5.2.3硝酸酸雨及其防治導(dǎo)學(xué)案高一下學(xué)期化學(xué)人教版

5.2.1氮及其化合物（3）——硝酸酸雨及其防治【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、掌握硝酸的性質(zhì)及應(yīng)用。2、知道酸雨的成因及防治措施。3、掌握硝酸與金屬、非金屬反應(yīng)的特點。4、掌握硝酸與金屬反應(yīng)的相關(guān)計算▲▲▲預(yù)習(xí)案▲▲▲一、硝酸1、保存：保存濃硝酸要用______________________試劑瓶，__________，放置于___________處。2、主要性質(zhì)物理性質(zhì)色、態(tài)：__________味：__________，揮發(fā)性：__________，沸點：83℃。化學(xué)性質(zhì)酸的通性與指示劑反應(yīng)稀硝酸使紫色石蕊溶液由________變成________，濃硝酸使紫色石蕊溶液先變________后________。與堿反應(yīng)（如NaOH）與堿性氧化物反應(yīng)（如Na2O）與弱酸鹽反應(yīng)（如CaCO3）不穩(wěn)定性強(qiáng)氧化性與金屬反應(yīng)與Cu?。簼猓号cAl（稀）與Fe（?。〧e少量：Fe過量：與非金屬單質(zhì)反應(yīng)與C與S與還原性物質(zhì)（如）鈍化常溫下，鐵、鋁的表面被____________或____________氧化，生成一層致密的氧化物薄膜，阻止了酸與內(nèi)層金屬的進(jìn)一步反應(yīng)。用途炸藥、燃料、醫(yī)藥、硝化纖維、化肥等3、制備（1）實驗室原理：______________________________________________________________________________________。（2）工業(yè)①原理：寫出各步的反應(yīng)方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________請總結(jié)在制備硝酸的過程中，反應(yīng)物中含氮物質(zhì)的類別、氮元素化合價的變化情況以及含氮物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的類型。序號物質(zhì)類別氮的化合價反應(yīng)類型①②③④②工藝流程4、王水濃硝酸和濃鹽酸的混合物（體積比為1：3）叫做王水，能使一些不溶于硝酸的金屬如金、鉑等溶解。二、酸雨及其防治1、酸雨：指pH小于5.6的雨、雪、霧、雹等大氣降水，其主要是含有硫酸和硝酸。2、SO2和NOx的主要來源（1）SO2：_________、_________和某些含硫的金屬礦物的燃燒或冶煉；（2）NOx：主要來自汽車尾氣。3、酸雨的形成、類型、危害及其防治（1）形成：（2）類型：①硫酸（燃煤）型②硝酸（燃油）型：由氮氧化物（NOx）引起。反應(yīng)原理：3NO2+H2O=2HNO3+NO③混合型：.（3）危害酸雨能直接損傷農(nóng)作物，破壞森林和草原，使土壤、湖泊酸化，加速建筑物、橋梁、工業(yè)設(shè)備、運輸工具和電纜的腐蝕。（5）防治①調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，開發(fā)利用清潔能源。②研究煤的脫硫技術(shù)，改進(jìn)燃燒技術(shù)，減少SO2和氮氧化物的排放。③加強(qiáng)工廠廢氣的回收處理。④改進(jìn)汽車尾氣的處理技術(shù)，控制汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)等。⑤對酸性物質(zhì)的排放加以控制，對排放的二氧化硫、氮氧化物等物質(zhì)采取吸收、回收處理等措施。4、氮氧化物的其他危害（1）汽車尾氣的處理：2xCO+2NOx2xCO2+N2（2）破壞臭氧層：NO+O3→NO2+O①NO2+O→NO+O2②①+②得：總反應(yīng)：2O3=3O2▲▲▲探究案▲▲▲一、實驗【58】如圖所示，在橡膠塞側(cè)面挖一個凹槽，并嵌入下端卷成螺旋狀的銅絲。