資源簡(jiǎn)介

(共33張PPT)
課前測(cè)
(1)實(shí)驗(yàn)室中可以利用加熱NH4Cl分解的方法制取NH3 (　　)(2)由于氨極易溶于水，所以不能用排水法收集氨，只能用向下排空氣法收集 (　　)(3)氨不能用濃硫酸進(jìn)行干燥，但可以用無水CaCl2干燥 (　　)(4)為加快產(chǎn)生NH3的速率，實(shí)驗(yàn)室中可以用NaOH和NH4Cl反應(yīng)制NH3
(　　)(5)由于氨極易溶于水，所以多余的氨可以用導(dǎo)管直接插入水中進(jìn)行吸收
(　　)
×
×
×
×
√
第四課時(shí) 硝酸 酸雨及酸雨的防治
第五章　化學(xué)工業(yè)中的重要非金屬元素
第二節(jié)　氮及其化合物
素養(yǎng)要求
1.能運(yùn)用氧化還原反應(yīng)知識(shí)理解硝酸的氧化性。
2.認(rèn)識(shí)硝酸在相關(guān)反應(yīng)中體現(xiàn)的性質(zhì)，了解硝酸的保存方法。
3.了解SO2、NO2對(duì)大氣質(zhì)量的影響，特別是酸雨的成因、危害及防治措施。
社會(huì)事件
思考3：為什么現(xiàn)場(chǎng)有大量紅棕色的煙霧？
運(yùn)輸硝酸的鋁槽車發(fā)生泄露事故，現(xiàn)場(chǎng)聞到刺鼻的氣味，同時(shí)產(chǎn)生大量紅棕色煙霧。消防員緊急調(diào)來大量沙子，在酸液流經(jīng)之處壘起堤壩，并迅速運(yùn)來熟石灰進(jìn)行處理。
剛泄漏時(shí)
泄漏一段時(shí)間
思考：硝酸呈現(xiàn)出哪些物理性質(zhì)？為什么現(xiàn)場(chǎng)有大量紅棕色的煙霧？為什么可以用熟石灰處理泄漏出來的硝酸？金屬可以與酸反應(yīng)，為什么可以用鋁槽車運(yùn)輸濃硝酸？
1
硝酸的工業(yè)制法及性質(zhì)
任務(wù)一 硝酸的工業(yè)制法
【學(xué)生閱讀】學(xué)生自行閱讀課本15-16頁
1.硝酸的實(shí)驗(yàn)室制備
（1）試劑：
硝酸鈉（NaNO3）和濃硫酸（H2SO4）
（2）裝置：
液 - 液加熱型
（3）反應(yīng)原理：
NaNO3 + H2SO4 == NaHSO4 + HNO3
△
【思考】該反應(yīng)能否證明硫酸的酸性比硝酸的酸性強(qiáng)？或者硫的非金屬性比氮的非金屬強(qiáng)？
否。酸性：HNO3 > H2SO4 非金屬性：N > S
反應(yīng)原理：HNO3易揮發(fā)，H2SO4難揮發(fā)
重要的化工原料，用于制化肥、農(nóng)藥、炸藥、染料等。
2. 硝酸的工業(yè)制法
①
②
③
④
N2
H2
O2
O2
H2O
NH3
NO2
HNO3
NO
任務(wù)一 硝酸的工業(yè)制法
任務(wù)一 硝酸的工業(yè)制法
③
④
2NO＋O2 = 2NO2
3NO2＋H2O = 2HNO3＋NO
氧化物，+2→+4
氧化物， +4→+5 、 +2
氧化反應(yīng)
氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)
序號(hào) 反應(yīng)物中含氮物質(zhì)的類別氮元素化合價(jià)的變化 化學(xué)方程式 含氮物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的類型
①
②
單質(zhì)，0→ -3
4NH3+5O2 === 4NO+6H2O
催化劑
氫化物， -3→+2
還原反應(yīng)
氧化反應(yīng)
N2 + 3H2 2NH3
任務(wù)二 硝酸的性質(zhì)
1. 硝酸的物理性質(zhì)
顏色 揮發(fā)性 氣味 狀態(tài) 溶解性 密度
無色
刺激性氣味
比水大
與水任意比例互溶
液體
易揮發(fā)
揮發(fā)出來的HNO3分子遇到空氣中的水分子結(jié)合成的小液滴，實(shí)際是霧。
質(zhì)量分?jǐn)?shù)為69%的硝酸為濃硝酸
質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%以上的硝酸為“發(fā)煙硝酸”
沸點(diǎn)是83℃
ρ=1.5027g/mL
