5.2氮及其化合物第3课时 课件 （共52张ppt）2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

(共52张PPT)
第二节 氮及其化合物
第3课时 硝酸 酸雨及防治
学习任务一 硝酸的性质及工业制备
学习任务二 酸雨及防治
学习任务一 硝酸的性质及工业制备
【新知自主预习】
一、硝酸的性质
1.物理性质
硝酸是____色、____挥发的液体,有刺激性气味。
无
易
2.化学性质
（1）酸性：硝酸溶液中含有 ，具有酸的化学通性。
（2）不稳定性
浓硝酸见光或受热会分解产生 ，化学方程式为
_ _________________________________。
［注意］ 由于浓硝酸见光或受热分解，一般浓硝酸保存在带有玻璃
塞的棕色试剂瓶中，并放置在阴凉处。
（3）强氧化性
硝酸是一元强酸,具有酸的______，但硝酸与金属反应一般________
。硝酸无论浓、稀都有强氧化性,而且浓度越大氧化性越强。
①硝酸与铜的反应［教材实验
实验 操作 _______________________________________ 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
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
通性
不产生
实验 现象 浓硝酸与铜反应时，试管内产生大量________气体，溶液逐
渐______，铜丝逐渐变细；稀硝酸与铜反应时，试管内开始产生
少量______气体，反应逐渐加快，气体在试管上部变为红棕色，
溶液逐渐______，铜丝逐渐变细
反应 原理 稀硝酸与铜反应：_____________________________________
______________________________________________________；
浓硝酸与铜反应：_________________________________________
________________________________________________________
红棕色
变绿
无色
变蓝
（稀）
续表
②硝酸与非金属反应
浓硝酸可与非金属单质（碳、硫、磷等）在加热条件下反应，非金
属单质被氧化，转化为最高价含氧酸（或酸性氧化物）。加热时，
浓硝酸与碳的反应：
。
［注意］①常温下,冷的浓硝酸能使铁、铝等______，属于化学反应，
表面生成致密氧化膜。
②王水是________和________的混合物,体积比为_____,能使不溶于
硝酸的金、铂等溶解。
钝化
浓盐酸
浓硝酸
二、工业制备硝酸
工业上制硝酸的原理是将氨经过一系列反应得到硝酸，如图所示：
写出上述转化中每一步的化学方程式，并分析含氮物质发生的是氧
化反应还是还原反应。
①_ ________________________， 发生______反应；
②_ ___________________________， 发生______反应；
③__________________， 发生______反应；
④___________________________， 既发生氧化反应又发生还原
反应。
还原
氧化
氧化
【核心知识讲解】
1.硝酸与金属反应的一般规律
（1）与、等不活泼金属反应时，浓硝酸的还原产物为 ，稀
硝酸的还原产物为 。反应过程中硝酸会变稀，因此与浓硝酸反应
往往得到和的混合气体。硝酸与金属反应时,一般没有 产生。
例如：
（稀）
（2）常温下，、 在浓硝酸中发生钝化，王水（浓硝酸与浓盐酸
体积比为）可溶解、 。
（3）硝酸与金属反应的计算
灵活运用原子守恒、得失电子守恒及溶液中的电荷守恒关系。例如
与 反应中有以下等量关系：
原子守恒：反应前所有的只存在于中，反应后含 的物质
有的还原产物（假设有、）和，若 过量，
则过量中也含 ，则有
。
②得失电子守恒：反应中失去电子的是参加反应的 ，
；得到电子的是被还原的 （假设还原产物为
、），、 。根据得失电子
守恒，则有 。
③电荷守恒：在任何溶液中，阴离子所带负电荷总数与阳离子所带
正电荷总数是相等的。在与反应后的溶液中，若 不过
量，阳离子只有，阴离子只有（此类计算不考虑 电离
出的极少量的、）；若过量，溶液中的阳离子有
和，阴离子只有。则若不过量： ；
若过量： 。
2.硝酸与非金属的反应
（1）加热时，稀硝酸与非金属单质（如C等）不发生反应。
（2）加热时，浓硝酸与非金属单质（如C等）发生反应，生成 、
