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第3課時 硝酸　酸雨及防治
第五章 化工生產中的重要非金屬元素 第二節 氮及其化合物
一、導入新課
為什么硝酸泄漏會有黃色的氣體產生？
1.硝酸的物理性質
純硝酸為無色、有 氣味的液體，沸點低，易 ，在空氣中呈“白霧”狀，質量分數為95%以上的濃硝酸稱為“ 硝酸”。
2.硝酸的強氧化性
(1)濃硝酸中的＋5價氮元素具有很強的得電子能力。濃硝酸和稀硝酸都具有很強的氧化性，且濃度越大氧化性越強，還原劑一般被其氧化為最高價態。
刺激性
揮發
發煙
二、硝酸的性質
(2)硝酸與銅反應如圖所示，填寫下表。
硝酸濃度 實驗現象 實驗結論
濃硝酸 反應 、銅絲 ，產生 色氣體，溶液呈綠色 銅與濃硝酸反應生成 ，
化學方程式：_________________
________________________
劇烈
變細
紅棕
NO2
Cu＋4HNO3(濃)===
Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
二、硝酸的性質
稀硝酸 反應 、銅絲 ，產生 氣體，溶液呈藍色 銅與稀硝酸反應生成 ，化學方程式：________________________
________________________
緩慢
變細
無色
NO
3Cu＋8HNO3(稀)===
3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
二、硝酸的性質
根據濃硝酸和稀硝酸的強氧化性書寫下列反應的化學方程式：
①鐵與稀硝酸(HNO3過量)：
。
②碳與濃硝酸共熱生成CO2和NO2：
。
③硫與濃硝酸共熱生成H2SO4和NO2：
。
Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O
二、硝酸的性質
【思維拓展】
(1)硝酸與金屬反應不能生成氫氣。硝酸濃度不同，其還原產物不同，一般情況下，濃硝酸被還原為NO2，稀硝酸被還原為NO。
(2)硝酸能與大多數金屬(金、鉑等除外)反應，將金屬氧化為高價態金屬的硝酸鹽。但在常溫下，濃硝酸能使鐵、鋁鈍化。
(3)熱的濃硝酸可將非金屬單質(碳、硫、磷等)氧化為最高價氧化物或最高價含氧酸。
(4)硝酸的強氧化性還表現在可以氧化具有還原性的化合物或離子，如SO2、FeO、Fe2＋、Br－、I－、S2－、SO 等均能被硝酸氧化。
二、硝酸的性質
3.硝酸的不穩定性
(1)見光或受熱易分解，其化學方程式為 。
(2)長期存放的濃硝酸呈黃色是因為其分解生成的 溶于硝酸中；實驗室常將濃硝酸保存在 試劑瓶中，并放在 處。
4HNO3
4NO2↑＋
O2↑＋2H2O
NO2
棕色
陰涼
二、硝酸的性質
(1)硝酸具有腐蝕性和揮發性，使用時要注意防護和通風(　　)
(2)稀硝酸可溶解Fe(OH)2生成Fe(NO3)2和水(　　)
(3)碳、銅與濃硝酸反應時，濃硝酸只表現強氧化性(　　)
(4)濃硝酸、稀硝酸都具有強氧化性，它們都能使鐵、鋁鈍化(　　)
(5)王水是濃硝酸和濃鹽酸體積比為1∶3的混合物，其氧化性比濃硝酸強
(　　)
【判斷正誤】
√
×
×
×
√
二、硝酸的性質
回答下列問題：
(1)如何除去濃硝酸中的“黃色”？
提示　在濃硝酸中通入足量的氧氣，發生反應4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，使NO2轉化為硝酸，即可除去濃硝酸中的“黃色”。
(2)足量的銅與濃硝酸反應，濃硝酸能否完全被還原？其還原產物可能是什么？
提示　濃硝酸不可能完全被還原，因生成的硝酸銅溶液中仍有NO ；在反應過程中，硝酸的濃度逐漸減小，還原產物可能是NO2和NO的混合物。
(3)將鐵粉溶于稀硝酸，鐵元素的存在形式可能為①________、②________、③__________________。
【深度思考】
Fe(NO3)3
Fe(NO3)2
Fe(NO3)3和Fe(NO3)2
二、硝酸的性質
【思維感悟】
認識無機物的主要角度
二、硝酸的性質
【相關鏈接】
(1)氧化性酸和酸的氧化性
①濃硫酸、硝酸等都是氧化性酸，因為其中的 易獲得電子，表現出很強的氧化性；而鹽酸、稀硫酸、碳酸等的酸根部分不能或不易獲得電子，是非氧化性酸。
