课时精讲06硝酸酸雨及防治（教师版）.docx

《课时精讲06硝酸酸雨及防治（教师版）.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《课时精讲06硝酸酸雨及防治（教师版）.docx（16页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第五章化学工生产中的非金属元素第二节氮及其化合物课时精讲06硝酸酸雨及防治【目标导航】1. 能运用氧化还原反应知识理解硝酸的氧化性。2. 了解硝酸在相关反应中所体现的性质，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。【知识导图】硝酸的物理性质硝酸的酸性与强氧化性 硝酸 n混酸与金属反应的相关计算硝酸的M晔 酸雨及防治知识精讲夯实必备知识一、硝酸的性质与应用1.物理性质纯净的硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体,熔沸点较低，质量分数为95%以上的浓硝酸在空 气中挥发出硝酸蒸汽会产生“发烟”现象，通常又称为发烟硝酸。2 .化学性质不稳定性:浓硝

2、酸见光或受热会发生分解，化学方程式为4HNCH浓)赤余语4NO2T + CM + 2H2O。 / Li 八、(2)强氧化性:实验探究：实验 装置一铜丝口:O硝酸?:%3)2。利用极端假设法，若全部生成 Fe(NO3)3,则 a mol Fe(NO3)3 中 NO q的物质的量为 3a moL 若全部生成 Fe(NO3)2,则 a mol Fe(NO3)2 中 NO / 的物质的量为2。mol。因为发生的反应有Fe + 4HNO3=Fe(NO3)3 + NOf + 2H2O和3Fe + 8HNO3=3Fe(NO3)2 + 2N0T+4H2Oo又因为(Fe3+) ：(Fe2+)为 3 ： 1,可以

3、假设力(Fe3+) = 3 mol, n(Fe2+) =44一.1 moL代入方程式求出(HNC)3)= 12 moi+ 8/3 mol=molo而利用原子守恒得，反应物中(Fe) = 3 mol+ 1 mol =4 molo则二者的物质的量之比为“。317.某研究性学习小组的同学通过查阅资料知,NO可与炽热的铜粉发生反应，他们设计如下装置(夹持装置略去)进行实验验证。已知：NO能被酸性高锌酸钾溶液氧化生成NO3-o请回答下列问题：(1)实验开始前，检查装置气密性的方法是关闭Ki、K2,将导管未端置于盛水的水槽中,则表明装置气密性良好；装置A中发生反应的离子方程式为 o(2)装置B的作用为 o

4、(3)装置A中反应开始前，需要先打开Ki,向装置中通入一段时间的N2或CO2,其目的是(4)实验过程中，装置D中铜粉变黑，装置E中溶液颜色变浅，则装置E中发生反应的离子方程式为 o请设计一种简单的实验方案，证明该离子反应中的氧化产物为 NO3-(写出主要的操作过程、现象、结论)。(5)从绿色化学角度考虑，实验结束后，拆卸装置前，还应进行的一项操作是 o【答案】(1)用酒精灯微热三颈烧瓶水槽中有气泡产生撤去酒精灯后导管中有一段倒吸的水柱 Cu+2NO3+4H+=Cu2+ 2NO2T+ 2H2O(2)将NO2转化为NO(3)排除装置内的空气，防止NO及加热时Cu被空气中的氧气氧化(4)3MnO4+

5、5NO+4H+=3Mn2+5NO3 +2H2O 取适量E中溶液放入试管中，加入稀硫酸后再加入铜片， 若试管口有红棕色气体生成，则说明有NO3-生成，否则没有NO3-生成(5)打开Ki,向装置内通入一段时间的氮气【解析】(1)检验气密性，关闭K2、K2,将导管未端置于盛水的水槽中，用酒精灯微热三颈烧瓶水槽中 有气泡产生撤去酒精灯后导管中有一段倒吸的水柱，证明气密性良好；装置A制备N02,发生的离子方程 式为Cu+2NO3-+4H+=Cu2+ 2NO2T+ 2H2O；(2)实验的目的是用NO与Cu发生反应，即B装置发生的反应 是3NO2+H2O2HNO3+NO, B装置的作用是将NO2转化成NO；

6、(3)因为NO能与O2发生反应生成NO2, 加热状态下Cu与02生成CuO,因此反应开始前通入一段时间的N2或CO2,目的是排尽装置中的空气，防 止02与NO、Cu发生反应；(4)D中铜粉变黑，说明铜与NO发生反应，生成Cu和N2,根据信息NO能与 酸性高镒酸钾溶液发生反应，即装置E的目的是除去未反应的NO,即离子反应方程式为3MnO+5NO+4H +=3Mn2+5NO3,2H2O;证明NO3一的存在，NCh一在酸性条件下具有强氧化性，方法是取适量E中溶液放入 试管中，加入稀硫酸后再加入铜片，若试管口有红棕色气体生成，则说明有N03一生成，否则没有N03一生 成；(5)反应停止后，装置中还有未