非金属的氧化物（或相应含氧酸）。
例如， 。
【知识迁移应用】
例1 [2024·浙江绍兴期中] 一定温度下,探究铜与稀HNO3反应,过程如图
所示,下列说法错误的是 (　)
A.过程Ⅰ中生成无色气体的离子方程式为
3Cu+2N+8H+ = 3Cu2++2NO↑+4H2O
B.过程Ⅱ中无色气体变为红棕色的反应为2NO+O2 = 2NO2
C.由实验推测,②振荡时可能发生反应:4NO2+O2+2H2O = 4HNO3
D.当活塞不再移动时,再抽入空气,铜不能再继续溶解
√
[解析] 过程Ⅰ中,铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水,离子方程式为
3Cu+2N+8H+ = 3Cu2++2NO↑+4H2O,A正确;
过程Ⅱ抽入空气,无色气体变为红棕色,发生反应:2NO+O2 = 2NO2,
②振荡时,NO2、O2可与H2O反应:4NO2+O2+2H2O 4HNO3,B、C正确;
当活塞不再移动时,再抽入空气,NO与氧气、水反应生成硝酸,因此铜
可以继续溶解,D错误。
例2 [2024·江苏苏州期中] 将38.4 g铜与150 mL一定浓度的硝酸反应,
铜完全溶解,产生的NO和NO2混合气体折算为标准状况下的体积为
11.2 L,若铜与硝酸刚好反应完全,则原硝酸溶液中HNO3的物质的量
是 (　)　　　　　 　　　　　 　　　　　
A.1.7 mol B.2.0 mol C.3.0 mol D.1.5 mol
√
[解析] 依次发生反应为Cu+4HNO3(浓) = Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O、
3Cu+8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O;38.4 g Cu的物质的量为
=0.6 mol,混合气体的物质的量为=0.5 mol。
铜与硝酸刚好反应完全,生成硝酸铜、NO和NO2,由N原子守恒可知:
n(HNO3)=2n[Cu(NO3)2]+n(NO)+n(NO2)=2×0.6 mol+0.5 mol=1.7 mol。
［方法技巧］ 硝酸与金属反应计算问题的思维模板
学习任务二 酸雨及防治
【新知自主预习】
1.酸雨
2.与 的主要来源、危害和防治
① :主要来源于__________和某些含硫金属矿物的燃烧或冶炼;
② :主要来自__________
煤、石油
汽车尾气
（1）来源
①调整能源结构,发展______能源;
②研究煤的脱硫技术、改进燃烧技术、减少二氧化硫和氮氧化物的排放;
③加强工厂废气的回收处理;
④改进汽车尾气的处理技术,控制尾气排放
清洁
（2）防治
【情境问题思考】
煤、石油和某些金属矿物中含有
硫，在燃烧或冶炼时常会产生 。
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与 反应，
生成氮氧化物。它们会污染环境，危
害人体健康。
问题一： 排放到大气中的 是如何转化成硫酸型酸雨的？请结合
化学方程式描述其转化路径。
提示：排放到空气中的 在氧气和水蒸气的共同作用下形成酸雾，
随雨水降落成为硫酸型酸雨。
、 ；
、 。
问题二： 排放到大气中的氮氧化物是如何转化成硝酸型酸雨的？请
结合化学方程式描述其转化路径。
提示：排放到空气中的氮氧化物，与反应生成， 与空
气中的水蒸气反应生成 ，随雨水降落成为硝酸型酸雨。
、 。
【知识迁移应用】
例3 如图为某城市某日空气质量报告,下
列叙述与报告内容不相符的是 ( )
A.该日空气首要污染物是
B.该市空气质量等级属于重度污染
C.污染物 可能主要来源于机动车尾气
D.、 均可导致酸雨
√
[解析] 由图中信息可知，该日空气首要污染物是 ，A正确；
由图中信息可知，空气质量等级属于重度污染，B正确；
空气中的 和在机动车发动机内高温下反应生成，与反应
生成 ，C正确；
、均能导致酸雨， 不能引起酸雨，D错误。
［归纳总结］
（1）常见的污染类型
①光化学烟雾: 在紫外线作用下,与碳氢化合物发生一系列光化学
反应,产生的一种有毒的烟雾。
②酸雨:和排入大气中后,发生反应生成和 等,随雨
水降到地面。
③破坏臭氧层: 等可使平流层中的臭氧减少,导致地面紫外线辐射
量增加。
（2）常见的 尾气处理方法
①碱液吸收法
、 的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是
。一般适合工业尾气中 的处理。
