新教材人教版高中化学必修第二册课件-硝酸酸雨及防治

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
发展目标 1.通过实验掌握 HNO3 的性质，培养 “变化观念与科学探究”的核心素养。 2.根据生活和生产中的环境问题，了解 酸雨及防治，培养“科学态度与社会责 任”的核心素养。
体系构建
必备 知识 自 主 预 习
一、硝酸
3
＋
8H
＋
===3Cu2
＋
＋
2NO↑＋4H2O
D．③中可能产生 SO2
C
[稀硝酸和铜片反应的离子方程式为
3Cu
＋
2NO
－
3
＋
8H
＋
===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，①试管口有红棕色气体产生是因为 NO
被空气中的氧气氧化为 NO2，故 A 错误；③中的现象产生是因为溶
液中的 NO－3 在酸性环境下具有强氧化性，继续与铜发生反应：3Cu＋
2．硝酸与金属反应的计算 (1)电子守恒法：硝酸与金属反应属于氧化还原反应，氮原子得到 的电子总数等于金属原子失去的电子总数。 (2)原子守恒法：硝酸与金属反应时，反应前硝酸中的 NO－ 3 一部 分仍以 NO－ 3 的形式存在，一部分转化为还原产物，这两部分中 N 的 物质的量之和与反应消耗的硝酸中 N 的物质的量相等。
3．分别写出 SO2、NO2 形成酸雨的有关化学方程式：
______________________________________________________ ______________________________________________________、
______________________________________________________ ______________________________________________________。
A [浓硝酸的氧化性很强，与金属反应时一般不生成氢气而生成 氮氧化物，所以实验室中不能使用浓硝酸制备氢气，A 错误；常温下 铁、铝遇浓硝酸会被迅速氧化，在表面产生一层致密氧化物薄膜，对 内层的金属起到了保护作用，这种现象叫钝化，B 正确；浓硝酸不稳 定，见光容易分解：4HNO3=光==照==4NO2↑＋O2↑＋2H2O，所以应避 光保存，C 正确；浓硝酸易挥发，打开瓶塞，瓶口有白雾产生，D 正 确。]
【典例】 3.2 g 铜与过量硝酸(8 mol·L－1、30 mL)充分反应，硝
酸的还原产物为 NO2 和 NO，反应后溶液中含有 a mol H＋，则此时溶
液中所含 NO－3 的物质的量为( )
A．(0.2＋a)mol
B．(0.1＋a)mol
C．(0.05＋a)mol
D．a mol
[思路点拨]
2．某同学进行有关铜、硝酸、硫酸化学性质的实验，实验过程 如图所示：
①、③均观察到实验现象：溶液呈蓝色，试管口有红棕色气体产 生。
下列说法正确的是( )
A．①试管口有红棕色气体产生，原因是硝酸被还原为 NO2
B．由③的现象可得出结论：Cu 可与稀硫酸反应
C
．
③
中
反
应
的
离
子
方
程
式
：
3Cu
＋
2NO
－
(3)强氧化性 与金属反应：硝酸具有强氧化性，能与除金、铂、钛以外的 大多数金属反应。 a ． Cu 与 浓 硝 酸 反 应 的 化 学 方 程 式 为 _C_u_＋__4_H__N_O__3_(浓__)_=_=_=_C__u_(_N_O__3)_2_＋__2_N_O__2↑__＋__2_H__2_O_____。 Cu 与 稀 硝 酸 反 应 的 化 学 方 程 式 为 _3_C_u_＋__8_H__N_O__3(_稀__)_=_=_=_3_C_u__(N__O_3_)_2＋__2_N__O_↑__＋__4_H__2_O___。
③不活泼金属与硝酸反应的模板为
④常温下，浓硝酸能使 Fe、Al 钝化。加热时可以与 Fe、Al 发生 反应。
(2)硝酸与非金属的反应 ①反应规律：非金属单质＋浓硝酸→最高价氧化物或其含氧酸＋ NO2↑＋H2O； ②实例：C＋4HNO3(浓)==△===CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。
(3)硝酸与还原性化合物的反应 硝酸的强氧化性还表现在可以氧化具有还原性的化合物或离子， 如 HI、HBr、SO2、Fe2＋、FeO、Br－、I－、S2－、SO32－等均能被 HNO3 氧化。 (4)铁与稀硝酸反应，先生成 Fe(NO3)3，若 Fe 过量，Fe(NO3)3 再 与 Fe 反应生成 Fe(NO3)2。
[答案] SO2＋H2O ＋H2O===2HNO3＋NO
H2SO3，2H2SO3＋O2===2H2SO4 3NO2
关键 能力 核 心 突 破
硝酸的氧化性及有关计算
1．浓硝酸中加入紫色石蕊试液，溶液先变红又褪色，这表现了 HNO3 的什么性质？
提示：酸性和强氧化性。 2．酸性条件下，Fe2＋、NO3－、Na＋能大量共存吗？在 NO－ 3 存在 的酸性条件下还能氧化哪些离子？ 提示：不能共存，NO－ 3 在酸性条件下能将 Fe2＋氧化为 Fe3＋。S2－、 HS－、SO23－、HSO－ 3 、I－等。
