資源簡介

課時3　硝酸　酸雨及防治
一、硝酸
1　硝酸的物理性質
純硝酸是無色、易揮發、有刺激性氣味的液體。密度為1.5 g·cm-3,沸點為83 ℃(易揮發),凝固點為-42 ℃,能與水以任意比互溶。95%以上的硝酸稱為“發煙硝酸”,常用濃硝酸的質量分數約為69%。
2　硝酸的化學性質
(1)強酸性
HNO3具有酸的通性,能使酸、堿指示劑變色,能與堿、金屬、堿性氧化物、某些鹽反應。
(2)不穩定性
4HNO3 4NO2↑+O2↑+2H2O
注:①濃硝酸一般呈黃色,是由于HNO3分解產生的NO2溶于硝酸。
②硝酸濃度越大越易分解。因此,濃硝酸應放入棕色瓶中(避光),并放在陰涼處保存(避免受熱分解),試劑瓶用玻璃塞而不能用橡皮塞(HNO3會腐蝕橡皮塞)。
(3)強氧化性
濃硝酸和稀硝酸都具有強氧化性。硝酸越濃,其氧化性越強。如稀硝酸可使石蕊試液變紅,而濃硝酸可使石蕊試液先變紅后褪色。
①與金屬反應:除Au、Pt等少數金屬外,硝酸幾乎可以氧化所有的金屬。常溫下Fe、Al等金屬在濃硝酸中發生“鈍化”。一般來說,活潑金屬與HNO3反應不生成H2,濃硝酸的還原產物為NO2,稀硝酸的還原產物為NO。活潑金屬與極稀硝酸反應時,還原產物復雜,可為NO、N2O、NH4NO3等。例如:
Cu+4HNO3(濃)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O(實驗室制NO2)
3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O(實驗室制NO)
Fe+6HNO3(濃)Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O
②與非金屬反應:
C+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2↑+2H2O
S+6HNO3(濃)H2SO4+6NO2↑+2H2O
3　硝酸的工業制法和用途
(1)工業制法:工業上是將氨經過一系列反應得到硝酸,即:
(2)用途:硝酸是一種重要的化工原料,可用于制造炸藥、染料、農藥、化肥等。
二、酸雨及防治
1　酸雨的形成
(1)酸雨:指pH小于5.6的雨水,主要是大氣中的SO2與NOx溶于水形成的。
(2)SO2的來源:空氣中的二氧化硫主要來源于化石燃料的燃燒以及含硫礦物的冶煉產生的工業廢氣。
(3)NO2的來源:主要來自石油和煤的燃燒產物、汽車尾氣、工業制硝酸的廢氣等。
2　酸雨的危害
(1)引起呼吸道疾病,危害人的健康。
(2)直接破壞農作物、森林、草原,使土壤、湖泊酸化,加速建筑物、工業設備等的腐蝕。
3　酸雨的防治
(1)調整能源結構,積極開發新能源。
(2)種植能夠吸收SO2的有關樹木(如臭椿、垂柳、柳杉等)。
(3)加強工廠廢氣的回收處理。
例題1　(不定項選擇題)將相同質量的銅分別和過量濃硝酸、稀硝酸反應,下列敘述正確的是 (　　)
A.反應速率:兩者相同
B.消耗硝酸的物質的量:前者多,后者少
C.反應生成氣體的顏色:前者淺,后者深
D.硝酸的作用:兩者相同
【解析】硝酸越濃,反應速率越快。濃硝酸與銅反應生成二氧化氮(紅棕色),稀硝酸與銅反應生成一氧化氮(無色)。根據反應的化學方程式Cu+4HNO3(濃)===
Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O、3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O可知,相同質量的銅消耗的濃硝酸的量比稀硝酸多,反應中不管是濃硝酸還是稀硝酸,都體現了酸性和強氧化性。
【答案】BD
例題2　下列有關說法正確的是 (　　)
A.銅與濃硝酸反應生成一氧化氮
B.銅與稀硝酸反應生成二氧化氮
C.銅與硝酸的反應體現了硝酸的氧化性和酸性
D.常溫下不能用鐵制容器盛放濃硝酸
【解析】銅與濃硝酸反應生成二氧化氮,與稀硝酸反應生成一氧化氮;銅與硝酸的反應既體現了硝酸的氧化性,又體現了硝酸的酸性;常溫下鐵遇濃硝酸發生鈍化,可以用鐵制容器盛放濃硝酸。
【答案】C
例題3　酸雨的形成是一種復雜的大氣化學和光化學過程,在清潔空氣、污染空氣中形成硫酸型酸雨的過程如圖所示:
下列有關說法不正確的是 (　　)
A.光照是酸雨形成的必要條件之一
B.所涉及的變化均為氧化還原反應
C.污染指數越高形成酸雨的速率越快
D.優化能源結構能有效遏制酸雨污染
【解析】由圖示可知,酸雨形成的兩個途徑中都使用了光照的條件,A正確;SO2變為激發態,SO2即S,沒有元素化合價變化,不屬于氧化還原反應,B錯誤;由圖可知,在污染空氣中形成酸雨的速率更快,C正確;優化能源結構能減少化石燃料的使用,排放的二氧化硫含量少,能有效遏制酸雨污染,D正確。
【答案】B
