5.2.4硝酸 课件-2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

5.2.4硝酸 酸雨的防护 波尔巧藏诺贝尔金奖章 二次世界大战中，德国法西斯占领了丹麦，下达了逮捕著名科学家诺贝尔奖获得者波尔的命令。波尔被迫离开自己的祖国，为了表示他一定要返回祖国的决心和防止诺贝尔金质奖章落入法西斯手中，他机智地将金质奖章溶解在一种特殊的液体中，在纳粹分子的眼皮底下巧妙地珍藏了好几年，直至战争结束，波尔重返家园，从溶液中还原提取出金，并重新铸成奖章。“你们知道这种能溶解金的溶液是什么吗？” 【王水】 浓硝酸与浓盐酸的体积比为1:3， 能溶解一些不溶于硝酸的金属如金、铂。 “偷金”—— 去黑心首饰店清洗一些黄金首饰后，首饰质量变轻，这是怎么回事呢？ 硝酸的物理性质 纯净的硝酸是无色、有刺激性气味的液体 易挥发（沸点83℃），在空气中形成白雾 硝酸可以与水以任意比互溶 密度比水大，1.5 g/cm3 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】 (实际上是雾) (一) 酸性 硝酸的化学性质 HNO3 = H+ + NO3- 硝酸是强酸，具有部分酸的通性 ①与指示剂反应: ②与碱反应: ③与碱性氧化物反应: ④与弱酸盐反应: ⑤与金属反应： Fe(OH)3 + 3HNO3 = Fe(NO3)3 + 3H2O CuO + 2HNO3 = Cu(NO3)2 + H2O CaCO3 + 2HNO3 = Ca(NO3)2 + CO2↑ + H2O 稀硝酸使石蕊溶液由紫色变为红色, 浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红后褪色 不生成H2 硝酸的化学性质 【运输硝酸的铝槽车发生泄露事故，导致31吨硝酸泄漏】 请描述现场现象？ 现场有大量红棕色烟雾、可闻到刺激性气味， 消防员戴着防毒面具 消防员如何处理现场？ 大量冲水；用工业碱中和以防止其扩散和污染 红棕色烟雾是什么？事故中体现了硝酸什么性质？ NO2 酸性、不稳定易分解 硝酸的化学性质 浓硝酸见光或者受热会分解产生二氧化氮 失4e- 得1e-×4 【思考1】如何保存浓硝酸？ 应保存于棕色试剂瓶内，密封低温保存、避光 【思考2】久置的浓硝酸因溶解了NO2而显黄色， 如何消除黄色？ (HNO3越浓越易分解) 加适量水并通入通入氧气 4NO2+O2+2H2O==4HNO3 4HNO3 ==== 4NO2 ↑ + O2 ↑+ 2H2O △ 或光照 (二) 不稳定性 硝酸的化学性质 【思考3】在硝酸泄露事件中，运输硝酸的是铝槽车， 为什么可以用铝槽车运输浓硝酸？ 这一现象称为“钝化”，是化学变化 常温下，铁、铝的表面被冷的浓硝酸或浓硫酸氧化，使金属表面生成一层致密的氧化物薄膜，阻止内层金属被进一步腐蚀 因此可用铁或铝槽车运输浓硝酸，说明硝酸有强氧化性 硝酸的化学性质 （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： 古代科学家方以智在其《物理小识》卷七《金石类》中指出： “有硇水者，剪银塊投之，则旋而为水” 硝酸具有强氧化性，能氧化大多数金属(除金、铂、钛) 硝酸的浓度不同，反应的产物也不同 硝酸的化学性质 【实验5-8】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。 可抽动铜丝的作用？ NaOH溶液的作用？ 控制反应开始和停止 吸收尾气，防止污染空气 2NO2 + 2NaOH = NaNO2 + NaNO3 + H2O NO2 + NO + 2NaOH = 2NaNO2 + H2O (二) 强氧化性 1. 与金属单质反应 硝酸的化学性质 1. 与金属单质反应 (二) 强氧化性 【实验5-8】 【现象】 铜与浓硝酸：反应剧烈，有大量气泡产生， 液面上有红棕色气体产生，溶液变为绿色 铜与稀硝酸：反应缓慢，有少量气泡产生， 液面上开始为无色气体，后变红棕色，溶液变为蓝色 【结论】 铜与浓硝酸常温下剧烈反应生成NO2气体 铜与稀硝酸常温下缓慢反应生成NO气体 硝酸的还原产物与溶液浓度有关 硝酸的化学性质 1. 