5.2.4硝酸 酸雨及防治 课件 2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第二节　　氮及其化合物 第4课时　硝酸 酸雨及防治 第五章 化工生产中的重要非金属元素 1 （强水）：西洋人所造，性最猛烈，能蚀五金。王怡堂先生云∶其水至强，五金八石皆能穿漏，惟玻璃可盛 此水性猛烈，不可服食。西人凡画洋画，必须镂板于铜上者，先以笔画铜，或山水人物，以此水渍其间一昼夜，其渍处铜自烂，胜于雕刻 中医书籍《本草纲目拾遗》记载： 强水是什么？ 情境引入 炸药、燃料、医药、 硝化纤维，化肥等 任务一、认识硝酸 观察并描述硝酸的物理性质 一、硝酸的物理性质 颜色 状态 气味 无色 液体 刺激性 沸点 水溶性 密度 83°C，易挥发 与水任意比例互溶 比水大 在空气中 形成白雾 2023年2月14日，美国亚利桑那州图森市高速公路一铝槽车侧翻，引发危险物质硝酸泄漏，产生大量红棕色烟雾，现场可闻到刺鼻的气味。消防人员运来纯碱进行处理，以防止其扩散造成更大危害。 新闻报道 问题1：联系氮氧化物的知识，结合化学用语解释现场为何会看到大量红棕色烟雾？ 问题3：类比浓硫酸的化学性质，思考运输浓硝酸为什么可以用铝槽车? 问题4：对比铜与浓、稀硫酸的反应，结合视频中提到的硝酸是强氧化性酸，推测铜是否能与浓、稀硝酸发生反应，并用化学用语进行解释。 问题5：结合浓硫酸的化学性质，继续从元素价态角度预测硝酸还能与哪些物质发生反应。 问题2：消防人员用纯碱对硝酸进行处理，体现硝酸的什么性质？从物质类别角度，对该性质进行归纳和总结。 思考、讨论 任务一、认识硝酸 二、硝酸的化学性质 4HNO3 ===== 4NO2↑+O2↑+2H2O 光照或△ 1、不稳定性 【思考】久置浓硝酸呈黄色的原因？硝酸如何保存？ 久置 ①长期存放的浓硝酸呈黄色，是HNO3分解生成的 溶于其中形成的。 ②温度越高、光线越强、浓度越大，越容易分解。 ③保存： 试剂瓶中，并放置在 处。 NO2 棕色 阴凉 问题1：联系氮氧化物的知识，结合化学用语解释现场为何会看到大量红棕色烟雾？ 问题3：类比浓硫酸的化学性质，思考运输浓硝酸为什么可以用铝槽车? 问题4：对比铜与浓、稀硫酸的反应，结合视频中提到的硝酸是强氧化性酸，推测铜是否能与浓、稀硝酸发生反应，并用化学用语进行解释。 问题5：结合浓硫酸的化学性质，继续从元素价态角度预测硝酸还能与哪些物质发生反应。 问题2：消防人员用纯碱对硝酸进行处理，体现硝酸的什么性质？从物质类别角度，对该性质进行归纳和总结。 思考、讨论 任务一、认识硝酸的性质 二、硝酸的化学性质 2、酸性 与指示剂显色 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 H+ + OH- = H2O 2H+ + CuO = Cu2+ + H2O 2H+ + CO32- = H2O + CO2↑ HNO3 = H+ + NO3ˉ 浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红后褪色。 不生成H2 【思考】出现该现象的原因是什么。 硝酸显酸性使石蕊溶液变红，因强氧化性而具有漂白性，又使其褪色。 问题1：联系氮氧化物的知识，结合化学用语解释现场为何会看到大量红棕色烟雾？ 问题3：类比浓硫酸的化学性质，思考运输浓硝酸为什么可以用铝槽车? 问题4：对比铜与浓、稀硫酸的反应，结合视频中提到的硝酸是强氧化性酸，推测铜是否能与浓、稀硝酸发生反应，并用化学用语进行解释。 问题5：结合浓硫酸的化学性质，继续从元素价态角度预测硝酸还能与哪些物质发生反应。 问题2：消防人员用纯碱对硝酸进行处理，体现硝酸的什么性质？从物质类别角度，对该性质进行归纳和总结。 思考、讨论 任务一、认识硝酸 二、硝酸的化学性质 3、强氧化性 ①钝化 常温下，浓硝酸能使Fe、Al发生钝化 可用铁或铝制容器来盛装 ✪ 特别注意： a.加热会反应 Fe+6HNO3(浓) === Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O 加热 Al + 6HNO3(浓) === Al(NO3)3+ 3NO2↑+ 3H2O 加热 问题1：联系氮氧化物的知识，结合化学用语解释现场为何会看到大量红棕色烟雾？ 