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1、第二节氮及其化合物第二节氮及其化合物 第第4 4课时课时 硝酸、酸雨及防治硝酸、酸雨及防治第五章化工生产中的重要非金属元素第五章化工生产中的重要非金属元素二二战战期期间间，诺诺贝贝尔尔物物理理学学奖奖得得主主马马克克思思冯冯劳劳厄厄、詹詹姆姆斯斯弗弗兰兰克克分分别别将将自自己己的的奖奖章章存存放放在在丹丹麦麦哥哥本本哈哈根根的的理理论论物物理理研研究究所所，以以防防被被纳纳粹粹所所得得。然然而而，19401940年年德德国国入入侵侵丹丹麦麦，眼眼看看奖奖章章不不保保，当当时时在在该该研研究究所所工工作作的的德德海海韦韦西西把把奖奖章章溶溶解解在在王王水水中中，以以此此躲躲避过了搜查。避过了搜查
2、。被秘密溶解的诺贝尔奖牌那么，王水是什么？为何能将金质奖章溶解呢？王王水水又又称称“王王酸酸”，是是一一种种腐腐蚀蚀性性非非常常强强、冒冒黄黄色色雾雾的的液液体体，是是由由浓盐酸浓盐酸(HCl)和浓硝酸和浓硝酸(HNO)按按体积比为体积比为3:13:1组成的混合物。组成的混合物。王水一、硝酸的物理性质一、硝酸的物理性质 颜色颜色气味气味挥发性挥发性状态状态沸点沸点密度密度无色有刺激性气味易挥发液体831.5027 g/cm3 硝酸能与水任意比互溶硝酸能与水任意比互溶 常用浓硝酸质量分数为常用浓硝酸质量分数为69。质量分数为质量分数为95%以上的硝酸为以上的硝酸为“发烟硝酸发烟硝酸”开瓶瓶口有白
3、雾开瓶瓶口有白雾发烟硝酸发烟硝酸（w 95%）运输硝酸的铝槽车发生泄露事故，造成大量红棕色烟雾，现场可闻到刺鼻的气味。消防人员运来纯碱进行处理，以便防止其扩散并污染黄河。二、硝酸的化学性质二、硝酸的化学性质 4HNO3=2H2O+4NO2+O2 光照/加热硝酸保存：棕色的试硝酸保存：棕色的试剂瓶，放置于阴凉处剂瓶，放置于阴凉处思考：常用的浓硝酸为什么会呈黄色？思考：常用的浓硝酸为什么会呈黄色？浓硝酸易分解生成浓硝酸易分解生成NO2溶于硝酸溶于硝酸（一）不稳定性（一）不稳定性 受热或见光易受热或见光易分解分解 深度思考深度思考深度思考深度思考2.某研究小组为了探究硝酸的性质，进行如下实验操作。(
4、1)从试剂柜中取一瓶浓硝酸，发现其保存在_色试剂瓶中，取少量浓硝酸于试管中，发现其溶液呈“黄色”，其原因是_(用化学方程式和适当文字描述)。该研究小组尝试将显“黄色”的浓硝酸恢复到原本的无色。下列措施合理的是 _ (填字母)。a.向浓硝酸中加水 b.向浓硝酸中通入适量空气c.加热浓硝酸d.向浓硝酸中加入适量的NaOH固体棕 浓硝酸不稳定，见光或受热易分解，4HNO3 4NO2O22H2O，NO2溶于浓HNO3使溶液呈黄色b步步高步步高P26（二）酸的通性（二）酸的通性HNO3=H+NO3-与指示剂显色 与金属反应 与碱反应 与碱性氧化物反应 与弱酸盐反应 硝酸能不能能不能生成生成H2如 NaO
5、H H+OH-=H2O如 CuO 2H+CuO=Cu2+H2O如 Na2CO32H+CO32-=H2O+CO2？使石蕊变红使石蕊变红在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，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。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。【实验【实验5-8】硝酸与铜的反应硝酸与铜的反应浓硝酸的还原产物为 NO2，稀硝酸的还原产物为 NO。【实验现象】【实
6、验现象】与与浓硝酸浓硝酸反应反应 、铜丝、铜丝 ，产生，产生 色气体，溶液呈绿色色气体，溶液呈绿色剧烈剧烈变细变细红棕红棕与与稀稀硝硝酸酸反反应应 、铜铜丝丝 ，产产生生 气气体体，气气体体在在试试管管上上部变红棕色，溶液呈蓝色部变红棕色，溶液呈蓝色缓慢缓慢变细变细无色无色浓硝酸浓硝酸稀硝酸稀硝酸铜与浓硝酸铜与浓硝酸反应生成反应生成_【实验结论】【实验结论】NO2浓浓硝硝酸酸中中的的5价价氮氮元元素素具具有有很很强强的的得得电电子子能能力力。浓浓硝硝酸酸和和稀稀硝硝酸酸都都具具有有很很强强的的氧氧化化性性，且且浓浓度度越越大大，其其氧氧化化性性越越强强，还还原原剂剂一一般般被被其其氧化为最高价
