1、第五章第五章 化工生产中的重要非金属元素化工生产中的重要非金属元素第二节第二节 氮及其化合物氮及其化合物第三课时第三课时 硝酸硝酸 酸雨及防治酸雨及防治N2NH3NONO2HNO3O2O2H2O N2+3H2 2NH3 高温、高压催化剂2NO + O2 = 2NO23NO2 + H2O = 2HNO3 + NO4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O 催化剂硝酸的制备：硝酸的制备：一、硝酸一、硝酸1、物理性质物理性质纯硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体。能以任意比溶于水；密度比水大；沸点低：83；常用浓硝酸的浓度为69， 98的浓硝酸叫作“发烟硝酸”硝酸是：一元强酸、氧化性酸、低沸点
2、酸、不稳定性酸、易溶性酸。（1 1）硝酸的酸性）硝酸的酸性硝酸是一元强酸一元强酸，电离方程式为 HNO3 = HNO3。(1)与指示剂作用：稀HNO3使紫色石蕊试液变红色。 浓HNO3使紫色石蕊试液先变红色，后褪色。(2)与碱反应：HNO3NaOH = NaNO3H2O(3)与碱性氧化物反应：2HNO3CaO = Ca(NO3)2H2O(4)与弱酸盐反应：2HNO3Na2CO3 = 2NaNO3H2OCO22、化学化学性质性质（2 2）硝酸的不稳定性）硝酸的不稳定性4HNO3 = 4NO2+O2+2H2O 或光照2、久置的浓硝酸呈 色，是由于HNO3分解的NO2溶解在其中的缘故，久置变黄的硝酸
3、可向其中通入O2除去其中的NO2。1、因此，硝酸应盛放在 中并置于阴暗处。 棕色试剂瓶棕色试剂瓶黄黄化学方程式为：4NO2O22H2O = 4HNO3。（3 3）强氧化性）强氧化性与金属反应与金属反应、实验证明：浓、稀硝酸都有很强的氧化性，几乎能与所有金属(除Pt、Au等少数金属外)反应，如：Mg、Al、Zn、Fe、Cu等，但不产生氢气。AlAl、FeFe在冷的浓硝酸中要发生钝化（加热时，会发生反应）在冷的浓硝酸中要发生钝化（加热时，会发生反应）。、将浓HNO3和浓HCl按体积比体积比1 : 31 : 3混合所得混合物叫王水，可溶解不活泼金属，如铂、金等。Cu + 4HNO3(浓浓) = Cu
4、(NO3)2 + 2NO2+ 2H2O3Cu + 8HNO3(稀稀) = 3Cu(NO3)2 + 2NO+ 4H2O阅读课本P15实验5-8：Cu与浓硝酸反应：反应迅速，生成红棕色气体，试管内溶液变为蓝色。Cu 4H 2 NO3 = Cu2 2NO2 2H2OCu与稀硝酸反应：反应缓慢，生成无色气体，与空气接触后生成红棕色气体，试管内溶液变为蓝色。3Cu 8H2NO3= 3Cu22NO4H2O可用于实验室制取少量NO2可用于实验室制取少量NO小结：金属与小结：金属与HNO3的反应的反应1一般通式一般通式(1)金属浓硝酸金属浓硝酸金属硝酸盐金属硝酸盐NO2 H2O(2)金属稀硝酸金属稀硝酸金属硝
5、酸盐金属硝酸盐NO H2O 金属与硝酸的反应中，硝酸既金属与硝酸的反应中，硝酸既体现氧化性，又体现酸性。体现氧化性，又体现酸性。氧化性：浓硝酸氧化性：浓硝酸 稀硝酸稀硝酸2反应规律反应规律(1)金属与硝酸反应一般不生成H2，浓HNO3一般被还原为NO2，稀HNO3一般被还原为NO。(2)铁与稀硝酸反应，先生成Fe(NO3)3，若Fe过量， Fe(NO3)3再和Fe反应生成Fe(NO3)2.(3)铜与浓HNO3反应，若Cu过量，开始时硝酸的还原产物为NO2，随着反应的进行，浓HNO3变稀，硝酸的还原产物为NO，最终应得到NO2和NO的混合气体写出铁与稀硝酸反应的化学方程式写出铁与稀硝酸反应的化学
