资源简介 第4课时 硝酸 酸雨及防治[核心素养发展目标] 1.掌握硝酸的性质及应用。2.知道酸雨的成因及防治措施。3.掌握硝酸与金属、非金属反应的特点。一、硝酸的性质及工业制法1.硝酸的性质硝酸是________色、易________、有______气味的液体,硝酸具有如下化学性质:(1)不稳定性浓硝酸见光或受热易分解,化学方程式为_________________________。长期存放的浓硝酸呈黄色是因为其分解生成的________溶于硝酸中,实验室常将浓硝酸保存在________试剂瓶中,并放置在________处。(2)酸性硝酸是强酸,具有酸的通性。写出下列反应的离子方程式:①硝酸和氢氧化钠反应:________________________________________________。②硝酸和氧化钠反应:____________________________________________________。③硝酸和碳酸钙反应:___________________________________________________。思考1 若把硝酸滴加到石蕊溶液中,溶液先变红后褪色,出现该现象的原因是什么?________________________________________________________________________(3)强氧化性①硝酸具有很强的氧化性,浓度不同,与金属反应的产物也不同。实验探究:浓HNO3和稀HNO3与铜的反应实验装置 两只具支试管中分别加入浓硝酸和稀硝酸实验 现象 浓HNO3:铜丝变细,产生大量________色气体,溶液逐渐变________ 稀HNO3:铜丝变细,开始产生少量________气体,反应逐渐加快,气体在试管上部变为________色,溶液逐渐变蓝化学方程式实验结论 浓HNO3与金属铜反应生成______,稀HNO3与金属铜反应生成______,浓HNO3的氧化性更________思考2 (1)一定量的金属铜放入浓硝酸后,金属铜有剩余,推测产生的气体成分可能有哪些?再向其中加入少量的稀硫酸,金属铜还会继续溶解吗?________________________________________________________________________(2)铁在常温下可以和稀硝酸反应,预测铁与稀硝酸反应的产物,试写出化学方程式。________________________________________________________________________②钝化常温下,铁、铝的表面被________或______氧化,生成一层致密的氧化物薄膜,阻止了酸与内层金属的进一步反应。所以常温下可以用铁或铝制容器来盛装________或________。当________时,铁、铝会与浓HNO3或浓H2SO4发生反应。③浓HNO3与非金属(碳)的反应化学方程式:_________________________________。2.硝酸的工业制法硝酸是重要的化工原料,用于制化肥、农药、染料等,工业制硝酸的原理如图:序号 反应物中含氮物质的类别、氮元素化合价的变化情况 化学方程式 含氮物质发生反应的类型(氧化反应、还原反应)①②③④1.判断正误(1)硝酸可与Na2SO3反应生成SO2( )(2)稀硝酸可溶解Fe(OH)2生成Fe(NO3)2和水( )(3)碳、铜与浓硝酸反应时,浓硝酸只表现强氧化性( )(4)在常温下Fe和Al在浓硫酸和浓硝酸中发生钝化,说明常温下浓硫酸和浓硝酸与Fe和Al不反应( )(5)王水是浓硝酸和浓盐酸体积比为1∶3的混合物,其氧化性比浓硝酸强( )2.下列事实与硝酸性质的对应关系错误的是( )A.打开浓硝酸的试剂瓶,瓶口有白雾——挥发性B.用棕色试剂瓶保存浓硝酸——不稳定性C.稀硝酸使紫色石蕊溶液变红——酸性D.稀硝酸使黑色氧化铜固体溶解——强氧化性硝酸的氧化性(1)硝酸与金属反应不能生成氢气。硝酸浓度不同,其还原产物不同,一般情况下,浓硝酸被还原为NO2,稀硝酸被还原为NO。(2)硝酸能与大多数金属(金、铂等除外)反应,将金属氧化为高价态金属的硝酸盐。将浓硝酸与浓盐酸以1∶3的体积比混合,所得混合物称为王水,它能溶解一些不溶于硝酸的金属,如Pt、Au等。但在常温下,浓硝酸能使铁、铝钝化。(3)热的浓硝酸可将非金属单质(碳、硫、磷等)氧化为最高价氧化物或最高价含氧酸。(4)硝酸的强氧化性还表现在可以氧化具有还原性的化合物或离子,如SO2、FeO、Fe2+、Br-、I-、S2-、SO等均能被硝酸氧化。二、酸雨及防治1.酸雨(1)二氧化硫和氮氧化物的来源SO2:________、________和某些________________的燃烧或冶炼;NOx:机动车发动机中,N2与O2反应生成NOx。(2)酸雨的形成________________、________________以及它们在大气中发生反应后的生成物溶于雨水形成酸雨。正常雨水由于溶解了CO2,其pH约为5.6,而酸雨的pH________。2.酸雨的危害与防治(1)危害:酸雨能直接________农作物,______森林和草原,使土壤、湖泊________,加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的腐蚀。(2)防治①消除____________,改变能源结构,开发利用清洁能源。②对________________的排放加以控制,对排放的二氧化硫、氮氧化物等物质采取吸收、回收处理等措施。1.判断正误(1)空气中的SO2溶于水最终形成酸雨( )(2)汽车排放的尾气、硝酸厂和化肥厂的废气都含有氮氧化物( )(3)安装煤炭燃烧过程的固硫装置主要是为了提高煤的利用率( )(4)大量燃烧化石燃料排放的废气中含大量的CO2,从而使雨水的pH<5.6( )2.(1)现有雨水样品1份,每隔一段时间测定该雨水样品的pH,所得数据如下:测试时间/h 0 1 2 3 4雨水的pH 4.73 4.63 4.56 4.55 4.55分析数据,回答下列问题:①雨水样品的pH变化的原因是____________________________(用化学方程式表示)。②如果将刚取样的上述雨水与自来水相混合,pH将变________,原因是_______________(用化学方程式表示)。