資源簡介

(共79張PPT)
第五章 化工生產中的重要非金屬材料
第二節 氮及其化合物
導入新課
1、能了解N2、NO、NO2、NH3、銨鹽的性質，并能從物質類別、元素價態的角度預測它們的性質。
2、能掌握NH3的實驗室制法、 NH4＋的檢驗、HNO3性質和用途。
3、能從物質類別和元素價態的視角說明氮及其化合物的轉化路徑。
4、能夠了解自然界中氮的循環，認識N2、NH3、銨鹽等在生產中的應用和對生態環境的影響。
學習目標
+7
2 5
1、位置：第____周期、第_____族
二 VA
2、結構：
氮原子的最外層有5個電子，既不容易得到3個電子，也不容易失去5個電子。因此氮原子一般通過共用電子對與其他原子結合。
溫故知新——氮元素的位置、結構
1、自然界中氮元素的存在
氮元素
游離態：
化合態：
主要以N2的形式存在于空氣中
存在于動植物體內的蛋白質中及土壤、海洋里的硝酸鹽和銨鹽中。
氮的固定
2、氮的固定
一、氮氣和氮的固定
2、氮的固定
將大氣中游離態的氮轉化為氮的化合物的過程叫做氮的固定。
(1)含義：
(2)分類：
氮的固定
自然固氮
人工固氮
高能固氮：
生物固氮：
合成氨：
仿生固氮氨：
N2＋O2 2NO
放電或高溫
如豆科植物的根瘤菌固氮
高溫高壓
催化劑
N2＋3H2 2NH3
某些金屬有機化合物可起到根瘤菌的作用
一、氮氣和氮的固定
3、自然界中氮的循環
一、氮氣和氮的固定
4、氮氣
(1)氮氣的物理性質：
無色、無味的氣體，密度比空氣略小，難溶于水。
(2)氮氣的化學性質：
氮分子中含有氮氮三鍵(N≡N)，斷裂該化學鍵需要較多的能量，因此氮氣的化學性質很穩定，通常情況下難以與其他物質發生化學反應，無法被大多數生物體直接吸收。但在高溫、放電等條件下，氮氣能與Mg、O2、H2等物質發生化合反應。
一、氮氣和氮的固定
(2)氮氣的化學性質
①與Mg反應：
N2＋3Mg === Mg3N2
點燃
②與O2反應：
N2＋O2 2NO
放電或高溫
③與H2反應：
高溫高壓
催化劑
N2＋3H2 2NH3
一、氮氣和氮的固定
(3)氮氣的主要用途
①氮氣常用作保護氣，用于焊接金屬、填充燈泡、保存食品等；
②氮氣是合成氨、制硝酸的重要原料；
③液氨可用作致冷劑，應用于醫學、科技等領域。
一、氮氣和氮的固定
哈伯 F.Haber
1868～1934
1918 年，德國化學家弗里茨·哈伯因為發明合成氨方法而獲得諾貝爾化學獎。
1931 年，卡爾·博施因為改進合成氨方法獲得諾貝爾化學獎。
2007年諾貝爾化學獎授予了德國化學家格哈德，因為他發現了哈伯－博施法合成氨的作用機理。
合成氨技術的發明實現了“從空氣到面包”的神奇轉化，使人類告別了“靠天吃飯”的時代。合成氨是人類科學技術發展史上的一項重大突破，是化學和技術對社會發展與進步的巨大貢獻。
科學史話：合成氨
N的化合價 ＋1 ＋2 ＋3 ＋4 ＋5
對應氧化物 N2O NO N2O3 NO2、N2O4 N2O5
1、氮的氧化物
注意：
(1)這些氧化物中只有N2O3 、N2O5是酸性氧化物，其余均為不成鹽氧化物。
(2)N2O俗稱“笑氣”，為無色有甜味的氣體，廣泛應用于醫藥麻醉、食品加工等生產生活領域。
二、一氧化氮和二氧化氮
2、NO和NO2的性質
(1)NO2溶于水的實驗
實驗操作 實驗現象 實驗結論
如圖所示，在一支50mL的注射器里充入20mL NO，然后吸入5mL水，用乳膠管和彈簧夾封住管口，振蕩注射器。觀察現象。
無明顯變化
NO不溶于水
二、一氧化氮和二氧化氮
(1)NO2溶于水的實驗
實驗操作 實驗現象 實驗結論
打開彈簧夾，快速吸入10mL空氣后夾上彈簧夾，觀察現象。
振蕩注射器，觀察現象。
注射器內氣體由無色變為紅棕色，注射器塞子向左移動。
NO與空氣中的O2發生反應生成紅棕色的NO2
2NO＋O2＝2NO2
注射器中氣體由紅棕色變為無色，注射器塞子繼續向左移動。
NO2與水發生反應生成無色的NO
3NO2＋H2O＝
2HNO3＋NO
二、一氧化氮和二氧化氮
(2)NO和NO2的性質比較
NO NO2
物理性質
化學性質 與水反應
與O2反應
與堿反應
無色、無味、不溶于水的有毒氣體
紅棕色、有刺激性氣味、易溶于水的有毒氣體，易液化
不反應
