第4课时 硝酸 酸雨及防治
[学习目标] 1.掌握硝酸的性质及应用。 2.知道酸雨的成因及防治措施。 3.掌握硝酸与金属、非金属反应的特点。
任务一 硝酸
1．物理性质
硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体。
2．化学性质
(1)酸的通性：属于强酸，具有酸的通性。
[交流研讨1] 写出下列反应的离子方程式。
①硝酸和氢氧化钠反应：__________________________________________________
________________________________________________________________________。
②硝酸和氧化钠反应：____________________________________________________
________________________________________________________________________。
③硝酸和碳酸钙反应：________________________________________________
________________________________________________________________________。
提示：①H＋＋OH－===H2O
②2H＋＋Na2O===2Na＋＋H2O
③2H＋＋CaCO3===Ca2+＋CO2↑＋H2O
(2)不稳定性：见光或受热易分解。
化学方程式为4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O。
[交流研讨2] 实验室一般将浓硝酸保存在棕色试剂瓶中，并放置在阴凉处。如果将浓硝酸取出，发现浓硝酸呈黄色。这是为什么呢？
提示：浓硝酸见光、受热易分解，所以保存在棕色试剂瓶中，并放置在阴凉处。浓硝酸见光分解会生成二氧化氮，溶于浓硝酸呈黄色。
(3)强氧化性
①HNO3与金属(Cu)的反应
【实验探究】
实验 操作 两支具支试管中分别加入浓硝酸和稀硝酸
实验 现象 ①浓硝酸反应比较剧烈，铜丝逐渐溶解，产生红棕色气体，溶液逐渐变深蓝色； ②稀硝酸反应比较缓慢，铜丝逐渐溶解，产生无色气体，溶液逐渐变蓝色
【实验结论】
a．化学方程式
浓HNO3与铜反应：Cu＋4HNO3（浓）===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O；
稀HNO3与铜反应：3Cu＋8HNO3（稀）===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。
b．浓HNO3的氧化性更强。
[交流研讨3] (1)浓硝酸、稀硝酸与Cu的反应生成物分别为NO2、NO，反应中，稀硝酸中氮元素的化合价降低较多，说明稀硝酸氧化性比浓硝酸强，对吗？
提示：不对。浓硝酸氧化性比稀硝酸强，与Cu反应时浓HNO3反应更剧烈。
(2)一定量的金属铜放入浓硝酸后，金属铜有剩余，推测产生的气体成分可能有哪些。再向其中加入少量的稀硫酸，金属铜还会继续溶解吗？
提示：产生的气体可能是NO2和NO的混合气体。向有金属铜剩余的溶液中加入少量稀硫酸，稀硫酸提供氢离子，溶液中的NO会继续与铜反应。
(3)铁在常温下可以和稀硝酸反应，预测铁与稀硝酸反应的产物，试写出化学方程式。
提示：Fe（少量）＋4HNO3（稀）===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O；3Fe（过量）＋8HNO3（稀）===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。
②钝化
常温下浓硝酸可使铁、铝的表面形成致密的氧化物薄膜而钝化，保护内部金属不再与酸反应，所以可以用铁制容器或铝制容器盛放浓硝酸。加热时，铁、铝可以与浓硝酸反应。
③浓HNO3与非金属（碳）的反应
化学方程式：C＋4HNO3（浓）CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。
④王水
组成：浓硝酸和浓盐酸的混合物，体积比为1∶3 。
特性：能使一些不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。
