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1、第五章第五章 化工生产中的重要非金属化工生产中的重要非金属第一节第一节 氮及其化合物（第三课时）氮及其化合物（第三课时）新课讲解新课讲解课程学习目标课程学习目标知道酸雨的测定。知道酸雨的测定。5掌握掌握硝酸的物理性质。硝酸的物理性质。1掌握硝酸的化学性质。掌握硝酸的化学性质。3认识酸雨的形成以及防治。认识酸雨的形成以及防治。4认识硝酸的不稳定性。认识硝酸的不稳定性。2新课讲解新课讲解新课讲解新课讲解玻尔巧藏诺贝尔金质奖章玻尔巧藏诺贝尔金质奖章玻玻尔尔是是丹丹麦麦的的物物理理学学家家，曾曾获获得得诺诺贝贝尔尔奖奖。二二战战中中，玻玻尔尔被被迫迫离离开开祖祖国国，他他决决定定将将诺诺贝贝尔尔金金质
2、质奖奖章章溶溶解解在在一一种种溶溶液液里里，装装于于玻玻璃璃瓶瓶中中。后后来来，纳纳粹粹分分子子窜窜进进玻玻尔尔的的住住宅宅，那那瓶瓶溶溶有有奖奖章章的的溶溶液液就就在在眼眼皮皮底底下下，他他们们却却一一无无所所知知。战战争争结结束束后后，玻玻尔尔又又从从溶溶液液中中还还原原提提取取出出金金，并并重重新新铸铸成成奖奖章章。新新铸铸成成的的奖奖章章-它凝聚着玻尔对祖国无限的热爱和无穷的智慧它凝聚着玻尔对祖国无限的热爱和无穷的智慧。导入导入这种溶液是什么？这种溶液是什么？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。一、硝酸一、硝酸能以任意比溶于水；能以任意比
3、溶于水；密度比水大，密度比水大，（1.5027g/cm3）；沸点低：沸点低：沸点低：沸点低：8383；常用浓硝酸的浓度为常用浓硝酸的浓度为69，98的浓硝酸的浓硝酸叫作叫作“发烟硝酸发烟硝酸”。（1）硝酸的物理性质）硝酸的物理性质新课讲解新课讲解新课讲解新课讲解（2）不稳定性不稳定性问题问题一：久一：久置的浓硝酸为何呈黄色？置的浓硝酸为何呈黄色？问题问题二：如何二：如何保存硝酸？保存硝酸？盛放在棕色试剂瓶里，并贮放在盛放在棕色试剂瓶里，并贮放在黑暗且温度低的地方黑暗且温度低的地方硝酸分解生成的硝酸分解生成的NO2溶于硝酸中溶于硝酸中4HNO3=4NO2+O2+2H2O或光照新课讲解新课讲解新课
4、讲解新课讲解浓硝酸浓硝酸久置浓硝酸久置浓硝酸硝酸硝酸具有具有强氧化性氧化性,对皮肤、衣物等有腐皮肤、衣物等有腐蚀作用，使用作用，使用时应注意安全。注意安全。！（3）硝酸具有强的氧）硝酸具有强的氧化性化性几乎几乎可以使所有金属（金、铂可以使所有金属（金、铂除外）氧化而生成硝酸盐。除外）氧化而生成硝酸盐。当当HNO3与金属反应时，与金属反应时，HNO3被还原的程度（即氮元素化合被还原的程度（即氮元素化合价降低的程度）取决于硝酸的浓度和价降低的程度）取决于硝酸的浓度和金属单质还原性的强弱。金属单质还原性的强弱。新课讲解新课讲解（4）【实验）【实验5-8】如图如图5-14所示，在橡胶塞侧面所示，在橡胶
5、塞侧面挖一个凹槽，并嵌入下端卷成螺挖一个凹槽，并嵌入下端卷成螺旋状的铜丝，向两支试管中分别旋状的铜丝，向两支试管中分别加入加入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，向接触，观察并比较实验现象，向上拉铜丝，停止反应。上拉铜丝，停止反应。新课讲解新课讲解新课讲解新课讲解实验现象实验现象:浓硝酸与铜能浓硝酸与铜能剧烈剧烈反应，放出反应，放出红棕色红棕色的气体，铜不断溶的气体，铜不断溶解，溶液变成解，溶液变成绿色绿色（NO2气体融于水和气体融于水和Cu2+导致溶液为绿色）。导致溶液为绿色）。反应产物反应产物:二氧
