5.2.3硝酸和酸雨的防治 课件 2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第五章 化工生产中的重要非金属元素 第二节 氮及其化合物 课时3 硝酸和酸雨的防治 课堂导入 能偷黄金的“王水” 王水是什么？ 课堂导入 资料卡片——王水 浓硝酸和浓盐酸的混合物（体积比为1:3）， 能使不溶于硝酸的金属如 金、铂 等溶解。 ”王水“的记忆方法 ： 三言（盐）一笑（硝） 一、硝酸的物理性质 颜色 气味 状态 溶解性 挥发性 无色 有刺激性气味 液体 与H2O以 任意比互溶 易挥发， 在空气中形成白雾 ① 常用浓硝酸质量分数为69％。 ② 质量分数为98%以上的硝酸为“发烟硝酸” 【注意】 硝酸具有强腐蚀性和挥发性，使用注意防护和通风 HNO3 蒸气与空气中的水蒸气结合成的硝酸小液滴 二、硝酸的化学性质 1、不稳定性 （自身氧化还原反应） HNO3分解生成的NO2溶于硝酸中。 问题2：如何除去浓硝酸中的“黄色“？ 问题3：浓硝酸如何保存？ 往浓硝酸中通入足量的O2 4NO2+O2+2H2O==4HNO3 问题1：久置的浓硝酸为什么呈黄色？ 保存在玻璃塞的棕色试剂瓶中，并放在阴凉处。 二、硝酸的化学性质 2、酸的通性 一元强酸：HNO3 = H+ + NO3-- 使指示剂显色 与金属反应 与碱反应 与碱性氧化物反应 与弱酸盐反应 硝酸 稀硝酸使蓝色石蕊溶液变为红色 浓硝酸使蓝色石蕊溶液先变红后褪色 如NaOH H+ + OH- = H2O 如Na2O 2H＋＋Na2O=2Na＋＋H2O 如Na2CO3 2H+ + CO32- = H2O + CO2↑ 能不能生成H2？ 酸性 强氧化性 回顾浓硫酸，硝酸能与与活泼金属反应生成氢气吗？ 课本实验【5-8】硝酸与铜的反应 二、硝酸的化学性质 二、硝酸的化学性质 ①与非活泼金属（Cu）反应 试剂 实验现象 实验结论 浓硝酸 反应 ，有 产生，溶液 ， 液面上有 气体产生 铜与稀硝酸反应生成 ， 化学方程式： 稀硝酸 反应 ，有少量气泡产生，溶液 ，生成无色气体，遇到空气变为 。 铜与浓硝酸反应生成 ， 化学方程式： Cu＋4HNO3(浓)=== Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 3Cu＋8HNO3(稀)=== 3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 剧烈 红棕色 变蓝 缓慢 红棕色 变绿 大量气泡 NO NO2 稀硝酸和铜生成了NO2吗，不是，2NO+O2=2NO2 二、硝酸的化学性质 3、强氧化性 ①与非活泼金属Cu反应 铜与浓硝酸反应： Cu + 4HNO3(浓) = Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O 铜与稀硝酸反应： 3Cu + 8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O 硝酸浓度不同，还原产物不同 强氧化性和酸性 氧化性： HNO3(稀) HNO3(浓) ＜ 注：NO2 溶解在溶液中呈黄色，硝酸铜溶液呈蓝色，根据光学原理， 蓝色和黄色的混合色为绿色。 硝酸浓度越高，氧化性越强 足量的Cu中加入少量的浓硝酸 , 可能会发生什么反应? 二、硝酸的化学性质 (1) 一开始是铜与浓硝酸反应: Cu+4HNO3(浓)==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O (2) 随着反应进行，硝酸由浓变稀，则发生： 溶液中存在NO3-，它遇到H+后，会继续氧化铜。 3Cu+8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O (3) 反应停止后，如果在溶液中再加入足量盐酸，会出现什么情况? 中性和碱性溶液中NO3- 无氧化性， 当溶液中有大量H+存在（酸性溶液），NO3- 表现出强氧化性。 