3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO
(工業上利用此原理制HNO3)
2NO＋O2＝2NO2
不反應
不反應
2NO2＋2NaOH＝
NaNO3＋NaNO2＋H2O
二、一氧化氮和二氧化氮
排水
溫馨提示：
(1)收集NO氣體用_____法；收集NO2用___________法。
向下排空氣
(2)NO2能進行自身二聚，
故NO2中總混有N2O4。
2NO2(紅棕色) N2O4(無色)
(3)諺語：“雷雨發莊稼”的原理
N2 NO NO2 HNO3 硝酸鹽
O2
O2
H2O
礦物質
(4)NO/NO2與O2的混合氣被水吸收的反應
二、一氧化氮和二氧化氮
(4)NO2與O2的混合氣被水吸收的反應
已知：3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO ······ ①
2NO＋O2＝2NO2 ······ ②
總式＝①×2＋②
4NO2＋O2＋2H2O＝4HNO3
同理：NO與O2的混合氣被水吸收的反應為：
NO＋3O2＋2H2O＝4HNO3
二、一氧化氮和二氧化氮
思考：能否用濕潤的淀粉KI試紙鑒別NO2和Br2(g)？
方法：將兩種紅棕色氣體分別通入水中，Br2溶于水得到的溴水為橙色，而NO2溶于水得到的稀硝酸為無色。
練、在一定條件下，將NO2和O2的混合氣體12mL通入足量水中，充分反應后剩余2mL氣體(同溫同壓下)，則原混合氣體中氧氣的體積為(　 　)
①1.2mL ②2.4mL ③3mL ④4mL
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④
D
二、一氧化氮和二氧化氮
練、將VmLNO和NO2的混合氣體通過足量的水，充分反應后，得到一定體積的無色氣體A。將此無色氣體A與等體積的氧氣混合，再通過足量的水，充分反應后還能收集到5 mL無色氣體B。試回答
(1)A是：_____、B是：_____(填化學式)
(2)A氣體的體積是_______mL
(3)V的取值范圍：____mL＜V＜____mL
NO
O2
20
20
60
二、一氧化氮和二氧化氮
新課導入：情境素材
三、氨和銨鹽
1、氨
(1)氨的物理性質
色態 氣味 密度 溶解性 沸點
無色
氣體
刺激性
氣味
比空氣
的小
極易溶于水(常溫下1體積水可溶解700體積的氨，其水溶液稱為氨水)
較低
易液化
注：液氨因汽化時要吸收大量的熱，液氨常用作制冷劑
(2)氨的化學性質
實驗5 6：氨溶于水的噴泉實驗
步驟：在干燥的圓底燒瓶里充滿NH3，用帶有玻璃管和膠頭滴管(預先吸入水)的橡膠塞塞緊瓶口倒置燒瓶，使玻璃管插入盛有水的燒杯中(預先在水里滴入少量酚酞溶液)。打開彈簧夾，擠壓膠頭滴管，使水進入燒瓶。
三、氨和銨鹽
三、氨和銨鹽
(2)氨的化學性質
實驗5 6：氨溶于水的噴泉實驗
現象：
原因：
結論：
燒杯中的水倒吸進入燒瓶，形成紅色的噴泉
氨極易溶于水，大量氨溶于水后，瓶內的壓強迅速減小形成負壓，這時外界的大氣壓將燒瓶中的水迅速壓上去，形成了噴泉。
極易溶于水，并能與水反應生成堿性物質
三、氨和銨鹽
氣體 溶液
A H2S 稀鹽酸
B HCl 稀氨水
C NO 稀H2SO4
D CO2 飽和NaHCO3溶液
練、(2020全國Ⅲ)噴泉實驗裝置如圖所示。應用下列各組氣體—溶液，能出現噴泉現象的是( )
三、氨和銨鹽
氣體 滴管及燒杯內液體 造成負壓原理 液體能否充滿燒瓶 溶質的物質的量濃度(標況)
NH3
HCl
NO2
CO2
H2S
NO＋O2
水
NH3溶于水(1:700)
能
1/22.4
水
HCl溶于水(1:500)
能
1/22.4
3NO2+2H2O=2HNO3+NO
水
不能2/3
1/22.4
堿液
CO2＋NaOH=NaHCO3
能
堿液
H2S+2NaOH=Na2S+2H2O
能
4NO+3O2+2H2O=4HNO3
不一定
水
酸液
堿液
堿液
可用于“噴泉實驗”的組合
(2)氨的化學性質
①與水反應：
氨大部分與水結合成NH3·H2O(一水合氨)，少部分的NH3·H2O會電離成NH4＋和OH－。
NH3＋H2O NH3·H2O NH4＋＋OH
注：(1)NH3·H2O很不穩定，受熱會分解；
NH3·H2O == NH3↑＋H2O

