基礎(chǔ)課時6硝酸、酸雨及其防治學習目標1.結(jié)合真實情境,了解硝酸的主要性質(zhì),認識硝酸在生產(chǎn)中的應(yīng)用和對生態(tài)環(huán)境的影響。2.認識氮及其化合物的多樣性,了解通過化學反應(yīng)可以探索物質(zhì)的性質(zhì),實現(xiàn)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化。一、硝酸的性質(zhì)及工業(yè)制法(一)知識梳理1.物理性質(zhì)硝酸是色、揮發(fā)、有氣味的液體。

2.化學性質(zhì)(1)酸的通性(寫出HNO3與下列物質(zhì)反應(yīng)的離子方程式)①與堿(如NaOH):。

②與堿性氧化物(如Na2O):

。

③與弱酸鹽(如CaCO3):

。

(2)不穩(wěn)定性濃硝酸見光或受熱易分解,化學方程式為;

長期存放的濃硝酸呈黃色是因為其分解生成的NO2溶于硝酸中,實驗室常將濃硝酸保存在棕色試劑瓶中,并放置在陰涼處。(3)強氧化性①分別寫出濃HNO3和稀HNO3與銅的反應(yīng)化學方程式:

、

;

根據(jù)反應(yīng)可知,濃HNO3與金屬銅反應(yīng)生成,稀HNO3與金屬銅反應(yīng)生成,

硝酸表現(xiàn)性和酸性,銅與濃硝酸反應(yīng)更劇烈,說明濃HNO3的氧化性更。

②鈍化常溫下,鐵、鋁的表面被濃硝酸或濃硫酸氧化,生成一層致密的薄膜,阻止了酸與內(nèi)層金屬的進一步反應(yīng)。所以常溫下可以用鐵或鋁制容器來盛裝濃硝酸或濃硫酸。當加熱時,鐵、鋁會與濃HNO3或濃H2SO4發(fā)生反應(yīng)。

③王水:組成為濃硝酸和濃鹽酸的混合物(體積比為),能使一些不溶于硝酸的金、鉑等金屬溶解。

3.硝酸的工業(yè)制法寫出上述轉(zhuǎn)化的化學方程式,并指出含氮物質(zhì)發(fā)生的是氧化反應(yīng)還是還原反應(yīng):①,

N2發(fā)生反應(yīng)。

②,

NH3發(fā)生反應(yīng)。

③,

NO發(fā)生反應(yīng)。

④,

NO2既發(fā)生反應(yīng),又發(fā)生反應(yīng)。

4.用途硝酸是重要的化工原料,用于制化肥、農(nóng)藥、炸藥、染料等。(二)互動探究材料1濃HNO3和稀HNO3分別與銅的反應(yīng)現(xiàn)象如下表。實驗裝置向兩支具支試管中分別加入濃硝酸和稀硝酸實驗現(xiàn)象濃HNO3:試管內(nèi)產(chǎn)生大量紅棕色氣體,反應(yīng)逐漸加快,銅絲逐漸變細,試管中溶液由無色變?yōu)樗{色稀HNO3:試管內(nèi)開始產(chǎn)生少量無色氣體,反應(yīng)逐漸加快,氣體在試管上部變?yōu)榧t棕色,溶液逐漸變藍,銅絲逐漸變細,試管中溶液由無色變?yōu)樗{色材料2活潑金屬與硝酸反應(yīng)不生成H2,硝酸的濃度不同,還原產(chǎn)物不同?！締栴}討論】問題1材料表明,硝酸具有較強氧化性。硝酸呈現(xiàn)氧化性的實質(zhì)是什么?

問題2若把硝酸滴加到石蕊溶液中,溶液先變紅后褪色,出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因是什么?

問題3一定量的金屬銅放入濃硝酸后,金屬銅有剩余,推測產(chǎn)生的氣體成分可能有哪些?再向其中加入少量的稀硫酸,金屬銅還會繼續(xù)溶解嗎?

