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

5.2.3 硝酸 酸雨及防治 思考：硝酸呈现出哪些物理性质？为什么现场有大量红棕色的烟雾？为什么可以用熟石灰处理泄漏出来的硝酸？金属可以与酸反应，为什么可以用铝槽车运输浓硝酸？ 颜色 气味 挥发性 状态 沸点 密度 无色 有刺激性气味 易挥发 液体 83℃ 1.5027 g/cm3 ① 硝酸能与水任意比互溶 ② 常用浓硝酸质量分数为69％。 ③ 质量分数为98%以上的硝酸为“发烟硝酸” 一、硝酸的物理性质 瓶口有白雾 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 工业制硝酸：二氧化氮与水反应 思考1：久置的浓硝酸为何呈黄色，从化合价的角度分析，硝酸分解除了产生NO2气体，还会有什么物质产生？写出化学反应方程式？ 硝酸分解生成的NO2溶于硝酸中，因为NO2是红棕色气体，溶于硝酸使溶液呈黄色。 保存在棕色试剂瓶中，并放置在阴凉处。向浓硝酸中通入氧气,发生反应4NO2+O2+2H2O = 4HNO3,消除黄色。 4HNO3 = 4NO2↑ + O2↑ + 2H2O ▲ 浓硝酸见光或者受热会分解产生二氧化氮。NO2溶于浓硝酸使溶液显黄色 1、不稳定性（硝酸越浓越易分解） 二、硝酸的化学性质 思考2：关于硝酸的保存，你有什么启发？怎么消除黄色？ 硝酸应避光保存是因为它具有(　　) A．强酸性　　　　　　B．强氧化性 C．挥发性 D．不稳定性 练习1 D 思考3：根据所学知识，从物质分类和化合价请你推测硝酸还有哪些化学性质呢？ 从类别看：酸性 从价态看：氧化性 硝酸是一元强酸 HNO3 H++NO3- 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(酸性)后褪色(强氧化性) ②与碱反应: NaOH+HNO3=NaNO3+H2O ③与碱性氧化物反应: Na2O+2HNO3=2NaNO3+H2O ④与弱酸盐反应: CaCO3+2HNO3=Ca(NO3)2+CO2↑+H2O ①与指示剂反应: 2、硝酸的酸性 因为硝酸具有强氧化性 ⑤与活泼金属（制氢气） × （生成NO2或NO） √ 思考：结合浓硫酸的氧化性检验，我们可以选用什么实验用品、实验装置检验硝酸的氧化性？ 铜丝 3. 化学性质——强氧化性 【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。 稀硝酸 3Cu + 8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O Cu + 4HNO3(浓) = Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O 浓硝酸 酸性和强氧化性，一般情况下，浓硝酸的还原产物为NO2，稀硝酸的还原产物为NO，Cu和稀硝酸: 2:3 Cu和浓硝酸：2:1。 反应较慢，有少量气泡产生，溶液变蓝，接近管口处观察到浅红棕色 反应剧烈，有大量气泡产生，溶液变绿，液面上有红棕色气体生成 思考4：硝酸与铜的反应中，硝酸表现出哪些性质？，还原产物分别是什么，氧化剂与还原剂的物质的量之比分别是多少？ 吸收NO2，防止污染空气 控制反应的发生和停止 2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O 具支试管 反应装置图的作用 因为 溶解有NO2 思考5：每1mol稀HNO3反应时得到3mol e-；浓HNO3得到1mol e-，可以说明稀硝酸的氧化性强于浓硝酸吗？ (1) 从实验现象可知，氧化性：浓HNO3>稀HNO3； (2) 浓硝酸的还原产物一般为NO2，稀硝酸的还原产物一般为NO 但不能从还原产物中N元素的价态高低来判断氧化剂氧化性的强弱。 思考6：硝酸铜溶液的颜色为何呈绿色？ 思考7：足量的Cu中加入一定量的浓硝酸，可能会发生什么反应? 一 开始是铜与浓硝酸反应: Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 随着反应进行, 硝酸由浓变稀,则发生: 3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 思考8：反应停止后,如果在溶液中再加入足量硫酸会出现什么情况? 溶液中存在NO3-,它遇到H+后,会继续氧化铜,当然此时NO3-/H+的溶度较稀. 思考9：铜投入到稀硫酸中不会溶解，再向溶液中投入KNO3固体，铜会不会溶解？ 中性和碱性溶液中NO3-无氧化性，当溶液中有大量H＋存在时， NO3-就表现出强氧化性 思考10：硝酸能大多数金属反应（除铂、金），那么运输硝酸用什么容器呢？ ① 常温下，稀硝酸与 Fe、Al 反应生成对应的硝酸盐和NO 浓硝酸与 Fe、Al 反应发生钝化，所以浓硝酸可以用铁桶或铝桶盛放 ② 加热时，浓硝酸与 Fe、Al 反应生成对应的硝酸盐和NO2 Fe+6HNO3(浓) == Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O △ 加热时方程式： Al + 6HNO3(浓) == Al(NO3)3+ 3NO2↑+ 3H2O △ 思考11：试着写出少量/过量Fe粉分别于稀硝酸反应的方程式。 