1、2022-2023必修第二册必修第二册第五章化工生产中的重要非金属第二节 氮及其化合物氮肥氮肥硝化纤维塑料硝化纤维塑料染染 料料硝酸甘油用于治疗冠心病硝酸甘油用于治疗冠心病化肥、化肥、农药、炸药、染料、医药、化学试剂。农药、炸药、染料、医药、化学试剂。学习学习 目标目标第第5课时课时 硝酸硝酸 酸雨与防治酸雨与防治 PART01PART021.物理性质物理性质纯硝酸是无色、纯硝酸是无色、易挥发易挥发、有刺激性气味的液体。、有刺激性气味的液体。能以任意比溶于水；能以任意比溶于水；密度比水大；密度比水大；沸点低：沸点低：8383；常用浓硝酸常用浓硝酸的浓度为的浓度为6969。开瓶瓶口有白雾开瓶瓶口
2、有白雾发烟硝酸（发烟硝酸（W98%）参与化学反应温度不宜过高参与化学反应温度不宜过高硝酸硝酸自主学习自主学习2.化学性质化学性质HNO3=H+NO3-(1)酸性酸性与指示剂反应与指示剂反应:稀硝酸使石蕊溶液由紫色变为红色稀硝酸使石蕊溶液由紫色变为红色,浓硝酸使紫色石浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红蕊溶液先变红(酸性酸性)后褪色后褪色(强氧化性强氧化性)与碱反应与碱反应:Fe(OH)3+3HNO3=Fe(NO3)3+3H2O与碱性氧化物反应与碱性氧化物反应:CuO+HNO3=Cu(NO3)2+H2O与弱酸盐反应与弱酸盐反应:CaCO3+HNO3=Ca(NO3)2+CO2+H2O(2)不稳定性不稳定性(
3、硝酸越浓越易分解硝酸越浓越易分解)4HNO3=2H2O+4NO2+O2 光照或加热光照或加热因此，硝酸要保存在棕色瓶里，并置于阴凉的地方因此，硝酸要保存在棕色瓶里，并置于阴凉的地方【实验【实验5-8】如图如图5-14所示，在橡胶塞侧面挖一所示，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具支试管中分别加入2mL浓硝酸和稀硝酸，用橡浓硝酸和稀硝酸，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。较实验现象。向上拉铜丝，终止反应。稀硝酸稀硝酸:试试管管
4、内开始产生少量内开始产生少量无色无色气体气体,反反应应逐渐逐渐加快加快,气体在试管口变为气体在试管口变为红棕红棕色色,溶溶液逐渐变液逐渐变蓝蓝,铜丝逐渐变细铜丝逐渐变细。浓硝酸：试管内产生大量浓硝酸：试管内产生大量红棕红棕色气体色气体,溶液逐渐变溶液逐渐变绿绿,铜丝铜丝逐渐变细逐渐变细实验现象实验现象实验结论实验结论常温下常温下,稀硝酸与铜缓慢反应生成稀硝酸与铜缓慢反应生成NO常温下常温下,浓硝酸与铜迅速剧烈反应生成浓硝酸与铜迅速剧烈反应生成NO2 Cu+4HNO3(浓浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O Cu+4H+2NO3-=Cu2+2NO2+2H2O 3Cu+8HNO3(稀稀)=3
5、Cu(NO3)2+2NO+4H2O 3Cu+8H+2NO3-=3Cu2+2NO+4H2O 氧化性氧化性和酸性和酸性控制控制反应反应的发的发生和生和停止停止吸收吸收NO2，防，防止污染空气止污染空气(3)强氧化性强氧化性性质性质解释或化学方程式解释或化学方程式金金属属与铁和铝与铁和铝常温时浓硝酸使铁、铝钝化常温时浓硝酸使铁、铝钝化与与铜铜浓硝酸浓硝酸稀硝酸稀硝酸非金非金属属与碳反应与碳反应4HNO4HNO3 3(浓浓)+Cu=Cu(NO)+Cu=Cu(NO3 3)2 2+2NO+2NO2 2+2H+2H2 2O O8HNO8HNO3 3(稀稀)+3Cu=3Cu(NO)+3Cu=3Cu(NO3 3
6、)2 2+2NO+4H+2NO+4H2 2O O4HNO4HNO3 3(浓浓)+C CO)+C CO2 2+4NO+4NO2 2+2H+2H2 2O O硝酸无论浓稀，都具有强氧化性，而硝酸无论浓稀，都具有强氧化性，而硝酸硝酸的浓度不同，与金属反应的的浓度不同，与金属反应的产物也不同产物也不同。一般。一般情况情况金属金属与硝酸与硝酸反应反应，浓硝酸被还原成浓硝酸被还原成NONO2 2，稀硝，稀硝酸被还原成酸被还原成NONO思考：根据浓硫酸强思考：根据浓硫酸强氧氧化性表现，硝酸还可能与哪些还原剂反应？化性表现，硝酸还可能与哪些还原剂反应？与非金属反应与非金属反应C+4HNO3(浓浓)=4NO2+C