(2)下列可以减少酸雨产生的途径是___________________________(填字母)。①少用煤作燃料 ②把工厂烟囱造高③燃料脱硫 ④在已酸化的土壤中加石灰⑤开发新能源A.①②③ B.②③④⑤C.①③⑤ D.①③④⑤SO2、NOx的消除方法(1)SO2的消除方法①钙基固硫法:将生石灰和含硫的煤混合燃烧,S转化为CaSO4。反应原理:CaO+SO2CaSO3、2CaSO3+O2===2CaSO4。总反应:2CaO+2SO2+O22CaSO4。②氨水脱硫法:将SO2通过氨水并被氧化生成氮肥(NH4)2SO4。反应原理:2NH3·H2O+SO2===(NH4)2SO3+H2O、2(NH4)2SO3+O2===2(NH4)2SO4。③碱液吸收法:SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O。(2)NOx的消除①碱液吸收法2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O、NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O。NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)≥n(NO)。②催化转化法NON2:4NH3+6NO5N2+6H2O,NOx+CO―→N2+CO2:2NO+2CON2+2CO2。 1.(2023·威海高一期末)下列有关硝酸化学性质的叙述正确的是( )A.硝酸能与Na2SO3反应,但不生成SO2B.硝酸的氧化性很强,能氧化所有金属C.可用铝或铁制容器盛装稀硝酸D.浓硝酸因易挥发出HNO3而呈黄色2.(2023·邯郸高一月考)酸雨是对pH小于5.6的降水的统称。下列说法错误的是( )A.空气中的SO2溶于水,最终形成酸雨B.工业废水任意排放是造成酸雨的主要原因C.汽车排放的尾气、硝酸厂和化肥厂的废气都含有能形成酸雨的氮氧化物D.为了减少酸雨的形成,必须减少SO2的排放量,可对燃料进行脱硫处理3.某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的气体是NO,设计了如图实验,实验过程中同时用石灰水吸收产生的氮氧化物获得应用广泛的Ca(NO2)2,实验装置如图所示。(已知:NO+NO2+2OH-===2NO+H2O、2NO2+2OH-===NO+NO+H2O)(1)实验之前通入N2的目的是__________。(2)在(1)操作后将装置A中铜丝插入稀硝酸,溶液显蓝色,有无色气体生成,该反应中表现氧化性的硝酸与参与反应的硝酸物质的量之比为________。(3)装置B中用注射器压入空气之后现象是____________________。(4)D装置的作用是__________________。第4课时 硝酸 酸雨及防治一、1.无 挥发 刺激性(1)4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O NO2 棕色阴凉(2)①H++OH-===H2O ②2H++Na2O===2Na++H2O ③2H++CaCO3===Ca2++CO2↑+H2O思考1 硝酸显酸性使石蕊溶液变红,因强氧化性而具有漂白性,又使其褪色。(3)①红棕 绿 无色 红棕 Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O NO2 NO 强思考2 (1)产生的气体可能是NO2和NO的混合气体。向有金属铜剩余的溶液中加入少量稀硫酸,稀硫酸提供氢离子,与溶液中的NO会继续与铜反应。(2)硝酸与变价金属(如Fe)反应,根据金属量的多少分别得到高价、低价或两种价态共存的混合物。反应的化学方程式为Fe(少量)+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O;3Fe(过量)+8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O。②浓HNO3 浓H2SO4 浓HNO3 浓H2SO4 加热③C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O2.①单质,0→-3 N2+3H22NH3 还原反应 ②氢化物,-3→+2 4NH3+5O24NO+6H2O 氧化反应 ③氧化物,+2→+4 2NO+O2===2NO2氧化反应 ④氧化物,+4→+5、+2 3NO2+H2O===2HNO3+NO 氧化反应、还原反应应用体验1.(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√2.D [浓硝酸具有挥发性,挥发出HNO3(g)溶于水蒸气中产生白雾,A正确;HNO3见光或受热易分解,故实验室常用棕色试剂瓶保存浓硝酸,并置于阴凉处,B正确;稀硝酸中含有H+,使紫色石蕊溶液变红,体现其酸性,C正确;稀硝酸与CuO反应生成Cu(NO3)2和H2O,体现了稀硝酸的酸性,D错误。]二、1.(1)煤 石油 金属矿物(2)二氧化硫 氮氧化物 小于5.62.(1)损伤 破坏 酸化 (2)①污染源 ②酸性物质应用体验1.(1)√ (2)√ (3)× (4)×2.(1)①SO2+H2O??H2SO3、2H2SO3+O2===2H2SO4 ②小 Cl2+2H2O+SO2===H2SO4+2HCl(或H2SO3+HClO===H2SO4+HCl)(2)C随堂演练 知识落实1.A 2.B3.(1)排尽装置中的空气,防止对实验造成干扰(2)1∶4 (3)烧瓶E中气体变为红棕色(4)吸收处理尾气NO2、NO;防止倒吸解析 (1)NO容易被氧气氧化为NO2,所以需要在反应前通入氮气赶走装置中的空气,防止对实验造成干扰。(2)铜和稀硝酸反应的化学方程式为3Cu+8HNO3===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,若有8 mol硝酸参加反应,表现氧化性的硝酸即生成NO的硝酸为2 mol,所以表现氧化性的硝酸与参与反应的硝酸物质的量之比为1∶4。(3)生成的无色气体NO和空气中的氧气反应生成红棕色的NO2:2NO+O2===2NO2。(4)D装置不但可以吸收多余的氮氧化物,球形干燥管还可以起到防止倒吸的作用。 展开更多...... 收起↑ 资源预览