資源簡介

(共22張PPT)
第二節 氮及其化合物
第3課時 硝酸 酸雨及防治
第五章 化工生產中的重要非金屬元素
認識硝酸在相關反應中體現的性質，了解硝酸的保存方法。能運用氧化還原反應知識理解硝酸的氧化性。
了解SO2、NO2對大氣質量的影響，特別是酸雨的成因、危害及防治措施。培養學生科學態度與社會責任的化學核心素養。
核心素養發展目標
PART
01
PART
02
狀態：
氣味：
無色
刺激性氣味，易揮發
顏色：
液態
溶解性：
與水任意比互溶
常用的濃硝酸質量分數為69%
質量分數98%以上的為發煙硝酸
一、硝酸的物理性質
運輸硝酸的鋁槽車發生泄露事故，造成大量紅棕色煙霧，現場可聞到刺鼻的氣味。消防人員運來純堿進行處理，以便防止其擴散并污染黃河。
【思考】為什么現場有大量紅棕色的煙霧？
1、不穩定性，見光或受熱易分解
4HNO3 4NO2↑ + O2↑ + 2H2O
光照或加熱
【思考】
硝酸該如何保存？
一般將濃硝酸保存在棕色細口瓶中，并放置于陰涼處
【思考】
硝酸是無色液體，但久置的濃硝酸為什么會顯黃色？
濃硝酸不穩定,見光易分解生成NO2，分解產生的NO2溶解在濃硝酸中,會使溶液呈現黃色
二、硝酸的化學性質
運輸硝酸的鋁槽車發生泄露事故，造成大量紅棕色煙霧，現場可聞到刺鼻的氣味。消防人員運來純堿進行處理，以便防止其擴散并污染黃河。
為什么可以用純堿處理泄漏出來的硝酸？
【思考】
2、酸性：HNO3 = H+ + NO3ˉ
與指示劑顯色
與金屬反應
與堿反應
與堿性氧化物反應
與弱酸鹽反應
硝酸
稀硝酸使藍色石蕊溶液變為紅色，
濃硝酸使藍色石蕊溶液先變紅后褪色。
不生成H2
如NaOH
H+ + OH- = H2O
如CuO
2H+ + CuO = Cu2+ + H2O
如Na2CO3
2H+ + CO32- = H2O + CO2↑
吸收NO2，防止污染空氣
控制反應的發生和停止
【實驗5-8】硝酸與銅反應
濃硝酸：反應劇烈，銅絲變細，有紅棕色氣體生成，
溶液由無色變為綠色
稀硝酸：反應較慢，銅絲變細，有氣泡產生，接近管口處觀察到淺紅棕色，
溶液由無色變為藍色
3Cu + 8HNO3(稀) === 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O
Cu + 4HNO3(濃) === Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
3Cu+8H++2NO3ˉ ===3Cu２++2NO↑+4H2O
Cu+4H++2NO3ˉ===Cu２++2NO２↑+2H2O
① 3Cu＋8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
② Cu＋4HNO3(濃) = Cu(NO3)2 ＋2NO2↑＋2H2O
思考：
（1）以上反應中，HNO3表現了什么性質？
氧化劑與還原劑的物質的量之比分別是多少？
（2）HNO3的還原產物有什么特點？
（3）結合實驗現象，想一想濃稀HNO3哪個氧化性更強？
氧化性、酸性
濃硝酸的還原產物為 NO2，稀硝酸的還原產物為 NO 。
氧化性：濃HNO3 > 稀HNO3
3、強氧化性
（1）與金屬反應：
HNO3幾乎與所有金屬（除Au、Pt外）發生氧化還原反應
反應通式：
金屬 + HNO3(濃) → 硝酸鹽 + NO2↑ + H2O
金屬 + HNO3(稀) → 硝酸鹽 + NO↑ + H2O
結論：
硝酸具有強的氧化性。
硝酸濃度越大，氧化性越強。
運輸硝酸的鋁槽車發生泄露事故，造成大量紅棕色煙霧，現場可聞到刺鼻的氣味。消防人員運來純堿進行處理，以便防止其擴散并污染黃河。
問題3：為什么可以用鋁槽車運輸濃硝酸？
冷的濃硝酸或濃硫酸使金屬表面生成一層致密的氧化物薄膜，阻止內層金屬被進一步腐蝕。