3、强氧化性 ②与活泼金属（Fe、Al）反应 二、硝酸的化学性质 常温下： Al + 6HNO3(浓) Al(NO3)3 + 3NO2↑ + 3H2O Fe + 6HNO3(浓) Fe(NO3)3 + 3NO2↑ + 3H2O 加热下： 金属与硝酸反应的规律： 金属 + HNO3(浓) == 硝酸盐 + NO2↑ + H2O 金属 + HNO3(稀) == 硝酸盐 + NO↑ + H2O 用铁（铝）槽车运输浓硝酸、浓硫酸 冷的浓硝酸能使Fe、Al表面形成致密的氧化膜而钝化 二、硝酸的化学性质 试着写出少量或过量Fe粉分别与稀硝酸反应的方程式 Fe + 4HNO3(稀) == Fe(NO3)3 + NO↑+ 2H2O 3Fe + 8HNO3(稀) == 3Fe(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O 少量Fe： 过量Fe： Fe + 4H+ + NO3- == Fe3+ + NO↑ + 2H2O 3Fe + 8H+ + 2NO3- == Fe2+ + 2NO↑ + 4H2O Fe与稀硝酸反应 二、硝酸的化学性质 归纳总结——硝酸与金属反应规律 ① 除Au、Pt等少数金属外，硝酸将金属氧化为高价态金属的硝酸盐。 ④ 王水（浓HNO3和浓HCl按体积比1:3配制）具有更强的氧化性， 能溶解Au、Pt。 ③ 一般来说，金属与硝酸反应 浓硝酸→NO2，稀硝酸→NO，都无H2放出。 ② 常温下，Fe、Al等金属在浓HNO3中发生“钝化”。 3、强氧化性 ③ 与非金属反应 二、硝酸的化学性质 木炭与浓硝酸：C＋4HNO3(浓) CO2↑＋4NO2↑＋2H2O 硫与浓硝酸：S + 6HNO3(浓) H2SO4+ 6NO2↑+2H2O 非金属单质 + 浓HNO3== 最高价氧化物或相应的含氧酸 + NO2↑ + H2O 非金属与浓硝酸反应的规律： 类比C + 2H2SO4(浓）= CO2 ↑ +2SO2 ↑ +2H2O 3、强氧化性 二、硝酸的化学性质 ④ 与具有还原性的化合物或离子反应 如与含 S2- 、SO32- 、 I- 、 Fe2+等的化合物反应。 S2-→S、SO32-→SO42-、I-→I2 、Fe2+→Fe3+ H2S、Na2SO3、HI S2- 、SO32- 、Fe2+ 、I﹣等离子在酸性条件下不能与NO3-大量共存！ 课堂小结 浓硫酸与硝酸的比较 浓硫酸 HNO3 稳定性 酸的通性 与Cu反应 钝化现象 与C反应 吸水性 脱水性 使Fe、 Al 钝化 浓硝酸使Fe、 Al 钝化 有吸水性、脱水性 无 稳定 不稳定 是 是 Cu + 2H2SO4 (浓) === CuSO4 + SO2↑ + 2H2O △ Cu + 4HNO3(浓) === Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O C + 2H2SO4(浓) === 2SO2↑ + CO2↑ + 2H2O △ 4HNO3(浓) + C == 4NO2↑ + CO2↑ + 2H2O 1、关于硝酸的下列说法不正确的是(　　 ) A、硝酸是无色、易挥发的液体 B、硝酸的强氧化性体现为H+的氧化性 C、硝酸能氧化大多数金属 D、相同条件下，浓硝酸和稀硝酸的还原产物不同 习题 B 习题 2、进行有关铜、硝酸、硫酸化学性质的实验， 实验过程如图所示。①③均观察到溶液呈蓝色， 试管口有红棕色气体产生的实验现象。下列说法正确的是(　 　) A、①试管口有红棕色气体产生，原因是硝酸被还原为NO2 B、由③的现象可得出结论：Cu可与稀硫酸反应 C、③中反应的离子方程式：3Cu+2NO3－+8H+==3Cu2++2NO↑+4H2O D、③中可能产生SO2 C 三、硝酸的用途 硝酸的用途 化肥、农药、炸药、染料、医药、化学试剂等 硝化纤维塑料 氮肥 硝酸甘油用于治疗冠心病 炸药 染料 N2→NH3: ________________________________。 