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(共52張PPT)
第二節 氮及其化合物
第3課時 硝酸 酸雨及防治
學習任務一 硝酸的性質及工業制備
學習任務二 酸雨及防治
學習任務一 硝酸的性質及工業制備
【新知自主預習】
一、硝酸的性質
1.物理性質
硝酸是____色、____揮發的液體,有刺激性氣味。
無
易
2.化學性質
（1）酸性：硝酸溶液中含有 ，具有酸的化學通性。
（2）不穩定性
濃硝酸見光或受熱會分解產生 ，化學方程式為
_ _________________________________。
［注意］ 由于濃硝酸見光或受熱分解，一般濃硝酸保存在帶有玻璃
塞的棕色試劑瓶中，并放置在陰涼處。
（3）強氧化性
硝酸是一元強酸,具有酸的______，但硝酸與金屬反應一般________
。硝酸無論濃、稀都有強氧化性,而且濃度越大氧化性越強。
①硝酸與銅的反應［教材實驗
實驗 操作 _______________________________________ 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
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
通性
不產生
實驗 現象 濃硝酸與銅反應時，試管內產生大量________氣體，溶液逐
漸______，銅絲逐漸變細；稀硝酸與銅反應時，試管內開始產生
少量______氣體，反應逐漸加快，氣體在試管上部變為紅棕色，
溶液逐漸______，銅絲逐漸變細
反應 原理 稀硝酸與銅反應：_____________________________________
______________________________________________________；
濃硝酸與銅反應：_________________________________________
________________________________________________________
紅棕色
變綠
無色
變藍
（稀）
續表
②硝酸與非金屬反應
濃硝酸可與非金屬單質（碳、硫、磷等）在加熱條件下反應，非金
屬單質被氧化，轉化為最高價含氧酸（或酸性氧化物）。加熱時，
濃硝酸與碳的反應：
。
［注意］①常溫下,冷的濃硝酸能使鐵、鋁等______，屬于化學反應，
表面生成致密氧化膜。
②王水是________和________的混合物,體積比為_____,能使不溶于
硝酸的金、鉑等溶解。
鈍化
濃鹽酸
濃硝酸
二、工業制備硝酸
工業上制硝酸的原理是將氨經過一系列反應得到硝酸，如圖所示：
寫出上述轉化中每一步的化學方程式，并分析含氮物質發生的是氧
化反應還是還原反應。
①_ ________________________， 發生______反應；
②_ ___________________________， 發生______反應；
③__________________， 發生______反應；
④___________________________， 既發生氧化反應又發生還原
反應。
還原
氧化
氧化
【核心知識講解】
1.硝酸與金屬反應的一般規律
（1）與、等不活潑金屬反應時，濃硝酸的還原產物為 ，稀
硝酸的還原產物為 。反應過程中硝酸會變稀，因此與濃硝酸反應
往往得到和的混合氣體。硝酸與金屬反應時,一般沒有 產生。
例如：
（稀）
（2）常溫下，、 在濃硝酸中發生鈍化，王水（濃硝酸與濃鹽酸
體積比為）可溶解、 。
（3）硝酸與金屬反應的計算
靈活運用原子守恒、得失電子守恒及溶液中的電荷守恒關系。例如
與 反應中有以下等量關系：
原子守恒：反應前所有的只存在于中，反應后含 的物質
有的還原產物（假設有、）和，若 過量，
則過量中也含 ，則有
。
②得失電子守恒：反應中失去電子的是參加反應的 ，
；得到電子的是被還原的 （假設還原產物為
、），、 。根據得失電子
守恒，則有 。
③電荷守恒：在任何溶液中，陰離子所帶負電荷總數與陽離子所帶
正電荷總數是相等的。在與反應后的溶液中，若 不過
量，陽離子只有，陰離子只有（此類計算不考慮 電離
出的極少量的、）；若過量，溶液中的陽離子有
和，陰離子只有。則若不過量： ；
若過量： 。
2.硝酸與非金屬的反應
