(人教版)高中化学必修第二册第5章 第2节 第3课时 硝酸 酸雨及防治

b．稀硝酸与 Cu 反应的化学方程式为 __8_H_N__O_3_(稀__)_＋__3_C__u_=_=_=_3_C_u__(N__O_3_)2_＋__2_N__O_↑__＋__4_H__2O__________。 ②常温下，冷的浓硝酸能使铁__、__铝__钝化。 ③王水是浓__盐__酸__和浓__硝__酸__的混合物，体积比为_3_∶__1__，能使不 溶于硝酸的金、铂等溶解。
(2)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO (3)2NO＋2CO催==化==剂= N2＋2CO2
02
任务驱动式课堂
任务一 任务二 任务体系构建
硝酸的强氧化性
硝酸是重要的化工原料，用于制化肥、农药、炸药、染料等。 探究 1：浓硝酸中加入紫色石蕊溶液，溶液先变红又褪色，这表 现了 HNO3 的什么性质？
④_3_N_O__2_＋__H_2_O_=_=_=__2_H_N__O_3_＋__N_O_____(氧__化__、_还__原_反应)
2．硝酸的性质 (1)物理性质 硝酸是无__色、易__挥发、有刺__激__性__气味的液体。 (2)强氧化性 ①与金属的反应 a．浓硝酸与 Cu 反应的化学方程式为 _4_H__N_O__3(_浓__)_＋__C_u_=_=_=__C_u_(_N_O__3)_2_＋__2_N_O__2↑__＋__2_H__2_O___________。
反应后，所得溶液中Cu2＋的物质的量浓度(忽略体积变化)为( )
A．0.15 mol·L－1
B．0.225 mol·L－1
C．0.35 mol·L－1
D．0.45 mol·L－1
B 解析：解答本题要从离子反应的角度考虑，H2SO4 提供的
H＋可以和 NO － 3 构成强氧化性环境，继续氧化铜单质。HNO3、H2SO4
(3)不稳定性 ①硝酸分解的化学方程式：_4_H_N_O__3或_==_△光=_=照=_4_N__O_2_↑_＋__O__2↑__＋__2_H_2_O__。
②实验室中浓硝酸显黄色的原因：浓硝酸分解生成的NO2又溶
于硝酸。
二、SO2与NOx对大气的污染 1．SO2和NOx的主要来源、危害和防治
2．酸雨
01
自主化知识预习
1．下列物质中，可形成酸雨的是①__④__。(填序号)
①二氧化硫
②氟利昂
③二氧化碳
④氮氧化物
2．浓硝酸见光或受热易分解，所以应盛放在_棕_色细口瓶中，
并置于_冷__暗_处。
一、硝酸 1．硝酸的工业制备
写出每一步反应的化学方程式，并分析每一步反应中含氮物质 发生的是氧化反应还是还原反应。
3．硝酸是重要的工业试剂，也是化学实验室中常用的试剂之一。 下列有关硝酸的说法不正确的是( )
A．HNO3 和氯水用棕色试剂瓶保存，原理相同 B．将分别蘸有浓硝酸和浓氨水的玻璃棒相互靠近时，有白烟生成 C．常温下铁和铂都不溶于浓硝酸，原理相同 D．常温下，向浓硝酸中投入 Fe 片，不会产生大量的红棕色气体
(2)NOx能形成酸雨，写出NO2转化为HNO3的化学方程式： _____________________________________________________。 (3)汽车尾气中的CO、NOx在适宜温度下采用催化转化法处 理，使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。写出NO被CO 还原的化学方程式：____________________________________。
(1) 混 合 气 体 中 NO2 和 NO 的 总 物 质 的 量 为 ______________mol(用含 a 的式子表示)。
解析：因为得到 NO2 和 NO 混合气体，说明原硝酸溶液为浓硝 酸。发生的反应有 Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 和 3Cu ＋ 8HNO3( 稀 )===3Cu(NO3)2 ＋ 2NO↑ ＋ 4H2O 。 n(Cu) ＝ 64 g6·.4mgol－1＝0.1 mol ，反应后溶液中含有 n(NO－ 3 )＝0.1 L×3 mol·L－ 1＝0.3 mol。由 N 原子守恒得 n(NO2)＋n(NO)＝n(HNO3)总－n(NO－ 3 ) 余＝(0.05a－0.3)mol。
