1、第五章 化工生产中的重要非金属元素第二节 氮及其化合物第三课时 硝酸 酸雨及其防治 学习目标1、通过对比，研究浓硝酸和稀硝酸的性质异同2、通过实验认识硝酸的性质。提高观察、描述和分析实验现象的能力。3、用守恒法分析反应中消耗硝酸的量，求解金属与硝酸反应的计算问题。硝酸一1 1、物理物理性质性质发烟硝酸：质量分数在 的硝酸。发烟硝酸的“发烟”原因是挥发出的硝酸和空气中的水蒸气形成硝酸小液滴，所发出的“烟”实际上是 。98%98%以上以上雾雾右侧试剂瓶中的液体是刚从左侧保存着的试剂瓶中倒出来的浓硝酸，预测浓硝酸可能具有的物理性质？硝酸的物理性质：无色、易挥发、有刺激性气味的液体、易溶于水； -与盐
2、酸相似硝酸可以与水以任意比互溶2 2、化学化学性质性质（1 1）具有酸的通性）具有酸的通性与指示剂作用：稀硝酸能使紫色石蕊溶液由紫色变为红色； 浓硝酸使紫色石蕊溶液先 后 。与碱反应，如Fe(OH)3+3HNO3=Fe(NO3)3+3H2O与碱性氧化物反应，如CaO+2HNO3=Ca(NO3)2+H2O与某些盐反应，如Na2CO3+2HNO3=2NaNO3+H2O+CO2变红变红褪色褪色 酸性：HNO3 = H+ + NO3 （2 2）不稳定性）不稳定性 载29吨硝酸的铝槽车侧翻发生泄露事故，造成大量红棕色烟雾，现场可闻到刺鼻的气味。消防人员运来纯碱进行处理，以便防止其扩散并污染。为什么现场有
3、大量红棕色的烟雾？4HNO3 = 2H2O + 4NO2 + O2 加热或光照（1）不稳定性 （2 2）不稳定性）不稳定性（3 3）强氧化性强氧化性【实验【实验5-85-8】实验操作：在橡胶塞侧面挖一个凹槽，并嵌入实验操作：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下端卷成螺旋状的铜丝。向两支具支试管中分别加入别加入2mL2mL浓硝酸和稀硝酸，用橡胶塞塞住试管浓硝酸和稀硝酸，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。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。向上拉铜丝，终止反应。实验现象：实验现象：用浓硝酸时很快就生成了用浓硝酸
4、时很快就生成了 ，液体变为，液体变为 ；用稀硝酸时较；用稀硝酸时较慢地生成了慢地生成了 ，气体在上升过程中变为，气体在上升过程中变为 ，液体变为，液体变为 。实验原理：实验原理：红棕色气体红棕色气体绿色绿色无色气体无色气体红棕色红棕色蓝色蓝色Cu + 4HNO3(浓）浓） = Cu(NO3)2 + 2 NO2 +2H2O3Cu + 8HNO3(稀）稀） = 3 Cu(NO3)2 + 2 NO +4H2O体现硝酸的酸性体现硝酸的酸性硝酸的氧化性硝酸的氧化性 常温下，铁、铝的表面被浓硝酸或浓硫酸常温下，铁、铝的表面被浓硝酸或浓硫酸氧化，生成了一层致密的氧化物薄膜，这层薄氧化，生成了一层致密的氧化物
5、薄膜，这层薄膜阻止了酸与内层金属的进一步反应。膜阻止了酸与内层金属的进一步反应。思考：为什么能用铝槽车运输硝酸？3 3、金属与硝酸反应的计算方法、金属与硝酸反应的计算方法c(HNO3)浓稀极稀（1）硝酸与金属反应一般不生成H2，硝酸浓度越低，还原产物的价态越低。（2）通式金属+浓HNO3金属硝酸盐+NO2+H2O金属+稀HNO3金属硝酸盐+NO+H2O（3）铁与稀HNO3反应，先生成Fe(NO3)3,若Fe过量，Fe(NO3)3与Fe反应生成Fe(NO3)2。（4）总量的金属与一定量浓HNO3反应时，随HNO3浓度的降低，还原产物也发生改变。如Cu与浓硫酸反应，开始生成NO2，随着反应进行硝酸
6、浓度变稀，生成NO，最终得到NO2和NO的混合气体。（5）常用方法电子守恒法硝酸与金属的反应属于氧化还原反应，N原子得到的电子数等于金属原子失去的电子数。原子守恒法氮原子守恒：n(参加反应的硝酸)=n(被还原的硝酸)+n(体现酸性的硝酸)电荷守恒法HNO3过量时，反应后的溶液中(不考虑OH-)有c(NO3-)=c(H+)+xc(Mx+)极限法：随着硝酸的浓度不同，产物不同，这时可用此方法。典例1 、将1.92g铜粉与一定量浓硝酸恰好完全反应，反应后收集到的气体在标准状况下的体积为1120mL，则消耗硝酸的物质的量为 mol（假设反应中只产生氮的氧化物）。 A. 0.12 B. 0.11 C.
