5.2.3 硝酸 酸雨及其防治 课件-2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

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 第3课时　 人教版必修第二册 硝酸 酸雨及防治 学习目标与核心素养 1、能运用氧化还原反应知识理解硝酸的氧化性。 2、认识硝酸在相关反应中体现的性质，了解硝酸的保存方法。 3、了解SO2、NO2对大气质量的影响，特别是酸雨的成因、危害及防治措施。 学习目标 1、通过学习硝酸的性质及原子守恒法、电子守恒法的应用，培养学生论据推理与模型认知的化学核心素养。 2、通过酸雨的形成及防治认识化学对人类的作用，培养学生科学态度与社会责任的化学核心素养。 核心素养 一、硝酸 颜色状态 气味 挥发性 溶解性 _____ 液体 _______ 气味 _____ _____溶于水，与水任意比例互溶 无色 刺激性 易挥发 易 1.物理性质 常用的浓硝酸质量分数为69% 质量分数98%以上的为发烟硝酸 一、硝酸 2.化学性质 (1) 一元强酸，具有酸的通性 ①与指示剂反应： 稀硝酸使石蕊溶液由紫变红；浓硝 酸使紫色石蕊溶液先变红后褪色 ②与碱反应： NaOH+HNO3=NaNO3+H2O OH―+H+=H2O ③与碱性氧化物反应： CuO+2HNO3=Cu(NO3)2+H2O CuO+2H+=Cu2++H2O ④与弱酸盐反应： Na2CO3+2HNO3=2NaNO3+H2O+CO2↑ CO32-+2H+=H2O+CO2↑ HNO3 = H+ + NO3- 一、硝酸 ①浓硝酸见光或受热时发生反应 4HNO3(浓) ==== 4NO2↑+O2↑+2H2O △ 或光照 ② 贮存 (2) HNO3的不稳定性 一般将浓硝酸保存在棕色试剂瓶中，并避光放置于阴凉处，使用玻璃塞不用橡胶塞 一、硝酸 (3) HNO3的强氧化性 【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。 ① 与金属反应 一、硝酸 (3) HNO3的强氧化性 ① 与金属反应 稀硝酸 浓硝酸 实验 现象 反应缓慢,有少量气泡产生，__________,试管口有红棕色气体产生 反应剧烈,有__________产生，__________,液面上有________气体产生 实验 结论 铜与稀硝酸常温下缓慢反应生成_____气体 铜与浓硝酸常温下剧烈反应生成_____气体 溶液变蓝 大量气泡 溶液变绿 红棕色 NO NO2 Cu+4HNO3(浓) === Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 3Cu+8HNO3(稀) === 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 浓度不同，产物不同 一、硝酸 (3) HNO3的强氧化性 常温下浓硝酸能使Fe、Al发生钝化 Al + 6HNO3(浓) === Al(NO3)3+ 3NO2↑+ 3H2O △ Fe+6HNO3(浓) === Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O △ 当加热时，铁、铝会与浓硝酸或浓硫酸发生反应。 ① 与金属反应 3Ag+4HNO3(稀) === 3AgNO3+NO↑+2H2O（洗涤银镜） 一、硝酸 (3) HNO3的强氧化性 C+4HNO3（浓）= 2H2O+4NO2↑+CO2↑ △ S+6HNO3(浓) = H2SO4+6NO2↑+2H2O △ ②与非金属反应 一、硝酸 ③ 与某些还原性物质反应 SO32-→SO42-、Fe2+→Fe3+、I-→I2等 稀硝酸:3Fe2+ +4H+ +NO3- === 3Fe3+ +2H2O +NO↑ 稀硝酸: 3SO2 +2NO3⁻ +2H2O=3SO42- +2NO↑ +4H⁺ 硝酸可氧化Na2SO3、Fe2＋、HI等还原性物质 Fe2+、H+ 、NO3- 不能大量共存 稀硝酸: 2NO3- +2I-+4H+=NO↑+I2+2H2O (3) HNO3的强氧化性 一、硝酸 能使不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。 浓硝酸和浓盐酸按体积比为1∶3混合得到的混合物。 王水： 记忆方法 ：“三言（盐）一笑（硝）” 写出有关化学方程式: N2→NH3: ________________________________。 NH3→NO: _______________________________。 NO→NO2: _______________________________。 NO2→HNO3: _____________________________。 4NH3+5O2 4NO+6H2O 2NO+O2===2NO2 3NO2+H2O===2HNO3+NO N2+3H2 2NH3 高温高压 催化剂 思考与讨论 工业上制硝酸的原理是将氨经过一系列反应得到硝酸： 课堂训练 1、下列有关硝酸的性质，说法不正确的是(　 　) A.浓硝酸呈黄色的原理与浓盐酸不同 B.常温下铁、铝不与浓硝酸反应 C.稀硝酸可除去试管内壁附着的银 D.过量的铜与浓硝酸反应，产物中一定有NO B 课堂训练 2. 下述实验中均有红棕色气体产生,对比分析所得结论不正确的是 (　　) ① ② ③ A.由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体 B.