化学人教版（2019）必修第二册5.2.3硝酸和酸雨的防治（共46张ppt）

(共46张PPT)
第二节 氮及其化合物
第3课时 HNO3和酸雨的防治
【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掌握硝酸的氧化性。
2、明白硝酸在相关反应中体现的性质，知道硝酸的保存方法。
3、知道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以及原子守恒法、电子守恒法的应用，培养出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，培养出学生科学态度与社会责任的化学核心素养。
四.硝 酸
NH →NO→NO →HNO
↑←←←←←NO
3
2
3
+
硝酸是一种强酸,具有酸的通性,
能与碱及碱性氧化物等反应……
硝酸又是一种强氧化性酸,它与金属反应一般不生成氢气,……
色、有 气味的液体。
沸点(83℃)， 挥发
知识梳理
一. 硝酸的物理性质
纯HNO3:
常用浓HNO3 :
能与水以任意比互溶，在空气中遇水蒸汽形成白雾。
69％，15.6mol/L，呈黄色
发烟硝酸 :
98％以上
写离子方程式时要“拆”
对比：
常用浓硫酸：98%
写离子方程式时“不拆”
发烟硫酸 :
含SO3，98.3％以上
易
刺激性
无
低
二.硝酸的化学性质
硝酸是强氧化性酸，且浓度越大氧化性越强
1、硝酸具有酸的通性:
HNO3 H++NO3
紫色的石蕊试液 稀硝酸：只变红
浓硝酸：先变红后褪色
无论浓、稀硝酸与金属反应均不能产生氢气
浓硝酸具有更强氧化性
HNO3+NaOH=NaNO3+H2O
2HNO3+CuO=Cu(NO3)2+H2O
2HNO3 +CaCO3=Ca(NO3)2+CO2 +H2O
强酸制弱酸
注意
(实验室制CO2可以用稀硝酸)
酸的通性
2、硝酸的不稳定性：
4HNO3 4NO2↑+O2↑ +2H2O
△
或光照
1）为什么久置的浓硝酸呈黄色？
硝酸分解产生的NO2溶于溶液中,使得溶液变黄！
3）浓硝酸该如何保存？
密封于棕色瓶中,并放在阴暗处！
刚倒出来
久置后
2）久置浓硝酸如何恢复无色？
通入O2或加水
硝酸浓度越大越不稳定
HNO3
4NO2+ O2 +2H2O = 4HNO3
二.硝酸的化学性质
1、硝酸具有酸的通性:
硝酸泄漏
1、酸的通性:
HNO3 H++NO3
2、不稳定性：
4HNO3 O2↑ + 2H2O + 4NO2↑
△
或光照
3、强氧化性
稀硝酸和浓硝酸都有强氧化性
由于HNO3中的N +5价，处在最高价，
故硝酸具有较强的得电子能力……
且浓度越大氧化性越强：浓HNO3>稀HNO3
二. 硝酸的化学性质
反应激烈，铜片溶解，产生红棕色气体，溶液变为蓝绿色。
Cu+4HNO3(浓) = Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3Cu+8HNO3(稀)= 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
反应较缓慢，铜片逐渐溶解，产生无色气体，逸至试管口变为红棕色， 溶液变为蓝色。
现象？
现象？
①.硝酸能氧化大多数金属（除金、铂外）:
3Cu＋8H+ ＋ 2NO3 - ＝3Cu2+＋2NO↑＋4H2O
Cu+4H++2NO3— = Cu2++2NO2 +2H2O
铜与浓、稀硝酸的反应
结论：
浓、稀硝酸均具有强的氧化性，能氧化不活泼金属。
且氧化性：浓HNO3>稀HNO3
浓硝酸的还原产物为NO2，稀硝酸的还原产物为NO
足量的Cu中加入少量的浓硝酸,可能会发生什么反应
(3)反应停止后,如果在溶液中再加入足量盐酸,会出现什么情况
(1)一开始是铜与浓硝酸反应:
Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
(2)随着反应进行，硝酸由浓变稀，则发生：
溶液中存在NO3-,它遇到H+后,会继续氧化铜。
3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
思考题
1、在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，当加入一种盐后，铜粉溶解，溶液呈蓝色，同时有气体逸出（ ）
A、Na2CO3 B、K2SO4 C、KNO3 D、Fe2(SO4)3
3Cu＋8H+ ＋ 2NO3 - ＝3Cu2+＋2NO↑＋4H2O
√
