資源簡(jiǎn)介

(共26張PPT)
第五章化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素
第二節(jié)氮及其化合物 第3課時(shí)硝酸酸雨及防治
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SO 、NO 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。 核心素養(yǎng)
1、通過(guò)學(xué)習(xí)硝酸的性質(zhì)及原子守恒法、電子守恒法的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生論據(jù) 推理與模型認(rèn)知的化學(xué)核心素養(yǎng)。
2、通過(guò)酸雨的形成及防治認(rèn)識(shí)化學(xué)對(duì)人類(lèi)的作用，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度與社 會(huì)責(zé)任的化學(xué)核心素養(yǎng)。
學(xué)習(xí)目標(biāo)與核心素養(yǎng)
學(xué)習(xí)目標(biāo)
一 、硝 酸 的 性 質(zhì) 硝酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90%以上的濃硝酸，在空氣中揮發(fā)出硝酸
1.物理性質(zhì) 蒸氣會(huì)產(chǎn)生“發(fā)煙”現(xiàn)象，通常又叫作發(fā)煙硝酸。
易揮發(fā)
90%~97.5%的硝酸稱(chēng)為發(fā)煙硝酸
有刺激性味
無(wú) 色液體
硝酸
2.化學(xué)性質(zhì)
(1)酸性：
在 水 中 的 電 離 方 程 式 為
- HNO ===H±+ - NO -。
與指示劑作用：稀硝酸使紫色石蕊溶液變紅；濃硝酸使紫色石蕊溶液先變紅后褪色
與堿發(fā)生中和反應(yīng)：NaOH+HNO =NaNO +H O
與堿性氧化物反應(yīng)：CuO+2HNO =Cu(NO ) +H O
與鹽反應(yīng)：CaCO +2HNO =Ca(NO ) +H O+CO 個(gè)
(2)不穩(wěn)定性：
濃硝酸見(jiàn)光或受熱會(huì)發(fā)生分解，化學(xué)方程 式為
4HNO (濃) 4NO 個(gè)+O 個(gè)+2H O
根據(jù)濃硝酸的性質(zhì)分析濃硝酸應(yīng)該如何保存 應(yīng)保存在棕色試劑瓶中，并放置在陰涼處。
0圖3-3-19銅
實(shí)驗(yàn)裝置 銅絲 硝酸 NaOH 溶液 0圖3-3-18銅片與 稀硝酸反應(yīng)的現(xiàn)象
0 圖 3 - 3 - 1 9 銅 濃硝酸反應(yīng)的現(xiàn)生
15mol/L
4mol/L
稀硝酸 濃硝酸
實(shí)驗(yàn) 現(xiàn)象 反應(yīng)緩慢，有少量氣泡 產(chǎn)生，溶液變藍(lán)，試管 口有紅棕色氣體產(chǎn)生 反應(yīng)劇烈，有大量氣泡_產(chǎn) 生，溶液變綠，液面上有 紅棕色 氣體產(chǎn)生
實(shí)驗(yàn) 結(jié)論 銅與稀硝酸常溫下緩慢 反應(yīng)生成NO_氣體 銅與濃硝酸常溫下劇烈反應(yīng) 生成NO 氣體
寫(xiě)出下列有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：
a.與金屬反應(yīng)：
稀硝酸與銅反應(yīng)：3Cu+8HNO (稀)===3Cu(NO ) +2NO個(gè)+4H O 。
濃硝酸與銅反應(yīng)：Cu+4HNO (濃)===Cu(NO ),+2NO,個(gè)+2H,O
0
b.與非金屬反應(yīng)： 課件2:濃硝酸與木炭的反應(yīng) 高清.kux 濃硝酸與紅熱的C(被氧化為CO )的反應(yīng)為
C+4HNO (濃)===CO,個(gè)+4NO,個(gè)+2H,O
鐵與硝酸反應(yīng)
鐵與濃硝酸產(chǎn)生鈍化現(xiàn)象。→用鐵質(zhì)或鋁質(zhì)容器盛放冷的濃硝酸
化學(xué)變化
鐵與稀硝酸反應(yīng)
Fe ( 少 量 ) + 4HNO ( 稀 ) = Fe(NO ) +NO 個(gè)+2H O 3Fe (過(guò)量)+8HNO ( 稀 ) = 3Fe(NO ) +2NO個(gè)+4H O
【情境 ·思考】某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室取出一瓶濃硝酸，發(fā)現(xiàn)溶液顯黃