①_____________________________(还__原__反应) ②_4_N_H__3＋__5_O__2_催=_=_△化=_=_剂=__4_N_O__＋__6_H_2_O____(_氧__化_反应)
③_2_N__O_＋__O__2=__=_=_2_N_O__2 ____(_氧__化_反应)
n(Cu)×2，解得n(Cu)＝32 mol。
探究2：将1.92 g铜粉与一定量的浓硝酸反应，当铜粉完全反应时 收集到气体1.12 L(标准状况下)，则所消耗硝酸的物质的量是多少？
提示：0.11 mol。铜与浓硝酸反应时，消耗的HNO3转变为Cu(NO3)2
和氮的氧化物(NO2或NO)。n(Cu)＝
氮。
(× )
(6)常温下，将铝片放入浓硝酸，无明显现象，是因为铝和浓硝
酸不反应。
(× )
(7)王水是浓硝酸和浓盐酸体积比为1∶3的混合物，能溶解金和
铂。
(√ )
(8)实验室可以用铜和稀硝酸制备少量的NO气体。
(√ )
(9)浓硝酸氧化性很强，常温下就可以和碳发生反应。 ( × )
2．酸雨形成的最主要原因是( B ) A．森林遭乱砍滥伐，破坏了生态平衡 B．工业上大量燃烧含硫燃料 C．大气中二氧化碳的含量增多 D．汽车排出大量尾气
4．汽车尾气主要含有CO2、CO、SO2、NOx等物质，这种尾气 逐渐成为城市空气污染的主要来源之一。
(1)汽车尾气中的CO来自_______________________，NO来自 ______________________________。汽车尾气对环境的危害主要有 ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ _____________(至少填两种)。
提示：酸性和强氧化性。
探究2：浓、稀硝酸分别与铜反应时，其还原产物相同吗？ 提示：浓硝酸、稀硝酸分别与铜反应时，其还原产物不同，前 者生成NO2，后者生成NO。 探究 3：酸性条件下 Fe2＋、NO－ 3 、Na＋能大量共存吗？ 提示：不能大量共存，NO－ 3 在酸性条件下可将 Fe2＋氧化为 Fe3＋。
药(S、KNO3、C)加热时爆炸。
硝酸与金属反应的计算
浓硝酸和稀硝酸都有较强的氧化性，浓硝酸是强氧化剂，遇稻 草、木屑等能引起燃烧。
探究1：铜跟稀硝酸的反应中，如果有63 g硝酸被还原，则被氧 化的铜的物质的量是多少？
提示：
3 2
mol。根据得失电子守恒可知，
63
63 g g·mol－1
×(5－2)＝
1．下列反应中硝酸既表现出酸性又表现出氧化性的是( ) A．使石蕊溶液变红 B．与铜反应放出NO气体，生成Cu(NO3)2 C．与Na2CO3反应放出CO2气体，生成NaNO3 D．与S单质混合共热时生成H2SO4和NO2
B 解析：A项，HNO3只表现出酸性；B项，Cu与稀硝酸反应 时，硝酸部分起酸的作用生成Cu(NO3)2，部分作氧化剂被还原为 NO；C项，2HNO3＋Na2CO3===CO2↑＋H2O＋2NaNO3，HNO3只 表现出酸性；D项，HNO3将S氧化为H2SO4，自身被还原为NO2，在 该反应中HNO3只表现出氧化性。
NO－ 3 的强氧化性
碱性、中性条件下，NO
－
3
无氧化性，但在酸性条件下，NO
－
3
表
现出强氧化性，故在应用硝酸的氧化性分析离子是否共存时，要注
意溶液中H＋和NO
－

的组合相当于HNO3，能够氧化具有强还原性的
离子，而单纯的NO－ 3 不能氧化这些离子。
加热时NO
－
3
表现出强氧化性，例如硝酸铵加热时易爆炸，黑火
3Cu＋8H＋＋2NO－ 3 ===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
8 0.06 mol
3 n(Cu2＋)
n(Cu2＋)＝0.06 mol×38＝0.022 5 mol
