化学人教版（2019）必修第二册5.2.4 硝酸（共35张ppt)

(共35张PPT)
第二节 氮及其化合物
第五章化工生产中的重要非金属元素
第4课时 硝酸
硝酸的个人阐述
大家好！我的名字叫硝酸，内心纯净透明，热衷于穿棕色的衣服，爱好广泛，喜欢游泳，向往自由，有机会就在空气中溜达，有一些人不喜欢我，因为我会散发出刺激性的味道。但是，一个名叫“工业”的人相当喜欢我。告诉大家一个秘密，我有双重人格，主人格（+5价的氮元素）很强势，次人格（+1价的氢元素）比较温婉，和金属交往，主人格强势牵手，但并不是所有的金属都能牵手成功，有的牵手成功一瞬间就遭到了反对，我也是很无奈呀！如果你深入的了解我，一定会喜欢我！现在，开启我们愉快的相处之旅吧......
硝酸
无色液体
很强
沸点低，易挥发
跟水任意比互溶，溶解放出大量热。
1、硝酸的物理性质
A.色态：
B.腐蚀性：
C.沸点：
D.溶解性：
四、硝酸（HNO3）
95%以上的硝酸称为“发烟硝酸”
1）酸的通性
①与指示剂反应:稀硝酸使石蕊试液由紫变红；浓硝酸使紫色石蕊试液先变红后褪色 ；
②与碱的反应，生成盐和水；
③与碱性氧化物反应生成盐和水；
④与盐的反应生成新盐和新酸
Fe2O3+ 6H+ = 2Fe3+ + 3H2O
H+ + OH- = H2O
Na2CO3+HNO3= Na2SO4+CO2↑+ H2O
2、硝酸的化学性质
4HNO3=====4NO2↑+O2↑+2H2O
光照或加热
注：
③通常见光易分解的物质有：HClO、HNO3
2）不稳定性
②久置的浓硝酸中，因硝酸分解产生的NO2又溶于硝酸而使其呈黄色
①保存硝酸要用棕色瓶（防光）、玻璃塞（胶塞易被氧化），置于阴凉处（防热）
①常温下，铁、铝遇浓硝酸钝化
②王水的配制：
③与金属反应：
浓硝酸→NO2，稀硝酸→NO，无H2放出
Ⅰ、铜与硝酸反应：
3）强氧化性
浓硝酸与浓盐酸体积比为1:3配制成，可溶解金和铂
Cu+4HNO3（浓）=Cu(NO3)2+2H2O+2NO2↑
Cu+4H++2NO3-=Cu2++2H2O+2NO2↑
3Cu+8HNO3（稀）=3Cu(NO3)2+4H2O+2NO↑
3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++4H2O+2NO↑
现象：
1、浓硝酸与铜：
2、稀硝酸与铜：
试管内产生大量红棕色气体，溶液逐渐变绿，铜丝逐渐变细
试管上部出现红棕色气体，溶液逐渐变蓝，铜丝逐渐变细
Ⅱ、铁与硝酸反应：
硝酸过量：
Fe+4HNO3（稀）=Fe(NO3)3+2H2O+NO↑
Fe+4H++NO3-=Fe3++2H2O+NO↑
硝酸不足：
3Fe+8HNO3（稀）=3Fe(NO3)2+4H2O+2NO↑
3Fe+8H++2NO3-=3Fe2++4H2O+2NO↑
④与非金属反应：
C+4HNO3(浓)=CO2↑+4NO2↑+2H2O
⑤与还原性离子反应：
SO32-→SO42-、Fe2+→Fe3+、I-→I2
浓硫酸 HNO3
稳定性
酸的通性
与Cu 反应
钝化现象
与C 反应
吸水性 脱水性
使Fe、 Al 钝化
浓硝酸 使Fe、 Al 钝化
有吸水性、脱水性
无
Cu+2H2SO4 （浓）=== CuSO4+SO2↑+2H2O
△
Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3Cu+8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
4HNO3(浓)+C=4NO2↑+CO2↑+2H2O
2H2SO4(浓)+C==2SO2↑
+CO2↑+2H2O
△
浓硫酸与硝酸的比较
稳定
不稳定
是
是
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.使石蕊溶液变红
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
2.下列有关浓硝酸的说法不正确的是（ ）
A.实验室常用浓硝酸与金属锌反应制备氢气
B.常温下浓硝酸能使金属铝钝化
C.浓硝酸不稳定，见光易分解，需要避光保存
D.浓硝酸易挥发，打开瓶塞，瓶口有白雾产生
A
三阶段 三反应 三设备
NO氧化成NO2 热交换器
硝酸的生成 吸收塔
氨的催化氧化 转化器
4NH3+ 5O2 === 4NO+6H2O
催化剂
△
2NO+ O2 === 2NO2
3NO2+H2O=2HNO3+NO
3.工业上制硝酸的原理
催化剂
NH3空气
空气NH3
热交换器
转化器
吸收塔
工业制备硝酸的流程
NO、O2、N2等
NO2、O2、N2等
HNO3
H2O
下图所示装置是某化学小组模拟工业生产制取HNO3，其中a为一个可持续鼓入空气的橡皮球。
请回答下列问题：
(1)写出装置B中发生反应的化学方程式 ______。
(1)装置C中浓硫酸的作用是______。
干燥气体、吸收多余的氨气
(2)实验室制取NH3,也可以用浓氨水与生石灰反应，反应的化学方程式为______。
CaO+NH3 H2O=NH3↑+Ca(OH)2
(3)某同学想用无水氯化钙代替碱石灰，并设计如图所示装置进行验证。实验步骤如下：
①用烧瓶收集满干燥的氨气，立即塞上如图所示的橡胶塞
②正立烧瓶，使无水氯化钙固体滑入烧瓶底部，摇动，可以观察到的现象是______，由此该同学得出结论：不能用CaCl2代替碱石灰来干燥氨气。
气球膨胀