6、方程式Fe + 4HNO3(稀稀) = Fe(NO3)3 + NO+ 2H2O3Fe + 8HNO3(稀稀) = 3Fe(NO3)2 + 2NO+ 4H2O铁粉少量铁粉少量铁粉过量铁粉过量Fe + 2Fe(NO3)3 = 3Fe(NO3)2+）2与非金属反应与非金属反应C + 4HNO3 = CO2+ 4NO2+ 2H2O碳与浓硝酸的反应中，硝酸碳与浓硝酸的反应中，硝酸体现氧化性。体现氧化性。与某些还原性化合物与某些还原性化合物(如如FeO、 等等)反应反应23SO 在酸性条件下在酸性条件下NO3-不能与不能与Fe2、I、SO32- 、S2、Br等还等还原性较强的离子大量共存。原性较强的离子大
7、量共存。3、NO3-的检验的检验试样试样是否产生红棕色气体是否产生红棕色气体Cu+浓浓H2SO4NaNO3+H2SO4(浓浓)=NaHSO4+HNO3 Cu+4HNO3(浓浓) = Cu(NO3)2+2NO2+2H2O4 4、硝酸的用途：、硝酸的用途：硝酸是一种重要的化工原料，可用于制造炸药、硝酸是一种重要的化工原料，可用于制造炸药、燃料、塑料、硝酸盐等，在实验室里它是一种燃料、塑料、硝酸盐等，在实验室里它是一种化学试剂。化学试剂。练习练习1下列对于硝酸的认识中不正确的是下列对于硝酸的认识中不正确的是 () A浓硝酸和稀硝酸都具有氧化性浓硝酸和稀硝酸都具有氧化性 B铜与铜与HNO3的反应属于置
8、换反应的反应属于置换反应 C金属与金属与HNO3反应一般不产生氢气反应一般不产生氢气 D常温下，可用铁或铝制品盛装浓硝酸常温下，可用铁或铝制品盛装浓硝酸B2硝酸被称为硝酸被称为“国防工业之母国防工业之母”是因为它是制取炸药的重要原是因为它是制取炸药的重要原料下列实验事实与硝酸性质不相对应的一组是料下列实验事实与硝酸性质不相对应的一组是 () A浓硝酸使紫色石蕊试液先变红后褪色浓硝酸使紫色石蕊试液先变红后褪色酸性酸性 和强氧化性和强氧化性 B不能用稀硝酸与锌反应制氢气不能用稀硝酸与锌反应制氢气强氧化性强氧化性 C要用棕色瓶盛装浓硝酸要用棕色瓶盛装浓硝酸不稳定性不稳定性 D能使滴有酚酞的氢氧化钠溶
9、液红色褪去能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去氧化性氧化性D3. 在某在某100 mL的混合液中，硝酸和硫酸的物质的量浓度分别是的混合液中，硝酸和硫酸的物质的量浓度分别是0.4 mol/L、0.1 mol/L，向该混合液中加入，向该混合液中加入1.92 g铜粉，加热，铜粉，加热，待充分反应后，所得溶液中铜离子物质的量浓度是待充分反应后，所得溶液中铜离子物质的量浓度是 () A. 0.15 mol/L B. 0.225 mol/L C. 0.30 mol/L D. 0.45 mol/LB破坏森林、农作物生长；酸化湖泊、土壤；腐蚀建筑物；破坏森林、农作物生长；酸化湖泊、土壤；腐蚀建筑物；危害人类健康
10、。危害人类健康。二、酸雨及防治二、酸雨及防治1 1、正常雨水由于溶解了、正常雨水由于溶解了COCO2 2的缘故，的缘故，pHpH约为约为5.6 5.6 ，而酸雨的而酸雨的pHpH小于小于5.65.6。 2 2、酸雨的形成原因、酸雨的形成原因化石燃料的燃烧，矿石的冶炼，汽车尾气、工业废气等。（1）硫酸型酸雨的形成（我国主要是硫酸型酸雨）H2SO3是一种弱酸，不稳定是一种弱酸，不稳定。催化剂：飘尘、O3、NO2等催化剂催化剂2SO2 O2 2SO3SO3 H2O H2SO4SO2 H2O H2SO32H2SO3 O2 2H2SO4（2）硝酸型酸雨的形成（氮氧化物）3NO2 + H2O = 2HNO