7、反应的NO, NO有毒，必须除去，实验结束后，拆卸装置前，应打开 Kh向装置内通入一段时间的氮气，让NO全部被酸性高镒酸钾溶液吸收。18. NaNCh因外观和食盐相似，又有咸味，容易使人误食中毒。已知NaNCh能发生如下反应： 2NaNO2+4HI=2NO+I2+2NaI+2H2O。(1)反应中 元素被氧化(填元素名称)，是氧化剂(填化学式)；(2)用单线桥标出电子转移方向和数目：2NaNO2+4HI=2NO+l2+2NaI+2H2。,(3)HI表现的性质是 o(4)根据上述反应，鉴别NaNCh和NaCl。可选用的物质有：水碘化钾淀粉溶液白酒食醋，你 认为必须选用的物质有(填序号)。(5)某厂

8、废液中，含有2%5%的NaN02,直接排放会造成污染，下列试剂能使NaNCh转化为不引起二 次污染的N2的是 oA. NaClB. NH4CIC. HNO3D.浓 H2so4【答案】碘NaNCh2e-2 2) i I2NaNO2+4HI = 2NO+h+2NaI+2H2O(3)还原性、酸性 (4)(5)B【解析】(l)2NaNO2+4HI=2NO+l2+2NaI+2H2O中碘元素的化合价升高，失电子，碘元素被氧化，NaNCh 中氮元素的化合价降低，所以NaNCh是氧化剂；(2)2NaNO2+4Hl=2NO+b+2Nal+2H2。中碘元素的化合价从 1价升高到0价，失去1个电子，NaNCh中氮元

9、素的化合价从+3价降低到+2价，得到1个电子，根据得 失电子守恒可知转移电子数是2个，所以用单线桥标出电子转移方向和数目为2e-i I； (3)反应中碘元素化合价升高，被氧化，同时还有碘化钠生成，则2NaNO2+4HI=2NO+h+2NaI+2H2OHI在反应中的作用是还原性和酸性；(4)淀粉、白酒与NaNCh都不反应，所以无明显现象；KI与NaNCh反 应生成L必须在酸性条件下才能反应，食醋会电离出微量的氢离子，碘化钾在食醋本身带的溶剂水中电离 出碘离子，亚硝酸钠电离出亚硝酸根与钠离子，发生反应生成碘单质，12使淀粉溶液变蓝，故答案为; (5)NaNO2-N2是被还原，必须加还原剂，硝酸和浓

10、硫酸均具有强氧化性，亚硝酸钠不能氧化氯离子，故只 能加NH4cl作还原剂，方程式为NaNO2+NH4Cl=NaCl+N2f+2H2。，故答案为B。实验结论铜与浓硝酸常温下剧烈反应生成N02气体铜与稀硝酸常温下缓慢反应生成NO气体强氧化性的表鼠几乎能与除金、铀之外的所有金属反应常温F .浓硝酸能使 Fe、Al发生钝化与非金属单.质.如碳、硫等反应写出下列有关反应的化学方程式：a.与金属反应：稀硝酸与铜反应：3Cu + 8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NOT+4H2O。浓硝酸与铜反应：Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+2NChT + 2H2O。b.与非金属反应：浓硝酸与红热的C（被

11、氧化为CO2）的反应为C+4HNC3（浓）&O2T+4NO2T +2H20。3 .硝酸的用途硝酸是一种重要的化工原料，常用来制化肥、农药、染料、炸药等。实验室里，硝酸是一种重要的化 学试剂。二、硝酸的工业制备1 .硝酸工业生产的流程 军 军 N0-(NOj_(HNOJ2 .写出有关化学方程式:苍运百三2NH3oN2-NH3：N2 + 3H2：=O7催化剂NH3一NO：4NH3 + 5O2NO + 6H2O。NONO2： 2NO + O22NO2qNCh-HN03： 3NO2+H2O2HNO3+NOo三、酸雨及防治1 .酸雨的形成与危害pH 5 6的降水主要是大气中的二氧化磕和.氤氧化物溶于雨水

