人教版必修第二冊(cè)第二節(jié)氮及其化合物

第3課時(shí)硝酸酸雨及防治玻爾巧藏諾貝爾金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)?/p>

玻爾是丹麥的物理學(xué)家，曾獲得諾貝爾獎(jiǎng)。二戰(zhàn)中，玻爾被迫離開祖國(guó)，他決定將諾貝爾金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)氯芙庠谝环N溶液里，裝于玻璃瓶中。后來，納粹分子竄進(jìn)玻爾的住宅，那瓶溶有獎(jiǎng)?wù)碌娜芤壕驮谘燮さ紫?，他們卻一無所知。戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束后，玻爾又從溶液中還原提取出金，并重新鑄成獎(jiǎng)?wù)?。新鑄成的獎(jiǎng)?wù)?--它凝聚著玻爾對(duì)祖國(guó)無限的熱愛和無窮的智慧。這種溶液是什么？？？？①純硝酸是無色、易揮發(fā)、有刺激性氣味的液體。一、硝酸③密度比水大，（1.5027g/cm3）；1.物理性質(zhì)②能以任意比溶于水；④沸點(diǎn)低：83℃；⑤常用濃硝酸的濃度為69％，98％的濃硝酸叫作“發(fā)煙硝酸”。一、硝酸

濃硝酸見光或受熱時(shí)發(fā)生反應(yīng)(1)HNO3的不穩(wěn)定性一般將濃硝酸保存在棕色試劑瓶中，并避光放置于陰涼處2.化學(xué)性質(zhì)問題一：久置的濃硝酸為何呈黃色？硝酸分解生成的NO2溶于硝酸中問題二：如何保存硝酸？

濃硝酸久置濃硝酸4HNO3====4NO2↑+O2↑+2H2O或光照一、硝酸2.化學(xué)性質(zhì)(2)HNO3的酸性HNO3=H+

+NO3-強(qiáng)酸，完全電離與金屬反應(yīng)不產(chǎn)生H2★注意：H+與酸、堿指示劑作用與金屬作用與金屬氧化物作用與堿作用與某些鹽作用一、硝酸2.化學(xué)性質(zhì)(3)HNO3的強(qiáng)氧化性①與金屬反應(yīng)幾乎可以使所有金屬（金、鉑除外）氧化而生成硝酸鹽。當(dāng)HNO3與金屬反應(yīng)時(shí)，HNO3被還原的程度（即氮元素化合價(jià)降低的程度）取決于硝酸的濃度和金屬單質(zhì)還原性的強(qiáng)弱?！緦?shí)驗(yàn)5-8】

如圖5-14所示，在橡膠塞側(cè)面挖一個(gè)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。向上拉銅絲，終止反應(yīng)。硝酸與Cu的反應(yīng)稀硝酸濃硝酸實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象反應(yīng)緩慢,有少量氣泡產(chǎn)生,__________,試管口有紅棕色氣體產(chǎn)生反應(yīng)劇烈,有__________產(chǎn)生,__________,液面上有________氣體產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)結(jié)論銅與稀硝酸常溫下緩慢反應(yīng)生成_____氣體銅與濃硝酸常溫下劇烈反應(yīng)生成_____氣體溶液變藍(lán)大量氣泡溶液變藍(lán)紅棕色NONO2一、硝酸2.化學(xué)性質(zhì)(3)HNO3的強(qiáng)氧化性實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:反應(yīng)產(chǎn)物:①Cu與稀硝酸的反應(yīng)化學(xué)方程式:3Cu+8HNO3（?。?3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O硝酸銅、一氧化氮、水銅與稀硝酸反應(yīng)較緩慢，溶液變成藍(lán)色(Cu2+)，生成無色的氣體，遇空氣變?yōu)榧t棕色。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:反應(yīng)產(chǎn)物:化學(xué)方程式:②Cu與濃硝酸的反應(yīng)濃硝酸與銅能劇烈反應(yīng)，放出紅棕色的氣體，銅不斷溶解，溶液變成綠色（NO2氣體融于水和Cu2+導(dǎo)致溶液為綠色）。二氧化氮、硝酸銅和水Cu+4HNO3(濃)＝Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O一、硝酸2.化學(xué)性質(zhì)(3)HNO3的強(qiáng)氧化性①