与金属单质反应 (二) 强氧化性 (1) 与铜反应 Cu + 4HNO3(浓) === Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O 失2e- 得1e-×2 3Cu + 8HNO3(稀) === 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O 失2e-×3 得3e-×2 Cu + 4H+ + 2NO3- === Cu2+ + 2NO2↑ + 2H2O 3Cu + 8H+ + 2NO3- === 3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O 浓硝酸： 稀硝酸： 硝酸的化学性质 1. 与金属单质反应 (二) 强氧化性 【思考1】在铜与硝酸的反应中，硝酸表现出什么性质？ 两个反应中，硝酸均表现出氧化性和酸性 【思考2】上述反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为多少？ 表现氧化性和酸性的硝酸的物质的量之比为多少？ Cu + 4HNO3(浓) === Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O 3Cu + 8HNO3(稀) === 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O 氧化剂 ：还原剂 = 2:1 酸性: 氧化性 = 1:1 氧化剂 ：还原剂 = 2:3 酸性: 氧化性 = 3:1 硝酸的化学性质 【思考3】结合铜与硝酸反应后的产物，能否比较出浓硝酸和稀硝酸 的氧化性强弱？ 1. 与金属单质反应 (二) 强氧化性 氧化性：浓硝酸 > 稀硝酸 铜与浓HNO3反应更剧烈, 与稀硝酸反应缓慢，且稀硝酸被还原至更低的价态 【思考4】若足量的铜与一定量的浓硝酸反应，硝酸能否完全反应？ 产生什么气体？ 能，开始Cu与浓硝酸生成NO2 反应进行一段时间，硝酸变稀，Cu与稀硝酸生成NO 硝酸的化学性质 1. 与金属单质反应 (二) 强氧化性 【思考5】将铜片投入稀硫酸中，铜片能否溶解？ 再向溶液中加入KNO3固体，铜是否溶解？为什么？ 当溶液中同时存在H+和NO3-时， 相当于存在稀硝酸，溶液具有氧化性，铜片能溶解 【思考6】若铜与硝酸反应后，硝酸不足而铜剩余， 向反应体系中加入稀硫酸，铜是否继续溶解？ 铜片会继续溶解 发生反应：3Cu+8H++2NO3- = 3Cu2+ +2NO↑+4H2O 在铜与稀硝酸的反应中，H+与NO3-按8:2消耗，因此当H+耗尽时， NO3-仍有剩余， 若补充H+，则铜片继续溶解 硝酸的化学性质 1. 与金属单质反应 (二) 强氧化性 (2) 与活泼金属反应 ①常温下，浓硝酸能使Fe、Al 钝化 ②加热时，浓硝酸与较活泼金属 ( Fe、Al ) 直接反应 Fe + 6HNO3(浓) === Fe(NO3)3 + 3NO2↑ + 3H2O ③常温下，稀硝酸可以直接氧化金属，生成NO Al + 6HNO3(浓) === Al (NO3)3 + 3NO2↑ + 3H2O Fe + 4HNO3(稀) = Fe(NO3)3 + NO↑ + 2H2O Fe + 4H+ + NO3- = Fe3+ + NO↑ + 2H2O 硝酸的化学性质 【思考】若足量的铁与稀硝酸反应，发生的反应有哪些？ 1. 与金属单质反应 (二) 强氧化性 先：Fe+ 4HNO3(稀) = Fe(NO3)3 + NO↑ + 2H2O 因此，Fe过量时: 后：Fe + 2Fe(NO3)3 = 3Fe(NO3)2 Fe被HNO3氧化成Fe3+ 过量的Fe与Fe3+继续反应生成Fe2+ 3Fe(足)+ 8HNO3(稀) = 3Fe(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O 3Fe + 8H+ + 2NO3- = 3Fe2+ + 2NO↑ + 4H2O Fe + 4HNO3(稀) = Fe(NO3)3 + NO↑ + 2H2O Fe + 4H+ + NO3- = Fe3+ + NO↑ + 2H2O Fe少量时: 硝酸的化学性质 【金属与酸反应规律】 (1)可与绝大多数金属反应 (除Pt、Au外)，与金属反应时既体现氧化性，又体现酸性 (2)金属与HNO3反应时，金属被氧化成高价硝酸盐， 一般情况下：浓HNO3 → NO2 ，稀HNO3 → NO； (4)常温下浓硝酸使铁、铝等金属钝化，加热可反应 (3)硝酸浓度越高，氧化性越强 (浓>稀)； (5)铁与稀硝酸反应，产物与两者的量有关： 若Fe少量 → Fe(NO3)3；若Fe过量 → Fe(NO3)2 课堂练习 【课本】P18 5. 