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第五章
第二节 氮及其化合物
第3课时 硝酸和酸雨的防治
化工生产中的重要非金属元素
PART 01
硝酸
01
硝酸
思考：硝酸泄漏会造成哪些严重的后果？消防员在处理泄漏的硝酸时主要的操作是什么？为什么要这样做？
01
硝酸
一、硝酸的物理性质
纯硝酸为无色、有刺激性气味的液体，沸点低（83℃），易挥发，密度大于水，与水任意比互溶，在空气中遇水蒸气呈“白雾”状，质量分数为98%以上的浓硝酸称为“发烟硝酸”。
01
硝酸
二、硝酸的化学性质
1.酸的通性
硝酸为强酸，具有酸的通性。
特殊：①硝酸与金属反应不生成氢气
②浓硝酸能使紫色石蕊溶液先变红后褪色
01
硝酸
二、硝酸的化学性质
2.不稳定性
硝酸不稳定，见光或受热易发生分解：
4HNO3 ═════ 4NO2↑ + O2↑ + 2H2O
光照或加热
①久置的浓硝酸会变黄，是因为分解的NO2溶解在硝酸中。
②实验室里的浓硝酸要用棕色试剂瓶避光保存在阴凉处。
01
硝酸
二、硝酸的化学性质
3.强氧化性
硝酸中的＋5价氮元素具有很强的得电子能力。浓硝酸和稀硝酸都具有很强的氧化性，且浓度越大氧化性越强。
硝酸的强氧化性使其能和绝大多数的金属单质发生反应(Pt、Au除外)。
01
硝酸
二、硝酸的化学性质
3.强氧化性
铜与浓硝酸、稀硝酸反应对比 试剂 现象 化学方程式
铜与 浓硝酸
铜与 稀硝酸
反应剧烈，铜丝不断溶解，产生红棕色气体，溶液变为绿色
反应较缓慢，铜丝逐渐变细，产生无色气体，遇空气变为红棕色，溶液变为蓝色
Cu+4HNO3══Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3Cu+8HNO3══3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
01
硝酸
二、硝酸的化学性质
3.强氧化性
与浓硫酸一样，浓硝酸在常温下也能使铁、铝发生钝化。加热时剧烈反应。
Fe+6HNO3══Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O
△
01
硝酸
二、硝酸的化学性质
3.强氧化性
铁与稀硝酸反应，生成硝酸铁、NO及水。
Fe+4HNO3══Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
思考：若过量的铁与稀硝酸反应，反应情况一样吗？
01
硝酸
二、硝酸的化学性质
3.强氧化性
过量铁与稀硝酸反应，硝酸先将铁氧化为Fe3+，当硝酸消耗完，过量的铁将Fe3+还原成Fe2+，总反应为：
3Fe+8HNO3══3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O
01
硝酸
二、硝酸的化学性质
3.强氧化性
浓硝酸还能与C、S等非金属单质反应，生成最高价氧化物或最高价含氧酸。
C + 4HNO3 ══ CO2↑ + 4NO2↑ + 2H2O
S + 6HNO3 ══ H2SO4 + 6NO2↑ + 2H2O
△
△
01
硝酸
二、硝酸的化学性质
②硝酸的还原产物有多种可能性，可能是氮的氧化物、氮气、铵根离子。高中阶段，一般认为浓硝酸的还原产物为NO2，稀硝酸的还原产物为NO，若题目有说明，则以说明为准。
有关硝酸强氧化性的注意事项：
①硝酸根离子在酸性环境下即有强氧化性，在溶液中与还原性离子不能大量共存。
01
硝酸
二、硝酸的化学性质
王水，又称王酸、硝基盐酸，是一种腐蚀性非常强、冒黄色雾的液体，是浓盐酸（HCl）和浓硝酸（HNO ）按体积比为3:1组成的混合物。它是少数几种能够溶解金的液体之一，它名字正是由于它的腐蚀性之强而来。
01
硝酸
二、硝酸的化学性质
4.硝酸的工业制备
PART 02
酸雨及其防治
02
酸雨及其防治
一、酸雨的形成
1.定义
酸雨：主要指 pH小于5.6 的雨水，分为硫酸型酸雨和硝酸型酸雨。
2.成因
化石燃料燃烧
金属矿物冶炼
