5.2.3 硝酸 酸雨的防治-【化学一起课件】高中化学必修第二册同步PPT课件（人教版2019）

null 第二节 第五章 工生产中的重要非金属元素 硝酸 酸雨及防治 NITRIC ACID RAIN AND ITS PREVENTION AND CONTROL 第3课时 教|学|目|标 掌握硝酸的物理性质和化学性质 1 了解人类活动对氮循环的影响，知道造成酸雨、光化学烟雾和富营养化等化学环境的原因 2 了解如何减少氮氧化合物的排放，树立环境保护的意识 3 【知识背景】 硝酸 酸雨及防治 【01 硝酸】 硝酸是无色、易挥发，有刺激性气味的液体。 （1）物理性质 浓硝酸由于溶解了NO2部分而显黄色 浓硝酸保存于棕色试剂瓶，不能用橡胶塞 （2）化学性质 ① 不稳定性 浓硝酸见光或受热易分解 4HNO3 2H2O + 4NO2↑ + O2↑ 受热 见光 硝酸 酸雨及防治 【01 硝酸】 （2）化学性质 ② 具有酸的通性 与指示剂作用 与碱性氧化物反应：如CuO + 2HNO3 = Cu(NO3)2 + H2O 与碱反应：如Fe (OH)3 + 3HNO3 = Fe(NO3)3 + 3H2O 与某些盐反应：如CaCO3 + 2HNO3 = Ca(NO3)2 + H2O + CO2↑ 硝酸 酸雨及防治 【01 硝酸】 【实验5-8】 如图5-14所示，在橡胶塞侧面挖一个凹槽，并嵌入下端卷成螺旋状的铜丝。向两支具支试管中分别加入2 mL浓硝酸和稀硝酸，用橡胶塞塞住试管口，使铜丝与硝酸接触，观察并比较实验现象。向上拉铜丝，终止反应。 图5-14 硝酸 酸雨及防治 【01 硝酸】 铜与浓硝酸反应 【现象】迅速反应，溶液变绿，液面上有红棕色气体产生。 离子方程式：Cu + 4H+ + 2NO3-（浓）= Cu2+ + 2NO2↑ + 2H2O Cu + 4HNO3（浓）= Cu(NO3)2 + 2NO2↑+ 2H2O 硝酸 酸雨及防治 【01 硝酸】 【思考交流】 问题1：用双线桥分析上述浓硝酸与铜的反应，其中氧化剂与还原剂的物质的量之比是多少？ Cu + 4HNO3（浓）= Cu(NO3)2 + 2NO2↑+ 2H2O 还原剂 氧化剂 失1×2e- 得2×1e- 问题2：浓硝酸与铜的反应，浓硝酸体现了什么性质？ 氧化性（2mol）和酸性（2mol） 氧化剂 ：还原剂 2 ：1 硝酸 酸雨及防治 【01 硝酸】 铜与稀硝酸反应 【现象】反应缓慢，溶液变蓝，有少量红棕色气体产生。 离子方程式：3Cu + 8H+ + 2NO3-（稀）= 3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O 3Cu + 8HNO3（稀）= 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O 硝酸 酸雨及防治 【01 硝酸】 【思考交流】 问题3：用双线桥分析上述稀硝酸与铜的反应，其中氧化剂与还原剂的物质的量之比是多少？ 3Cu + 8HNO3（稀）= 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O 还原剂 氧化剂 失3×2e- 得2×3e- 问题4：稀硝酸与铜的反应，稀硝酸体现了什么性质？ 氧化性（2mol）和酸性（6mol） 氧化剂 ：还原剂 2 ：3 硝酸 酸雨及防治 【01 硝酸】 ③ 强氧化性 ① 硝酸浓度不同，对应的还原产物不同。浓硝酸的还原产物是NO2，稀硝酸的还原产物是NO。 ② 硝酸的强氧化性，来源于NO3- 中的+5价氮元素，但是，NO3- 的强氧化性需要在酸性（H+）条件下才能体现。 