資源簡介

(共38張PPT)
第五章 化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素
第二節(jié) 氮及其化合物
課時(shí)3 硝酸和酸雨的防治
貳
叁
知識導(dǎo)航
本節(jié)重難點(diǎn)
硝酸的性質(zhì)和用途
壹
酸雨的危害和防治
貳
課堂導(dǎo)入
（強(qiáng)水）：西洋人所造，性最猛烈，能蝕五金。王怡堂先生云∶其水至強(qiáng)，五金八石皆能穿漏，惟玻璃可盛。
此水性猛烈，不可服食。西人凡畫洋畫，必須鏤板于銅上者，先以筆畫銅，或山水人物，以此水漬其間一晝夜，其漬處銅自爛，勝于雕刻。
中醫(yī)書籍《本草綱目拾遺》記載：
強(qiáng)水是什么？
課堂導(dǎo)入
王水
王水又稱“王酸”，是一種腐蝕性非常強(qiáng)、冒黃色霧的液體，是由濃鹽酸(HCl)和濃硝酸(HNO3)按體積比為3:1組成的混合物。
王水中含有硝酸、氯氣和氯化亞硝酰等強(qiáng)氧化劑，同時(shí)還含有高濃度的氯離子。正因?yàn)槿绱耍跛难趸芰Ρ认跛釓?qiáng)，不溶于硝酸的黃金，卻可以溶解在王水中。
課堂導(dǎo)入
二戰(zhàn)時(shí)期 玻爾巧藏金獎?wù)?br/>探究課堂
硝酸的物理性質(zhì)
顏色 氣味 揮發(fā)性 狀態(tài) 沸點(diǎn) 密度
無色
有刺激性氣味
易揮發(fā)
液體
83℃
1.5027 g/cm3
① 硝酸能與水任意比互溶
② 常用濃硝酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為69％。
③ 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%以上的硝酸為“發(fā)煙硝酸”
探究課堂
剛倒出來
久置后
硝酸是無色液體，
但久置的濃硝酸為什么會顯黃色？
運(yùn)輸硝酸的鋁槽車發(fā)生泄露事故，
為什么造成大量紅棕色煙霧？
探究課堂
硝酸的化學(xué)性質(zhì)
4HNO3(濃) 4NO2↑+O2↑+2H2O
或光照

一般將濃硝酸保存在棕色細(xì)口瓶中，
并放置于陰涼處。
1、不穩(wěn)定性
（久制硝酸由于NO2溶解而使其變黃色。）
該如何保存硝酸？
探究課堂
如何除去濃硝酸中的“黃色”？
往濃硝酸中通入足量的氧氣，發(fā)生反應(yīng)4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3，使NO2轉(zhuǎn)化為硝酸，即可除去濃硝酸中的“黃色”。
探究課堂
從物質(zhì)分類和化合價(jià)的角度預(yù)測硝酸的性質(zhì)
物質(zhì)分類
化合價(jià)
氫化物 單質(zhì) 氧化物 酸 堿 鹽
+5
+4
+3
+2
0
-3
NH3
NH4+
N2
N2O3
N2O4
N2O5
NO
NO2
HNO3
HNO2
NH3 H2O
NO3-
NO2-
硝酸的化學(xué)性質(zhì)
探究課堂
硝酸的化學(xué)性質(zhì)
2、酸的通性
HNO3 = H++NO3-
3、強(qiáng)氧化性
稀硝酸和濃硝酸都有強(qiáng)氧化性
由于HNO3中的N +5價(jià)，處在最高價(jià)，故硝酸具有較強(qiáng)的得電子能力
且濃度越大氧化性越強(qiáng)：濃HNO3>稀HNO3
探究課堂
硝酸的化學(xué)性質(zhì)
課本實(shí)驗(yàn)【5-8】
在橡膠塞側(cè)面挖一個(gè)凹槽，并嵌入下端卷成螺旋狀的銅絲。向兩支具支試管中分別加入2 mL濃硝酸和稀硝酸，用橡膠塞塞住試管口，使銅絲與硝酸接觸，觀察并比較實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。向上拉銅絲，終止反應(yīng)。
實(shí)驗(yàn)步驟
探究課堂