解析：硫酸提供H+， KNO3 提供NO3-，相当溶液中有稀HNO3
2、把3mol铜粉投入含4molHNO3和1molH2SO4的稀溶液中，
则能放出标况下气体的物质的量为 mol
1.5
提醒：这种情况一定记得代入离子方程式计算
练:
浓硝酸的氧化性很强，为什么运输浓硝酸时还是用铁罐车和铝槽车运输？
常温下,浓硝酸能使Fe、Al发生钝化
但是，加热时可以反应
Al + 6HNO3(浓) === Al(NO3)3+ 3NO2↑+ 3H2O
Fe + HNO3(浓) —
Fe(NO3)3+ NO2↑ + H2O
6
3
3
—
请写出其化学方程式
练: 完成下列反应方程式
Ag ＋ HNO3(浓)—
Ag ＋ HNO3(稀)—
AgNO3＋NO2↑＋ H2O
2
AgNO3＋NO↑＋ H2O
3
4
3
2
—
—
应用:用稀硝酸洗涤附在器皿内壁上的银
为什么不用浓硝酸？
用稀硝酸:消耗硝酸少且产生的污染性气体也少
3
3
6
3
铁的量不同，反应产物不同。
Fe ＋4HNO3(稀) == Fe(NO3)3 ＋ NO↑＋2H2O
3Fe＋8HNO3(稀) == 3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
Fe少量：
Fe足量：
说明：锌与硝酸反应情况复杂
Zn + HNO3(浓) → Zn(NO3)2 + NO2↑ + H2O
Zn + HNO3(稀) → Zn(NO3)2 + NO↑ + H2O
Zn + HNO3(很稀) → Zn(NO3)2 + N2O↑ + H2O
Zn + HNO3(很稀很稀) → Zn(NO3)2 + N2↑ + H2O
Zn + HNO3(非常稀) → Zn(NO3)2 + NH4NO3 + H2O
——中学阶段不要求！
思考与交流：铁与稀硝酸反应，产物会如何？
⑥常温下，铁、铝在浓硝酸中钝化。(类似于浓硫酸)
②一般规律：
①硝酸均体现氧化性和酸性。且氧化性：浓硝酸>稀硝酸
表现在：与铜反应，浓硝酸反应更剧烈，稀硝酸反应平缓。
浓硝酸 NO2
稀硝酸 NO
⑤金属往往被氧化到最高价态，并形成硝酸盐
硝酸与金属反应说明
④硝酸与[H] 前面的金属反应也不产生H2
Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
例如：
稀硝酸中不会钝化
注意
(硝酸越稀, 还原产物中N的化合价越低 )
③Mg、Zn、Fe等较活泼的金属与稀HNO3反应根据稀HNO3的浓度不同可得NO、N2O、 N2、NH4NO3等不同产物。
浓硝酸中的＋5价氮元素具有很强的得电子能力。浓硝酸和稀硝酸都具有很强的氧化性，且浓度越大氧化性越强，还原剂一般被其氧化为最高价态。
硝酸的还原产物
浓
稀
极稀
NO2
NO
NH4+
资料卡片
硝酸虽具有强氧化性,但不能氧化金、铂。
金、铂能被王水氧化。
王水：V(浓HNO3)：V(浓HCl)=1:3 的混合溶液.
“王”：三 一 组成，如果你考第一，你就“笑（硝）”了
氧化性强于硝酸、浓硫酸
资料卡片：王 水 P15
玻尔是丹麦著名的物理学家，曾获得诺贝尔奖。
二战中，玻尔被迫离开将要被德国占领的祖国。为了表示重返祖国的决心，他将诺贝尔金质奖章溶解在王水里，装于玻璃瓶中，然后将它放在实验室架子上。后来，纳粹分子窜进玻尔的住宅，那瓶溶有奖章的溶液就在敌人的眼皮底下。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。新铸成的奖章显得更加灿烂夺目，因为它凝聚着玻尔对祖国无限的热爱和无穷智慧。
王 水 与 玻 尔
玻 尔
硝酸氧化非金属单质
H2SO4 + NO2↑+ H2O
S + HNO3(浓)
C + HNO3(浓)
CO2↑+ NO2↑+ H2O
③非金属往往被氧化到最高价氧化物或最高价含氧酸。
P＋ HNO3(浓)
注意事项：
①一般氧化非金属均用浓硝酸且加热
②浓硝酸只起氧化性作用
6
6
2
5
H3PO4 ＋ NO2↑＋ H2O
5
若白磷与浓硝酸反应呢？
P4＋ HNO3(浓)
H3PO4 ＋ NO2↑＋ H2O
20
4
20
4
4
4
2
问题：往浅绿色的Fe(NO3)2溶液中逐滴加入HCl(aq)时，
溶液的颜色变化应该是
硝酸氧化还原性物质
☆
在中性和碱性溶液中,NO3-很稳定
但在酸性溶液中,NO3-/H+具有了强氧化性
☆
例:Fe2+
HNO3
Fe3+
SO32-
HNO3
SO42-
还原性离子和物质：Fe2+ 、S2-、H2S、I-、 Br- 、 SO2 、 SO32-
溶液将由浅绿色变为棕黄色.
