第二節氮及其化合物第3課時硝酸、酸雨及防治第五章化工生產中的重要非金屬元素情

景

引

入運輸硝酸的鋁槽車發生泄露事故，現場可聞到刺鼻的氣味，同時大量紅棕色煙霧。消防人員運來純堿進行處理，以便防止其擴散并污染黃河。剛泄漏時泄漏一段時間

運輸濃硝酸的鋁槽車泄露情

景

引

入思考1：硝酸呈現出哪些物理性質？思考2：為什么可以用純堿處理泄漏出來的硝酸？思考3：為什么現場有大量紅棕色的煙霧？思考4：金屬可以與酸反應，為什么可以用鋁槽車運輸濃硝酸？

運輸濃硝酸的鋁槽車泄露揮發出來的HNO3遇到空氣中的水分子結合成的小液滴，形成白霧。質量分數為69%的硝酸為濃硝酸質量分數為98%以上的硝酸為“發煙硝酸”顏色揮發性氣味狀態溶解性密度無色有刺激性氣味比水大與水任意比例互溶液體易揮發一、硝酸1.物理性質【思考】硝酸是無色液體，但久置的濃硝酸為什么會顯黃色？瓶口有白霧？沸點是83℃ρ=1.5027g/mL4HNO3(濃)4NO2↑+O2↑+2H2O或光照?【思考】硝酸該如何保存？貯存:一般將濃硝酸保存在棕色試劑瓶中，并避光放置于陰涼處一、硝酸(1)不穩定性2.化學性質如何去除硝酸的黃色？通入足量氧氣4NO2+O2+2H2O=4HNO3（細口瓶，玻璃塞）久置濃硝酸顯黃色？因硝酸分解產生NO2溶于硝酸的緣故從物質分類和化合價的角度預測硝酸的性質物質分類化合價氫化物

單質

氧化物

酸

堿

鹽

+5+4+3+20-3NH3NH4+N2N2O3N2O4/NO2N2O5NOHNO3HNO2NH3?H2ONO-3NO-2HNO3==

H++NO3-

若把硝酸滴加到石蕊溶液中，溶液先變紅后褪色，出現該現象的原因是什么？氧化性(2)酸性硝酸是一元強酸HNO3=

H++NO3-

稀硝酸使紫色石蕊溶液變紅,濃硝酸使紫色石蕊溶液變紅(酸性)后褪色(強氧化性)②與堿反應:Fe(OH)3+3HNO3=Fe(NO3)3+3H2O③與堿性氧化物反應:CuO+2HNO3=Cu(NO3)2+H2O④與弱酸鹽反應:CaCO3+2HNO3=Ca(NO3)2+CO2↑+H2O?①與指示劑反應:?⑤與金屬單質反應:不生成氫氣【實驗5-8】

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。濃硝酸稀硝酸實驗現象實驗結論反應劇烈，銅絲變細，產生大量紅棕色氣體，溶液逐漸變綠反應緩慢，銅絲變細，開始產生少量無色氣體，反應逐漸加快，氣體在試管口變為紅棕色，溶液逐漸變藍銅與稀硝酸常溫下緩慢反應生成NO銅與濃硝酸常溫下劇烈反應生成NO2(3)HNO3的強氧化性①與Cu反應一、硝酸(3)HNO3的強氧化性濃硝酸的還原產物為NO2，稀硝酸的還原產物為NO硝酸的濃度不同，與金屬反應的產物也不同。①與Cu反應3Cu+8HNO3(稀)

===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2OCu+4HNO3(濃)

===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O思考：濃硝酸、稀硝酸與Cu反應產物分別為NO2、NO，反應中稀硝酸化合價降低較多，說明稀硝酸氧化性比濃硝酸強，對嗎？硝酸濃度越大，氧化性越強。氧化性：濃HNO3>稀HNO3【思考與討論】

1、足量的Cu中加入少量的濃硝酸,可能會發生什么反應?開始時銅與濃硝酸反應:Cu+4HNO3(濃)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O隨著反應進行,硝酸由濃變稀,則發生:3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O2、反應停止后,如果在溶液中再加入足量硫酸會出現什么情況?溶液中存在NO3-，它遇到H+后，會繼續氧化銅，當然此時NO3-/H+的溶度較稀，反應生成NO。3.試著寫出少量/過量Fe粉分別于稀硝酸反應的方程式。3Fe+8HNO3(稀)==3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O（Fe過量）【思考】為什么鐵少量生成三價鐵，鐵過量生成二價鐵？Fe+4HNO3(稀)==Fe(NO3)3+NO↑+2H2O

（

Fe少量）

大多數金屬能與硝酸反應，但在常溫下，鐵和鋁會被冷的濃硝酸、濃硫酸鈍化，生成一層致密的氧化膜，阻止了酸與內層金屬的反應，故可以用鐵（鋁）槽車運輸濃硝酸、濃硫酸。②常溫下濃硝酸能使Fe、Al發生鈍化加熱時反應：Al+6HNO3(濃)===Al(NO3)3+3NO2↑+3H2O△Fe+6HNO3(濃)===Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O△應用：鐵（鋁）槽車運輸濃硝酸、濃硫酸。A.與金屬反應（Au、Pt

不反應）（3）強氧化性Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O②常溫下濃硝酸能使Fe、Al發生鈍化①與Cu反應加熱時反應：Al+6HNO3(濃)===Al(NO3)3+3NO2↑+3H2O△Fe+6HNO3(濃)===Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O△小結金屬+濃/稀硝酸→最高價態的硝酸鹽+NO2↑/NO↑+H2O氧化性：濃HNO3>稀HNO3濃度越大，氧化性越強。應用：鐵（鋁）槽車運輸濃硝酸、濃硫酸。Eg.高考不掌握的例子——更多不同濃度Zn+4HNO3(濃)=Zn(NO3)2+______+2H2O3Zn+8HNO3(稀)=3Zn(NO3)2+______+4H2O4Zn+10HNO3(更稀)=4Zn(NO3)2+______+5H2O4Zn+10HNO3(極稀)=4Zn(NO3)2+_________+3H2O2NO2↑2NO↑N2O↑NH4NO3硝酸濃度越低，還原產物價態越低。（3）強氧化性C+4HNO3（濃）=CO2↑+4NO2↑+2H2OS+6HNO3(濃)=H2SO4+6NO2↑+2H2O△非金屬單質+濃硝酸→最高價氧化物或其含氧酸+NO2↑+H2OB.與非金屬單質反應——

N+5價（3）強氧化性C.與還原性物質反應

Fe2＋HNO3（SO2）SO32－HNO3Br-HNO3I-HNO3不與Cl-反應HNO3

S2-Fe3＋SO42－SBr2I2——

N+5價王水

濃HCl和濃HNO3

(體積比3:1)混合，能使一些不溶于硝酸的金屬如Au、Pt等溶解。玻爾

玻爾，丹麥物理學家，曾獲得諾貝爾獎。二戰中，玻爾被迫離開將要被德國占領的祖國。為了表示重返祖國的決心，他將諾貝爾金質獎章溶解在王水里，裝于玻璃瓶中，然后將它放在柜面上。后來，納粹分子竄進玻爾的住宅，那瓶溶有獎章的溶液就在敵人的眼皮底下。戰爭結束后，玻爾又從溶液中還原提取出金，并重新鑄成獎章。新鑄成的獎章顯得更加燦爛奪目，因為它凝聚著玻爾對祖國無限的熱愛和無窮智慧。延伸閱讀（不要求）：濃HNO3

體現氧化性；Cl–

提供配體；形成PtCl62–、AuCl4–等離子。玻爾巧藏諾貝爾金獎章硝酸是重要的化工原料，用于制化肥、農藥、炸藥、染料等3.硝酸的用途氮肥硝化纖維塑料炸藥染料農藥工業上制硝酸的原理是將氨經過一系列反應得到硝酸，如下圖所示：N2H2O2O2H2ONH3NONO2HNO3(1)寫出每一步反應的化學方程式。(2)請分析上述反應中的物質類別和氮元素化合價的變化情況，以及每一步反應中含氮物質發生的是氧化反應還是還原反應。思考與討論4.硝酸的制備教材16頁“思考與討論”寫出有關化學方程式:N2→NH3:________________________________。NH3→NO:_______________________________。NO→NO2:_______________________________。NO2→HNO3:_____________________________。4NH3+5O24NO+6H2O2NO+O2===2NO23NO2+H2O===2HNO3+NON2+3H2

2NH3高溫高壓催化劑硝酸的工業制備教材16頁“思考與討論”實驗室制備硝酸不揮發性酸制備揮發性酸硝酸鈉（NaNO3）液-液加熱型NaNO3+H2SO4

==NaHSO4+HNO3△【思考】該反應能否證明硫酸的酸性比硝酸的酸性強？或者硫的非金屬性比氮的非金屬強？與銅反應與Zn等活潑金屬常溫時，與Fe、Al反應【加熱不鈍化】與鉑/金

反應與碳反應條件還原產物稀硫酸等非氧化性酸不反應置換出H2/不反應濃硫酸加熱SO2SO2鈍化

/加熱反應稀硝酸/NONONO/不反應濃硝酸/NO2NO2鈍化

/加熱反應硫酸、硝酸的氧化性規律氧化性酸與金屬活動性處于H之前的金屬反應，置換出H2

KCaNaMgAlZnFeZnPb

H

CuHgAgPtAu

加熱

下能與多數金屬和非金屬單質反應，放出SO2能與多數金屬單質反應，一般放出NO能與多數金屬單質和非金屬單質反應，一般放出NO2煤、石油和某些金屬礦物中含有硫，在燃燒或冶煉時往往會生成二氧化硫。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。它們會引起呼吸道疾病，危害人體健康，嚴重時會使人死亡。這些氣體對空氣和我們的生活環境能造成什么影響呢？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二、酸雨及其防治指pH小于5.6

的雨水，其主要是含有硫酸和硝酸。1.酸雨主要是大氣中的SO2與NOx溶于水形成的。2.成因硫酸型酸雨：3.類型硝酸型酸雨：二、酸雨及其防治【正常雨水約5.6，因溶CO2】硫酸型酸雨：SO3＋H2O===H2SO42H2SO3＋O2===2H2SO4硝酸型酸雨：2NO＋O2===2NO23NO2＋H2O===2HNO3＋NO反應原理：2SO2＋O2===2SO3粉塵反應原理：SO2＋H2O===

H2SO34.危害：①加速建筑物、橋梁、工業設備、運輸工具和電纜的腐蝕

②直接損傷農作物，破壞森林和草原，使土壤、湖泊酸化

③導致地下水中重金屬元素含量增加，污染水源5.防治(1)調整能源結構，積極開發新能源(2)對煤（其中含硫為0.3%-5%)進行處理，如選洗加工、綜合開發、在煤中加入適量的生石灰、對排放的煙進行處理等(3)種植能夠吸收SO2的有關樹木(如臭椿、垂柳、柳杉）等(4)加強工廠廢氣的回收處理(5)改進汽車尾氣的處理技術，控制尾氣排放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NOx的排放土壤酸化，腐蝕建筑物光化學煙霧NOx和碳氫化合物的排放危害人體健康和植物生長臭氧空洞NOx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常見的環境污染學習評價1.硝酸被稱為“國防工業之母”是因為它是制取炸藥的重要原料。下列實驗事實與硝酸性質不相對應的一組是()A．濃硝酸使紫色石蕊溶液先變紅后褪色——酸性和強氧化性B．不能用稀硝酸與鋅反應制氫氣——強氧化性C．要用棕色瓶盛裝濃硝酸——不穩定性D．能使滴有酚酞的氫氧化鈉溶液紅色褪去——強氧化性D學習評價2.用以下三種途徑來制取相同質量的硝酸銅:①銅跟濃硝酸反應,②銅跟稀硝酸反應,③銅跟