红棕色气体不能表明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，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应 D 课堂训练 ④Na2CO3+2HNO3== 2NaNO3+CO2↑+H2O　　　　　　 3、下列各反应表明了HNO3的什么性质? ①NaNO3(s)+H2SO4(浓)=== 微热 NaHSO4+HNO3↑ ②3Cu+8HNO3(稀)== 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O　　　　　　　　　　　 ③C+4HNO3(浓)== △ 4NO2↑+CO2↑+2H2O　　　　　　　　 2H2O+4NO2↑+O2↑  ⑤4HNO3== △ ⑤不稳定性 ④强酸性 ③强氧化性　 ②强氧化性、酸性 ①挥发性 5、能否用酸化的 Ba(NO3)2 溶液将 SO2 和 CO2 区分开？ 4、下列离子在溶液中是否可以共存 Fe2+ SO42- H+ NO3- 提示：会溶解 由离子方程式8H+ + 2NO3- + 3Cu= 3Cu2+ + 2NO↑+ 4H2O可知，只要溶液中同时有H+和NO3- ，铜就会发生反应而溶解。 6、铜投入稀硫酸中不会溶解，再向溶液中投入KNO3固体，铜会不会溶解？为什么？ 课堂训练 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。 二、酸雨及防治 二、酸雨及防治 酸雨：主要指 pH小于5.6 的雨水，其主要是含有硫酸和硝酸。 S SO2 SO3 H2SO4 硫酸型酸雨： 硝酸型酸雨： NO2 HNO3 成因：主要是大气中的SO2与NOx溶于水形成的。 1.酸雨的形成 二、酸雨及防治 饮用酸化的有害金属元素含量偏高的地下水危害人类 腐蚀建筑物和工业设备 破坏土壤成分使农作物减产甚至死亡 损坏植物叶面导致森林死亡 破坏露天文物古迹 使湖泊中鱼虾死亡 2.酸雨的危害： 二、酸雨及防治 (1)调整能源结构，积极开发新能源 3.酸雨的防治 (2)对煤（其中含硫为0.3%-5%)进行处理，如选洗加工、综合开发、在煤中加入适量的生石灰、对排放的烟进行脱硫处理等 (3)种植能够吸收SO2的有关树木(如臭椿、垂柳、柳杉）等 (4)加强工厂废气回收处理 (5)改进汽车尾气的处理技术，控制尾气排放 总结 三、金属与硝酸反应的相关计算 ①N原子守恒法 Cu + 4HNO3(浓) = Cu(NO3)2 + 2NO2 ↑ + 2H2O HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用以NO3-的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂转化为还原产物，这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3物质的量。 n(反应的硝酸)= n(被还原的硝酸)+ n(未被还原的硝酸) = n(被还原的硝酸)+2n(Cu2+) 三、金属与硝酸反应的相关计算 例1、38.4克的Cu与适量的浓HNO3反应，铜全部溶解，共收集到22.4L气体，则反应消耗HNO3的物质的量为 ________ n(反应的硝酸)= n(被还原的硝酸)+ n(未被还原的硝酸) = n(被反应的硝酸)+2n(Cu2+) = 22.4L÷22.4L/mol + 2×（38.4g÷64g/mol） =2.2mol 2.2mol 三、金属与硝酸反应的相关计算 ②得失电子守恒法 HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，被还原的HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。 三、金属与硝酸反应的相关计算 解析:若二价金属(M)为2mol，生成2molM(NO3)2，未被还原的硝酸为4mol，被还原的硝酸为1mol，根据得失电子数相等，HNO3中N元素被还原成+1价，应为N2O。 例2：某二价金属与硝酸反应时，金属与硝酸所消耗的物质的量之比为2:5，则HNO3 的还原产物为（ ） A.NO B.N2O C.NO2 D.N2 B 三、金属与硝酸反应的相关计算 ③利用离子方程式计算法 金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于硝酸盐中的NO3- 在H2SO4提供H+的条件下能继续与金属反应，因此此类题目应用离子方程式来计算，先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H+或NO3-进行相关计算。 三、金属与硝酸反应的相关计算 例3：1L稀硝酸和稀硫酸的混合液，其物质的量浓度分别为0.1mol/L和0.4mol/L。若向该混合液中加入足量的铜粉，则最多能溶解铜粉的质量为 ( ) 　 A.2.4g B.3.2g　 C. 6.4g D.9.6g D 解析: n(H+)=0.1+0.8=0.9(mol) n(NO3-)=0.1mol 3Cu + 8H+ + 2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O 3mol 8mol 2mol 0.9mol 0.1mol NO3-不足，溶解n(Cu)=0.15mol；m(Cu)=9.6(g) 三、金属与硝酸反应的相关计算 谢谢观看 Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2  $