色，與教材中關(guān)于硝酸的描述出現(xiàn)偏差。
(1)請(qǐng)解釋一下原因
濃硝酸不穩(wěn)定，見(jiàn)光或受熱會(huì)分解生成NO ,NO 溶于濃硝酸使 溶液顯黃色。
(2)如何去除硝酸的黃色
向濃硝酸中通入氧氣(或空氣),發(fā)生反應(yīng)
4NO +O +2H O===4HNO 消除黃色。
3.硝酸的用途與工業(yè)制法
(1)用途：
用于制造炸藥
用途
用于制造硝酸銀一
用于制造染料、農(nóng)藥
實(shí)驗(yàn)室重要化學(xué)試劑
【思考與交流】硝酸是重要的化工原料，用于制化肥、農(nóng)藥、炸藥、染料
等。工業(yè)上制硝酸的原理是將氨經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)得到硝酸，如下圖所示：
H O O H O
N NH NO NO2 HNO
(1)寫(xiě)出每一步反應(yīng)的化學(xué)方程式。
(2)請(qǐng)分析上述反應(yīng)中的物質(zhì)類(lèi)別和氮元素化合價(jià)的變化情況，以及每 一步反應(yīng)中含氮物質(zhì)發(fā)生的是氧化反應(yīng)還是還原反應(yīng)。
寫(xiě)出有關(guān)化學(xué)方程式：
高溫高壓
N →NH :
NH →NO: NO→NO : 2NO+O ===2NO
NO →HNO 3NO +H O===2HNO +NO
H O O H O
NH NO NO HNO
N +3H 催 化 劑2NH
N
煤、石油和某些金屬礦物中含有硫，在燃燒或冶煉時(shí)往往會(huì)生成二氧化
硫。在機(jī)動(dòng)車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)中，燃料燃燒產(chǎn)生的高溫條件會(huì)使空氣中的氮?dú)馀c 氧氣反應(yīng)，生成氮氧化物。它們會(huì)引起呼吸道疾病，危害人體健康，嚴(yán) 重時(shí)會(huì)使人死亡。
二、酸雨及防治
1.酸雨
(1)概念：pH< 5.6 的降水。正常雨水由于溶解 了CO , 其pH 約為5.6。
(2)成因：主要是大氣中的 SO 、NO 與水
或者水、氧氣反應(yīng)形成的。
2.酸雨的危害
(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SO 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。
圖5-16 酸雨會(huì)破壞森林
(5)滲入地下，可引起地下水酸化，酸化后的地下水中鋁、銅、鋅、鎘等對(duì)
人體有害金屬元素的含量會(huì)偏高。
①SO : 主要來(lái)自煤和石油和某些含硫的金屬 礦物的燃燒或冶煉
② NO : 主要來(lái)自汽車(chē)尾氣
①引起大氣污染，直接危害人體健康
②溶于水形成酸雨
2.SO 與NO 的主要來(lái)源、危害和防治
(1)來(lái)源
(2)危害
①調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，發(fā)展清潔能源
②研究煤的脫硫技術(shù)，改進(jìn)燃燒技術(shù)，減少二氧化硫 和氮氧化物的排放
③加強(qiáng)工廠廢氣的回收處理
④改進(jìn)汽車(chē)尾氣的處理技術(shù)，控制尾氣排放
(3)防治
硝酸的強(qiáng)氧化性
1.規(guī)律
(1)硝酸的濃度越大，反應(yīng)溫度越高，其氧化性越強(qiáng)。
(2)濃硝酸的還原產(chǎn)物是NO , 稀硝酸的還原產(chǎn)物是NO。
(3)還原劑一般被氧化為最高價(jià)態(tài)。
2.表現(xiàn)
(1)硝酸與金屬的反應(yīng)
①除Au、Pt 等少數(shù)金屬外，硝酸幾乎可以氧化所有的金屬，如
3Ag+4HNO ( 稀 ) = = = 3AgNO +NO 個(gè)+2H O;
②活潑金屬與硝酸反應(yīng)不生成H ,硝酸的濃度不同，還原產(chǎn)物不同； 濃硝酸 NO
稀硝酸 NO
極稀硝酸
N O、N 、NH NO 等
③常溫下濃硝酸能使Fe 、Al 鈍化，加熱時(shí)反應(yīng)。
(2)硝酸與非金屬的反應(yīng)
①反應(yīng)規(guī)律：非金屬單質(zhì)+濃硝酸→最高價(jià)氧化物或其含氧酸+NO 個(gè) +H O;
②實(shí)例：C+4HNO (濃)△ CO 個(gè)+4NO ^+2H O。
(3)硝酸與還原性化合物的反應(yīng)
