5.2.3 硝酸 酸雨及防治 課件 2024-2025學(xué)年高一下學(xué)期化學(xué)人教版（2019）必修第二冊

第二節(jié)氮及其化合物硝酸

酸雨及其防治硝酸酸雨及防治第4課時[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.掌握硝酸的性質(zhì)及應(yīng)用。2.知道酸雨的成因及防治措施。[重點(diǎn)難點(diǎn)]1.濃、稀硝酸的性質(zhì)。2.硝酸與金屬、非金屬反應(yīng)的特點(diǎn)。情境引入

玻爾是丹麥著名的物理學(xué)家，曾獲得諾貝爾獎。第二次世界大戰(zhàn)中，玻爾被迫離開將要被德國占領(lǐng)的祖國。為了表示他一定要返回祖國的決心，他決定將諾貝爾金質(zhì)獎?wù)氯芙庠谝环N溶液里，裝于玻璃瓶中，然后將它放在柜面上。后來，納粹分子竄進(jìn)玻爾的住宅，那瓶溶有獎?wù)碌娜芤壕驮谘燮さ紫?，他們卻一無所知。這是一個多么聰明的辦法??！戰(zhàn)爭結(jié)束后，玻爾又從溶液中還原提取出金，并重新鑄成獎?wù)?。新鑄成的獎?wù)嘛@得更加燦爛奪目，因?yàn)?，它凝聚著玻爾對祖國無限的熱愛和無窮的智慧。那么，玻爾是用什么溶液使金質(zhì)獎?wù)氯芙饽?？原來他用的溶液叫王水。王水是濃硝酸和濃鹽酸按1：3的體積比配制成的的混和溶液。玻爾巧藏諾貝爾金質(zhì)獎?wù)隆究茖W(xué)史話】任務(wù)一硝酸的性質(zhì)及工業(yè)制法揮發(fā)出來的HNO3分子遇到空氣中的水分子結(jié)合成的小液滴，實(shí)際是霧。質(zhì)量分?jǐn)?shù)為69%的硝酸為濃硝酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%以上的硝酸為“發(fā)煙硝酸”1.硝酸的性質(zhì)顏色揮發(fā)性氣味狀態(tài)溶解性密度無色刺激性氣味比水大與水任意比例互溶液體易揮發(fā)棕色試劑瓶，玻璃塞，放在陰涼處(1)不穩(wěn)定性濃硝酸分解產(chǎn)生的NO2又溶于硝酸而使其呈黃色濃硝酸如何保存？思考4HNO3===2H2O＋4NO2↑＋O2↑光照或△(2)酸性Na2O＋2H＋===2Na＋＋H2OOH—＋H＋===H2O和氫氧化鈉反應(yīng)和氧化鈉反應(yīng)CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O強(qiáng)酸，具有酸的通性酸的通性和碳酸鈣反應(yīng)和酸堿指示劑稀硝酸使紫色石蕊溶液變紅思考與討論：提示：濃硝酸顯酸性使石蕊溶液變紅（H+的作用），因強(qiáng)氧化性而具有漂白性，又使其褪色。若把濃硝酸滴加到石蕊溶液中，溶液先變紅后褪色，出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因是什么？(3)強(qiáng)氧化性①與金屬銅的反應(yīng)：濃度不同，與金屬反應(yīng)的產(chǎn)物也不同實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象化學(xué)方程式實(shí)驗(yàn)結(jié)論Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O濃HNO3：銅絲變細(xì)，產(chǎn)生大量紅棕色氣體，溶液逐漸變成綠色。稀HNO3：銅絲變細(xì)，開始產(chǎn)生少量無色氣體，反應(yīng)逐漸加快，氣體在試管上部變?yōu)榧t棕色，溶液逐漸變藍(lán)濃HNO3與金屬銅反應(yīng)生成NO2，稀HNO3與金屬銅反應(yīng)生成NO，濃HNO3的氧化性更強(qiáng)思考與討論：(1)一定量的金屬銅放入濃硝酸后，金屬銅有剩余，推測產(chǎn)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?

思考與討論Fe+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2OFe+2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2Fe少量時：Fe+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O總反應(yīng)：3Fe+8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O(2)鐵在常溫下可以和稀硝酸反應(yīng)，預(yù)測鐵與稀硝酸反應(yīng)的產(chǎn)物，試寫出化學(xué)方程式。提示：硝酸與變價金屬(如Fe)反應(yīng)，根據(jù)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過量時：常溫下，鐵、鋁的表面被濃HNO3

或濃H2SO4氧化，生成一層致密的氧化物薄膜，阻止了酸與內(nèi)層金屬的進(jìn)一步反應(yīng)。所以常溫下可以用鐵或鋁制容器來盛裝濃HNO3或濃H2SO4。加熱時：②鈍化當(dāng)加熱時，鐵、鋁會與濃HNO3或濃H2SO4發(fā)生反應(yīng)。Fe+6HNO3(濃)===Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O△Al+6HNO3(濃)===Al(NO3)3+3NO2↑+3H2O△C+4HNO3(濃)===2H2O+4NO2↑+CO2↑△S+6HNO3(濃)===H2SO4+6NO2↑+2H2O△與非金屬反應(yīng)非金屬的產(chǎn)物是高價氧化物(或酸）硝酸的產(chǎn)物一般是NO2P＋5HNO3(濃)===