3、強氧化性
（2）常溫下，濃硝酸能使較活潑金屬 ( Fe、Al ) 鈍化
Al + 4HNO3(稀) Al(NO3)3 + NO↑ + 2H2O
Fe + 4HNO3(稀) Fe(NO3)3 + NO↑ + 2H2O
【思考】
常溫下，稀硝酸與Fe、Al反應？
加熱下，濃硝酸與較活潑金屬 ( Fe、Al ) 直接反應
Al + 6HNO3(濃) Al(NO3)3 + 3NO2↑ + 3H2O
Fe + 6HNO3(濃) Fe(NO3)3 + 3NO2↑ + 3H2O
加熱下，濃硝酸與非金屬 ( C、S ) 反應
S + 6HNO3(濃) H2SO4 + 6NO2↑ + 2H2O
C + 4HNO3(濃) CO2 + 2NO2↑ + 2H2O
3、 強氧化性
（3）與非金屬反應
3、 強氧化性
（4）與某些還原性物質反應
如： H2S、I-、SO2、SO32-、Fe2+等
Fe2+ 與濃HNO3溶液反應
Fe2+ + 2H++ NO3ˉ = Fe3+ + NO2 ↑+ H2O
Fe2+ 與稀HNO3溶液反應
3Fe2+ + 4H++ NO3ˉ = 3Fe3+ + NO ↑+ 2H2O
中性和堿性溶液中NO3ˉ無氧化性，當溶液中有大量H＋存在時，NO3ˉ就表現出強氧化性，如有H＋、NO3ˉ存在的溶液中就不能存在Iˉ、Brˉ、Fe2＋、S2ˉ、SO42ˉ等還原性離子。
（強水）：西洋人所造，性最猛烈，能蝕五金。王怡堂先生云∶其水至強，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
中醫書籍《本草綱目拾遺》記載：
強水是什么？
能使不溶于硝酸的金屬如鉑、金等溶解。
濃硝酸和濃鹽酸按體積比為1∶3混合得到的混合物。
王 水
【資料卡片】教材P15
幫
你
記
憶
(3:1)
P16 思考與交流
硝酸是重要的化工原料，用于制化肥、農藥、炸藥、染料等。工業上制硝酸的原理是將氨經過一系列反應得到硝酸，如下圖所示：
N2
H2
O2
O2
H2O
NH3
NO
NO2
HNO3
(1) 寫出每一步反應的化學方程式。
(2) 請分析上述反應中的物質類別和氮元素化合價的變化情況，以及每一步反應中含氮物質發生的是氧化反應還是還原反應。
三、硝酸的工業制法
N2→NH3: ________________________。
NH3→NO: _______________________。
NO→NO2: _______________________。
NO2→HNO3: _______________________。
2NO+O2 = 2NO2
3NO2+H2O = 2HNO3+NO
N2+3H2 2NH3
高溫高壓
催化劑
4NH3+5O2 ===== 4NO+6H2O
催化劑
氮氣發生還原反應
氨氣發生氧化反應
NO發生氧化反應
NO2既發生氧化反應也發生還原反應
三、硝酸的工業制法
炸藥、燃料、醫藥、
硝化纖維，化肥等
四、硝酸的用途
三、不同價態含氮物質的轉化
C＋4HNO3(濃) ==== CO2↑＋4NO2↑＋2H2O
Δ
硝酸
特性 不穩定性：
酸性
強氧化性
1.與銅反應:
2.與非金屬反應:
3.與還原性物質反應:
物質類別
氧還角度
有無特性
研究元素化合物性質的角度
4HNO3 2H2O＋4NO2↑＋O2↑
3Cu+8HNO3（?。?3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
Cu+4HNO3（濃）=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O
對比探究
【小結】

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