7、态。氧化为最高价态。铜与铜与稀稀硝酸硝酸反应生成反应生成_NOCu4HNO3(浓浓)=Cu(NO3)22NO22H2O3Cu8HNO3(稀稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O(实验室通常用此反应制取实验室通常用此反应制取NO气体气体)1 1、与金属反、与金属反应应稀或浓硝酸与活泼金属反应均不生成稀或浓硝酸与活泼金属反应均不生成H H2 2（除（除Au和和Pt外）外）金属单质金属单质+稀稀HNO3 最高价态硝酸盐最高价态硝酸盐 +NO+水水 金属单质金属单质+浓浓HNO3 最高价态硝酸盐最高价态硝酸盐 +NO2+水水 （三）强氧化性（三）强氧化性硝酸浓度越大，氧化性越强。硝酸浓度越大，氧化性越
8、强。氧化性：浓氧化性：浓HNO3 稀稀HNO32.2.铜铜投投入入到到稀稀硫硫酸酸中中不不会会溶溶解解，再再向向溶溶液液中中投投入入KNOKNO3 3固固体体，铜铜会会不不会会溶解？为什么？溶解？为什么？思考与讨论思考与讨论会溶解会溶解。由离子。由离子方程式方程式：3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O可知可知，只要溶液中同时有只要溶液中同时有H和和NO，铜就会发生反应而溶解。铜就会发生反应而溶解。1.1.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？酸，铜是否继续溶解？会溶解2 2、浓浓硝硝酸钝酸钝化反应
9、化反应常温常温下，把铝、铁放下，把铝、铁放在浓在浓硝酸里硝酸里钝化钝化生成一层生成一层致密的氧化物保护膜致密的氧化物保护膜，阻止内部金属继续反应。，阻止内部金属继续反应。Fe+6HNO3(浓)=Fe(NO3)3+3NO2+3H2O若铁粉过量，若铁粉过量，产物有什么产物有什么不同？不同？【练习】已知加热时铝、铁与浓硝酸可以反应，试写出【练习】已知加热时铝、铁与浓硝酸可以反应，试写出铁与浓硝酸的铁与浓硝酸的 化学反应方程式：化学反应方程式：Fe+4HNO3(稀稀)=Fe(NO3)3+NO+2H2O Fe+2Fe(NO3)3 =3Fe(NO3)23Fe+8HNO3(稀稀)=3Fe(NO3)2+2NO
10、+4H2O（铁过量）（铁过量）（铁少量）（铁少量）深度思考深度思考深度思考深度思考1.(1)将铁粉溶于稀硝酸，铁元素的存在形式可能为 _、_、_。Fe(NO3)3Fe(NO3)2Fe(NO3)3和Fe(NO3)2步步高步步高P264HNO3(浓浓)+C=4NO2+CO2+2H2O 3、与、与非金属反应非金属反应稀稀HNO3与与 C 不反应不反应4、硝酸可与某些还原性物质反应硝酸可与某些还原性物质反应 （eg：H2S、I-、SO2、SO32-、Fe2+亚铁盐、亚铁盐、FeO、Fe3O4等）等）Fe2+与浓HNO3溶液反应：Fe2+2H+NO3-=Fe3+NO2+H2OFe2+与稀HNO3溶液反应
11、：3Fe2+4H+NO3-=3Fe3+NO+2H2O注：注：Fe2+与与H+、NO3-不共存。不共存。(1)硝酸具有很强的氧化性，硝酸的浓度不同，与金属反应的产物也不同()(2)浓HNO3使紫色石蕊溶液先变红后褪色()(3)稀硝酸可溶解Fe(OH)2生成Fe(NO3)2和水()(4)碳、铜与浓硝酸反应时，浓硝酸只表现强氧化性()(5)过量的铜和一定量浓硝酸反应，生成的气体只有二氧化氮()(6)常温下，将铝片放入浓硝酸，无明显现象，是因为铝和浓硝酸不反应()正误判断正误判断正误判断正误判断步步高步步高P25三、三、硝酸的用途硝酸的用途制造制造化肥、炸药、染料、塑料、硝酸盐、医药化肥、炸药、染料、
