資源簡介

(共30張PPT)
2023-2024學年
必修第二冊(人教版2019)
第五章
化工生產(chǎn)中的重要非金屬
第二節(jié)
氮及其化合物
“被溶掉的諾貝爾獎章”
勞厄和弗蘭克，曾獲得1914年和1925年的物理學獎，德國納粹政府要沒收他們的諾貝爾獎牌，他們輾轉(zhuǎn)來到丹麥，請求丹麥同行、1922年物理學獎得主玻爾幫忙保存。1940年，納粹德國占領丹麥，受人之托的玻爾急得團團轉(zhuǎn)。同在實驗室工作的一位匈牙利化學家赫維西（1943年化學獎得主）幫他想了個好主意：將獎牌放入“王水” 中，純金獎牌便溶解了。玻爾于是將溶液瓶放在實驗室架子上，來搜查的納粹士兵果然沒有發(fā)現(xiàn)這一秘密。戰(zhàn)爭結束后，溶液瓶里的黃金被還原后送到斯德哥爾摩，按當年的模子重新鑄造，于1949年完璧歸趙。
由濃鹽酸和濃硝酸按體積比3:1組成的混合物。
氮肥
硝化纖維塑料
染 料
硝酸甘油用于治療冠心病
化肥、農(nóng)藥、炸藥、染料、醫(yī)藥、化學試劑。
HNO3
學習
目標
第5課時
硝酸 酸雨與防治
PART
01
PART
02
結合實驗探究，了解硝酸的主要性質(zhì)—不穩(wěn)定性和強氧化性,知道硝酸是重要的化工原料
了解酸雨的概念，知道酸雨形成的主要原因是二氧化硫和二氧化氮進入大氣
知道酸雨會嚴重危害環(huán)境，增強環(huán)保意識，培養(yǎng)社會責任感
1.物理性質(zhì)
⑴純硝酸是無色、易揮發(fā)、有刺激性氣味的液體。
⑵能以任意比溶于水；
⑶密度比水大；
⑷沸點低：83℃；
⑸常用濃硝酸的濃度為69％。
開瓶瓶口有白霧
發(fā)煙硝酸（W>98%）
參與化學反應溫度不宜過高
[學習任務一]　硝酸
2.化學性質(zhì)
HNO3=H++NO3-
(1)酸的通性
①與指示劑反應:
稀硝酸使石蕊溶液由紫色變?yōu)榧t色,濃硝酸使紫色石蕊溶液先變紅(酸性)后褪色(強氧化性)
②與堿反應:
Fe(OH)3+3HNO3=Fe(NO3)3+3H2O
③與堿性氧化物反應:
CuO+HNO3=Cu(NO3)2+H2O
④與弱酸鹽反應:
CaCO3+HNO3=Ca(NO3)2+CO2↑+H2O
與活潑金屬反應放出氫氣：
與鋅反應生成紅棕色氣體
觀察一瓶
久置濃硝酸的
顏色，并思考
變色原因。
久置的濃硝酸呈黃色是有NO2生成，那么硝酸的分解產(chǎn)物還應有什么物質(zhì)生成？
+5
+4
HNO3 NO2
故氧元素的化合價必然升高，有O2 生成.
4HNO3 2H2O + 4NO2 + O2
△
或光照
氮元素化合價降低,氫元素已處最高價，不可能再升高.
(2)硝酸的不穩(wěn)定性：
久置濃硝酸為什么呈黃色？
久置硝酸分解
產(chǎn)生的NO2溶于溶液
中,使得溶液變黃！
硝酸應如何保存？
密封于
棕色瓶中,并放在
陰暗處！
4HNO3 O2↑ +2H2O + 4NO2↑
△
或光照
一般而言，硝酸越濃，越不穩(wěn)定。
由于HNO3中得N處在最高價，故硝酸
具有較強的得電子能力……
【實驗5-8】 如圖5-14所示，在橡膠塞側面挖一個凹槽，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2mL濃硝酸和稀硝酸，用橡膠塞塞住試管口，使銅絲與硝酸接觸，觀察并比較實驗現(xiàn)象。向上拉銅絲，終止反應。
稀硝酸:試管內(nèi)開始產(chǎn)生少量無色氣體,反應逐漸加快,氣體在試管口變?yōu)榧t棕色,溶液逐漸變藍,銅絲逐漸變細。
濃硝酸：試管內(nèi)產(chǎn)生大量紅棕色氣體,溶液逐漸變綠,銅絲逐漸變細
實驗現(xiàn)象
控制反應的發(fā)生和停止
吸收NO2，防止污染空氣
實驗結論
常溫下,稀硝酸與銅緩慢反應生成NO
常溫下,濃硝酸與銅迅速劇烈反應生成NO2
Cu + 4HNO3 (濃) = Cu ( NO3)2 + 2NO2 ↑+ 2H2O
Cu + 4H+ + 2NO3- = Cu2+ + 2NO2 ↑+ 2H2O
3Cu + 8HNO3 (稀) = 3Cu ( NO3)2 + 2NO ↑+ 4H2O
3Cu + 8H+ + 2NO3- = 3Cu2+ + 2NO↑+ 4H2O
氧化性和酸性
①硝酸能與大部分金屬反應:
3Cu + 8H+ + 2NO3-(稀) = 3Cu2+ + 2NO↑+ 4H2O
也包括硝酸鹽和酸的組合與銅反應。
反應較緩慢，產(chǎn)生無色氣體，逸至試管口變?yōu)榧t棕色， 溶液由無色變?yōu)樗{綠色。
結論：
硝酸具有強的氧化性，能氧化不活潑金屬。
注意:NO3-/H+也有強氧化性
(3)強氧化性
硝酸具有強的氧化性，幾乎可以使所有金屬（金、鉑 除外）氧化而生成硝酸鹽。
⑴ 常溫下，濃硝酸使鐵、鋁等金屬鈍化
注
意
⑵ 硝酸與金屬反應不放出氫氣
⑶ 氧化性：濃硝酸>稀硝酸（均比濃硫酸強）
⑷ 一般情況下：濃硝酸被還原為NO2
稀硝酸被還原為NO
練習
寫出濃硝酸與銀反應的化學方程式
Ag + 2HNO3 (濃) = AgNO3 + NO2 + H2O
練習：
1.在濃硝酸中放入銅片：
(1)開始反應的化學方程式是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
(2)若銅有剩余，則反應將要結束時的反應方程式為＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
(3)待反應停止后，再加入少量25%的稀硫酸，這時銅片上又有氣泡產(chǎn)生，其原因用離子方程式可表示為＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
Cu+4HNO3(濃)
=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
3Cu+8H+＋2NO3- = 3Cu+2NO↑+4H2O
思考：根據(jù)濃硫酸強氧化性表現(xiàn)，硝酸還可能與哪些還原劑反應？
②與非金屬反應
C + 4HNO3(濃) = 4NO2↑ + CO2↑+2H2O
△
S + 6HNO3(濃) = 6NO2↑ +H2SO4 + 2H2O
△
③與具有還原性的化合物或離子反應
3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O
(如Fe2+、 Br-、I- 、S2-、 SO32- )
如 C、S
H2S、HI、HBr、Fe(OH)2 、Na2SO3、Fe3O4、FeO、SO2