12、形成的n O, H4)一破收取:S(%H4O、-H1S(L或SO二,SO, j ILS()4化学方程式：SOtH=2lkS()4一硝酸型：NO, HNO,化学方程式：3NO2+H2O2HNO,N()一 宜接破坏农作物、森林草胡使土壤湖泊酸化，一 加速建筑物、桥梁. L业设备、运输工具及电信电缆的腐漳2 . S02和N02的主要来源、危害和防治(l)S():：主要来源于煤.石油和某玫含成的金属矿物的燃烧或冷炼:(2)、(K主要来自广汽乍尾气直接危害人体健膜;)引起大气污染.71(2)溶广水形成懒雨pi)谢甦能源结构.发展清洁能源：(3)加强工厂废气的回收处理；74)改进汽乍尾气的处理技术.控制尾

13、气排放【小试牛刀】判断正误(正确的打r”，错误的打“X)。(1)硝酸是一种黄色、具有一定挥发性的酸，保存时不可用橡胶塞。()x锌与稀硝酸反应得不到氢气，说明稀硝酸能使锌钝化。()(3)常温下，向浓硝酸中投入铁片，会产生大量红棕色气体。()(4)硝酸与金属反应时，主要是+ 5价的氮得电子。()(5)工业浓硝酸通常呈黄色，是因为溶解了 N02气体。()(6)浓硝酸不论与铜或碳反应，均体现其强氧化性。()(7)足量铁与稀硝酸反应后溶液呈浅绿色，说明稀硝酸不能氧化Fe2+。()(8)二氧化氮不仅能形成酸雨，还能在一定条件下促进形成“光化学烟雾”。()(9)汽车排放的尾气、硝酸厂和化肥厂的废气都含有氮氧

14、化物。()(10)空气质量指数是指根据空气中的二氧化硫、氮气、细颗粒物等浓度计算出的数值。()【答案】(1)X (2)X (3)x (4)q (5)7 d (7)x(8)d (10)x(2)研究煤的脱硫技术,改进燃烧技术.减少二K化硫和氮气化物的排放:Illlllllllllllll考点突破提升关键能力llllllllllllllll考点一硝酸的性质【例1】下列对于硝酸的认识，不正确的是（）A.浓硝酸在见光或受热时会发生分解 B.金属与硝酸反应不产生氢气C.可用铁和铝制品盛装冷的浓硝酸D.铜与硝酸的反应属于置换反应【答案】D【解析】浓硝酸在见光或受热时会发生分解反应生成氧气、二氧化氮和水，A项

15、正确；硝酸是氧化性酸, 金属与硝酸反应不产生氢气，B项正确；常温下铁和铝在浓硝酸中钝化，因此可用铁和铝制品盛装冷的浓硝 酸，C项正确；铜与硝酸反应生成硝酸铜、氮的氧化物和水，不属于置换反应，D项错误。【例2】（2022广东省汕头市高三模拟）将铜丝插入浓硝酸中进行如图（ac是浸有相应试剂的棉花）所示的 探究实验，下列分析正确的是（）c.NaOH安全铜丝 溶液气球a.紫色 b.淀粉石蕊 KI溶液浓硝酸A. Cu与浓硝酸反应，硝酸只表现出酸性，产生红棕色气体B. a处可观察到棉花变红后褪色C. b处观察到棉花变蓝，说明NO2具有还原性D.c处NaOH能与产生的气体发生复分解反应【答案】B【解析】A项

16、，铜丝与浓硝酸反应生成红棕色气体NO2,硝酸表现出氧化性，A错误；B项，NCh溶于 水生成硝酸，可使紫色石蕊试液变红，然后硝酸的强氧化性又使其褪色，B正确；C项，b处观察到棉花变 蓝，说明NCh具有氧化性，C错误；D项，NaOH吸收NCh和NO尾气生成亚硝酸钠，有化合价的变化， 是氧化还原反应，D错误；故选B。【解题技法】1 .浓硝酸、浓硫酸分别与铜等物质反应的比较【对点训练1】硝酸被称为“国防工业之母”是因为它是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸性质 不相对应的一组是（）A.浓硝酸使紫色石蕊试液先变红后褪色酸性和强氧化性B.不能用稀硝酸与锌反应制氢气强氧化性C.要用棕色瓶盛装浓硝酸不稳定