SO2
H2SO3
H2SO4
机动车发动机内高温
NOX
HNO3
02
酸雨及其防治
二、酸雨的危害及防治
1.危害
①直接损伤农作物，破坏森林和草原，使土壤、湖泊酸化。
②加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的腐蚀。
③导致地下水中重金属元素含量增加，污染水源，危害人体健康。
02
酸雨及其防治
二、酸雨的危害及防治
1.危害
02
酸雨及其防治
二、酸雨的危害及防治
2.防治
①消除污染源，改变能源结构，开发利用清洁能源，如太阳能、风能、氢能等。
②对酸性物质的排放加以控制，如燃料脱硫处理，废气中二氧化硫回收利用、控制汽车尾气排放等。
③健全法律法规，严格规定污染物的排放标准，提高环境保护意识。
PART 03
硝酸与金属反应的计算
03
硝酸与金属反应的计算
一、基本方法——守恒法
1.得失电子守恒
硝酸与金属发生的是氧化还原反应，反应中，金属原子失去的电子总数等于氮原子得到的电子总数。
2.原子守恒(氮原子)
硝酸与金属反应时，既表现氧化性，又表现酸性。参加反应的硝酸，一部分转化成还原产物，一部分仍以NO3-的形式存在于溶液中。溶液中剩余的NO3-与还原产物中N元素的总物质的量等于起始硝酸的物质的量。
03
硝酸与金属反应的计算
一、基本方法——守恒法
例1.取12.6g镁、铝合金加入到800mL硝酸溶液中，恰好完全反应，产生标准状况下的NO气体8.96L，求
①合金中镁、铝的质量；
②硝酸的物质的量浓度。
①镁7.2g，铝5.4g
②2mol/L
03
硝酸与金属反应的计算
一、基本方法——守恒法
例2.足量铜与一定量的浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和NO2、NO的混合气体2.24L（标准状况）,这些气体与一定体积O2（标准状况）混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入4mol·L-1NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,则消耗NaOH溶液的体积是50mL,下列说法正确的是（ ）
A．参加反应的硝酸是0.4mol
B．消耗氧气的体积为1.68 L
C．此反应过程中转移的电子为0.3 mol
D．混合气体中含NO21.12 L
D
03
硝酸与金属反应的计算
一、基本方法——守恒法
例3.取xg铜镁合金完全溶于浓硝酸中，反应过程中硝酸被还原只产生8960mL的NO2气体和672mLN2O4的气体（都已折算到标准状态），在反应后的溶液中加足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀质量为17.02g。则x等于（ ）
A．8.64g B．9.00g C．9.20g D．9.44g
C
03
硝酸与金属反应的计算
一、基本方法——守恒法
例4.向一定量Fe、Fe2O3的混合物中加入250 mL 2 mol·L-1的HNO3溶液，反应完成后生成1.12 L(标准状况)NO气体，再向反应后溶液中加入1 mol·L-1 NaOH溶液，要使铁元素完全沉淀下来，所加入NaOH溶液体积最少是（ ）
A．450 mL B．500 mL C．400 mL D．不能确定
A
03
硝酸与金属反应的计算
二、有关混酸的计算
硝酸与金属反应时，有部分硝酸表现酸性，为节省成本，在工业生产时经常使用硝酸和硫酸的混酸。
例5.有一稀硫酸和稀硝酸的混合酸，其中H2SO4和HNO3物质的量浓度分别是4mol/L和2mol/L，取10mL此混合酸，向其中加入过量的铁粉，待反应结束后，可产生标准状况下的气体多少升？
用离子方程式进行计算
0.672L
PART 03
课堂总结
03
课堂总结
这堂课学到了什么？
①硝酸的性质。
②酸雨及其防治。
③硝酸与金属反应的相关计算。

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