Cu + 4HNO3（浓）= Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O 离子方程式：Cu + 4H+ + 2NO3-（浓）= Cu2+ + 2NO2↑ + 2H2O 3Cu + 8HNO3（稀）= 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O 离子方程式：3Cu + 8H+ + 2NO3-（稀）= 3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O 硝酸 酸雨及防治 【01 硝酸】 【思考交流】 问题5：浓硝酸、稀硝酸与Cu反应的产物分别为NO2、NO,稀硝酸中氮元素化合价降低较多，这能否说明稀硝酸的氧化性比浓硝酸的氧化性强? 不能。浓硝酸的氧化性比稀硝酸的氧化性强,与Cu反应时浓硝酸反应更剧烈。 问题6：常温下Fe在浓硝酸中钝化,但加热时Fe与浓硝酸剧烈反应。写出反应的化学方程式。 Fe + 6HNO3（浓）===== Fe(NO3)3 + 3NO2↑ + 3H2O △ 硝酸 酸雨及防治 【01 硝酸】 【归纳整理】 常温下,铁、铝遇冷的浓HNO3能生成一层致密的氧化膜而发生钝化，故常温下可用铁、铝容器盛装冷的浓HNO3。但加热能使它们发生化学反应。 硝酸能与大部分金属反应，但是金、铂不溶解。溶解这两种金属需要用到浓硝酸和浓盐酸以体积比1: 3混合的溶液（王水）。 硝酸与非金属(如木炭，硫等)、某硝酸能与某些非金属（S 、C）反应。 硝酸是氧化性酸（需要有H+的参与），能与某些还原性物质反应，如Fe2+ 、I- 、S2-等。 硝酸 酸雨及防治 【01 硝酸】 【思考交流】 问题7：请写出碳与浓硝酸在加热条件下反应的化学方程式，浓硝酸体现了什么性质? C + 4HNO3（浓）==== CO2 + 4NO2↑+ 2H2O 浓硝酸体现了强氧化性。 △ 问题8：请写出硫与稀硝酸在加热条件下反应的化学方程式。 3S + 6HNO3（稀）==== 3H2SO4 + 6NO↑ △ 硝酸 酸雨及防治 【01 硝酸】 【思考与讨论】 硝酸是重要的化工原料，用于制化肥、农药、炸药、染料等。工业上制硝酸的原理是将氨经过一系列反应得到硝酸，如下图所示: 写出每一步反应的化学方程式。 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。 硝酸 酸雨及防治 【01 硝酸】 硝酸是重要化工原料，主要用于制造硝酸铵、硝酸铵钙、硝酸磷肥、氮磷钾等复合肥料。作为制硝酸盐类氮肥（如硝酸铵、硝酸钾等）、王水、硝化甘油、硝化纤维素、硝基苯、苦味酸和硝酸酯的必需原料，也用来制取含硝基的炸药。 有机工业：用于制造四硝基甲烷、硝基己烷、l-硝基丙烷、2，4-二硝基苯氧乙醇等硝基化合物。 染料工业：用于对硝基苯甲醚、4,4’-二硝基二苯醚、对硝基苯酚、2，5-二氯硝基苯等染料中间体的合成。 涂料工业：用于制造硝基清漆和硝基瓷漆。 医药工业：用于制造硝基苯乙酮。 水处理：硝酸可用作碳素钢、不锈钢设备的清洗除锈剂，用在污水、废水的氧化还原处理过程中。在污水的生物法处理过程中，可用作微生物养分中的氮源等。 其他作用：硝酸作为氧化剂可氧化醇、苯胺及其他化学品。并已经用于火箭的推进剂。硝酸也是制造钙、铜、银、钴和锶等的硝酸盐的原料。硝酸也被用来精炼金属（即先把不纯的金属氧化成硝酸盐，排除杂质后再还原） 硝酸对大多数金属有腐蚀作用。高浓度硝酸对金属有钝化作用。 对α-Fe2O3和磁性Fe3O4有良好的溶解力。硝酸用作蚀刻剂及强酸性清洗腐蚀剂，可与冰醋酸、双氧水等配合使用。