第二次世界大戰(zhàn)中,玻爾被迫離開將要被德國占領的祖國。為了表示他一定要返回祖國的決心,他決定將諾貝爾金質(zhì)獎章溶解在一種溶液里,裝于玻璃瓶中。后來,納粹分子竄進玻爾的住宅,那瓶溶有獎章的溶液就在眼皮底下,他們卻一無所知。戰(zhàn)爭結束后,玻爾又從溶液中還原提取出金,并重新鑄成獎章。那么,玻爾是用什么溶液使金質(zhì)獎章溶解的呢 原來他用的溶液叫王水。王水是濃硝酸和濃鹽酸按1∶3的體積比配制成的混合溶液。該混合物能溶解哪些常見金屬
提示:王水能使不溶于硝酸的金、鉑等溶解。
若將濃硝酸和濃鹽酸按體積比1:3混合所得混合物叫王水，氧化性極強，可溶解金、鉑等不活潑金屬。
VHNO3:VHCl = 1:3 組成的混合物
記憶方法 ：王水：“三言（鹽）一笑（硝）”
怎樣以空氣和水等為原料制備硝酸銨
答案　　
　　
分析：有關物質(zhì)的制備，可用遞推法分析:　　
想一想
物理性質(zhì)
硝酸的性質(zhì)
化學性質(zhì)
分類——屬于強酸
價態(tài)——最高價
特性——不穩(wěn)定性
無色、有刺激性氣味的液體，具有揮發(fā)性，可以任意比例溶于水
具有酸的通性
具有強氧化性，能與金屬、非金屬、還原性化合物反應
見光或受熱容易分解
小結
1.某同學記了有關硝酸的事實，這些事實分別表現(xiàn)了硝酸的哪些性質(zhì)？請?zhí)钤诤竺娴睦ㄌ栔小?br/>(1)久置的硝酸顯黃色。 ( )
(2)鋁制、鐵制容器常溫下可盛濃硝酸。 ( )
(3)銅片放入硝酸中，溶液變藍，有氣體產(chǎn)生。 ( )
(4)碳單質(zhì)放入熱的濃硝酸中產(chǎn)生大量的紅棕色氣體。( )
(5)濃硝酸敞口放置在空氣中，質(zhì)量會減小。 ( )
不穩(wěn)定性
強氧化性
強氧化性和酸性
強氧化性
揮發(fā)性
【延伸探究】如何判斷硝酸在化學反應中，是表現(xiàn)氧化性還是酸性呢？
提示：關鍵看反應后N元素在溶液中的存在形式。
①若N元素以NOx形式存在，則硝酸表現(xiàn)氧化性；
②若N元素以NO3-形式存在，則硝酸表現(xiàn)酸性；
③若上述兩種形式均存在，則硝酸既表現(xiàn)氧化性又表現(xiàn)酸性。
典題精練
2．按要求回答下列問題：
(1)有時在實驗室看到的硝酸顯黃色，理由是
_____________________________________________。
實驗室保存硝酸的方法是
_____________________________________________。
(2)銅與足量濃HNO3反應時，表現(xiàn)酸性的硝酸與作氧化劑的HNO3物質(zhì)的量之比為________。
(3)銅粉放入稀硫酸溶液中，加熱后無明顯變化，但加入某鹽一段時間后，發(fā)現(xiàn)銅粉質(zhì)量減少，則該鹽不可能是________(填字母)。
A．FeCl3　B．NaCl C．KNO3 D．Cu(NO3)2
久置硝酸顯黃色是由于硝酸見光或受熱發(fā)生了分解，生成的NO2溶于濃硝酸所致
保存時應保存在棕色試劑瓶中，并置于陰涼處
[特別提醒]含NO3-的溶液中離子共存問題
在中性或堿性的稀溶液中NO3-不表現(xiàn)氧化性，但當水溶液中有大量H＋存在時，NO3-表現(xiàn)出強氧化性，如存在H＋、NO3-的溶液中不能大量存在 Fe2＋、S2－、I－、SO32-、Br－等還原性離子。
1:1
B
(4)一定量的濃硝酸與足量的銅充分反應，生成氣體的成分有________，寫出反應的離子方程式：__________________________________________。
向反應后的溶液中加入稀硫酸，如果反應，寫出反應的離子
方程式：_____________________________________________。