17、性D.能使滴有酚酥的氢氧化钠溶液红色褪去强氧化性【答案】D【解析】硝酸能使滴有酚献的NaOH溶液红色褪去，原因是硝酸和NaOH发生了酸碱中和反应，体现 的是硝酸的酸性，D错。【对点训练2】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（）B.红棕色气体不能表明中木炭与浓硝酸发生了反应C.由说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物D.的气体产物中检测出C02,由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应【答案】D【解析】中灼热碎玻璃起加热作用，浓硝酸受热分解生成红棕色N02,硝酸中氮元素化合价降低， 必有元素化合价升高，只能为氧元素，因此，还有02生成，产生的气体为混合气体，A项正确；由

18、可知, 浓硝酸受热分解可生成红棕色气体，所以中产生的“红棕色气体”不一定是木炭与浓硝酸发生反应产生的， B项正确；中浓硝酸挥发才能与红热木炭接触，产生的N02是还原产物，C项正确；红热的木炭还可与 空气中的。2反应生成C02,不一定是木炭与浓硝酸发生反应生成了 C02, D项错误。考点二酸雨的形成及防治【例3】硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大，但也造成了不少环境问题，下列说法正确 的（）A.雷雨天气空气中的少量N2可转化为N02并随雨水落下B. PM2.5（微粒直径约为2.5xl（T6m）含氮分散质分散在空气中形成气溶胶，能产生丁达尔效应C.二氧化硫有毒，严禁将其添加到任何食品和饮

19、品中D. “酸雨”是由大气中的碳、氮、硫的氧化物溶于雨水造成的【答案】A【解析】A项，雷雨天气时空气中的N2、02在雷电作用下反应产生NO, NO与O2反应产生NO2, N02 与H2O反应产生HN03和NO, HNO3电离产生NO,故有助于空气中的N2转化为可供植物吸收的NO, A正确;B项，胶体粒子的直径大小在Inm100rlm之间（10-9m10-7m）,而微粒直径约为2.510-6m,不属 于胶体，不能产生丁达尔效应，B错误；C项，二氧化硫常用作葡萄酒的防腐剂和抗氧剂，C错误；D项， “酸雨”是由大气中的氮，硫的氧化物溶于雨水造成的，D错误；故选A。【例4】酸雨被称为“天堂的眼泪”，会

20、造成水土酸性化、建筑物加速腐蚀等危害。下列说法正确的是（） A.酸雨不会对动植物产生任何影响B.使用新型能源不会对酸雨的防治产生效果C.酸雨指的是pH小于7的雨水D. NCh和S02的过度排放是形成酸雨的主要原因【答案】D【解析】A项，酸雨中含有硫酸和硝酸，因此酸雨会造成水土酸性化、建筑物加速腐蚀、污染水源， 危害人体健康，使农作物和植物的生长遭到破坏，故A错误；B项，使用新型能源，可以减少污染物的排 放，有利于酸雨的防治，故B错误；C项，pH小于的雨水为酸雨，故C错误；D项，人类超量排放的N02 和S02,是形成酸雨的主要原因，故D正确；故选D。【解题技法】常见的环境污染环境污染形成原因主要

21、危害温室效应大气中CO2含量不断增加全球变暖，冰雪融化，释放有毒气体酸雨so2和氮氧化物的排放土壤酸化，腐一蚀建筑物光化学烟雾氮氧化物和碳氢化合物的排放危害人体健康和植物生长臭氧空洞氮氧化物和氟氯代燃的排放地球上的生物受太阳紫外线的伤害加剧赤潮和水华含磷洗衣粉的大量使用及其废 水的任意排放使藻类过度繁殖，水质恶化，发生在海 水中为赤潮，淡水中为水华白色污染聚乙烯塑料的大量使用，任意丢 弃破坏土壤结构和生态环境【对点训练3】空气是人类生存所必需的重要资源。为改善空气质量而启动的“蓝天工程”得到了全民的 支持。下列措施不利于“蓝天工程”建设的是（）A.推广使用燃煤脱硫技术，防治S02污染B.实施绿

22、化工程，防治扬尘污染C.研制开发燃料电池汽车，消除机动车尾气污染D.加大石油、煤炭的开采速度，增加化石燃料的供应量【答案】D【解析】A项，燃煤脱硫后，煤燃烧产生的S02减少，有助于防治S02污染；B项，加强环境绿化，减 少空气中的烟尘，有助于防治扬尘污染；C项，研制开发燃料电池汽车，减少汽油、柴油的燃烧，使机动车 尾气中的NO、和S02减少，能减轻机动车尾气污染；D项，增加化石燃料供应量，会向大气中排放更多的 SO2及NO。更易导致大气污染。【对点训练4以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主要来源对应不正确的是（）选项氧化物环境问题主要来源ACO2温室效应化石燃料的燃烧BNO2酸雨工厂废气的排