（1）加熱時，稀硝酸與非金屬單質（如C等）不發生反應。
（2）加熱時，濃硝酸與非金屬單質（如C等）發生反應，生成 、
非金屬的氧化物（或相應含氧酸）。
例如， 。
【知識遷移應用】
例1 [2024·浙江紹興期中] 一定溫度下,探究銅與稀HNO3反應,過程如圖
所示,下列說法錯誤的是 (　)
A.過程Ⅰ中生成無色氣體的離子方程式為
3Cu+2N+8H+ = 3Cu2++2NO↑+4H2O
B.過程Ⅱ中無色氣體變為紅棕色的反應為2NO+O2 = 2NO2
C.由實驗推測,②振蕩時可能發生反應:4NO2+O2+2H2O = 4HNO3
D.當活塞不再移動時,再抽入空氣,銅不能再繼續溶解
√
[解析] 過程Ⅰ中,銅和稀硝酸反應生成硝酸銅、NO和水,離子方程式為
3Cu+2N+8H+ = 3Cu2++2NO↑+4H2O,A正確;
過程Ⅱ抽入空氣,無色氣體變為紅棕色,發生反應:2NO+O2 = 2NO2,
②振蕩時,NO2、O2可與H2O反應:4NO2+O2+2H2O 4HNO3,B、C正確;
當活塞不再移動時,再抽入空氣,NO與氧氣、水反應生成硝酸,因此銅
可以繼續溶解,D錯誤。
例2 [2024·江蘇蘇州期中] 將38.4 g銅與150 mL一定濃度的硝酸反應,
銅完全溶解,產生的NO和NO2混合氣體折算為標準狀況下的體積為
11.2 L,若銅與硝酸剛好反應完全,則原硝酸溶液中HNO3的物質的量
是 (　)　　　　　 　　　　　 　　　　　
A.1.7 mol B.2.0 mol C.3.0 mol D.1.5 mol
√
[解析] 依次發生反應為Cu+4HNO3(濃) = Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O、
3Cu+8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O;38.4 g Cu的物質的量為
=0.6 mol,混合氣體的物質的量為=0.5 mol。
銅與硝酸剛好反應完全,生成硝酸銅、NO和NO2,由N原子守恒可知:
n(HNO3)=2n[Cu(NO3)2]+n(NO)+n(NO2)=2×0.6 mol+0.5 mol=1.7 mol。
［方法技巧］ 硝酸與金屬反應計算問題的思維模板
學習任務二 酸雨及防治
【新知自主預習】
1.酸雨
2.與 的主要來源、危害和防治
① :主要來源于__________和某些含硫金屬礦物的燃燒或冶煉;
② :主要來自__________
煤、石油
汽車尾氣
（1）來源
①調整能源結構,發展______能源;
②研究煤的脫硫技術、改進燃燒技術、減少二氧化硫和氮氧化物的排放;
③加強工廠廢氣的回收處理;
④改進汽車尾氣的處理技術,控制尾氣排放
清潔
（2）防治
【情境問題思考】
煤、石油和某些金屬礦物中含有
硫，在燃燒或冶煉時常會產生 。
在機動車發動機中，燃料燃燒產生的
高溫條件會使空氣中的與 反應，
生成氮氧化物。它們會污染環境，危
害人體健康。
問題一： 排放到大氣中的 是如何轉化成硫酸型酸雨的？請結合
化學方程式描述其轉化路徑。
提示：排放到空氣中的 在氧氣和水蒸氣的共同作用下形成酸霧，
隨雨水降落成為硫酸型酸雨。
、 ；
、 。
問題二： 排放到大氣中的氮氧化物是如何轉化成硝酸型酸雨的？請
結合化學方程式描述其轉化路徑。
提示：排放到空氣中的氮氧化物，與反應生成， 與空
氣中的水蒸氣反應生成 ，隨雨水降落成為硝酸型酸雨。
、 。
【知識遷移應用】
例3 如圖為某城市某日空氣質量報告,下
列敘述與報告內容不相符的是 ( )
A.該日空氣首要污染物是
B.該市空氣質量等級屬于重度污染
C.污染物 可能主要來源于機動車尾氣
D.、 均可導致酸雨
√
[解析] 由圖中信息可知，該日空氣首要污染物是 ，A正確；
由圖中信息可知，空氣質量等級屬于重度污染，B正確；
空氣中的 和在機動車發動機內高溫下反應生成，與反應
生成 ，C正確；
、均能導致酸雨， 不能引起酸雨，D錯誤。
［歸納總結］
（1）常見的污染類型
①光化學煙霧: 在紫外線作用下,與碳氫化合物發生一系列光化學
反應,產生的一種有毒的煙霧。
②酸雨:和排入大氣中后,發生反應生成和 等,隨雨
水降到地面。
③破壞臭氧層: 等可使平流層中的臭氧減少,導致地面紫外線輻射
量增加。
（2）常見的 尾氣處理方法
①堿液吸收法
、 的混合氣體能被足量燒堿溶液完全吸收的條件是
