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

年 级：高一 学 科：化学（人教版） 主讲人：lrp 学 校：四川省华蓥中学 课时 5.2.3 硝酸 酸雨及防治 第五章 化学生产中的重要非金属元素 1 【学习目标】 1、通过硝酸与不活泼金属、非金属反应，认识硝酸的强氧化性。 2、通过比较浓硝酸与稀硝酸性质的差异，认识浓度、反应条件对反应产物的影响。知道酸雨的成因及防治措施。 重点：掌握硝酸的性质及应用。 难点：掌握硝酸的性质及应用。 教学模型：实验探究→问题驱动→概念建构→应用迁移 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 2 雷雨壮庄稼 问题驱动 思考：雷雨天氮的循环自然界产生硝酸，你能总结一下工业制硝酸的原理？硝酸有什么性质呢？ 情境导入 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 N元素的价类二维图 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 【学习新知】 一、硝酸1、硝酸的性质（1）物理性质： 纯硝酸是 色（久置可能呈 色）、易挥发（沸点83℃）、有 的液体，密度（1.5027 g/cm3）比水大，能以任意比溶解于水。 硝酸是一元强酸，具有腐蚀性，使用时须注意防护和通风。质量分数为69%的硝酸为 硝酸，质量分数为98%以上的硝酸为 硝酸。因此浓硝酸为混合物。 无 黄 刺激性气味 浓 发烟 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 （2）化学性质①酸的通性：（电离： ） 如与碱(如NaOH)反应： ； 与碱性氧化物(如Na2O)反应： ； 与弱酸盐(如CaCO3)： 。②不稳定性：浓硝酸见光或受热易分解， 化学方程式为 。长期存放的浓硝酸呈黄色是因为：其分解生成的 ，消除黄色的方法是向浓硝酸中通入空气或O2，发生反应为 。实验室常将浓硝酸保存在 中，并放置在阴凉处。 HNO3 = H＋ + NO3― HNO3 + NaOH = H2O + NaNO3 ；H＋＋OH－=H2O 2HNO3+Na2O=H2O+2NaNO3；2H＋＋Na2O=2Na＋＋H2O 2HNO3+CaCO3=Ca(NO3)2+H2O＋CO2↑； 4HNO3 4NO2↑＋O2↑＋2H2O NO2溶于硝酸中 4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3 棕色细口试剂瓶 CaCO3＋2H＋=Ca2＋＋CO2↑H2O 浓硝酸久置后呈黄色，为什么？ 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 硝酸和金属发生怎样的反应？ 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2 mL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。 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 2、探究硝酸的强氧化性 实验操作 稀HNO3与Cu 浓HNO3与Cu 实验装置 实验现象 实验原理 实验结论 反应较慢，产生无色气体，接近管口处瓶口变成棕红色，生成蓝色溶液 剧烈反应，产生棕红色气体，生成蓝色溶液 3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O Cu+4H++2NO3- = Cu2++2NO2↑+2H2O 稀硝酸具有强氧化性与Cu反应生成NO 浓硝酸具有强氧化性与Cu反应生成NO2 Cu＋4HNO3(浓) == Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 3Cu＋8HNO3(稀) ==3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 （1）.在两支试管中各取5ml浓硝酸和稀硝酸，再分别滴入两滴石蕊溶液，会观察到稀硝酸中加入紫色石蕊试液变红，浓硝酸中加入紫色石蕊试液 （微热），说明浓硝酸的氧化性 稀硝酸。浓度越大氧化性 。（2）.浓硝酸与C、S、P等非金属单质在加热条件下可以发生反应， 硝酸只表现出 。 先变红后褪色 强于 越强 氧化性 C + 4HNO3 (浓) 2H2O + 4NO2↑+CO2↑; S + 6HNO3(浓) H2SO4 +6NO2↑+2H2O; P+ 5HNO3(浓) H3PO4 +5NO2↑+H2O == △ == △ == △ 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 补充：硝酸可以氧化具有还原性的微粒：、Br－、Fe2+、S2－等。 3Fe2+ + N+4H+ = 3Fe3+ + NO↑+ 2H2O 3S+2H++ 2N = 3S+ 2NO↑ + H2O 6I− + 2N+8H+ = 3I2 + 2NO↑+ 4H2O 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 （3）与金属反应①有些金属如铁、铝等虽然能与稀硝酸或稀硫酸反应，但在常温下却可以用铁或铝制容器来盛装浓硝酸或浓硫酸。这是因为常温下，铁、铝的表面被浓硝酸或浓硫酸氧化，生成了一层 薄膜，这层薄膜阻止了酸与内层金属的进一步反应（又叫钝化）。当加热时，铁、铝会与浓硝酸或浓硫酸发生反应。②除Au、Pt等少数金属外，硝酸几乎可以氧化所有的金属， 如3Ag＋4HNO3(稀)== . ③活泼金属与硝酸反应不生成 ，硝酸的浓度不同，还原产物不同，硝酸与金属反应时，硝酸既表现 又表现 ，且浓硝酸一般还原产物为 ，稀硝酸一般还原产物为 ，极稀硝酸可为N2O、N2、NH4NO3等。 