3．硝酸的工业制法
硝酸是重要的化工原料，用于制化肥、农药、染料等，工业制硝酸的原理如图：
写出上述转化的化学方程式。
①N2＋3H22NH3。
②4NH3＋5O24NO＋6H2O。
③2NO＋O2===2NO2。
④3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
硝酸的强氧化性
1．规律
(1)硝酸的浓度越大，反应温度越高，其氧化性越强。
(2)硝酸作氧化剂的反应中，还原剂一般被氧化为最高价态。
2．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，如3Ag＋4HNO3（稀）===3AgNO3＋NO↑＋2H2O。
②活泼金属与硝酸反应不生成H2，硝酸的浓度不同，还原产物不同，可能是NO2、N2O、NO、N2、NH等。
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最高价含氧酸＋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-、SO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。
下列事实与硝酸性质的对应关系错误的是( )
A．打开浓硝酸的试剂瓶，瓶口有白雾——挥发性
B．用棕色试剂瓶保存浓硝酸——不稳定性
C．稀硝酸使紫色石蕊溶液变红——酸性
D．稀硝酸使黑色氧化铜固体溶解——强氧化性
答案：D
解析：浓硝酸具有挥发性，挥发出HNO3(g)，溶于水蒸气中产生白雾，A正确；HNO3见光或受热易分解，故实验室常用棕色试剂瓶保存浓硝酸，并置于阴凉处，B正确；稀硝酸中含有H＋，使紫色石蕊溶液变红，体现其酸性，C正确；稀硝酸与CuO反应生成Cu(NO3)2和H2O，体现了稀硝酸的酸性，D错误。
任务二 酸雨及防治
1．酸雨的概念
正常雨水的pH约为5.6，这是因为雨水中溶解了二氧化碳的缘故。pH＜5.6的降水称为酸雨。
2．酸雨的形成
(1)大气中的二氧化硫、氮氧化物及它们在大气中发生反应后的生成物溶于雨水而形成酸雨。
(2)酸雨的形成过程
Ⅰ.写出硫酸型酸雨的形成过程中转化的化学方程式。
①SO2→SO3：2SO2＋O22SO3。
②SO2→H2SO3：SO2＋H2O H2SO3。
③SO3→H2SO4：SO3＋H2O===H2SO4。
④H2SO3→H2SO4：2H2SO3＋O2===2H2SO4。
Ⅱ.写出硝酸型酸雨形成过程中转化的化学方程式。
①NO→NO2：2NO＋O2===2NO2。
②NO2→HNO3：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
3．酸雨的危害及防治
SO2、NOx的消除方法
1．SO2的消除方法
(1)钙基固硫法：将生石灰和含硫的煤混合燃烧，SO2转化为CaSO4。
反应原理：CaO＋SO2CaSO3、2CaSO3＋O2===2CaSO4。
总反应：2CaO＋2SO2＋O22CaSO4。
(2)氨水脱硫法：将SO2通过氨水并被氧化生成氮肥(NH4)2SO4。
反应原理：2NH3·H2O＋SO2===(NH4)2SO3＋H2O、2(NH4)2SO3＋O2===2(NH4)2SO4。
(3)碱液吸收法：SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O。
2．NOx的消除方法
(1)碱液吸收法
2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O、
NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O。
NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)≥n(NO)。
(2)催化转化法
NON2：4NH3＋6NO5N2＋6H2O，
NON2：2NO＋2CON2＋2CO2。
1．正误判断，错误的说明原因。
(1)汽车排放的尾气、硝酸厂和化肥厂的废气都含有氮氧化物。
(2)安装煤炭燃烧过程的固硫装置主要是为了提高煤的利用率。
(3)大量燃烧化石燃料排放的废气中含大量的CO2，从而使雨水的pH＜5.6。
答案：(1)正确
(2)错误。固硫装置是为了除去燃烧过程产生的硫的氧化物