硝酸的化學(xué)性質(zhì)
課本實(shí)驗(yàn)【5-8】
探究課堂
硝酸的化學(xué)性質(zhì)
銅與濃硝酸反應(yīng) 銅與稀硝酸反應(yīng)
現(xiàn)象 常溫下反應(yīng)劇烈，銅片溶解 ； 有紅棕色的氣體產(chǎn)生； 溶液變綠。 反應(yīng)緩慢，銅片溶解；
有無色的氣體產(chǎn)生，氣體接觸空氣時(shí)立即變成紅棕色；
溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色。
結(jié)論
離子 方程式
總結(jié) Cu+4HNO3(濃) =Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3Cu+8H+ + 2NO3- = 3Cu2++2NO↑+4H2O
Cu+4H+ + 2NO3- =Cu2++2NO2↑+2H2O
Cu與HNO3 反應(yīng)，濃度不同，產(chǎn)物不同。
3Cu+8HNO3(稀) =3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
探究課堂
濃硝酸中的＋5價(jià)氮元素具有很強(qiáng)的得電子能力。
濃硝酸和稀硝酸都具有很強(qiáng)的氧化性，
且濃度越大氧化性越強(qiáng)，還原劑一般被其氧化為最高價(jià)態(tài)。
硝酸的
還原產(chǎn)物
濃
稀
極稀
NO2
NO
NH4+
資料卡片
探究課堂
足量的Cu中加入少量的濃硝酸 , 可能會發(fā)生什么反應(yīng)
(3) 反應(yīng)停止后，如果在溶液中再加入足量鹽酸，會出現(xiàn)什么情況
(1) 一開始是銅與濃硝酸反應(yīng):
Cu+4HNO3(濃) = Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
(2) 隨著反應(yīng)進(jìn)行，硝酸由濃變稀，則發(fā)生：
溶液中存在NO3-，它遇到H+后，會繼續(xù)氧化銅。
3Cu+8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
中性和堿性溶液中NO3-無氧化性，當(dāng)溶液中有大量H+存在時(shí)，NO3-就表現(xiàn)出強(qiáng)氧化性。
探究課堂
硝酸的化學(xué)性質(zhì)——鈍化
大多數(shù)金屬能與硝酸反應(yīng)，但在常溫下，鐵和鋁會被冷的濃硝酸、濃硫酸鈍化，生成一層致密的氧化膜，阻止了酸與內(nèi)層金屬的反應(yīng)，故可以用鐵（鋁）槽車運(yùn)輸濃硝酸、濃硫酸。
探究課堂
歸納總結(jié)——硝酸與金屬反應(yīng)規(guī)律
① 除Au、Pt等少數(shù)金屬外，硝酸幾乎氧化所有的金屬。
④ 王水（濃HNO3和濃HCl按體積比1:3配制）具有更強(qiáng)的氧化性，能溶解Au、Pt。
③ 一般來說，金屬與硝酸反應(yīng)
濃硝酸→NO2，稀硝酸→NO，都無H2放出。
② 常溫下，F(xiàn)e、Al等金屬在濃HNO3中發(fā)生“鈍化”。
探究課堂
硝酸的化學(xué)性質(zhì)
I-、Br-、Fe2+、S2-、SO32-可以和H+、NO3-共存嗎？
② 與還原性化合物的反應(yīng)
如與含S2- 、SO32- 、 I- 、 Fe2+等的化合物反應(yīng)。
S2- 、SO32- 、Fe2+ 、I﹣等離子在酸性條件下不能與NO3-大量共存！
3Fe2+ + 4H+ + NO3- = 3Fe3+ + NO↑+ 2H2O
S2-→S、SO32-→SO42-、I-→I2 、Fe2+→Fe3+
3、強(qiáng)氧化性
探究課堂
硝酸的化學(xué)性質(zhì)
3、強(qiáng)氧化性
③ 與某些非金屬單質(zhì)反應(yīng)：
C+4HNO3（濃） 2H2O+4NO2↑+CO2↑

