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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
玻尔巧藏诺贝尔金质奖章
浓硝酸和浓盐酸的混合物（体积比为1:3）叫做王水，能使一些不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。
记忆方法 ：王水：“三言（盐）一笑（硝）”
资料卡片——王水
颜色 气味 状态 溶解性 挥发性
无色 刺激性 液体 与H2O以任意比互溶 易挥发，在空气中形成白雾
任务一 硝酸的物理性质
HNO3蒸气与空气中的水蒸气结合成的硝酸小液滴
【知识延伸】质量分数为68%的硝酸为浓硝酸，质量分数为98%以上的硝酸为“发烟硝酸”。
【注意】硝酸具有腐蚀性和挥发性，使用时须注意防护和通风。
吸入硝酸酸雾会腐蚀呼吸道，严重会引起急性中毒！
任务二 硝酸的化学性质
(1)不稳定性
保存在棕色带有玻璃塞的细口试剂瓶中，置于冷暗处。
HNO3分解生成的NO2溶于硝酸中。
问题1：市售浓硝酸为什么呈黄色？
问题2：浓硝酸如何保存？
刚倒出来
久置后
浓硝酸
浓硝酸
(2)酸的通性
一元强酸：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
稀硝酸使蓝色石蕊溶液变为红色
浓硝酸使蓝色石蕊溶液先变红后褪色
不生成H2
如NaOH
H+ + OH- = H2O
如Na2O
2H＋＋Na2O=2Na＋＋H2O
如Na2CO3
2H+ + CO32- = H2O + CO2↑
任务二 硝酸的化学性质
(3)强氧化性
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。
稀硝酸 浓硝酸
实验 现象 反应缓慢,有少量气泡产生,__________,试管口有红棕色气体产生 反应剧烈,有__________产生,__________,液面上有________气体产生
实验 结论 铜与稀硝酸常温下缓慢反应生成_____气体 铜与浓硝酸常温下剧烈反应生成_____气体
溶液变蓝
大量气泡
溶液变蓝
红棕色
NO
NO2
任务二 硝酸的化学性质
(3)强氧化性
Cu＋4HNO3(浓) == Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
3Cu＋8HNO3(稀) ==3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
注：NO2溶解在溶液中呈黄色，硝酸铜溶液呈蓝色，根据光学原理，蓝色和黄色的混合色为绿色。
常温下:浓硝酸能使Fe、Al发生钝化
加热时：
Al + 6HNO3(浓) = Al(NO3)3+ 3NO2↑+ 3H2O
Fe+6HNO3(浓) = Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O
C+4HNO3（浓）= 2H2O+4NO2↑+CO2↑
△
② 与非金属反应
① 与金属反应
③ 与还原性物质H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋、FeO反应
任务二 硝酸的化学性质
H2SO4 HNO3
与Cu反应
钝化现象
与C反应
吸水性 脱水性
Cu+2H2SO4（ 浓）=
CuSO4 + SO2 ↑ + 2H2O
△
浓H2SO4使Fe、Al 钝化
浓HNO3 使Fe、Al 钝化
Cu + 4HNO3(浓）=
Cu(NO3)2+ 2NO2↑ + 2H2O
3Cu + 8HNO3(稀）= 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O
2H2SO4（浓）+ C = CO2 ↑ + 2H2O + 2SO2 ↑
△
4HNO3（浓）+ C = CO2 ↑ + 4NO2 ↑ + 2H2O
△
浓H2SO4有
无
任务二 硝酸的化学性质
任务三 硝酸的用途与制备
硝化纤维塑料
氮肥
硝酸甘油用于治疗冠心病
化肥、农药、炸药、染料、医药、化学试剂等。
炸药
染料
1.硝酸的用途
1)实验室制法
NaNO3 +H2SO4(浓) NaHSO4 + HNO3 ↑
△
2)工业制法
氮气发生还原反应
氨气发生氧化反应
NO发生氧化反应
NO2既发生氧化反应也发生还原反应
4NH3+5O2 4NO+6H2O
2NO+O2 = 2NO2
3NO2+H2O = 2HNO3+NO
N2+3H2 2NH3
高温高压
催化剂
N2→NH3:
NH3→NO:
NO→NO2:
NO2→HNO3:
任务三 硝酸的用途与制备
2.硝酸的制备
课堂练习
氮及其化合物的转化关系如图所示。
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．上述所有标号的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NO2
D
课堂练习
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N2O5
B．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
课堂练习
将32 g铜与140 mL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11.2 L。请回答下列问题：
（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V mL a mol·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）5.6 5.6 （2）1.5 （3）
任务四 酸雨及防治
1.酸雨的形成及分类
硫酸型酸雨：
煤、石油等化石燃料的燃烧和某些含硫的金属矿物的冶炼
硝酸型酸雨：
汽车尾气以及硝酸工业废气等
酸雨的PH值小于5.6
正常雨水的PH=5.6，是因为溶有CO2
任务四 酸雨及防治
2.酸雨的危害
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
任务四 酸雨及防治
3.酸雨的防治
①积极开发新能源
②对煤（其中含硫为0.3%-5%)进行处理，如在煤中加入适量的石灰石（脱硫）、对排放的烟进行处理等
③种植能够吸收SO2的有关树木(如臭椿、垂柳、柳杉）等
④加强工厂废气的回收处理
⑤改进汽车尾气的处理技术，控制尾气排放

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