資源簡介

(共27張PPT)
第五章化工生產中的重要非金屬元素
第二節
氮及其化合物
第3課時　硝酸　酸雨及防治　
學習目標與核心素養
學習目標
1、能運用氧化還原反應知識理解硝酸的氧化性。
2、認識硝酸在相關反應中體現的性質，了解硝酸的保存方法。
3、了解SO2、NO2對大氣質量的影響，特別是酸雨的成因、危害及防治措施。
核心素養
1、通過學習硝酸的性質及原子守恒法、電子守恒法的應用，培養學生論據推理與模型認知的化學核心素養。
2、通過酸雨的形成及防治認識化學對人類的作用，培養學生科學態度與社會責任的化學核心素養。
一、硝酸的性質
1.物理性質
刺激性
無
易
硝酸質量分數為90%以上的濃硝酸，在空氣中揮發出硝酸蒸氣會產生“發煙”現象，通常又叫作發煙硝酸。
2.化學性質
(1)酸性:
在水中的電離方程式為_________________________。
與指示劑作用：稀硝酸使紫色石蕊溶液變紅；濃硝酸使紫色石蕊溶液先變紅后褪色
與堿發生中和反應：NaOH+HNO3=NaNO3+H2O
與堿性氧化物反應：CuO+2HNO3=Cu(NO3)2+H2O
與鹽反應：CaCO3+2HNO3=Ca(NO3)2+H2O+CO2↑
HNO3===H++
(2)不穩定性:
濃硝酸見光或受熱會發生分解,化學方程式為
___________________________________。
4HNO3(濃)
4NO2↑+O2↑+2H2O
根據濃硝酸的性質分析濃硝酸應該如何保存?
應保存在棕色試劑瓶中,并放置在陰涼處。
(3)強氧化性：①實驗探究:
實
驗
裝
置
稀硝酸
濃硝酸
實驗
現象
反應緩慢,有少量氣泡產生,__________,試管口有紅棕色氣體產生
反應劇烈,有__________產生,__________,液面上有________氣體產生
實驗
結論
銅與稀硝酸常溫下緩慢反應生成_____氣體
銅與濃硝酸常溫下劇烈反應生成_____氣體
溶液變藍
大量氣泡
溶液變綠
紅棕色
NO
NO2
4mol/L
15mol/L
寫出下列有關反應的化學方程式:
a.與金屬反應:
稀硝酸與銅反應:_________________________________________。
濃硝酸與銅反應:_________________________________________。
3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
Cu+4HNO3(濃)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
b.與非金屬反應:
濃硝酸與紅熱的C(被氧化為CO2)的反應為
___________________________________________。
C+4HNO3(濃)===CO2↑+4NO2↑+2H2O
課件2：濃硝酸與木炭的反應_高清.kux
鐵與硝酸反應
鐵與濃硝酸產生鈍化現象。→用鐵質或鋁質容器盛放冷的濃硝酸
↓
化學變化
鐵與稀硝酸反應
Fe（少量）
+4HNO3（稀）=
Fe(NO3)3
+
NO↑
+2H2O
3Fe（過量）+8HNO3（稀）=
3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O
【情境·思考】某同學在實驗室取出一瓶濃硝酸,發現溶液顯黃色,與教材中關于硝酸的描述出現偏差。
(1)請解釋一下原因?
濃硝酸不穩定,見光或受熱會分解生成NO2,NO2溶于濃硝酸使溶液顯黃色。
(2)如何去除硝酸的黃色?
向濃硝酸中通入氧氣(或空氣),發生反應4NO2+O2+2H2O===4HNO3,消除黃色。
3.硝酸的用途與工業制法
(1)用途:
炸藥
硝酸銀
【思考與交流】
硝酸是重要的化工原料，用于制化肥、農藥、炸藥、染料等。工業上制硝酸的原理是將氨經過一系列反應得到硝酸，如下圖所示：
N2
H2
O2
O2
H2O
NH3
NO
NO2
HNO3
(1)
寫出每一步反應的化學方程式。
(2)
請分析上述反應中的物質類別和氮元素化合價的變化情況，以及每一步反應中含氮物質發生的是氧化反應還是還原反應。
寫出有關化學方程式:
N2→NH3:
________________________________。
NH3→NO:
_______________________________。
NO→NO2:
_______________________________。
NO2→HNO3:
_____________________________。
4NH3+5O2
4NO+6H2O
2NO+O2
===
2NO2
3NO2+H2O
===
2HNO3+NO
N2+3H2
2NH3
高溫高壓
催化劑
二、酸雨及防治
煤、石油和某些金屬礦物中含有硫，在燃燒或冶煉時往往會生成二氧化硫。在機動車發動機中，燃料燃燒產生的高溫條件會使空氣中的氮氣與氧氣反應，生成氮氧化物。它們會引起呼吸道疾病，危害人體健康，嚴重時會使人死亡。
1.酸雨
(1)概念:pH<____的降水。正常雨水由于溶解了CO2,其pH約為5.6。
(2)成因:主要是大氣中的_____、______與水或者水、氧氣反應形成的。
5.6
SO2
NO2
(1)對人體的直接危害首先是它的刺激性，其次是它會形成硫酸霧和硫酸鹽霧，其毒性比SO2大，能浸入人的肺部，引起肺水腫等疾病而使人致死。
(2)引起河流、湖泊的水體酸化，嚴重影響水生
動物生長。
(3)破壞土壤、植被、森林。
(4)腐蝕金屬、油漆、皮革、紡織品及建筑材料等。
(5)滲入地下，可引起地下水酸化，酸化后的地下水中鋁、銅、鋅、鎘等對人體有害金屬元素的含量會偏高。
2.
