【高中化学】硝酸及酸雨的防治课件 高一下学期化学人教版（2019）必修第二册.pptx

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1、 夕 夕 化 学 老 师第五章 化工生产中的重要非金属元素第二节 氮及其化合物课时课时3 3 硝酸及酸雨的防治硝酸及酸雨的防治 夕 夕 化 学 老 师学习目标学习目标1.1.能运用氧化还原反应知识理解能运用氧化还原反应知识理解硝酸的氧化性硝酸的氧化性；2.2.结结合合实实验验探探究究，认认识识硝硝酸酸在在相相关关反反应应中中体体现现的的不不稳稳定定性和强氧化性，知道硝酸是重要的性和强氧化性，知道硝酸是重要的化工原料化工原料；3.3.了了解解SOSO2 2、NONO2 2对对大大气气质质量量的的影影响响，特特别别是是酸酸雨雨的的成成因、危害因、危害及及防治措施防治措施。夕 夕 化 学 老 师二战

2、时期二战时期 玻尔巧藏金奖章玻尔巧藏金奖章 实验探究情景引入情景引入 夕 夕 化 学 老 师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。资料卡片王水VHNO3:VHCl =1:3 组成的混合物组成的混合物记忆方法记忆方法 ：王水：王水：“三言（盐）一笑（硝）三言（盐）一笑（硝）”“偷金偷金”去黑心首饰店清洗一些黄金首饰后，首饰质量去黑心首饰店清洗一些黄金首饰后，首饰质量变轻，这是怎么回事呢？变轻，这是怎么回事呢？一、王水 夕 夕 化 学 老 师二、硝酸物 理 性 质纯硝酸是无色、易挥发（沸点是83）、有刺激性气味的液体。硝酸可以与水以任意比互溶,质

3、量分数为95%以上的硝酸叫发烟硝酸。浓硝酸久置后呈黄色，为什么？浓硝酸久置后呈黄色，为什么？夕 夕 化 学 老 师二、硝酸化 学 性 质1.不稳定性：4HNO3(浓)=4NO2+O2+2H2O或光照浓硝酸见光或受热会分解生成NO2，NO2溶于浓硝酸使溶液显黄色。如何储存如何储存浓硝酸？浓硝酸？一般将浓硝酸保存在棕色试剂瓶中，并避光放置于阴凉处。向浓硝酸中通入氧气（或空气）4NO4NO2 2+O+O2 2+2H+2H2 2O=O=4HNO4HNO3 3去除去除硝酸黄色的方法？硝酸黄色的方法？夕 夕 化 学 老 师二、硝酸化 学 性 质2.酸的通性：与指示剂反应与碱反应:Fe(OH)3+3HNO3

4、=Fe(NO3)3+3H2O与碱性氧化物反应:CuO+2HNO3=Cu(NO3)2+H2O与弱酸盐反应:CaCO3+2HNO3=Ca(NO3)2+CO2+H2O因为硝酸具有强氧化性活泼金属（制氢气）（生成NO2或NO）夕 夕 化 学 老 师二、硝酸化 学 性 质3.强氧化性 金金属属可可以以与与酸酸反反应应，为为什什么么可可以以用用铝铝槽槽车车运运输输浓浓硝硝酸？酸？与金属的反应与金属的反应常温下常温下浓硝酸能使浓硝酸能使Fe、Al发生发生钝化反应钝化反应 实验探究 夕 夕 化 学 老 师二、硝酸化 学 性 质3.强氧化性 与金属的反应与金属的反应浓硝酸：反应剧烈，有红棕色气体生成稀硝酸：反应

5、较慢，有气泡产生，接近管口处观察到浅红棕色3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2OCu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O体现氧化性和酸性酸性和氧化性酸性和氧化性(1:1)(1:1)酸性和氧化性酸性和氧化性(3:1)(3:1)夕 夕 化 学 老 师二、硝酸化 学 性 质3.强氧化性 与金属的反应与金属的反应 NaOH NaOH溶液的作用？溶液的作用？吸收氮的氧化物，防止污染空气吸收氮的氧化物，防止污染空气2N2NOO2 2+2 2NaNaOOH H =NaNNaNOO2 2+NaNNaNOO3 3+H H2 2OONNOO2 2+N NOO +2 2N