(2)NH3是中學階段所學的唯一能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的堿性氣體。
三、氨和銨鹽
(2)氨的化學性質
②與酸反應
NH3＋HCl＝NH4Cl
現象：有大量白煙產生
原因：氨與氯化氫相遇迅速反應生成固體小顆粒
思考：濃氨水遇濃硫酸、濃硝酸也會產生白煙嗎？
揮發性酸(如HCl、HNO3)遇氨氣均有白煙生成；難揮發性酸(如H2SO4)無此現象。
2NH3＋H2SO4＝(NH4)2SO4
NH3＋HNO3＝NH4NO3
三、氨和銨鹽
(2)氨的化學性質
③與氧氣反應
氨的催化氧化：
4NH3＋5O2 === 4NO＋6H2O
催化劑

(工業制NO的方法)
三、氨和銨鹽
(2)氨的化學性質
④與其它氧化劑的反應(如Cl2 、CuO、NOx等)
2NH3(少量)＋3Cl2＝N2＋6HCl
8NH3(過量)＋3Cl2＝N2＋6NH4Cl
應用：檢查氯氣管道是否泄露
2NH3＋3CuO＝N2＋3Cu＋3H2O

(實驗室制N2)
4NH3＋5NO＝5N2＋6H2O
8NH3＋6NO2＝7N2＋12H2O
(治理NOx污染)
三、氨和銨鹽
(3)氨的用途
制
純堿
制
化肥
制
冷劑
有機
合成
原料
制
硝酸
三、氨和銨鹽
2、銨鹽
(1)概念：
由銨根離子(NH4＋)與酸根離子構成的化合物
大多數銨鹽都是白/無色晶體、易溶于水
(2)物理性質：
(3)化學性質：
①受熱易分解
NH4Cl == NH3↑ ＋ HCl↑

