5.2　第4课时　硝酸　酸雨及防治课件 2025-2026学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

该高中化学课件聚焦硝酸的性质（酸性、不稳定性、强氧化性）、工业制法及酸雨的形成与防治，通过“你了解硝酸吗？”设问导入，以核心问题为支架，引导学生从硝酸性质探究过渡到酸雨含氮物质转化分析，衔接前后知识脉络。 其亮点在于通过铜与浓稀硝酸反应的实验探究培养科学探究与实践能力，结合变价金属铁与硝酸反应产物分析发展科学思维，融入酸雨防治措施渗透科学态度与责任。应用体验和守恒计算模块帮助学生巩固知识，教师可借此提升教学效率，落实核心素养。

四川大学附属中学 高一化学备课组 第五章　第二节 氮及其化合物 第4课时　硝酸　酸雨及防治 你了解硝酸吗？ 提出问题 核心素养 发展目标 核心问题： 通过探究实验，掌握硝酸的核心性质及其定量关系；并在此基础上，分析酸雨形成过程中的含氮物质转化，形成运用化学原理分析环境问题并提出防治措施的学科能力。 3 1.硝酸的性质 硝酸是 色、易 、有 气味的液体，硝酸具有如下化学性质： (1)酸性 硝酸是强酸，具有酸的通性。 无 挥发 刺激性 ①使酸碱指示剂变色 ②与碱、碱性氧化物、与部分盐反应 H+＋OH－==H2O 2H+＋Na2O==2Na+＋H2O 2H+＋CaCO3==Ca2+＋CO2↑＋H2O 解决问题 一、硝酸的性质及工业制法 若把硝酸滴加到石蕊溶液中，溶液先变红后褪色，出现该现象的原因是什么？ 答　硝酸显酸性，使石蕊溶液变红，因强氧化性而具有漂白性，又使其褪色。 思考 1 (2)不稳定性(用化学方程式表示) __________________________________。 ①长期存放的浓硝酸呈黄色，是HNO3分解生成的 溶于其中形成的。 ②温度越高、光线越强、浓度越大，越容易分解。 ③保存： 试剂瓶中，并放置在 处。 4HNO3 4NO2↑+O2↑+2H2O NO2 棕色 阴凉 (3)强氧化性 ①硝酸具有很强的氧化性，浓度不同，与金属反应的产物也不同。 实验探究：浓HNO3和稀HNO3与铜的反应 实验 装置 两只具支试管中分别加入浓硝酸和稀硝酸 实验 现象 浓HNO3：铜丝变细，产生大量 色气体，溶液逐渐变___ 稀HNO3：铜丝变细，开始产生少量 气体，反应逐渐加快，气体在试管上部变为 色，溶液逐渐变蓝 化学 方程式 _____________________ _____________________ ________________________________ ______________ 实验 结论 浓HNO3与金属铜反应生成 ，稀HNO3与金属铜反应生成 ，浓HNO3的氧化性更___ 红棕 绿 无色 红棕 Cu+4HNO3(浓) === Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 3Cu+8HNO3(稀) ===3Cu(NO3)2+ 2NO↑+4H2O NO2 NO 强 一定量的金属铜放入浓硝酸后，金属铜有剩余，推测产生的气体成分可能有哪些？再向其中加入少量的稀硫酸，金属铜还会继续溶解吗？ 答　产生的气体可能是NO2和NO的混合气体。向有金属铜剩余的溶液中加入少量稀硫酸，稀硫酸提供氢离子，与溶液中的N会继续与铜反应。 思考 2 铁在常温下可以和稀硝酸反应，预测铁与稀硝酸反应的产物，试写出化学方程式。 答　硝酸与变价金属(如Fe)反应，根据金属量的多少分别得到高价、低价或两种价态共存的混合物。反应的化学方程式为Fe(少量)+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O；3Fe(过量)+8HNO3(稀) ===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O。 思考 3 ②钝化 常温下，铁、铝的表面被 或 氧化，生成一层致密的氧化物薄膜，阻止了酸与内层金属的进一步反应。所以常温下可以用铁或铝制容器来盛装 或 。当 时，铁、铝会与浓HNO3或浓H2SO4发生反应。 浓HNO3 浓H2SO4 浓HNO3 浓H2SO4 加热 ③浓HNO3与非金属(碳)的反应 化学方程式：_____________________________________。 C+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O 注意条件： “浓”、“加热”。 ✪硝酸可以氧化具有还原性的微粒：、Br－、Fe2+、S2－ 、SO2等。 2.硝酸的工业制法 硝酸是重要的化工原料，用于制化肥、农药、染料等。 ①_________________________； ②____________________________； ③ ； ④ 。 N2+3H2 2NH3 4NH3+5O2 4NO+6H2O 2NO+O2===2NO2 3NO2+H2O===2HNO3+NO 单质 还原反应 发生的反应类型 氢化物 氧化反应 氧化物 氧化反应 氧化物 歧化反应 反应物中 含氮物质的类别 1.判断正误 (2)稀硝酸可溶解Fe(OH)2生成Fe(NO3)2和水 (3)向浓硝酸中插入红色的炭，产生红棕色气体，证明炭可与浓硝酸反应生成NO2 (4)铁钉放入浓硝酸中，待不再变化后，加热能产生大量红棕色气体 (6)常温下，将铁片分别插入稀硝酸和浓硝酸中，前者产生无色气体，后者无明显现象，则稀硝酸的氧化性比浓硝酸强 × √ × × 应用体验 2.下列有关硝酸化学性质的叙述正确的是 A.硝酸能与Na2SO3反应，但不生成SO2 B.硝酸的氧化性很强，能氧化所有金属 C.可用铝或铁制容器盛装稀硝酸 D.浓硝酸因易挥发出HNO3而呈黄色 √ 硝酸的氧化性 (1)硝酸与金属反应时，HNO3部分被还原，表现强氧化性，还有一部分仍以N形式存在，表现酸性。 (2)浓硝酸与金属反应的过程中，浓度逐渐减小，还原产物有可能是NO2和NO的混合物。 (3)在加热条件下，浓硝酸可将非金属单质(碳、硫、磷等)氧化为最高价态的氧化物或最高价含氧酸。 归纳总结 (4)中性和碱性溶液中N无氧化性，当溶液中有大量H+存在时，N就表现出强氧化性，如有H+、N存在的溶液中就不能大量存在I-、Br-、Fe2+、S2-、S等还原性离子。 (5)硝酸与具有还原性的弱酸盐(如Na2SO3等)、碱性氧化物、碱反应时，优先发生氧化还原反应。 (6)硝酸能与大多数金属(金、铂等除外)反应，将金属氧化为高价态金属的硝酸盐。将浓硝酸与浓盐酸以1∶3的体积比混合，所得混合物称为王水，它能溶解一些不溶于硝酸的金属，如Pt、Au等。但在常温下，浓硝酸能使铁、铝钝化。 1.酸雨 (1)二氧化硫和氮氧化物的来源 SO2： 、 和某些 的燃烧或冶炼； NOx：机动车发动机中，N2与O2反应生成NOx。 (2)酸雨的形成 、 以及它们在大气中发生反应后的生成物溶于雨水形成酸雨。正常雨水由于溶解了CO2，其pH约为5.6，而酸雨的pH 。 煤 石油 金属矿物 二氧化硫 氮氧化物 小于5.6 ✪注意：正常雨水由于溶解了CO2，pH约为5.6。 二、酸雨及防治 2.酸雨的危害与防治 (1)危害：酸雨能直接 农作物， 森林和草原，使土壤、湖泊 ，加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的腐蚀。 (2)防治 ①消除 ，改变能源结构，开发利用清洁能源。 ②对 的排放加以控制，对排放的二氧化硫、氮氧化物等物质采取吸收、回收处理等措施。 损伤 破坏 酸化 污染源 酸性物质 1.判断正误 (1)安装煤炭燃烧过程的固硫装置主要是为了提高煤的利用率 (2)大量燃烧化石燃料排放的废气中含大量的CO2，从而使雨水的pH<5.6 × × 应用体验 (2)可用NaOH溶液吸收空气中的氮氧化物，主要反应为NO+NO2+2OH-===2+H2O；2NO2+2OH-===++H2O。 现有V L某NaOH溶液，能完全吸收n molNO2和m mol NO组成的大气污染物。 ①所用烧碱溶液的物质的量浓度至少为　　 mol·L-1。 　 ②若所得溶液中c(N)∶c()=1∶9，则原混合气体中NO2和NO的物质的量之比n∶m=　　　。 3∶2 (3)氮氧化物也可以用尿素[CO(NH2)2]水溶液吸收。用尿素水溶液吸收体积比为1∶1的NO和NO2混合气，可将N元素转变为对环境无害的气体，该反应的化学方程式为　　　　 　　　。 CO(NH2)2+NO+NO2===2N2+CO2+2H2O SO2、NOx的消除方法 (1)SO2的消除方法 ①钙基固硫法：将生石灰和含硫的煤混合燃烧，S转化为CaSO4。 反应原理：CaO+SO2 CaSO3、2CaSO3+O2===2CaSO4。 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。 反应原理：2NH3·H2O+SO2===(NH4)2SO3+H2O、2(NH4)2SO3+O2=== 2(NH4)2SO4。 ③碱液吸收法：SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O。 拓展知识 (2)NOx的消除 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 N2：4NH3+6NO 5N2+6H2O， 8NH3+6NO2　 7N2+12H2O； NOx+CO―→N2+CO2：2NO+2CO N2+2CO2，2NO2+4CO　 　 N2+4CO2。 