5.2.3 硝酸、酸雨及防治 课件 2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第五章

化工生产中的重要

非金属元素第二节

氮及其化合物第3课时

硝酸

酸雨及防治

教学目标1.学习硝酸的性质，包括强氧化性、酸性等。2.硝酸与金属、非金属反应的规律及相关计算。3.了解酸雨的形成、危害及防治措施。新课导入

二战期间，诺贝尔物理学奖得主马克思·冯劳厄、詹姆斯·弗兰克分别将自己的奖章存放在丹麦哥本哈根的理论物理研究所，以防被纳粹所得。然而，1940年德国入侵丹麦，眼看奖章不保，当时在该研究所工作的德海韦西把奖章溶解在王水中，以此躲避过了搜查。王水：三言(盐)一笑(硝)

一、硝酸的物理性质颜色气味状态溶解性挥发性无色液体刺激性气味与水可以任意比例互溶浓硝酸易挥发(沸点为83℃)✭常用浓硝酸质量分数为69％。✭质量分数为98%以上的浓硝酸称为“发烟硝酸”。二、硝酸的化学性质1、酸的通性一元强酸：HNO3

===H+

+

NO3—稀硝酸使蓝色石蕊(aq)变为红色浓硝酸使蓝色石蕊(aq)先变红后褪色NaOH：H++OH—=H2O

Na2O：2H＋＋Na2O=2Na＋＋H2O

Na2CO3：2H++CO32—=H2O

+

CO2↑能不能生成H2?二、硝酸的化学性质2、强氧化性[实验5-8]

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2mL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。硝酸的强氧化性吸收NO2，防止污染空气二、硝酸的化学性质[实验现象]

与浓硝酸反应

、铜丝

，产生

色气体，溶液呈绿色。与稀硝酸反应

、铜丝

，产生

色气体，溶液呈蓝色。硝酸的强氧化性剧烈变细红棕缓慢变细无色浓硝酸稀硝酸二、硝酸的化学性质[实验结论]

✮

铜与浓硝酸反应生成

，化学方程式：

。✮

铜与稀硝酸反应生成

，化学方程式：

。硝酸的强氧化性Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2ONONO2➽

浓硝酸和稀硝酸都具有很强的氧化性，且浓度越大，其氧化性越强，还原剂一般被其氧化为最高价态。(实验室通常用此反应制取NO气体)知识梳理11.足量的Cu中加入少量的浓硝酸，可能会发生什么反应?2.上述反应停止后，如果再加入足量硫酸会出现什么情况?3.铜投入稀硫酸中不会溶解，再向溶液中投入KNO3固体，铜会不会溶解?为什么?开始是铜与浓硝酸反应：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O随着反应进行，硝酸由浓变稀，则发生反应：

3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O

会溶解，相当于形成了HNO3，可以氧化Cu。

知识梳理2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，这层薄膜阻止了酸与内层金属的进一步反应。当加热时，铁、铝会与浓硝酸或浓硫酸发生反应。知识梳理2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?二、硝酸的化学性质硝酸的强氧化性——归纳总结①硝酸与金属反应不能生成氢气。硝酸浓度不同，其还原产物不同，一般情况下，浓硝酸被还原为NO2，稀硝酸被还原为NO，极稀硝酸对应还原产物可为N2、NH4+等，都无H2放出。②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，但在常温下，浓硝酸能使铁、铝钝化。③热的浓硝酸可将非金属单质(碳、硫、磷等)氧化为最高价氧化物或最高价含氧酸。④硝酸的强氧化性还可以氧化具有还原性的化合物或离子，如SO2、FeO、Fe2＋、Br—、I—、S2—、SO32—等均能被硝酸氧化[离子不共存]。对应训练[典例1]

书写下列反应的化学方程式。①少量铁与稀硝酸：②过量铁与稀硝酸：③碳与浓硝酸共热生成CO2和NO2：④硫与浓硝酸共热生成H2SO4和NO2：3Fe+8HNO3(稀)====3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O对应训练[典例2]

0.3mol铜和含1.2molHNO3的浓硝酸，充分反应后，生成NO2的量为()A.0.2mol B.0.6molC.小于0.6mol D.大于0.6mol铜与浓硝酸反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O铜与稀硝酸反应：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O所以放出的NO2小于0.6mol。C二、硝酸的化学性质3、不稳定性实验室长期存放的浓硝酸，一段时间后会变成黄色，你知道这是为什么吗?二、硝酸的化学性质3、不稳定性①见光或受热易分解：②久置的浓硝酸为什么呈黄色?③如何除去浓硝酸中的“黄色”?④浓硝酸如何保存?HNO3分解生成的NO2溶于硝酸中。往浓硝酸中通入足量O2：4NO2+O2+2H2O=4HNO3保存在玻璃塞的棕色细口试剂瓶中，并放在冷暗处。三、硝酸的用途硝酸是重要化工原料：炸药、燃料、医药、硝化纤维，化肥等四、硝酸的工业制法工业制备硝酸的原理硝酸是重要的化工原料，用于制化肥、农药、炸药、染料等。工业上制硝酸的原理是将氨经过一系列反应得到硝酸：N2H2NH3O2NOO2NO2H2OHNO3①②③④最后一步为了吸收更充分，往往同时通入

