文档内容
第五章 化工生产中的重要非金属元素
第 2 节 氮及其化合物
第 3 课时 硝酸和酸雨及防治
本节是人教版第五章第二节氮及其化合物的内容。本节内容主要包括：氮及氮的固定、一氧化
氮和二氧化氮、氨和铵盐、硝酸、酸雨及其防治。教材首先根据氮的原子结构知识，应用前一节掌
握的研究非金属单质性质的基本思路预测氮的化学性质，渗透条件对化学反应的影响，引出氮的固
定对人类生存的重要意义。之后，根据物质类别研究氮的化合物，包括一氧化氮、二氧化氮、硝酸、
氨和铵盐的化学性质。以工业合成氨、工业制硝酸的生产原理为载体，应用氧化还原反应原理，设
计含氮化合物的转化，使学生认识到从一种原料转化成多种产品，路径之一是通过氧化还原反应改
变主要元素的化合价，提升“变化观念”等学科核心素养。教材设置铵根离子的检验、实验室制取
氨的实验活动，让学生根据氨、铵根离子的性质和反应，选择合适的试剂，设计检验或者制取物质
的方案，提升其科学探究的能力。最后，教材编入“酸雨及其防治”内容以及“测定雨水的 pH”的
研究与实践活动，综合运用硫和氮及其化合物的相关知识，寻求证据参与社会性议题的讨论，分析
硫酸工业、合成氨工业对社会发展的价值和对环境的影响，有意识地渗透资源合理利用和环境保护
的意识。
《普通高中化学课程标准(2017版)》对本节的要求：结合真实情境中的应用实例或通过实验探
究，了解氮及其重要化合物的主要性质，认识这些物质在生产中的应用和对生态环境的影响。结合
实例认识金属、非金属及其化合物的多样性，了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化，
认识物质及其转化在自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。其情景素材建议为：“雷雨发庄
稼”；氮的循环与氮的固定；工业合成氨、工业制硫酸（或硝酸）；氮肥的生产与合理使用；氯气、
氨气等泄漏的处理；酸雨的成因与防治；汽车尾气的处理。因此内容安排三个课时：第一课时为氮
气与氮的固定，一氧化氮和二氧化氮，第二课时为氨和铵盐，第硝酸和酸雨及防治。本节为第二课
时的内容：硝酸和酸雨及防治。
【学习目标】
1、能运用氧化还原反应知识理解硝酸的氧化性。
2、认识硝酸在相关反应中体现的性质，了解硝酸的保存方法。3、了解SO2、NO2对大气质量的影响，特别是酸雨的成因、危害及防治措施。
【核心素养】
1、通过学习硝酸的性质及原子守恒法、电子守恒法的应用，培养学生论据推理与模型认知的化学
核心素养。
2、通过酸雨的形成及防治认识化学对人类的作用，培养学生科学态度与社会责任的化学核心素养。
1、硝酸的物理和化学性质。
2、酸雨形成的原因和防治。
多媒体、硝酸、铜丝、NaOH、具支试管等
【引入】为什么硝酸泄漏会有黄色的气体产生？
【讲解】
一、硝酸
1、物理性质：无色、易挥发、有刺激性气味的液体
2、化学性质：
(1) HNO 的不稳定性
3
a. 浓硝酸见光或受热时发生反应
4HNO (浓) === 4NO ↑+O ↑+2H O
3 2 2 2
b. 贮存：一般将浓硝酸保存在棕色玻璃瓶中，并避光放置于冷暗处
(2) HNO 的强氧化性
3
① 与Cu反应
【实验探究】
【实验5-8】
如图5-14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。向两支具支试管
中分别加入2mL浓硝酸和稀硝酸，用橡胶塞塞住试管口，使铜丝与硝酸接触，观察并比较实验现象。向上拉铜丝，终止反应。
【观看视频】
稀硝酸 浓硝酸
实验
反应缓慢,有少量气泡产
反应剧烈,有__________产生,__________,液面上
生,__________,试管口有红棕色气体产
有________气体产生
生
现象
实验
铜与稀硝酸常温下缓慢反应生成_____
铜与浓硝酸常温下剧烈反应生成_____气体
气体
结论
Cu+4HNO (浓) === Cu(NO )+2NO↑+2H O
3 3 2 2 2
3Cu+8HNO (稀) === 3Cu(NO )+2NO↑+4HO
3 3 2 2
硝酸的浓度不同，与金属反应的产物也不同。
浓硝酸的还原产物为NO ，稀硝酸的还原产物为NO
2
② 常温下浓硝酸能使Fe、Al发生钝化
Al + 6HNO (浓) === Al(NO )+ 3NO ↑+ 3H O
3 3 3 2 2
Fe+6HNO (浓)===Fe(NO )+3NO↑+3H O
3 3 3 2 2
③ 与非金属反应
C+4HNO （浓）=== 2HO+4NO ↑+CO ↑
3 2 2 2
S+6HNO (浓) === HSO +6NO↑+2H O
3 2 4 2 2
【资料卡片】劳厄和弗兰克，曾获得1914年和1925年的物理学奖，德国纳粹政府要没收他们的诺贝尔奖牌，
他们辗转来到丹麦，请求丹麦同行、1922年物理学奖得主玻尔帮忙保存。1940年，纳粹德国占领
丹麦，受人之托的玻尔急得团团转。同在实验室工作的一位匈牙利化学家赫维西（1943年化学奖
得主）帮他想了个好主意：将奖牌放入“王水” 中，纯金奖牌便溶解了。玻尔于是将溶液瓶放在