Fe + 4HNO3(稀) = Fe(NO3)3 + NO↑ + 2H2O （ Fe少量） 3Fe+ 8HNO3(稀) = 3Fe(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O （ Fe过量） 为什么铁少量生成三价铁，铁过量生成二价铁？ 过量Fe与浓硝酸反应，生成物有哪些？ NO2、 NO、 Fe(NO3)2、 H2O 过量的铁粉可以和Fe3+反应生成Fe2+ C + 4HNO3 （浓）== CO2↑+ 4NO2 ↑+ 2H2O 同学们回忆浓硫酸的强氧化性，硝酸除了和金属反应还可以和什么反应体现强氧化性？ ①C与浓HNO3溶液反应 ②S与浓HNO3溶液反应 6HNO3(浓) + S == 6NO2↑ + 2H2SO4 + 2H2O △ 还可以和非金属反应，例如C，S 硝酸还可以氧化很多还原性离子如：离子还原性：S2->SO32-(SO2)>I->Fe2+>Br-【牢记】 知识精讲 浓硝酸和浓盐酸的混合物（体积比为1:3）叫做王水，能使一些不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。 资料卡片——王水 VHNO3:VHCl = 1:3 组成的混合物 记忆方法 ：王水：“三言（盐）一笑（硝）” “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？ 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(　　) × × × × √ 练习2 3. 在pH=1 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 2. 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，而浓硝酸与Cu反应只生成NO2 B 硝酸是重要的化工原料，用于制化肥、农药、炸药、染料等。工业上制硝酸的原理是将氨经过一系列反应得到硝酸，如下图所示： N2 H2 O2 O2 H2O NH3 NO NO2 HNO3 (1) 写出每一步反应的化学方程式。 (2) 请分析上述反应中的物质类别和氮元素化合价的变化情况，以及每一步反应中含氮物质发生的是氧化反应还是还原反应。 三、硝酸的用途与工业制法 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 【问3】根据以往学习的知识及上述资料，同学们知道什么是酸雨吗？它是如何产生的呢？酸雨对人们的生产生活有哪些危害呢？ 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 酸雨：主要指 pH小于5.6 的雨水，其主要是含有硫酸和硝酸。 四、酸雨及防治 酸雨——酸雨的危害 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。 (1)调整能源结构，积极开发新能源 (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)加强工厂废气的回收处理 (5)改进汽车尾气的处理技术，控制尾气排放 酸雨的防治 (1)酸雨是指pH小于7的降雨( ) (2)化石燃料燃烧产生大量CO2，是形成酸雨的主要原因( ) (3)氮氧化物、硫的氧化物都可以形成酸雨( ) (4)防治酸雨的根本途径是减少人为SO2、NOx的排放( ) × 1.正误判断 √ × √ 练习3 2.以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主要来源对应正确的是 选项 氧化物 环境问题 主要来源 A CO2 破坏臭氧层 化石燃料的燃烧 B SO2 温室效应 工厂废气的排放 C NO2 光化学烟雾 汽车尾气的排放 D CO 酸雨 汽车尾气和化石燃料的不完全燃烧 √ 3. 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 总结： EVCapture4.0.2软件录制 Lavf57.62.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 中性和碱性溶液中NO3-无氧化性，当溶液中有大量H＋存在时，NOeq \o\al(－,3)就表现出强氧化性，如有H＋、NOeq \o\al(－,3)存在的溶液中不能存在Fe2+ 、I－、Br－、Fe2＋、S2－、SO32-等还原性离子。 会溶解。由离子方程式3Cu＋8H＋＋2NOeq \o\al(－,3)===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O可知，只要溶液中同时有H＋和NOeq \o\al(－,3)，铜就会发生反应而溶解。  $