课时3 硝酸 酸雨及防治
一、硝酸
1 硝酸的物理性质
纯硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体。密度为1.5 g·cm-3,沸点为83 ℃(易挥发),凝固点为-42 ℃,能与水以任意比互溶。95%以上的硝酸称为“发烟硝酸”,常用浓硝酸的质量分数约为69%。
2 硝酸的化学性质
(1)强酸性
HNO3具有酸的通性,能使酸、碱指示剂变色,能与碱、金属、碱性氧化物、某些盐反应。
(2)不稳定性
4HNO3 4NO2↑+O2↑+2H2O
注:①浓硝酸一般呈黄色,是由于HNO3分解产生的NO2溶于硝酸。
②硝酸浓度越大越易分解。因此,浓硝酸应放入棕色瓶中(避光),并放在阴凉处保存(避免受热分解),试剂瓶用玻璃塞而不能用橡皮塞(HNO3会腐蚀橡皮塞)。
(3)强氧化性
浓硝酸和稀硝酸都具有强氧化性。硝酸越浓,其氧化性越强。如稀硝酸可使石蕊试液变红,而浓硝酸可使石蕊试液先变红后褪色。
①与金属反应:除Au、Pt等少数金属外,硝酸几乎可以氧化所有的金属。常温下Fe、Al等金属在浓硝酸中发生“钝化”。一般来说,活泼金属与HNO3反应不生成H2,浓硝酸的还原产物为NO2,稀硝酸的还原产物为NO。活泼金属与极稀硝酸反应时,还原产物复杂,可为NO、N2O、NH4NO3等。例如:
Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O(实验室制NO2)
3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O(实验室制NO)
Fe+6HNO3(浓)Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O
②与非金属反应:
C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O
S+6HNO3(浓)H2SO4+6NO2↑+2H2O
3 硝酸的工业制法和用途
(1)工业制法:工业上是将氨经过一系列反应得到硝酸,即:
(2)用途:硝酸是一种重要的化工原料,可用于制造炸药、染料、农药、化肥等。
二、酸雨及防治
1 酸雨的形成
(1)酸雨:指pH小于5.6的雨水,主要是大气中的SO2与NOx溶于水形成的。
(2)SO2的来源:空气中的二氧化硫主要来源于化石燃料的燃烧以及含硫矿物的冶炼产生的工业废气。
(3)NO2的来源:主要来自石油和煤的燃烧产物、汽车尾气、工业制硝酸的废气等。
2 酸雨的危害
(1)引起呼吸道疾病,危害人的健康。
(2)直接破坏农作物、森林、草原,使土壤、湖泊酸化,加速建筑物、工业设备等的腐蚀。
3 酸雨的防治
(1)调整能源结构,积极开发新能源。
(2)种植能够吸收SO2的有关树木(如臭椿、垂柳、柳杉等)。
(3)加强工厂废气的回收处理。
例题1 (不定项选择题)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.反应速率: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.硝酸的作用:两者相同
【解析】硝酸越浓,反应速率越快。浓硝酸与铜反应生成二氧化氮(红棕色),稀硝酸与铜反应生成一氧化氮(无色)。根据反应的化学方程式Cu+4HNO3(浓)===
Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O、3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O可知,相同质量的铜消耗的浓硝酸的量比稀硝酸多,反应中不管是浓硝酸还是稀硝酸,都体现了酸性和强氧化性。
【答案】BD
例题2 下列有关说法正确的是 ( )
A.铜与浓硝酸反应生成一氧化氮
B.铜与稀硝酸反应生成二氧化氮
C.铜与硝酸的反应体现了硝酸的氧化性和酸性
D.常温下不能用铁制容器盛放浓硝酸
【解析】铜与浓硝酸反应生成二氧化氮,与稀硝酸反应生成一氧化氮;铜与硝酸的反应既体现了硝酸的氧化性,又体现了硝酸的酸性;常温下铁遇浓硝酸发生钝化,可以用铁制容器盛放浓硝酸。
【答案】C
例题3 酸雨的形成是一种复杂的大气化学和光化学过程,在清洁空气、污染空气中形成硫酸型酸雨的过程如图所示:
下列有关说法不正确的是 ( )
A.光照是酸雨形成的必要条件之一
B.所涉及的变化均为氧化还原反应
C.污染指数越高形成酸雨的速率越快
D.优化能源结构能有效遏制酸雨污染
【解析】由图示可知,酸雨形成的两个途径中都使用了光照的条件,A正确;SO2变为激发态,SO2即S,没有元素化合价变化,不属于氧化还原反应,B错误;由图可知,在污染空气中形成酸雨的速率更快,C正确;优化能源结构能减少化石燃料的使用,排放的二氧化硫含量少,能有效遏制酸雨污染,D正确。
【答案】B
例题4 (不定项选择题)下列有关减少或者防止酸雨形成的措施可行的是 ( )
A.对燃煤进行脱硫