问题3：类比浓硫酸的化学性质，思考运输浓硝酸为什么可以用铝槽车? 问题4：对比铜与浓、稀硫酸的反应，结合视频中提到的硝酸是强氧化性酸，推测铜是否能与浓、稀硝酸发生反应，并用化学用语进行解释。 问题5：结合浓硫酸的化学性质，继续从元素价态角度预测硝酸还能与哪些物质发生反应。 问题2：消防人员用纯碱对硝酸进行处理，体现硝酸的什么性质？从物质类别角度，对该性质进行归纳和总结。 思考、讨论 任务一、认识硝酸 注意现象、原理及结论 【实验探究】浓HNO3和稀HNO3与铜的反应 Cu+4HNO3(浓)==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 3Cu+8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 结论：浓→NO2，稀→NO，金属→高价态，浓HNO3的氧化性更强。 3Cu+8H+ + 2NO3- = 3Cu2++2NO↑+4H2O Cu+4H+ + 2NO3- =Cu2++2NO2↑+2H2O 任务一、认识硝酸 讨论：(1)①一定量铜放入浓硝酸后，铜有剩余，推测产生的气体成分？ ②再向其中加入少量的稀硫酸，金属铜还会继续溶解吗？ 提示　①产生的气体可能是NO2和NO的混合气体。 ②稀硫酸提供氢离子，与溶液中的N会继续与铜反应。 讨论：(2)铁在常温下可以和稀硝酸反应，预测铁与稀硝酸反应的产物， 试写出化学方程式。 Fe(少)+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O 3Fe(过)+8HNO3(稀) ===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O 问题1：联系氮氧化物的知识，结合化学用语解释现场为何会看到大量红棕色烟雾？ 问题3：类比浓硫酸的化学性质，思考运输浓硝酸为什么可以用铝槽车? 问题4：对比铜与浓、稀硫酸的反应，结合视频中提到的硝酸是强氧化性酸，推测铜是否能与浓、稀硝酸发生反应，并用化学用语进行解释。 问题5：结合浓硫酸的化学性质，继续从元素价态角度预测硝酸还能与哪些物质发生反应。 问题2：消防人员用纯碱对硝酸进行处理，体现硝酸的什么性质？从物质类别角度，对该性质进行归纳和总结。 思考、讨论 任务一、认识硝酸 二、硝酸的化学性质 3、强氧化性 ②与大多数金属：浓度不同，产物不同 ③与非金属： S + 6HNO3(浓) H2SO4 + 6NO2↑ + 2H2O C + 4HNO3(浓) CO2 + 4NO2↑ + 2H2O ④与某些还原性物质反应 常见还原性物质： H2S、SO2、SO32-、I-、Fe2+、Brˉ等 生成最高价氧化物或含氧酸 硝酸的工业制法 硝酸是重要的化工原料，用于制化肥、农药、染料等。 工业如何制硝酸？ 任务二、制备硝酸 ①N2+3H2 2NH3 高温高压 催化剂 ②4NH3+5O2===4NO+6H2O 催化剂 ③2NO＋O2===2NO2 ④3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 硝酸的工业制法 0 -3 原理分析 单质 还原反应 发生的反应类型 -3 +2 +2 +4 +4 +5 +2 氢化物 氧化反应 氧化物 氧化反应 氧化物 歧化反应 反应物中 含氮物质的类别 任务二、制备硝酸 1.判断正误 (1)硝酸可与Na2SO3反应生成SO2 (2)稀硝酸可溶解Fe(OH)2生成Fe(NO3)2和水 (3)碳、铜与浓硝酸反应时，浓硝酸只表现强氧化性 (4)在常温下Fe和Al在浓硫酸和浓硝酸中发生钝化，说明常温下浓硫酸和浓硝酸与Fe和Al不反应 (5)王水是浓硝酸和浓盐酸体积比为1∶3的混合物，其氧化性比浓硝酸强 应用体验1 × √ × × × Fe(NO3)2溶液中加入稀盐酸时，H+和N结合成具有强氧化性的稀硝酸，将浅绿色的Fe2+氧化成黄色的Fe3+，故选D。 2.