5.2.4 硝酸 酸雨及防治 课件(共29张PPT)-高一化学人教版必修第二册同步课件

(共29张PPT)
第二节　氮及其化合物
硝酸 酸雨及其防治
硝酸　酸雨及防治
第4课时
[学习目标]
1.掌握硝酸的性质及应用。
2.知道酸雨的成因及防治措施。
[重点难点]
1.浓、稀硝酸的性质。
2.硝酸与金属、非金属反应的特点。
情 景 引 入
思考3：为什么现场有大量红棕色的烟雾？
运输硝酸的铝槽车发生泄露事故，现场闻到刺鼻的气味，同时产生大量红棕色烟雾。消防员紧急调来大量沙子，在酸液流经之处垒起堤坝，并迅速运来熟石灰进行处理。
刚泄漏时
泄漏一段时间
情 景 引 入
思考：硝酸呈现出哪些物理性质？为什么现场有大量红棕色的烟雾？为什么可以用熟石灰处理泄漏出来的硝酸？金属可以与酸反应，为什么可以用铝槽车运输浓硝酸？
目标一 硝酸的性质及工业制法
挥发出来的HNO3分子遇到空气中的水分子结合成的小液滴，实际是雾。
质量分数为69%的硝酸为浓硝酸
质量分数为98%以上的硝酸为“发烟硝酸”
1. 硝酸的性质
颜色 挥发性 气味 状态 溶解性 密度
无色
刺激性气味
比水大
与水任意比例互溶
液体
易挥发
棕色试剂瓶，玻璃塞，放在阴凉处
(1)不稳定性
浓硝酸分解产生的NO2又溶于硝酸而使其呈黄色
浓硝酸如何保存？
思
考
4HNO3 === 2H2O＋4NO2 ↑ ＋O2 ↑
光照
或△
(2)酸性
Na2O＋2H＋===2Na＋＋H2O
OH—＋H＋===H2O
和氢氧化钠反应
和氧化钠反应
和碳酸钙反应
CaCO3＋2H＋ === Ca2＋＋CO2↑＋H2O
强酸，具有酸的通性
酸的通性
思考1
提示：硝酸显酸性使石蕊溶液变红，因强氧化性而具有漂白性，又使其褪色。
若把硝酸滴加到石蕊溶液中，溶液先变红后褪色，出现该现象的原因是什么？
(3)强氧化性
①与金属铜的反应：
浓度不同，与金属反应的产物也不同
实验装置
实验现象
化学方程式
实验结论
Cu＋4HNO3(浓)===
Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
3Cu＋8HNO3(稀)===
3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
浓 HNO3：铜丝变细，产生大量红棕色气体，溶液逐渐变绿
稀HNO3 ：铜丝变细，开始产生少量无色气体，反应逐渐加快，气体在试管上部变为红棕色，溶液逐渐变蓝
浓 HNO3与金属铜反应生成NO2 ，稀 HNO3 与金属铜反应生成NO ，浓HNO3的氧化性更强
思考2
(1)一定量的金属铜放入浓硝酸后，金属铜有剩余，推测产生的气体成分可能有哪些 再向其中加入少量的稀硫酸，金属铜还会继续溶解吗
提示： 产生的气体可能是 NO2 和 NO 的混合气体。向有金属铜剩余的溶液中加入少量稀硫酸，稀硫酸提供氢离子，与溶液中的 会继续与铜反应。
思考2
Fe过量时：Fe+4HNO3(稀) === Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
Fe+2Fe(NO3)3 === 3Fe(NO3)2
Fe少量时：Fe+4HNO3(稀) === Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
总反应：3Fe+8HNO3(稀) === 3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O
(2)铁在常温下可以和稀硝酸反应，预测铁与稀硝酸反应的产物，试写出化学方程式。