硝酸用作分析试剂，如作溶剂，氧化剂。还用于有机合成，制取各类硝基化合物。 【资料卡片】 ---硝酸的用途 硝酸 酸雨及防治 【02 酸雨及防治】 硝酸 酸雨及防治 【02 酸雨及防治】 （1）酸雨 概念：pH <5.6的雨水（正常的雨水由于溶解了二氧化碳，pH约为5.6）。 成因：主要是大气中的SO2、氮氧化物以及它们在大气中发生反应后的生成物溶于雨水。 类型 硫酸型酸雨 途径1：2SO2 + O2 ⇌ 2SO3 SO3 + H2O = H2SO4 途径2：SO2 + H2O ⇌ H2SO3 2H2SO3 + O2 = 2H2SO4 硝酸 酸雨及防治 【02 酸雨及防治】 类型 硝酸型酸雨 2NO + O2 = 2NO2 3NO2 + H2O= 2HNO3 + NO 危害 直接损伤农作物，破坏森林和草原使土壤、湖泊酸化。 加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电线的腐蚀。 硝酸 酸雨及防治 【02 酸雨及防治】 防治酸雨的措施 调整能源结构，发展清洁能源。 研究煤的脱硫技术，改进燃煤技术，减少二氧化硫和氮氧化物的排放。 加强工厂废气的回收处理。 改进汽车尾气的处理技术，控制尾气排放。 硝酸 酸雨及防治 【02 酸雨及防治】 酸雨是全球三大环境危害之一， 20 世纪 70 年代以后，我国出现大范围酸雨，中国酸雨区是世界三大酸雨区之一，东亚酸雨区的一部分。 中国的酸雨主要因大量燃烧含硫量高的煤而形成的，多为硫酸雨，少为硝酸雨，此外，各种机动车排放的尾气也是形成酸雨的重要原因。我国一些地区已经成为酸雨多发区，酸雨污染的范围和程度已经引起人们的密切关注。 我国定义酸雨区的科学标准尚在讨论之中，但一般认为：年均降水pH高于5.65， 酸雨率是0-20%，为非酸雨区；pH在5.30--5.60之间， 酸雨率是10--40% ，为轻酸雨区；pH在5.00--5.30之间， 酸雨率是30-60%，为中度酸雨区；pH在4.70--5.00之间，酸雨率是50-80%，为较重酸雨区；pH小于4.70， 酸雨率是70-100%，为重酸雨区。 我国酸雨主要是硫酸型，我国三大酸雨区分别为： 1.西南酸雨区：是仅次于华中酸雨区的降水污染严重区域。 2.华中酸雨区：它已成为全国酸雨污染范围最大，中心强度最高的酸雨污染区。 3.华东沿海酸雨区：它的污染强度低于华中、西南酸雨区。 全球三大酸雨区是：西欧、北美、东南亚。 【资料卡片】 硝酸 酸雨及防治 【课堂小结】 硝酸 酸雨及防治 【课堂练习】 1、判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。 （1）活泼金属与所有稀酸反应均生成H2。(　 　) （2）C、Cu分别与浓硝酸反应时，浓硝酸均只表现强氧化性。(　 　) （3）铜与稀硝酸反应生成的气体在空气中会变为红棕色。(　 　) （4）浓盐酸与浓硝酸按体积比1∶3组成王水。(　 　) 硝酸 酸雨及防治 【课堂练习】 1、判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。 （5）pH<7的降雨均为酸雨。(　 　) （6）浓硝酸具有强氧化性，所以要密封保存在棕色瓶中。(　 　) （7）常温下铁与浓硝酸不反应，所以常用铁制容器盛装浓硝酸。(　 　) （8）汽车尾气的大量排放,是酸雨形成的主要原因之一。(　 　) 硝酸 酸雨及防治 【课堂练习】 2.