硝化炸药军事上用得比较多的是2, 4, 6-三硝基甲苯(TNT)。它是由甲苯与浓硝酸和浓硫酸反应制得的，是-种黄色片状物，具有爆炸威力大、药性稳定、吸湿性小等优点，常用做炮弹、手榴弹、地雷和鱼雷等的炸药，也可用于采矿等爆破作业。
【科学态度与社会责任】
硝酸甘油用于治疗冠心病
制化肥、农药、染料等
【科学态度与社会责任】
“三酸两碱”是重要的化工原料，是指: 硝酸、硫酸、盐酸、烧碱、纯碱
“三酸两碱”是衡量一个国家化工发展水平的标志
【科学态度与社会责任】
①原子守恒法
②电子得失守恒法
③电荷守恒法
④利用离子方程式计算法
4.硝酸与金属计算:
1、原子守恒法
Cu + 4HNO3(浓) = Cu(NO3)2 + 2NO2 ↑ + 2H2O
HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用以NO3-的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂转化为还原产物，这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3物质的量。
n(反应的硝酸)
= n(被还原的硝酸)+ n(未被还原的硝酸)
= n(氮的氧化物)+2n(Cu2+)
例.25.6mgCu跟含有1.4×10-3 mol的硝酸恰好完全反应,反应完毕后收集到的气体在标准状况下的体积为( )
A．7.84 mL B．13.44 mL
C．15.68 mL D．17.92 mL
B
2、电子得失守恒法
HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。
例.某二价金属与硝酸反应时，金属与硝酸所消耗的物质的量之比为2:5，则HNO3的还原产物是 （ ）
A.NH4NO3 B.N2O C.NO D.NO2
AB
HNO3过量时反应后溶液中（不考虑OH-）则有：
c(NO3- )=c(H+)+nc(Mn+)(Mn+代表金属离子)。
3、电荷守恒法
例.3.2 g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+ a mol,则此时溶液中含NO3-的物质的量为__________mol。
(a+0.1)
4、利用离子方程式计算法
金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO 3- 在H2SO4提供H+的条件下能继续与金属反应，因此此类题目应用离子方程式来计算，先作过量判断,然后根据完全反应的金属或H+或NO3-进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。
例. 1L稀硝酸和稀硫酸的混合液，其物质的量浓度分别为0.1mol/L和0.4mol/L。若向该混合液中加入足量的铜粉，则最多能溶解铜粉的质量为 ( ) 　
A.2.4g B.3.2g　 C. 6.4g D.9.6g
D
1.酸雨的概念
正常雨水的pH约为5.6，这是因为雨水中溶解了 的缘故。pH＜5.6的降水称为酸雨。
二氧化碳
五、酸雨及防治
2.酸雨的形成
(1)大气中的 、____ ____及它们在大气中发生反应后的生成物溶于____而形成酸雨。
(2)酸雨的形成过程
二氧化硫
氮氧化物
雨水
Ⅰ.硫酸型酸雨的形成过程：
①SO2→SO3：____________________。
②SO2→H2SO3：__________________。
③SO3→H2SO4：___________________。
④H2SO3→H2SO4：______________________。
SO3＋H2O===H2SO4
2H2SO3＋O2===2H2SO4
Ⅱ.硝酸型酸雨形成过程：
①NO→NO2：_________________。
②NO2→HNO3：_________________________。
2NO＋O2===2NO2
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
SO2＋H2O H2SO3
2SO2＋O2 2 SO3
△
催化剂
3.酸雨的危害及防治
(1)酸雨的危害
①直接 农作物，破坏森林和草原，使土壤、湖泊 。
②加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的 。
③导致地下水中重金属元素含量增加，污染水源，危害人体健康。
损伤
酸化
腐蚀
伦敦光化学烟雾
洛杉矶光化学烟雾
广州
光化学烟雾
洛杉矶光化学烟雾
水华
赤潮
酸雨洗涤过的森林和雕塑
保护环境，从我做起！
(2)酸雨的防治
①消除 ，改变能源结构，开发利用清洁能源，如太阳能、风能、氢能等。
②对 的排放加以控制，如燃料脱硫处理，废气中二氧化硫回收利用、控制汽车尾气排放等。
③健全法律法规，严格规定污染物的排放标准，提高环境保护意识。
污染源
酸性物质
水吸收
碱吸收或氧化剂
还原剂
应用氮元素的二维图设计转化方案,实现氮氧化物的无害化处理
知识拓展 如何减少主要污染源—NO2
方法1：SCR（选择性催化还原）
知识拓展 如何减少主要污染源—NO2
8NH3+6NO2 ===7N2+12H2O
催化剂
方法2：碱液吸收法
2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O
方法3：NSR(NOX储存还原)
方法4：汽车尾气催化转化器
2NO2+4CO==4CO2+N2
知识拓展 如何减少主要污染源—NO2