三、氨和銨鹽
(3)化學性質：
①受熱易分解
NH4HCO3==NH3↑＋CO2↑＋H2O

特點：揮發性酸(如HCl、H2CO3等)形成的銨鹽，受熱時分解為氨和對應的酸。
NH4NO3==N2O↑＋2H2O

特點：氧化性酸(如HNO3等)形成的銨鹽，受熱時發生氧化還原反應。
三、氨和銨鹽
NH4Cl == NH3↑ ＋ HCl↑

(3)化學性質：
實驗5 7：銨鹽與堿的反應
實驗操作 實驗現象 實驗結論
向盛有少量NH4Cl溶液、NH4NO3溶液和(NH4)2SO4溶液的三支試管中分別加入NaOH溶液并加熱(注意通風)，用鑷子夾住一片濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口。
產生有刺激性氣味的氣體，濕潤的紅色石蕊試紙變藍
加熱條件下銨鹽與堿反應有氨氣放出
NH4＋＋OH == NH3↑＋H2O

三、氨和銨鹽
(3)化學性質：
②與堿反應
Ⅰ、與堿溶液在常溫下反應：
NH4＋＋OH == NH3↑＋H2O

NH4＋＋OH ＝NH3·H2O
Ⅱ、與堿溶液在加熱條件下反應：
特點：在水溶液中、固相反應中均可發生
應用：檢驗銨根離子、制氨氣
三、氨和銨鹽
3、NH4＋的檢驗
固體
液體
取少量樣品于研缽中，加入固體堿進行研磨。若聞到氨的刺激性氣味，則樣品中含有NH4＋
取少量樣品與堿混合于試管中，加熱后，將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口，若紅色石蕊試紙變藍，則樣品中含有NH4＋
取少量溶液于試管中，加入濃堿溶液，微熱，將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口，若紅色石蕊試紙變藍，則樣品中含有NH4＋
三、氨和銨鹽
4、氨氣的實驗室制法
(1)實驗原理：銨鹽與堿共熱產生氨氣
2NH4Cl+Ca(OH)2==CaCl2+2NH3↑+2H2O

(2)實驗裝置：固＋固 氣體

(3)收集方法：
(4)驗滿方法：
或用蘸有濃鹽酸(或濃硝酸)的玻璃棒靠近試管口，有白煙生成。
棉花的作用：防止NH3與空氣對流而造成收集的NH3不純
向下排空氣法
濕潤的紅色石蕊試紙放置在試管口，試紙變藍；
三、氨和銨鹽
堿石灰：在NaOH的濃溶液中加入CaO，加熱制成的白色固體即為堿石灰。
4、氨氣的實驗室制法
(5)干燥方法：
注意：NH3不可用中性的無水CaCl2干燥，因為CaCl2可與NH3反應生成CaCl2·8NH3
三、氨和銨鹽
4、氨氣的實驗室制法
(6)尾氣處理：
水或酸溶液
(防倒吸)
肚容式 倒立漏斗式 安全瓶 隔離式
三、氨和銨鹽
4、氨氣的實驗室制法：快速簡易制法
方法一：加熱濃氨水
氨水易揮發，且氨水中的NH3·H2O受熱易分解，因此可由加熱濃氨水的方法獲得NH3。
NH3·H2O == NH3↑＋H2O

