5.2氮及其化合物 硝酸 课件 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

硝酸 1 一、物理性质 1.纯HNO3是无色、易挥发，有刺激性气味的液体。 2.能与水任意比互溶。 3.常用浓硝酸质量分数为69％。 质量分数为90% ～ 97.5%的硝酸为“发烟硝酸”。 保存：硝酸应保存在棕色试剂瓶中，放在阴冷处，且不能用橡胶塞。 二、化学性质 1.不稳定性 4HNO3 2H2O + 4NO2↑ + O2 ↑ 光照/△ 浓硝酸中，因分解产生的NO2又溶于 硝酸而使其呈黄色 2.强酸性 HNO3 = H+ + NO3－ 注：稀硝酸加入紫色的石蕊试液： 浓硝酸加入紫色的石蕊试液： 溶液变红 溶液先变红后褪色 ——酸的通性 【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2mL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。 3.强氧化性 实验现象：浓硝酸与铜反应时，试管内产生大量红棕色气体，溶液逐渐变绿，铜丝逐渐变细 实验现象：稀硝酸与铜反应时，试管内开始产生少量无色气体，反应逐渐加快，气体在试管上方变为红棕色，溶液逐渐变绿，铜丝逐渐变细 本PPT模板部分元素使用了幻灯片母版制作。如果需要修改，点击-视图-幻灯片母版-修改；完成后关闭编辑母版即可。 5 3.强氧化性 3Cu + 8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2 + 2NO ↑ + 4H2O Cu + 4HNO3(浓) = Cu(NO3)2 + 2NO2 ↑ + 2H2O ⑴与金属反应 结论： 硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大氧化性越强;硝酸与金属反应不能生产H2。 Cu + 4H++2NO3- = Cu2+ + 2NO2 ↑ + 2H2O 3Cu + 8H++2NO3- = 3Cu2+ + 2NO ↑ + 2H2O 硝酸与金属反应规律： ①金属一般被氧化到最高价态的硝酸盐； ② 一般地，浓硝酸被还原成NO2，稀硝酸被还原成NO； ③足量Cu等金属与浓HNO3反应，还原产物为NO2和NO； ④少量Fe与稀HNO3反应产物为Fe3+，Fe过量时为Fe2+； ⑤常温下，Al、Fe遇浓硝酸会发生钝化。 注：钝化是化学变化。（常温下）可以用铁、铝制的容器盛装浓硫酸或浓硝酸。 M +HNO3 → M﹙NO3﹚n + 还原产物 + H2O 注意：在加热或稀释时，仍会发生反应 。 7 思考：在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，再加入KNO3 ，发现铜粉溶解，为什么？ 3Cu ＋ 8H+ ＋ 2NO3－ ＝ 3Cu2+ ＋ 2NO↑ ＋ 4H2O NO3－的性质 ①NO3－在中性或碱性溶液中不表现氧化性，在溶液中几乎与所有离子能大量共存； ② NO3－在酸性溶液中能表现出强氧化性，与I－、S2－ 、Fe2+ 、SO32－等还原性离子不能大量共存，且能溶解活动性较弱的金属。 ⑵与非金属反应 4HNO3（浓）+ C = CO2↑ + 2H2O + 4NO2 ↑ 规律：非金属跟浓硝酸反应，非金属被氧化为最高价含氧酸或其酸酐，浓硝酸被还原为NO2。 6HNO3（浓）+ S = H2SO4 + 6NO2↑ + 2H2O 注：反应中HNO3只表现其强氧化性。 1、实验室制法 NaNO3 +H2SO4(浓) NaHSO4 + HNO3 ↑ △ 2、工业制法 N2 NH3 NO NO2 HNO3 H2 催化氧化 O2 O2 H2O 三、制法 四、硝酸的用途： 常见的化学试剂、制化肥、农药、炸药、染料、盐等。 浓H2SO4 HNO3 与Cu反应 钝化现象 与C反应 吸水性 脱水性 Cu+2H2SO4（ 浓）= CuSO4 + SO2 ↑ + 2H2O △ 浓硫酸和硝酸的性质对比 使Fe、Al 钝化 浓HNO3 使Fe、Al 钝化 Cu + 4HNO3(浓）= Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O 3Cu + 8HNO3(稀）= 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O 2H2SO4（浓）+ C = CO2 ↑ + 2H2O + 2SO2 ↑ △ 4HNO3（浓）+ C = CO2 ↑ + 4NO2 ↑ + 2H2O △ 有 无 玻尔是丹麦物理学家、诺贝尔奖章获得者。第二次世界大战期间，由于德军即将占领丹麦，玻尔被迫要离开自己的祖国。他坚信以后一定能返回祖国，决定把心爱的诺贝尔奖章留下。为了不使奖章落入德军手中，他把奖章溶解在一种药水中，并存放在瓶子里。丹麦被德军占领后，纳粹分子闯进玻尔家中，连奖章的影子也没发现。战后，玻尔从溶液中提取出金，又重新铸成了奖章。