②催化转化：在催化剂、加热条件下,氨可将氮氧化物转化为无毒气
体或与在一定温度下催化转化为无毒气体和 ,一
般适用于汽车尾气的处理。
1.[2024·浙江宁波十校联考]酸雨对环境危害巨大，下列关于酸雨及防
治的说法正确的是( )
A.酸雨的 等于5.6
B.酸雨能直接损伤农作物，使土壤酸化，加速建筑腐蚀
C. 是形成酸雨的主要原因
D.将含硫的煤和石灰石混合后燃烧，可以减少酸雨的形成以及温室
气体的排放
√
[解析] 正常雨水由于溶解二氧化碳，约为，酸雨是指
的雨水，A错误；
酸雨能直接损伤农作物，破坏森林，使土壤酸化，
加速建筑物的腐蚀，B正确；
二氧化硫和氮氧化物是形成酸雨的主要原因，C错误；
将含硫的煤和石灰石混合后燃烧生成难分解的硫酸钙，
可以减少酸雨的形成，但不能减少温室气体的排放，D错误。
2.下列反应中，硝酸既表现酸性，又表现氧化性的是( )
A.跟稀硝酸反应 B. 跟稀硝酸反应
C.跟稀硝酸反应 D. 跟稀硝酸反应
[解析] 、与稀硝酸发生复分解反应，A、C错误；
跟稀硝酸发生中和反应，属于非氧化还原反应，D错误；
具有较强还原性，与稀硝酸发生氧化还原反应，生成
、 和，体现 的酸性和氧化性，B正确。
√
3.下列有关硝酸化学性质的叙述正确的是( )
A.稀硝酸使红色石蕊试纸变蓝
B.硝酸能与反应，但不生成
C.硝酸可与反应制得 气体
D.浓硝酸因分解放出的 又溶解于硝酸而呈黄色
[解析] 稀硝酸显酸性，不可能使红色石蕊试纸变蓝，故A错误；
发生复分解反应，可以生成，故B错误；
有强氧化性，可以氧化气体，不能用于制取，故C错误；
呈红棕色，浓硝酸因分解放出的 又溶解于硝酸而呈黄色，故D
正确。
√
4.下列关于硝酸的说法正确的是 (　)
A.NO2溶于水生成硝酸,所以NO2是酸性氧化物
B.冷的稀硝酸可以保存在铝、铁的容器中
C.浓硝酸久置溶液会变黄是因为硝酸分解产生NO2
D.硝酸与铜的反应中,硝酸只表现氧化性
√
[解析] 二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮,但二氧化氮和硝酸中氮
元素的化合价不相等,故二氧化氮不是酸性氧化物,A错误;
稀硝酸具有强氧化性,能与活泼金属铝、铁反应,所以冷的稀硝酸不能
保存在铝、铁的容器中,B错误;
浓硝酸具有不稳定性,受热或见光易分解生成二氧化氮、氧气和水,分
解生成的二氧化氮溶于浓硝酸会使溶液变为黄色,C正确;
铜与硝酸反应时,氮元素的化合价部分未变生成硝酸铜,部分降低被还
原,硝酸表现酸性和强氧化性,D错误。
5.如图甲是验证铜和浓硝酸反应的装置，乙、丙是师生对实验改进后
的装置：
（1）写出甲、乙、丙三个装置中都发生的反应的化学方程式:
_____________________________________________。
（2）和甲装置相比，乙装置的优点:
①________________________；
②________________________。
可控制反应的发生和停止
可吸收,防止污染环境
（3）为了进一步验证 和水的反应，某学生设计了丙装置。实验
时先关闭止水夹__，再打开止水夹______，才能使 气体充满B试
管；当气体充满B试管后，将铜丝提起与溶液脱离。欲使烧杯中的水
进入B试管，应如何操作？____________________________________
____。
、
先关闭,再关闭,然后打开,用手捂住试管B
[解析] 利用对比的方法,找出装置的优缺点,应注意 有毒,要进行尾
气吸收。丙中要使气体充满试管B,应先关闭止水夹,再打开、 ,
充满试管B后,把铜丝拉起,然后关闭,再关闭后打开 ,用手捂住
试管B,使气体受热膨胀,与水接触, 极易与水反应,使系统内压强减
小,烧杯中的水便进入试管B。
1.常温下，下列溶液可用铁质容器盛装的是( )
A.稀硝酸 B.稀硫酸 C.浓硝酸 D.浓盐酸
[解析] 常温下，稀硝酸、稀硫酸、浓盐酸均与铁发生反应，故不能
用铁质容器盛装，A、B、D均错误；
常温下，浓硝酸能使铁钝化，表面生成致密氧化膜，保护内层铁不
被腐蚀，因此能用铁质容器盛装，C正确。
√
2.[2024·安徽蚌埠期末]足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶
液和、、的混合气体，将这些气体与
（标准状况）混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。
若向所得硝酸铜溶液中加入溶液至 恰好完全沉
淀，则消耗 溶液的体积是( )