致密的氧化物 3AgNO3＋NO↑＋2H2O H2 氧化性 酸性 NO2 NO 浓硝酸用铝槽车、铁槽车装运 3Zn+8HNO3(稀)=3Zn(NO3)2+2NO↑+4H2O 4Zn+10HNO3(极稀)=4Zn(NO3)2+NH4NO3+3H2O 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 ④少量铁粉或过量铁粉与稀硝酸反应稀硝酸也具有强氧化性，能将Fe氧化成Fe3+，但若铁粉过量，会发生反应： ，所以少量铁粉或过量铁粉与稀硝酸反应的化学方程式分别为： ; . 【注意】NO3―在 条件下，就相当于硝酸溶液，具有强氧化性，因此，在强酸性条件下NO3―与Fe2+等还原性离子不能大量共存。 （4）“王水”的组成及性质 ①浓硝酸和浓盐酸按 配制成的的混和溶液叫“王水”。王水的氧化能力比硝酸强，不溶于硝酸的金（Au）和铂（Pt），可以溶解在王水中。 Fe + 2Fe3+ = 3Fe2+ Fe（少量）+ 4HNO3(稀) = Fe(NO3)3 + NO↑+ 2H2O 3Fe（过量）+ 8HNO3(稀) = 3Fe(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O 酸性 1：3的体积比 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 （5）工业上如何制硝酸①硝酸是重要的化工原料，用于制化肥、农药、炸药、染料等。②工业制硝酸流程： 写出对应步骤的化学方程式： N2＋3H2 2NH3，N2发生还原反应。4NH3＋5O2 4NO＋6H2O，NH3发生氧化反应。2NO＋O2 = 2NO2，NO发生氧化反应。3NO2＋H2O = 2HNO3＋NO，NO2既发生氧化反应，又发生还原反应。 NO2 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 4NH3+5O2 4NO+6H2O 2NO+O2==2NO2 3NO2+H2O===2HNO3+NO 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 1、酸雨的形成（1）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 。（2）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 。（3）氮和硫的氧化物会引起呼吸道疾病，危害人体健康，严重时会使人死亡。（4）思考酸雨的定义、形成原因及类型分别是什么？ 二氧化硫 氮氧化物 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 ①定义：主要指 pH小于 的雨水，其主要是含有 。②成因：二氧化硫、氮氧化物以及它们在大气中发生反应后的生成物溶于雨水会形成酸雨。正常雨水由于溶解了CO2，其pH约为5.6，而酸雨的pH小于5.6。 ③类型：硫酸型酸雨：S→SO2→SO3→H2SO4：硝酸型酸雨：NO2→HNO3：汽车尾气→NO→NO2 → HNO3 5.6 硫酸和硝酸 O2 雨水 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 2、酸雨的危害及防治对人体的直接危害首先是它的刺激性，其次是它会形成硫酸雾和硫酸盐雾，其毒性比SO2大，能浸入人的肺部，引起肺水肿等疾病而使人致死。引起河流、湖泊的水体酸化，严重影响水生动物生长。破坏土壤、植被、森林。腐蚀金属、油漆、皮革、纺织品及建筑材料等。渗入地下，可引起地下水酸化，酸化后的地下水中铝、铜、锌、镉等对人体有害金属元素的含量会偏高。（1）雨水的pH测定：①下雨时用容器直接收集一些雨水作为样品，静置，以蒸馏水或自来水作为参照，观察并比较它们的外观；②用pH试纸（或pH计）测量雨水和蒸馏水的酸度并记录； ③有条件的话，可连续取样并测定一段时间（如一周）内本地雨水、地表水或自来水的pH，将得到的数据列表或作图，确定你所在地区本时间段内雨水等的平均酸度。 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 （2）防治酸雨的方法：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。 钙基固硫：CaO + SO2 = CaSO3 2CaSO3 ＋O2 = 2CaSO4 煤中加石灰石、生石灰 2NO＋2CO 2CO2＋2N2 催化剂 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 硝酸　酸雨及防治 硝酸的制法和性质 酸雨及防治 硝酸的工业制法 硝酸的物理性质 酸雨 酸雨的危害与防治 硝酸的化学性质 课堂小结 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 知识拓展：硝酸与金属反应的计算1、原子守恒法：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，两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量。例1、若将12.8g铜跟一定量的浓硝酸反应，铜耗完时，共产生5.6L标准状况下的气体，则所消耗的硝酸的物质的量是 ，所得气体的平均相对分子质量为_______。 0.65mol 41.2 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 例2、3.2 g铜与过量硝酸(8 mol·L－1、30 mL)充分反应，硝酸的还原产物为NO2和NO，反应后溶液中含有a mol H＋，则此时溶液中所含NO3－的物质的量为(　　)A．(0.2＋a)mol　 B．(0.1＋a)mol C．(0.05＋a)mol D．