11、3 + NO空气中SO2的来源主要是煤、化石燃料的燃烧，含硫矿石的冶炼排放的废气。空气中氮氧化物的来源主要是：在机动车发动机中，燃料燃烧产生的高温条件会使空气中的氮气与氧气反应，生成氮氧化物。3 3、危害：破坏森林、农作物生长；酸化湖泊、土壤；腐蚀建、危害：破坏森林、农作物生长；酸化湖泊、土壤；腐蚀建筑物；危害人类健康。筑物；危害人类健康。为防治酸雨需要对煤进行加工，或将废气净化后再排放，请你思考废气净化的方法。煤燃烧产生的废气：O2，CO2，N2，SO2脱硫后的气体：O2，CO2，N2，SO2 + CaO CaSO32 CaSO3 + O2 2 CaSO4SO2 + Ca(OH) CaSO3
12、 + H2O2 CaSO3 + O2 2 CaSO4SO2 + 2NH3 + H2O (NH4)2SO3(NH4)2SO3 + O2 2 (NH4)2SO4练习练习1 1、酸雨的形成主要是由于（、酸雨的形成主要是由于（ ） A.大气中CO2含量的增多 B.以“氟利昂”为制冷剂的空调、冰箱的大量使用 C.工业上大量燃烧含硫燃料 D.森林遭乱砍滥伐，破坏了生态平衡C2、下列有关环境污染的说法正确的是 A.燃煤时加入适量石灰石，可减少废气中SO2的量 B.臭氧的体积分数超过10-4%的空气有利于人体健康 C.pH在5.67之间的降水通常称为酸雨 D.含磷洗涤剂易于被细菌分解，故不会导致水体污染A3、
13、2008年奥运会在北京成功举行。奥运前夕，为了改善北京的空气质量，北京市对汽车实行了单双号限行，全国多数的火力发电厂纷纷减少发电量，这些措施最大程度地减少了酸雨的产生。科学兴趣小组为了研究酸雨的成分及成因，对取得的酸雨样品进行了pH的测定，随时间推移，得到了如下的实验数据。(1)雨水样品放置时，pH变化的主要原因为：_（用化学方程式表示）,由此可以得出酸雨形成的过程可能是_。（2）下列各选项是酸雨给人类造成的危害，其中不正确的是_。A.腐蚀建筑物、雕塑等 B.污染水源C.改良碱性土壤 D.损害庄稼（3）现有以下几种措施：对燃烧煤时产生的尾气进行除硫处理，少用原煤作燃料，燃煤时鼓入足量空气，开发
14、清洁能源。其中能减少酸雨产生的措施是_。A. B. C. D.(4)实验室中进行SO2的制备及性质实验时，在装置最后必须有_装置，所选试剂为_，发生反应的离子方程式为_。（5）为了减少煤燃烧时向大气排放的二氧化硫，不同的地方往往采取不同的“固硫”方法。火力发电厂常用氢氧化钙的悬浊液吸收煤燃烧时产生的二氧化硫气体，并用来制取石膏（CaSO42H2O),有关反应的化学方程式为：_，_，_。硫酸工业中常用浓氨水来吸收二氧化硫，有关的化学方程式为：_，_。答案：(1)2H2SO3+O2=2H2SO4 雨水溶解SO2生成H2SO3，H2SO3被空气中的氧气氧化为H2SO4，降落下来而形成酸雨 （2）C （3）C （4）尾气吸收 NaOH溶液SO2+2OH-=SO32-+H2O（5）Ca(OH)2+SO2=CaSO3+H2O2CaSO3+O2=2CaSO4CaSO4+2H2O=CaSO42H2O2NH3H2O+SO2=(NH4)2SO3+H2O2(NH4)2SO3+O2=2(NH4)2SO4