7、O2+2H2OS+6HNO3(浓浓)=6NO2+H2SO4+2H2O 与与具有还原性的化合物或离子具有还原性的化合物或离子反应反应 3Fe2+NO3-+4H+=3Fe3+NO+2H2O(如如FeFe2 2+、BrBr-、I I-、S S2-2-、SOSO3 32-2-)如如 C C、S SH2S、HI、HBr、Fe(OH)2、Na2SO3、Fe3O4、FeO、SO2(1)(1)你能帮助该同学解释一下原因吗你能帮助该同学解释一下原因吗?提示提示:浓硝酸不稳定见光或受热会分解生成浓硝酸不稳定见光或受热会分解生成NONO2 2,NO,NO2 2溶于浓硝酸使溶液显黄色溶于浓硝酸使溶液显黄色。(2)(2
8、)你能帮助该同学去除硝酸的黄色吗你能帮助该同学去除硝酸的黄色吗?提示提示:向浓硝酸中通入氧气向浓硝酸中通入氧气,发生反应发生反应4NO4NO2 2+O+O2 2+2H+2H2 2O=4HNOO=4HNO3 3,消除黄色。消除黄色。互动探究互动探究1.1.某同学在实验室取出一瓶浓硝酸某同学在实验室取出一瓶浓硝酸,发现溶液显黄色发现溶液显黄色,与教材中关于硝酸的描述出现偏差。与教材中关于硝酸的描述出现偏差。2.教材教材“硝酸具有很强的氧化性硝酸具有很强的氧化性,硝酸的浓度不同硝酸的浓度不同,与金属反应的产物也不同与金属反应的产物也不同”,浓硝酸、稀硝酸与浓硝酸、稀硝酸与Cu的反应产物分别为的反应产
9、物分别为NO2、NO,反应中反应中,稀硝酸中氮元素稀硝酸中氮元素的化合价降低较多的化合价降低较多,说明稀硝酸的氧化性比浓硝酸强说明稀硝酸的氧化性比浓硝酸强,对吗对吗?答案不对答案不对,浓硝酸的氧化性比稀硝酸的强浓硝酸的氧化性比稀硝酸的强,与与Cu反应时浓硝酸反应更剧烈。反应时浓硝酸反应更剧烈。3.铜投入稀硫酸中不会溶解铜投入稀硫酸中不会溶解,再向溶液中投入再向溶液中投入KNO3固体固体,铜会不会溶解铜会不会溶解?为什为什么么?若将锌投入稀硝酸中若将锌投入稀硝酸中,会有氢气生成吗会有氢气生成吗?答案铜会溶解。由离子方程式答案铜会溶解。由离子方程式:8H+2NO3-+3Cu=3Cu2+2NO+4H
10、2O可可知知,只要溶液中同时存在只要溶液中同时存在H+和和NO 3-,铜就会发生反应而溶解。若将锌投入稀硝铜就会发生反应而溶解。若将锌投入稀硝酸中酸中,因为硝酸的强氧化性因为硝酸的强氧化性,所以不会有氢气生成所以不会有氢气生成,会生成会生成NO等氮的氧化物。等氮的氧化物。4 4、铁跟、铁跟稀硝酸稀硝酸反应反应放出放出无色无色气体，溶液变气体，溶液变棕黄色棕黄色.写出写出Fe与稀硝与稀硝酸反应的酸反应的方程式方程式Fe+4HNOFe+4HNO3 3(稀稀)=Fe(NO)=Fe(NO3 3)3 3+NO+2H+NO+2H2 2O O思考思考：为什么为什么有的同学会观察到红棕色气体？有的同学会观察到
11、红棕色气体？还有还有的同学发现当铁粉过量时溶液会成浅绿色？的同学发现当铁粉过量时溶液会成浅绿色？2NO+O2NO+O2 2=2NO=2NO2 2铁粉少量铁粉少量Fe+4HNO3(稀稀)=Fe(NO3)3+NO+2H2OFe+2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)2+2铁粉过量铁粉过量3Fe+8HNO3(稀稀)=3Fe(NO3)2+2NO+4H2O5.5.第二次世界大战中第二次世界大战中,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祖国的决心,他决定将诺贝尔金质奖章溶解在一种溶液里他决定将诺贝尔金质奖章溶解在一种溶液里,装于
12、玻璃瓶中。后来装于玻璃瓶中。后来,纳粹纳粹分子窜进玻尔的住宅分子窜进玻尔的住宅,那瓶溶有奖章的溶液就在眼皮底下那瓶溶有奖章的溶液就在眼皮底下,他们却一无所知。战争结束他们却一无所知。战争结束后后,玻尔又从溶液中还原提取出金玻尔又从溶液中还原提取出金,并重新铸成奖章。那么并重新铸成奖章。那么,玻尔是用什么溶液使金质玻尔是用什么溶液使金质奖章溶解的呢奖章溶解的呢?原来他用的溶液叫原来他用的溶液叫王水王水。王水是浓硝酸和浓盐酸按。王水是浓硝酸和浓盐酸按1313的体积比配制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成的混合溶液。该混合物能溶解哪些常见金属?提示提示:王水能使不溶于硝酸的金、铂
