资源简介

(共30张PPT)
2023-2024学年
必修第二册(人教版2019)
第五章
化工生产中的重要非金属
第二节
氮及其化合物
“被溶掉的诺贝尔奖章”
劳厄和弗兰克，曾获得1914年和1925年的物理学奖，德国纳粹政府要没收他们的诺贝尔奖牌，他们辗转来到丹麦，请求丹麦同行、1922年物理学奖得主玻尔帮忙保存。1940年，纳粹德国占领丹麦，受人之托的玻尔急得团团转。同在实验室工作的一位匈牙利化学家赫维西（1943年化学奖得主）帮他想了个好主意：将奖牌放入“王水” 中，纯金奖牌便溶解了。玻尔于是将溶液瓶放在实验室架子上，来搜查的纳粹士兵果然没有发现这一秘密。战争结束后，溶液瓶里的黄金被还原后送到斯德哥尔摩，按当年的模子重新铸造，于1949年完璧归赵。
由浓盐酸和浓硝酸按体积比3:1组成的混合物。
氮肥
硝化纤维塑料
染 料
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。
HNO3
学习
目标
第5课时
硝酸 酸雨与防治
PART
01
PART
02
结合实验探究，了解硝酸的主要性质—不稳定性和强氧化性,知道硝酸是重要的化工原料
了解酸雨的概念，知道酸雨形成的主要原因是二氧化硫和二氧化氮进入大气
知道酸雨会严重危害环境，增强环保意识，培养社会责任感
1.物理性质
⑴纯硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体。
⑵能以任意比溶于水；
⑶密度比水大；
⑷沸点低：83℃；
⑸常用浓硝酸的浓度为69％。
开瓶瓶口有白雾
发烟硝酸（W>98%）
参与化学反应温度不宜过高
[学习任务一]　硝酸
2.化学性质
HNO3=H++NO3-
(1)酸的通性
①与指示剂反应:
稀硝酸使石蕊溶液由紫色变为红色,浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红(酸性)后褪色(强氧化性)
②与碱反应:
Fe(OH)3+3HNO3=Fe(NO3)3+3H2O
③与碱性氧化物反应:
CuO+HNO3=Cu(NO3)2+H2O
④与弱酸盐反应:
CaCO3+HNO3=Ca(NO3)2+CO2↑+H2O
与活泼金属反应放出氢气：
与锌反应生成红棕色气体
观察一瓶
久置浓硝酸的
颜色，并思考
变色原因。
久置的浓硝酸呈黄色是有NO2生成，那么硝酸的分解产物还应有什么物质生成？
+5
+4
HNO3 NO2
故氧元素的化合价必然升高，有O2 生成.
4HNO3 2H2O + 4NO2 + O2
△
或光照
氮元素化合价降低,氢元素已处最高价，不可能再升高.
(2)硝酸的不稳定性：
久置浓硝酸为什么呈黄色？
久置硝酸分解
产生的NO2溶于溶液
中,使得溶液变黄！
硝酸应如何保存？
密封于
棕色瓶中,并放在
阴暗处！
4HNO3 O2↑ +2H2O + 4NO2↑
△
或光照
一般而言，硝酸越浓，越不稳定。
由于HNO3中得N处在最高价，故硝酸
具有较强的得电子能力……
【实验5-8】 如图5-14所示，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:试管内开始产生少量无色气体,反应逐渐加快,气体在试管口变为红棕色,溶液逐渐变蓝,铜丝逐渐变细。
浓硝酸：试管内产生大量红棕色气体,溶液逐渐变绿,铜丝逐渐变细
实验现象
控制反应的发生和停止
吸收NO2，防止污染空气
实验结论
常温下,稀硝酸与铜缓慢反应生成NO
常温下,浓硝酸与铜迅速剧烈反应生成NO2
Cu + 4HNO3 (浓) = Cu ( NO3)2 + 2NO2 ↑+ 2H2O
Cu + 4H+ + 2NO3- = Cu2+ + 2NO2 ↑+ 2H2O
3Cu + 8HNO3 (稀) = 3Cu ( NO3)2 + 2NO ↑+ 4H2O
3Cu + 8H+ + 2NO3- = 3Cu2+ + 2NO↑+ 4H2O
氧化性和酸性
①硝酸能与大部分金属反应:
3Cu + 8H+ + 2NO3-(稀) = 3Cu2+ + 2NO↑+ 4H2O
也包括硝酸盐和酸的组合与铜反应。
反应较缓慢，产生无色气体，逸至试管口变为红棕色， 溶液由无色变为蓝绿色。
结论：
硝酸具有强的氧化性，能氧化不活泼金属。
注意:NO3-/H+也有强氧化性
(3)强氧化性
硝酸具有强的氧化性，几乎可以使所有金属（金、铂 除外）氧化而生成硝酸盐。