7、0.09 D. 0.08BN原子守恒原子守恒电子守恒法电子守恒法典例2、 某单质与浓硝酸反应中，若参加反应的单质和浓硝酸的物质的量之比为1:4，浓硝酸被还原为NO2，则单质在氧化产物中的化合价为 。 A. +2 B. +3 C.+4 D.+5A电荷守恒法电荷守恒法典例3、 3.2g铜与过量硝酸(8 molL-1、30 mL)充分反应，硝酸的还原产物为NO2,和NO,反应后溶液中含有a mol H+，则此时溶液中所含NO3-的物质的量为( )。A. (0.2 +a)mol B. (0.1 +a)mol C. (0.05 +a) mol D. a molB极限法极限法典例4、把22.4 g铁完全溶
8、解于某浓度的硝酸中,反应只收集到0.3 mol NO2和0.2 mol NO，下列说法正确的是( )A反应后生成的盐只有Fe(NO3)3 B.反应后生成的盐只有Fe(NO3)2C.产物中Fe(NO3)2和Fe(NO3)3 的物质的里之比为1:3 D.产 物中Fe(NO3)2和Fe(NO3)3 的物质的里之比为3:1D总结一：硝酸总结一：硝酸1.物理性质物理性质P154HN4HN3 3 2H2H2 2O+4NOO+4NO2 2+O+O2 22.化学性质化学性质1）不稳定性不稳定性（见光易或受热易分解，浓度越大，（见光易或受热易分解，浓度越大，分解速度越快）：分解速度越快）： 2）强氧化性强氧化性
9、（体现在氮原子上）（体现在氮原子上）A与某些不活泼与某些不活泼金属反应，如和铜金属反应，如和铜浓硝酸和铜浓硝酸和铜反应的离子方程式：反应的离子方程式： 稀硝酸与铜稀硝酸与铜反应的离子方程式：反应的离子方程式： 4H+2NO3-+Cu=Cu2+2NO22H2O8H+2NO3-+3Cu=3Cu2+2NO+4H+4H2 2O O1.1.工业上用废铜屑作原料制备硝酸铜。为节约原料和工业上用废铜屑作原料制备硝酸铜。为节约原料和防止污染防止污染, ,宜采取的方法是宜采取的方法是( () )随堂测2 2. .下列反应中硝酸既表现出酸性又表现出氧化性的是下列反应中硝酸既表现出酸性又表现出氧化性的是( () )
10、A.A.使石蕊溶液变红使石蕊溶液变红B.B.与铜反应放出与铜反应放出NONO气体气体, ,生成生成Cu(NOCu(NO3 3) )2 2C.C.与与NaNa2 2COCO3 3反应放出反应放出COCO2 2气体气体, ,生成生成NaNONaNO3 3D.D.与硫单质混合共热时生成与硫单质混合共热时生成H H2 2SOSO4 4和和NONO2 2 教材18页第5题：工业上用洗净的废铜屑作原料来制备硝酸铜。为了节约原料和防止污染环境，宜采取的方法( ) A B C DD 阅读必修二教材第16页了解什么叫酸雨、形成酸雨的原因、酸雨有哪些危害？如何防止形成酸雨？、酸雨：硫酸型酸雨-煤、石油和某些金属硫