問題4鐵在常溫下可以和稀硝酸反應(yīng),預測鐵與稀硝酸反應(yīng)的產(chǎn)物,試寫出化學方程式。

【探究歸納】(1)硝酸強氧化性的規(guī)律①硝酸的濃度越大,反應(yīng)溫度越高,其氧化性越強。②濃硝酸的還原產(chǎn)物是NO2,稀硝酸的還原產(chǎn)物是NO。③還原劑一般被氧化為最高價態(tài)。(2)硝酸強氧化性的表現(xiàn)①硝酸與金屬的反應(yīng):既體現(xiàn)強氧化性,又體現(xiàn)酸性。②硝酸與非金屬的反應(yīng):僅表現(xiàn)強氧化性。實例:C+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2↑+2H2O。1.氮及其化合物的變化關(guān)系如圖所示。則下列說法不正確的是()A.路線①②③是工業(yè)生產(chǎn)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(yīng)都是氧化還原反應(yīng)D.氮氣可在足量的氧氣中通過一步反應(yīng)生成NO22.下列反應(yīng)中硝酸既能表現(xiàn)出酸性又表現(xiàn)出氧化性的是()A.能使紫色石蕊溶液變?yōu)榧t色B.與銅反應(yīng)放出一氧化氮氣體,生成硝酸銅C.與碳酸鈉反應(yīng)放出二氧化碳氣體,生成硝酸鈉D.與紅熱的碳混合時生成二氧化碳和二氧化氮3.下列有關(guān)硝酸化學性質(zhì)的敘述正確的是()A.硝酸能與Na2SO3反應(yīng),但不生成SO2B.硝酸的氧化性很強,能氧化所有金屬C.可用鋁或鐵制容器盛裝稀硝酸D.濃硝酸因易揮發(fā)出HNO3而呈黃色二、酸雨及防治(一)知識梳理1.SO2與NOx的主要來源(1)SO2主要來自煤、石油的燃燒和某些

的冶煉。(2)NOx主要來自機動車尾氣(高溫條件下氮氣和氧氣生成氮氧化物)。2.酸雨(1)概念:pH<的降雨。正常雨水由于溶解了CO2,其pH約為5.6。

(2)成因:主要是大氣中的溶于水形成的。

①硫酸型酸雨的形成過程如圖:②硝酸型酸雨的形成過程如圖:汽車尾氣→NONO2HNO3(3)危害:①直接損傷農(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、運輸工具及電纜的腐蝕。(4)防治工業(yè)廢氣排放到大氣中之前,進行適當處理,防止有害物質(zhì)污染大氣。(二)互動探究現(xiàn)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(shù)據(jù)如下測試時間/h01234雨水的pH4.734.634.564.554.55分析數(shù)據(jù),回答問題?！締栴}討論】問題1雨水樣品的pH變化的原因是什么?(結(jié)合化學方程式回答)

問題2如果將剛?cè)拥纳鲜鲇晁c用氯氣消毒的自來水相混合,pH將如何變化?原因是什么?(結(jié)合化學方程式回答)。

問題3你能列舉出2點可以減少酸雨產(chǎn)生的途徑嗎?