與Cu反應(yīng)Cu+4HNO3(濃)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O3Cu+8HNO3(稀)===

3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O硝酸的濃度不同，與金屬反應(yīng)的產(chǎn)物也不同。濃硝酸的還原產(chǎn)物為NO2，稀硝酸的還原產(chǎn)物為NO思考①在上述的兩個(gè)反應(yīng)中硝酸都表現(xiàn)出哪些性質(zhì)。②上述兩反應(yīng)中，若有1molCu消耗，則被還原的硝酸的物質(zhì)的量分別是多少？③寫出上述兩反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式氧化性和酸性2/3mol和2molCu+4H++2NO3-

＝Cu2++2NO2↑+2H2O3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O3Fe(過量)＋8HNO3(稀)＝3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O注意點(diǎn)變價(jià)金屬與硝酸反應(yīng)時(shí)，注意量的關(guān)系Fe(不足)＋4HNO3(稀)＝Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2OFe+2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)2試著寫出少量/過量Fe粉分別于稀硝酸反應(yīng)的方程式。②常溫下濃硝酸能使Fe、Al發(fā)生鈍化加熱時(shí)：Al+6HNO3(濃)===Al(NO3)3+3NO2↑+3H2OFe+6HNO3(濃)===Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O△△一、硝酸2.化學(xué)性質(zhì)(3)HNO3的強(qiáng)氧化性常溫下，F(xiàn)e、Al與濃H2SO4或濃HNO3反應(yīng)，生成了致密的氧化膜，阻止酸與內(nèi)層金屬進(jìn)一步反應(yīng)，從而保護(hù)了金屬，這個(gè)過程叫做“鈍化”

常溫下可用鐵制品或鋁制品盛放濃硝酸，但要注意密封，以防硝酸揮發(fā)變稀后與鐵、鋁反應(yīng)。②常溫下，濃硝酸使鐵、鋁等金屬鈍化（加熱時(shí)也會(huì)發(fā)生反應(yīng)）①硝酸與金屬反應(yīng)不放出氫氣。③氧化性：濃硝酸>稀硝酸（均比濃硫酸強(qiáng)）較活潑的金屬+HNO3(極稀)→硝酸鹽+H2O+N2O↑硝酸的強(qiáng)氧化性特點(diǎn)歸納整理④一般反應(yīng)規(guī)律為：(如Mg、Zn等)(或NH3或銨鹽等)金屬+HNO3(濃)→硝酸鹽+NO2↑+H2O金屬+HNO3(稀)→硝酸鹽+NO↑+H2O⑤濃HNO3與濃鹽酸按體積比1∶3

配制而成的混合液叫王水。玻爾的獎(jiǎng)?wù)峦跛芙饨饘俚哪芰Ω鼜?qiáng)，能溶解金屬Pt、Au。記憶方法：“三言（鹽）一笑（硝）”S+6HNO3(濃)===H2SO4+6NO2↑+2H2O△③

與非金屬反應(yīng)一、硝酸2.化學(xué)性質(zhì)(3)HNO3的強(qiáng)氧化性將一塊紅熱的木炭投入濃硝酸中現(xiàn)象：劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生紅棕色氣體反應(yīng)方程式：C+4HNO3(濃)===

CO2↑+4NO2↑+2H2O

硝酸：是一元酸、強(qiáng)酸、氧化性酸、低沸點(diǎn)酸、不穩(wěn)定性酸、易溶性酸。硝酸是重要的化工原料，也是化學(xué)實(shí)驗(yàn)室里必備的重要試劑。在工業(yè)上可用于制化肥、農(nóng)藥、炸藥、染料、鹽類等。1.硝酸的工業(yè)制法－氨的催化氧化法

（2）氨氧化生成一氧化氮------氧化爐4NH3+5O24NO+6H2O鉑銠合金800℃N2+3H22NH3高溫高壓催化劑（1）N2和H2反應(yīng)生成氨氣二、硝酸的制法硝酸合成過程裝置圖N的化合價(jià)由0變?yōu)?3，發(fā)生還原反應(yīng)N的化合價(jià)由-3變?yōu)?2，發(fā)生氧化反應(yīng)（3）一氧化氮的氧化和硝酸的生成-----吸收塔2NO+O2=2NO2（循環(huán)使用）