13、等溶解。王水能使不溶于硝酸的金、铂等溶解。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）”物理性质物理性质硝酸的性质硝酸的性质化学性质化学性质分分类类属于强酸属于强酸价价态态最高价最高价特特性性不稳定性不稳定性无色、有刺激性气味的液体，具无色、有刺激性气味的液体，具有挥发性，可以任意比例溶于水有挥发性，可以任意比例溶于水具有酸的通性具有酸的通性具有强氧化性，能与金属、具有强氧化性，能与金属、非金属、还原性化合物反应非金属、还原性化合物反应见光或受热容易分解见光或受热容易分解1.1.某同学记了有关硝酸的事实，这些
14、事实分别表现了硝酸的哪些性质？请填在后面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。的括号中。(1)(1)久置的硝酸显黄色。久置的硝酸显黄色。()()(2)(2)铝制、铁制容器常温下可盛浓硝酸。铝制、铁制容器常温下可盛浓硝酸。()()(3)(3)铜片放入硝酸中，溶液变蓝，有气体产生。铜片放入硝酸中，溶液变蓝，有气体产生。()()(4)(4)碳单质放入热的浓硝酸中产生大量的红棕色气体。碳单质放入热的浓硝酸中产生大量的红棕色气体。()()(5)(5)浓硝酸敞口放置在空气中，质量会减小。浓硝酸敞口放置在空气中，质量会减小。()()不稳定性不稳定性 强氧化性强氧化性
15、强氧化性和酸性强氧化性和酸性强氧化性强氧化性 挥发性挥发性【延伸探究】【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？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：提示：关键看反应后关键看反应后N N元素在溶液中的存在形式。元素在溶液中的存在形式。若若N N元素以元素以NONOx x形式存在，则硝酸表现氧化性；形式存在，则硝酸表现氧化性；若若N N元素以元素以NONO3 3-形式存在，则硝酸表现酸性；形式存在，则硝酸表现酸性；若上述两种形式均存在，则硝酸既表现氧化性又表现酸性。若上述两种形式均存在，则硝酸既表现氧化性又表现酸性。典题精练典题精练2按要求回答下列问题：按要
16、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实验室保存硝酸的方法是_。(2)铜与足量浓铜与足量浓HNO3反应时，表现酸性的硝酸与作氧化剂的反应时，表现酸性的硝酸与作氧化剂的HNO3物质的量之比物质的量之比为为_。(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，则该盐不可能是粉质量减少，则该盐不可能是_(填字母填字母)。AFeCl3BNaCl CKNO3 DCu(NO3)2久置硝酸显黄色是由于硝酸见光或受热发生了分
17、解，生成的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，并置于阴凉处保存时应保存在棕色试剂瓶中，并置于阴凉处特别提醒特别提醒含含NO3 3-的的溶液中离子共存问题溶液中离子共存问题在中性或碱性的稀溶液中在中性或碱性的稀溶液中NO3 3-不不表现氧化性，但当水溶液中有大量表现氧化性，但当水溶液中有大量H存在时，存在时，NO3 3-表现表现出强氧化性，如存在出强氧化性，如存在H、NO3 3-的的溶液中不能大量存在溶液中不能大量存在 Fe2、S2、I、SO3 32-、Br等还原性离子。等还原性离子。1:11:1 B B (4)一定量
18、的浓硝酸与足量的铜充分反应，生成气体的成分有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：，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：方程式：_。NO2、NO【特别提醒】【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，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，HNOHNO3 3浓度浓度逐渐减小，还原产物起初为逐渐减小，还原产物起初为NONO2 2,后来为后来为NONO，可能得到，可能得到NONO2 2和和NONO的混合物。的混合物。0.
