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第3課時(shí)硝酸酸雨及防治1.結(jié)合實(shí)驗(yàn)探究,掌握硝酸的保存方法、不穩(wěn)定性、強(qiáng)氧化性,培養(yǎng)學(xué)科素養(yǎng)——科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)。2.結(jié)合環(huán)境污染與防治知識(shí),了解酸雨的形成及危害,加強(qiáng)環(huán)保意識(shí),培養(yǎng)化學(xué)服務(wù)社會(huì)的科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任。知識(shí)點(diǎn)一、硝酸1.物理性質(zhì)硝酸是色、揮發(fā)、氣味的液體。2.化學(xué)性質(zhì)(1)不穩(wěn)定性濃硝酸見光或者受熱會(huì)分解產(chǎn)生二氧化氮:。濃硝酸的保存:一般保存在色試劑瓶中,并放置在。(2)強(qiáng)氧化性①與金屬銅的反應(yīng)濃、稀硝酸與銅反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為:、。②濃硝酸與鐵、鋁的反應(yīng)a.下,鐵、鋁的表面被濃硝酸或濃硫酸,生成了一層薄膜,這層薄膜阻止了酸。b.時(shí),鐵、鋁會(huì)與濃硝酸或濃硫酸發(fā)生反應(yīng)。③王水是濃硝酸和按體積比為組成的混合物。王水能使不溶于硝酸的金屬如等溶解。3.工業(yè)制硝酸(1)工業(yè)上制硝酸的流程圖(2)反應(yīng)原理①;②;③;④。4.硝酸的用途硝酸是重要化工原料,用于制、、、燃料等。知識(shí)點(diǎn)二、酸雨及防治1.大氣中二氧化硫、氮氧化物的來源(1)二氧化硫:的燃燒、含硫金屬礦物的冶煉等。(2)氮氧化物:機(jī)動(dòng)車發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的使空氣中的反應(yīng)生成氮氧化物。2.二氧化硫、氮氧化物的危害(1)引起疾病,嚴(yán)重時(shí)會(huì)使人死亡。(2)形成。2.酸雨的形成與危害(1)酸雨:二氧化硫、氮氧化物以及它們?cè)诖髿庵邪l(fā)生反應(yīng)后的生成物溶于雨水會(huì)形成酸雨。酸雨的pH。(2)形成:①硫酸型酸雨:SO2→SO3→或SO2→H2SO3→.②硝酸型酸雨:NOx→NO2→.(3)危害:①農(nóng)作物,破壞森林和草原,使土壤、湖泊;②加速建筑物、橋梁、工業(yè)設(shè)備、運(yùn)輸工具和電纜的。探究任務(wù)一硝酸的強(qiáng)氧化性1.硝酸的強(qiáng)氧化性規(guī)律(1)硝酸的濃度越大,反應(yīng)溫度越高,其氧化性越強(qiáng)。(2)還原劑一般被氧化成最高價(jià)態(tài)。2.硝酸的強(qiáng)氧化性的表現(xiàn)(1)硝酸與金屬的反應(yīng):①除Au、Pt等少數(shù)金屬外,硝酸幾乎可以氧化所有的金屬。②活潑金屬與HNO3反應(yīng)不生成H2,HNO3的濃度不同,還原產(chǎn)物不同。③常溫下濃硝酸能使Fe、Al鈍化,加熱時(shí)反應(yīng)。(2)硝酸與非金屬的反應(yīng):反應(yīng)規(guī)律:非金屬單質(zhì)+濃硝酸→最高價(jià)氧化物或高價(jià)含氧酸+NO2↑+H2O。(3)硝酸與還原性化合物的反應(yīng):硝酸的強(qiáng)氧化性還表現(xiàn)在可以氧化具有還原性的化合物或離子,如HI、HBr、SO2、Fe2+、FeO、Br-、I-、S2-、SOeq\o\al(2-,3)等均能被HNO3氧化。(4)硝酸與鐵反應(yīng):當(dāng)硝酸過量時(shí),產(chǎn)物為Fe(NO3)3;當(dāng)鐵過量時(shí),產(chǎn)物為Fe(NO3)2。【典例1】下列說法正確的是()A.過量的鐵與濃硝酸反應(yīng),其產(chǎn)物是Fe(NO3)3、NO2、NO、H2OB.1mol銅與足量的濃硝酸反應(yīng),消耗硝酸的物質(zhì)的量為2molC.往Fe(NO3)2溶液中加入稀硫酸,溶液的顏色會(huì)由淺綠色變?yōu)樽攸S色D.鐵、鋁在任何濃度的硝酸中都會(huì)鈍化【變式訓(xùn)練1】將相同質(zhì)量的銅分別和過量濃硝酸、稀硝酸反應(yīng),下列敘述正確的是()A.