12、塑料、硝酸盐、医药四、工业制硝酸四、工业制硝酸N2H2O2O2H2ONH3NONO2HNO3(1)写出每一步反应的化学方程式。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。每一步反应中含氮物质发生的是氧化反应还是还原反应。教材教材P16 思考与讨论思考与讨论N2NH3:_。NH3NO:_ 。NONO2:_。NO2HNO3:_。2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO N2+3H2 2NH3高温高压高温高压催化剂催化剂4NH3+5O
13、2=4NO+6H2O催化剂催化剂氮气发生还原反应氮气发生还原反应氨气发生氧化反应氨气发生氧化反应NO发生氧化反应发生氧化反应NO2既既发生氧化反应发生氧化反应也发生还原反应也发生还原反应酸雨的类型汽车汽车的尾气的尾气煤、石油煤、石油和某些含硫的金属矿物的燃烧或和某些含硫的金属矿物的燃烧或冶炼冶炼硫酸型硫酸型：SO2硝酸型硝酸型：NOx酸雨：主要指 pH5.6 的雨水，主要含有硫酸和硝酸成因：主要是大气中的成因：主要是大气中的 SO2 与与 NOx 溶于雨水溶于雨水形成的形成的五、酸雨及其防治五、酸雨及其防治a.硫酸型酸雨的形成过程如图：写出图中标号所对应的化学方程式：_。_。_。_。SO3H2
14、O=H2SO42H2SO3O2=2H2SO4步步高P26b.硝酸型酸雨的形成过程如图：写出图中标号所对应的化学方程式：_。_。2NOO2=2NO23NO2H2O=2HNO3NO步步高步步高P2726酸雨的危害饮用酸化的地饮用酸化的地下水危害人类下水危害人类腐蚀建筑物腐蚀建筑物和工业设备和工业设备破坏土壤成分破坏土壤成分使农作物减产使农作物减产甚至死亡甚至死亡损坏植物损坏植物叶面导致叶面导致森林死亡森林死亡破坏露天破坏露天文物古迹文物古迹使湖泊中使湖泊中鱼虾死亡鱼虾死亡 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
15、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()正误判断正误判断正误判断正误判断步步高步步高P272.(2022广东中山高一月考)酸雨是对pH小于5.6的降水的统称。下列说法错误的是A.空气中的SO2溶于水，最终形成酸雨B.工业废水任意排放是造成酸雨的主要原因C.汽车排放的尾气、硝酸厂和化肥厂的废气都含有能形成酸雨的氮氧化物D.为了减少酸雨的形成，必须减少SO2的排放量，可对燃料进行脱硫处理随堂演练随堂演练 步步高步步高P282.(1)现有雨水样品1份，每隔一段时间测定该雨水样品的pH，所得数据如下：测试时间/h01234雨水的pH4.734.634.564.55
16、4.55分析数据，回答下列问题：雨水样品的pH变化的原因是_(用化学方程式表示)。SO2H2O H2SO3、2H2SO3O2=2H2SO4 应用体验应用体验 步步高步步高P27如果将刚取样的上述雨水与自来水相混合，pH将变_，原因是_(用化学方程式表示)。小2H2OSO2=H2SO42HCl(或H2SO3HClO=H2SO4HCl)Cl2(2)下列可以减少酸雨产生的途径是_(填字母)。少用煤作燃料把工厂烟囱造高燃料脱硫在已酸化的土壤中加石灰开发新能源A.B.C.D.C常见的环境污染常见的环境污染环境污染形成原因主要危害温室效应温室效应大气中CO2含量不断增加全球变暖，冰川融化酸雨酸雨SO2和氮
17、氧化物的排放土壤酸化，腐蚀建筑物光化学烟雾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臭氧空洞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赤潮和水华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应用体验应用体验应用体验应用体验1.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ACO2破坏臭氧层化石燃料的燃烧BSO2温室效应工厂废气的排放CNO2光化学烟雾汽车尾气的排放DCO酸雨汽车尾气和化石燃料的不完全燃烧步步高步步高P27