NO2、NO
【特別提醒】化學反應中硝酸濃度變化導致產(chǎn)物變化。濃硝酸與金屬反應時，HNO3濃度逐漸減小，還原產(chǎn)物起初為NO2,后來為NO，可能得到NO2和NO的混合物。
0.3 mol Cu和含1.2 mol HNO3的濃硝酸，充分反應后，生成NO2的量為(　)
A．0.2 mol B．0.6 mol C．小于0.6 mol D．大于0.6 mol
【解析】因銅與濃硝酸反應：Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，隨著反應的進行，濃硝酸變稀，稀硝酸與銅反應：
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，
所以放出的NO2小于0.6 mol
大氣污染
酸雨
臭氧層空洞
溫室效應
[學習任務二]酸雨及其防治
1、酸雨的形成
2.酸雨的認識
酸雨：指pH小于5.6的降水。
NO2、SO2與水反應造成的
硫酸酸雨：
2SO2 + O2 2SO3
催化劑
△
SO3 + H2O＝H2SO4
或：SO2 + H2O
H2SO3
2H2SO3 + O2 ＝ 2H2SO4
催化劑
硝酸酸雨：
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
3、大氣污染的危害：
①危害人體健康
②酸雨破壞農(nóng)作物、森林，土壤酸化，腐蝕建筑等
4.酸雨的防治
酸雨的防治
改變能源結構,開發(fā)清潔能源
控制酸性物質(zhì)的排放，對含硫燃料預先進行脫硫等
脫硫塔
嚴格規(guī)定污染物的排放標準，提高人們的環(huán)境保護意識
(1)下列氣體容易形成酸雨的是________。
A．CO2　B．SO2　　C．N2　 D．NO2
(2)現(xiàn)有雨水樣品1份，每隔一段時間測定該雨水樣品的pH，所得數(shù)據(jù)如下：
分析數(shù)據(jù)，回答下列問題：
①雨水樣品的pH變化的原因是___________________________
(用化學方程式表示)。
互動探究
下圖所示是酸雨的形成示意圖。根據(jù)圖示回答下列問題。
BD
②如果將剛取樣的上述雨水和自來水相混合，pH將變________，
原因是________________(用化學方程式表示)。
(3)下列措施中，可減少酸雨產(chǎn)生的途徑的是________(填字母)。
①少用煤作燃料　②把工廠煙囪造高　③燃料脫硫　④在已酸化的土壤中加石灰　⑤開發(fā)新能源
A．①②③ B．②③④⑤ C．①③⑤ D．①③④⑤
C
小
1.“酸雨”的形成主要是由于（ ）
A.森林遭亂砍濫伐，破壞生態(tài)平衡
B.工業(yè)上大量燃燒含硫燃料
C.大氣中CO2的含量增多
D.汽車排出大量尾氣
2.下列污染現(xiàn)象主要與SO2有關的是（ ）
A．臭氧層空洞 B．酸雨
C．光化學煙霧 D．溫室效應
B
B
3.現(xiàn)有以下幾種措施：① 對燃燒煤時產(chǎn)生的尾氣進行除硫處理，② 少用原煤做燃料，③ 煤燃燒時鼓入足量空氣，④ 開發(fā)清潔能源。其中能減少酸雨產(chǎn)生的措施是（ ）
A．①②③ B．②③④
C．①②④ D．①③④
4.下列污染現(xiàn)象主要與NO2有關的是( )
A．臭氧層空洞 B．水體富營養(yǎng)化
C．光化學煙霧 D．溫室效應
C
C
【課堂小結】
硝酸及酸雨
硝酸
無色、易揮發(fā)、有刺激性氣味的液體
見光易分解為二氧化氮、氧氣和水
具有強氧化性，能與金屬和部分非金屬反應
常溫下，濃硝酸能使鐵、鋁等金屬鈍化
酸雨
pH小于5.6的雨水
硫酸型酸雨
硝酸型酸雨
使土壤、湖泊酸化
加速建筑物、橋梁等的腐蝕

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