a mol B 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 2、得失电子守恒法：HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，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例3、铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体与5.6LO2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。则消耗铜的质量为(　　)A．16g B．32g C．64g D．无法计算 B 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 例4、1.92 g Cu投入到一定量的浓硝酸中，铜完全溶解，生成的气体的颜色越来越浅,共收集到 672 mL 的气体(标准状况下)，将盛有此气体的容器倒扣在水槽中，通入标准状况下一定体积的氧气，恰好使气体完全溶于水，则通入的氧气的体积为(　　)mLA．168 B．224 C． 336 D．504 C 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 3、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，且溶液中要符合电荷守恒例5、有一稀硫酸和稀硝酸的混合酸，其中H2SO4和HNO3的物质的量浓度分别是4mol·L－1和2mol·L－1，取10mL此混合酸，向其中加入过量的铁粉，待反应结束后，可产生标准状况下的气体的体积为(设反应中HNO3被还原成NO)(　　) A．0.448L B．0.672L C．0.896L D．0.224L B 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 例6、某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL，平均分成两份。向其中一份中逐渐加入铜粉，最多能溶解9.6g。向另一份中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示(已知硝酸只被还原为NO气体)。下列分析或结果错误的是(　　) A．原混合酸中NO3(－)物质的量为0.1mol B．OA段产生的是NO，AB段的反应为Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，BC段产生氢气C．第二份溶液中最终溶质为FeSO4 D．H2SO4浓度为2.5mol·L－1 A 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 4、金属与酸再与碱反应：转移的电子的物质的量等于消耗的OH－物质的量例7、将11.9 g由Mg、Al、Fe组成的合金溶于足量的NaOH溶液中，合金质量减少了2.7 g。另取等质量的合金溶于过量稀硝酸中，生成了6.72 L NO(标准状况下)，向反应后的溶液中加入适量NaOH溶液恰好使Mg2+、Al3+、Fe3+完全转化为沉淀，则沉淀的质量为(　　)A．22.1 g B．27.2 g C．30 g D．无法计算 B 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 例8、铜镁合金4.6 g 完全溶于浓硝酸中，若反应中硝酸被还原，只产生 4480 mL NO2 气体和 336 mL N2O4气体(标准状况下)，反应后的溶液中加足量NaOH溶液，生成沉淀的质量为 g 8.51 【课后练习】 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 【例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(　　) × × × × √ 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 1.下列事实与硝酸性质的对应关系错误的是( ) A.打开浓硝酸的试剂瓶，瓶口有白雾——挥发性 B.用棕色试剂瓶保存浓硝酸——不稳定性 C.稀硝酸使紫色石蕊溶液变红——酸性 D.稀硝酸使黑色氧化铜固体溶解——强氧化性 D 2.下列对于硝酸的认识，不正确的是( ) 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.可用铁和铝制品盛装冷的浓硝酸 D.铜与硝酸的反应属于置换反应 D 课堂练习 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 3.氮及其化合物的变化关系如下所示： 则下列说法不正确的是( ) A.路线①②③是工业生产硝酸的主要途径 B.路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径 C.上述所有反应都是氧化还原反应 D.氮气可在足量的氧气中通过一步反应生成NO2 D 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 4.0.3 mol铜和含1.2 mol HNO3的浓硝酸，充分反应后，生成NO2的量为( ) A.0.2 mol B.0.6 mol C.小于0.6 mol D.大于0.6 mol C 5.现有以下几种措施： ①对燃烧煤时产生的尾气进行除硫处理；②少用原煤作燃料；③燃煤时鼓入足量空气；④开发清洁能源。 其中能减少酸雨产生的措施是( ) A.①②③ B.②③④ C.①②④ D.①③④ C 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 Lavf58.20.100 Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $