寒假自习课 2024-2025学年高一化学必修第二册人教版教学课件 第五章 第二节 第4课时 硝酸 酸雨及防治

第二节氮及其化合物第4课时

硝酸酸雨及防治第五章化工生产中的重要非金属元素[学习目标]1.掌握硝酸的性质及应用(重点)。2.知道酸雨的成因及防治措施。3.掌握硝酸与金属、非金属反应的特点(难点)。引入新课你了解硝酸吗？一、硝酸的性质及工业制法1.硝酸的性质物理性质：无色、易挥发、有刺激性气味的液体。?化学性质：4HNO3(浓)====4NO2↑+O2↑+2H2O光或△(1)不稳定性贮存：棕色玻璃瓶中，阴凉处。产生的NO2又溶于浓硝酸中而使其显黄色①使酸碱指示剂变色②与碱、碱性氧化物、与部分盐反应1.硝酸的性质(2)酸性H+＋OH－==H2O2H+＋Na2O==2Na+＋H2O2H+＋CaCO3==Ca2+＋CO2↑＋H2O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。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1一、硝酸的性质及工业制法1.硝酸的性质(3)强氧化性①实验探究：浓HNO3和稀HNO3与铜的反应注意现象、原理及结论一、硝酸的性质及工业制法1.硝酸的性质Cu与浓HNO3铜丝变细，产生大量红棕色气体，溶液逐渐变绿铜丝变细，开始产生少量无色气体，反应逐渐加快，气体在试管上部变为红棕色，溶液逐渐变蓝Cu与稀HNO3Cu+4HNO3(浓)==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O红棕色3Cu+8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O无色2NO+O2

==

2NO2结论：浓→NO2，稀→NO，浓HNO3的氧化性更强。实验探究：浓HNO3和稀HNO3与铜的反应一、硝酸的性质及工业制法1.硝酸的性质(1)一定量铜放入浓硝酸后，铜有剩余，推测产生的气体成分？

再向其中加入少量的稀硫酸，金属铜还会继续溶解吗？可能是NO2和NO的混合气体。思考2

(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。变价金属与硝酸反应，量不同产物不同。Fe(少量)＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O3Fe(过量)＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O一、硝酸的性质及工业制法(3)强氧化性1.硝酸的性质①浓度不同，与金属反应的产物也不同。实验探究：浓硝酸与Fe、Al等金属如何反应？②钝化常温下，浓硝酸能使Fe、Al发生钝化。✪特别注意：Fe+6HNO3(浓)===Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O加热b.常温下可用铁或铝制容器来盛装浓HNO3或浓H2SO4一、硝酸的性质及工业制法a.加热会反应(3)强氧化性1.硝酸的性质③与非金属(碳)的反应C＋4HNO3(浓)===CO2↑＋4NO2↑＋2H2O△注意条件：“浓”、“加热”。

一、硝酸的性质及工业制法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。工业如何制硝酸？一、硝酸的性质及工业制法①N2+3H2

2NH3高温高压催化剂②4NH3+5O2===4NO+6H2O催化剂③2NO＋O2===2NO2④3NO2＋H2O===2HNO3＋NO2.硝酸的工业制法0-3原理分析单质

还原反应发生的反应类型-3+2+2+4+4+5+2氢化物氧化反应氧化物氧化反应氧化物歧化反应一、硝酸的性质及工业制法反应物中含氮物质的类别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(

)××××√应用体验一、硝酸的性质及工业制法应用体验2.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√一、硝酸的性质及工业制法HNO3见光或受热易分解稀硝酸与CuO反应生成Cu(NO3)2和H2O，体现了稀硝酸的酸性硝酸的氧化性(1)硝酸与金属反应不能生成氢气。浓度不同，产物不同，