这说明Fe2+被NO3-/H+氧化成了Fe3+.
+2
在pH=1 溶液中，能大量共存的离子组是（ ）
A. NH4+、I- 、NO3-、Br-
B. S2-、Na+ 、SO32 - 、NO3-
C. Cu2+、NO3-、Na+ 、Cl-
D. Fe2+ 、K+ 、NO3- 、SO42–
C
在酸性溶液中(H+)，NO3-具有强氧化性，与S2-、SO32- 、I- 、Fe2+、Br- 等不能共存。
学以致用：
硝酸化学性质小结
1、硝酸具有酸的通性:
2、硝酸的不稳定性：
4HNO3 O2↑ + 2H2O + 4NO2↑
△
或光照
3、硝酸的强氧化性
①.硝酸能与大部分金属反应
②.硝酸能与许多非金属反应
应立即用大量的水冲洗，再用小苏打或肥皂洗涤.
万一不慎将
浓硝酸弄到
皮肤上，应
如何处理
③.NO3-/H+也有强氧化性
2点特殊
浓硝酸使紫色石蕊试液先变红后褪色
金属与硝酸反应一律不能置换出H2
浓硝酸、浓硫酸、浓盐酸性质对比
酸 通性 H+ 氧化性 强氧化性 热稳 定性 挥发性 吸水性 脱水性
盐酸
硫酸
硝酸
稳定
稳定
不稳定
易挥发
难挥发
易挥发
浓√
√
√
√
√
√
√
√
×
×
×
√
√
×
×
四、硝酸的用途
氮 肥
硝化纤维塑料
炸 药
染 料
硝酸盐
五.NO3-的检验
NaNO3 + H2SO4(浓)== NaHSO4 + HNO3
△
Cu + 4HNO3(浓)=Cu(NO3)2 + 2NO2 ↑+ 2H2O
浓H2SO4和Cu片
有红棕色的NO2产生,就可以证明含NO3- 。
将待测液浓缩
思考题：
工业上拟用Cu与适量的硝酸来制备Cu(NO3)2
下面是三位同学提出的三个方案:
甲:铜
浓硝酸
乙:铜
稀硝酸
丙:铜
空气
△
硝酸
请问:那一种方案最好 为什么
Cu(NO3)2
Cu(NO3)2
Cu(NO3)2
CuO
丙
【思考与交流】P16
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：
N2
H2
O2
O2
H2O
NH3
NO
NO2
HNO3
(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。
3. 2NO+O2=2NO2
4. 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
(以上反应都是氧化还原反应)
1.
N2+3H2
高温、高压
催化剂
2NH3
2.
4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O
催化剂
N2
NH3
NO
NO2
HNO3
O2
O2
H2O
0
-3
+2
+4
+5
N2发生还原反应
NH3发生氧化反应
NO发生氧化反应
NO2既发生氧化反应又发生了还原反应
【思考与交流】P16
H2
1、取四张湿润的蓝色石蕊试纸放在玻璃片上，然后按顺序分别滴加69%的硝酸、98.3%的硫酸、新制氯水、浓氨水，四张试纸最后呈现的颜色是 ( )
A、白、红、白、蓝 B、白、黑、白、蓝
C、白、白、白、蓝 D、红、黑、红、蓝
学 以 致 用
B
2、在下列反应中，HNO3既表现出氧化性，又表现出酸性的是
　A、H2S + 2 HNO3 = S↓+ 2NO2↑+ 2H2O
　B、CuO + 2 HNO3 = Cu（NO3）2 + H2O
　C、4HNO3 = 4 NO2↑+ O2↑+ 2 H2O
　D、3Cu + 8HNO3 = 3 Cu（NO3）2 + 2NO↑+ 4 H2O
（ D）
3、下列各组离子中，因发生氧化还原反应而不能大量共存于溶液中的是?
A、 H+、Na+、S2ˉ、NO3ˉ
B、 Cu2+、Zn2+、SO42ˉ、NO3ˉ?
C、 Na+、Ag+、NO3ˉ、Clˉ
D、 Mg2+、Na+、SO42ˉ、Clˉ?