6、aNaOOH H =2 2NaNNaNOO2 2+H H2 2OO 夕 夕 化 学 老 师二、硝酸化 学 性 质3.强氧化性 与非金属反应与非金属反应 硝酸硝酸具有强氧化性，试写出浓硝酸与具有强氧化性，试写出浓硝酸与C、S的的反应反应体现氧化性C+4HNO3（浓）=2H2O+4NO2+CO2S+6HNO3(浓)=H2SO4+6NO2+2H2O 夕 夕 化 学 老 师二、硝酸化 学 性 质3.强氧化性 氧氧化化FeFe2+2+、BrBr-、I I-、S S2-2-、SOSO2 2等具有还原性的化等具有还原性的化合物合物3Fe2+NO3-+4H+=3Fe3+NO+2H2O 夕 夕 化 学 老 师二

7、、硝酸特 别 提 醒lFe和Al遇到冷的浓硝酸被钝化，被氧化成一层致密的氧化膜。l硝酸中表现氧化性的是+5价氮而不是H+（浓硫酸、硝酸是氧化性酸）l硝酸无论浓稀，都具有强氧化性；浓度越大，氧化性越强；l一般情况金属与硝酸反应，浓硝酸被还原成NO2，稀 硝酸被还原成NO 夕 夕 化 学 老 师二、硝酸深 度 思 考NO、NO2的混合气体。的混合气体。Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O1.足量的铜与一定量的浓硝酸反应，得到气体的成分是什么？2.浓硝酸、稀硝酸与Cu反应产物分别为NO2、NO，反应中稀硝酸化合价降

8、低较多，说明稀硝酸氧化性比浓硝酸强吗？不对。浓硝酸氧化性比稀硝酸强，浓不对。浓硝酸氧化性比稀硝酸强，浓HNO3反应更剧烈。反应更剧烈。夕 夕 化 学 老 师二、硝酸深 度 思 考3.铜投入到稀硫酸中不会溶解，再向溶液中投入KNO3固体，铜会不会溶解？为什么？夕 夕 化 学 老 师二、硝酸深 度 思 考4.若铜与硝酸反应后，硝酸不足而铜剩余，向反应体系中加入稀硫酸，铜是否继续溶解？若溶解，发生什么反应？3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O5.试着写出少量/过量Fe粉分别于稀硝酸反应的方程式。Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO+2H2O （Fe少量）3Fe+8

9、HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NO+4H2O （Fe过量）Fe+4H+NO3-=Fe3+NO+2H2O （Fe少量）3Fe+8H+2NO3-=3Fe2+2NO+4H2O （Fe少量）夕 夕 化 学 老 师二、硝酸深 度 思 考6.由铜粉制备硝酸铜有哪些途径？并评价哪种途径更优？途径一：途径一：3Cu+8HNO3Cu+8HNO3 3(稀稀)=3Cu(NO)=3Cu(NO3 3)2 2+2NO+2NO+4H+4H2 2OO途径途径三：三：2Cu+O2Cu+O2 2 2CuO 2CuO，CuOCuO +2HNO2HNO3 3 =CuCu(NONO3 3)2 2 +H H2 2OO途径途径二：

10、二：Cu+4HNOCu+4HNO3 3(浓浓)=Cu(NO)=Cu(NO3 3)2 2+2NO+2NO2 2+2H2H2 2OO途径三更优，原因是制备等量的途径三更优，原因是制备等量的Cu(NOCu(NO3 3)2 2消耗的消耗的硝酸最少硝酸最少且且无污染性气体产生。无污染性气体产生。夕 夕 化 学 老 师牛刀小试【例1】下列关于硝酸的叙述，正确的是（下列关于硝酸的叙述，正确的是（）A稀硝酸能与稀硝酸能与Fe发生反应，浓硝酸不能发生反应，浓硝酸不能 B浓硝酸浓硝酸 和稀硝酸都是强氧化剂和稀硝酸都是强氧化剂 C稀硝酸是弱酸，浓硝酸是强酸稀硝酸是弱酸，浓硝酸是强酸 D稀硝酸与稀硝酸与Cu反应生成反