2．SO2、NOx 对人体的危害 SO2 与 NOx 会引起呼__吸__道__疾病，危害人体健康，严重时会使人死 亡。
3．酸雨
4．酸雨防治 (1)工业废气排放到大气中之前，必须进行适当处理，防止有害物 质污染大气。 (2)减少化石燃料的直接燃烧，如脱硫处理。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
浓硝酸往往显黄色的原因是什么？ 提示：HNO3 分解生成的 NO2 溶于浓硝酸中显黄色。
3．用途 硝酸是重要的化工原料，可用于制造化肥、_炸__药_、染__料__、农 ___药_等。 二、酸雨及防治 1．SO2、NOx 的主要来源 (1)SO2：主要来源于_煤__、__石__油_和某些含硫的金属矿物的燃烧或冶 炼。 (2)NOx：主要来源于机动车产生的尾气。
＋
a)mol。]
[借题发挥] (1)反应过程中失去电子________mol。 (2)被还原的 HNO3 为________mol。生成 NO2 和 NO 的总物质的 量为________mol。 [答案] (1)0.1 (2)(0.14－a) (0.14－a)
1．下列有关浓硝酸的说法中不正确的是( ) A．实验室常用浓硝酸与金属锌反应制备氢气 B．常温下浓硝酸能使金属铝钝化 C．浓硝酸开瓶塞，瓶口有白雾产生
1．物理性质
颜色 状态 气味
特性
无 __色 液__态__ 有刺__激__性__气味 易挥__发__
2.化学性质 (1)酸性：属于强酸，具有酸的通性，如 CaCO3 与 HNO3 反应的 化学方程式为_C__a_C_O__3＋___2_H_N__O_3_(稀__)_=_=_=_C__a_(N__O_3_)_2_＋__C_O__2↑__＋__H__2_O__。 _4_H_N__(O2_)3_或=不_=_光△=_稳=_照_=定_4_N_性O__2_↑：__＋见__O_光2_↑_或_＋__2者_H_2受_O__热__易___分__。解所，以化硝学酸一方般程保式存在为 棕__色__试剂瓶中，并放置在阴__凉__处__。
b．与 Fe、Al 反应：常温下，浓硝酸或浓硫酸可使铁、铝表面形 成一层致密的氧__化__物__薄膜，所以可以用铁__制容器或铝__制容器来盛装浓 硝酸或浓硫酸。当加热时，Fe、Al 会与浓硝酸或浓硫酸发生反应。
c．浓硝酸和浓盐酸的混合物(体积比为_1_∶__3__)叫做王水，能使一 些不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。
(1)浓硝酸与足量 Zn 反应，生成的气体中可能有 NO2、NO、H2
等。
()
(2)硝酸与 Cu 反应中，HNO3 只表现强氧化性。
()
(3)酸雨的 pH＜5.6，正常雨水的 pH＝7。
()
(4)刚收集到的酸雨放置一段时间后，pH 会增大。
()
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)×
2．下列关于硝酸的叙述正确的是( ) A．常温下，浓硝酸可以使金属镁钝化 B．稀硝酸与活泼金属反应主要放出氢气 C．浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂 D．室温下，铜能与浓硝酸反应，不能与稀硝酸反应 [答案] C
3．将 7.68 g 铜与 50 mL 一定浓度的硝酸恰好完全反应，收集到 标准状况下 4.48 L 气体。请思考：
(1)反应过程中，失去电子的物质的量为多少？ (2)被还原的 HNO3为多少摩尔？未被还原的 HNO3为多少摩尔？ (3)硝酸的物质的量浓度为多少？ (4)4.48 L 气体的成分有哪些？各是多少 L?
B [3.2 g 铜与过量硝酸(8 mol·L－1、30 mL)充分反应生成 Cu2＋，
充分反应后溶液中 Cu2＋的物质的量为 0.05 mol，含 a mol H＋，根据
电荷守恒，可得硝酸根的物质的量等于铜离子物质的量的 2 倍和氢离
子的物质的量之和，则此时溶液中所含
NO
－
3
的
物
质
的
量
为
(0.1
(3)电荷守恒法 HNO3 过量时，反应后溶液中(不考虑 OH－)根据电荷守恒有 c(NO－ 3 )＝c(H＋)＋nc(Mn＋)(Mn＋代表金属离子)。 (4)利用离子方程式计算 硝酸与硫酸混合液跟金属的反应，当金属足量时，不能用硝酸与 金属反应的化学方程式计算，应用离子方程式计算，因为生成的硝酸 盐中的 NO－ 3 与硫酸电离出的 H＋仍能继续与金属反应。如金属铜与混 酸的反应方程式为 3Cu＋8H＋＋2NO－ 3 ===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。
2NO3－＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，故 B 错误，C 正确；③中
SO24－没有参与反应，不可能产生 SO2，故 D 错误。]