5.2.3硝酸酸雨及防治-高一化学讲义分层练习（人教版2019）（原卷版）

第3课时硝酸酸雨及防治1.结合实验探究，掌握硝酸的保存方法、不稳定性、强氧化性，培养学科素养——科学探究与创新意识。2.结合环境污染与防治知识，了解酸雨的形成及危害，加强环保意识，培养化学服务社会的科学态度与社会责任。知识点一、硝酸1.物理性质硝酸是色、挥发、气味的液体。2.化学性质（1）不稳定性浓硝酸见光或者受热会分解产生二氧化氮：。浓硝酸的保存：一般保存在色试剂瓶中，并放置在。（2）强氧化性①与金属铜的反应浓、稀硝酸与铜反应的化学方程式分别为：、。②浓硝酸与铁、铝的反应a.下，铁、铝的表面被浓硝酸或浓硫酸，生成了一层薄膜，这层薄膜阻止了酸。b.时，铁、铝会与浓硝酸或浓硫酸发生反应。③王水是浓硝酸和按体积比为组成的混合物。王水能使不溶于硝酸的金属如等溶解。3.工业制硝酸（1）工业上制硝酸的流程图（2）反应原理①；②；③；④。4.硝酸的用途硝酸是重要化工原料，用于制、、、燃料等。知识点二、酸雨及防治1.大气中二氧化硫、氮氧化物的来源（1）二氧化硫：的燃烧、含硫金属矿物的冶炼等。（2）氮氧化物：机动车发动机产生的使空气中的反应生成氮氧化物。2.二氧化硫、氮氧化物的危害（1）引起疾病，严重时会使人死亡。（2）形成。2.酸雨的形成与危害（1）酸雨：二氧化硫、氮氧化物以及它们在大气中发生反应后的生成物溶于雨水会形成酸雨。酸雨的pH。（2）形成：①硫酸型酸雨：SO2→SO3→或SO2→H2SO3→.②硝酸型酸雨：NOx→NO2→.（3）危害：①农作物，破坏森林和草原，使土壤、湖泊；②加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的。探究任务一硝酸的强氧化性1.硝酸的强氧化性规律（1）硝酸的浓度越大，反应温度越高，其氧化性越强。（2）还原剂一般被氧化成最高价态。2.硝酸的强氧化性的表现（1）硝酸与金属的反应：①除Au、Pt等少数金属外，硝酸几乎可以氧化所有的金属。②活泼金属与HNO3反应不生成H2，HNO3的浓度不同，还原产物不同。③常温下浓硝酸能使Fe、Al钝化，加热时反应。（2）硝酸与非金属的反应：反应规律：非金属单质＋浓硝酸→最高价氧化物或高价含氧酸＋NO2↑＋H2O。（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－、SOeq\o\al(2－,3)等均能被HNO3氧化。（4）硝酸与铁反应：当硝酸过量时，产物为Fe(NO3)3；当铁过量时，产物为Fe(NO3)2。【典例1】下列说法正确的是()A.过量的铁与浓硝酸反应,其产物是Fe(NO3)3、NO2、NO、H2OB.1mol铜与足量的浓硝酸反应,消耗硝酸的物质的量为2molC.往Fe(NO3)2溶液中加入稀硫酸,溶液的颜色会由浅绿色变为棕黄色D.铁、铝在任何浓度的硝酸中都会钝化【变式训练1】将相同质量的铜分别和过量浓硝酸、稀硝酸反应，下列叙述正确的是()A．反应剧烈程度：两者相同B．消耗硝酸的物质的量：前者多，后者少C．反应生成气体的颜色：前者浅，后者深D．反应中转移的电子总数：前者多，后者少探究任务二硝酸与金属反应的有关计算硝酸与金属反应的“三个守恒、一个关系”（1）三个守恒①得失电子守恒：金属失电子数＝n(NO2)＋3n(NO)。②氮原子守恒：n(HNO3)＝xn[M(NO3)x]＋n(NO2)＋n(NO)。③若向反应后的溶液中加入NaOH溶液恰好使Mx＋沉淀完全，此时溶质为NaNO3，则存在：n(Na＋)＝n(NOeq\o\al(－,3))＝n(HNO3)－n(NO)－n(NO2)。（2）一个关系起酸性作用的HNO3的物质的量是金属物质的量和金属所带电荷数的乘积，可表示为n(HNO3)酸性＝xn(Mx＋)＝n(转移电子)。【典例2】1.92gCu投入到一定量的浓硝酸中，铜完全溶解，生成的气体的颜色越来越浅，共收集到672mL的气体(气体体积已折算为标准状况下)。将盛有此气体的容器倒扣在水槽中，通入标准状况下一定体积的氧气，恰好使气体完全溶于水，则通入的氧气的体积为()A．168mL B．224mLC．336mL D．504mL【变式训练2】9.7gCu和Zn的合金与足量的稀硝酸反应，还原产物只有NO气体，其体积在标准状况下为2.24L。将溶液稀释为1L，测得溶液的c(H＋)＝0.1mol·L－1，此时溶液中NOeq\o\al(－,3)的浓度为()A．0.3mol·L－1 B．0.4mol·L－1C．0.2mol·L－1D．0.6mol·L－1探究任务三酸雨的危害与防治SO2和氮的氧化物的吸收、转化（1）NaOH溶液吸收SO2＋2NaOH=Na2SO3＋H2ONO2＋NO＋2NaOH=2NaNO2＋H2O2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O（2）氨气吸收2NH3＋H2O＋SO2=(NH4)2SO38NH3＋6NO27N2＋12H2O4NH3＋6NO5N2＋6H2O（3）汽车尾气转换器2CO＋2NO2CO2＋N2（4）石灰吸收CaO＋SO2=CaSO3、2CaSO3＋O2=2CaSO4【特别提醒】（1）氮的氧化物是造成酸雨和臭氧层空洞的共同污染物。（2）NO在破坏臭氧层的过程中可发生如下反应：NO＋O3→NO2＋O2①NO2＋O→NO＋O2②总反应方程式为2O3=3O2，从整个反应来看NO作催化剂。（3）NO使人中毒的原理与CO相似，被人吸入后与血红蛋白结合生成一氧化氮血红蛋白，从而使血红蛋白失去运输O2的能力。【典例3】下图所示是酸雨的形成示意图。根据图示回答下列问题。（1）下列气体容易形成酸雨的是________。A．CO2 B．SO2C．N2 D．NO2（2）现有雨水样品1份，每隔一段时间测定该雨水样品的pH，所得数据如下：测试时间/h01234雨水的pH4.734.634.564.554.55分析数据，回答下列问题：①雨水样品的pH变化的原因是_____________(用化学方程式表示)。②如果将刚取样的上述雨水和自来水相混合，pH将变________，原因是_______________________________________(用化学方程式表示)。（3）下列措施中，可减少酸雨产生的途径的是________(填字母)。①少用煤作燃料②把工厂烟囱造高③燃料脱硫④在已酸化的土壤中加石灰⑤开发新能源A．①②③ B．②③④⑤C．①③⑤ D．①③④⑤【变式训练3】酸雨是对降水呈酸性(pH小于5.6)的统称。下列说法错误的是()A．空气中的SO2溶于水，最终形成酸雨B．汽车排放的尾气、硝酸厂和化肥厂的废气都含有氮氧化物C．工业废水任意排放是造成酸雨的主要原因D．为了减少酸雨的形成，必须减少SO2的排放量，对燃料脱硫处理1．下列因果关系不正确的是 ()选项原因结果A大量植树造林温室效应BSO2和NO2气体的大量排放酸雨C含氮、磷等生活废水的大量排放水华、赤潮D汽车尾气的大量排放光化学烟雾2.下列关于硝酸的叙述正确的是()A.NO2溶于水生成硝酸,所以NO2是酸性氧化物B.硝酸可与活泼金属反应生成盐和氢气C.浓硝酸见光或受热易分解,必须保存在棕色瓶中D.硝酸与铜的反应只表现出氧化性3．将铜粉放入稀硫酸中，加热无明显反应，但加入某盐后，发现铜粉质量逐渐减少，该盐是()A．硫酸亚铁 B．硫酸锌C．硝酸钾 D．氯化钠4.已知3Cu+8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,则下列说法不正确的是 ()A.Cu作还原剂,HNO3作氧化剂B.HNO3在该反应中只有部分表现出了氧化性C.每生成22.4L(标准状况)NO有3mol的电子转移D.如果有8molHNO3被还原,则生成了2molNO5.在浓硝酸中放入铜片：（1）开始反应的化学方程式为_________________，实验现象为___________________。（2）若铜有剩余，则反应将要结束时的反应方程式为______________。（3）待反应停止后，再加入少量25%的稀硫酸，这时铜片上又有气泡产生，其原因是__________________________________________。（4）若将12.8g铜跟一定量的浓硝酸反应，铜消耗完时，共产生5.6L(标准状况)气体。则所消耗的HNO3的物质的量为________，其中显氧化性的硝酸的物质的量为________。1．大气中的二氧化硫和二氧化氮溶于水后会形成酸雨。下列说法错误的是()A．二氧化硫和二氧化氮是形成酸雨的主要物质B．酸雨的主要成分为H2SO4和HNO3C．汽车尾气中的NOx指NO2D．煤燃烧时加入适量石灰石，可减少废气中SO2的量2．下列实验事实与硝酸性质不相对应的一组是 ()A.浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红后褪色——酸性和强氧化性B.铁与稀硝酸反应不能放出氢气——强氧化性C.要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性D.氢氧化亚铁固体与稀硝酸混合——仅强酸性3．从经济效益和环境保护的观点出发，由铜制取硝酸铜最适宜的方法是()A．Cu与浓HNO3→Cu(NO3)2B．Cu与稀HNO3→Cu(NO3)2C．CuCuOCu(NO3)2D．Cu＋AgNO3→Cu(NO3)24.一定质量的铜分别与足量的稀硝酸和浓硝酸完全反应,在相同条件下用排水法收集反应产生的气体,下列叙述正确的是 ()A.硝酸浓度越大,硝酸被还原之后的生成物的价态越低,对应的硝酸的氧化性越弱B.硝酸浓度不同,生成Cu(NO3)2的物质的量不同C.硝酸浓度越大,产生的气体越少D.两者用排水法收集到的气体体积相等5．0.3molCu和含1.2molHNO3的浓硝酸，充分反应后，生成NO2的量为()A．0.2mol B．0.6molC．小于0.6mol D．大于0.6mol6．将1.92g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1.12L(标准状况下)。则所消耗硝酸的物质的量是()A．0.12mol B．0.11molC．0.09mol D．0.08mol7.某兴趣小组设计出如图所示装置来改进教材中“硝酸与铜反应”的实验,以探究化学实验的绿色化。 （1）实验前,关闭活塞b,试管d中加水至浸没长导管口,塞紧试管c和d的胶塞,加热c,其目的是________________________________。