(3)错误。化石燃料燃烧排放的废气中含有SO2，SO2使雨水的pH＜5.6
2．(1)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/h 0 1 2 3 4
雨水的pH 4.73 4.63 4.56 4.55 4.55
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 （填“大”或“小”），原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
（用化学方程式表示）。
(2)下列可以减少酸雨产生途径的是 （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．②③④⑤
C．①③⑤ D．①③④⑤
答案：(1)①SO2＋H2O H2SO3、2H2SO3＋O2===2H2SO4 ②小 Cl2＋2H2O＋SO2===H2SO4＋2HCl（或H2SO3＋HClO===H2SO4＋HCl） (2)C
解析：(1)①雨水样品放置时pH变小，其原因是雨水中的H2SO3被空气中的氧气氧化所致：SO2＋H2O H2SO3、2H2SO3＋O2===2H2SO4。②雨水和自来水混合，应考虑SO2与Cl2或H2SO3与HClO的反应：SO2＋2H2O＋Cl2===H2SO4＋2HCl或H2SO3＋HClO===H2SO4＋HCl。因此雨水与自来水混合后溶液pH将变小。(2)减少酸雨的产生需减少SO2的排放，将煤转化为清洁能源（如煤的气化和液化），燃料脱硫、固硫，开发不含硫的新能源（如氢能、核能等），都是有力措施，因此①③⑤正确。
1．古籍富载化学知识。下列物质没有强氧化性的是( )
A．王水：硝酸和盐酸 B．鼻冲水：氨水
C．硇水：硝酸 D．坏水：浓硫酸
答案：B
解析：A．王水：硝酸和盐酸，硝酸有强氧化性，A不符合题意；B．氨水没有强氧化性，B符合题意；C．硝酸有强氧化性，C不符合题意；D．浓硫酸有强氧化性，D不符合题意；故选B。
2．（2024·威海高一期末）下列有关硝酸化学性质的叙述正确的是( )
A．硝酸能与Na2SO3反应，但不生成SO2
B．硝酸的氧化性很强，能氧化所有金属
C．可用铝或铁制容器盛装稀硝酸
D．浓硝酸因易挥发出HNO3而呈黄色
答案：A
3．（2024·兴安县期中）下列关于酸雨的说法错误的是( )
A．硫酸型酸雨主要由二氧化硫气体造成
B．pH＜5.6的雨水为酸雨
C．防治酸雨最主要的措施是禁止使用化石燃料，开发新能源
D．可以向燃煤中添加石灰进行脱硫
答案：C
解析：A．硫酸型酸雨主要由二氧化硫气体造成，二氧化硫和水生成亚硫酸，亚硫酸在空气中被氧化为硫酸，A正确；B．正常的雨水显酸性，pH＜5.6的雨水为酸雨，B正确；C．防治酸雨最主要的措施是合理使用化石燃料，开发新能源，C错误；D．可以向燃煤中添加石灰进行脱硫，减少硫氧化物的排放，可以减少酸雨，D正确；故选C。
4．将19.5 g锌粉与一定量的浓硝酸反应生成硝酸盐、水及气体，当锌粉完全反应时收集到11.2 L NO、NO2混合气体（标准状况下），则所消耗硝酸的物质的量是( )
A．1.2 mol B．1.1 mol
C．0.9 mol D．0.8 mol
答案：B
解析：锌和浓硝酸反应生成NO2，而与稀硝酸反应时则生成NO，标准状况下，n(NO2)＋n(NO)＝＝0.5 mol，即被还原的硝酸的物质的量为0.5 mol，n(Zn)＝＝0.3 mol，则生成的n[Zn(NO3)2]＝0.3 mol，可知表现酸性的硝酸的物质的量为0.3 mol×2＝0.6 mol，则参加反应的硝酸的物质的量为0.5 mol＋0.6 mol＝1.1 mol。
5．某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的是NO气体，设计了如下实验。实验装置如图所示（已知NO、NO2能与NaOH溶液反应）：
(1)设计装置A的目的是___________________________________________________
________________________________________________________________________，
为达此目的应进行的操作是_______________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)在(1)中的操作后将装置B中铜丝插入稀硝酸，并微热之，观察到装置B中的现象是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
B中反应的离子方程式是______________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)将注射器F中的空气推入E中，E中的气体变为红棕色，该实验的目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)D装置的作用是__________________________________________________
________________________________________________________________________，
D装置中干燥管的作用是______________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)利用生成的CO2将整套装置内的空气排尽，以排除对气体产物观察的干扰 使分液漏斗的凹槽对准小孔，打开分液漏斗旋塞，打开K，当装置C中产生白色沉淀时，关闭K
(2)铜丝上产生气泡，溶液变为蓝色 3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2+＋2NO↑＋4H2O
(3)验证E中的无色气体为NO
(4)吸收NO、NO2等尾气，防止污染空气 防止倒吸
解析：(1)因烧瓶中有空气，则生成的NO能与氧气反应生成二氧化氮，利用A装置反应生成的CO2将整套装置内的空气排尽，以排除对气体产物观察的干扰；为达到此目的，应进行的操作是使分液漏斗的凹槽对准小孔，打开分液漏斗旋塞，打开K，当装置C中产生白色沉淀时，关闭K；(2)因铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水，其离子反应为3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2+＋2NO↑＋4H2O，因此实验现象是铜丝上产生气泡，溶液变为蓝色；(3)将F中的空气推入E中，发生反应：2NO＋O2===2NO2，E中无色气体变为红棕色，证明NO存在，则装置E和F的作用是验证NO的生成；(4)NO、NO2都有毒，污染环境，氮的氧化物能被NaOH溶液吸收，则装置D的作用为吸收多余的氮氧化物，防止污染空气；D装置中干燥管的作用是防止倒吸。
课时测评7 硝酸 酸雨及防治
（本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！）
题点一 酸雨及防治
1．在碳、氮、硫的氧化物中，许多是工业上重要的化工原料，但是当它们分散到空气中时，会带来很多环境问题。下列有关这些元素的氧化物的说法，不正确的是( )
A．开发太阳能、水能、风能、氢能等新能源将有利于减少这些氧化物的产生
B．这些氧化物使雨水的pH＜7，我们把pH＜7的雨水称之为酸雨
C．氮与硫的氧化物还能直接危害人的身体健康，引发呼吸道疾病
D．“温室效应”与二氧化碳的排放有着直接的关系
答案：B
解析：正常雨水由于溶解了二氧化碳，其pH约为5.6，pH小于5.6的雨水才叫酸雨。
2．（2024·邻水县月考）下列有关环境问题的说法中，正确的是( )
A．煤、石油等化石燃料的燃烧过程中排放的废气是形成酸雨的主要原因，酸雨指的是pH小于7的雨水
B．CO2、SO2和NO2溶于水形成的溶液均显酸性，故这三种气体均可造成酸雨
C．在煤中添加适量的生石灰可减少燃烧过程中含硫化合物的排放，从而减少污染
D．氮和硫的氧化物都是引起化学烟雾的污染源
答案：C
解析：A．酸雨指的是pH小于5.6的雨水，A项错误；B．CO2导致温室效应，不会造成酸雨，B项错误；C．在煤中添加适量的生石灰，产生的二氧化硫会与其结合，可减少燃烧过程中含硫化合物的排放，从而减少污染，C项正确；D．氮的氧化物是引起化学烟雾的污染源，D项错误；答案选C。
3．下列除去大气污染物所利用的方法不正确的是( )
A．汽车尾气经催化剂作用：2CO＋2NON2＋2CO2
B．石灰乳吸收硫酸厂尾气：SO2＋Ca(OH)2===CaSO3＋H2O
C．燃烧法除去尾气中硫化氢：2H2S＋3O22SO2＋2H2O