11、应生成NO，浓硝酸与，浓硝酸与Cu反应只生成反应只生成NO2B【例2】在在pH=1的溶液中，能大量共存的离子组是（的溶液中，能大量共存的离子组是（）A.NH4+、I-、NO3-、Br-B.S2-、Na+、SO32-、NO3-C.Cu2+、NO3-、Na+、Cl-D.Fe2+、K+、NO3-、SO42C 夕 夕 化 学 老 师牛刀小试【例3】下列下列各反应表明了各反应表明了HNOHNO3 3的什么性质的什么性质?NaNa2 2COCO3 3+2HNO+2HNO3 3=2NaNO2NaNO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2OONaNONaNO3 3(s)+H(s)+H2 2SOSO4 4(浓浓

12、)=)=微热微热NaHSONaHSO4 4+HNO+HNO3 33Cu+8HNO3Cu+8HNO3 3(稀稀)=)=3Cu(NO3Cu(NO3 3)2 2+2NO+4H+2NO+4H2 2OOC+4HNOC+4HNO3 3(浓浓)=)=4NO4NO2 2+CO+CO2 2+2H+2H2 2OO2H2H2 2O+4NOO+4NO2 2+O+O2 2 4HNO4HNO3 3=挥发性挥发性强氧化性、酸性强氧化性、酸性强氧化性强氧化性强酸性强酸性不稳定性不稳定性 夕 夕 化 学 老 师牛刀小试【例4】在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶，再加入下列物在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶，再加入下列物质，铜粉溶解的是（

13、）质，铜粉溶解的是（）FeCl3 Fe2O3 Cu(NO3)2 KNO3A只有只有或或 B只有只有或或C只有只有或或或或D中任意一种中任意一种D 夕 夕 化 学 老 师牛刀小试【例5】下述下述实验中均有红棕色气体产生实验中均有红棕色气体产生,对比分析所得结论不正确对比分析所得结论不正确的是的是()D A.由由中的红棕色气体中的红棕色气体,推断产生的气体一定是混合气体推断产生的气体一定是混合气体B.红棕色气体不能表明红棕色气体不能表明中木炭与浓硝酸发生了反应中木炭与浓硝酸发生了反应C.由由说明浓硝酸具有挥发性说明浓硝酸具有挥发性,生成的红棕色气体为还原产物生成的红棕色气体为还原产物D.的气体产物

14、中检测出的气体产物中检测出CO2,说明木炭一定与浓硝酸发生了反应说明木炭一定与浓硝酸发生了反应 夕 夕 化 学 老 师三、硝酸的工业制法硝酸是重要的化工原料，用于制化肥、农药、炸药、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，如下图所示：N2H2O2O2H2ONH3NONO2HNO3(1)写出每一步反应的化学方程式。(2)请分析上述反应中的物质类别和氮元素化合价的变化情况，以及每一步反应中含氮物质发生的是氧化反应还是还原反应。夕 夕 化 学 老 师三、硝酸的工业制法有关化学方程式:N2NH3:_。NH3NO:_。NONO2:_。NO2HNO3:_。4NH3+5O2 4NO+6H2O

15、2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO N2+3H2 2NH3高温高压催化剂 夕 夕 化 学 老 师主要是大气中主要是大气中SO2、NOx 溶于雨水形成的。溶于雨水形成的。硫酸型：硫酸型：硝酸型：硝酸型：四、酸雨成 因酸雨：主要指 pH 5.6 的雨水，其主要是含有硫酸和硝酸。类 型汽车尾气以及硝酸工业废气等汽车尾气以及硝酸工业废气等煤、石油等化石燃料的燃烧和某煤、石油等化石燃料的燃烧和某些含硫的金属矿物的冶炼些含硫的金属矿物的冶炼 夕 夕 化 学 老 师四、酸雨危 害酸雨：主要指 pH 5.6 的雨水，其主要是含有硫酸和硝酸。饮用酸化饮用酸化的地下水的地下水危害人类危害人类

