内容正文:
氮及其化合物
第五讲 硝酸
先请同学们思考二个有趣的问题
硝酸为什么称作“硝酸”而不是如其它酸(如硫酸、碳酸)一样称作“氮”酸呢?
有人说:没有化学家哈伯,二次世界大战打不起来或会推迟爆发,是真的吗?
观看视频,了解硝酸的物理、化学性质
根据视频,硝酸有哪些物理、化学性质?
物理性质:
1、无色液体,通常由于溶有少量二氧化氮而呈黄色
2、易溶于水
3、易挥发,有刺激性气味(很浓的硝酸又称为发烟硝酸)
4、保存在棕色瓶中并放置于阴凉处
化学性质:
1、酸的通性(不易表现出来)
2、浓硝酸受热易分解
你能根据视频写出相关反应方程式吗?
4HNO3 === 4NO2 ↑+O2↑+2H2O
或光照
注:这也是硝酸保存在棕色瓶中,并放置于阴凉处的原因
3、强氧化性
1、硝酸具有很强的氧化性,能和绝大多数的金属和非金属反应
几点说明 :
1、硝酸能与绝大多数金属反应
2、硝酸与金属的反应产物与硝酸的浓度密切相关,浓硝酸与金属的反应产物多为NO2,稀硝酸与金属反应的产物多为NO
3、硝酸也能与许多非金属反应
根据视频归纳总结一下:
硝酸与金属铜的反应
书写铜与浓、稀硝酸反应的化学反应方程式和离子反应方程式,并思考氢氧化钠溶液吸收尾气所涉及的反应方程式
浓硝酸
活泼金属
与镁、锌等反应产物为NO2 ,没有氢气产生
与铁、铝反应,发生钝化,阻止反应继续进行
不活泼金属
与铜等反应,产物为NO2,没有氢气产生
硝酸与金属反应归纳:
稀硝酸
活泼金属
与镁、锌等反应产物为NO,可能有氢气产生
与铁、铝反应,产物为NO,
不活泼金属
与铜等反应,产物为NO,没有氢气产生
挑战一下:
1、书写少量铁与足量稀硝酸反应的化学反应方程式
2、书写足量铁与少量稀硝酸反应的化学反应方程式
Fe + 4HNO3(稀) = Fe(NO3)3 + NO↑+ 2H2O
3Fe + 8HNO3(稀) = 3Fe(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O
硝酸与非金属反应
C + 4HNO3(浓) == CO2↑+ 4NO2 ↑+ 2H2O
△
S+ 6HNO3(浓) == H2SO4+ 6NO2 ↑+ 4H2O
△
注:硝酸还可以与许多具有还原性的物质发生氧化-还原反应。如S2-、SO2、SO32-、I-、Fe2+等还原性物质
资料卡片 王 水
浓硝酸和浓盐酸的混合物(体积比为1:3)叫做王水,能使一些不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。
著名事件:劳厄和弗兰克,曾获得1914年和1925年的物理学奖,德国纳粹政府要没收他们的诺贝尔奖牌,他们辗转来到丹麦,请求丹麦同行——1922年物理学奖得主玻尔帮忙保存。1940年,纳粹德国占领丹麦,玻尔将奖牌放入“王水”中,纯金奖牌便溶解了。玻尔于是将溶液瓶放在实验室架子上,来搜查的纳粹士兵果然没有发现这一秘密。战争结束后,溶液瓶里的黄金被还原后送到斯德哥尔摩,按当年的模子重新铸造。
引自《百度百科》
硝酸的工业制法
N2
NH3
H2
O2
O2
H2O
HNO3
NO
NO2
(1)写出每一步反应的化学方程式
(2)请分析上述反应中的物质类别和氮元素化合价的变化情况,以及每一步反应中含氮物质发生的是氧化反应还是还原反应
4NH3 + 5O2 === 4NO + 6H2O
催化剂
2NO+ O2 == 2NO2
3NO2+ H2O == 2HNO3 +NO
N2+3H2 2NH3
高温、高压
催化剂
⇋
第一步合成氨是工业制硝酸的基础和关键。哪么在没有合成氨之前工业上是如何制取硝酸的呢?
KNO3+H2SO4(浓)= HNO3↑+KHSO4
由视频可知:
注:硝酸钾俗称火硝或土硝或硝石,以色列和美国产量最大,约占世界总量的四分之三,智利居第三位。
引自《百度百科》
此反应加热温度不能太高,为什么?
化学改变世界
酸雨及防治
1. 概念:pH<5.6的雨水(正常雨水PH=5.6)
2. 分类:
①硫酸型酸雨(煤、石油等化石燃料的燃烧和某些含硫的金属矿物的冶炼)
②硝酸型酸雨(汽车尾气以及硝酸工业废气等)
3.危害:
①直接损伤农作物,破坏森林和草原,使土壤、湖泊酸化;
②加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电缆的腐蚀等。
酸雨的防治:
加强工业废气的回收处理
提高汽车尾气的处理技术,发展清洁能源汽车
调整能源结构,大力发展清洁能源
研究煤的脱硫技术,改进燃烧技术,减少SO2的排放
谢谢观看
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