（4）NO2和水反應(yīng)生成硝酸3NO2+H2O=2HNO3+NO硝酸合成過程裝置圖1.硝酸的工業(yè)制法－氨的催化氧化法二、硝酸的制法N的化合價(jià)由+2變?yōu)?4，發(fā)生氧化反應(yīng)氮的化合價(jià)由+4變?yōu)?5和+2價(jià)，既發(fā)生氧化反應(yīng)也發(fā)生還原反應(yīng)。想一想：尾氣包括哪些氣體？怎樣處理？寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O尾氣中包含NO2和NO氣體，所以需要用氫氧化鈉溶液來吸收尾氣思考與討論

硝酸是重要的化工原料，用于制化肥、農(nóng)藥、炸藥、燃料等。工業(yè)上制硝酸的原理是將氨經(jīng)過一系列反應(yīng)得到硝酸，如下圖所示：（1）寫出每一步反應(yīng)的化學(xué)方程式。（2）請(qǐng)分析上述反應(yīng)中的物質(zhì)類別和氮元素化合價(jià)的變化情況，以及每一步反應(yīng)中含氮物質(zhì)發(fā)生的是氧化反應(yīng)還是還原反應(yīng)。寫出有關(guān)化學(xué)方程式:N2→NH3:________________________________。NH3→NO:_______________________________。NO→NO2:_______________________________。NO2→HNO3:_____________________________。4NH3+5O24NO+6H2O2NO+O2===2NO23NO2+H2O===2HNO3+NON2+3H2

2NH3高溫高壓催化劑思考與討論注意點(diǎn)高沸點(diǎn)酸制低沸點(diǎn)酸NaCl(s)+H2SO4(濃)===NaHSO4+HCl↑

△HCl制取裝置NaNO3+H2SO4(濃)===NaHSO4+HNO3↑

△思考1：溫度如何控制？

溫度不能太高，否則硝酸會(huì)分解。故生成物是NaHSO4。思考2：能否采用制氯化氫的裝置制硝酸？如圖，不能，因硝酸蒸汽腐蝕橡膠塞和膠管。高沸點(diǎn)酸制低沸點(diǎn)酸二、硝酸的制法2.硝酸的實(shí)驗(yàn)室制法HCl制取裝置

煤、石油和金屬礦物以及機(jī)動(dòng)車在使用過程中，會(huì)生成SO2和氮氧化物。他們會(huì)引起呼吸道疾病，危害人體健康，甚至致人死亡。SO2以及氮氧化物在大氣中會(huì)形成酸雨，正常雨水由于溶解了CO2，pH約為5.6，酸雨的pH小于5.6三、酸雨及防治SSO2SO3H2SO4硫酸型酸雨：硝酸型酸雨：NO2HNO3三、酸雨及防治酸雨：主要指pH小于5.6