②在水溶液中任何酸都能電離出H＋，H＋在一定條件下可獲得電子，被還原為H2，從這一點來說，酸都具有氧化性，但此時H＋表現出的性質是酸性，這與氧化性酸中心元素獲得電子表現出的氧化性不同。
二、硝酸的性質
(2)“三酸(濃鹽酸、濃硫酸、濃硝酸)變稀”問題辨析。
①濃鹽酸與足量的二氧化錳反應時，濃鹽酸濃度逐漸變小，變為稀鹽酸時不再與二氧化錳反應。
②濃硫酸與足量的銅反應時，濃硫酸濃度逐漸變小，變為稀硫酸時不再與銅反應。
③濃硝酸與足量的銅反應時，濃硝酸濃度逐漸變小，變為稀硝酸時，還原產物發生改變，生成NO。
二、硝酸的性質
1.酸雨的概念
正常雨水的pH約為5.6，這是因為雨水中溶解了 的緣故。pH＜5.6的降水稱為酸雨。
2.酸雨的形成
(1)大氣中的 、 及它們反應后的生成物溶于 而形成酸雨。
二氧化碳
二氧化硫
氮氧化物
雨水
三、酸雨及防治
(2)硫酸型酸雨的形成過程
寫出圖中標號所示的化學方程式：
① ；
② ；
③ ；
④ 。
SO3＋H2O===H2SO4
2H2SO3＋O2===2H2SO4
三、酸雨及防治
SO2+H2O H2SO3
(3)硝酸型酸雨的形成過程
寫出圖中標號所示的化學方程式：
① ；
② 。
2NO＋O2===2NO2
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
三、酸雨及防治
3.酸雨的危害
(1)直接 農作物，破壞森林和草原，使土壤、湖泊 。
(2)加速建筑物、橋梁、工業設備、運輸工具和電纜的 。
(3)導致地下水中重金屬元素含量增加，污染水源，危害人體健康。
4.酸雨的防治
(1)消除 ，改變能源結構，開發利用清潔能源，如太陽能、風能、氫能等。
(2)對 的排放加以控制，如燃料脫硫處理，廢氣中二氧化硫回收利用、控制汽車尾氣排放等。
(3)健全法律法規，嚴格規定污染物的排放標準，提高環境保護意識。
損傷
酸化
腐蝕
污染源
酸性物質
三、酸雨及防治
1.現有雨水樣品1份，每隔一段時間測定該雨水樣品的pH，所得數據如下：
【理解應用】
測試時間/h 0 1 2 3 4
雨水的pH 4.73 4.63 4.56 4.55 4.55
(1)分析數據，回答下列問題：
①雨水樣品的pH變化的原因是________________________________________
(用化學方程式表示)。
2H2SO3＋O2===2H2SO4
解析　酸雨放置時pH變小，其原因是雨水中的H2SO3被空氣中氧氣氧化所致：SO2＋H2O H2SO3，2H2SO3＋O2===2H2SO4。
三、酸雨及防治
SO2+H2O H2SO3
②如果將剛取樣的上述雨水和自來水相混合，pH將變___，原因是_________
_________________________________________________(用化學方程式表示)。
小
Cl2＋2H2O
＋SO2===H2SO4＋2HCl或H2SO3＋HClO===H2SO4＋HCl
解析　雨水和自來水混合，應考慮SO2與Cl2(或H2SO3與HClO)的反應：SO2＋2H2O＋Cl2===H2SO4＋2HCl(或H2SO3＋HClO===H2SO4＋HCl)。因此雨水與自來水混合后溶液pH將變小。
三、酸雨及防治
(2)下列措施中，可減少酸雨產生的途徑的是____(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開發新能源
A.①②③ B.②③④⑤
C.①③⑤ D.①③④⑤
解析　減少酸雨的產生需減少SO2的排放，將煤轉化為清潔能源(如煤的氣化和液化)，燃料脫硫、固硫，開發不含硫的新能源(如氫能、核能等)，都是有力措施。因此①③⑤正確。
C
三、酸雨及防治
2.回答下列問題
(1)我國城市環境中常見的大氣污染物主要有哪些？
提示　SO2、NO2、CO、煙塵等。
(2)根據所學知識，你知道采取什么辦法能解決下列問題嗎？
①治理已酸化的湖泊和土壤。
提示　對于已酸化的湖泊和土壤，可以加入生石灰進行改良。
②保護暴露在大氣中的建筑。
提示　對于暴露在大氣中的建筑可以通過粉刷油漆進行保護。
三、酸雨及防治