任務(wù)二 硝酸的性質(zhì)
1. 硝酸的化學(xué)性質(zhì)
(1)不穩(wěn)定性
濃硝酸分解產(chǎn)生的NO2又溶于硝酸而使其呈黃色
濃硝酸如何保存？
思
考
4HNO3 === 2H2O＋4NO2 ↑ ＋O2 ↑
光照
或△
一般將濃硝酸保存在棕色試劑瓶中，并避光放置于陰涼處
任務(wù)二 硝酸的性質(zhì)
（2）酸性：HNO3 = H+ + NO3-
Na2O＋2H＋ = 2Na＋＋H2O
OH—＋H＋ = H2O
和氫氧化鈉反應(yīng)
和氧化鈉反應(yīng)
和碳酸鈣反應(yīng)
CaCO3＋2H＋ = Ca2＋＋CO2↑＋H2O
酸的通性
硝酸顯酸性使石蕊溶液變紅，因強(qiáng)氧化性而具有漂白性，又使其褪色。
若把硝酸滴加到石蕊溶液中，溶液先變紅后褪色，出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因是什么？
思考與討論
任務(wù)二 硝酸的性質(zhì)
(3)強(qiáng)氧化性
①與金屬銅的反應(yīng)：
濃度不同，與金屬反應(yīng)的產(chǎn)物也不同
【實(shí)驗(yàn)5-8】如圖5-14所示，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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。向上拉銅絲，終止反應(yīng)。
任務(wù)二 硝酸的性質(zhì)
實(shí)驗(yàn)裝置
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
化學(xué)方程式
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
Cu＋4HNO3(濃) =
Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
3Cu＋8HNO3(稀) =
3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
濃 HNO3：銅絲變細(xì)，產(chǎn)生大量紅棕色氣體，溶液逐漸變綠
稀HNO3 ：銅絲變細(xì)，開始產(chǎn)生少量無色氣體，反應(yīng)逐漸加快，氣體在試管上部變?yōu)榧t棕色，溶液逐漸變藍(lán)
濃 HNO3與金屬銅反應(yīng)生成NO2 ，稀 HNO3 與金屬銅反應(yīng)生成NO ，濃HNO3的氧化性更強(qiáng)
任務(wù)二 硝酸的性質(zhì)
(1)一定量的金屬銅放入濃硝酸后，金屬銅有剩余，推測(cè)產(chǎn)生的氣體成分可能有哪些 再向其中加入少量的稀硫酸，金屬銅還會(huì)繼續(xù)溶解嗎
產(chǎn)生的氣體可能是 NO2 和 NO 的混合氣體。向有金屬銅剩余的溶液中加入少量稀硫酸，稀硫酸提供氫離子，與溶液中的 NO3- 會(huì)繼續(xù)與銅反應(yīng)。
Fe過量時(shí)：Fe+4HNO3(稀) === Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
Fe+2Fe(NO3)3 === 3Fe(NO3)2
Fe少量時(shí)：Fe+4HNO3(稀) === Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
總反應(yīng)：3Fe+8HNO3(稀) === 3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O
(2)鐵在常溫下可以和稀硝酸反應(yīng)，預(yù)測(cè)鐵與稀硝酸反應(yīng)的產(chǎn)物，試寫出化學(xué)方程式。
硝酸與變價(jià)金屬(如 Fe )反應(yīng)，根據(jù)金屬量的多少分別得到高價(jià)、低價(jià)或兩種價(jià)態(tài)共存的混合物。
任務(wù)二 硝酸的性質(zhì)
常溫下，鐵、鋁的表面被濃 HNO3 或濃 H2SO4氧化，生成一層致密的氧化物薄膜，阻止了酸與內(nèi)層金屬的進(jìn)一步反應(yīng)。所以常溫下可以用鐵或鋁制容器來盛裝濃HNO3 或濃H2SO4。
加熱時(shí)：
Al + 6HNO3(濃) = Al(NO3)3+ 3NO2↑+ 3H2O
Fe + 6HNO3(濃) = Fe(NO3)3+3NO2↑+ 3H2O
② 鈍化
當(dāng)加熱時(shí)，鐵、鋁會(huì)與濃HNO3 或濃 H2SO4 發(fā)生反應(yīng)，鈍化不是不反應(yīng)。
任務(wù)二 硝酸的性質(zhì)
硝酸能與許多還原性化合物反應(yīng):
如:SO2、Na2SO3(SO32-)、KI（I—）、FeCl2 (Fe2+)等。
C + 4HNO3(濃) === 2H2O + 4NO2↑ + CO2↑
△
S + 6HNO3(濃) === H2SO4+ 6NO2↑ + 2H2O
△
③ 濃HNO3 與非金屬(碳、硫)的反應(yīng)
與非金屬反應(yīng)
非金屬的產(chǎn)物是高價(jià)氧化物(或酸）
硝酸的產(chǎn)物一般是NO2
P＋5HNO3(濃) === H3PO4＋5NO2↑＋H2O
紅磷被熱的濃硝酸氧化：
△
小結(jié)：
預(yù)測(cè)：
任務(wù)二 硝酸的性質(zhì)
勞厄和弗蘭克，曾獲得1914年和1925年的物理學(xué)獎(jiǎng)，德國納粹政府要沒收他們的諾貝爾獎(jiǎng)牌，他們輾轉(zhuǎn)來到丹麥，請(qǐng)求丹麥同行、1922年物理學(xué)獎(jiǎng)得主玻爾幫忙保存。1940年，納粹德國占領(lǐng)丹麥，受人之托的玻爾急得團(tuán)團(tuán)轉(zhuǎn)。同在實(shí)驗(yàn)室工作的一位匈牙利化學(xué)家赫維西（1943年化學(xué)獎(jiǎng)得主）幫他想了個(gè)好主意：將獎(jiǎng)牌放入“王水” 中，純金獎(jiǎng)牌便溶解了。玻爾于是將溶液瓶放在實(shí)驗(yàn)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(zhēng)結(jié)束后，溶液瓶里的黃金被還原后送到斯德哥爾摩，按當(dāng)年的模子重新鑄造，于1949年完璧歸趙。
能使不溶于硝酸的金屬如金、鉑等溶解。
濃硝酸和濃鹽酸按體積比為1∶3混合得到的混合物。
王水
典例剖析
任務(wù)二 硝酸的性質(zhì)
1.(2023·威海高一期末)下列有關(guān)硝酸化學(xué)性質(zhì)的敘述正確的是（ ）
A.硝酸能與Na2SO3反應(yīng)，但不生成SO2
B.硝酸的氧化性很強(qiáng)，能氧化所有金屬
C.可用鋁或鐵制容器盛裝稀硝酸
D.濃硝酸因易揮發(fā)出HNO3而呈黃色
A
2
酸雨及防治
任務(wù)三 環(huán)保：酸雨的防治
煤、石油和某些含硫的金屬礦物的燃燒或冶煉
(1)SO2、NOx 的來源
SO2：
NOx：
汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中，N2與O2反應(yīng)生成NOx
1. 酸雨
任務(wù)三 環(huán)保：酸雨的防治
(2)酸雨的形成
金屬的冶煉
硝酸工業(yè)
大氣中SO2與NOx溶于水，形成pH小于5.6的雨水。
硫酸型酸雨：
SO3＋H2O=H2SO4
2H2SO3＋O2=2H2SO4
反應(yīng)原理：
2SO2＋O2 === 2SO3
粉塵
SO2＋H2O = H2SO3
硝酸型酸雨：
2NO＋O2===2NO2
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
反應(yīng)原理：
任務(wù)三 環(huán)保：酸雨的防治
2. 酸雨的危害與防治
(1)對(duì)人體的直接危害首先是它的刺激性，其次是它會(huì)形成硫酸霧和硫酸鹽霧，其毒性比SO2大，能浸入人的肺部，引起肺水腫等疾病而使人致死。
(2)引起河流、湖泊的水體酸化，嚴(yán)重影響水生動(dòng)物生長(zhǎng)。
(3)破壞土壤、植被、森林。
(4)腐蝕金屬、油漆、皮革、紡織品及建筑材料等。
任務(wù)三 環(huán)保：酸雨的防治
(1)調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，開發(fā)新能源
(2)對(duì)煤進(jìn)行處理