三、氨和銨鹽
4、氨氣的實驗室制法：快速簡易制法
方法二：濃氨水＋固體CaO(或NaOH)
CaO作用：①吸水；②吸水后放熱促進NH3逸出；③增大溶液中的OH 濃度，減少NH3的溶解
NH3·H2O＋CaO＝NH3↑＋Ca(OH)2
NaOH作用：NaOH固體溶于水放熱，促進NH3·H2O分解；且OH 濃度的增大有利于NH3的逸出
三、氨和銨鹽
A. ①是氨氣發生裝置 B. ②是氨氣吸收裝置
C. ③是氨氣發生裝置 D. ④是氨氣收集、檢驗裝置
練、實驗室制取少量干燥的氨氣涉及下列裝置，其中正確的是( )
C
三、氨和銨鹽
5、氨氣的工業制法
高溫高壓
催化劑
N2＋3H2 2NH3
三、氨和銨鹽
6、銨鹽的用途：
銨鹽在工業、農業生產中也有著重要的用途。大量的銨鹽用作氮肥，硝酸氨還可用作炸藥，氯化銨常用作印染和制作干電池的原料，它也用在金屬焊接上除去金屬表面的氧化物薄層(焊藥)。
三、氨和銨鹽
1、物理性質：
無色、易揮發、有刺激性氣味的液體，能與水以任意比互溶。
溫馨提示:
(1)常用濃硝酸的質量分數約為69%(約15mol/L)
(2)質量分數為98%以上的濃硝酸在空氣里由于揮發出來的硝酸遇到空氣里的水蒸氣生成了極微小的硝酸液滴而產生“發煙”現象，通常叫做發煙硝酸。
四、硝酸
2、硝酸的化學性質
(1)酸的通性
①與指示劑反應：
稀HNO3使紫色石蕊試液由紫色變成紅色；
濃HNO3使紫色石蕊試液先變紅(H＋)后褪色(強氧化性)
②與堿反應：
HNO3＋NaOH＝NaNO3＋H2O
③與堿性氧化物反應：
2HNO3＋CaO＝Ca(NO3)2＋H2O
④與弱酸鹽反應：
2HNO3＋Na2CO3＝2NaNO3＋H2O＋CO2↑
四、硝酸
2、硝酸的化學性質
(2)不穩定性
貯存：一般將濃硝酸保存在棕色試劑瓶中，并避光放置于陰涼處
4HNO3 ==== 4NO2↑+O2↑+2H2O
受熱
或光照
原因分析：
硝酸分解產生的NO2溶于在其中
工業鹽酸中因含有Fe3＋而呈黃色
四、硝酸
2、硝酸的化學性質
(3)強氧化性
①與金屬反應
實驗5 8：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，觀察并比較實驗現象。向上拉銅絲，終止反應。
四、硝酸
濃硝酸 稀硝酸
實驗 現象
結論
反應劇烈，有紅棕色氣體生成，溶液呈綠色
反應緩慢，有氣泡產生，在接近試管口處觀察到淺紅棕色氣體，試管中溶液呈藍色
反應生成NO2
反應生成NO
Cu＋4HNO3(濃)＝Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
3Cu＋8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
四、硝酸
①與金屬反應——與Cu的反應
Cu＋4HNO3(濃)＝Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
3Cu＋8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
離子方程式：
Cu＋4H＋＋2NO3 ＝Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O
3Cu＋8H＋＋2NO3 ＝3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
四、硝酸
Fe＋6HNO3(濃)==2Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O

常溫下，Fe、Al的表面會被濃硝酸氧化，生成一層致密的氧化物薄膜，這層薄膜阻止了酸與內層金屬的進一步反應(濃硝酸可用鋁槽車運輸)。加熱時，濃硝酸會破壞氧化層繼續發生反應。
①與金屬反應——與Fe的反應
思考：隨著反應的進行濃硝酸變稀，又會發生怎樣的反應呢？
Fe＋4HNO3(稀)＝Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O
四、硝酸
①與金屬反應——與Fe的反應
Fe＋6HNO3(濃)==2Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O

Fe＋4HNO3(稀)＝Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O
思考：與稀硝酸反應當Fe過量時，又有何反應發生？
Fe＋2Fe(NO3)3＝3Fe(NO3)2
Fe＋4HNO3(稀)＝Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O
兩式加
得總式
3Fe(過)＋8HNO3(稀)＝3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
四、硝酸
①與金屬反應——與Fe的反應
Fe＋6HNO3(濃)==2Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O

