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

第3课时 硝酸 酸雨及防治 第五章　第二节　氮及其化合物 01 硝酸的性质 中医书籍《本草纲目拾遗》记载 强水是什么？ 情景导学 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。 1.常用浓硝酸质量分数为69％ 2.质量分数为95%以上的硝酸为“发烟硝酸” 3.硝酸能与水以任意比例互溶 一.硝酸的物理性质 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 瓶口有白雾 情景导学 2023年2月14日，美国亚利桑那州图森市高速公路，一辆运输硝酸的铝槽车侧翻，引发危险物质硝酸泄漏，现场可闻到刺鼻的气味，同时大量红棕色烟雾。消防人员通过喷洒水稀释和运来纯碱进行处理，以防止其扩散造成更大危害。 【思考】1.为什么现场有大量红棕色的烟雾？ 2.金属可以与酸反应，为什么可以用铝车运输浓硝酸？ 1.酸的通性 与指示剂显色 与碱反应 与碱性氧化物反应 与弱酸盐反应 硝酸 稀硝酸使蓝色石蕊溶液变为红色 浓硝酸使蓝色石蕊溶液先变红，后褪色 H+ + OH- = H2O 2H+ + CuO = Cu2+ + H2O 2H+ + CO32- = H2O + CO2↑ 硝酸是一元强酸，电离方程式：HNO3H＋＋N 二.硝酸的化学性质 酸性 强氧化性 2.不稳定性 HNO3分解生成的NO2溶于硝酸中 问题2：如何除去浓硝酸中的“黄色”？ 4NO2+O2+2H2O==4HNO3 问题1：久置的浓硝酸为什么呈黄色？ 二.硝酸的化学性质 保存浓硝酸需要用棕色细口试剂瓶(避光)、 玻璃塞(橡胶塞易被氧化)，放于冷暗处(温度低) 向浓硝酸中通入氧气（或空气） 硝酸泄漏 问题3：回顾浓硫酸性质，硝酸能与活泼金属反应生成氢气吗？ 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 二.硝酸的化学性质 【思考】装置中NaOH溶液的作用是什么？ 吸收氮氧化物，以防污染环境； 2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O 硝酸中+5价N的氧化性远大于H+,所以硝酸与金属反应不生成H2 ，在这里进行解释，写出稀硝酸电离的方程式。对比说明，稀硫酸进行对比 8 (1)与金属单质反应 浓硝酸：反应剧烈，有红棕色气体生成 稀硝酸：反应较慢，有气泡产生，接近管口处观察到浅红棕色 3Cu + 8HNO3(稀) === 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O Cu + 4HNO3(浓) === Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O 体现氧化性和酸性 酸性和氧化性(1:1) 酸性和氧化性(3:1) +5 +5 +4 +5 +5 +2 二.硝酸的化学性质 3.强氧化性 硝酸浓度越大氧化性越强，浓硝酸的产物为NO2，稀硝酸的产物为NO 9 1.向浓硝酸中加入过量的铜粉，反应怎么进行？ 开始时，浓硝酸与铜反应生成硝酸铜和NO2 随着反应的进行，硝酸浓度降低变为稀硝酸，反应生成硝酸铜和NO 2.铜放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？ 3.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？若溶解，发生什么反应？ 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。 会溶解，由离子方程式3Cu+8H++2NO3-===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。 会溶解，发生反应呢3Cu+8H++2NO3-===3Cu2++2NO↑+4H2O Cu+4HNO3(浓) === Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 3Cu+8HNO3(稀) === 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 3Cu + 8H+ + 2N=== 3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O Cu＋4H＋＋2NO3－＝Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O Fe(少量)＋ 6HNO3(浓) === Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O Fe(少量)＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O 3Fe(过量)＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O Al ＋ 6HNO3(浓) === Al(NO3)3 ＋ 3NO2↑＋ 3H2O △ △ 金属与硝酸反应的规律： 金属 + HNO3(浓) == 硝酸盐 + NO2↑ + H2O 金属 + HNO3(稀) == 硝酸盐 + NO↑ + H2O 金属铁、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，这是为什么呢? ✪常温下，铁、铝的表面被浓硝酸或浓硫酸氧化，生成了一层致密的氧化物薄膜，这层薄膜阻止酸与内层金属的进一步反应。 ✪加热时，铁、铝会与浓硝酸或浓硫酸发生反应。 归纳总结——硝酸与金属反应规律 1. 除Au、Pt等少数金属外，硝酸几乎氧化所有的金属 2. 常温下，Fe、Al等金属在浓HNO3中发生“钝化” 3. 一般来说，金属与硝酸反应 浓硝酸→NO2，稀硝酸→NO，都无H2放出 浓HNO3和浓HCl按照1:3的体积比混合后，混合物称为“王水”，能使一些不溶于HNO3的金属如金、铂等溶解 资料卡片 王水 (3)与某些还原性物质H2S、SO2、SO32-、I-、Fe2＋等反应 二.硝酸的化学性质 (2)硝酸能与某些非金属（C、S、P等）反应 3.强氧化性 C＋4HNO3(浓) === CO2↑＋4NO2↑＋2H2O △ 3Fe2+ + N+4H+ === 3Fe3+ + NO↑+ 2H2O 3S+2H++ 2N=== 3S+ 2NO↑ + H2O 6I− + 2N+8H+ === 3I2 + 2NO↑+ 4H2O 3S2- + 2N+8H+ === 3S↓ + 2NO↑+ 4H2O S + 6HNO3(浓) === H2SO4 + 6NO2↑ + 2H2O △ 非金属单质 + 浓HNO3== 最高价氧化物或相应的含氧酸 + NO2↑ + H2O 非金属与浓硝酸反应的规律： S2- 、SO32- 、Fe2+ 、I﹣等离子在酸性条件下不能与NO3-大量共存！ 13 化肥、农药、炸药、染料、医药、化学试剂等 硝化纤维塑料 氮肥 硝酸甘油用于治疗冠心病 炸药 染料 三.硝酸的用途 四.硝酸的工业制备 N2→NH3: NH3→NO: NO→NO2: NO2→HNO3: 氮气发生还原反应 氨气发生氧化反应 NO发生氧化反应 NO2发生氧化反应和还原反应 02 酸雨及防治 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。 这些气体对空气和我们的生活环境能造成什么影响呢？ 煤燃烧 石油燃烧 硫矿石 汽车尾气 一.酸雨的概念和成因 1.概念 2.成因 主要是大气中的 SO2 与 NOx 溶于雨水形成的 SO2、NOx 的主要来源： 汽车的尾气、硝酸工业废气 煤、石油和某些含硫的金属矿物的燃烧或冶炼 SO2： NOx： 酸雨主要指 pH小于5.6 的雨水，主要含有硫酸和硝酸 正常雨水的PH=5.6，因为溶有CO2 一.酸雨的概念和成因 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 S SO2 SO3 H2SO4 二.酸雨的类型 酸雨的危害: 1.直接损伤农作物、破坏森林和草原，使土壤、湖泊酸化 2.加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的腐蚀 酸雨的防治: 三.酸雨的危害及防治 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 【拓展】SO2、氮氧化物的吸收或转化 1.钙基固硫法：将生石灰和含硫的煤混合燃烧，S转化为CaSO4 CaO + SO2 = CaSO3、2CaSO3 + O2 = 2CaSO4 (生产石膏) 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 2NH3·H2O + SO2 = (NH4)2SO3 + H2O、2(NH4)2SO3 + O2 = 2(NH4)2SO4 3.碱液吸收法：SO2 + 2NaOH = Na2SO3 + H2O 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： NOx和NH3或CO在高温和催化剂的条件下反应生成N2 SO2 NOx 环境污染 形成原因 主要危害 温室效应 大气中 CO2 含量不断增加 全球变暖，冰川融化 酸雨 SO2 和氮氧化物的排放 土壤酸化，腐蚀建筑物 光化学烟雾 氮氧化物和碳氢化合物的排放 危害人体健康和植物生长 臭氧空洞 氮氧化物和氟氯代烃的排放 生物受太阳紫外线的伤害加剧 赤潮和水华 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 白色污染 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 四.常见的环境污染 Lavf59.16.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.45.100 Lavf59.16.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf59.16.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $