第二節氮及其化合物第4課時

硝酸第五章化工生產中的重要非金屬元素21本節重、難點酸雨及防治硝酸的性質二戰期間，諾貝爾物理學獎得主馬克思·馮勞厄、詹姆斯·弗蘭克分別將自己的獎章存放在丹麥哥本哈根的理論物理研究所，以防被納粹所得。然而，1940年德國入侵丹麥，眼看獎章不保，當時在該研究所工作的德海韋西把獎章溶解在王水中，以此躲避過了搜查。被秘密溶解的諾貝爾獎牌那么，王水是什么？為何能將金質獎章溶解呢？王水又稱“王酸”，是一種腐蝕性非常強、冒黃色霧的液體，是由濃鹽酸(HCl)和濃硝酸(HNO?)按體積比為3:1組成的混合物。王水王水中含有硝酸、氯氣和氯化亞硝酰等強氧化劑，同時還含有高濃度的氯離子。正因為如此，王水的氧化能力比硝酸強，不溶于硝酸的黃金，卻可以溶解在王水中。硝酸的物理性質純凈的硝酸是無色、有刺激性氣味的液體，易揮發；沸點是83℃,密度為1.5027g/cm3；硝酸可以與水以任意比互溶,質量分數為95%以上的硝酸叫發煙硝酸。?濃硝酸顯黃色是因為硝酸分解的二氧化氮溶解在其中?常用濃硝酸質量分數為69％,無色或黃色實驗室長期存放的濃硝酸，一段時間后會變成黃色，你知道這是為什么嗎？硝酸分解生成的________溶于硝酸中硝酸的化學性質見光或受熱易分解4NO2↑＋O2↑＋2H2O4HNO3或光照長期存放的濃硝酸呈黃色NO2保存濃硝酸需要用棕色細口試劑瓶(避光)、玻璃塞(橡膠塞易被氧化)，放于冷暗處(溫度低)如何除去濃硝酸中的“黃色”？往濃硝酸中通入足量的氧氣，發生反應4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3，使NO2轉化為硝酸，即可除去濃硝酸中的“黃色”。在橡膠塞側面挖一個凹槽，并嵌入下端卷成螺旋狀的銅絲。向兩支具支試管中分別加入2mL濃硝酸和稀硝酸，用橡膠塞塞住試管口，使銅絲與硝酸接觸，觀察并比較實驗現象。向上拉銅絲，終止反應。處理尾氣，防止污染環境2NaOH+2NO2=NaNO3+NaNO2+H2O與濃硝酸反應

、銅絲

，產生

色氣體，溶液呈綠色實驗現象劇烈變細紅棕與稀硝酸反應

、銅絲

，產生

氣體，溶液呈藍色緩慢變細無色濃硝酸稀硝酸銅與濃硝酸反應生成__________實驗結論NO2銅與稀硝酸反應生成__________NOCu＋4HNO3(濃)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O化學方程式：3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O化學方程式：(實驗室制NO)(實驗室制NO2)酸性

氧化性實驗分析濃硝酸中＋5價氮元素具有很強的得電子能力。濃硝酸和稀硝酸都具有很強的氧化性，且濃度越大，其氧化性越強，即氧化性：濃HNO3＞稀HNO3（都強于濃H2SO4），還原劑一般被其氧化為最高價。常溫下，鐵、鋁的表面被濃硝酸或濃硫酸氧化，生成一層致密的氧化物薄膜（鈍化反應），阻止了酸與內層金屬的進一步反應。加熱時，鐵、鋁會與濃硝酸或濃硫酸發生氧化還原反應。?常溫下，稀硝酸與Fe、Al反應Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2OAl+4HNO3(稀)=Al(NO3)3+NO↑+2H2O?常溫下，濃硝酸使Fe、Al鈍化?加熱下，濃硝酸與Fe、Al反應Fe+6HNO3(濃)=Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2OAl+6HNO3(濃)=Al(NO3)3+3NO2↑+3H2O足量的銅與濃硝酸反應，濃硝酸能否完全被還原？其還原產物可能是什么？濃硝酸既做氧化劑也做酸不可能完全被還原，且在反應過程中，硝酸的濃度逐漸減小，還原產物可能是NO2和NO的混合物。（2）與非金屬反應（3）H2S、SO2、Na2SO3、HI(I-)、Fe2+、FeO等還原性物質可被HNO3氧化C+4HNO3(濃)=CO2↑+2NO2↑+2H2OS+6HNO3(濃)=H2SO4↑+6NO2↑+2H2OP+5HNO3(濃)=H3PO4↑+5NO2↑+H2O在酸性（H+）條件下NO3-不能與這些還原性較強的離子大量共存非金屬單質＋濃硝酸=最高價氧化物或其含氧酸＋NO2↑＋H2O硝酸的化學性質硝酸的強氧化性——歸納總結硝酸與金屬反應不能生成氫氣。硝酸濃度不同，其還原產物不同，一般情況下，濃硝酸被還原為NO2，稀硝酸被還原為NO硝酸能與大多數金屬(金、鉑等除外)反應，將金屬氧化為高價態金屬的硝酸鹽。但在常溫下，濃硝酸能使鐵、鋁鈍化熱的濃硝酸可將非金屬單質(碳、硫、磷等)氧化為最高價氧化物或最高價含氧酸