工业上可以废铜屑为原料制备硝酸铜，下列4种方法中， 适宜采用的是哪一种？请从节约原料和环境保护的角度说明问题 ① Cu +HNO3(浓)→Cu(NO3)2 ② Cu +HNO3(稀)→Cu(NO3)2 途径③ 更优， 原因是制备等量的Cu(NO3)2消耗的硝酸最少，且无污染性气体产生 ③ Cu ——→ CuO ——→Cu(NO3)2 空气 △ HNO3 △ ④ Cu ——→ CuSO4 ——→ Cu(NO3)2 浓硫酸 △ Ba(NO3)2 3Cu + 8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O Cu + 4HNO3(浓) = Cu(NO3)2 + 2NO2↑+ 2H2O 2Cu +O2 = 2CuO CuO+ 2HNO3 = Cu(NO3)2 + 2H2O Cu +2H2SO4(浓) = CuSO4 + 2SO2↑+ 2H2O CuSO4 + Ba(NO3)2=Cu(NO3)2+BaSO4↓ 课堂练习 【课本】P18 6. 利用图5-14所示装置进行铜与硝酸反应的实验。 (1)硝酸一般盛放那个在棕色试剂瓶中，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。 铜与稀硝酸反应的离子方程式为：_____________________________________ 实验中观察到试管中的气体略有红棕色，其原因是______________________ (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。 铜与浓硝酸反应的离子方程式为：_____________________________________ 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________________________________ 4HNO3 ==== 4NO2 ↑ + O2 ↑+ 2H2O △ 或光照 3Cu+8H++2NO3- = 3Cu2+ +2NO↑+4H2O 2NO+O2 = 2NO2 Cu+4H+ +2NO3- = Cu2+ +2NO2↑+2H2O 3NO2+H2O==2HNO3+NO 硝酸的化学性质 2. 与非金属单质反应 (二) 强氧化性 浓硝酸与非金属单质C、P、S等在加热条件下反应 非金属单质被氧化至最高价氧化物或含氧酸 HNO3自身被还原为NO2 C＋4HNO3(浓) == CO2↑＋4NO2↑＋2H2O ∆ 硝酸与非金属反应时，只体现氧化性 S＋6HNO3(浓) == H2SO4＋6NO2↑＋2H2O ∆ P＋5HNO3(浓) == H3PO4＋5NO2↑＋H2O ∆ 硝酸的化学性质 3. 与还原性化合物/离子反应 (二) 强氧化性 硝酸可氧化Fe2＋、S2-、SO32−、I−、Br−、SO2、FeO等还原性物质 中性或碱性溶液中，NO3- 无氧化性 而当溶液中有大量 H+存在时，NO3- 就表现出强氧化性 因此，当溶液中同时存在H+和NO3- 时， 就不能存在Fe2＋、S2-、SO32−、I−、Br−等还原性离子 3Fe2＋＋NO3−＋4H＋＝3Fe3＋＋NO↑＋2H2O 3SO32−＋2NO3−＋2H＋＝3SO42−＋2NO↑＋H2O 6I− + 2NO3− + 8H+ ＝ 3I2 ＋ 2NO↑＋4H2O 【硝酸氨的性质】 一、物理性质 二、化学性质 (一)部分酸的通性 (二)见光或受热易分解 (三)强氧化性 纯净的硝酸是无色、有刺激性气味的液体，易挥发 1.常温时浓硝酸使铁铝钝化，加热时可氧化铁、铝；稀硝酸能直接氧化活泼金属 2.浓硝酸、稀硝酸均能氧化Cu等不活泼金属 3.浓硝酸能氧化非金属单质 4.硝酸能氧化大多数还原性离子 硝酸的用途 硝酸可用于制化肥、农药、炸药、染料、医药、硝化纤维、化学试剂等 硝酸甘油用于治疗冠心病 【导学案】P29 1.