濃”、“加熱”。

一、硝酸的性質及工業(yè)制法2.硝酸的工業(yè)制法硝酸是重要的化工原料，用于制化肥、農藥、染料等。工業(yè)如何制硝酸？一、硝酸的性質及工業(yè)制法①N2+3H2

2NH3高溫高壓催化劑②4NH3+5O2===4NO+6H2O催化劑③2NO＋O2===2NO2④3NO2＋H2O===2HNO3＋NO2.硝酸的工業(yè)制法0-3原理分析單質

還原反應發(fā)生的反應類型-3+2+2+4+4+5+2氫化物氧化反應氧化物氧化反應氧化物歧化反應一、硝酸的性質及工業(yè)制法反應物中含氮物質的類別1.判斷正誤(1)硝酸可與Na2SO3反應生成SO2(

)(2)稀硝酸可溶解Fe(OH)2生成Fe(NO3)2和水(

)(3)碳、銅與濃硝酸反應時，濃硝酸只表現強氧化性(

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

)(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(

)××××√應用體驗一、硝酸的性質及工業(yè)制法應用體驗2.下列事實與硝酸性質的對應關系錯誤的是A.打開濃硝酸的試劑瓶，瓶口有白霧——揮發(fā)性B.用棕色試劑瓶保存濃硝酸——不穩(wěn)定性C.稀硝酸使紫色石蕊溶液變紅——酸性D.稀硝酸使黑色氧化銅固體溶解——強氧化性√一、硝酸的性質及工業(yè)制法HNO3見光或受熱易分解稀硝酸與CuO反應生成Cu(NO3)2和H2O，體現了稀硝酸的酸性硝酸的氧化性(1)硝酸與金屬反應不能生成氫氣。濃度不同，產物不同，

一般

濃硝酸被還原為NO2，稀硝酸被還原為NO。(2)硝酸與大多數金屬(金、鉑等除外)反應，將金屬氧化為高價態(tài)。

但常溫下，濃硝酸能使鐵、鋁鈍化。歸納總結一、硝酸的性質及工業(yè)制法二、酸雨及防治大氣中SO2與NOx溶于水，形成pH小于5.6的雨水。(1)來源1.酸雨SO2：Nox：煤、石油和某些金屬礦物的燃燒和冶煉汽車發(fā)動機中，N2與O2反應生成NOx(2)形成：

硫酸型酸雨：SO2

→SO3→H2SO4

硝酸型酸雨：NO2→HNO3?注意：正常雨水由于溶解了CO2，pH約為5.6。2.酸雨的危害與防治(1)危害：直接損傷農作物，使土壤、湖泊酸化，

腐蝕建筑物、橋梁、工業(yè)設備等。(2)防治：①消除污染源，改變能源結構，開發(fā)利用清潔能源。②對酸性物質的排放加以控制。二、酸雨及防治1.判斷正誤(1)空氣中的SO2溶于水最終形成酸雨(

)(2)安裝煤炭燃燒過程的固硫裝置主要是為了提高煤的利用率(

)(3)大量燃燒化石燃料排放的廢氣中含大量的CO2，從而使雨水的pH＜5.6(

)√××應用體驗二、酸雨及防治2.工業(yè)或機動車尾氣中的NOx會造成環(huán)境問題，可用多種方法脫除。(1)堿液吸收：NaOH溶液可吸收硝酸工業(yè)尾氣(含NO、NO2)，獲得副產品NaNO2。①等物質的量NO與NO2被NaOH溶液吸收，反應的離子方程式為_____________________________。NO＋NO2＋應用體驗②若吸收時NO與NO2比例控制不當，則吸收液經濃縮結晶、過濾得到NaNO2晶體中最有可能混有的雜質是_______(填化學式，下同)。排放的尾氣中含量較高的氮氧化物是_____。NaNO3NO二、酸雨及防治