向浅绿色的Fe(NO3)2溶液中逐滴加入少量稀盐酸时，溶液的颜色变化应该是 A.颜色变浅 B.变为红色 C.没有改变 D.变为黄色 √ 应用体验1 归纳总结 硝酸的氧化性 (1)硝酸与金属反应不能生成氢气。硝酸浓度不同，其还原产物不同，一般情况下，浓硝酸被还原为NO2，稀硝酸被还原为NO。 (2)硝酸能与大多数金属(金、铂等除外)反应，将金属氧化为高价态金属的硝酸盐。将浓硝酸与浓盐酸以1∶3的体积比混合，所得混合物称为王水，它能溶解一些不溶于硝酸的金属，如Pt、Au等。但在常温下，浓硝酸能使铁、铝钝化。 (3)热的浓硝酸可将非金属单质(碳、硫、磷等)氧化为最高价氧化物或最高价含氧酸。 (4)硝酸的强氧化性还表现在可以氧化具有还原性的化合物或离子，如SO2、FeO、Fe2+、Br-、I-、S2-、S等均能被硝酸氧化。 任务三、酸雨及防治 大气中SO2与NOx溶于水，形成pH小于5.6的雨水。 (1) 来源 1. 酸雨 SO2： NOx： 煤 、石油和某些金属矿物的燃烧和冶炼 汽车发动机中，N2与O2反应生成NOx (2) 形成： 硫酸型酸雨：SO2 →SO3 →H2SO4 硝酸型酸雨：NO2→HNO3 ✪注意：正常雨水由于溶解了CO2，pH约为5.6。 任务三、酸雨及防治 (1)危害：直接损伤农作物，使土壤、湖泊酸化， 腐蚀建筑物、桥梁、工业设备等。 (2)防治： ①消除污染源，改变能源结构，开发利用清洁能源。 ②对酸性物质的排放加以控制。 2.酸雨的危害与防治 任务三、酸雨及防治 3.SO2、NOx的消除方法 (1)SO2的消除方法 ①钙基固硫法：将生石灰和含硫的煤混合燃烧，S转化为CaSO4。 反应原理：CaO+SO2 CaSO3、2CaSO3+O2===2CaSO4。 总反应：2CaO+2SO2+O2 2CaSO4。 ②氨水脱硫法：将SO2通过氨水并被氧化生成氮肥(NH4)2SO4。 反应原理：2NH3·H2O+SO2===(NH4)2SO3+H2O、2(NH4)2SO3+O2===2(NH4)2SO4。 ③碱液吸收法：SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O。 任务三、酸雨及其防治 3.SO2、NOx的消除方法 (2)NOx的消除 ①碱液吸收法 2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O、NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O。 NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)≥n(NO)。 ②催化转化法 NO N2：4NH3+6NO 5N2+6H2O，NOx+CO―→N2+CO2：2NO+2CO N2+2CO2。 应用体验2 1.判断正误 (1)汽车排放的尾气、硝酸厂和化肥厂的废气都含有氮氧化物 (2)安装煤炭燃烧过程的固硫装置主要是为了提高煤的利用率 (3)大量燃烧化石燃料排放的废气中含大量的CO2，从而使雨水的pH<5.6 √ × × 应用体验2 2.(1)现有雨水样品1份，每隔一段时间测定该雨水样品的pH，所得数据如下： 测试时间/h 0 1 2 3 4 雨水的pH 4.73 4.63 4.56 4.55 4.55 分析数据，回答下列问题： ①雨水样品的pH变化的原因是__________________________________ _____(用化学方程式表示)。  ②如果将刚取样的上述雨水与自来水相混合，pH将变　　 ，原因是 　　　　 　　 (用化学方程式表示)。 SO2+H2O H2SO3、2H2SO3+O2=== 2H2SO4 小 Cl2+2H2O+SO2===H2SO4+2HCl(或H2SO3+HClO===H2SO4+HCl) 小结 天使与恶魔 硝酸作为炸药的主要成分之一，对于国防建设和基础设施建设具有重要意义。 硝酸是一种具有强烈氧化性和腐蚀性的化学品，其生产和使用过程中也存在一定的安全隐患 Thanks 谢谢观看 第4课时 硝酸 酸雨及防治 Lavf59.27.100 $$