第2節(jié)第3課時　硝酸　酸雨及防治

1、化 學第3課時硝酸酸雨及防治一、硝酸1.硝酸物理性質(zhì)。2.硝酸化學性質(zhì)。(1)酸的通性。(2)不穩(wěn)定性。不穩(wěn)定性:濃硝酸受熱或見光易分解,化學方程式為保存方法:保存在棕色試劑瓶里,放置在陰涼處。純硝酸為無色液體,濃硝酸溶液一般呈現(xiàn)黃色,如何消除濃硝酸的黃色?提示:由于HNO3分解產(chǎn)生的NO2又溶于其中,故濃硝酸一般呈黃色,向濃硝酸中通入O2,可以消除其黃色。(3)強氧化性。硝酸二、酸雨及防治1.酸雨的形成。二氧化硫、氮氧化物以及它們在大氣中發(fā)生反應后的生成物溶于雨水會形成酸雨。酸雨的pH小于5.6。2.酸雨的危害。(1)直接損傷農(nóng)作物。(2)破壞森林和草原。(3)使土壤、湖泊酸化。(4)加速建

2、筑物、橋梁、工業(yè)設備、運輸工具和電纜的腐蝕。3.酸雨的防治。(1)減少化石燃料的燃燒。(2)對二氧化硫和氮氧化物的排放加以控制。酸雨的判斷標準和成因是什么?提示:(1)判斷標準:pH5.6的降雨。(2)成因:主要是大氣中的SO2和NO2溶于水形成的。一 通過實驗探究硝酸的氧化性重難歸納實驗裝置實驗記錄 (1)金屬活動性順序中排在氫前的金屬與酸反應一定產(chǎn)生氫氣嗎?金屬活動性順序中排在氫后的金屬與酸一定不反應嗎?提示:均不一定。如Fe與HNO3反應不產(chǎn)生氫氣,Cu等金屬與濃、稀硝酸均可以反應。(2)Fe、Al在常溫下不能溶于濃硝酸中,是因為Fe、Al不能與濃硝酸發(fā)生反應嗎?提示:不是。Fe、Al等

3、金屬與濃硝酸在常溫下發(fā)生鈍化現(xiàn)象,因而不能溶解,但是鈍化不代表不反應,而是在濃硝酸的作用下Fe、Al表面形成了一層致密的氧化膜,阻止了反應的進一步發(fā)生,但在加熱條件下可以劇烈反應。(3)Fe與稀硝酸反應時的產(chǎn)物與兩者的用量有何關系?(4)金屬與硝酸的反應中,硝酸起什么作用?分別是如何體現(xiàn)的?提示:強氧化性:HNO3中+5價的氮元素有很強的得電子能力,如將Fe氧化為高價態(tài)的Fe3+。酸性:生成了鹽類物質(zhì),如Fe(NO3)3、Al(NO3)3。典例剖析簡要回答下列問題。(1)在濃硝酸中放入銅片。開始時反應的化學方程式為。若銅有剩余,則反應將要結(jié)束時的化學方程式為。待反應停止后,再加入少量25%的稀

4、硫酸,這時銅片上又有氣泡產(chǎn)生,其原因是。(2)在100 mL混合酸中,c(HNO3)=0.4 molL-1,c(H2SO4)=0.2 molL-1,向其中加入2.56 g銅粉,微熱,待充分反應后,溶液中Cu2+的物質(zhì)的量濃度為。(3)14 g銅、銀合金與一定量某濃度的硝酸反應,將放出的氣體與1.12 L(標準狀況下)氧氣混合通入水中,恰好全部被水吸收,則合金中銅的質(zhì)量是 g。(3)根據(jù)題意,其反應過程為:所以整個過程中14 g Cu、Ag失去電子總數(shù)等于0.05 mol O2得到的電子總數(shù)。學以致用1.下列有關實驗操作、現(xiàn)象和解釋或結(jié)論都正確的是()。答案:B 解析:稀硝酸與鐵粉反應,鐵首先被

5、氧化成Fe3+,過量鐵粉將Fe3+還原,最終得到Fe2+,滴入KSCN溶液不顯紅色,A錯誤;常溫下,Fe、Al在濃硝酸或濃硫酸中發(fā)生鈍化,生成致密的保護膜阻止了反應進行,B正確;Al箔能與稀硝酸反應放出氣體,C錯誤;濃硝酸具有氧化性,能使紫色石蕊試紙先變紅后褪色,D錯誤。2.將一定質(zhì)量鐵粉加入100 mL某濃度的稀硝酸中充分反應。容器中剩有m g的鐵粉,收集到448 mL NO氣體(標準狀況)。(1)所得溶液中溶質(zhì)的化學式是;(2)原稀硝酸中c(HNO3)= molL-1。答案:(1)Fe(NO3)2(2)0.8解析:因鐵粉有剩余,故反應產(chǎn)物為Fe(NO3)2。8HNO3(稀)+3Fe=3Fe