（A）
学 以 致 用
4、下列关于硝酸正确的是( )
A.稀硝酸能与Fe发生反应,浓硝酸不能
B.浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂
C.稀硝酸是弱酸,浓硝酸是强酸
D. 稀硝酸与Cu反应,生成NO2,而浓硝酸 与Cu反应只生成NO,稀硝酸得电子 更多,故稀硝酸氧化性大于浓硝酸
B
5.下列事实体现了硝酸的什么性质？
A.强氧化性 B.酸性 C.不稳定性 D.挥发性
(1)浓硝酸存放在棕色瓶中密封保存( )
(2)浓硝酸和铜反应( )
(3)木炭和浓硝酸反应( )
(4)锌和硝酸不产生H2( )
(5)氧化铜溶于硝酸( )
(6)不用硝酸制SO2气体( )
(7)用铁槽存放浓硝酸( )
(8)检验SO42-时不能先用硝酸酸化( )
CD
AB
A
A
A
A
A
B
6、如何洗净一支内壁镀银的试管？
7、在加Zn粉能放出H2的溶液中能大量共存的离子组是
A. K+、Na+ 、Mg2+、 NO3- B. K+、Na+ 、SO42-、 Cl-
C. CO32-、 Cl- 、I-、NH4+ D. NH4+ 、Ba2+ 、K+、OH-
8、将1.92g铜粉与一定量浓硝酸反应，当铜粉完全作用时收集到气体1.12L（标准状况），则所消耗硝酸是物质的量是
A、0.12mol B、0.11mol C、0.09mol D、0.08mol
学 以 致 用
用稀硝酸洗
B
B
9、3.2g铜与过量硝酸反应，硝酸被还原为NO2和NO。反应后溶液中含H+amol,则此时溶液中含NO3-的物质的量为____________mol。
(a+0.1)
10、某单质跟浓硝酸反应时参加反应的单质与硝酸的物质的量之比为1:4，则该单质被氧化后元素化合价可能为 A.+1 B.+2 C.+3 D.+4
11、38.4mg铜跟适量的浓硝酸反应,全部溶解后,共收集
到气体22.4mL(标准状况),反应消耗的硝酸的物质的量
A.1.0×10-3 mol B. 1.6×10-3 mol
C. 2.2×10-3 mol D. 2.4×10-3 mol
√
√
√
电荷守恒
类似第8题
1、酸雨的定义：
——pH小于5.6的雨。其主要是含有硫酸和硝酸。
(1)SO2:
(2)NxOy:
硝酸工业产生的NO2、汽车发动机产生的高温使空气中的氮气和氧气反应生成氮氧化物等。
煤和石油的燃烧、含硫金属矿物的冶炼、以及制造硫酸、磷肥等产生的废气等。
成因：主要是大气中的SO2与NOx溶于水形成的。
2、酸雨的来源
五、酸雨及防治
硫酸型酸雨的形成过程
写出图中标号所示的化学方程式：
① ；
② ；
③ ；
④ 。
2SO2 + O2 2SO3
飘尘
△
SO3 + H2O＝H2SO4
②
③
2H2SO3 + O2 ＝ 2H2SO4
SO2 + H2O
H2SO3
硝酸型酸雨的形成过程
写出图中标号所示的化学方程式：
① ；
② 。
2NO＋O2 = 2NO2
3NO2＋H2O = 2HNO3＋NO
①酸化的地下水，危害人体健康
酸雨的危害：
损坏植物叶面导致森林死亡
②直接损伤农作物,破坏森林和草原,使土壤、湖泊酸化;
③加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的腐蚀。
酸雨对环境的危害
使湖泊中鱼虾死亡
乐山大佛遭受酸雨腐蚀
酸雨危害实例录
50年前,故宫太和殿台阶的栏杆上雕刻着各式各样精美浮雕花纹还清晰可见,而现在却大多是模糊不清,部分已成光板……
酸雨危害实例录
3. 酸雨的防治
(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
煤中含有S，燃烧时会产生SO2排放到空气中去污染空气，请利用学过的知识设计一个合理方案来减少煤燃烧时SO2的排放量，并写出有关方程式？
方案(一)：往煤中加Ca(OH)2、CaO、CaCO3等,煤燃烧产生的SO2和它们反应生成CaSO3, CaSO3再被氧化成CaSO4，从而减少了SO2排放量，主要反应为：
SO2 + Ca(OH)2 = CaSO3 + H2O
思考与交流
方案(二)：将燃烧后的尾气用过量的稀氨水洗涤。
2CaSO3 + O2 = 2CaSO4 (生产石膏）
SO2 + 2NH3 + H2O = ( NH4 )2SO3
2( NH4 )2SO3 + O2 =2 ( NH4 )2SO4
（生产氮肥）
C
1
练一练：
2．你认为减少酸雨产生的途径可采用的措施是(　　)
①少用煤做燃料　②把工厂烟囱造高　③燃料脱硫
④在已酸化的土壤中加石灰　⑤开发新能源
A．①②③　　　　　　B．②③④⑤
C．①③⑤ D．①③④⑤
C
练一练：