5.2《氮及其化合物——硝酸、酸雨及防治》（第4课时）课件(共27张PPT)

(共27张PPT)
第4课时 硝酸、酸雨及防治
第五章
化工生产中的重要非金属元素
第 二 节 氮及其化合物
选择性必修一
4th
玻尔是丹麦的物理学家，曾获得诺贝尔奖。二战中，玻尔被迫离开祖国，他决定将诺贝尔金质奖章溶解在一种溶液里，装于玻璃瓶中。后来，纳粹分子窜进玻尔的住宅，那瓶溶有奖章的溶液就在眼皮底下，他们却一无所知。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---它凝聚着玻尔对祖国无限的热爱和无穷的智慧。
导入
这种溶液是什么？
玻尔巧藏诺贝尔金质奖章
学习目标
化工生产中的重要非金属元素
1、掌握硝酸的物理性质。
2、认识硝酸的不稳定性。
3、掌握硝酸的化学性质。
4、认识酸雨的形成以及防治。
5、知道酸雨的测定。
颜色 气味 挥发性 状态 沸点 密度
无色
有刺激性气味
易挥发
液体
83℃
1.5027g/cm3
一、硝酸的物理性质
① 硝酸能与水任意比互溶
② 常用浓硝酸质量分数为69％。
③ 质量分数为98%以上的硝酸
为“发烟硝酸”
二、硝酸的化学性质
1.硝酸的酸性
HNO3 = H+ + NO3-
与金属反应不产生H2。
★注意：
H+
与酸、碱指示剂作用
与金属作用
与金属氧化物作用
与碱作用
与某些盐作用
浓硝酸的保存：
棕色瓶、玻璃塞并于低温、避光处保存
2.硝酸的不稳定性
4HNO3===2H2O+4NO2↑+O2↑
或光照
（浓硝酸常因溶有NO2显黄色。）
硝酸泄漏
二、硝酸的化学性质
二、硝酸的化学性质
【实验5-8】
如图5-14所示，在橡胶塞侧面挖一个凹槽，并嵌入下端卷成螺旋状的铜丝。向两支具支试管中分别加入2mL浓硝酸和稀硝酸，用橡胶塞塞住试管口，使铜丝与硝酸接触，观察并比较实验现象。向上拉铜丝，终止反应。
实验现象 浓硝酸反应比较 ，铜丝逐渐 ，产生 气体，溶液逐渐变成 ；
稀硝酸反应比较 ，铜丝逐渐溶解，产生 气体，溶液逐渐变成 .
实验结论 铜与浓硝酸常温下剧烈反应生成 ；铜与稀硝酸常温下缓慢反应生成 ；硝酸无论浓、稀都有 ，而且浓度越大，氧化性 。
剧烈
蓝色
缓慢
无色
蓝色
强氧化性
越强
红棕色
溶解
Cu(NO3)2和NO2
Cu(NO3)2和NO
Cu + 4HNO3(浓）===Cu(NO3)2 + 2NO2↑+2H2O
3Cu + 8HNO3(稀） ===3 Cu(NO3)2 + 2NO↑+4H2O
3.与金属的反应
①与铜反应：
----- 强氧化性和酸性
二、硝酸的化学性质
二、硝酸的化学性质
思考
①在上述的两个反应中硝酸都表现出哪些性质。
③上述两反应中，若有1molCu消耗，则被还原的硝酸的物质的量分别是多少？
②写出上述两反应的离子反应方程式
氧化性和酸性
2mol和2/3mol
Cu+4H++2NO3- ＝Cu2++2NO2↑+2H2O
3Cu+8H++2NO3-= 3Cu2++ 2NO↑+4H2O
②与铁、铝反应：
铁、铝能与稀硝酸或稀硫酸反应，但在常温下，铁、铝表面被浓硝酸或浓硫酸氧化，生成了一层致密的氧化物薄膜而 ，这层膜阻止了酸与内层金属的进一步反应，所以可以用 制容器或 制容器盛装浓硝酸。 时，铁、铝可以与浓硝酸反应。
钝化
铁
铝
加热
二、硝酸的化学性质
硝酸与铁的反应规律
Fe（少量） + 4HNO3(稀) = Fe(NO3)3 + NO↑+ 2H2O
Fe + 2Fe(NO3)3 = 3Fe(NO3)2
3Fe （过量）+ 8HNO3(稀) = 3Fe(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O
二、硝酸的化学性质
二、硝酸的化学性质
王 水
浓硝酸和浓盐酸的混合物（体积比为1:3）叫做王水，能使一些不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。
5.与还原性的酸、碱、盐、金属氧化物发生反应
H2S、HI、HBr、Fe(OH)2 、Na2SO3、Fe3O4、FeO、SO2
5.氧化有机物 （浓硝酸能使石蕊试液先变红后褪色）
4.与非金属单质反应
----- 强氧化性
离子共存：NO3-（H+）、ClO-、MnO4-、Fe3+