提示：硝酸与变价金属(如 Fe )反应，根据金属量的多少分别得到高价、低价或两种价态共存的混合物。
目标一 硝酸的性质及工业制法
常温下，铁、铝的表面被浓 HNO3 或浓 H2SO4氧化，生成一层致密的氧化物薄膜，阻止了酸与内层金属的进一步反应。所以常温下可以用铁或铝制容器来盛装浓HNO3 或浓H2SO4。
加热时：
Al + 6HNO3(浓) === Al(NO3)3+ 3NO2↑+ 3H2O
Fe + 6HNO3(浓) === Fe(NO3)3+3NO2↑+ 3H2O
② 钝化
当加热时，铁、铝会与浓HNO3 或浓 H2SO4 发生反应。
C + 4HNO3(浓) === 2H2O + 4NO2↑ + CO2↑
△
S + 6HNO3(浓) === H2SO4+ 6NO2↑ + 2H2O
△
与非金属反应
非金属的产物是高价氧化物(或酸）
硝酸的产物一般是NO2
P＋5HNO3(浓) === H3PO4＋5NO2↑＋H2O
小结
红磷被热的浓硝酸氧化：
预测
③ 浓HNO3 与非金属(碳、硫)的反应
△
重要的化工原料，用于制化肥、农药、炸药、染料等。
2. 硝酸的工业制法
①
②
③
④
N2
H2
O2
O2
H2O
NH3
NO2
HNO3
NO
序号 反应物中含氮物质的类别氮元素化合价的变化 化学方程式 含氮物质发生反应的类型
①
②
单质，0→ -3
4NH3+5O2 === 4NO+6H2O
催化剂
氢化物， -3→+2
还原反应
氧化反应
N2 + 3H2 2NH3
重要的化工原料，用于制化肥、农药、炸药、染料等。
2. 硝酸的工业制法
①
②
③
④
N2
H2
O2
O2
H2O
NH3
NO2
HNO3
NO
序号 反应物中含氮物质的类别氮元素化合价的变化 化学方程式 含氮物质发生反应的类型
③
④
2NO＋O2===2NO2
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
氧化物，+2→+4
氧化物， +4→+5 、 +2
氧化反应
氧化反应和还原反应
练习1
判断正误
(1)硝酸可与Na2SO3反应生成SO2(　　)
(2)稀硝酸可溶解Fe(OH)2生成Fe(NO3)2和水(　　)
(3)碳、铜与浓硝酸反应时，浓硝酸只表现强氧化性(　　)
(4)在常温下Fe和Al在浓硫酸和浓硝酸中发生钝化，说明常温下浓硫酸和浓硝酸与Fe和Al不反应(　　)
(5)王水是浓硝酸和浓盐酸体积比为1∶3的混合物，其氧化性比浓硝酸强(　　)
×
×
×
×
√
练习2
硝酸有广泛的用途，下列关于硝酸的叙述中，正确的是(　 　)
A. 溶有NO2的浓硝酸可作火箭中的助燃剂
B. 现代工业中使用硝石与浓硫酸反应制硝酸
C. 稀硝酸与铜反应生成NO，而浓硝酸与铜反应则生成NO2，说明稀硝酸的氧化性更强
D. 稀硝酸具有酸性，可与硫化亚铁反应生成硫化氢气体
A
火箭的燃料是偏二甲肼，助燃剂是N2O4，N2O4可由NO2低温转化，浓硝酸受热分解为NO2，所以溶有NO2的浓硝酸可作火箭的助燃剂，A正确；实验室可使用硝石与浓硫酸反应制硝酸，B不正确；浓硝酸氧化性更强，C不正确；稀硝酸与硫化亚铁的反应为氧化还原反应，最终得不到硫化氢，D不正确。
硝 酸 的 氧 化 性
(1)硝酸与金属反应不能生成氢气。硝酸浓度不同，其还原产物不同，一般情况下，浓硝酸被还原为NO2，稀硝酸被还原为NO。
(2)硝酸能与大多数金属(金、铂等除外)反应，将金属氧化为高价态金属的硝酸盐。但在常温下，浓硝酸能使铁、铝钝化。
归纳总结
目标二 酸雨及防治
煤、石油和某些含硫的金属矿物的燃烧或冶炼。