NH3→NO: _______________________________。 NO→NO2: _______________________________。 NO2→HNO3: _____________________________。 N2+3H2 2NH3 高温高压 催化剂 知识扩展：硝酸的工业制法 4NH3+5O2 4NO+6H2O 2NO+O2===2NO2 3NO2+H2O===2HNO3+NO 氮气发生还原反应 氨气发生氧化反应 NO发生氧化反应 NO2发生氧化反应和还原反应 为了吸收更充分，往往同时通入O2 四、酸雨及防治 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。 这些气体对空气和我们的生活环境能造成什么影响呢？ 煤燃烧 石油燃烧 硫矿石 汽车尾气 四、酸雨及防治 1、酸雨的概念和成因 （1）概念 （2）成因 主要是大气中的 SO2 与 NOx 溶于雨水形成的 SO2、NOx 的主要来源： 汽车的尾气、硝酸工业废气 煤、石油和某些含硫的金属矿物的燃烧或冶炼 SO2： NOx： 酸雨：主要指 pH小于5.6 的雨水，主要含有硫酸和硝酸 正常雨水的PH=5.6，因为溶有CO2 类型 硫酸型： 硝酸型： 途径1 途径2 2SO2+O2 2SO3 催化剂 △ SO3+H2O===H2SO4 NO HNO3 N2 NO2 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 2NO+O2 ==2NO2 放电 N2+O2=== 2NO 四、酸雨及防治 S SO2 SO3 H2SO4 四、酸雨及防治 2、酸雨的危害 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、运输工具和电缆的腐蚀 3、酸雨的防治 ①调整能源结构，发展清洁能源； ②研究煤的脱硫技术，改进燃烧技术，减少SO2的排放； ③加强工业废气的回收处理； ④改进汽车尾气的处理技术，提高汽车尾气排放标准。 2xCO+2NOx === 2xCO2↑+N2↑ 催化剂 常见的环境污染 环境污染 形成原因 主要危害 温室效应 大气中 CO2 含量不断增加 全球变暖，冰川融化 酸雨 SO2 和氮氧化物的排放 土壤酸化，腐蚀建筑物 光化学烟雾 氮氧化物和碳氢化合物的排放 危害人体健康和植物生长 臭氧空洞 氮氧化物和氟氯代烃的排放 地球上的生物受太阳紫外线的伤害加剧 赤潮和水华 含磷洗衣粉的大量使用 及废水的任意排放 使藻类过度繁殖，水质恶化， 发生在海水中为赤潮，淡水中为水华 白色污染 聚乙烯塑料的大量使用、 任意丢弃 破坏土壤结构和生态环境 1、下列关于硝酸的说法正确的是(　　 ) A、硝酸为无色液体，常保存在棕色试剂瓶中 B、稀硝酸与少量的Fe反应生成Fe(NO3)2 C、常温下，向浓硝酸中投入铁片，会产生大量的红棕色气体 D、浓硝酸与Cu反应生成NO2，稀硝酸与Cu反应生成NO，说明稀硝酸的氧化性强于浓硝酸的 习题 A 2、下列说法错误的是(　 　) A、一定条件下，SO2、NOx、CO2 均可能导致酸雨 B、严格执行机动车尾气排放标准有利于防止大气污染 C、使用二氧化硫和某些含硫化合物进行增白的食品会对人体健康产生损害 D、使用氯气对自来水消毒过程中，生成的有机氯化物可能对人体有害 习题 A 3、下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论正确的是(　　 ) A、由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定只有NO2 B、红棕色气体表明②中木炭与浓硝酸发生了反应 C、由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物 D、③的气体产物中检测出CO2，说明木炭一定与浓硝酸发生了反应 习题 C 课堂总结 与硝酸有关的计算 Lavf58.30.100 $$