【探究歸納】(1)含有SO2廢氣的兩種處理方法①鈣基固硫法工業(yè)上常用生石灰和含硫的煤混合后燃燒,燃燒時硫、生石灰、O2共同反應(yīng)生成硫酸鈣,從而使硫轉(zhuǎn)移到煤渣中,反應(yīng)的化學方程式為CaO+SO2CaSO3、2CaSO3+O22CaSO4,總反應(yīng)的化學方程式為2CaO+2SO2+O22CaSO4。②氨水脫硫法該脫硫法采用噴霧吸收法,霧化的氨水與煙氣中的SO2直接接觸吸收SO2,其反應(yīng)的化學方程式為2NH3+SO2+H2O===(NH4)2SO3、2(NH4)2SO3+O2===2(NH4)2SO4。(2)含有NOx尾氣的處理方法①堿液吸收法硝酸工業(yè)產(chǎn)生的廢氣中含有較多的NO、NO2,可用強堿溶液進行吸收,同時獲得副產(chǎn)品。如:2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O;NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O。注意:NO2、NO的混合氣體能被足量燒堿溶液完全吸收的條件是n(NO2)≥n(NO)。②催化轉(zhuǎn)化法在催化劑、加熱條件下,氮氧化物通過與氨或CO反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無毒氣體(N2),一般適用于汽車尾氣的處理。如:6NO+4NH35N2+6H2O;6NO2+8NH37N2+12H2O。1.保護環(huán)境,就是關(guān)愛自己。下列說法中你認為不正確的是()A.采用燃煤脫硫技術(shù),可減少燃煤產(chǎn)生的SO2B.酸雨是指pH小于7的雨水C.大氣中氮氧化物主要來自汽車尾氣的排放D.倡導低碳生活、綠色出行2.酸雨是一種突出的環(huán)境問題。下列有關(guān)酸雨及其防治的說法正確的是()A.酸雨主要是由空氣中CO2的濃度增大引起的B.酸雨能直接損傷農(nóng)作物,破壞森林,加速橋梁的腐蝕C.向煤中加入適量石灰石,在燃燒時SO2最終生成CaSO3,可減少酸雨D.汽車排氣管上裝有“催化轉(zhuǎn)化器”,使有毒的CO和NO反應(yīng)生成N2和CO2,但不利于酸雨的防治基礎(chǔ)課時6硝酸、酸雨及其防治一、(一)1.無易刺激性2.(1)①H++OH-H2O②2H++Na2O2Na++H2O③CaCO3+2H+Ca2++CO2↑+H2O(2)4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O(3)①Cu+4HNO3(濃)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2ONO2NO氧化強②氧化物③1∶33.①N2+3H22NH3還原②4NH3+5O24NO+6H2O氧化③2NO+O22NO2氧化④3NO2+H2O2HNO3+NO氧化還原(二)問題1硝酸呈氧化性的本質(zhì)是HNO3中+5價氮元素具有氧化性。問題2硝酸顯酸性使石蕊溶液變紅,因強氧化性而具有漂白性,又使其褪色。問題3產(chǎn)生的氣體可能是NO2和NO的混合氣體。向有金屬銅剩余的溶液中加入少量稀硫酸,稀硫酸提供氫離子,與溶液中的NO3問題4硝酸與變價金屬(如Fe)反應(yīng),根據(jù)金屬量的多少分別得到高價、低價或兩種價態(tài)共存的混合物。反應(yīng)的化學方程式為Fe(少量)+4HNO3(稀)Fe(NO3)3+NO↑+2H2O;3Fe(過量)+8HNO3(稀)3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O。對點訓練1.D[氮氣和氧氣在放電或高溫條件下反應(yīng)生成NO,NO與O2反應(yīng)生成NO2,即氮氣與氧氣不能一步轉(zhuǎn)化為NO2。]2.B[硝酸使紫色石蕊溶液變?yōu)榧t色,與碳酸鈉反應(yīng)放出二氧化碳氣體,表現(xiàn)的都是硝酸的酸性;硝酸與紅熱的碳混合時生成二氧化碳和二氧化氮,表現(xiàn)的是硝酸的強氧化性;硝酸與銅反應(yīng)生成硝酸銅、一氧化氮和水,既表現(xiàn)其強氧化性又表現(xiàn)其酸性。]3.A[硝酸與Na2SO3發(fā)生氧化還原反應(yīng),Na2SO3被氧化生成Na2SO4,不會生成SO2,A正確;硝酸具有強氧化性,能氧化大部分金屬,Au、Pt等除外,B錯誤;常溫下,Fe、Al均能與稀硝酸反應(yīng),不能用鋁或鐵制容器盛裝稀硝酸,C錯誤;濃硝酸見光或受熱易分解,生成的NO2溶于其中而使?jié)庀跛岢庶S色,D錯誤。]二、(一)1.(1)含硫金屬礦物2.(1)5.6(2)SO2和NO2(3)①酸化(二)問題1酸雨放置時pH變小,其原因是雨水中的H2SO3被空氣中的氧氣氧化生成酸性更強的硫酸:SO2+H2OH2SO3、2H2SO3+O22H2SO4。問題2變小。雨水與自來水混合,SO2與Cl2或H2SO3與HClO反應(yīng):SO2+2H2O+Cl2H2SO4+2HCl或H2SO3+HClOH2SO4+HCl。因此雨水與自來水混合后溶液pH將變小。問題3減少酸雨的產(chǎn)生需減少SO2的排放,將煤轉(zhuǎn)化為清潔能源(如煤的氣化和液化),燃料脫硫、固硫,開發(fā)不含硫的新能源(如氫能、核能等)。對點訓練1.B[燃煤中加入的生石灰可與煤燃燒產(chǎn)生的二氧化硫反應(yīng),最終生成硫酸鈣,從而減少了污染氣體的排放,達到脫硫的目的,A項正確;酸雨是指pH小于5.6的雨水,B項錯誤;大氣中氮氧化物主要來自汽車尾氣的排放,C項正確;低