(2)還原法：尿素水溶液熱解產生的NH3可去除尾氣中的NOx，流程如下：8NH3＋6NO2①寫出“催化反應”過程中NH3還原NO2的化學方程式：______________________________________。②若氧化處理后的尾氣中混有SO2，此時催化劑表面會因為覆蓋部分硫酸鹽而導致催化劑中毒，降低NOx的去除率。試分析硫酸鹽的產生過程：_______________________________________________________________________。SO2與O2、H2O反應生成H2SO4，H2SO4與NH3反應生成(NH4)2SO4或者NH4HSO4應用體驗二、酸雨及防治(2)還原法：尿素水溶液熱解產生的NH3可去除尾氣中的NOx，流程如下：應用體驗③“催化反應”過程中需控制溫度在250～380℃之間。溫度過高，NOx的去除率下降，其原因可能是溫度過高催化劑的活性降低和_______________________________。溫度升高，NH3催化氧化生成NO二、酸雨及防治SO2、NOx的消除方法(1)SO2的消除方法①鈣基固硫法：將生石灰和含硫的煤混合燃燒，S轉化為CaSO4。2CaSO3＋O2===2CaSO4②氨水脫硫法：將SO2通過氨水并氧化生成氮肥(NH4)2SO4。反應原理：2NH3·H2O＋SO2===(NH4)2SO3＋H2O2(NH4)2SO3＋O2===2(NH4)2SO4③堿液吸收法：SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O。歸納總結二、酸雨及防治歸納總結SO2、NOx的消除方法(2)NOx的消除①堿液吸收法

2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2ONO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2ONO2、NO的混合氣體能被足量燒堿溶液完全吸收的條件是n(NO2)≥n(NO)。②催化轉化法二、酸雨及防治本節(jié)內容結束1.硝酸的性質硝酸是

色、易

、有

氣味的液體，硝酸具有如下化學性質：(1)不穩(wěn)定性濃硝酸見光或受熱易分解，化學方程式為

。長期存放的濃硝酸呈黃色是因為其分解生成的

溶于硝酸中，實驗室常將濃硝酸保存在

試劑瓶中，并放置在

處。目標一答案無揮發(fā)刺激性NO2棕色陰涼(2)酸性硝酸是強酸，具有酸的通性。寫出下列反應的離子方程式：①硝酸和氫氧化鈉反應：

。②硝酸和氧化鈉反應：

。③硝酸和碳酸鈣反應：

。目標一答案H＋＋OH－===H2O2H＋＋Na2O===2Na＋＋H2O2H＋＋CaCO3===Ca2＋＋CO2↑＋H2O若把硝酸滴加到石蕊溶液中，溶液先變紅后褪色，出現該現象的原因是什么。提示硝酸顯酸性使石蕊溶液變紅，因強氧化性而具有漂白性，又使其褪色。目標一答案思考1(3)強氧化性①硝酸具有很強的氧化性，濃度不同，與金屬反應的產物也不同。實驗探究：濃HNO3和稀HNO3與銅的反應實驗裝置兩只具支試管中分別加入濃硝酸和稀硝酸實驗現象濃HNO3：銅絲變細，產生大量

色氣體，溶液逐漸變

。稀HNO3：銅絲變細，開始產生少量

氣體，反應逐漸加快，氣體在試管上部變?yōu)?/p>

色，溶液逐漸變藍目標一答案紅棕綠無色紅棕化學方程式

實驗結論濃HNO3與金屬銅反應生成

，稀HNO3與金屬銅反應生成

，濃HNO3的氧化性更

。目標一答案Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2ONO2強NO(1)一定量的金屬銅放入濃硝酸后，金屬銅有剩余，推測產生的氣體成分可能有哪些？再向其中加入少量的稀硫酸，金屬銅還會繼續(xù)溶解嗎？

目標一答案思考2(2)鐵在常溫下可以和稀硝酸反應，預測鐵與稀硝酸反應的產物，試寫出化學方程式。提示硝酸與變價金屬(如Fe)反應，根據金屬量的多少分別得到高價、低價或兩種價態(tài)共存的混合物。Fe(少量)＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O；3Fe(過量)＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