D．氨气与一氧化氮在一定条件下反应：4NH3＋6NO5N2＋6H2O
答案：C
题点二 硝酸的性质
4．下列有关硝酸的性质及用途的叙述正确的是( )
A．纯净的硝酸是一种易挥发、有刺激性气味的黄色液体
B．硝酸不稳定，见光或受热易分解
C．硝酸必须密封保存在无色细口瓶中，并置于阴凉处
D．硝酸可用于制备炸药、染料及石膏等产品
答案：B
5．下列反应既表现硝酸的酸性，又表现硝酸的氧化性的是( )
A．CuO＋2HNO3===Cu(NO3)2＋H2O
B．FeO＋4HNO3（浓）===Fe(NO3)3＋2H2O＋NO2↑
C．C＋4HNO3（浓）CO2↑＋2H2O＋4NO2↑
D．NH3＋HNO3===NH4NO3
答案：B
6．铜粉放入稀硫酸溶液中，加热后无明显现象发生。当加入一种盐后，铜粉的质量减少，溶液呈蓝色，同时有气体逸出。该盐是( )
A．硝酸铁 B．碳酸钠
C．硝酸钾 D．硫酸亚铁
答案：C
解析：A．Cu、稀硫酸、硝酸铁混合时，Cu与硝酸、Fe3+发生反应，铜粉的质量减少同时有气体逸出，若铜粉足量则最终生成Fe2+和Cu2+，若硝酸铁过量则最终生成Fe3+，溶液不一定是蓝色，A错误； B．Cu与稀硫酸不反应，加入Na2CO3后，Na2CO3与稀硫酸反应生成二氧化碳气体，但Cu不溶解，B错误；C．Cu、稀硫酸、KNO3混合时发生反应3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2+＋2NO↑＋4H2O，则铜粉质量减少，同时溶液逐渐变为蓝色，且有气体逸出，C正确；D．Cu、稀硫酸、FeSO4混合时不发生反应，D错误。
7．（2024·洛阳高一期末）在下列条件的溶液中，一定能大量共存的离子组是( )
A．无色溶液：Ca2+、H＋、Fe3+、HCO
B．澄清透明溶液：H＋、K＋、Cl－、MnO
C．加入铝粉放出H2的溶液：K＋、Na＋、NO、Fe2+
D．含有大量Ca2+的溶液中：NH、Na＋、Cl－、Al3+
答案：D
解析：A．铁离子为黄色，且氢离子和碳酸氢根离子生成水和二氧化碳，不能大量共存，故A不符合题意；B．高锰酸根离子具有氧化性，在酸性条件可以氧化氯离子生成Cl2，不能大量共存，故B不符合题意；C．加入铝粉放出H2的溶液为酸性或碱性，酸性条件下，硝酸根离子会氧化亚铁离子生成铁离子，碱性条件下，氢氧根离子和亚铁离子生成氢氧化亚铁沉淀，不共存，故C不符合题意；D．Ca2+、NH、Na＋、Cl－、Al3+相互之间不反应，能大量共存，故D符合题意。
8．（2024·辽宁丹东高一期末）硝酸是一种无色液体，常用来制造火药、氮肥、染料。下列关于硝酸的认识正确的是( )
A．等质量的铜分别与足量的浓硝酸和稀硝酸反应，转移电子数不同
B．久置的浓硝酸呈黄色，体现了浓硝酸的不稳定性
C．检验久置于空气中的亚硫酸钠溶液是否变质，可以先加硝酸溶液，再加氯化钡溶液
D．工业制硝酸的原理：空气NO2硝酸→尾气处理
答案：B
解析：A．等质量的铜分别与足量的浓硝酸和稀硝酸反应，铜被氧化为硝酸铜，转移电子数相同，故A错误；B．久置的浓硝酸呈黄色，是因为硝酸分解生成的NO2溶于硝酸溶液中，体现了浓硝酸的不稳定性，故B正确；C．亚硫酸钠能被硝酸氧化为硫酸钠，检验久置于空气中的亚硫酸钠溶液是否变质，应该先加盐酸溶液，再加氯化钡溶液，若生成白色沉淀，证明亚硫酸钠已变质，故C错误；D．工业制硝酸的原理：氨气NO→NO2硝酸→尾气处理，故D错误。
9．下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确的是( )
① ② ③
A．由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体
B．红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应
C．由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物
D．③的气体产物中检测出CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应
答案：D