向兩支具支試管中分別加入2mL濃硝酸和稀硝酸，用橡膠塞塞住試管口，使銅絲與硝酸接觸，觀察并比較實驗現(xiàn)象。向上拉銅絲，終止反應(yīng)。實驗現(xiàn)象濃HNO3：稀HNO3：化學(xué)方程式濃HNO3：稀HNO3：實驗結(jié)論NaOH的作用問：為什么溶液逐漸變?yōu)榫G色？____________________________________________________________________________________________二、硝酸的性質(zhì)1、硝酸是無色液體，但久置的濃硝酸為什么會顯黃色？____________________________________________________________________________________________2、硝酸和金屬的反應(yīng)（1）足量的Cu中加入少量的濃硝酸,可能會發(fā)生什么反應(yīng)？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________（2）反應(yīng)停止后，如果在溶液中再加入足量硫酸會出現(xiàn)什么情況？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________（3）濃硝酸、稀硝酸與Cu反應(yīng)產(chǎn)物分別為NO2、NO，反應(yīng)中稀硝酸化合價降低較多，說明稀硝酸氧化性比濃硝酸強(qiáng)，對嗎？____________________________________________________________________________________________（4）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？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________三、硝酸與金屬反應(yīng)的計算1、金屬與硝酸反應(yīng)的一般規(guī)律（1）金屬+濃硝酸→金屬硝酸鹽+NO2↑+H2O反應(yīng)中，表現(xiàn)氧化性的HNO3占_____________，表現(xiàn)酸性的HNO3占_____________。（2）金屬+濃硝酸→金屬硝酸鹽+NO↑+H2O反應(yīng)中，表現(xiàn)氧化性的HNO3占_____________，表現(xiàn)酸性的HNO3占_____________。2、思維模型四、酸雨及其防治1、SO2、NOx的治理（1）SO2的消除方法①鈣基固硫法含義：將生石灰和含硫的煤混合燃燒，S轉(zhuǎn)化為CaSO4。反應(yīng)原理：CaO＋SO2eq\o(=,\s\up7(△))CaSO3、2CaSO3＋O2=2CaSO4?？偡磻?yīng)：2CaO＋2SO2＋O2eq\o(=,\s\up7(△))2CaSO4。氨水脫硫法含義：將SO2通過氨水并被氧化生成氮肥(NH4)2SO4。反應(yīng)原理：2NH3·H2O＋SO2=(NH4)2SO3＋H2O、2(NH4)2SO3＋O2=2(NH4)2SO4。③堿液吸收法SO2＋2NaOH=Na2SO3＋H2O。（2）NOx的消除①堿液吸收法2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O、NO2＋NO＋2NaOH=2NaNO2＋H2O。NO2、NO的混合氣體能被足量燒堿溶液完全吸收的條件：n(NO2)≥n(NO)。②催化轉(zhuǎn)化法NOeq\o(→,\s\up7(NH3))N2：4NH3＋6NOeq\o(=,\s\up7(高溫),\s\do5(催化劑))5N2＋6H2O，NOx＋CO→N2＋CO2：2NO＋2COeq\o(=,\s\up7(高溫),\s\do5(催化劑))N2＋2CO2。