判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。 （1） 硝酸是一种黄色并具有一定挥发性的酸，保存时不可用橡胶塞。( ) × （2） 锌与稀硝酸反应得不到氢气，说明稀硝酸能使锌钝化。( ) × （3） 常温下，向浓硝酸中投入铁片，会产生大量红棕色气体。( ) × （4） 硝酸与金属反应时，主要是 价的氮得电子。( ) √ 课堂练习 （5） 工业浓硝酸通常呈黄色，是因为溶解了 气体。( ) √ （6） 浓硝酸与铜或碳反应，均体现其强氧化性。( ) √ （7） 足量铁与稀硝酸反应后溶液呈浅绿色，说明稀硝酸不能氧化 。( ) × 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 24 【导学案】P31 例1 下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是( ) 。 课堂练习 选项 实验操作 现象 解释或结论 A 过量的 粉中加入稀硝酸，充分 反应后，滴入 溶液 溶液呈红色 稀硝酸将氧化为 B 常温下，、 放入浓硝酸或浓 硫酸中 无明显现象 、 与浓硝酸或浓硫酸 发生钝化 C 箔插入稀硝酸中 无现象 箔表面被硝酸氧化，形 成致密的氧化膜 D 用玻璃棒蘸取少量浓硝酸点到蓝 色石蕊试纸上 试纸变红色 浓硝酸具有氧化性 B 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 25 【导学案】P33 随堂检测 1.下列对于硝酸的认识不正确的是( ) 。 D A.浓硝酸在见光或受热时会发生分解 B.金属与硝酸反应不产生氢气 C.可用铁制品或铝制品盛装冷的浓硝酸 D.铜与硝酸的反应属于置换反应 课堂练习 3.下列说法正确的是( ) 。 D A.和 均为红棕色且有刺激性气味的气体，是酸雨的主要成因 B.汽车尾气中的主要大气污染物为、和 C.植物直接吸收利用空气中的和 作为肥料，实现氮的固定 D.工业废气中的 可采用石灰法进行脱除 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 26 【导学案】P33 随堂检测 4.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 D A.由①中的红棕色气体，推断生成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 ，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应 课堂练习 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 27 酸雨及防护 1.概念 指 pH小于5.6 的雨水，其主要是含有硫酸和硝酸 2.成因 主要是大气中的SO2与NOx溶于水形成的 3. 类型 硫酸型酸雨 硝酸型酸雨 煤、石油等化石燃料的燃烧 和某些含硫的金属矿物的冶炼 S →SO2 →SO3 →H2SO4 汽车尾气以及硝酸工业废气等 →NO →HNO3 N2 →NO2 【思考】收集的酸雨放置一段时间后，pH减小，这是为什么？ 2H2SO3 + O2 = 2H2SO4 酸雨及防护 4.危害 酸雨有很大的危害，能直接损伤农作物，破坏森林和草原，使土壤、湖泊酸化，还会加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的腐蚀 酸雨及防护 5.防护 (5)调整能源结构，积极开发新能源 (1)对含有硫的煤、石油和金属矿物进行脱硫处理 (2)加强工厂废气回收处理 (3)种植能够吸收SO2的有关树木等 (4)改进汽车尾气的处理技术，控制尾气排放 (源头控制、过程管理、末端治理) 酸雨及防护 6. 常见环境问题 环境污染 形成原因 主要危害 温室效应 酸雨 光化学烟雾 臭氧空洞 大气中CO2含量不断增加 全球变暖，冰川融化 SO2和氮氧化物的排放 氮氧化物和碳氢化合物的排放 危害人体健康和植物生长 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 土壤酸化，腐蚀建筑物 酸雨及防护 环境污染 形成原因 主要危害 赤潮和水华 白色污染 PM2.5 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 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 颗粒物 污染空气，形成雾霾天气，增加交通事故，危害人体健康 6. 