6、(NO3)2+2NO+4H2O8 mol 44 800 mLn(HNO3) 448 mLn(HNO3)=0.08 mol,c(HNO3)=0.8 molL-1。二 酸雨及防治重難歸納1.酸雨的成因。是不是只要雨水的pH小于7就是酸雨?用氫氧化鈉溶液吸收氮的氧化物時,需要將一氧化氮和二氧化氮的混合物全部吸收,對于兩者的物質(zhì)的量關系有什么要求?提示:因為二氧化碳溶解在雨水中生成的碳酸顯酸性,所以雨水的pH小于7,但不一定是酸雨,雨水的pH小于5.6才是酸雨;根據(jù)兩者的混合物與氫氧化鈉反應的比例關系可知,只有二氧化氮與一氧化氮的物質(zhì)的量之比大于或者等于1,才可以完全被堿液吸收;如果一氧化氮過量,則可

7、以通入適量的氧氣使兩者的混合物完全被堿液吸收。典例剖析硝酸工業(yè)尾氣中含有高濃度的NO和NO2,它們都是大氣的重要污染物。已知某廠排放的尾氣中NO、NO2的體積比為11,該廠采用NaOH溶液來處理該尾氣,處理后所得溶液中只有一種含氮的鈉鹽。則該含氮的鈉鹽中,氮元素的化合價為()。A.-3價B.+1價C.+3價D.+5價答案:C解析:NO、NO2的體積比為11,兩者與NaOH反應的化學方程式為NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O,生成的NaNO2中氮的價態(tài)是+3價。學以致用1.X、Y、Z三種氣體都能對大氣造成污染,在工業(yè)上都可以用堿液吸收。已知X是化石燃料燃燒產(chǎn)物之一,是形成酸雨的主要物

8、質(zhì);Y是一種單質(zhì),它的水溶液具有漂白作用;Z是硝酸工業(yè)和汽車尾氣中的有害物質(zhì)之一,能與水反應。請寫出下列物質(zhì)反應的化學方程式。(1)X在一定條件下與氧氣反應:;(2)Y與氫氧化鈉溶液的反應:;(3)Z與水的反應:。解析:據(jù)題意可知,形成酸雨的主要物質(zhì),是燃燒化石燃料所得,則X是SO2;氯水具有漂白性,則Y是Cl2;NO2是硝酸工業(yè)和汽車尾氣的有害成分之一,且易溶于水,Z是NO2。2.汽車尾氣(含碳氫化合物、CO、SO2與NO等物質(zhì))是城市空氣的污染源之一。治理的方法之一是在汽車的排氣管上裝一個催化轉(zhuǎn)化器(用Pt、Pd合金作催化劑),它的特點是使CO與NO反應,生成可參與大氣循環(huán)的無毒氣體,并促

9、使汽油充分燃燒及SO2的轉(zhuǎn)化。(1)汽車尾氣中導致酸雨形成的主要物質(zhì)是。(2)寫出在催化劑的作用下CO與NO反應的化學方程式:。(3)使用“催化轉(zhuǎn)化器”的缺點是在一定程度上提高了排放廢氣的酸度,有可能促進了酸雨的形成,其原因是。(4)控制城市空氣污染源的方法有(填字母)。A.植樹造林B.開發(fā)氫能源C.使用電動車D.使用無鉛汽油答案:(1)SO2、NO (3)反應除生成了N2外,還生成了增加空氣酸度的SO3(4)BC解析:(1)汽車尾氣中導致酸雨形成的主要物質(zhì)是SO2、NO。(2)從題目敘述中“它能使CO與NO反應,生成可參與大氣生態(tài)循環(huán)的無毒氣體”,可推出該反應為2CO+2NO N2+2CO2

10、。(3)使用“催化轉(zhuǎn)化器”促進SO2轉(zhuǎn)化為SO3,而SO3與H2O化合生成H2SO4,提高了空氣的酸度,促進了酸雨的形成。(4)控制城市空氣污染源的方法是從控制空氣污染物的排放上采取措施。植樹造林能控制CO2量的增加,但不能消除污染物;使用無鉛汽油也不能消除汽車尾氣的排放,選B、C。1.下列有關酸雨說法不正確的是()。A.酸雨形成過程中一定有氧化還原反應發(fā)生B.煤和石油的燃燒是酸雨污染物的唯一來源C.二氧化硫以及氮氧化物是形成酸雨的主要因素D.酸雨的危害有使土壤、湖泊酸化以及加速建筑物、橋梁的腐蝕等答案:B解析:二氧化硫、氮氧化物經(jīng)過復雜的大氣化學反應,被雨水吸收溶解而形成硫酸或硝酸型酸雨,則