酸雨的危害
2.SO2與NO2的主要來源、危害和防治
煤和石油
酸雨
硝酸的強氧化性
1.規律
(1)硝酸的濃度越大,反應溫度越高,其氧化性越強。
(2)濃硝酸的還原產物是NO2,稀硝酸的還原產物是NO。
(3)還原劑一般被氧化為最高價態。
2.表現
(1)硝酸與金屬的反應
①除Au、Pt等少數金屬外,硝酸幾乎可以氧化所有的金屬,如3Ag+4HNO3(稀)
===3AgNO3+NO↑+2H2O;
②活潑金屬與硝酸反應不生成H2,硝酸的濃度不同,還原產物不同;
③常溫下濃硝酸能使Fe、Al鈍化,加熱時反應。
(2)硝酸與非金屬的反應
①反應規律:非金屬單質+濃硝酸→最高價氧化物或其含氧酸+NO2↑
+H2O;
②實例:C+4HNO3(濃)
CO2↑+4NO2↑+2H2O。
(3)硝酸與還原性化合物的反應
硝酸的強氧化性還表現在可以氧化具有還原性的化合物或離子,如HI、HBr、SO2、Fe2+、FeO、Br-、I-、S2-、
等均能被HNO3氧化。
提示:會溶解。
由離子方程式8H++2
+3Cu===3Cu2++2NO↑+4H2O可知,只要溶液中同時有H+和
,銅就會發生反應而溶解。
(2)銅投入稀硫酸中不會溶解,再向溶液中投入KNO3固體,銅會不會溶解?為什么?
1.
下述實驗中均有紅棕色氣體產生,對比分析所得結論不正確的是
(　　)
①
②
③
A.由①中的紅棕色氣體,推斷產生的氣體一定是混合氣體
B.紅棕色氣體不能表明②中木炭與濃硝酸發生了反應
C.由③說明濃硝酸具有揮發性,生成的紅棕色氣體為還原產物
D.③的氣體產物中檢測出CO2,由此說明木炭一定與濃硝酸發生了反應
√
練習與思考
2.
下列反應中硝酸既能表現出酸性又表現出氧化性的是
(　　)
A.使石蕊試液變紅
B.與銅反應放出NO氣體,生成Cu(NO3)2
C.與Na2CO3反應放出CO2氣體,生成NaNO3
D.與S單質混合共熱時生成H2SO4和NO2
√
①組裝好裝置檢驗氣密性后,如何加
入稀硝酸?____________________。?
②如何控制反應的進行?如何加快
反應速率?____________________。??
③如何操作驗證產生的氣體為NO?_________________。?
3.某校課外活動小組為了探究銅與稀硝酸反應產生的氣體主要是NO設計了實驗方案。
(1)甲同學設計如圖實驗(實驗過程中活塞2為打開狀態)。
打開活塞1使左右大氣相通,然后加入硝酸使液面達到a處
關閉活塞1，一段時間后銅絲與酸液分離，反應即停。
加熱
將活塞1打開,讓氣體進入分液漏斗中,氣體在
分液漏斗中變為紅棕色即可證明。
(2)乙同學設計了如圖所示裝置(加
熱裝置和固定裝置均已略去)。圖
中K為止水夾(處于關閉狀態),F是
一半空的注射器。
①設計裝置A的目的是________________________。?
②裝置E和F的作用是________________________。
為實現此作用,操作是__________________________。?
③裝置D的作用是__________________________。?
產生CO2,趕走裝置中的空氣,防止因NO與O2反應
生成NO2而產生干擾
將F中的空氣推入E中,若氣體變為紅棕色則說明生了NO
吸收多余的氮氧化物,防止污染空氣,防止倒吸發生
驗證NO的生成

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