A. B. C. D.
√
[解析] 标准状况 的物质的量
，混合气体与 、水反应又得到
，根据得失电子守恒，原子失去的电子等于 获得的电子，
所得硝酸铜溶液中加入溶液至恰好完全沉淀生成 ，
由电荷守恒，
，由于
溶液的浓度是，故需该 溶液的体积
。
3.某研究性学习小组的同学通过查阅资料知， 可与炽热的铜粉发
生反应，他们设计如下装置（夹持装置略去）进行实验验证。
已知：能被酸性高锰酸钾溶液氧化生成 。
请回答下列问题：
（1）实验开始前，检查装置气密性的方法是关闭、 ，将导管末
端置于盛水的水槽中，_______________________________________
___________________________________________________________
____，则表明装置气密性良好；装置A中发生反应的离子方程式为
_________________________________________。
用酒精灯微热三颈烧瓶，水槽中有气泡产生，撤去酒精灯后导管中有一段倒吸的水柱，且一段时间内水柱高度不变
[解析] 检查装置气密性，关闭、 ，将导管末端置于盛水的水槽
中，用酒精灯微热三颈烧瓶，水槽中有气泡产生，撤去酒精灯后导
管中有一段倒吸的水柱，且一段时间内水柱高度不变，证明装置气
密性良好；装置A中 与浓硝酸发生反应的离子方程式为
。
（2）装置B的作用是________________。
将转化为
[解析] 实验的目的是探究与 发生反应，即装置B发生的反应是
，装置B的作用是将转化成 。
（3）装置A中反应开始前，需要先打开 ，向装置中通入一段时间
的或 ，其目的是_______________________________________
___________。
排尽装置内的空气，防止及被空气中的氧气氧化
[解析] 因为能与发生反应生成，加热状态下与 反应生
成，因此反应开始前通入一段时间的或 ，目的是排尽装置
中的空气，防止与、 发生反应。
（4）实验过程中，装置D中铜粉变黑，装置 中溶液颜色变浅，则
装置 中发生反应的离子方程式为
____________________________________________。
请设计一种简单的实验方案，证明该离子反应中的氧化产物为
_____________________________________________________
_________________________________________________________
（写出主要的操作过程、现象、结论）。
取适量中溶液于试管中，加入稀硫酸后再加入铜片，若试管口有红棕色气体生成，则说明有生成，否则没有生成
[解析] D中铜粉变黑，说明铜与发生反应，生成和 ，根据
信息能与酸性高锰酸钾溶液发生反应，即装置 的目的是除去未
反应的 ，则离子方程式为
。 在酸性条件
下具有强氧化性，证明存在的方法是取适量 中溶液于试管中，
加入稀硫酸后再加入铜片，若试管口有红棕色气体生成，则说明有
生成，否则没
有 生成。
（5）从绿色化学角度考虑，实验结束后，拆卸装置前，还应进行的
一项操作是____________________________________。
打开，向装置内通入一段时间的氮气
[解析] 反应停止后，装置中还有未反应的， 有毒，必须除去，
实验结束后，拆卸装置前，应打开 ，向装置内通入一段时间的氮
气，让 全部被酸性高锰酸钾溶液吸收。