(3)某有色金屬冶煉廠排放的廢氣中含SO2，先用石灰漿吸收SO2，然后利用空氣中的氧氣將產物繼續氧化成石膏(CaSO4·2H2O)。寫出有關反應的兩個化學方程式。
提示　SO2＋Ca(OH)2===CaSO3＋H2O，
2CaSO3＋O2＋4H2O===2CaSO4·2H2O
三、酸雨及防治
【相關鏈接】
常見的環境污染
環境污染 形成原因 主要危害
溫室效應 大氣中CO2含量不斷增加 全球變暖，冰川融化
酸雨 SO2和氮氧化物的排放 土壤酸化，腐蝕建筑物
光化學煙霧 氮氧化物和碳氫化合物的排放 危害人體健康和植物生長
臭氧空洞 氮氧化物和氟氯代烴的排放 地球上的生物受太陽紫外線的傷害加劇
三、酸雨及防治
赤潮和水華 含磷洗衣粉的大量使用及廢水的任意排放 使藻類過度繁殖，水質惡化，發生在海水中為赤潮，淡水中為水華
白色污染 聚乙烯塑料的大量使用、任意丟棄 破壞土壤結構和生態環境
三、酸雨及防治
四、課堂小結
解析　濃硝酸在見光或受熱時會發生分解反應生成氧氣、二氧化氮和水，A項正確；
硝酸是氧化性酸，金屬與硝酸反應不產生氫氣，B項正確；
常溫下鐵和鋁在濃硝酸中鈍化，因此可用鐵和鋁制品盛裝冷的濃硝酸，C項正確；
銅與硝酸反應生成硝酸銅、氮的氧化物和水，不屬于置換反應，D項錯誤。
1.下列對于硝酸的認識，不正確的是
A.濃硝酸在見光或受熱時會發生分解
B.金屬與硝酸反應不產生氫氣
C.可用鐵和鋁制品盛裝冷的濃硝酸
D.銅與硝酸的反應屬于置換反應
√
五、課堂檢測
2.0.3 mol銅和含1.2 mol HNO3的濃硝酸，充分反應后，生成NO2的量為
A.0.2 mol B.0.6 mol
C.小于0.6 mol D.大于0.6 mol
解析　因銅與濃硝酸反應：Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，隨著反應的進行，濃硝酸變稀，稀硝酸與銅反應：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，所以放出的NO2小于0.6 mol。
√
五、課堂檢測
3.氮及其化合物的變化關系如下所示。
則下列說法不正確的是
A.路線①②③是工業生產硝酸的主要途徑
B.路線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷電固氮生成硝酸的主要途徑
C.上述所有反應都是氧化還原反應
D.氮氣可在足量的氧氣中通過一步反應生成NO2
√
五、課堂檢測
解析　氮氣和氧氣在放電條件下反應生成NO，NO與O2反應生成NO2，氮氣與氧氣不能一步轉化為NO2，D錯誤。
五、課堂檢測
4.下列有關酸雨的說法正確的是
A.凡是呈酸性的雨水都稱為酸雨
B.酸雨的形成只與SO2的排放有關
C.煤的脫硫可以在一定程度上防止酸雨的形成
D.為了不形成酸雨，應停止使用一切化石燃料
√
五、課堂檢測
解析　A選項，正常雨水中由于溶解了二氧化碳，也呈酸性，pH＜5.6的降水稱為酸雨；
B選項，酸雨分為硝酸型酸雨和硫酸型酸雨，硝酸型酸雨的形成與氮氧化物的排放有關；
C選項，利用石灰石等物質，使燃煤中的含硫物質最終轉化為硫酸鈣，達到脫硫的目的，減少SO2的排放，在一定程度上可防止酸雨的形成；
D選項，化石燃料是現代社會的主要能源，不可能一點都不使用，應推廣使用脫硫技術，大力開發清潔環保的新能源，減少酸雨的形成。
五、課堂檢測
5.現有以下幾種措施：①對燃燒煤時產生的尾氣進行除硫處理；②少用原煤作燃料；③燃煤時鼓入足量空氣；④開發清潔能源。其中能減少酸雨產生的措施是
A.①②③ B.②③④ C.①②④ D.①③④
√
解析　煤及其他化石燃料中含S元素，它們燃燒產生的SO2的大量排放是形成酸雨的主要原因。對燃煤產生的尾氣進行除硫，少用、不用原煤作燃料，開發清潔能源都可以減少SO2的排放，減少酸雨的產生。燃煤時鼓入足量空氣只能提高煤的燃燒效率，不能減少SO2的排放。
五、課堂檢測
6.某企業利用下列流程綜合處理工廠排放的含有SO2的煙氣，以減少其對環境造成的污染。下列有關說法正確的是
五、課堂檢測
√
五、課堂檢測
題述流程中各反應都沒有元素化合價的變化，不是氧化還原反應，故C項錯誤；
題述流程吸收SO2，不能循環利用，故D項錯誤。
五、課堂檢測
再 見

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