23、放CCOCO中毒燃料的不完全燃烧DSO2光化学烟雾汽车尾气的排放【答案】D【解析】A项，C02主要是导致温室效应，故A正确；B项，N02是酸性气体，可以引起酸雨和光化学 烟雾，故B正确；C项，燃料的不完全燃烧生成CO, CO有毒，故C正确；D项，光化学烟雾主耍是氮的 氧化物形成的，SO2主要引起酸雨，故D错误。课堂演练彰显立竿见影1 .我国清代本草纲目拾遗中记叙无机药物335种，其中“强水”条目下写道：”性最烈，能蚀五金其水甚强，五金八石皆能穿滴，惟玻璃可盛。”这里的“强水”是指（）A.氨水 B.硝酸C.醋D.卤水【答案】B【解析】根据题意，“强水”能溶解大多数金属及金属氧化物，所以为硝酸。2

24、 .在 S + 6HNO3如2SO4+6NO2T +2H2。中，HNCh表现的性质是（）A.还原性 B.酸性 C.不稳定性D.氧化性【答案】D【解析】该反应中HNCh中的氮元素化合价降低，故只表现氧化性。3 .下列物质中，不属于“城市空气质量日报”报道的污染物是（）A.二氧化氮B.二氧化碳C.可吸入颗粒物D.二氧化硫【答案】B【解析】二氧化氮、可吸入颗粒物和二氧化硫均属于“城市空气质量日报”报道的污染物。二氧化碳不是 大气污染物，不属于“城市空气质量日报”报道的污染物，故选B。4 .（2022甘肃省临夏市高一联考）下列关于硝酸的叙述中正确的是（）A.稀硝酸是弱酸，浓硝酸是强酸B.铜与浓硝酸和稀

25、硝酸都能发生反应生成二氧化氮C.浓硝酸能在铁的表面生成氧化膜D.硝酸常装在普通试剂瓶中【答案】C【解析】A项，硝酸是强酸，与溶液浓度无关，A错误；B项，铜与浓硝酸发生反应生成二氧化氮，和 稀硝酸反应生成一氧化氮，B错误；C项，浓硝酸具有强氧化性，能在铁的表面生成致密的氧化膜，C正确； D项，硝酸见光易分解，一般保存在棕色试剂瓶中，D错误。故选C。5 .下列关于硝酸的说法中正确的是()A.稀硝酸能与Fe发生反应，浓硝酸不能B.浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂C.稀硝酸是弱酸，浓硝酸是强酸D.稀硝酸与Cu反应生成NO,而浓硝酸与Cu反应生成NO2,稀硝酸得电子更多，故稀硝酸的氧化性 大于浓硝酸【答案】B

26、【解析】A项，加热条件下，浓硝酸也能与Fe发生反应；B项，浓、稀硝酸均具有强氧化性；C项， 硝酸属于强酸，与浓度大小无关；D项，硝酸的氧化性强弱与其浓度大小有关，浓硝酸的氧化性大于稀硝 酸的氧化性，这与HNO3和Cu反应中HNO3得电子数目多少无关。6 .下列反应中硝酸既表现出酸性又表现出氧化性的是()A.使石蕊试液变红8 .与铜反应放出NO气体，生成Cu(NO3)2C.与Na2cO3反应放出CO2气体，生成NaNChD.与S单质混合共热时生成H2so4和N02【答案】B【解析】A项，HN03只表现酸性；B项，Cu与稀硝酸反应时，部分起酸的作用生成Cu(NO3)2,部分作 氧化剂被还原为NO；

27、 C项，2HNO3+ Na2CO3=CO2T + H20 + 2NaNO3, HNO3只表现强酸性；D项，HNO3 将S氧化为H2so4,自身被还原为NO2,在该反应中HN03只表现强氧化性。9 .下列事实不能说明浓硝酸氧化性比稀硝酸强的是A.浓硝酸遇石蕊试液变红后褪色，稀硝酸遇石蕊试液只变红不褪色10 浓硝酸能与NO反应生成NCh，而稀硝酸不能与NO反应C.浓硝酸在加热条件下可与碳单质反应，而稀硝酸则不能D.足量的铜还原Imol浓硝酸和Imol稀硝酸转移电子数分别为Na和3Na【答案】D【解析】A项，浓硝酸使石蕊试液变红，然后利用浓硝酸的强氧化性将有色物质氧化，使溶液褪色，而 稀硝酸只能使石蕊试液变红不能褪色，能够说明浓硝酸的氧化性强于稀硝酸，故A不符合题意；B项，浓