自糾自查1、硝酸可與Na2SO3反應(yīng)生成SO2（）2、稀硝酸可溶解Fe(OH)2生成Fe(NO3)2和水（）3、碳、銅與濃硝酸反應(yīng)時，濃硝酸只表現(xiàn)強(qiáng)氧化性（）4、在常溫下Fe和Al在濃硫酸和濃硝酸中發(fā)生鈍化，說明常溫下濃硫酸和濃硝酸與Fe和Al不反應(yīng)（）5、王水是濃硝酸和濃鹽酸體積比為1∶3的混合物，其氧化性比濃硝酸強(qiáng)（）6、空氣中的SO2溶于水最終形成酸雨（）7、汽車排放的尾氣、硝酸廠和化肥廠的廢氣都含有氮氧化物（）8、安裝煤炭燃燒過程的固硫裝置主要是為了提高煤的利用率（）9、大量燃燒化石燃料排放的廢氣中含大量的CO2，從而使雨水的pH＜5.6（）▲▲▲習(xí)題案▲▲▲1．對于硝酸的物理性質(zhì)，下列敘述不正確的是A．可以與水以任意比互溶B．不易揮發(fā)C．有刺激性氣味D．質(zhì)量分?jǐn)?shù)足夠大時可形成發(fā)煙硝酸2．下列關(guān)于硝酸的說法正確的是A．常溫下，向濃硝酸中投入鐵片，會產(chǎn)生大量的紅棕色氣體B．與金屬反應(yīng)時，稀硝酸被還原為更低價態(tài)，則稀硝酸的氧化性強(qiáng)于濃硝酸C．硝酸電離出的能被鋅。鐵等金屬還原成D．硝酸與金屬反應(yīng)時，是+5價的N得電子3．同學(xué)們在做銅與濃硝酸反應(yīng)的實驗時，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)后的溶液呈綠色，而不顯藍(lán)色。甲同學(xué)認(rèn)為是該溶液中硝酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高所致，而乙同學(xué)認(rèn)為是該溶液中溶解了生成的氣體。同學(xué)們分別設(shè)計了以下4個實驗來判斷兩種說法是否正確，這些方案中不可行的是A．加水稀釋該綠色溶液，觀察溶液顏色變化B．加熱該綠色溶液，觀察溶液顏色變化C．向該綠色溶液中通入氮氣，觀察溶液顏色變化D．向飽和硝酸銅溶液中通入濃硝酸與銅反應(yīng)產(chǎn)生的氣體，觀察溶液顏色變化4．下列有關(guān)實驗操作、現(xiàn)象及解釋或結(jié)論都正確的是選項實驗操作現(xiàn)象解釋或結(jié)論將過量的粉加入稀中，充分反應(yīng)后，滴入溶液溶液呈紅色稀將氧化為常溫下，、放入濃中無明顯現(xiàn)象、在濃中發(fā)生鈍化鋁箔插入稀中無現(xiàn)象箔表面被氧化，形成致密的氧化膜用玻璃棒蘸取濃點到藍(lán)色石蕊試紙上試紙變紅色濃具有酸性5．火藥是我國古代四大發(fā)明之一，《本草綱目》中記載“火藥乃焰消、硫黃、杉木炭所合，以烽燧銃極”。這里的“焰消”指的是A． B．KCl C． D．6．現(xiàn)有某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL，將其平均分成兩份。向其中一份中逐漸加入銅粉，最多能溶解9.6g銅粉；向另一份中逐漸加入鐵粉，產(chǎn)生氣體的量隨鐵粉質(zhì)量的變化關(guān)系如圖所示（假設(shè)硝酸的還原產(chǎn)物為NO氣體）。下列分析或結(jié)果正確的是A．原混合溶液中NO3的物質(zhì)的量為0.2molB．OA段產(chǎn)生的是氫氣C．BC段產(chǎn)生NOD．原混合溶液中H2SO4的濃度為1.25mol/L7．足量銅溶于一定量濃硝酸，產(chǎn)生NO2、N2O4、NO的混合氣體，這些氣體若與1.12LO2（標(biāo)準(zhǔn)狀況）混合后通入水中，氣體被水完全吸收。若向原所得溶液中加入2mol?L1H2SO4溶液100mL，則繼續(xù)溶解的Cu的質(zhì)量為A．6.4g B．9.6g C．19.2g D．24g8．銅和Al的合金2.3g全溶于濃硝酸，若反應(yīng)中硝酸被還原只產(chǎn)生2.24L的NO2氣體和168mL的N2O4氣體（都已折算到標(biāo)準(zhǔn)狀況），在反應(yīng)后的溶液中，加入一定量的氫氧化鈉溶液，使生成的沉淀的最大質(zhì)量為A．4.1275g B．4.255g C．8.51g D．9.62g9．酸雨是對降水呈酸性（pH小于5.6）的雨水的統(tǒng)稱。下列說法不正確的是A．空氣中的SO2溶于水，最終形成酸雨B．汽車排放的尾氣、硝酸廠的廢氣中都含有氮氧化物C．工業(yè)廢水任意排放是造成酸雨的主要原因D．