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第4课时 硝酸的性质及酸雨的防治
第五章 第二节 氮及其化合物
核心素养学习目标
1.能从物质类别、氮元素化合价的角度认识硝酸的性质及含氮物质间的相互转化，促进“证据推理与模型认知”化学核心素养的发展。
2.认识二氧化硫、氮氧化物为大气污染物，了解酸雨的形成、危害及其防治，增强环保意识和培养社会责任感。
创设情境
玻尔是丹麦著名的物理学家，曾获得过诺贝尔奖。第二次世界大战中，玻尔被迫离开将要被德国占领的祖国。为了表示他一定要返回祖国的决心，他决定将诺贝尔金质奖章溶解在王水里，装于玻璃瓶中。后来，纳粹分子窜进玻尔的住宅，那瓶溶有奖章的溶液就在眼皮底下，他们却一无所知。战争结束后，玻尔又从溶液中还原提取出金，并重新铸成奖章。你知道王水的成分吗？硝酸能将金质奖章溶解吗？硝酸具有哪些性质呢？
任务一：硝酸的性质及工业制法
【阅读总结】阅读教材第15-16页，归纳硝酸的物理性质
挥发出来的HNO3分子遇到空气中的水分子结合成的小液滴，实际是雾。
质量分数为69%的硝酸为浓硝酸
质量分数为98%以上的硝酸为“发烟硝酸”
1. 物理性质
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}颜色
挥发性
气味
状态
溶解性
密度
无色
刺激性气味
比水大
与水任意比例互溶
液体
易挥发
任务一：硝酸的性质及工业制法
棕色试剂瓶，玻璃塞，放在阴凉处
(1)不稳定性
浓硝酸分解产生的NO2又溶于硝酸而使其呈黄色
4HNO3 === 2H2O＋4NO2 ↑ ＋O2 ↑
光照
或△
2. 化学性质
【思考】浓硝酸该如何保存？
【阅读总结】阅读教材第15-16页，归纳硝酸的化学性质
任务一：硝酸的性质及工业制法
(2)酸性
Na2O＋2H＋===2Na＋＋H2O
OH—＋H＋===H2O
和氢氧化钠反应
和氧化钠反应
和碳酸钙反应
CaCO3＋2H＋ === Ca2＋＋CO2↑＋H2O
酸的通性
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。
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？
【思考交流】
任务一：硝酸的性质及工业制法
【实验探究】观察实验5-8，分析浓硝酸与金属的反应原理
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}实验现象
化学反应
实验结论
Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
浓 HNO3：铜丝变细，产生大量红棕色气体，溶液逐渐变绿
稀HNO3 ：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
浓 HNO3与金属铜反应生成NO2 ，稀 HNO3 与金属铜反应生成NO ，浓HNO3的氧化性更强
任务一：硝酸的性质及工业制法
(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?
Fe过量时：Fe+4HNO3(稀) === Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
Fe+2Fe(NO3)3 === 3Fe(NO3)2
Fe少量时：Fe+4HNO3(稀) === Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
总反应：3Fe+8HNO3(稀) === 3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O
(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。
【思考交流】小组讨论以下问题：
提示： 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 NO3?会继续与铜反应。
?
任务一：硝酸的性质及工业制法
钝化：常温下，铁、铝的表面被浓 HNO3 或浓 H2SO4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浓HNO3 或浓H2SO4。
加热时：
Al + 6HNO3(浓) === Al(NO3)3+ 3NO2↑+ 3H2O
Fe + 6HNO3(浓) === Fe(NO3)3+3NO2↑+ 3H2O
当加热时，铁、铝会与浓HNO3 或浓 H2SO4 发生反应。
【思考交流】铁与浓硝酸会怎么反应呢？
【迁移应用】预测红磷被热的浓硝酸氧化的产物并书写化学方程式
任务一：硝酸的性质及工业制法
C + 4HNO3(浓) === 2H2O + 4NO2↑ + CO2↑
△
S + 6HNO3(浓) === H2SO4+ 6NO2↑ + 2H2O
△
与非金属反应
非金属的产物是高价氧化物(或酸）
硝酸的产物一般是NO2
P＋5HNO3(浓) === H3PO4＋5NO2↑＋H2O
△
【归纳总结】通过下面浓硝酸与碳单质和硫单质的反应方程式归纳浓硝酸与非金属单质反应的规律
任务一：硝酸的性质及工业制法
【阅读总结】阅读教材P16”思考与讨论“，分析硝酸的工业制法
①
②
③
④
N2
H2
O2
O2
H2O
NH3
NO2
HNO3
NO
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}序号
反应物中含氮物质的类别氮元素化合价的变化
化学方程式
含氮物质发生反应的类型
①
②
③
④
单质，0→ -3
4NH3+5O2 === 4NO+6H2O
催化剂
氢化物， -3→+2
还原反应
氧化反应
2NO＋O2===2NO2
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
氧化物，+2→+4
氧化物， +4→+5 、 +2
氧化反应
氧化反应和还原反应
N2+3H2 2NH3
高温、高压
催化剂
【评价训练】
任务一：硝酸的性质及工业制法
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(　　)
×
×
×
×
√
【反思总结】
任务一：硝酸的性质及工业制法
硝 酸 的 氧 化 性
(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。
(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。
任务二：酸雨及防治
煤、石油和某些含硫的金属矿物的燃烧或冶炼。
(1)SO2、NOx 的来源
SO2：
NOx：
汽车发动机中，N2与O2反应生成NOx
(2)酸雨的形成
1. 酸雨
金属的冶炼
硝酸工业
大气中SO2与NOx溶于水，形成pH小于5.6的雨水。
【阅读总结】阅读教材第16页，归纳酸雨的形成和防治
任务二：酸雨及防治
硫酸型酸雨：
SO3＋H2O===H2SO4
2H2SO3＋O2===2H2SO4
硝酸型酸雨：
2NO＋O2===2NO2
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
反应原理：
2SO2＋O2 === 2SO3
粉尘
反应原理：
SO2＋H2O === H2SO3
【拓展资料】结合图5-15认识酸雨的类型和形成过程
任务二：酸雨及防治
【阅读总结】阅读教材结合已学分析总结酸雨的危害和防治酸雨的危害与防治
(1)危害：酸雨能直接损伤农作物，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。
(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，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。
任务二：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
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
【拓展资料】
任务二：酸雨及防治
(2)NOx的消除
①碱液吸收法
NO2+NO+2NaOH === 2NaNO2+H2O
2NO2+2NaOH === NaNO3+NaNO2+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
4NH3+6NO === 5N2+6H2O
高温
催化剂
NOx+CO→N2+CO2
NO → N2
NH3
2NO+2CO === N2+2CO2
高温
催化剂
汽车尾气处理
SO2、NOx的消除方法
【拓展资料】
练习1
【评价训练】
(1)空气中的SO2溶于水最终形成酸雨(　　)
(2)汽车排放的尾气、硝酸厂和化肥厂的废气都含有氮氧化物(　　)
(3)工业废水任意排放是造成酸雨的主要原因(　　)
(4)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(　　)
(5)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(　　)
√
√
×
×
×
任务二：酸雨及防治
练习1
归纳总结
硝酸
酸雨及防治
硝酸的物理性质
硝酸的化学性质
硝酸的工业制法
酸雨的形成
酸雨的防治
硝酸、酸雨及防治
本课结束
今日作业
第五章 第二节 第4课时 硝酸的性质及酸雨的防治

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