19、3 mol Cu和含和含1.2 mol HNO3的浓硝酸，充分反应后，生成的浓硝酸，充分反应后，生成NO2的量为的量为()A0.2 mol B0.6 mol C小于小于0.6 mol D大于大于0.6 mol大气污染大气污染 酸雨臭氧层空洞温室效应酸雨酸雨及其及其防治防治自主学习自主学习中国青年报中国青年报报道报道,从从“十雨九酸十雨九酸”的的“酸雨之都酸雨之都”到到“一湾碧水穿城过一湾碧水穿城过,十里青山半十里青山半入城入城”的国家园林城市和森林城市的国家园林城市和森林城市,从西部传统工业城市到全国第三大汽车生产城市从西部传统工业城市到全国第三大汽车生产城市,广西柳州在发展工业经济的历程中广
20、西柳州在发展工业经济的历程中,不断寻求经济发展与环境保护之间的契合点不断寻求经济发展与环境保护之间的契合点,闯闯出了一条经济效益、生态效益与民生效益和谐统一的绿色发展之路出了一条经济效益、生态效益与民生效益和谐统一的绿色发展之路,堪称中国工业城堪称中国工业城市绿色发展的奇迹。酸雨是如何防治的市绿色发展的奇迹。酸雨是如何防治的?【认真读图回答下列问题认真读图回答下列问题】1、形成酸雨的气体是什么么？、形成酸雨的气体是什么么？2、气体的来源？、气体的来源？3、形成酸雨的过程中发生了哪些反应、形成酸雨的过程中发生了哪些反应1 1.酸雨酸雨的的认识认识2 2.SO.SO2 2和和NONO2 2的主要来
21、源、危害和防治的主要来源、危害和防治提炼归纳提炼归纳(1)下列气体容易形成酸雨的是下列气体容易形成酸雨的是_。ACO2BSO2CN2 DNO2(2)现有雨水样品现有雨水样品1份，每隔一段时间测定该雨水样品的份，每隔一段时间测定该雨水样品的pH，所得，所得数据如下：数据如下：分析数据，回答下列问题：分析数据，回答下列问题：雨水样品的雨水样品的pH变化的原因变化的原因是是_(用化学方程式表示用化学方程式表示)。互动探究互动探究1.下下图所示是酸雨的形成示意图。根据图示回答下列问题。图所示是酸雨的形成示意图。根据图示回答下列问题。BD如果将刚取样的上述雨水和自来水相混合，如果将刚取样的上述雨水和自来
22、水相混合，pH将变将变_，原因原因是是_(用化学方程式表示用化学方程式表示)。(3)下列措施中，可减少酸雨产生的途径的是下列措施中，可减少酸雨产生的途径的是_(填字母填字母)。少用煤作燃料少用煤作燃料把工厂烟囱造高把工厂烟囱造高燃料脱硫燃料脱硫在已酸化的土壤中加石灰在已酸化的土壤中加石灰开发新能源开发新能源A B C DC小小2.NO2.NO在破坏臭氧层的过程中可发生如下反应在破坏臭氧层的过程中可发生如下反应:NO+ONO+O3 3NONO2 2+O +O NONO2 2+ONO+O+ONO+O2 2 总反应方程式为总反应方程式为2O2O3 3=3O=3O2 2,从整个反应来看从整个反应来看NONO、NONO2 2的作用有何不同的作用有何不同?提示提示:NONO在整个反应的前后在整个反应的前后,其质量和化学性质均保持不变其质量和化学性质均保持不变,因此在整个反应中因此在整个反应中NONO作催化剂作催化剂,NO,NO2 2仅是中间产物。仅是中间产物。【课堂小结】【课堂小结】