Fe(少量)＋4HNO3(稀)＝Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O
3Fe(過量)＋8HNO3(稀)＝3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
Fe＋HNO3(濃)→鈍化(常溫下)
四、硝酸
濃硝酸與濃鹽酸以1:3的體積比混合，所得混合物稱為王水，它能溶解一些不溶于硝酸的金屬，如金、鉑等
Au＋HNO3＋4HCl＝NO↑＋2H2O＋HAuCl4
四氯合金酸
3Pt＋4HNO3＋18HCl＝4NO↑＋8H2O＋3H2PtCl6
六氯合鉑酸
①與金屬反應——與Pt、Au的反應
四、硝酸
小結：硝酸與金屬反應的規律
(1)可與絕大多數金屬反應 (除Pt、Au外)；
(2)金屬與HNO3反應時，金屬被氧化成高價硝酸鹽，一般情況下：濃HNO3 → NO2 ，稀HNO3 → NO；
(4)常溫下濃硝酸使鐵、鋁等金屬鈍化，加熱可反應
(3)硝酸濃度越高，氧化性越強 (濃>稀)；
(5)鐵與稀硝酸反應，產物與兩者的量有關：
若Fe少量 → Fe(NO3)3；若Fe過量 → Fe(NO3)2
四、硝酸
(3)強氧化性
②與非金屬反應：
濃硝酸與非金屬單質C、P、S等在加熱條件下反應，非金屬單質被氧化至最高價氧化物或含氧酸，自身被還原為NO2。
P＋5HNO3(濃)==H3PO4＋5NO2↑＋H2O

S＋6HNO3(濃)==H2SO4＋6NO2↑＋2H2O

C＋4HNO3(濃)==CO2↑＋4NO2↑＋2H2O

四、硝酸
(3)強氧化性
③與還原性化合物反應：
可氧化Fe2＋、SO32 、SO2、I 、FeO等還原性物質
3Fe2＋＋NO3 ＋4H ＝3Fe3＋＋NO↑＋2H2O
3SO32 ＋2NO3 ＋2H＋＝3SO42 ＋2NO↑＋H2O
3SO2＋2NO3 ＋2H2O＝3SO42 ＋2NO↑＋4H＋
6I +2NO3 +8H+＝3I2↓＋2NO↑＋4H2O
3FeO＋NO3 ＋10H＋＝3Fe3＋＋NO↑＋5H2O
四、硝酸
練、下列各組離子因發生氧化還原反應而不能大量共存的是( )(雙選)
A. HCO3 、OH 、Na＋、Cl
B. Fe2＋、H＋、NO3 、Cl
C. Cu2＋、Na＋、S2 、SO42
D. H＋、K＋、SO32 、S2
BD
四、硝酸
3、硝酸的工業制法
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 NH3 NO NO2 HNO3
H2
O2
O2
H2O
(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。
四、硝酸
1、思維模型
金屬
HNO3
參與反應
未參與
反應
體現
酸性
體現
氧化性
M(NO3)x
NOx等
全部電離，可以參加其他反應
兩個
守恒
一個
關系
一個
技巧
N原子守恒
得失電子守恒
起酸性作用的HNO3的物質的量等于生成的硝酸鹽中NO3 的物質的量
利用離子方程式快速找出各種量的相互關系
拓展：硝酸與金屬反應的計算
2、計算技巧
(1)原子守恒法:
HNO3與金屬反應時，一部分HNO3起酸的作用，以NO3 的形式存在于溶液中；一部分作為氧化劑轉化為還原產物，這兩部分中氮原子的總物質的量等于反應消耗的HNO3中氮原子的物質的量。
即：n(HNO3)＝xn(硝酸鹽)＋yn(還原產物)
拓展：硝酸與金屬反應的計算
例、將32.64g銅與140mL一定濃度的硝酸反應，銅完全溶解，產生的NO和NO2混合氣體在標準狀況下的體積為11.2 L。請回答下列問題：
(1)參加反應的HNO3的物質的量是________。
解析：參加反應的HNO3分兩部分：
一部分顯酸性生成Cu(NO3)2；另一部分被還原成NO2和NO
n(HNO3)＝2n(Cu)＋n(NO2)＋n(NO)
＝0.51mol×2＋0.5mol＝1.52mol
拓展：硝酸與金屬反應的計算
2、計算技巧
(2)得失電子守恒法:
即: xn(金屬失去)e ＝yn(N得到)e
HNO3與金屬的反應屬于氧化還原反應，HNO3中氮原子得電子的物質的量＝金屬失電子的物質的量。
拓展：硝酸與金屬反應的計算
例、將32.64g銅與140mL一定濃度的硝酸反應，銅完全溶解，產生的NO和NO2混合氣體在標準狀況下的體積為11.2 L。請回答下列問題：
(2)NO的體積為______L，NO2的體積為______L。
解析：(1)n(Cu)＝0.51 mol，設混合氣體中NO的物質的量為x mol，NO2的物質的量為y mol
根據氣體的總體積為11.2 L，則有：x＋y＝0.5 mol
根據得失電子守恒有：3x＋y＝(0.51×2) mol
解方程組得：x＝0.26 mol，y＝0.24 mol
5.824
5.376
拓展：硝酸與金屬反應的計算
例、將32.64g銅與140mL一定濃度的硝酸反應，銅完全溶解，產生的NO和NO2混合氣體在標準狀況下的體積為11.2 L。請回答下列問題：
(3)產生的氣體全部釋放后，向溶液中加入V mL a mol/L的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2＋全部轉化成沉淀，則原硝酸的濃度________mol/L。
解析：HNO3部分變成氣體，部分以NO3 形式留在溶液中。變成氣體的HNO3的物質的量為0.5 mol。加入NaOH溶液至正好使溶液中Cu2+全部轉化為沉淀，則溶液中只有NaNO3，其物質的量為10－3aV mol，以NO3 形式留在溶液中的HNO3的物質的量為10－3aV mol。
10 3aV＋0.5
0.14
拓展：硝酸與金屬反應的計算
例、將32.64g銅與140mL一定濃度的硝酸反應，銅完全溶解，產生的NO和NO2混合氣體在標準狀況下的體積為11.2 L。請回答下列問題：
(4)欲使銅與硝酸反應生成的氣體在NaOH溶液中全部轉化為NaNO3，至少需要30%的雙氧水_______g。
解析：由得失電子守恒得：2×n(Cu)＝2×n(H2O2)
n(H2O2)＝n(Cu)＝0.51 mol
則m(H2O2)＝17.34 g
需30%的雙氧水：17.34 g÷30%＝57.8 g
拓展：硝酸與金屬反應的計算
(3)離子方程式計算法：
即：3Cu＋8H＋＋2NO3 ＝3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