反應(yīng)劇烈程度:兩者相同B.消耗硝酸的物質(zhì)的量:前者多,后者少C.反應(yīng)生成氣體的顏色:前者淺,后者深D.反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù):前者多,后者少探究任務(wù)二硝酸與金屬反應(yīng)的有關(guān)計(jì)算硝酸與金屬反應(yīng)的“三個(gè)守恒、一個(gè)關(guān)系”(1)三個(gè)守恒①得失電子守恒:金屬失電子數(shù)=n(NO2)+3n(NO)。②氮原子守恒:n(HNO3)=xn[M(NO3)x]+n(NO2)+n(NO)。③若向反應(yīng)后的溶液中加入NaOH溶液恰好使Mx+沉淀完全,此時(shí)溶質(zhì)為NaNO3,則存在:n(Na+)=n(NOeq\o\al(-,3))=n(HNO3)-n(NO)-n(NO2)。(2)一個(gè)關(guān)系起酸性作用的HNO3的物質(zhì)的量是金屬物質(zhì)的量和金屬所帶電荷數(shù)的乘積,可表示為n(HNO3)酸性=xn(Mx+)=n(轉(zhuǎn)移電子)?!镜淅?】1.92gCu投入到一定量的濃硝酸中,銅完全溶解,生成的氣體的顏色越來越淺,共收集到672mL的氣體(氣體體積已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。將盛有此氣體的容器倒扣在水槽中,通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下一定體積的氧氣,恰好使氣體完全溶于水,則通入的氧氣的體積為()A.168mL B.224mLC.336mL D.504mL【變式訓(xùn)練2】9.7gCu和Zn的合金與足量的稀硝酸反應(yīng),還原產(chǎn)物只有NO氣體,其體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為2.24L。將溶液稀釋為1L,測(cè)得溶液的c(H+)=0.1mol·L-1,此時(shí)溶液中NOeq\o\al(-,3)的濃度為()A.0.3mol·L-1 B.0.4mol·L-1C.0.2mol·L-1D.0.6mol·L-1探究任務(wù)三酸雨的危害與防治SO2和氮的氧化物的吸收、轉(zhuǎn)化(1)NaOH溶液吸收SO2+2NaOH=Na2SO3+H2ONO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O(2)氨氣吸收2NH3+H2O+SO2=(NH4)2SO38NH3+6NO27N2+12H2O4NH3+6NO5N2+6H2O(3)汽車尾氣轉(zhuǎn)換器2CO+2NO2CO2+N2(4)石灰吸收CaO+SO2=CaSO3、2CaSO3+O2=2CaSO4【特別提醒】(1)氮的氧化物是造成酸雨和臭氧層空洞的共同污染物。(2)NO在破壞臭氧層的過程中可發(fā)生如下反應(yīng):NO+O3→NO2+O2①NO2+O→NO+O2②總反應(yīng)方程式為2O3=3O2,從整個(gè)反應(yīng)來看NO作催化劑。(3)NO使人中毒的原理與CO相似,被人吸入后與血紅蛋白結(jié)合生成一氧化氮血紅蛋白,從而使血紅蛋白失去運(yùn)輸O2的能力?!镜淅?】下圖所示是酸雨的形成示意圖。根據(jù)圖示回答下列問題。(1)下列氣體容易形成酸雨的是________。A.CO2 B.SO2C.N2 D.NO2(2)現(xiàn)有雨水樣品1份,每隔一段時(shí)間測(cè)定該雨水樣品的pH,所得數(shù)據(jù)如下:測(cè)試時(shí)間/h01234雨水的pH4.734.634.564.554.55分析數(shù)據(jù),回答下列問題:①雨水樣品的pH變化的原因是_____________(用化學(xué)方程式表示)。②如果將剛?cè)拥纳鲜鲇晁妥詠硭嗷旌?,pH將變________,原因是_______________________________________(用化學(xué)方程式表示)。(3)下列措施中,可減少酸雨產(chǎn)生的途徑的是________(填字母)。①少用煤作燃料②把工廠煙囪造高③燃料脫硫④在已酸化的土壤中加石灰⑤開發(fā)新能源A.①②③ B.②③④⑤C.①③⑤ D.①③④⑤【變式訓(xùn)練3】酸雨是對(duì)降水呈酸性(pH小于5.6)的統(tǒng)稱。下列說法錯(cuò)誤的是()A.空氣中的SO2溶于水,最終形成酸雨B.