5.2.3硝酸和酸雨的防治课件-【优化课堂】2024-2025学年高一化学同步教学课件（人教版2019必修2）(共32张PPT)

(共32张PPT)
第二节 氮及其化合物
第3课时： 硝酸和酸雨的防治
第五章 化工生产中的重要非金属元素
致老师和同学们：
①由于ppt含较多高质量素材和视频，故资源比较大。
②所用视频均内嵌在ppt中，不需要另外下载。本节共有3个视频,根据需要选择即时播放。
视频清单
①铜与浓、稀硝酸的反应
②钝化现象
③王水的巧用
课程学习目标
1.通过硝酸与不活泼金属、非金属反应，认识硝酸的强氧化性。
2.通过比较浓硝酸与稀硝酸性质的差异，认识浓度、反应条件对反应产物的影响。
3.知道氮的氧化物(NO2)、硫的氧化物(SO2)是主要的大气污染物及其防治措施，培养“科学态度与社会责任”的核心素养。
（强水）：西洋人所造，性最猛烈，能蚀五金。王怡堂先生云∶其水至强，五金八石皆能穿漏，惟玻璃可盛。
此水性猛烈，不可服食。西人凡画洋画，必须镂板于铜上者，先以笔画铜，或山水人物，以此水渍其间一昼夜，其渍处铜自烂，胜于雕刻。
中医书籍《本草纲目拾遗》记载：
强水是什么？
新课导入
一、硝酸
1.物理性质
无色，易挥发（沸点为83℃ ）、有刺激性气味的液体，能以任意比溶于水，常用浓硝酸的质量分数大约是69％。质量分数为95％以上的硝酸，又叫“发烟”硝酸。
硝酸是无色液体，但久置的浓硝酸为什么会显黄色？
刚倒出来
久置后
4HNO3(浓) 4NO2↑+O2↑+2H2O
或光照

【思考】
硝酸该如何保存？
一般将浓硝酸保存在棕色细口瓶中，并放置于阴凉处。
2.化学性质
（1）不稳定性
（久制硝酸由于NO2溶解而使其变黄色。）
从物质分类和化合价的角度预测硝酸的性质
物质分类
化合价
氢化物 单质 氧化物 酸 碱 盐
+5
+4
+3
+2
0
-3
NH3
NH4+
N2
N2O3
N2O4
N2O5
NO
NO2
HNO3
HNO2
NH3 H2O
NO-3
NO-2
2.化学性质
（2）酸的通性:
HNO3 H++NO3
（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
2.化学性质
硝酸能氧化大多数金属（除金、铂外）:
铜与浓、稀硝酸的反应
①与金属反应：
现象：
常温下反应剧烈，铜片溶解 ；有红棕色的气体产生；溶液变蓝。
结论：
Cu+4HNO3(浓) = Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
Cu+4H+ + 2NO3- =Cu2++2NO2↑+2H2O
（3）强氧化性
如铜与浓硝酸的反应
归纳总结
反应缓慢，铜片溶解；
有无色的气体产生，气体接触空气时立即变成红棕色；
溶液由无色变为蓝色。
现象：
结论：
3Cu+8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
3Cu+8H+ + 2NO3- = 3Cu2++2NO↑+4H2O
Cu与HNO3 反应，浓度不同，产物不同。
铜与稀硝酸的反应
归纳总结
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
问题思考
钝化
大多数金属能与硝酸反应，但在常温下，铁和铝会被冷的浓硝酸、浓硫酸钝化，生成一层致密的氧化膜，阻止了酸与内层金属的反应，故可以用铁（铝）槽车运输浓硝酸、浓硫酸
2.化学性质
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
①除Au、Pt等少数金属外，硝酸几乎氧化所有的金属。
②常温下，Fe、Al等金属在浓HNO3中发生“钝化”。
④王水（浓HNO3和浓HCl按体积比1:3配制）具有更强的氧化性，能溶解Au、Pt。
③一般来说，金属与硝酸反应
硝酸与金属反应规律
浓硝酸→NO2，稀硝酸→NO，都无H2放出。
活泼金属与极稀HNO3反应时，还原产物复杂，可为
N2O、NH4NO3等。
中医书籍《本草纲目拾遗》记载的“强水”其实就是“王水”。
归纳总结
二战时期 玻尔巧藏金奖章
实验探究：王水
②与某些非金属单质反应：
（3）强氧化性
C+4HNO3（浓） 2H2O+4NO2↑+CO2↑