(1)SO2、NOx 的来源
SO2：
NOx：
汽车发动机中，N2与O2反应生成NOx
(2)酸雨的形成
1. 酸雨
金属的冶炼
硝酸工业
大气中SO2与NOx溶于水，形成pH小于5.6的雨水。
硫酸型酸雨：
SO3＋H2O===H2SO4
2H2SO3＋O2===2H2SO4
硝酸型酸雨：
2NO＋O2===2NO2
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
反应原理：
2SO2＋O2 === 2SO3
粉尘
反应原理：
SO2＋H2O === H2SO3
2. 酸雨的危害与防治
(1)危害：酸雨能直接损伤农作物，破坏森林和草原，使土壤、湖泊酸化，加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的腐蚀。
(2)防治：
①消除污染源，改变能源结构，开发利用清洁能源。
②对酸性物质的排放加以控制，对排放的二氧化硫、氮氧化物等物质采取吸收、回收处理等措施。
练习
(1)空气中的SO2溶于水最终形成酸雨(　　)
(2)汽车排放的尾气、硝酸厂和化肥厂的废气都含有氮氧化物(　　)
(3)工业废水任意排放是造成酸雨的主要原因(　　)
(4)安装煤炭燃烧过程的固硫装置主要是为了提高煤的利用率(　　)
(5)大量燃烧化石燃料排放的废气中含大量的CO2，从而使雨水的pH＜5.6(　　)
√
√
×
×
×
SO2、NOx的消除方法
(1)SO2的消除方法
①钙基固硫法：
将生石灰和含硫的煤混合燃烧，S转化为CaSO4
反应原理：CaO＋SO2 === CaSO3
△
2CaSO3＋O2 === 2CaSO4
总反应：2CaO＋2SO2＋O2 === 2CaSO4
△
②氨水脱硫法：将SO2通过氨水并氧化生成氮肥(NH4)2SO4。
反应原理：2NH3·H2O＋SO2 ===(NH4)2SO3＋H2O
2(NH4)2SO3＋O2 === 2(NH4)2SO4
③碱液吸收法
SO2+2NaOH === Na2SO3+H2O
归纳总结
(2)NOx的消除
①碱液吸收法
NO2+NO+2NaOH === 2NaNO2+H2O
2NO2+2NaOH === NaNO3+NaNO2+H2O
NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)≥n(NO)
②催化转化法
4NH3+6NO === 5N2+6H2O
高温
催化剂
NOx+CO→N2+CO2
NO → N2
NH3
2NO+2CO === N2+2CO2
高温
催化剂
汽车尾气处理
归纳总结
SO2、NOx的消除方法
课 堂 小 结
硝酸
酸雨及防治
硝酸的物理性质
硝酸的化学性质
硝酸的工业制法
酸雨的形成
酸雨的防治
硝酸、酸雨及防治
1. (2022·苏州高一月考)下列反应既表现硝酸的酸性，又表现硝酸的氧化性的是(　　)
A. CuO＋2HNO3===Cu(NO3)2＋H2O
B. FeO＋4HNO3(浓)===Fe(NO3)3＋2H2O＋NO2↑
C. C＋4HNO3(浓)===CO2↑＋2H2O＋4NO2↑
D. NH3＋HNO3===NH4NO3
1
2
自我测试
B
仅表现酸性
仅表现酸性
仅表现氧化性
1
2
自我测试
2. 近年来，环境问题越来越引起人们的重视。温室效应、酸雨、臭氧层破坏、赤潮等已经给我们赖以生存的环境带来较大的影响，造成酸雨的主要有害物质是（ ）
A. 二氧化碳
B. 硫和氮的氧化物
C. 含氟化合物
D. 化肥和含磷洗衣粉的使用及其污水的排放
B
造成温室效应
臭氧层空洞
水体富营养化