資源簡介

(共19張PPT)
第二節 氮及其化合物
硝酸
第五章 化工生產中的
重要非金屬元素
導入
運輸濃硝酸的鋁槽車泄露：2023年2月14日，美國亞利桑那州圖森市高速公路一卡車側翻，引發危險物質硝酸泄漏，產生大量紅棕色煙霧，現場可聞到刺鼻的氣味。消防人員運來純堿進行處理，以防止其擴散造成更大危害。
思考1.為什么可以用純堿處理泄漏出來的硝酸？思考2：為什么現場有大量紅棕色的煙霧？思考3：為什么可以用鋁槽車運輸濃硝酸？
一、硝酸
1、物理性質
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
為什么久置濃硝酸呈黃色？
硝酸是我們中學階段常見的三大強酸之一，請寫出硝酸的分子式，分析硝酸中各元素的化合價及所含化學鍵的類型？
1) 不穩定性
2、化學性質
硝酸越濃，越易分解產生NO2，
NO2溶于硝酸而使硝酸呈現黃色。
一、硝酸
見光或受熱易分解
4HNO3 4NO2↑ + O2↑ + 2H2O
光照或加熱
貯存：一般將濃硝酸保存在棕色試劑瓶中，并放置于陰涼處。
2、化學性質
2) +金屬 反應（強氧化性）
Cu + 4HNO3(濃) =
Cu(NO3)2 + 2NO2↑+2H2O
硝酸銅溶液的顏色為何呈綠色？
【思考】
Cu表面有氣泡，溶液變為綠色，容器充滿紅棕色氣體
硝酸具有強氧化性
【現象】
【結論】
溶解有NO2
2、化學性質
2) +金屬 反應
3Cu + 8HNO3(稀) =
3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O
【現象】
【結論】
銅片上有氣泡，溶液變藍，
生成無色氣體，遇空氣變紅棕色
硝酸具有強氧化性
2、化學性質
2) +金屬 反應
硝酸能與大部分金屬反應（除了鉑、金）
【規律】
Pt、Au不與硝酸反應，但能與王水反應
V 濃硝酸：V 濃鹽酸 =
【王水】
1：3
硝酸與較活潑金屬( Fe、Al )
怎樣反應呢
（1）. 常溫下，稀硝酸與較活潑金屬 ( Fe、Al ) 反應
Al + 4HNO3(稀) Al(NO3)3 + NO↑ + 2H2O
Fe + 4HNO3(稀) Fe(NO3)3 + NO↑ + 2H2O
（2）. 常溫下，濃硝酸能使較活潑金屬 ( Fe、Al ) 鈍化
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。當加熱時，鐵、鋁會與濃硝酸或濃硫酸發生反應。
（3）. 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
（4）. 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
注意：“Fe2+ + H+ + NO3-”不能大量共存
如將SO2通入Ba(NO3)2溶液中產生BaSO4沉淀
2、化學性質
3) + 非金屬 反應
C + 4HNO3 （濃）=
C + 2H2SO4(濃）= CO2 ↑ +2SO2 ↑ +2H2O
類比
硝酸濃度越大，氧化性越強。
氧化性：濃HNO3 > 稀HNO3
CO2↑+ 4NO2 ↑+ 2H2O
同濃度條件下，濃硝酸氧化性比濃硫酸強
思考討論
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：
(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。
① N2 → NH3 ：______________________________
② NH3 → NO ：______________________________
③ NO → NO2 ：______________________________
④ NO2 → HNO3 ：______________________________
(1) 寫出每一步反應的化學方程式。
N2 + 3H2 2NH3
催化劑
2NO + O2 2NO2
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
催化劑
4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O
3、用途
制造化肥、炸藥、染料、塑料、硝酸鹽、醫藥
治療心絞痛
二、酸雨及其防治
①煤、石油、金屬礦物質的燃燒和冶煉產生SO2
②汽車尾氣、硝酸工業產生的NO2
1、污染源
氮氧化物NO2、SO2與水反應
pH＜5.6
1）酸雨的pH：
2）酸雨的形成：
2、酸雨
正常雨水pH≈5.6
二、酸雨及其防治
3、危害
破壞農作物、森林，土壤酸化，腐蝕建筑等
二、酸雨及其防治
4、防治
(1) 調整能源結構，積極開發新能源
(2) 對煤進行處理，如選洗加工、綜合開發、在
煤中加入適量的生石灰、對排放的煙進行處理等
(3) 改進汽車尾氣的處理技術，控制尾氣排放
(4) 加強工廠廢氣的回收處理，充分利用原料
(5) 種植能夠吸收 SO2 的有關樹木
氮的價-類二維圖

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