（2）在d中加适量NaOH溶液,c中放一小块铜片,由分液漏斗a向c中加入2mL浓硝酸,c中反应的化学方程式是________________________________。

再由a向c中加2mL蒸馏水,c中的实验现象是_________________________________。

（3）下表是制取硝酸铜的三种方案,能体现绿色化学理念的最佳方案是________,理由是_____________________________________。

方案反应物甲Cu、浓硝酸乙Cu、稀硝酸丙Cu、O2、稀硝酸8．为了证明稀硝酸与铜反应的气体产物是NO，某同学设计了如下实验装置和实验方案。实验步骤：（1）关闭K1，打开K2，向试管中加石灰石，通过分液漏斗向其中加入一定的稀硝酸，则加入石灰石的作用是________________________________，反应的化学方程式是________________________________________。（2）将铜丝插入稀硝酸中，微热大试管。该步反应的离子方程式是__________________________________。（3）充分反应后，打开开关K1，通过气囊鼓入空气，可以观察到烧瓶中______________________，证明稀硝酸与铜反应的气体产物是NO。（4）NaOH溶液的作用________________________。9．“保护环境，就是保护人类自己。”下列环境问题与产生的主要原因不相符的是()①“臭氧空洞”主要是大量使用氟氯代烃等引起的②“光化学烟雾”主要是由NO2等引起的③“酸雨”主要是由空气中CO2浓度增大引起的④“白色污染”主要是由聚乙烯塑料等引起的⑤“厄尔尼诺”现象由空气中CO2浓度增大引起的⑥“温室效应”主要是由空气中CO2浓度增大引起的⑦“赤潮”主要是由水体中P、N等元素过量引起的A．只有①② B．只有②③⑤C．全部 D．只有③10．将红热的木炭与浓硝酸共热产生的气体等分为①和②两份，第①份先通过适量蒸馏水，再通入足量澄清石灰水中；第②份直接通入少量澄清石灰水中。则澄清石灰水的变化最可能为()A．①不变浑浊，②变乳白色B．①变乳白色，②不变浑浊C．①变乳白色，②变乳白色D．①不变浑浊，②不变浑浊11.在通风橱中进行下列实验：步骤现象Fe表面产生大量无色气泡，液面上方变为红棕色Fe表面产生少量红棕色气泡后，迅速停止下列说法中不正确的是()A．Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式为2NO＋O2=2NO2B．Ⅱ中的现象说明Fe表面形成致密的氧化层，阻止Fe进一步反应C．对比Ⅰ、Ⅱ中现象，说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3D．红棕色气体的成分是NO212.某稀溶液中HNO3和H2SO4的物质的量浓度分别为3.0mol/L和2.0mol/L。取该溶液20mL，加入3.2