。一般適合工業尾氣中 的處理。
②催化轉化：在催化劑、加熱條件下,氨可將氮氧化物轉化為無毒氣
體或與在一定溫度下催化轉化為無毒氣體和 ,一
般適用于汽車尾氣的處理。
1.[2024·浙江寧波十校聯考]酸雨對環境危害巨大，下列關于酸雨及防
治的說法正確的是( )
A.酸雨的 等于5.6
B.酸雨能直接損傷農作物，使土壤酸化，加速建筑腐蝕
C. 是形成酸雨的主要原因
D.將含硫的煤和石灰石混合后燃燒，可以減少酸雨的形成以及溫室
氣體的排放
√
[解析] 正常雨水由于溶解二氧化碳，約為，酸雨是指
的雨水，A錯誤；
酸雨能直接損傷農作物，破壞森林，使土壤酸化，
加速建筑物的腐蝕，B正確；
二氧化硫和氮氧化物是形成酸雨的主要原因，C錯誤；
將含硫的煤和石灰石混合后燃燒生成難分解的硫酸鈣，
可以減少酸雨的形成，但不能減少溫室氣體的排放，D錯誤。
2.下列反應中，硝酸既表現酸性，又表現氧化性的是( )
A.跟稀硝酸反應 B. 跟稀硝酸反應
C.跟稀硝酸反應 D. 跟稀硝酸反應
[解析] 、與稀硝酸發生復分解反應，A、C錯誤；
跟稀硝酸發生中和反應，屬于非氧化還原反應，D錯誤；
具有較強還原性，與稀硝酸發生氧化還原反應，生成
、 和，體現 的酸性和氧化性，B正確。
√
3.下列有關硝酸化學性質的敘述正確的是( )
A.稀硝酸使紅色石蕊試紙變藍
B.硝酸能與反應，但不生成
C.硝酸可與反應制得 氣體
D.濃硝酸因分解放出的 又溶解于硝酸而呈黃色
[解析] 稀硝酸顯酸性，不可能使紅色石蕊試紙變藍，故A錯誤；
發生復分解反應，可以生成，故B錯誤；
有強氧化性，可以氧化氣體，不能用于制取，故C錯誤；
呈紅棕色，濃硝酸因分解放出的 又溶解于硝酸而呈黃色，故D
正確。
√
4.下列關于硝酸的說法正確的是 (　)
A.NO2溶于水生成硝酸,所以NO2是酸性氧化物
B.冷的稀硝酸可以保存在鋁、鐵的容器中
C.濃硝酸久置溶液會變黃是因為硝酸分解產生NO2
D.硝酸與銅的反應中,硝酸只表現氧化性
√
[解析] 二氧化氮與水反應生成硝酸和一氧化氮,但二氧化氮和硝酸中氮
元素的化合價不相等,故二氧化氮不是酸性氧化物,A錯誤;
稀硝酸具有強氧化性,能與活潑金屬鋁、鐵反應,所以冷的稀硝酸不能
保存在鋁、鐵的容器中,B錯誤;
濃硝酸具有不穩定性,受熱或見光易分解生成二氧化氮、氧氣和水,分
解生成的二氧化氮溶于濃硝酸會使溶液變為黃色,C正確;
銅與硝酸反應時,氮元素的化合價部分未變生成硝酸銅,部分降低被還
原,硝酸表現酸性和強氧化性,D錯誤。
5.如圖甲是驗證銅和濃硝酸反應的裝置，乙、丙是師生對實驗改進后
的裝置：
（1）寫出甲、乙、丙三個裝置中都發生的反應的化學方程式:
_____________________________________________。
（2）和甲裝置相比，乙裝置的優點:
①________________________；
②________________________。
可控制反應的發生和停止
可吸收,防止污染環境
（3）為了進一步驗證 和水的反應，某學生設計了丙裝置。實驗
時先關閉止水夾__，再打開止水夾______，才能使 氣體充滿B試
管；當氣體充滿B試管后，將銅絲提起與溶液脫離。欲使燒杯中的水
進入B試管，應如何操作？____________________________________
____。
、
先關閉,再關閉,然后打開,用手捂住試管B
[解析] 利用對比的方法,找出裝置的優缺點,應注意 有毒,要進行尾
氣吸收。丙中要使氣體充滿試管B,應先關閉止水夾,再打開、 ,
充滿試管B后,把銅絲拉起,然后關閉,再關閉后打開 ,用手捂住
試管B,使氣體受熱膨脹,與水接觸, 極易與水反應,使系統內壓強減
小,燒杯中的水便進入試管B。
1.常溫下，下列溶液可用鐵質容器盛裝的是( )
A.稀硝酸 B.稀硫酸 C.濃硝酸 D.濃鹽酸
[解析] 常溫下，稀硝酸、稀硫酸、濃鹽酸均與鐵發生反應，故不能
用鐵質容器盛裝，A、B、D均錯誤；
常溫下，濃硝酸能使鐵鈍化，表面生成致密氧化膜，保護內層鐵不
被腐蝕，因此能用鐵質容器盛裝，C正確。
√
2.[2024·安徽蚌埠期末]足量銅與一定量濃硝酸反應，得到硝酸銅溶
液和、、的混合氣體，將這些氣體與
（標準狀況）混合后通入水中，所有氣體完全被水吸收生成硝酸。
若向所得硝酸銅溶液中加入溶液至 恰好完全沉
淀，則消耗 溶液的體積是( )