例題4　(不定項選擇題)下列有關減少或者防止酸雨形成的措施可行的是 (　　)
A.對燃煤進行脫硫
B.對含SO2、NO2等工業廢氣進行無害處理后,再排放到大氣中
C.人工收集雷電作用所產生的氮的氧化物
D.飛機、汽車等交通工具采用清潔燃料,如天然氣、甲醇等
【解析】雷電作用所產生的氮的氧化物最終會轉化為銨態氮肥被植物吸收。
【答案】ABD
例題5　下列關于硝酸的敘述正確的是 (　　)
A.稀硝酸是弱酸,濃硝酸是強酸
B.活潑金屬與稀硝酸反應放出氫氣
C.濃硝酸和稀硝酸都是強氧化劑
D.常溫下,向濃硝酸中投入鐵片,會產生大量的紅棕色氣體
【解析】稀硝酸是強酸,活潑金屬與稀硝酸反應放出一氧化氮氣體,濃硝酸和稀硝酸都是強氧化劑,常溫下濃硝酸能使鐵片鈍化,不會產生大量紅棕色氣體。
【答案】C
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一、硝酸
1　硝酸的物理性質
純硝酸是 色、 揮發、有 氣味的液體。密度為1.5 g·cm-3,沸點為83 ℃(易揮發),凝固點為-42 ℃,能與水以任意比互溶。95%以上的硝酸稱為“發煙硝酸”,常用濃硝酸的質量分數約為69%。
2　硝酸的化學性質
(1)強酸性
HNO3具有酸的通性,能使酸、堿指示劑變色,能與堿、金屬、堿性氧化物、某些鹽反應。
(2)不穩定性
注:①濃硝酸一般呈黃色,是由于HNO3分解產生的NO2溶于硝酸。
②硝酸濃度越大越易分解。因此,濃硝酸應放入 色瓶中(避光),并放在陰涼處保存(避免受熱分解),試劑瓶用玻璃塞而不能用橡皮塞(HNO3會腐蝕橡皮塞)。
(3)強氧化性
濃硝酸和稀硝酸都具有強氧化性。硝酸越 ,其氧化性越強。如稀硝酸可使石蕊試液變紅,而濃硝酸可使石蕊試液先變紅后褪色。
①與金屬反應:除Au、Pt等少數金屬外,硝酸幾乎可以氧化所有的金屬。常溫下Fe、Al等金屬在濃硝酸中發生“鈍化”。一般來說,活潑金屬與HNO3反應不生成H2,濃硝酸的還原產物為NO2,稀硝酸的還原產物為NO。活潑金屬與極稀硝酸反應時,還原產物復雜,可為NO、N2O、NH4NO3等。例如:
(實驗室制NO2)
(實驗室制NO)
Fe+6HNO3(濃)Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O
②與非金屬反應:
C+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2↑+2H2O
S+6HNO3(濃)H2SO4+6NO2↑+2H2O
3　硝酸的工業制法和用途
(1)工業制法:工業上是將氨經過一系列反應得到硝酸,即:
(2)用途:硝酸是一種重要的化工原料,可用于制造 、 、 、 等。
二、酸雨及防治
1　酸雨的形成
(1)酸雨:指pH 5.6的雨水,主要是大氣中的SO2與NOx溶于水形成的。
(2)SO2的來源:空氣中的二氧化硫主要來源于 燃料的燃燒以及含硫礦物的冶煉產生的工業廢氣。
(3)NO2的來源:主要來自石油和煤的燃燒產物、 尾氣、工業制硝酸的廢氣等。
2　酸雨的危害
(1)引起呼吸道疾病,危害人的健康。
(2)直接破壞農作物、森林、草原,使土壤、湖泊酸化,加速建筑物、工業設備等的腐蝕。
3　酸雨的防治
(1)調整能源結構,積極開發新能源。
(2)種植能夠吸收SO2的有關樹木(如臭椿、垂柳、柳杉等)。
(3)加強工廠廢氣的回收處理。
例題1　(不定項選擇題)將相同質量的銅分別和過量濃硝酸、稀硝酸反應,下列敘述正確的是 (　　)
A.反應速率:兩者相同
B.消耗硝酸的物質的量:前者多,后者少
C.反應生成氣體的顏色:前者淺,后者深
D.硝酸的作用:兩者相同
例題2　下列有關說法正確的是 (　　)
A.銅與濃硝酸反應生成一氧化氮
B.銅與稀硝酸反應生成二氧化氮
C.銅與硝酸的反應體現了硝酸的氧化性和酸性
D.常溫下不能用鐵制容器盛放濃硝酸
例題3　酸雨的形成是一種復雜的大氣化學和光化學過程,在清潔空氣、污染空氣中形成硫酸型酸雨的過程如圖所示:
下列有關說法不正確的是 (　　)
A.光照是酸雨形成的必要條件之一
B.所涉及的變化均為氧化還原反應
C.污染指數越高形成酸雨的速率越快
D.優化能源結構能有效遏制酸雨污染
例題4　(不定項選擇題)下列有關減少或者防止酸雨形成的措施可行的是 (　　)
A.對燃煤進行脫硫
B.對含SO2、NO2等工業廢氣進行無害處理后,再排放到大氣中
C.人工收集雷電作用所產生的氮的氧化物
D.飛機、汽車等交通工具采用清潔燃料,如天然氣、甲醇等
例題5　下列關于硝酸的敘述正確的是 (　　)
A.稀硝酸是弱酸,濃硝酸是強酸
B.活潑金屬與稀硝酸反應放出氫氣
C.濃硝酸和稀硝酸都是強氧化劑
D.常溫下,向濃硝酸中投入鐵片,會產生大量的紅棕色氣體
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