11、一定有氧化還原反應發(fā)生, 故A正確;汽車尾氣中的氮氧化物也能形成硝酸型酸雨,故B錯誤;二氧化硫、二氧化氮經(jīng)過復雜的大氣化學反應,被雨水吸收溶解而形成酸雨,故C正確;pH5.6的雨水稱為酸雨,酸雨對農(nóng)作物、橋梁、建筑物等有破壞作用,故D正確。2.如圖所示,夾子開始處于關閉狀態(tài),將液體A滴入試管與氣體B充分反應,打開夾子,發(fā)現(xiàn)試管內(nèi)的水立刻沸騰了。則液體A和氣體B的組合不可能是下列的()。A.亞硫酸鈉溶液、氯氣B.水、二氧化氮C.水、一氧化氮D.氫氧化鈉溶液、二氧化碳答案:C解析:中水沸騰說明中氣體壓強減小,在C項中水與NO不反應,不能使氣體壓強減小。3.(雙選)下列有關硝酸化學性質(zhì)的敘述中,正確

12、的是()。A.濃、稀硝酸都能使藍色石蕊試紙最終變?yōu)榧t色B.硝酸能與Fe3O4反應,體現(xiàn)了硝酸的氧化性和酸性C.硝酸可與Na2S反應制得H2S氣體D.濃硝酸因分解放出的NO2又溶解于硝酸而呈黃色答案:BD解析:硝酸是一種具有強氧化性的強酸,并且濃度越大,氧化性越強。硝酸可使藍色石蕊試紙先變紅后褪色,故選項A錯誤;硝酸是一種強氧化性酸,可氧化許多還原性物質(zhì),因此硝酸與Fe3O4反應時表現(xiàn)氧化性和酸性,與Na2S反應不能生成H2S,所以選項B正確,C錯誤;濃硝酸呈黃色,是因為分解出的NO2又溶于了硝酸,選項D正確。4.用題圖所示裝置制取、提純并收集表中的四種氣體(表中a、b、c表示相應儀器中加入的試

13、劑),其中可行的是()。答案:D 解析:A項,NO2能與氫氧化鈉溶液反應,收集不到NO2氣體,錯誤;B項,銅與濃硫酸反應需要加熱,且SO2能被酸性KMnO4溶液氧化,故不能用酸性KMnO4溶液除雜,錯誤;C項,堿石灰是固體干燥劑,應放在干燥管中,且不能用向上排空氣法收集NH3,錯誤;D項,H2O2溶液在MnO2的催化作用下分解放出O2, O2能用濃硫酸干燥,且O2的密度大于空氣的密度,故O2可用向上排氣法收集,正確。5.氮氧化物進入大氣后,不僅會形成硝酸型酸雨,還可能形成光化學煙霧,應對含有氮氧化物的廢氣進行處理。(1)用氫氧化鈉溶液可以吸收廢氣中的氮氧化物,反應的化學方程式如下:在反應中,氧

14、化劑是,還原劑是。在反應中,氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為。(2)由反應判斷二氧化氮(填“是”或“不是”)酸性氧化物,原因是。(3)目前有一種治理方法是在一定條件下,用氨氣將二氧化氮轉(zhuǎn)化為無污染的物質(zhì),請寫出該反應的化學方程式:。該反應中,氧化劑是,氧化產(chǎn)物是,生成1.4 mol氮氣時,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為。(4)為了保護環(huán)境,工業(yè)上常通入NH3,使氮的氧化物與氨反應轉(zhuǎn)化為無毒的N2?，F(xiàn)有NO2和NO的混合氣體3 L,通入3 L(同溫同壓下)NH3,恰好使其完全轉(zhuǎn)化為N2,則原混合氣體中NO2和NO的物質(zhì)的量之比為。答案:(1)NO2NO11(2)不是二氧化氮與堿反應生成兩種鹽,且氮元素化合價發(fā)生變化(3)6NO2+8NH3 7N2+12H2ONO2N24.8 mol(4)11解析:(1)在反應中NO2中的氮元素化合價降低,NO2做氧化劑,NO中氮元素化合價升高,NO做還原劑;在反應中氧化劑和還原劑都是NO2,它們的物質(zhì)的量之比為11。(2)二氧化氮與堿反應生成兩種鹽,且氮元素化合價發(fā)生變化,二氧化氮不是酸性氧化物。(3)根據(jù)原子守恒定律結(jié)合題目信息可知,氨氣與二氧化氮反