与S2-、SO32-、I-、Fe2+等离子溶液中不能大量共存。
二、硝酸的化学性质
C+4HNO3(浓) ===2H2O+4NO2 ↑ +CO2 ↑
硝酸是重要的化工原料，也是化学实验室里必备的重要试剂。在工业上可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等。
三、硝酸的用途
四、硝酸的制备
1.硝酸的工业制法－氨的催化氧化法
有关化学方程式:
N2→NH3: 。
NH3→NO: 。
NO→NO2: _______________________________。
NO2→HNO3: 。
4NH3+5O2 4NO+6H2O
2NO+O2===2NO2
3NO2+H2O===2HNO3+NO
N2+3H2 2NH3
高温高压
催化剂
四、硝酸的制备
1.硝酸的工业制法－氨的催化氧化法
想一想：尾气包括哪些气体？怎样处理？
写出有关反应的化学方程式。
NO2 + NO+ 2NaOH = 2NaNO2 + H2O
尾气中包含NO2和NO气体，所以需要用氢氧化钠溶液来吸收尾气：
四、硝酸的制备
2.硝酸的实验室制法
NaNO3 + H2SO4(浓) === NaHSO4 + HNO3↑
△
思考1：温度如何控制？
温度不能太高，否则硝酸会分解。
故生成物是NaHSO4 。
思考2：能否采用制氯化氢的装置制硝酸？
如图，不能，因硝酸蒸汽腐蚀橡胶塞和胶管。
高沸点酸
制
低沸点酸
HCl制取装置
五、酸雨
1、酸雨：主要指 pH小于5.6 的雨水，主要含有硫酸和硝酸。
2、硫酸型酸雨：
3、硝酸型酸雨：
SO3
H2SO3
H2O
S
SO2
O2
H2SO4
O2
O2
H2O
NO2
O2
N2
NO
O2
HNO3
H2O
硫酸型酸雨：
硝酸型酸雨：
SO3
H2SO3
H2O
S
SO2
O2
H2SO4
O2
O2
H2O
NO2
O2
N2
NO
O2
HNO3
H2O
六、酸雨的成因
六、酸雨的成因
煤、石油和某些金属矿物中含有硫，在燃烧或冶炼时往往会生成二氧化硫。在机动车发动机中，燃料燃烧产生的高温条件会使空气中的氮气与氧气反应，生成氮氧化物。二氧化硫、氮氧化物以及它们在大气中发生反应后的生成物溶于水会形成酸雨。
酸雨有很大的危害，能直接损伤农作物，破坏森林和草原，使土壤、湖泊酸化，还会加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的腐蚀。
七、酸雨的危害
(3)种植能够吸收SO2的有关树木(如臭椿、垂柳、柳杉）等
(1)调整能源结构，积极开发新能源
(2)对煤进行处理（其中含硫为0.3%-5%) ，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；
(4)加强工厂废气的回收处理；
(5)改进汽车尾气处理技术，控制尾气排放
八、酸雨的防治
【研究与实践】
测定雨水的pH
研究目的：
酸雨对环境危害巨大，人们已经采取多种措施来防
治酸雨。通过以下活动了解测定雨水pH的方法，认识酸雨的危害，激发保护环境的紧迫感。
研究任务：收集资料并测定雨水的pH.
【结果与讨论】
（1）通过测定数据判断降雨是否为酸雨。若是酸雨，
分析形成原因，并提出减轻酸雨危害的建议。
（2)本次实践活动及结果对你有什么启发？
撰写研究报告,并与同 学讨论。
课堂小结
课堂小结
课堂练习
1.下列反应中硝酸既能表现出酸性又表现出氧化性的是 (　　)
A.使石蕊试液变红
B.与铜反应放出NO气体,生成Cu(NO3)2
C.与Na2CO3反应放出CO2气体,生成NaNO3
D.与S单质混合共热时生成H2SO4和NO2
B
课堂小结
2.工业上用废铜屑作原料制备硝酸铜，下列四种方法中，从节约原料和污染保护的角度考虑适宜采用的是（ ）
A．Cu + HNO3(浓) → Cu(NO3)2
B．Cu +HNO3(稀) → Cu(NO3)2
C．Cu → CuO → Cu(NO3)2
D．Cu → CuSO4 → Cu(NO3)2
C
解析：根据反应的方程式可知，选项ABD中都能产生大气污染物NO2、NO、SO2，C中没有污染物产生，且原料利用率高，所以正确的答案选C。
感谢您的观看
选择性必修一
THS