為了減少酸雨的形成，必須減少SO2的排放量，對燃料脫硫處理10．甲、乙兩組同學(xué)分別對銅、鐵與硝酸的反應(yīng)進(jìn)行探究，請你參與并完成對有關(guān)問題的解答。（1）甲組同學(xué)采用如圖所示裝置驗證銅與硝酸的反應(yīng)。已知儀器A中盛有足量的一定濃度的硝酸，試管B中盛有3.2g銅。①在銅與硝酸的反應(yīng)中，硝酸所表現(xiàn)出的化學(xué)性質(zhì)主要有。②儀器C中收集的氣體主要是（填化學(xué)式）。③待試管B中的銅反應(yīng)完全后，如果向B中液體里加入足量氫氧化鈉溶液，可生成沉淀的質(zhì)量是g。（2）乙組同學(xué)對鐵與稀硝酸的反應(yīng)進(jìn)行探究。他們用和含有的稀硝酸進(jìn)行實驗，若兩種物質(zhì)恰好反應(yīng)都無剩余，且只被還原成NO，反應(yīng)結(jié)束后溶液中含有和。①反應(yīng)結(jié)束后的溶液中的物質(zhì)的量的取值范圍是（用含a的代數(shù)式表示）。②若反應(yīng)結(jié)束后的溶液中、的物質(zhì)的量之比，則為。11．將12.0g銅粉緩慢加入到50.0mL某濃度的濃硝酸中，隨反應(yīng)的進(jìn)行，產(chǎn)生的和NO總體積（折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況）隨銅粉加入量的變化如圖。完成下列問題：（1）最終產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量為mol。（2）反應(yīng)中生成的和NO的體積之比為。（3）原硝酸的物質(zhì)的量濃度為。（4）若使銅粉繼續(xù)溶解，可向反應(yīng)后的溶液中加入___________。A．稀硫酸 B．固體C．固體 D．固體參考答案【預(yù)習(xí)案】一、1、棕色細(xì)口玻璃塞冷暗2、無色液體有刺激性氣味易揮發(fā)紫色紅色紅褪色HNO3+NaOH=NaNO3+H2O2HNO3＋Na2O=2NaNO3＋H2O2HNO3＋CaCO3=Ca(NO3)2＋CO2↑＋H2O4HNO3eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5(或光照))4NO2↑＋O2↑＋2H2O3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2OCu＋4HNO3(濃)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2OAl+4HNO3(稀)=Al(NO3)3+NO↑+2H2OFe(少量)＋4HNO3(稀)=Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O3Fe(過量)＋8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2OC＋4HNO3(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2OS+6HNO3(濃)eq\o(=,\s\up7(△))H2SO4+6NO2↑+2H2O3+2H++=3+2NO↑+H2O濃HNO3濃H2SO43、H2SO4(濃)+KNO3eq\o(=,\s\up7(△))HNO3↑+KHSO4H2SO4(濃)+NaNO3eq\o(=,\s\up7(△))HNO3↑+NaHSO4N2＋3H22NH34NH3＋5O2eq\o(=,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))4NO＋6H2O2NO＋O2=2NO23NO2＋H2O=2HNO3＋NO序號物質(zhì)類別氮的化合價反應(yīng)類型①單質(zhì)0→－3還原反應(yīng)②氫化物－3→＋2氧化反應(yīng)③氧化物＋2→＋4氧化反應(yīng)④氧化物＋4→＋5、＋2氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)二、2、煤石油【探究案】一、銅絲變細(xì)，產(chǎn)生大量紅棕色氣體，溶液逐漸變綠。