汽車排放的尾氣、硝酸廠和化肥廠的廢氣都含有氮氧化物C.工業(yè)廢水任意排放是造成酸雨的主要原因D.為了減少酸雨的形成,必須減少SO2的排放量,對(duì)燃料脫硫處理1.下列因果關(guān)系不正確的是 ()選項(xiàng)原因結(jié)果A大量植樹造林溫室效應(yīng)BSO2和NO2氣體的大量排放酸雨C含氮、磷等生活廢水的大量排放水華、赤潮D汽車尾氣的大量排放光化學(xué)煙霧2.下列關(guān)于硝酸的敘述正確的是()A.NO2溶于水生成硝酸,所以NO2是酸性氧化物B.硝酸可與活潑金屬反應(yīng)生成鹽和氫氣C.濃硝酸見光或受熱易分解,必須保存在棕色瓶中D.硝酸與銅的反應(yīng)只表現(xiàn)出氧化性3.將銅粉放入稀硫酸中,加熱無明顯反應(yīng),但加入某鹽后,發(fā)現(xiàn)銅粉質(zhì)量逐漸減少,該鹽是()A.硫酸亞鐵 B.硫酸鋅C.硝酸鉀 D.氯化鈉4.已知3Cu+8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,則下列說法不正確的是 ()A.Cu作還原劑,HNO3作氧化劑B.HNO3在該反應(yīng)中只有部分表現(xiàn)出了氧化性C.每生成22.4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)NO有3mol的電子轉(zhuǎn)移D.如果有8molHNO3被還原,則生成了2molNO5.在濃硝酸中放入銅片:(1)開始反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為___________________。(2)若銅有剩余,則反應(yīng)將要結(jié)束時(shí)的反應(yīng)方程式為______________。(3)待反應(yīng)停止后,再加入少量25%的稀硫酸,這時(shí)銅片上又有氣泡產(chǎn)生,其原因是__________________________________________。(4)若將12.8g銅跟一定量的濃硝酸反應(yīng),銅消耗完時(shí),共產(chǎn)生5.6L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體。則所消耗的HNO3的物質(zhì)的量為________,其中顯氧化性的硝酸的物質(zhì)的量為________。1.大氣中的二氧化硫和二氧化氮溶于水后會(huì)形成酸雨。下列說法錯(cuò)誤的是()A.二氧化硫和二氧化氮是形成酸雨的主要物質(zhì)B.酸雨的主要成分為H2SO4和HNO3C.汽車尾氣中的NOx指NO2D.煤燃燒時(shí)加入適量石灰石,可減少廢氣中SO2的量2.下列實(shí)驗(yàn)事實(shí)與硝酸性質(zhì)不相對(duì)應(yīng)的一組是 ()A.濃硝酸使紫色石蕊溶液先變紅后褪色——酸性和強(qiáng)氧化性B.鐵與稀硝酸反應(yīng)不能放出氫氣——強(qiáng)氧化性C.要用棕色瓶盛裝濃硝酸——不穩(wěn)定性D.氫氧化亞鐵固體與稀硝酸混合——僅強(qiáng)酸性3.從經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境保護(hù)的觀點(diǎn)出發(fā),由銅制取硝酸銅最適宜的方法是()A.Cu與濃HNO3→Cu(NO3)2B.Cu與稀HNO3→Cu(NO3)2C.CuCuOCu(NO3)2D.Cu+AgNO3→Cu(NO3)24.一定質(zhì)量的銅分別與足量的稀硝酸和濃硝酸完全反應(yīng),在相同條件下用排水法收集反應(yīng)產(chǎn)生的氣體,下列敘述正確的是 ()A.硝酸濃度越大,硝酸被還原之后的生成物的價(jià)態(tài)越低,對(duì)應(yīng)的硝酸的氧化性越弱B.硝酸濃度不同,生成Cu(NO3)2的物質(zhì)的量不同C.硝酸濃度越大,產(chǎn)生的氣體越少D.兩者用排水法收集到的氣體體積相等5.0.3molCu和含1.2molHNO3的濃硝酸,充分反應(yīng)后,生成NO2的量為()A.0.2mol B.0.6molC.小于0.6mol D.大于0.6mol6.將1.92g銅粉與一定量的濃硝酸反應(yīng),當(dāng)銅粉完全反應(yīng)時(shí)收集到氣體1.12L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。