1.原子守恒 硝酸与金属单质或化合物反应，一部分以N的形式存在，另一部分转化为还原产物，这两部分中氮原子的物质的量之和与反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量相等。 2.得失电子守恒 硝酸与金属单质或化合物的反应中，HNO3得到电子的物质的量等于金属原子失去电子的物质的量。 三、硝酸与金属反应的相关计算 3.变价金属与硝酸的反应 如铁与稀硝酸的反应：Fe(少量)+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O； 3Fe(过量)+8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O。 (1)≥4，氧化产物为Fe(NO3)3； (2)≤，氧化产物为Fe(NO3)2； (3)<<4，氧化产物为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2。 4.硝酸和硫酸的混合酸与金属反应 金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于硝酸盐中N在H2SO4提供H+的条件下能继续与金属反应，故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N进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。 1.0.3 mol Cu与足量的稀HNO3完全反应时，被还原的HNO3的物质的量是 A.0.3 mol B.0.6 mol C.0.4 mol D.0.2 mol √ 应用体验 2.某100 mL混合液中，HNO3和H2SO4的物质的量浓度分别是0.4 mol·L-1 和0.1 mol·L-1，向该混合液中加入1.92 g铜粉，加热，待充分反应后，所得溶液中Cu2+的物质的量浓度(忽略体积变化)为 A.0.15 mol·L-1 B.0.225 mol·L-1 C.0.35 mol·L-1 D.0.45 mol·L-1 √ 3.(1)38.4 g Cu与足量的浓硝酸反应，铜全部反应后，收集到的气体折算为标准状况下的体积是　　　L。上述反应中，参与反应的硝酸的总物质的量是　　mol。 26.88 2.4 (2)38.4 g Cu与一定量的浓硝酸反应，铜全部反应完后，收集到的气体体积为17.92 L(已折算为标准状况下的体积)，则混合气体中NO2和NO的物质的量分别为　　 mol和　　 mol。 0.6 0.2 思维建模 一、概念结论 硝酸的性质：强酸性、不稳定性（见光分解）、强氧化性 浓硝酸与Cu反应：Cu + 4HNO₃(浓) = Cu(NO₃)₂ + 2NO₂↑ + 2H₂O 稀硝酸与Cu反应：3Cu + 8HNO₃(稀) = 3Cu(NO₃)₂ + 2NO↑ + 4H₂O 酸雨：pH < 5.6，主要由SO₂和NOₓ排放引起 酸雨防治措施：源头减排、尾气处理、新能源开发 二、思想方法 定量计算（电子守恒法）、价态规律、对比法、因果推理 三、价值观念 硝酸工业的重要价值 酸雨对环境的多重危害 “源头治理”的环保理念与绿色化学 反思提升 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 √ 评价反馈 2.下列关于硝酸说法正确的是 A.NO2溶于水生成硝酸，所以NO2是酸性氧化物 B.冷的稀硝酸可以保存在铝或铁制容器中 C.浓硝酸久置溶液会变黄是因为硝酸分解产生的NO2又溶于硝酸 D.硝酸与铜的反应中，硝酸只表现氧化性 √ 3.某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的气体是NO，设计了如图实验，实验过程中同时用石灰水吸收产生的氮氧化物获得应用广泛的Ca(NO2)2，实验装置如图所示。(已知：NO+NO2+2OH-===2N+H2O、2NO2+2OH-===N+N+H2O) (1)实验之前通入N2的目的是　　　　　　 。 排尽装置中的空气，防止对实验造成干扰 (2)在(1)操作后将装置A中铜丝插入稀硝酸，溶液显蓝色，有无色气体生成，该反应中表现氧化性的硝酸与参与反应的硝酸物质的量之比为　　。 1∶4 (3)装置B中用注射器压入空气之后现象是　 　　　　　　　　　。 烧瓶E中气体变为红棕色 (4)D装置的作用是　 　　　　　　　　。 吸收处理尾气NO2、NO；防止倒吸 本节课结束 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v1.3.3 $