2、計算技巧
金屬與H2SO4、HNO3的混合酸反應時，由于硝酸鹽中NO3 在H2SO4提供H＋的條件下能繼續與金屬反應，此類題目應用離子方程式來計算
拓展：硝酸與金屬反應的計算
練、某100 mL混合溶液中，硝酸和硫酸的物質的量濃度分別為0.4 mol/L和0.1 mol/L，向該混合溶液中加入1.92g銅粉，加熱待充分反應后，所得溶液中Cu2＋的物質的量濃度是_______mol/L。
3Cu＋8HNO3＝3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
0.03
0.04
0.015
3Cu＋8H＋＋2NO3 ＝3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
0.03
0.06
0.04
0.0225
拓展：硝酸與金屬反應的計算
“空中死神”——酸雨
SO2、NOx
五、酸雨及防治
1、空氣中SO2、NOx的主要來源
(1)SO2
煤、石油等化石燃料的燃燒
含硫金屬礦物的冶煉
(2)NOx
汽車尾氣(N2O2在內燃機內反應生成NO，NO遇空氣轉化為NO2)
硝酸工業廢氣中含有NO、NO2等
五、酸雨及防治
2、SO2和NOx的危害
(1)引起大氣污染，引起呼吸道疾病，危害人體健康，嚴重時會使人死亡。
(2)形成酸雨。
(3)產生光化學煙霧(氮氧化物與碳氫化合物在陽光(紫外線)作用下，發生化學反應，產生一種有毒的煙霧)。
五、酸雨及防治
3、酸雨
(1)概念：
(2)成因：
(3)類型：
pH＜5.6的降水 (正常雨水的pH約為5.6)
主要由大氣中的SO2、NOx以及它們在大氣中發生反應后的生成物溶于雨水形成的
①硫酸型
SO2
粉塵等催化劑作用
O2
SO3
H2O
H2SO4
雨水
H2SO3
空氣中的O2
H2SO4
五、酸雨及防治
②硝酸型
主要反應： 2NO＋O2＝2NO2、
3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO
五、酸雨及防治
(3)類型：
①硫酸型
SO2
粉塵等催化劑作用
O2
SO3
H2O
H2SO4
雨水
H2SO3
空氣中的O2
H2SO4
(4)危害：
①直接損傷農作物，破壞森林和草原，使土壤、湖泊酸化
②加速建筑物、橋梁、工業設備、運輸工具和電纜的腐蝕
(5)防治：
①調整能源結構，發展清潔能源。
②研究煤的脫硫技術，改進燃燒技術，減少SO2和氮氧化物排放。
③改進汽車尾氣處理技術，提高汽車尾氣排放標準。
④加強工廠廢氣的回收處理及利用。
五、酸雨及防治
1、常見的SO2吸收、處理方法
(1)“鈣基固硫法”脫硫原理
CaO＋SO2＝CaSO3
2CaSO3＋O2＝2CaSO4
(2)“石灰石/石灰 石膏法”脫硫原理
CaCO3＋SO2＝CaSO3＋CO2
2CaSO3＋O2＝2CaSO4
Ca(OH)2＋SO2＝CaSO3＋H2O
拓展：SO2和NOx的吸收、處理方法
1、常見的SO2吸收、處理方法
(3)“氨水脫硫法”脫硫的原理
SO2(過量)＋NH3＋H2O＝NH4HSO3
SO2(少量)＋2NH3＋H2O＝(NH4)2SO3
2(NH4)2SO3 ＋O2＝2(NH4)2SO4
2NH4HSO3 ＋O2＝2NH4HSO4
拓展：SO2和NOx的吸收、處理方法
2、常見的氮氧化物吸收、處理方法
(1)堿液吸收法
2NO2＋2NaOH＝NaNO3＋NaNO2＋H2O
NO＋NO2＋2NaOH＝2NaNO2＋H2O
(2)催化劑轉化法
2NOx＋2xCO ==== N2＋2xCO2
催化劑
(3)氨氣吸收法
6NO＋4NH3＝5N2＋6H2O
6NO2＋8NH3＝7N2＋12H2O
拓展：SO2和NOx的吸收、處理方法
1:3
拓展：SO2和NOx的吸收、處理方法
練、氮氧化合物是大氣污染的重要因素，根據NOx性質特點，開發出多種化學治理氮氧化合物污染的方法。
(1)已知：4NH3＋6NO＝5N2＋6H2O,
8NH3＋6NO2＝7N2＋12H2O。
同溫同壓下，3.5 LNH3恰好將3.0 LNO和NO2的混合氣體完全轉化為N2，則原混合氣體中NO和NO2的體積之比是______。
(2)用氫氧化鈉溶液可以吸收廢氣中的氮氧化物，反應的化學方程式如下：NO2＋NO＋2NaOH＝2NaNO2＋H2O
2NO2＋2NaOH＝NaNO2＋NaNO3＋H2O；
現有V L某NaOH溶液能完全吸收n molNO2和m molNO組成的大氣污染物。
①燒堿溶液的物質的量濃度至少為_____ mol/L
②若所得溶液中c(NO3 ):c(NO2 )＝1:9，則原混合氣體中NO2和NO的物質的量之比n:m＝_____。
m+n
V
3:2
拓展：SO2和NOx的吸收、處理方法

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