一般

浓硝酸被还原为NO2，稀硝酸被还原为NO。(2)硝酸与大多数金属(金、铂等除外)反应，将金属氧化为高价态。

但常温下，浓硝酸能使铁、铝钝化。归纳总结一、硝酸的性质及工业制法二、酸雨及防治大气中SO2与NOx溶于水，形成pH小于5.6的雨水。(1)来源1.酸雨SO2：Nox：煤、石油和某些金属矿物的燃烧和冶炼汽车发动机中，N2与O2反应生成NOx(2)形成：

硫酸型酸雨：SO2

→SO3→H2SO4

硝酸型酸雨：NO2→HNO3✪注意：正常雨水由于溶解了CO2，pH约为5.6。2.酸雨的危害与防治(1)危害：直接损伤农作物，使土壤、湖泊酸化，

腐蚀建筑物、桥梁、工业设备等。(2)防治：①消除污染源，改变能源结构，开发利用清洁能源。②对酸性物质的排放加以控制。二、酸雨及防治1.判断正误(1)空气中的SO2溶于水最终形成酸雨(

)(2)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(

)(3)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(

)√××应用体验二、酸雨及防治2.工业或机动车尾气中的NOx会造成环境问题，可用多种方法脱除。(1)碱液吸收：NaOH溶液可吸收硝酸工业尾气(含NO、NO2)，获得副产品NaNO2。①等物质的量NO与NO2被NaOH溶液吸收，反应的离子方程式为_____________________________。NO＋NO2＋应用体验②若吸收时NO与NO2比例控制不当，则吸收液经浓缩结晶、过滤得到NaNO2晶体中最有可能混有的杂质是_______(填化学式，下同)。排放的尾气中含量较高的氮氧化物是_____。NaNO3NO二、酸雨及防治

(2)还原法：尿素水溶液热解产生的NH3可去除尾气中的NOx，流程如下：8NH3＋6NO2①写出“催化反应”过程中NH3还原NO2的化学方程式：______________________________________。②若氧化处理后的尾气中混有SO2，此时催化剂表面会因为覆盖部分硫酸盐而导致催化剂中毒，降低NOx的去除率。试分析硫酸盐的产生过程：_______________________________________________________________________。SO2与O2、H2O反应生成H2SO4，H2SO4与NH3反应生成(NH4)2SO4或者NH4HSO4应用体验二、酸雨及防治(2)还原法：尿素水溶液热解产生的NH3可去除尾气中的NOx，流程如下：应用体验③“催化反应”过程中需控制温度在250～380℃之间。温度过高，NOx的去除率下降，其原因可能是温度过高催化剂的活性降低和_______________________________。温度升高，NH3催化氧化生成NO二、酸雨及防治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。2CaSO3＋O2===2CaSO4②氨水脱硫法：将SO2通过氨水并氧化生成氮肥(NH4)2SO4。反应原理：2NH3·H2O＋SO2===(NH4)2SO3＋H2O2(NH4)2SO3＋O2===2(NH4)2SO4③碱液吸收法：SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O。归纳总结二、酸雨及防治归纳总结SO2、NOx的消除方法(2)NOx的消除①碱液吸收法

2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2ONO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2ONO2、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催化转化法二、酸雨及防治本节内容结束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)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

溶于硝酸中，实验室常将浓硝酸保存在

试剂瓶中，并放置在

处。目标一答案无挥发刺激性NO2棕色阴凉(2)酸性硝酸是强酸，具有酸的通性。写出下列反应的离子方程式：①硝酸和氢氧化钠反应：

。②硝酸和氧化钠反应：

。③硝酸和碳酸钙反应：

。目标一答案H＋＋OH－===H2O2H＋＋Na2O===2Na＋＋H2O2H＋＋CaCO3===Ca2＋＋CO2↑＋H2O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。提示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。目标一答案思考1(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，溶液逐渐变蓝目标一答案红棕绿无色红棕化学方程式

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

。目标一答案Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2ONO2强NO(1)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？

目标一答案思考2(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。提示硝酸与变价金属(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。Fe(少量)＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O；3Fe(过量)＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