則所消耗硝酸的物質(zhì)的量是()A.0.12mol B.0.11molC.0.09mol D.0.08mol7.某興趣小組設(shè)計(jì)出如圖所示裝置來改進(jìn)教材中“硝酸與銅反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn),以探究化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化。 (1)實(shí)驗(yàn)前,關(guān)閉活塞b,試管d中加水至浸沒長(zhǎng)導(dǎo)管口,塞緊試管c和d的膠塞,加熱c,其目的是________________________________。
(2)在d中加適量NaOH溶液,c中放一小塊銅片,由分液漏斗a向c中加入2mL濃硝酸,c中反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________________________。
再由a向c中加2mL蒸餾水,c中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_________________________________。
(3)下表是制取硝酸銅的三種方案,能體現(xiàn)綠色化學(xué)理念的最佳方案是________,理由是_____________________________________。
方案反應(yīng)物甲Cu、濃硝酸乙Cu、稀硝酸丙Cu、O2、稀硝酸8.為了證明稀硝酸與銅反應(yīng)的氣體產(chǎn)物是NO,某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)方案。實(shí)驗(yàn)步驟:(1)關(guān)閉K1,打開K2,向試管中加石灰石,通過分液漏斗向其中加入一定的稀硝酸,則加入石灰石的作用是________________________________,反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________________________________。(2)將銅絲插入稀硝酸中,微熱大試管。該步反應(yīng)的離子方程式是__________________________________。(3)充分反應(yīng)后,打開開關(guān)K1,通過氣囊鼓入空氣,可以觀察到燒瓶中______________________,證明稀硝酸與銅反應(yīng)的氣體產(chǎn)物是NO。(4)NaOH溶液的作用________________________。9.“保護(hù)環(huán)境,就是保護(hù)人類自己?!毕铝协h(huán)境問題與產(chǎn)生的主要原因不相符的是()①“臭氧空洞”主要是大量使用氟氯代烴等引起的②“光化學(xué)煙霧”主要是由NO2等引起的③“酸雨”主要是由空氣中CO2濃度增大引起的④“白色污染”主要是由聚乙烯塑料等引起的⑤“厄爾尼諾”現(xiàn)象由空氣中CO2濃度增大引起的⑥“溫室效應(yīng)”主要是由空氣中CO2濃度增大引起的⑦“赤潮”主要是由水體中P、N等元素過量引起的A.只有①② B.只有②③⑤C.全部 D.只有③10.將紅熱的木炭與濃硝酸共熱產(chǎn)生的氣體等分為①和②兩份,第①份先通過適量蒸餾水,再通入足量澄清石灰水中;第②份直接通入少量澄清石灰水中。則澄清石灰水的變化最可能為()A.①不變渾濁,②變?nèi)榘咨獴.①變?nèi)榘咨诓蛔儨啙酑.①變?nèi)榘咨?,②變?nèi)榘咨獶.①不變渾濁,②不變渾濁11.在通風(fēng)櫥中進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn):步驟現(xiàn)象Fe表面產(chǎn)生大量無色氣泡,液面上方變?yōu)榧t棕色Fe表面產(chǎn)生少量紅棕色氣泡后,迅速停止下列說法中不正確的是()A.Ⅰ中氣體由無色變紅棕色的化學(xué)方程式為2NO+O2=2NO2B.Ⅱ中的現(xiàn)象說明Fe表面形成致密的氧化層,阻止Fe進(jìn)一步反應(yīng)C.對(duì)比Ⅰ、Ⅱ中現(xiàn)象,說明稀HNO3的氧化性強(qiáng)于濃HNO3D.紅棕色氣體的成分是NO212.某稀溶液中HNO3和H2SO4的物質(zhì)的量濃度分別為3.0mol/L和2.0mol/L。取該溶液20mL,加入3.2
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