硝酸的強(qiáng)氧化性還表現(xiàn)在可以氧化具有還原性的化合物或離子，如HI、
HBr 、SO 、Fe + 、FeO 、Br 、I- 、S - 、SO -等均能被HNO 氧化。
(2)銅投入稀硫酸中不會(huì)溶解，再向溶液中投入KNO 固體，銅
會(huì)不會(huì)溶解 為什么
提示：會(huì)溶解。
由離子方程式8H++2NO +3Cu===3Cu ++2NO個(gè)+4H O可知，只 要溶液中同時(shí)有H+和NO , 銅就會(huì)發(fā)生反應(yīng)而溶解。
A.由①中的紅棕色氣體，推斷產(chǎn)生的氣體一定是混合氣體
B.紅棕色氣體不能表明②中木炭與濃硝酸發(fā)生了反應(yīng)
C.由③說(shuō)明濃硝酸具有揮發(fā)性，生成的紅棕色氣體為還原產(chǎn)物
D③ 的氣體產(chǎn)物中檢測(cè)出CO ,由此說(shuō)明木炭一定與濃硝酸發(fā)生了反應(yīng)
濃硝酸 灼熱碎玻璃 濃硝酸 紅熱木炭
紅熱木炭
濃硝酸
① ②
③
1.下述實(shí)驗(yàn)中均有紅棕色氣體產(chǎn)生，對(duì)比分析所得結(jié)論不正
練習(xí)與思考
確的是( )
2.下列反應(yīng)中硝酸既能表現(xiàn)出酸性又表現(xiàn)出氧化性的是( )
A.使石蕊試液變紅
B.與銅反應(yīng)放出NO氣體，生成Cu(NO )
C.與Na CO 反應(yīng)放出CO 氣體，生成NaNO
D.與S單質(zhì)混合共熱時(shí)生成H SO 和NO
①組裝好裝置檢驗(yàn)氣密性后，如何加
入稀硝酸 打開(kāi)活塞1使左右大氣相通，然后加入硝酸使液面
一達(dá)到a處
②如何控制反應(yīng)的進(jìn)行 如何加快
反 應(yīng) 速 率 關(guān)閉活塞1,一段時(shí)間后銅絲與酸液分離，反應(yīng)即停 。加熱
3.某校課外活動(dòng)小組為了探究銅與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體主要
是NO設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)方案。
(1)甲同學(xué)設(shè)計(jì)如圖實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)過(guò)程中活塞2為打開(kāi)狀態(tài))。
③如何操作驗(yàn)證產(chǎn)生的氣體為NO _將活塞1打開(kāi)，讓氣體進(jìn)入分液漏斗中，氣體在
分液漏斗中變?yōu)榧t棕色即可證明。
稀硝酸
-液面a
活塞2s 活塞1 膠塞 銅絲
① 設(shè)計(jì)裝置A 的目 的是__生成NO 而產(chǎn)生干擾 -0
② 裝 置E 和F 的作用是______ 驗(yàn)證NO 的生成_______。
為實(shí)現(xiàn)此作用，操作是將F中的空氣推入E中，若氣體變?yōu)榧t棕色則說(shuō)明生了NO
③ 裝 置D 的作用是_吸收多余的氮氧化物，防止污染空氣，防止倒吸發(fā)生
(2)乙同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示裝置(加
熱裝置和固定裝置均已略去)。圖 中K 為止水夾(處于關(guān)閉狀態(tài)),F是
產(chǎn)生CO ,趕走裝置中的空氣，防止因NO與O 反應(yīng)
一半空的注射器。
二
F
銅絲
碳酸鈣
多孔 隔板
稀硝酸
A B C D
澄清 石灰 水
NaOH 溶液-
用于制造炸藥、染料、
農(nóng)藥等
實(shí)驗(yàn)室重要化學(xué)試劑
使湖泊的水質(zhì)變酸，
導(dǎo)致水生生物死亡酸雨
酸雨浸漬土壤，會(huì) 的危
使土壤變得貧瘠 害
造成森林大面積
死亡
酸雨對(duì)人體健康
也有直接影響
與非金
改變能源結(jié)構(gòu) 酸雨
控制酸性物質(zhì) 的防
的排放 治
提高人們的環(huán)境
保護(hù)意識(shí)
屬反應(yīng) 如與碳反應(yīng)
與還原性化合物，如 H S 、HBr 等反應(yīng)
無(wú)色液體，有刺激性 氣味
易揮發(fā)
硝酸、
酸雨
及防
治
硝酸 的化 學(xué)性 質(zhì)
與除Au 、Pt外的 大多數(shù)金屬反應(yīng)
濃硝酸能使 鐵、鋁鈍化
硝酸的 物理性 質(zhì)
與金 屬反 應(yīng)
硝酸的 用途
具有酸的通性
強(qiáng)氧 化性
鈍化
酸雨

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