探究課堂
濃硫酸與硝酸的比較
濃硫酸 HNO3
穩(wěn)定性
酸的通性
與Cu反應(yīng)
鈍化現(xiàn)象
與C反應(yīng)
吸水性、脫水性
使Fe、 Al 鈍化
濃硝酸 使Fe、 Al 鈍化
有吸水性、脫水性
無
Cu+2H2SO4 （濃）= CuSO4+SO2↑+2H2O
△
2H2SO4(濃)+C = 2SO2↑+CO2↑+2H2O
△
穩(wěn)定
不穩(wěn)定
是
是
Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
4HNO3(濃)+C=4NO2↑+CO2↑+2H2O
探究課堂
硝酸的用途
炸藥、醫(yī)藥、硝化纖維塑料，化肥等
炸藥
硝化纖維塑料
探究課堂
硝酸的工業(yè)制法
工業(yè)上制硝酸的原理是將氨經(jīng)過一系列反應(yīng)得到硝酸：
N2
H2O
NO
NO2
HNO3
H2
O2
O2
NH3
1.試寫出以下每一步轉(zhuǎn)化的反應(yīng)方程式。
2.分析上述每一步反應(yīng)中氮元素化合價(jià)的變化，指出氮元素發(fā)生的是氧化反應(yīng)還是還原反應(yīng)。
探究課堂
硝酸的工業(yè)制法
寫出有關(guān)化學(xué)方程式:
N2→NH3: ________________________________________。
NH3→NO: _______________________________________。
NO→NO2: _______________________________________。
NO2→HNO3: _____________________________________。
氮?dú)獍l(fā)生還原反應(yīng)
氨氣發(fā)生氧化反應(yīng)
NO發(fā)生氧化反應(yīng)
NO2既發(fā)生氧化反應(yīng)也發(fā)生還原反應(yīng)
4NH3+5O2 4NO+6H2O
2NO+O2 = 2NO2
3NO2+H2O = 2HNO3+NO
N2+3H2 2NH3
高溫高壓
催化劑
探究課堂
【例1】下列對于硝酸的認(rèn)識，不正確的是( )
A.濃硝酸在見光或受熱時(shí)會發(fā)生分解
B.金屬與硝酸反應(yīng)不產(chǎn)生氫氣
C.可用鐵和鋁制品盛裝冷的濃硝酸
D.銅與硝酸的反應(yīng)屬于置換反應(yīng)
D
探究課堂
【例2】下列各組中的兩物質(zhì)作用時(shí)，反應(yīng)條件或反應(yīng)物用量的改變，對生成物沒有影響的是(　　)
A．Na與O2　　　 B．Fe和FeCl3
C．NaOH與CO2 D．Cu與HNO3
B
探究課堂
【例3】某學(xué)習(xí)小組為研究銅與濃、稀硝酸反應(yīng)的差異，設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。
下列說法不正確的是(　　)
A．反應(yīng)開始前通入過量的CO2氣體，目的是排除裝置內(nèi)的空氣
B．A中的離子方程式為：Cu＋2NO3－＋4H＋= Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O
C．當(dāng)B中0.03 mol銅粉被氧化時(shí)，B中產(chǎn)生的NO氣體大于0.02 mol
D．C裝置中裝入一定量的水進(jìn)行尾氣處理
D
探究課堂
煤、石油和某些金屬礦物中含有硫，在燃燒或冶煉時(shí)往往會生成二氧化硫。
在機(jī)動車發(fā)動機(jī)中，燃料燃燒產(chǎn)生的高溫條件會使空氣中的氮?dú)馀c氧氣反應(yīng)，生成氮氧化物。
煤燃燒
石油燃燒
硫礦石
汽車尾氣
這些氣體對空氣和我們的生活環(huán)境能造成什么影響呢？
探究課堂
酸雨的概念和成因