O2：对应训练[典例3]

硝酸被称为“国防工业之母”是因为它是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸性质不相对应的是(

)A．浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红后褪色—酸性和强氧化性B．不能用稀硝酸与锌反应制氢气—强氧化性C．要用棕色瓶盛装浓硝酸—不稳定性D．稀硝酸能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去—强氧化性[典例4]

在pH=1的溶液中，能大量共存的离子组是(

)A.NH4+、I—、NO3—、Br—B.S2—、Na+、SO32—、NO3—C.Cu2+、NO3—、Na+、Cl—D.Fe2+、K+、NO3—、SO42—DC对应训练[典例5]

进行有关铜、硝酸、硫酸化学性质的实验，实验过程如图所示。①③均观察到溶液呈蓝色，试管口有红棕色气体产生的实验现象。下列说法正确的是(

)A、①试管口有红棕色气体产生，原因是硝酸被还原为NO2B、由③的现象可得出结论：Cu可与稀硫酸反应C、③中反应的离子方程式：3Cu+2NO3－+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2OD、③中可能产生SO2C对应训练[典例6]

下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论正确的是(

)A、由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定只有NO2B、红棕色气体表明②中木炭与浓硝酸发生了反应C、由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物D、③的气体产物中检测出CO2，说明木炭一定与浓硝酸发生了反应C拓展延伸1与硝酸有关的计算对应训练[典例7]

将32g铜与140mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2L。(1)NO的体积为_______L，NO2的体积为_______L。(2)参加反应的HNO3的物质的量是___________。(3)待产生的气体全部释放后，向溶液中加入VmLamol·L—1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2＋全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为_________mol·L—1。(1)5.65.6(2)1.5(3)拓展延伸2地表最强酸

地表最强酸——氟梯酸

氟锑酸是一种无机化合物，化学式为HSbF6，是氢氟酸和五氟化锑反应后的产物，属于超强酸。HF会释放质子H+，然后氟离子F—会与SbF5形成八面体型的SbF6—阴离子。SbF6—是非配位阴离子，亲核性和碱性都很弱。于是质子实际上是“裸露”在溶液中，使得混合物体系呈现超强的酸性，比纯硫酸要强2×1019倍。该酸必须用特氟龙(聚四氟乙烯)材料装盛。五、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。五、酸雨及防治1、酸雨的概念2、酸雨的成因主要是大气中的SO2与NOx溶于雨水形成的主要指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]导致地下水中重金属物质溶解，含量增加，污染水源，危害健康。直接损伤农作物，破坏森林和草原，使土壤、湖泊酸化。加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的腐蚀。五、酸雨及防治3、酸雨的类型硫酸型酸雨的形成过程五、酸雨及防治3、酸雨的类型硝酸型酸雨的形成过程五、酸雨及防治4、酸雨的防治消除污染源，改变能源结构，开发利用清洁能源五、酸雨及防治4、酸雨的防治健全法律法规，严格规定污染物排放标准，提高保护意识五、酸雨及防治4、酸雨的防治对酸性物质的排放加以控制控制汽车尾气排放：燃料加入石灰石脱硫处理，废气中二氧化硫回收利用✮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。✮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催化转化法五、酸雨及防治5、常见的环境污染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地球上的生物受太阳紫外线的伤害加剧赤潮/水华含磷洗衣粉的大量使用及废水的任意排放藻类过度繁殖，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大量使用任意丢弃破坏土壤结构和生态环境对应训练[典例1]

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NO2D对应训练[典例2]

依据下图中氮元素及其化合物的转化关系，判断下列说法中不正确的是()A．X是N2O5B．可用排空气法收集NO气体C．工业上以NH3、空气、水为原料生产硝酸D．从原理上看，NH3可与NO2反应实现NH3→N2的转化B对应训练[典例3]

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：(1)分析数据，回答下列问题：①雨水样品的pH变化的原因是_______________________________________(用化学方程式表示)。②如果将刚取样的上述雨水和自来水相混合，pH将变___，原因是__________________________________________________________。(2)下列措施中，可减少酸雨产生的途径的是____(填字母)。①少用煤作燃料

②把工厂烟囱造高

③燃料脱硫

④在已酸化的土壤中加石灰

⑤开发新能源A.①②③ B.②③④⑤C.①③⑤ D.①③④⑤H2SO3SO2+H2O2H2SO3+O22H2SO4小Cl2＋2H2O＋SO2===H2SO4＋2HCl或H2SO3＋HClO===H2SO4＋HClC对应训练[典例4]

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_____________________________。②若吸收时