16、腐蚀建筑物腐蚀建筑物和工业设备和工业设备破坏土壤成分破坏土壤成分使农作物减产使农作物减产甚至死亡甚至死亡损坏植物叶损坏植物叶面导致森林面导致森林死亡死亡破坏露天破坏露天文物古迹文物古迹使湖泊中使湖泊中鱼虾死亡鱼虾死亡 夕 夕 化 学 老 师四、酸雨防 治酸雨：主要指 pH 5.6 的雨水，其主要是含有硫酸和硝酸。(1)(1)对含有硫的煤、石油和金属矿物进行对含有硫的煤、石油和金属矿物进行脱硫处理脱硫处理；(2)(2)加强工厂加强工厂废气废气的回收的回收处理；处理；(3)(3)种植种植能够吸收能够吸收SOSO2 2的有关的有关树木树木等；等；(4)(4)改进汽车尾气的处理技术，改进汽车尾气的处理

17、技术，控制尾气排放；控制尾气排放；(5)5)调整能源结构调整能源结构，积极，积极开发新能源；开发新能源；夕 夕 化 学 老 师五、常见环境问题环境问题环境问题原因原因措施措施温 室温 室效 应效 应COCO2 2造造成成全全球球气气候候变变暖暖，水水位位上上升升，陆陆地地面面积积减小。减小。酸 雨酸 雨SOSO2 2、NONOx x土壤土壤酸化、酸化、水源水源污染、建筑物被污染、建筑物被腐蚀腐蚀等等臭 氧 层臭 氧 层破 坏破 坏氟氯代烷氟氯代烷NONOx x到到达达地地球球表表面面的的紫紫外外线线明明显显增增多多，给给人人类类健健康康（皮皮肤肤癌癌）及及生生态态环环境境带带来来多多方方面面危

18、危害害光 化 学光 化 学烟 雾烟 雾碳氢化合物碳氢化合物NONOx x刺刺激激人人体体器器官官，特特别别是是人人的的呼呼吸吸系系统统，使使人生病甚至死亡人生病甚至死亡 夕 夕 化 学 老 师五、常见环境问题环境问题环境问题原因原因措施措施白 色白 色污 染污 染废弃塑废弃塑料制品料制品在土壤中影响农作物吸收水分和养分，在土壤中影响农作物吸收水分和养分，导致导致农作物减产农作物减产。混入生活混入生活垃圾垃圾中难处理、中难处理、难回收难回收。易被动物当作食物吞入，导致动物死亡。易被动物当作食物吞入，导致动物死亡。赤 潮 和赤 潮 和水 华水 华废水中含废水中含氮、磷元素氮、磷元素的营养物质的营养

19、物质使使水体富营养化水体富营养化，导致水中藻类疯长，消，导致水中藻类疯长，消耗水中溶解的氧，使水体变得浑浊、耗水中溶解的氧，使水体变得浑浊、水质水质恶化恶化P M 2.5P M 2.5颗粒物颗粒物污染空气，形成污染空气，形成雾霾雾霾天气，增加交通事故，天气，增加交通事故，危害人体健康危害人体健康 夕 夕 化 学 老 师牛刀小试【例6】下列各组离子中，能在水溶液中大量共存的是（下列各组离子中，能在水溶液中大量共存的是（）ANa+、Ag+、Cl、CO32 BNa+、Mg2+、Cl、SO42 CFe3+、K+、OH、SO42 DFe2+、H+、SO42、NO3B 夕 夕 化 学 老 师牛刀小试【例7】在标准状况下将在标准状况下将1.92 g1.92 g铜粉投入一定量浓硝酸中铜粉投入一定量浓硝酸中,随随着铜粉的溶解着铜粉的溶解,反应生成的气体颜色逐渐变浅反应生成的气体颜色逐渐变浅,当铜粉完全溶当铜粉完全溶解后共收集到由解后共收集到由NONO2 2和和NONO组成的混合气体组成的混合气体1.12 L,1.12 L,则混合气体中则混合气体中NONO的体积为的体积为 ()A.112 mL B.1 008 mL C.224 mL D.448 mLA 夕 夕 化 学 老 师课堂小结