这位伟大的科学家不仅用他的知识和智慧保住了奖章，还用他那蔑视敌人、热爱祖国的精神鼓舞着后人。 王水 浓硝酸 浓盐酸 1 ： 3 浓硝酸和浓盐酸的混合物（体积比为1 ∶3）叫王水。金和铂不溶于硝酸，但可溶于王水（氧化性比硝酸更强）。 练习： 1.为除去镀在铝表面的铜镀层，可选用的试剂是（ ） A.稀硝酸 B.浓硝酸 C.浓硫酸 D.浓盐酸 B 2.取四张蓝色石蕊试纸放在表面皿上，然后按顺序滴加浓HNO3、浓H2SO4、稀HNO3、新制氯水，四张蓝色石蕊试纸最后呈现的颜色是（ ） A.白、黑、红、白 B.红、黑、红、白 C.白、黑、白、白 D.白、红、白、红 A 3.在浓硝酸中放入铜片，回答下列问题。 (1)反应开始时的现象为          ， 化学方程式为     。 (2)若铜有剩余，则反应快结束时的化学方程式为          。 (3)待反应停止后，再加入少量25%的稀硫酸，这时铜片上又有气泡产生，其原因是           。 (4)若将12.8 g铜与一定量的浓硝酸反应，铜耗完时，共产生气体(NO和NO2的混合物)5.6 L(标准状况)。则所消耗的硝酸的物质的量是　　    ，所得气体的平均相对分子质量为　     。 Cu + 4HNO3(浓) = Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O 铜片溶解，有红棕色的气体产生， 溶液呈蓝色 3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O H2SO4电离出H+，溶液中还有NO3－，又会发生反应：3Cu + 8H+ + 2NO3－ = 3Cu2++ 2NO↑ + 4H2O 0.65 mol 41.2  有某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-1，含硝酸的浓度为1 mol·L-1，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　　    。 224 mL 规律：金属与H2SO4、HNO3（或硝酸盐）的混合液反应的有关计算，应用离子方程式来计算，先作过量判断，再根据完全反应的金属或H+或NO3－的量进行相关计算。 四、酸雨及其防治 煤、石油和某些金属矿物中含有硫，在燃烧或冶炼时往往会生成二氧化硫。在机动车发动机中，燃料燃烧产生的高温条件会使空气中的氮气与氧气反应，生成氮氧化物。它们会引起呼吸道疾病，危害人体健康，严重时会使人死亡。 本PPT模板部分元素使用了幻灯片母版制作。如果需要修改，点击-视图-幻灯片母版-修改；完成后关闭编辑母版即可。 17 1. 污染物的来源： （1）SO2主要来自于化石燃料（如煤与石油）的燃烧、含硫金属的冶炼以及制造硫酸、磷肥等产生的废气。 （2）NO2主要来自于汽车尾气。 思考：汽车燃料中几乎没有氮元素，为什么汽车尾气中有NO2？ 硫酸型酸雨： SO2 + H2O 　　 H2SO3 2H2SO3 + O2 = 2H2SO4 （或2SO2　+ O2　　　 2SO3　 SO3+H2O = H2SO4） 飘尘 2.酸雨的形成和危害及防治措施 （1）酸雨的形成 硝酸型酸雨：3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 正常雨水的PH值约为5.6，当空气中大量N、S的氧化物随雨水降落就会使雨水的PH值小于5.6，形成酸雨。 a.对人体的直接危害，首先是它的刺激性，其次是它会形成硫酸雾和硫酸盐雾，其毒性比SO2大，能浸入人的肺部，引起肺水肿使人致死。 b.引起河流、湖泊的水体酸化，严重影响水生动物生长。 c.破坏土壤、植被、森林。 d.腐蚀金属、油漆、纺织品及建筑材料等。 e.渗入地下，可引起地下水酸化，酸化后的地下水中有害金属元素的含量会偏高。 （2）酸雨的主要危害 ①调整能源结构，发展清洁能源，优化能源质量，提高能源利用率，减少燃煤产生的二氧化硫和氮氧化物等。 ②加强环境管理，强化环保执法，严格控制二氧化硫的排放量。 ③研究、开发适合我国国情的二氧化硫治理技术和设备： （3）防治酸雨的措施 a.原煤脱硫技术，可以除去燃煤中大约40%-60%的无机硫。 b.改进燃烧技术，减少煤燃烧过程中二氧化硫和氮氧化物的排放量。 c.对煤燃烧后形成的烟气脱硫。目前主要用石灰法脱硫效果较好，可以除去烟气中85%—90%的二氧化硫，但是成本较高。发生反应的方程式为 : CaCO3 = CaO + CO2 ↑ CaO+SO2 = CaSO3 2CaSO3+O2=2CaSO4 ④常见的NOx尾气处理方法 a.碱液吸收法 2NO2 + 2NaOH = NaNO3 + NaNO2 + H2O NO2 + NO + 2NaOH = 2NaNO2 + H2O NOx完全吸收的条件是：n(NO2) : n(NO) ≥ 1:1。 b.催化转化法 在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为N2 或NOx与CO在一定温度下催化转化为N2和CO2。 $$