6、化氮、硝酸铜和水二氧化氮、硝酸铜和水化学方程式化学方程式:Cu+4HNO3(浓浓)Cu(NO3)2+2NO2+2H2OCu与浓硝酸的反应与浓硝酸的反应新课讲解新课讲解新课讲解新课讲解实验现象实验现象:铜与稀硝酸反应较缓慢，溶液铜与稀硝酸反应较缓慢，溶液变成变成蓝色蓝色(Cu2+)，生成生成无色的气体，无色的气体，遇空气变为遇空气变为红棕色。红棕色。反应产物反应产物:硝酸铜硝酸铜、一氧化氮、水、一氧化氮、水Cu与稀硝酸的反应与稀硝酸的反应化学方程式化学方程式:3Cu+8HNO3（稀）（稀）=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O新课讲解新课讲解新课讲解新课讲解思考思考在上述的两个反应中硝酸都表现出
7、哪些性质。在上述的两个反应中硝酸都表现出哪些性质。上述两反应中，若有上述两反应中，若有1molCu消耗，则被消耗，则被还原还原的硝酸的物的硝酸的物质的量分别是多少？质的量分别是多少？写出上述两反应的离子反应方程式写出上述两反应的离子反应方程式氧化性和酸性氧化性和酸性2mol和和2/3molCu+4H+2NO3-Cu2+2NO2+2H2O3Cu+8H+2NO3-=3Cu2+2NO+4H2O新课讲解新课讲解新课讲解新课讲解 常温下，浓硝酸使铁、铝等金属钝化（加热时也会发生反应）常温下，浓硝酸使铁、铝等金属钝化（加热时也会发生反应）常温下，浓硝酸使铁、铝等金属钝化（加热时也会发生反应）常温下，浓硝酸
8、使铁、铝等金属钝化（加热时也会发生反应）硝酸与金属反应不放出氢气。硝酸与金属反应不放出氢气。氧化性：浓硝酸氧化性：浓硝酸稀硝酸（均比浓硫酸强）稀硝酸（均比浓硫酸强）一般反应规律为：一般反应规律为：金属金属+HNO3(浓浓)硝酸盐硝酸盐+NO2+H2O金属金属+HNO3(稀稀)硝酸盐硝酸盐+NO+H2O较活泼的金属较活泼的金属(如如Mg、Zn等等)+HNO3(极稀极稀)硝酸盐硝酸盐+H2O+N2O(或或NH3或铵或铵盐等盐等)（5）硝酸硝酸的的化学性质化学性质新课讲解新课讲解新课讲解新课讲解变价金属与硝酸反应时变价金属与硝酸反应时3Fe(过量过量)8HNO3(稀稀)3Fe(NO3)22NO4H2
9、OFe(不足不足)4HNO3(稀稀)Fe(NO3)3NO2H2O浓浓HNO3与浓盐酸按体积比与浓盐酸按体积比1 3配制而成的混合液叫王水。王水溶解配制而成的混合液叫王水。王水溶解金属的能力更强，能溶解金属金属的能力更强，能溶解金属Pt、Au。记忆方法记忆方法：“三言（盐）一笑三言（盐）一笑（硝）（硝）”NO3_的检验：的检验：晶体或浓溶液与浓硫酸、晶体或浓溶液与浓硫酸、Cu共热时，若产生红棕色气共热时，若产生红棕色气体则含有体则含有NO3_；若为稀溶液则先浓缩后再检验。；若为稀溶液则先浓缩后再检验。玻尔的奖章玻尔的奖章新课讲解新课讲解新课讲解新课讲解（6）与非金属的反应）与非金属的反应将一块红
10、热的木炭投入浓硝酸中将一块红热的木炭投入浓硝酸中反应方程式：反应方程式：C+4HNO3(浓浓)=CO2+4NO2+2H2O现象现象：剧烈反应，产生：剧烈反应，产生红棕色红棕色气体气体硝酸：硝酸：是一元酸、强酸、氧化性酸、低沸点酸、是一元酸、强酸、氧化性酸、低沸点酸、不稳定不稳定性性酸、易溶性酸。酸、易溶性酸。新课讲解新课讲解新课讲解新课讲解二、思考与讨论二、思考与讨论硝酸是重要的化工原料，用于制话费、农药、硝酸是重要的化工原料，用于制话费、农药、炸药炸药、燃料等。工业、燃料等。工业上制硝酸的原理是将氨经过一系列反应得到硝酸，如下图所示：上制硝酸的原理是将氨经过一系列反应得到硝酸，如下图所示：（
11、1）写出每一步反应的化学方程式。）写出每一步反应的化学方程式。（2）请分析上述反应中的物质类别和氮元素化合价）请分析上述反应中的物质类别和氮元素化合价的变化的变化情况，情况，以以及及每一步反应中含氮物质发生的是氧化每一步反应中含氮物质发生的是氧化反应反应还是还原反应。还是还原反应。新课讲解新课讲解新课讲解新课讲解新课讲解新课讲解硝酸合成过程装置图硝酸合成过程装置图1.硝酸的工业制法氨的催化氧化法硝酸的工业制法氨的催化氧化法（2）氨）氨氧化生成一氧化氮氧化生成一氧化氮-氧化炉氧化炉氧化炉氧化炉4NH3+5O24NO+6H2ON的化合价由的化合价由-3变为变为+2，发生氧化反应，发生氧化反应铂铑合