S+6HNO3(浓) H2SO4+6NO2↑+2H2O
△
③与还原性化合物的反应
如与含S2- 、SO32- 、 I- 、 Fe2+等的化合物反应。
S2- 、SO32- 、Fe2+ 、I﹣等离子在酸性条件下不能与NO3-大量共存！
3Fe2+ + 4H+ + NO3- = 3Fe3+ + NO↑+ 2H2O
S2-→S、SO32-→SO42-、I-→I2 、Fe2+→Fe3+
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
归纳总结
3.硝酸的用途
氮 肥
硝化纤维塑料
炸 药
染 料
硝酸盐
【例1】下列反应中硝酸既表现出酸性又表现出氧化性的是(　　)
A．能使紫色石蕊溶液变为红色
B．与铜反应放出一氧化氮气体，生成硝酸铜
C．与碳酸钠反应放出二氧化碳气体，生成硝酸钠
D．与单质硫混合共热时生成硫酸和二氧化氮
B
典例精讲
【例2】38.4 g Cu与适量的浓硝酸反应，Cu全部反应后，共收集到1 mol气体(不考虑NO2与N2O4的转化)。反应消耗的HNO3的物质的量是(　　)
A．1.0 mol B．1.6 mol
C．2.2 mol D．2.4 mol
C
典例精讲
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
二、酸雨及防治
①酸化的地下水，危害人体健康
3.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。
(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
4.酸雨的防治
【例3】下列说法不正确的是(　　)
A．酸雨形成过程中有氧化还原反应发生
B．煤和石油的燃烧是形成酸雨的唯一来源
C．二氧化硫以及氮氧化物是形成酸雨的主要物质
D．燃煤时加入适量石灰石，可减少废气中SO2的含量，从而减少酸雨的产生
B
典例精讲
课堂小结
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)浓硝酸与足量Zn反应，生成的气体中可能有NO2、NO、H2等。(　　)
(2)硝酸与Cu反应中，HNO3只表现强氧化性。(　　)
(3)Fe与浓、稀硝酸在常温下均能剧烈反应生成Fe(NO3)3。(　　)
(4)酸雨的pH＜5.6，正常雨水的pH＝7。(　　)
(5)刚收集到的酸雨放置一段时间后，pH会增大。(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×
效果检测
2．下列有关酸雨的说法正确的是(　　)
A．凡是呈酸性的雨水都称为酸雨
B．酸雨的形成只与SO2的排放有关
C．煤的脱硫可以在一定程度上防止酸雨的形成
D．为了不形成酸雨，应停止使用一切化石燃料
C
3．将相同质量的铜分别和过量浓硝酸、稀硝酸反应，下列叙述正确的是(　　)
A．反应剧烈程度：两者相同
B．消耗硝酸的物质的量：前者多，后者少
C．反应生成气体的颜色：前者浅，后者深
D．反应中转移的电子总数：前者多，后者少
B
4.对如图所示实验的有关分析正确的是(　　)
A．反应相同质量的铜片所需硝酸的量相同
B．右边针筒中生成红棕色气体
C．该反应过程中硝酸仅体现氧化性
D．左边针筒发生反应的离子方程式为
Cu＋2NO＋4H＋===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O
B
5.下列关于硝酸的说法中正确的是(　　)
A．硝酸电离出的H＋，能被Zn还原成H2
B．常温下，向浓HNO3中投入Fe片，会产生大量的红棕色气体
C．向装有Fe(NO3)2溶液的试管中加入稀H2SO4，可在管口观察到红棕色气体
D．过量的Fe粉中加入稀HNO3，充分反应后，滴入KSCN溶液，溶液呈红色
C
谢谢观赏