的雨水，其主要是含有硫酸和硝酸。成因：主要是大氣中的SO2與NOx溶于水形成的。三、酸雨及防治酸雨有很大的危害，能直接損傷農(nóng)作物，破壞森林和草原，使土壤、湖泊酸化，還會(huì)加速建筑物、橋梁、工業(yè)設(shè)備、運(yùn)輸工具和電纜的腐蝕。(1)對(duì)人體的直接危害首先是它的刺激性，其次是它會(huì)形成硫酸霧和硫酸鹽霧，其毒性比SO2大，能浸入人的肺部，引起肺水腫等疾病而使人致死。(2)引起河流、湖泊的水體酸化，嚴(yán)重影響水生動(dòng)物生長(zhǎng)。(3)破壞土壤、植被、森林。(4)腐蝕金屬、油漆、皮革、紡織品及建筑材料等。(5)滲入地下，可引起地下水酸化，酸化后的地下水中鋁、銅、鋅、鎘等對(duì)人體有害金屬元素的含量會(huì)偏高。2.酸雨的危害二、酸雨及防治(1)調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，積極開發(fā)新能源(2)對(duì)煤（其中含硫?yàn)?.3%-5%)進(jìn)行處理，如選洗加工、綜合開發(fā)、在煤中加入適量的生石灰、對(duì)排放的煙進(jìn)行處理等(3)種植能夠吸收SO2的有關(guān)樹木(如臭椿、垂柳、柳杉）等(4)加強(qiáng)工廠廢氣的回收處理(5)改進(jìn)汽車尾氣的處理技術(shù)，控制尾氣排放3.酸雨的防治二、酸雨及防治1.下列關(guān)于N2的敘述錯(cuò)誤的是（）A.N2既可作氧化劑又可作還原劑B.在雷雨天，空氣中的N2和O2可反映生成NOC.氮的固定是將N2轉(zhuǎn)化成含氮的化合物D.1molN2可與3molH2完全反應(yīng)生成2molNH3解析：N2和H2生成氨氣的反應(yīng)時(shí)可逆反應(yīng)，不能完全轉(zhuǎn)化D練習(xí)與應(yīng)用2.在NO2與水的反應(yīng)中（）A.氮元素的化合價(jià)不發(fā)生變化B.NO2只是氧化劑C.NO2只是還原劑D.NO2既是氧化劑，有事還原劑解析：3NO2+H2O=2HNO3+NO，反應(yīng)中NO2的化合價(jià)由+4價(jià)變?yōu)?5和+2價(jià)既是氧化劑又是還原劑。練習(xí)與應(yīng)用D3.只用一種試劑可將NH4Cl、（NH4)2SO4、NaCl、Na2SO4四種溶液區(qū)別開來的是（）A.NaOH溶液B.AgNO3溶液C.BaCl2溶液D.Ba（OH）2溶液D練習(xí)與應(yīng)用A．氯化銨、硫酸銨均與NaOH反應(yīng)生成氨氣，氯化鈉、硫酸鈉均與NaOH不反應(yīng)，不能鑒別；B．均與硝酸銀反應(yīng)生成白色沉淀，不能鑒別；C．硫酸銨、硫酸鈉均與氯化鋇反應(yīng)生成白色沉淀，氯化銨、氯化鈉均與氯化鋇不反應(yīng)，不能鑒別；D．氯化銨、硫酸銨、氯化鈉、硫酸鈉四種溶液分別與Ba（OH）2溶液反應(yīng)的現(xiàn)象為：刺激性氣體、白色沉淀和刺激性氣體、無現(xiàn)象、白色沉淀，現(xiàn)象不同，可鑒別；4.根據(jù)圖5-11“氨溶于水的噴泉實(shí)驗(yàn)裝置”，下列敘述不正確的是（）A．該實(shí)驗(yàn)說明氨氣極易溶于水B．燒瓶充滿氯氣，交投滴管和燒瓶中充滿濃堿也可能形成噴泉C．紅色噴泉說明氨水有堿性

D．燒杯中換成其他液體無法形成噴泉解析：噴泉反應(yīng)的原理是可以快速溶解或者反應(yīng)形成壓強(qiáng)差，所以換成其他液體也可以。D練習(xí)與應(yīng)用5.工業(yè)上用廢銅屑作原料制備硝酸銅，下列四種方法中，適宜采用的是哪一種，請(qǐng)從節(jié)約原料和污染保護(hù)的角度說明原因。A．Cu+HNO3(濃)→Cu(NO3)2B．Cu+HNO3(稀)→Cu(NO3)2C．Cu→CuO→Cu(NO3)2D．Cu→CuSO4→Cu(NO3)2空氣△HNO3濃H2SO4△Ba(NO3)2練習(xí)與應(yīng)用解析：根據(jù)反應(yīng)的方程式可知，選項(xiàng)ABD中都能產(chǎn)生大氣污染物NO2、NO、SO2，C中沒有污染物產(chǎn)生，且原料利用率高，所以正確的答案選C6.利用圖5-14進(jìn)行銅與硝酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)（1）硝酸一般成放在棕色試劑瓶中，請(qǐng)用化學(xué)方程式說明其原因______。