c(Cu2＋)＝0.0202.15Lmol＝0.225 mol·L－1。
2．将 6.4 g 铜加入 50 mL a mol·L－1 的硝酸溶液中，铜全部溶 解，得到 NO2 和 NO 的混合气体。将反应后溶液稀释至 100 mL，测 得 NO－ 3 的浓度为 3 mol·L－1。
2．(双选)下列关于硝酸的说法正确的是( ) A．硝酸与金属反应时，主要是＋5价的氮得电子 B．浓硝酸与浓盐酸按1∶3的体积比所得的混合物叫王水 C．硝酸电离出的H＋能被Zn、Fe等金属还原成H2 D．常温下，向浓硝酸中投入铝片，会产生大量红棕色气体
AB 解析：硝酸是一种强氧化性的酸，它的氧化性主要是由＋ 5价的氮原子表现出来的，A正确；王水中浓硝酸与浓盐酸的体积比 是1∶3，B正确；硝酸是强氧化性酸，与金属反应时，一般不产生 H2，C错误；常温下，浓硝酸能使Al钝化，不会产生大量红棕色气 体，D错误。
解析：(1)汽车发动机内不断进行着汽油的燃烧反应，当空气不 足时，汽油不完全燃烧，会产生CO；当空气过量时，N2和O2在放 电或高温条件下反应生成NO。汽车尾气对环境的危害很大，可以 形成硝酸型酸雨，导致光化学烟雾，产生温室效应。(3)CO、NOx 反应后生成的无毒气体为CO2和N2。
答案：(1)汽油的不完全燃烧 N2与O2在汽车发动机内高温环境 下的反应 形成硝酸型酸雨、导致光化学烟雾、产生温室效应(任填 两种即可)
C 解析：A项，HNO3和氯水中的HClO见光都易分解，都应 避光保存，正确；B项，浓硝酸和浓氨水都具有挥发性，HNO3与 NH3化合生成白色固体小颗粒NH4NO3，正确；C项，铁在浓硝酸中 发生钝化，而Pt与浓硝酸不反应，原理不同，错误；D项，常温 下，向浓硝酸中投入Fe片，发生钝化，不会产生大量的红棕色气 体，正确。
答案：0.05a－0.3
(2)稀释后的溶液中H＋的物质的量浓度为______mol·L－1。 解析：因为与 Cu2＋组合的 n(NO－ 3 )＝2n(Cu2＋)＝2×0.1 mol＝0.2 mol，故溶液中与 H＋结合的 n(NO－ 3 )＝0.3 mol－0.2 mol＝0.1 mol，则 c(H＋)＝00.1.1mLol＝1.0 mol·L－1。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)硝酸和活泼金属反应生成氢气和相应的硝酸盐。 (2)硝酸的浓度越大，其氧化性越强。 (3)稀硝酸可溶解Fe(OH)2生成Fe(NO3)2和水。 (4)碳、铜与浓硝酸反应时，浓硝酸只表现强氧化性。
(× ) (√ ) (× ) (× )
(5)过量的铜和一定量的浓硝酸反应，生成的气体只有二氧化
第五章 化工生产中的重要 非金属元素
第二节 氮及其化合物 第3课时 硝酸 酸雨及防治
学习任务目标 1．能通过硝酸与不活泼金属、非金属的反应，认识硝酸的强氧化 性，进一步认识其在生产、生活中的应用。 2．能通过比较浓硝酸与稀硝酸性质的差异，认识浓度、反应条件 对反应产物的影响。 3．能通过硝酸对人类发展的贡献，深刻认识化学对创造物质财富 和精神财富、满足人们日益增长的美好生活需要的重大贡献，具有 节约资源、保护环境的可持续发展意识。
混合液中 H＋总的物质的量为 0.06 mol，NO － 3 的物质的量为 0.04 mol，
Cu 的物质的量为 0.03 mol。
Cu与稀硝酸发生反应：
3Cu ＋ 8H＋ ＋2NO－ 3 ===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
3
8
2
0.03 mol 0.06 mol 0.04 mol
H＋不足量，应根据H＋的物质的量计算。
1.92 g 64 g·mol－1
＝0.03
mol，n(气体)＝
22.41.L12·mLol－1＝0.05 mol，所以共消耗HNO3的物质的量n(HNO3)＝0.03
mol×2＋0.05 mol＝0.11 mol。
1．某100 mL混合液中，HNO3和H2SO4的物质的量浓度分别是0.4
mol·L－1和0.1 mol·L－1。向该混合液中加入1.92 g铜粉，加热，待充分