B.对含SO2、NO2等工业废气进行无害处理后,再排放到大气中
C.人工收集雷电作用所产生的氮的氧化物
D.飞机、汽车等交通工具采用清洁燃料,如天然气、甲醇等
【解析】雷电作用所产生的氮的氧化物最终会转化为铵态氮肥被植物吸收。
【答案】ABD
例题5 下列关于硝酸的叙述正确的是 ( )
A.稀硝酸是弱酸,浓硝酸是强酸
B.活泼金属与稀硝酸反应放出氢气
C.浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂
D.常温下,向浓硝酸中投入铁片,会产生大量的红棕色气体
【解析】稀硝酸是强酸,活泼金属与稀硝酸反应放出一氧化氮气体,浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂,常温下浓硝酸能使铁片钝化,不会产生大量红棕色气体。
【答案】C
- 5 -课时3 硝酸 酸雨及防治
一、硝酸
1 硝酸的物理性质
纯硝酸是 色、 挥发、有 气味的液体。密度为1.5 g·cm-3,沸点为83 ℃(易挥发),凝固点为-42 ℃,能与水以任意比互溶。95%以上的硝酸称为“发烟硝酸”,常用浓硝酸的质量分数约为69%。
2 硝酸的化学性质
(1)强酸性
HNO3具有酸的通性,能使酸、碱指示剂变色,能与碱、金属、碱性氧化物、某些盐反应。
(2)不稳定性
注:①浓硝酸一般呈黄色,是由于HNO3分解产生的NO2溶于硝酸。
②硝酸浓度越大越易分解。因此,浓硝酸应放入 色瓶中(避光),并放在阴凉处保存(避免受热分解),试剂瓶用玻璃塞而不能用橡皮塞(HNO3会腐蚀橡皮塞)。
(3)强氧化性
浓硝酸和稀硝酸都具有强氧化性。硝酸越 ,其氧化性越强。如稀硝酸可使石蕊试液变红,而浓硝酸可使石蕊试液先变红后褪色。
①与金属反应:除Au、Pt等少数金属外,硝酸几乎可以氧化所有的金属。常温下Fe、Al等金属在浓硝酸中发生“钝化”。一般来说,活泼金属与HNO3反应不生成H2,浓硝酸的还原产物为NO2,稀硝酸的还原产物为NO。活泼金属与极稀硝酸反应时,还原产物复杂,可为NO、N2O、NH4NO3等。例如:
(实验室制NO2)
(实验室制NO)
Fe+6HNO3(浓)Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O
②与非金属反应:
C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O
S+6HNO3(浓)H2SO4+6NO2↑+2H2O
3 硝酸的工业制法和用途
(1)工业制法:工业上是将氨经过一系列反应得到硝酸,即:
(2)用途:硝酸是一种重要的化工原料,可用于制造 、 、 、 等。
二、酸雨及防治
1 酸雨的形成
(1)酸雨:指pH 5.6的雨水,主要是大气中的SO2与NOx溶于水形成的。
(2)SO2的来源:空气中的二氧化硫主要来源于 燃料的燃烧以及含硫矿物的冶炼产生的工业废气。
(3)NO2的来源:主要来自石油和煤的燃烧产物、 尾气、工业制硝酸的废气等。
2 酸雨的危害
(1)引起呼吸道疾病,危害人的健康。
(2)直接破坏农作物、森林、草原,使土壤、湖泊酸化,加速建筑物、工业设备等的腐蚀。
3 酸雨的防治
(1)调整能源结构,积极开发新能源。
(2)种植能够吸收SO2的有关树木(如臭椿、垂柳、柳杉等)。
(3)加强工厂废气的回收处理。
例题1 (不定项选择题)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.反应速率: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.硝酸的作用:两者相同
例题2 下列有关说法正确的是 ( )
A.铜与浓硝酸反应生成一氧化氮
B.铜与稀硝酸反应生成二氧化氮
C.铜与硝酸的反应体现了硝酸的氧化性和酸性
D.常温下不能用铁制容器盛放浓硝酸
例题3 酸雨的形成是一种复杂的大气化学和光化学过程,在清洁空气、污染空气中形成硫酸型酸雨的过程如图所示:
下列有关说法不正确的是 ( )
A.光照是酸雨形成的必要条件之一
B.所涉及的变化均为氧化还原反应
C.污染指数越高形成酸雨的速率越快
D.优化能源结构能有效遏制酸雨污染
例题4 (不定项选择题)下列有关减少或者防止酸雨形成的措施可行的是 ( )
A.对燃煤进行脱硫
B.对含SO2、NO2等工业废气进行无害处理后,再排放到大气中
C.人工收集雷电作用所产生的氮的氧化物
D.飞机、汽车等交通工具采用清洁燃料,如天然气、甲醇等
例题5 下列关于硝酸的叙述正确的是 ( )
A.稀硝酸是弱酸,浓硝酸是强酸
B.活泼金属与稀硝酸反应放出氢气
C.浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂
D.常温下,向浓硝酸中投入铁片,会产生大量的红棕色气体
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