实验室架子上，来搜查的纳粹士兵果然没有发现这一秘密。战争结束后，溶液瓶里的黄金被还原后
送到斯德哥尔摩，按当年的模子重新铸造，于1949年完璧归赵。
浓硝酸和浓盐酸按体积比为1∶3混合得到的混合物。
能使不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。
【思考与交流】
硝酸是重要的化工原料，用于制化肥、农药、炸药、染料等。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：
(1) 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的变化情况，以及每一步反应中含氮物质发生的
是氧化反应还是还原反应。
写出有关化学方程式:
N→NH : 。
2 3
NH →NO: 。
3
NO→NO : 。
2
NO →HNO: 。
2 3
【讲解】二、酸雨及防治
煤、石油和某些金属矿物中含有硫，在燃烧或冶炼时往往会生成二氧化硫。在机动车发动机中，
燃料燃烧产生的高温条件会使空气中的氮气与氧气反应，生成氮氧化物。它们会引起呼吸道疾病，
危害人体健康，严重时会使人死亡。
1. 酸雨的形成
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：主要是大气中的SO 与NOx溶于水形成的。
2
硫酸型酸雨：S→SO →SO →HSO
2 3 2 4
硝酸型酸雨：NO →HNO
2 3
2. 酸雨的危害
(1)对人体的直接危害首先是它的刺激性，其次是它会形成硫酸雾和硫酸盐雾，其毒性比 SO2大，
能浸入人的肺部，引起肺水肿等疾病而使人致死。
(2)引起河流、湖泊的水体酸化，严重影响水生动物生长。
(3)破坏土壤、植被、森林。
(4)腐蚀金属、油漆、皮革、纺织品及建筑材料等。
(5)渗入地下，可引起地下水酸化，酸化后的地下水中铝、铜、锌、镉等对人体有害金属元素的含量
会偏高。
3. 酸雨的防治
(1)调整能源结构，积极开发新能源
(2)对煤（其中含硫为0.3%-5%)进行处理，如选洗加工、综合开发、在煤中加入适量的生石灰、对排放的烟进行处理等
(3)种植能够吸收SO 的有关树木(如臭椿、垂柳、柳杉）等
2
(4)加强工厂废气的回收处理
(5)改进汽车尾气的处理技术，控制尾气排放
【研究与实践】
测定雨水的pH
【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，认识酸雨的危害，激发保护环境的紧迫感。
【研究任务】
(1) 收集资料
a以“酸雨”为关键词进行搜索，了解酸雨的形成原因、基本类型、相关危害及预防和治理措施。|
图5-17用出计测量水样的酸度
(2) 测定雨水的pH根据收集的资料，确定测定雨水pH的过程和方法并进行实践，对结果进行分析
和讨论。可参考如下过程：
①下雨时用容器直接收集一些雨水作为样品，静置，以蒸馏水或自来水作为参照，观察并比较它们
的外观；
②用pH试纸（或pH计）测量雨水和蒸馏水的酸度并记录；
③有条件的话，可连续取样并测定一段时间（如一周）内本地雨水、地表水或自来水的 pH，将得
到的数据列表或作图，确定你所在地区本时间段内雨水等的平均酸度。
【结果与讨论】
【总结】【课堂练习】
1. 下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确的是 ( )
A.由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体
B.红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应
C.由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物
D.③的气体产物中检测出CO，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应
2
2.下列反应中硝酸既能表现出酸性又表现出氧化性的是 ( )
A.使石蕊试液变红
B.与铜反应放出NO气体,生成Cu(NO )
3 2
C.与NaCO 反应放出CO 气体,生成NaNO
2 3 2 3
D.与S单质混合共热时生成HSO 和NO
2 4 2
3. 在标准状况下将1.92 g铜粉投入一定量浓硝酸中,随着铜粉的溶解,反应生成的气体颜色逐渐变浅,
当铜粉完全溶解后共收集到由NO 和NO组成的混合气体1.12 L,则混合气体中NO的体积为 (
2
)
A.112 mL B.1 008 mL C.224 mL D.448 mL
4. 9.7 g Cu和Zn的合金与足量的稀硝酸反应,还原产物只有NO气体,其体积在标准状况下为2.24
L。将溶液稀释为1 L,测得溶液的c(H+)=0.1 mol·L-1,此时溶液中NO -的浓度为 ( )
3
A.0.3 mol·L-1 B.0.4 mol·L-1 C.0.2 mol·L-1 D.0.6 mol·L-1