A. B. C. D.
√
[解析] 標準狀況 的物質的量
，混合氣體與 、水反應又得到
，根據得失電子守恒，原子失去的電子等于 獲得的電子，
所得硝酸銅溶液中加入溶液至恰好完全沉淀生成 ，
由電荷守恒，
，由于
溶液的濃度是，故需該 溶液的體積
。
3.某研究性學習小組的同學通過查閱資料知， 可與熾熱的銅粉發
生反應，他們設計如下裝置（夾持裝置略去）進行實驗驗證。
已知：能被酸性高錳酸鉀溶液氧化生成 。
請回答下列問題：
（1）實驗開始前，檢查裝置氣密性的方法是關閉、 ，將導管末
端置于盛水的水槽中，_______________________________________
___________________________________________________________
____，則表明裝置氣密性良好；裝置A中發生反應的離子方程式為
_________________________________________。
用酒精燈微熱三頸燒瓶，水槽中有氣泡產生，撤去酒精燈后導管中有一段倒吸的水柱，且一段時間內水柱高度不變
[解析] 檢查裝置氣密性，關閉、 ，將導管末端置于盛水的水槽
中，用酒精燈微熱三頸燒瓶，水槽中有氣泡產生，撤去酒精燈后導
管中有一段倒吸的水柱，且一段時間內水柱高度不變，證明裝置氣
密性良好；裝置A中 與濃硝酸發生反應的離子方程式為
。
（2）裝置B的作用是________________。
將轉化為
[解析] 實驗的目的是探究與 發生反應，即裝置B發生的反應是
，裝置B的作用是將轉化成 。
（3）裝置A中反應開始前，需要先打開 ，向裝置中通入一段時間
的或 ，其目的是_______________________________________
___________。
排盡裝置內的空氣，防止及被空氣中的氧氣氧化
[解析] 因為能與發生反應生成，加熱狀態下與 反應生
成，因此反應開始前通入一段時間的或 ，目的是排盡裝置
中的空氣，防止與、 發生反應。
（4）實驗過程中，裝置D中銅粉變黑，裝置 中溶液顏色變淺，則
裝置 中發生反應的離子方程式為
____________________________________________。
請設計一種簡單的實驗方案，證明該離子反應中的氧化產物為
_____________________________________________________
_________________________________________________________
（寫出主要的操作過程、現象、結論）。
取適量中溶液于試管中，加入稀硫酸后再加入銅片，若試管口有紅棕色氣體生成，則說明有生成，否則沒有生成
[解析] D中銅粉變黑，說明銅與發生反應，生成和 ，根據
信息能與酸性高錳酸鉀溶液發生反應，即裝置 的目的是除去未
反應的 ，則離子方程式為
。 在酸性條件
下具有強氧化性，證明存在的方法是取適量 中溶液于試管中，
加入稀硫酸后再加入銅片，若試管口有紅棕色氣體生成，則說明有
生成，否則沒
有 生成。
（5）從綠色化學角度考慮，實驗結束后，拆卸裝置前，還應進行的
一項操作是____________________________________。
打開，向裝置內通入一段時間的氮氣
[解析] 反應停止后，裝置中還有未反應的， 有毒，必須除去，
實驗結束后，拆卸裝置前，應打開 ，向裝置內通入一段時間的氮
氣，讓 全部被酸性高錳酸鉀溶液吸收。

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