H3PO4＋5NO2↑＋H2O小結(jié)紅磷被熱的濃硝酸氧化：預(yù)測③濃HNO3與非金屬(碳、硫)的反應(yīng)△重要的化工原料，用于制化肥、農(nóng)藥、炸藥、染料等。2.硝酸的工業(yè)制法①②③④N2H2O2O2H2ONH3NO2HNO3NO序號反應(yīng)物中含氮物質(zhì)的類別氮元素化合價的變化化學(xué)方程式含氮物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的類型①②單質(zhì)，0→

-34NH3+5O2===4NO+6H2O催化劑氫化物，-3→+2還原反應(yīng)氧化反應(yīng)N2+3H22NH3

重要的化工原料，用于制化肥、農(nóng)藥、炸藥、染料等。2.硝酸的工業(yè)制法①②③④N2H2O2O2H2ONH3NO2HNO3NO序號反應(yīng)物中含氮物質(zhì)的類別氮元素化合價的變化化學(xué)方程式含氮物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的類型③④2NO＋O2===2NO23NO2＋H2O===2HNO3＋NO氧化物，+2→+4氧化物，+4→+5、+2氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)練習(xí)1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，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)(

)××××√練習(xí)2硝酸有廣泛的用途，下列關(guān)于硝酸的敘述中，正確的是(

)A.溶有NO2的濃硝酸可作火箭中的助燃劑B.現(xiàn)代工業(yè)中使用硝石與濃硫酸反應(yīng)制硝酸C.稀硝酸與銅反應(yīng)生成NO，而濃硝酸與銅反應(yīng)則生成NO2，說明稀硝酸的氧化性更強(qiáng)D.稀硝酸具有酸性，可與硫化亞鐵反應(yīng)生成硫化氫氣體A火箭的燃料是偏二甲肼，助燃劑是N2O4，N2O4可由NO2低溫轉(zhuǎn)化，濃硝酸受熱分解為NO2，所以溶有NO2的濃硝酸可作火箭的助燃劑，A正確；實(shí)驗(yàn)室可使用硝石與濃硫酸反應(yīng)制硝酸，B不正確；濃硝酸氧化性更強(qiáng)，C不正確；稀硝酸與硫化亞鐵的反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)，最終得不到硫化氫，D不正確。硝

酸

的

氧

化

性(1)硝酸與金屬反應(yīng)不能生成氫氣。硝酸濃度不同，其還原產(chǎn)物不同，一般情況下，濃硝酸被還原為NO2，稀硝酸被還原為NO。(2)硝酸能與大多數(shù)金屬(金、鉑等除外)反應(yīng)，將金屬氧化為高價態(tài)金屬的硝酸鹽。但在常溫下，濃硝酸能使鐵、鋁鈍化。歸納總結(jié)目標(biāo)二

酸雨及防治煤、石油和某些含硫的金屬礦物的燃燒或冶煉。(1)SO2、NOx

的來源SO2：NOx：汽車發(fā)動機(jī)中，N2與O2反應(yīng)生成NOx(2)酸雨的形成1.酸雨金屬的冶煉硝酸工業(yè)大氣中SO2與NOx溶于水，形成pH小于5.6的雨水。硫酸型酸雨：SO3＋H2O===H2SO42H2SO3＋O2===2H2SO4硝酸型酸雨：2NO＋O2===2NO23NO2＋H2O===2HNO3＋NO反應(yīng)原理：2SO2＋O2===2SO3粉塵反應(yīng)原理：SO2＋H2O===

H2SO32.酸雨的危害與防治(1)危害：酸雨能直接損傷農(nóng)作物，破壞森林和草原，使土壤、湖泊酸化，加速建筑物、橋梁、工業(yè)設(shè)備、運(yùn)輸工具和電纜的腐蝕。(2)防治：①消除污染源，改變能源結(jié)構(gòu)，開發(fā)利用清潔能源。②對酸性物質(zhì)的排放加以控制，對排放的二氧化硫、氮氧化物等物質(zhì)采取吸收、回收處理等措施。練習(xí)(1)空氣中的SO2溶于水最終形成酸雨(

)(2)汽車排放的尾氣、硝酸廠和化肥廠的廢氣都含有氮氧化物(

)(3)工業(yè)廢水任意排放是造成酸雨的主要原因(

)(4)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(

)(5)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(

)√√×××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(zhuǎn)化為CaSO4反應(yīng)原理：CaO＋SO2===CaSO3△2CaSO3＋O2===2CaSO4總反應(yīng)：2CaO＋2SO2＋O2

===2CaSO4△②氨水脫硫法：將SO2通過氨水并氧化生成氮肥(NH4)2SO4。反應(yīng)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(jié)(2)NOx的消除①堿液吸收法NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+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(zhuǎn)化法4NH3+6NO===5N2+6H2O高溫催化劑NOx+CO→N2+CO2NO

→

N2NH32NO+2CO===N2+2CO2高溫催化劑汽車尾氣處理歸納總結(jié)SO2、NOx的消除方法課

堂

小

結(jié)硝酸酸雨及防治硝酸的物理性質(zhì)硝酸的化學(xué)性質(zhì)硝酸的工業(yè)制法酸雨的形成酸雨的防治硝酸、酸雨及防治1.(2022·蘇州高一月考)下列反應(yīng)既表現(xiàn)硝酸的酸性，又表現(xiàn)硝酸的氧化性的是(

)A.CuO＋2HNO3===Cu(NO3)2＋H2OB.FeO＋4HNO3(濃)===Fe(NO3)3＋2H2O＋NO2↑C.C＋4HNO3(