⑴ 常温下，浓硝酸使铁、铝等金属钝化
注
意
⑵ 硝酸与金属反应不放出氢气
⑶ 氧化性：浓硝酸>稀硝酸（均比浓硫酸强）
⑷ 一般情况下：浓硝酸被还原为NO2
稀硝酸被还原为NO
练习
写出浓硝酸与银反应的化学方程式
Ag + 2HNO3 (浓) = AgNO3 + NO2 + H2O
练习：
1.在浓硝酸中放入铜片：
(1)开始反应的化学方程式是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
(2)若铜有剩余，则反应将要结束时的反应方程式为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
(3)待反应停止后，再加入少量25%的稀硫酸，这时铜片上又有气泡产生，其原因用离子方程式可表示为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
Cu+4HNO3(浓)
=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
3Cu+8H+＋2NO3- = 3Cu+2NO↑+4H2O
思考：根据浓硫酸强氧化性表现，硝酸还可能与哪些还原剂反应？
②与非金属反应
C + 4HNO3(浓) = 4NO2↑ + CO2↑+2H2O
△
S + 6HNO3(浓) = 6NO2↑ +H2SO4 + 2H2O
△
③与具有还原性的化合物或离子反应
3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O
(如Fe2+、 Br-、I- 、S2-、 SO32- )
如 C、S
H2S、HI、HBr、Fe(OH)2 、Na2SO3、Fe3O4、FeO、SO2
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一种溶液里,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。那么,玻尔是用什么溶液使金质奖章溶解的呢 原来他用的溶液叫王水。王水是浓硝酸和浓盐酸按1∶3的体积比配制成的混合溶液。该混合物能溶解哪些常见金属
提示:王水能使不溶于硝酸的金、铂等溶解。
若将浓硝酸和浓盐酸按体积比1:3混合所得混合物叫王水，氧化性极强，可溶解金、铂等不活泼金属。
VHNO3:VHCl = 1:3 组成的混合物
记忆方法 ：王水：“三言（盐）一笑（硝）”
怎样以空气和水等为原料制备硝酸铵
答案　　
　　
分析：有关物质的制备，可用递推法分析:　　
想一想
物理性质
硝酸的性质
化学性质
分类——属于强酸
价态——最高价
特性——不稳定性
无色、有刺激性气味的液体，具有挥发性，可以任意比例溶于水
具有酸的通性
具有强氧化性，能与金属、非金属、还原性化合物反应
见光或受热容易分解
小结
1.某同学记了有关硝酸的事实，这些事实分别表现了硝酸的哪些性质？请填在后面的括号中。
(1)久置的硝酸显黄色。 ( )
(2)铝制、铁制容器常温下可盛浓硝酸。 ( )
(3)铜片放入硝酸中，溶液变蓝，有气体产生。 ( )
(4)碳单质放入热的浓硝酸中产生大量的红棕色气体。( )
(5)浓硝酸敞口放置在空气中，质量会减小。 ( )
不稳定性
强氧化性
强氧化性和酸性
强氧化性
挥发性
【延伸探究】如何判断硝酸在化学反应中，是表现氧化性还是酸性呢？
提示：关键看反应后N元素在溶液中的存在形式。
①若N元素以NOx形式存在，则硝酸表现氧化性；
②若N元素以NO3-形式存在，则硝酸表现酸性；
③若上述两种形式均存在，则硝酸既表现氧化性又表现酸性。
典题精练
2．按要求回答下列问题：
(1)有时在实验室看到的硝酸显黄色，理由是
_____________________________________________。
实验室保存硝酸的方法是
_____________________________________________。
(2)铜与足量浓HNO3反应时，表现酸性的硝酸与作氧化剂的HNO3物质的量之比为________。
(3)铜粉放入稀硫酸溶液中，加热后无明显变化，但加入某盐一段时间后，发现铜粉质量减少，则该盐不可能是________(填字母)。
A．FeCl3　B．NaCl C．KNO3 D．Cu(NO3)2
久置硝酸显黄色是由于硝酸见光或受热发生了分解，生成的NO2溶于浓硝酸所致
保存时应保存在棕色试剂瓶中，并置于阴凉处
[特别提醒]含NO3-的溶液中离子共存问题
在中性或碱性的稀溶液中NO3-不表现氧化性，但当水溶液中有大量H＋存在时，NO3-表现出强氧化性，如存在H＋、NO3-的溶液中不能大量存在 Fe2＋、S2－、I－、SO32-、Br－等还原性离子。
1:1
B
(4)一定量的浓硝酸与足量的铜充分反应，生成气体的成分有________，写出反应的离子方程式：__________________________________________。
向反应后的溶液中加入稀硫酸，如果反应，写出反应的离子
方程式：_____________________________________________。
NO2、NO
【特别提醒】化学反应中硝酸浓度变化导致产物变化。浓硝酸与金属反应时，HNO3浓度逐渐减小，还原产物起初为NO2,后来为NO，可能得到NO2和NO的混合物。
0.3 mol Cu和含1.2 mol HNO3的浓硝酸，充分反应后，生成NO2的量为(　)
A．0.2 mol B．0.6 mol C．小于0.6 mol D．大于0.6 mol
【解析】因铜与浓硝酸反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，随着反应的进行，浓硝酸变稀，稀硝酸与铜反应：
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，
所以放出的NO2小于0.6 mol
大气污染
酸雨
臭氧层空洞
温室效应
[学习任务二]酸雨及其防治
1、酸雨的形成
2.酸雨的认识
酸雨：指pH小于5.6的降水。
NO2、SO2与水反应造成的
硫酸酸雨：
2SO2 + O2 2SO3
催化剂
△
SO3 + H2O＝H2SO4
或：SO2 + H2O
H2SO3
2H2SO3 + O2 ＝ 2H2SO4
催化剂
硝酸酸雨：
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
3、大气污染的危害：
①危害人体健康
②酸雨破坏农作物、森林，土壤酸化，腐蚀建筑等
4.酸雨的防治
酸雨的防治
改变能源结构,开发清洁能源
控制酸性物质的排放，对含硫燃料预先进行脱硫等
脱硫塔
严格规定污染物的排放标准，提高人们的环境保护意识
(1)下列气体容易形成酸雨的是________。
A．CO2　B．SO2　　C．N2　 D．NO2
(2)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：
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)。
互动探究
下图所示是酸雨的形成示意图。根据图示回答下列问题。
BD
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________________(用化学方程式表示)。
(3)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．②③④⑤ C．①③⑤ D．①③④⑤
C
小
1.“酸雨”的形成主要是由于（ ）
A.森林遭乱砍滥伐，破坏生态平衡
B.工业上大量燃烧含硫燃料
C.大气中CO2的含量增多
D.汽车排出大量尾气
2.下列污染现象主要与SO2有关的是（ ）
A．臭氧层空洞 B．酸雨
C．光化学烟雾 D．温室效应
B
B
3.现有以下几种措施：① 对燃烧煤时产生的尾气进行除硫处理，② 少用原煤做燃料，③ 煤燃烧时鼓入足量空气，④ 开发清洁能源。其中能减少酸雨产生的措施是（ ）
A．①②③ B．②③④
C．①②④ D．①③④
4.下列污染现象主要与NO2有关的是( )
A．臭氧层空洞 B．水体富营养化
C．光化学烟雾 D．温室效应
C
C
【课堂小结】
硝酸及酸雨
硝酸
无色、易挥发、有刺激性气味的液体
见光易分解为二氧化氮、氧气和水
具有强氧化性，能与金属和部分非金属反应
常温下，浓硝酸能使铁、铝等金属钝化
酸雨
pH小于5.6的雨水
硫酸型酸雨
硝酸型酸雨
使土壤、湖泊酸化
加速建筑物、桥梁等的腐蚀

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