关于硝酸的说法中正确的是 ( ) C D 向过量的Fe粉中加人稀HNO3，充分反应后，滴人KSCN溶液，溶液呈红色 A 硝酸电离出的H+能被Zn还原成H2 B 常温下向浓HNO3中投人Fe片，会产生大量的红棕色气体 C 向装有Fe(NO3)2溶液的试管中加人稀H2SO4，可在管口观察到红棕色气体 硝酸 酸雨及防治 【课堂练习】 3.下列关于硝酸的说法不正确的是 ( ) A D 应该用棕色瓶盛装浓硝酸 A 硝酸的强氧化性体现为H+的氧化性 B 相同条件下，浓硝酸和稀硝酸的还原产物不同 C 硝酸能氧化大多数金属 硝酸 酸雨及防治 【课堂练习】 4.酸雨被称为“天堂的眼泪”，会造成水土酸性化、建筑物加速腐蚀等危害，下列有关说法正确的是 ( ) B D 酸雨不会对动物的健康产生任何影响 A 酸雨是指pH<7的雨水，酸雨长时间放置，酸性变强 B NO2与SO2的过度排放是形成酸雨的主要原因 C 使用新型能源不会对酸雨的防治产生效果 硝酸 酸雨及防治 【课堂练习】 5.利用如图所示装置进行铜与硝酸反应的实验。 (1)硝酸一般盛放在棕色试剂瓶中，请用化学方程式 说明其原因： 。 (2)使用稀硝酸进行实验：反应开始后，铜丝逐渐变细，有气泡产生，溶液变蓝。 ① 铜与稀硝酸反应的离子方程式为 。 ② 实验中观察到试管中的气体略有红棕色， ，其原因是用化学方程式表示。 4HNO3=======2H2O + 4NO2 ↑ + O2 ↑ 受热或见光 3Cu + 8H+ + 2NO3-（稀）= 3Cu2+ + 2NO↑+ 4H2O 2NO + O2 =2NO2 硝酸 酸雨及防治 【课堂练习】 5.利用如图所示装置进行铜与硝酸反应的实验。 (3)使用浓硝酸进行实验：反应剧烈进行，铜丝逐渐变细， 溶液变绿，试管上方出现红棕色气体。 ① 铜与浓硝酸反应的化学方程式为： 。 ②某同学推测反应后溶液呈绿色的原因是NO2在溶液中达到饱和，NO2的饱和溶液呈黄色，硝酸铜溶液呈蓝色，两者混合后呈绿色。他取少量该绿色溶液，向其中加入适量水后溶液变为蓝色，可能的原因是 ，用化学方程式表示。 Cu + 4HNO3（浓）= Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 硝酸 酸雨及防治 【课堂练习】 6.硫酸和硝酸的混合溶液20 mL，其中含有硫酸的浓度为2 mol/ L，含硝酸的浓度为1 mol/ L ，现向其中加入0.96 g铜粉，充分反应后(假设只生成NO气体) ,最多可收集到标准状况下的气体的体积为 ( ) D A 89.6 mL B 112 mL C 168 mL D 224 mL 方法点拨：根据离子方程式进行计算。先判断过量少量问题，再根据完全反应的物质的量进行计算。 硝酸 酸雨及防治 【课堂练习】 7.38.4g铜与适量的浓硝酸反应铜全部作用后,共收集到气体22.4L(标准状况),反应消耗的硝酸可能 ( ) D A 1.0 mL B 1.6 mL C 2.2 mL D 2.4 mL 方法点拨：根据氮元素守恒进行计算。硝酸中的氮元素反应后转化成与铜离子结合的硝酸根，一氧化氮或二氧化氮气体中的氮元素。 硝酸 酸雨及防治 优美的小调 张宇桦 星空下的钢琴曲 1 172887.42 Lavf57.71.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.2.30(gap_fixed:False) Lavf57.71.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.2.30(gap_fixed:False) Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$nullnull