(3)種植能夠吸收SO2的有關(guān)樹木
(4)加強(qiáng)工廠廢氣的回收處理
(5)改進(jìn)汽車尾氣的處理技術(shù)，控制尾氣排放
3.酸雨的防治
任務(wù)三 環(huán)保：酸雨的防治
下列可以減少酸雨產(chǎn)生的途徑是___ (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
典例剖析
題后歸納
SO2、NOx的消除方法
(1)SO2的消除方法
①鈣基固硫法：
將生石灰和含硫的煤混合燃燒，S轉(zhuǎn)化為CaSO4
反應(yīng)原理：CaO＋SO2 === CaSO3
△
2CaSO3＋O2 === 2CaSO4
總反應(yīng)：2CaO＋2SO2＋O2 === 2CaSO4
△
②氨水脫硫法：將SO2通過氨水并氧化生成氮肥(NH4)2SO4。
反應(yīng)原理：2NH3·H2O＋SO2 ===(NH4)2SO3＋H2O
2(NH4)2SO3＋O2 === 2(NH4)2SO4
③堿液吸收法
SO2+2NaOH === Na2SO3+H2O
題后歸納
(2)NOx的消除
①堿液吸收法
NO2+NO+2NaOH === 2NaNO2+H2O
2NO2+2NaOH === NaNO3+NaNO2+H2O
NO2、NO的混合氣體能被足量燒堿溶液完全吸收的條件是n(NO2)≥n(NO)
②催化轉(zhuǎn)化法
4NH3+6NO === 5N2+6H2O
高溫
催化劑
NOx+CO→N2+CO2
NO → N2
NH3
2NO+2CO === N2+2CO2
高溫
催化劑
汽車尾氣處理
SO2、NOx的消除方法
課堂小結(jié)
課堂小結(jié)
硝酸
酸雨及防治
硝酸的物理性質(zhì)
硝酸的化學(xué)性質(zhì)
硝酸的工業(yè)制法
酸雨的形成
酸雨的防治
硝酸、酸雨及防治
當(dāng) 堂 練 習(xí)
3
任務(wù)四 限時(shí)訓(xùn)練
1.(2023·南通高一月考)下列反應(yīng)既表現(xiàn)硝酸的酸性，又表現(xiàn)硝酸的氧化性的是（ ）
A.CuO＋2HNO3===Cu(NO3)2＋H2O
B.FeO＋4HNO3(濃)===Fe(NO3)3＋2H2O＋NO2↑
C.C＋4HNO3(濃) CO2↑＋2H2O＋4NO2↑
D.NH3＋HNO3===NH4NO3
B
任務(wù)四 限時(shí)訓(xùn)練
2.(2023·邯鄲高一月考)酸雨是對(duì)pH小于5.6的降水的統(tǒng)稱。下列說法錯(cuò)誤的是（ ）
A.空氣中的SO2溶于水，最終形成酸雨
B.工業(yè)廢水任意排放是造成酸雨的主要原因
C.汽車排放的尾氣、硝酸廠和化肥廠的廢氣都含有能形成酸雨的氮氧化物
D.為了減少酸雨的形成，必須減少SO2的排放量，可對(duì)燃料進(jìn)行脫硫處理
B
任務(wù)四 限時(shí)訓(xùn)練
3.(2023·南京高一期末)硝酸在工業(yè)上有著廣泛的應(yīng)用，可用于制化肥、農(nóng)藥、染料等。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，其過程如圖所示：
下列說法錯(cuò)誤的是（ ）
A.合成塔實(shí)現(xiàn)了氮的固定
B.N2轉(zhuǎn)化為硝酸的過程中，氮元素一直被氧化
C.從吸收塔出來的尾氣不經(jīng)處理任意排放可能會(huì)造成酸雨
D.合成塔和氧化爐中的反應(yīng)均需要催化劑，目的是加快反應(yīng)速率，提高
生產(chǎn)效率
B
任務(wù)四 限時(shí)訓(xùn)練
4.(2022·青島高一)下列事實(shí)不能說明濃硝酸氧化性比稀硝酸強(qiáng)的是(　　)
A.濃硝酸遇石蕊溶液先變紅后褪色，稀硝酸遇石蕊溶液只變紅不褪色
B.濃硝酸能與NO反應(yīng)生成NO2，而稀硝酸不與NO反應(yīng)
C.濃硝酸在加熱條件下可與碳單質(zhì)反應(yīng)，而稀硝酸則不能
D.足量的銅分別還原含1 mol HNO3的濃硝酸和稀硝酸轉(zhuǎn)移電子數(shù)分別為NA和3NA
D

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