硝酸的強氧化性還表現在可以氧化具有還原性的化合物或離子，如SO2、FeO、Fe2＋、Br－、I－、S2－、SO32-

等均能被硝酸氧化【例1】根據濃硝酸和稀硝酸的強氧化性書寫下列反應的化學方程式：①鐵與稀硝酸(HNO3過量)：

。②碳與濃硝酸共熱生成CO2和NO2：

。③硫與濃硝酸共熱生成H2SO4和NO2：

。Fe＋4HNO3(稀)

Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2OC＋4HNO3(濃)CO2↑＋4NO2↑＋2H2OS＋6HNO3(濃)H2SO4＋6NO2↑＋2H2OA【例1】0.3mol銅和含1.2molHNO3的濃硝酸，充分反應后，

生成NO2的量為()A.0.2mol B.0.6molC.小于0.6mol D.大于0.6mol因銅與濃硝酸反應：Cu＋4HNO3(濃)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，隨著反應的進行，濃硝酸變稀，稀硝酸與銅反應：3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，所以放出的NO2小于0.6mol。C硝酸的性質硝酸的工業制法（P16）硝酸是重要的化工原料，用于制化肥、農藥、炸藥、染料等。工業上制硝酸的原理是將氨經過一系列反應得到硝酸：N2H2NH3O2NOO2NO2H2OHNO3工業制備硝酸的原理硝酸的工業制法（P16）N2H2NH3O2NOO2NO2H2OHNO3工業制備硝酸的原理①②③④①②③④4NH3+5O24NO+6H2O加熱催化劑N2＋3H22NH3高溫、高壓催化劑2NO+O2===2NO23NO2＋H2O

2HNO3＋NO煤、石油和某些金屬礦物中含有硫，在燃燒或冶煉時會生成二氧化硫。在機動車發動機中，燃料燃燒產生的高溫條件會使空氣中的氮氣與氧氣反應，生成氮氧化物。他們會引起呼吸道疾病，危害人體健康，嚴重時會使人死亡。酸雨及防治酸雨：pH＜5.6的雨水雨水一般呈弱酸性，pH≈5.6CO2+H2OH2CO3排放的酸性氣體未經處理而排放到空氣中，可能導致降雨的酸性增強酸雨及防治酸雨對環境的危害導致地下水中重金屬元素含量增加，污染水源，危害人體健康直接損傷農作物，破壞森林和草原，使土壤、湖泊酸化加速建筑物、橋梁、工業設備、運輸工具和電纜的腐蝕消除污染源，改變能源結構，開發利用清潔能源酸雨及防治對酸性物質的排放加以控制控制汽車尾氣排放燃料脫硫處理，廢氣中二氧化硫回收利用環境污染形成原因主要危害溫室效應大氣中CO2含量不斷增加全球變暖，冰川融化酸雨SO2和氮氧化物的排放土壤酸化，腐蝕建筑物光化學煙霧氮氧化物和碳氫化合物的排放危害人體健康和植物生長臭氧空洞氮氧化物和氟氯代烴的排放地球上的生物受太陽紫外線的傷害加劇赤潮和水華含磷洗衣粉的大量使用及廢水的任意排放使藻類過度繁殖，水質惡化，發生在海水中為赤潮，淡水中為水華白色污染聚乙烯塑料的大量使用、任意丟棄破壞土壤結構和生態環境酸雨及防治酸雨及防治常見的環境污染【例1】現有雨水樣品1份，每隔一段時間測定該雨水樣品的pH，所得數據如下：測試時間/h01234雨水的pH4.734.634.564.554.55(1)分析數據，回答下列問題：①雨水樣品的pH變化的原因是_______________________________________________(用化學方程式表示)H2SO3SO2+H2O2H2SO3+O22H2SO4②如果將剛取樣的上述雨水和自來水相混合，pH將變___，原因是_______________________________________________________________(用化學方程式表示)。小Cl2＋2H2O＋SO2===H2SO4＋2HCl或H2SO3＋HClO===H2SO4＋HCl(2)下列措施中，可減少酸雨產生的途徑的是____(填字母)。①少用煤作燃料②把工廠煙囪造高③燃料脫硫④在已酸化的土壤中加石灰⑤開發新能源A.①②③ B.②③④⑤C.①③⑤ D.①③④⑤C地表最強酸——氟梯酸氟銻酸是一種無機化合物，化學式為HSbF6，是氫氟酸和五氟化銻反應后的產物，屬于超強酸。HF會釋放質子H+，然后氟離子F-會與SbF5形成八面體型的SbF6-陰離子。SbF6-是非配位陰離子，親核性和堿性都很弱。于是質子實際上是“裸露”在溶液中，使得混合物體系呈現超強的酸性，比純硫酸要強2×1019倍。該酸必須用特氟龍(聚四氟乙烯)材料裝盛。1.下列對于硝酸的認識，不正確的是()A.濃硝酸在見光或受熱時會發生分解B.金屬與硝酸反應不產生氫氣C.可用鐵和鋁制品盛裝冷的濃硝酸D.銅與硝酸的反應屬于置換反應D2.下列有關酸雨的說法正確的是()A.凡是呈酸性的雨水都稱為酸雨B.酸雨的形成只與S