常见环境问题 【导学案】P32 例3 硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大，但硫氧化物和氮氧化物造成 的环境问题也日益受到关注，下列说法不正确的是( ) 。 B A.汽车尾气中含有、 等多种大气污染物 B. 是酸雨的主要成因 C.雷雨天气有少量 降落到地面，转化为铵盐，可促进植物生长 D.硝酸厂和化肥厂的废气都含有氮氧化物 课堂练习 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 34 【导学案】P32 例4 部分城市某日空气质量日报如下： 城 市 污染指数 首要污染物 空气质 量等级 A 98 23 67 Ⅱ B 47 29 35 Ⅰ C 62 80 113 Ⅲ D 52 76 59 Ⅰ 课堂练习 （1） 由表可知，空气质量日报中涉及的污染物主要是__________和可吸入颗粒物 。 、 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 35 （2） 的排放是造成酸雨的主要因素。形成酸雨的过程之一可简单表示如下： 请回答下列问题： ① 酸雨的___（填“ ”“ ”或“”） 。 课堂练习 ② 反应 的化学方程式为_ _____________________。 ③ 若用足量的氢氧化钠溶液吸收含二氧化硫的工业废气，写出该反应的离子方程式： __________________________。 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 36 【导学案】P33 随堂检测 2.以下非金属氧化物与其引起的环境问题或危害及主要来源对应正确的是( ) 。 选项 氧化物 环境问题或危害 主要来源 A 酸雨 化石燃料的燃烧 B 光化学烟雾 汽车尾气的排放 C 温室效应 工厂废气的排放 D 煤气中毒 煤炭的不完全燃烧 D 课堂练习 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 37 【导学案】P31 例2 现有和的合金与足量的稀硝酸反应，还原产物只有 气体，其体积在 标准状况下为。将反应后的溶液稀释到体积为 ，测得溶液中的 ，此时溶液中 的浓度为( ) 。 B A. B. C. D. [解析] ，转移电子的物质的量为，因 或与硝酸反应失去电子，故 ，则 ，其中所含 ，溶液中 ，其中含，溶液中 的总浓度为 。 课堂练习 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 38 【固学案】P11 5.（创新题）在某稀硝酸中加入铁粉充分反应后，铁粉全部溶解，放出 气体， 溶液质量增加，所得溶液中和 的物质的量之比为( ) 。 B A. B. C. D. [解析] 设的物质的量为，的物质的量为 ，则 解得：, 。 课堂练习 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 39 课堂练习 【固学案】P17 14.与投入 硝酸溶液中恰好完全反应，假设只产生 气体。所得澄清溶液的成分是和 的混合液，则反应中未被还原的硝 酸为( ) 。 B A. B. C. D. 课堂练习 1、下列关于硝酸的叙述，正确的是（ ） A．稀硝酸能与Fe发生反应，浓硝酸不能 B．浓硝酸 和稀硝酸都是强氧化剂 C．稀硝酸是弱酸，浓硝酸是强酸 D．稀硝酸与Cu反应生成NO，浓硝酸与Cu反应只生成NO2 B 2、在pH=1的溶液中，能大量共存的离子组是（ ） A. NH4+、I- 、NO3-、Br- B. S2-、Na+ 、SO32 - 、NO3- C. Cu2+、NO3-、Na+ 、Cl- D. Fe2+ 、K+ 、NO3- 、SO42– C Lavf56.15.102 Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $