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(共33张PPT)
课前测
(1)实验室中可以利用加热NH4Cl分解的方法制取NH3 (　　)(2)由于氨极易溶于水，所以不能用排水法收集氨，只能用向下排空气法收集 (　　)(3)氨不能用浓硫酸进行干燥，但可以用无水CaCl2干燥 (　　)(4)为加快产生NH3的速率，实验室中可以用NaOH和NH4Cl反应制NH3
(　　)(5)由于氨极易溶于水，所以多余的氨可以用导管直接插入水中进行吸收
(　　)
×
×
×
×
√
第四课时 硝酸 酸雨及酸雨的防治
第五章　化学工业中的重要非金属元素
第二节　氮及其化合物
素养要求
1.能运用氧化还原反应知识理解硝酸的氧化性。
2.认识硝酸在相关反应中体现的性质，了解硝酸的保存方法。
3.了解SO2、NO2对大气质量的影响，特别是酸雨的成因、危害及防治措施。
社会事件
思考3：为什么现场有大量红棕色的烟雾？
运输硝酸的铝槽车发生泄露事故，现场闻到刺鼻的气味，同时产生大量红棕色烟雾。消防员紧急调来大量沙子，在酸液流经之处垒起堤坝，并迅速运来熟石灰进行处理。
刚泄漏时
泄漏一段时间
思考：硝酸呈现出哪些物理性质？为什么现场有大量红棕色的烟雾？为什么可以用熟石灰处理泄漏出来的硝酸？金属可以与酸反应，为什么可以用铝槽车运输浓硝酸？
1
硝酸的工业制法及性质
任务一 硝酸的工业制法
【学生阅读】学生自行阅读课本15-16页
1.硝酸的实验室制备
（1）试剂：
硝酸钠（NaNO3）和浓硫酸（H2SO4）
（2）装置：
液 - 液加热型
（3）反应原理：
NaNO3 + H2SO4 == NaHSO4 + HNO3
△
【思考】该反应能否证明硫酸的酸性比硝酸的酸性强？或者硫的非金属性比氮的非金属强？
否。酸性：HNO3 > H2SO4 非金属性：N > S
反应原理：HNO3易挥发，H2SO4难挥发
重要的化工原料，用于制化肥、农药、炸药、染料等。
2. 硝酸的工业制法
①
②
③
④
N2
H2
O2
O2
H2O
NH3
NO2
HNO3
NO
任务一 硝酸的工业制法
任务一 硝酸的工业制法
③
④
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
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
单质，0→ -3
4NH3+5O2 === 4NO+6H2O
催化剂
氢化物， -3→+2
还原反应
氧化反应
N2 + 3H2 2NH3
任务二 硝酸的性质
1. 硝酸的物理性质
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
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”
沸点是83℃
ρ=1.5027g/mL
任务二 硝酸的性质
1. 硝酸的化学性质
(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
浓硝酸如何保存？
思
考
4HNO3 === 2H2O＋4NO2 ↑ ＋O2 ↑
光照
或△
一般将浓硝酸保存在棕色试剂瓶中，并避光放置于阴凉处
任务二 硝酸的性质
（2）酸性：HNO3 = H+ + NO3-
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
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？
思考与讨论
任务二 硝酸的性质
(3)强氧化性
①与金属铜的反应：
浓度不同，与金属反应的产物也不同
【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。
任务二 硝酸的性质
实验装置
实验现象
化学方程式
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
任务二 硝酸的性质
(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
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。
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。
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。
任务二 硝酸的性质
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
② 钝化
当加热时，铁、铝会与浓HNO3 或浓 H2SO4 发生反应，钝化不是不反应。
任务二 硝酸的性质
硝酸能与许多还原性化合物反应:
如:SO2、Na2SO3(SO32-)、KI（I—）、FeCl2 (Fe2+)等。
C + 4HNO3(浓) === 2H2O + 4NO2↑ + CO2↑
△
S + 6HNO3(浓) === H2SO4+ 6NO2↑ + 2H2O
△
③ 浓HNO3 与非金属(碳、硫)的反应
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
红磷被热的浓硝酸氧化：
△
小结：
预测：
任务二 硝酸的性质
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。
能使不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。
浓硝酸和浓盐酸按体积比为1∶3混合得到的混合物。
王水
典例剖析
任务二 硝酸的性质
1.(2023·威海高一期末)下列有关硝酸化学性质的叙述正确的是（ ）
A.硝酸能与Na2SO3反应，但不生成SO2
B.硝酸的氧化性很强，能氧化所有金属
C.可用铝或铁制容器盛装稀硝酸
D.浓硝酸因易挥发出HNO3而呈黄色
A
2
酸雨及防治
任务三 环保：酸雨的防治
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
1. 酸雨
任务三 环保：酸雨的防治
(2)酸雨的形成
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。
硫酸型酸雨：
SO3＋H2O=H2SO4
2H2SO3＋O2=2H2SO4
反应原理：
2SO2＋O2 === 2SO3
粉尘
SO2＋H2O = H2SO3
硝酸型酸雨：
2NO＋O2===2NO2
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
反应原理：
任务三 环保：酸雨的防治
2. 酸雨的危害与防治
(1)对人体的直接危害首先是它的刺激性，其次是它会形成硫酸雾和硫酸盐雾，其毒性比SO2大，能浸入人的肺部，引起肺水肿等疾病而使人致死。
(2)引起河流、湖泊的水体酸化，严重影响水生动物生长。
(3)破坏土壤、植被、森林。
(4)腐蚀金属、油漆、皮革、纺织品及建筑材料等。
任务三 环保：酸雨的防治
(1)调整能源结构，开发新能源
(2)对煤进行处理
(3)种植能够吸收SO2的有关树木
(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
3.酸雨的防治
任务三 环保：酸雨的防治
下列可以减少酸雨产生的途径是___ (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
典例剖析
题后归纳
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
题后归纳
(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
课堂小结
课堂小结
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
当 堂 练 习
3
任务四 限时训练
1.(2023·南通高一月考)下列反应既表现硝酸的酸性，又表现硝酸的氧化性的是（ ）
A.CuO＋2HNO3===Cu(NO3)2＋H2O
B.FeO＋4HNO3(浓)===Fe(NO3)3＋2H2O＋NO2↑
C.C＋4HNO3(浓) CO2↑＋2H2O＋4NO2↑
D.NH3＋HNO3===NH4NO3
B
任务四 限时训练
2.(2023·邯郸高一月考)酸雨是对pH小于5.6的降水的统称。下列说法错误的是（ ）
A.空气中的SO2溶于水，最终形成酸雨
B.工业废水任意排放是造成酸雨的主要原因
C.汽车排放的尾气、硝酸厂和化肥厂的废气都含有能形成酸雨的氮氧化物
D.为了减少酸雨的形成，必须减少SO2的排放量，可对燃料进行脱硫处理
B
任务四 限时训练
3.(2023·南京高一期末)硝酸在工业上有着广泛的应用，可用于制化肥、农药、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，其过程如图所示：
下列说法错误的是（ ）
A.合成塔实现了氮的固定
B.N2转化为硝酸的过程中，氮元素一直被氧化
C.从吸收塔出来的尾气不经处理任意排放可能会造成酸雨
D.合成塔和氧化炉中的反应均需要催化剂，目的是加快反应速率，提高
生产效率
B
任务四 限时训练
4.(2022·青岛高一)下列事实不能说明浓硝酸氧化性比稀硝酸强的是(　　)
A.浓硝酸遇石蕊溶液先变红后褪色，稀硝酸遇石蕊溶液只变红不褪色
B.浓硝酸能与NO反应生成NO2，而稀硝酸不与NO反应
C.浓硝酸在加热条件下可与碳单质反应，而稀硝酸则不能
D.足量的铜分别还原含1 mol HNO3的浓硝酸和稀硝酸转移电子数分别为NA和3NA
D

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