12、金铂铑合金800新课讲解新课讲解新课讲解新课讲解N2+3H22NH3N的化合价由的化合价由0变为变为-3，发生还原反应，发生还原反应高温高压高温高压催化剂催化剂（1）N2和和H2反应生成氨气反应生成氨气（3）一氧化氮的氧化和硝酸的生成一氧化氮的氧化和硝酸的生成-吸收塔吸收塔吸收塔吸收塔2NO+O2=2NO2（循环使用）（循环使用）N的化合价由的化合价由+2变为变为+4，发生氧化反应，发生氧化反应 新课讲解新课讲解新课讲解新课讲解（4）NO2和水反应生成硝酸和水反应生成硝酸3NO2+H2O=2HNO3+NO氮氮的化合价由的化合价由+4变为变为+5和和+2价价，既，既发生氧化反应也发生还原反应。发
13、生氧化反应也发生还原反应。想一想想一想想一想想一想：尾气包括哪些气体？怎样：尾气包括哪些气体？怎样处理处理？写出写出有关反应的有关反应的化学化学方程式。方程式。NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O新课讲解新课讲解新课讲解新课讲解尾气中包含尾气中包含NO2和和NO气体，所以需要气体，所以需要用氢用氢氧化钠溶液来吸收尾气氧化钠溶液来吸收尾气NaNO3+H2SO4(浓浓)=NaHSO4+HNO3思考思考思考思考1 1：温度如何控制？：温度如何控制？：温度如何控制？：温度如何控制？温度不能太高，否则硝酸会分解温度不能太高，否则硝酸会分解。故。故生成物是生成物是NaHSO4。思考思考思考思考2
14、 2：能否采用制氯化氢的装置制硝酸？：能否采用制氯化氢的装置制硝酸？：能否采用制氯化氢的装置制硝酸？：能否采用制氯化氢的装置制硝酸？如图，不能，因硝酸蒸汽腐蚀橡胶塞和胶管。如图，不能，因硝酸蒸汽腐蚀橡胶塞和胶管。高沸点酸高沸点酸制制低沸点酸低沸点酸（3）HNO3实验室制法实验室制法新课讲解新课讲解新课讲解新课讲解HCl制取装置制取装置三、酸雨及防治三、酸雨及防治煤、石油和金属矿物以及机动车在使用过煤、石油和金属矿物以及机动车在使用过程中，会生成程中，会生成SO2和氮氧化物。他们会引起和氮氧化物。他们会引起呼吸道疾病，危害人体健康，甚至致人死亡。呼吸道疾病，危害人体健康，甚至致人死亡。SO2以及
15、氮氧化物在大气中会形成酸雨，正以及氮氧化物在大气中会形成酸雨，正常雨水由于溶解了常雨水由于溶解了CO2，pH约为约为5.6，酸雨的，酸雨的pH小于小于5.6新课讲解新课讲解新课讲解新课讲解酸雨酸雨危害很大，能直接损伤农作物，破危害很大，能直接损伤农作物，破坏森林和草原，使土壤、湖泊算话，加速坏森林和草原，使土壤、湖泊算话，加速建筑物、桥梁、手工业设备、运输工具和建筑物、桥梁、手工业设备、运输工具和电缆的腐蚀。电缆的腐蚀。SO2和和NO2都是有用的化工原料，但当他都是有用的化工原料，但当他们分散在大气中时，就形成了难以处理的污们分散在大气中时，就形成了难以处理的污染物。因此，工业废气排放到大气中
16、之前，染物。因此，工业废气排放到大气中之前，必须进行适当处理，防治有害物质污染大气，必须进行适当处理，防治有害物质污染大气，并充分利用原料。并充分利用原料。新课讲解新课讲解新课讲解新课讲解四、阅读课本的研究与实践四、阅读课本的研究与实践-测定雨水的测定雨水的pH研究目的：研究目的：研究目的：研究目的：酸雨对环境危害巨大，人们已经采取多种措施来防酸雨对环境危害巨大，人们已经采取多种措施来防治酸雨。通过以下活动了解测定雨水治酸雨。通过以下活动了解测定雨水pH的方法，认识酸雨的危的方法，认识酸雨的危害，激发保护环境的紧迫感。害，激发保护环境的紧迫感。研究任务研究任务：收集资料并测定雨水的：收集资料并测定雨水的pH.【结果与讨论】（【结果与讨论】（1）通过测定数据判断降雨是否为）通过测定数据判断降雨是否为酸雨酸雨。若是酸雨，。若是酸雨，分析形成原因，并提出减轻酸雨危害分析形成原因，并提出减轻酸雨危害的建议的建议。（2)本次实践活动及结果对你有什么启发？撰写本次实践活动及结果对你有什么启发？撰写研究研究报告，并与同报告，并与同学讨论。学讨论。新课讲解新课讲解新课讲解新课讲解1.下列关于下列关于N