酸雨：主要指 pH小于5.6 的雨水，其主要是含有硫酸和硝酸。
S
SO2
SO3
H2SO4
硫酸型酸雨：煤、石油等化石燃料的燃燒和某些含硫的金屬礦物的冶煉
硝酸型酸雨：汽車尾氣以及硝酸工業(yè)廢氣等
成因：主要是大氣中的SO2與NOx溶于水形成的。
NO
HNO3
N2
NO2
探究課堂
酸雨的危害
酸雨有很大的危害，其pH小于5.6，能直接損傷農(nóng)作物，破壞森林和草原，
使土壤、湖泊酸化，還會加速建筑物、橋梁、工業(yè)設(shè)備、運(yùn)輸工具和電纜的腐蝕。
酸雨腐蝕過的雕像
酸雨腐蝕過的森林
探究課堂
酸雨的防治
①調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，發(fā)展清潔能源；
②研究煤的脫硫技術(shù)，改進(jìn)燃燒技術(shù)，減少SO2的排放；
③加強(qiáng)工業(yè)廢氣的回收處理；
④改進(jìn)汽車尾氣的處理技術(shù)，提高汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)。
探究課堂
常見的環(huán)境污染
環(huán)境污染 形成原因 主要危害
溫室效應(yīng) 大氣中CO2含量不斷增加 全球變暖，冰川融化
酸雨 SO2和氮氧化物的排放 土壤酸化，腐蝕建筑物
光化學(xué)煙霧 氮氧化物和碳?xì)浠衔锏呐欧?危害人體健康和植物生長
臭氧空洞 氮氧化物和氟氯代烴的排放 地球上的生物受太陽紫外線的傷害加劇
赤潮和水華 含磷洗衣粉的大量使用及廢水的任意排放 使藻類過度繁殖，水質(zhì)惡化，發(fā)生在海水中為赤潮，淡水中為水華
白色污染 聚乙烯塑料的大量使用、任意丟棄 破壞土壤結(jié)構(gòu)和生態(tài)環(huán)境
探究課堂
【拓展】SO2、氮氧化物的吸收或轉(zhuǎn)化
堿液吸收
① SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O
② NO+NO2+2NaOH=2NaNO3+H2O
2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O
氨水吸收
2NH3+H2O+SO2=(NH4)2SO3
還原轉(zhuǎn)化
8NH3+6NO2 7N2+12H2O
一定條件
4NH3+6NO 5N2+6H2O
還原轉(zhuǎn)化
SO3+H2O = H2SO4
一定條件
2SO2+O2 2SO3
一定條件

探究課堂
【例4】酸雨形成的最主要原因是(　　)
A．森林遭亂砍濫伐，破壞了生態(tài)平衡
B．工業(yè)上大量燃燒含硫燃料
C．大氣中二氧化碳的含量增多
D．汽車排出大量尾氣
B
則下列說法不正確的是( )
A.路線①②③是工業(yè)生產(chǎn)硝酸的主要途徑
B.路線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷電固氮生成硝酸的主要途徑
C.上述所有反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)
D.氮?dú)饪稍谧懔康难鯕庵型ㄟ^一步反應(yīng)生成NO2
探究課堂
【例4】氮及其化合物的變化關(guān)系如下所示：
D
探究課堂
【例6】某企業(yè)利用下列流程綜合處理工廠排放的含有SO2的煙氣，以減少其對環(huán)境造成的污染。下列有關(guān)說法正確的是
A
A. 二氧化硫吸收塔中發(fā)生的反應(yīng)為SO2+SO32-+H2O=2HSO3-
B. 氨氣吸收塔中發(fā)生的反應(yīng)為HSO3-+OH-=H2O+SO32-
C. 上述流程利用的是氧化還原反應(yīng)原理
D. 述流程中二氧化硫可循環(huán)利用
課堂小結(jié)
謝謝觀看
THANKS

展開更多......

收起↑