11、化物燃烧或冶炼时产生SO2；硝酸型酸雨-机动车发动机中燃烧产生的高温条件使空气中的氮气与氧气反应生成NxOy。、危害：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等。二、酸雨及其防治二、酸雨及其防治四川乐山有个大佛四川乐山有个大佛高达高达71米，曾四次米，曾四次出现出现闭眼流泪闭眼流泪现象，现象，有些人以为是有些人以为是大佛大佛显灵显灵。事实是怎样。事实是怎样的呢？实际上，佛的呢？实际上，佛像闭眼的罪魁祸首像闭眼的罪魁祸首是是酸雨酸雨2.2.酸雨的的酸雨的的形成形成1.正常雨水的正常雨水的PH值大约值大约 ，怎么形成的：，怎么形成的： 。酸雨的
12、酸雨的PH值值 5.6小于小于5.6雨水溶解了空气中的雨水溶解了空气中的CO2形成了碳酸形成了碳酸硫酸型硫酸型酸雨酸雨: : 硝酸型硝酸型酸雨酸雨: : 3NO 3NO2 2+H+H2 2O O=2HNO2HNO3 3+NO +NO 调整能源结构，发展清洁能源调整能源结构，发展清洁能源 研究煤的脱硫技术，改进燃烧技术，减少二氧化硫和氮氧化物研究煤的脱硫技术，改进燃烧技术，减少二氧化硫和氮氧化物 的排放的排放 加强工厂废气的回收处理加强工厂废气的回收处理 改进汽车尾气的处理技术，控制尾气排放改进汽车尾气的处理技术，控制尾气排放小结：小结：一、硝酸一、硝酸硝酸的强氧化性：硝酸的强氧化性：4HNO4
13、HNO3 3（浓）（浓）+Cu = Cu+Cu = Cu（NONO3 3）2 2+2NO+2NO2 2 +2H+2H2 2O O8HNO8HNO3 3（稀）（稀）+3Cu = 3Cu+3Cu = 3Cu（NONO3 3）2 2+2NO +4H+2NO +4H2 2O O二、酸雨及防治二、酸雨及防治随堂检测随堂检测C2.(2.(双选双选) )下列说法正确的是下列说法正确的是( (ACAC) )A.A.浓硝酸见光易分解浓硝酸见光易分解, ,所以要保存在棕色试剂瓶中所以要保存在棕色试剂瓶中B.B.浓硝酸具有强氧化性浓硝酸具有强氧化性, ,所以能和浓氨水反应产生白烟所以能和浓氨水反应产生白烟C.C.常
14、温下铁能被浓硝酸钝化常温下铁能被浓硝酸钝化, ,可用铁质容器贮运浓硝酸可用铁质容器贮运浓硝酸D.COD.CO、NONO、NONO2 2都是大气污染气体都是大气污染气体, ,在空气中都能稳定存在空气中都能稳定存在在课堂素养达标4.4.向向Fe(NOFe(NO3 3) )2 2溶液中滴加稀盐酸溶液中滴加稀盐酸, ,观察到的现象是观察到的现象是( () )A.A.溶液由浅绿色变为黄色溶液由浅绿色变为黄色B.B.溶液中产生红棕色气体溶液中产生红棕色气体C.C.溶液中产生红褐色气体溶液中产生红褐色气体 D D. .无任何无任何现象现象3.Cu3.Cu粉放入稀硫酸中粉放入稀硫酸中, ,加热无现象加热无现象, ,当加入一种盐后当加入一种盐后,Cu,Cu粉质量减粉质量减小小, ,溶液变蓝溶液变蓝, ,同时有气体生成同时有气体生成, ,此盐是此盐是( () )A.A.氯化物氯化物B.B.硫酸盐硫酸盐C.C.硝酸盐硝酸盐D.D.碳酸盐碳酸盐