解析：①中浓HNO3受热分解，发生反应4HNO3（浓）4NO2↑＋O2↑＋2H2O，产生的气体为混合气体，故A正确；由①可知，浓硝酸受热分解可生成红棕色气体NO2，所以“产生红棕色气体”不能说明②中木炭与浓硝酸发生了反应，故B正确；根据①和②，浓硝酸反应产生红棕色气体NO2时需要加热，所以浓硝酸具有挥发性才可与上方红热木炭接触，同时，N元素化合价降低，所以生成的NO2为还原产物，故C正确；红热的木炭可与空气中的O2反应生成CO2，故D错误。
10．（2023·天津滨海新区高一期末）有一稀硫酸和稀硝酸的混合酸，其中H2SO4和HNO3的物质的量浓度分别是4 mol/L和2 mol/L。取10 mL此混合酸，向其中加入过量的铁粉，待反应结束后，生成气体的总物质的量为（设反应中HNO3被还原成NO）( )
A．0.045 mol B．0.03 mol
C．0.02 mol D．0.005 mol
答案：B
解析：n(H2SO4)＝ 4 mol/L×0.01 L＝0.04 mol，n(HNO3)＝2 mol/L×0.01 L＝0.02 mol，n(H＋)＝2×0.04 mol＋1×0.02 mol＝0.10 mol，n（NO）＝1×0.02 mol＝0.02 mol。NO的氧化性比H＋强，NO先反应，Fe过量，发生的反应为3Fe＋8H＋＋2NO===3Fe2+＋4H2O＋2NO↑，0.02 mol NO消耗0.08 mol H＋，同时得到0.02 mol NO。剩下(0.10－0.08) mol即0.02 mol H＋，剩下的H＋和Fe反应产生H2，Fe＋2H＋===Fe2+＋H2↑，0.02 mol H＋反应得到0.01 mol H2，气体的总物质的量＝0.02 mol＋0.01 mol＝0.03 mol。
11．（2024·上海徐汇高一校际联考）向Fe(NO3)3溶液中通入一定量SO2后再加入少量BaCl2溶液，溶液中增加最多的离子是( )
A．H＋ B．SO
C．Ba2+ D．Fe2+
答案：A
解析：向Fe(NO3)3溶液中通入一定量SO2发生氧化还原反应：2NO＋3SO2＋2H2O===2NO＋3SO＋4H＋，后再加入少量BaCl2溶液，发生反应Ba2+＋SO===BaSO4↓，因此溶液中增加最多的离子是H＋。
12．（2023·山西怀仁一中高一期末）有某硫酸和硝酸的混合溶液20 mL，其中硫酸的浓度为2 mol·L-1，硝酸的浓度为1 mol·L-1，现向其中加入6.4 g铜粉，充分反应后，剩余铜的质量为( )
A．0.56 g B．1.12 g
C．2.24 g D．4.48 g
答案：D
解析：n(HNO3)＝1 mol/L×0.02 L＝0.02 mol，n(H2SO4)＝2 mol/L×0.02 L＝0.04 mol，n(H＋)＝n(HNO3)＋2n(H2SO4)＝0.02 mol＋0.04 mol×2＝0.1 mol，n(Cu)＝＝0.1 mol，发生反应为3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2+＋2NO↑＋4H2O，根据方程式知，n（NO）＝0.02 mol，n消耗(H＋)＝0.08 mol，可以溶解0.03 mol铜单质，故剩余(0.1－0.03) mol×64 g·mol-1＝4.48 g。
13．（2024·福建泉州高一期末）利用下图实验装置，探究NO与Cu能否发生氧化还原反应。下列说法错误的是( )
A．②中的水可除去NO2和硝酸蒸气
B．当④中红棕色气体消失时，再点燃酒精灯
C．因反应生成N2，故无需尾气处理
D．④中红色固体变黑说明NO能氧化Cu
答案：C
解析：A．硝酸具有挥发性，NO2和水反应生成硝酸和NO，②中的水可除去NO2和硝酸蒸气，故A正确；B．当装置④中红棕色气体消失时，说明装置中空气已排尽，可排除氧气的干扰，再点燃酒精灯进行实验验证，故B正确；C．反应生成了N2，但尾气中仍含有一定量的NO气体，会造成环境污染，需进行尾气处理，故C错误；D．若④中红色固体变黑，即Cu发生氧化反应生成了黑色的CuO，说明NO能氧化Cu为CuO，故D正确。
14．某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按下图装置进行试验（夹持仪器已略去）。实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。
可选药品：浓硝酸、3 mol/L稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳。
已知：氢氧化钠溶液不与NO反应，能与NO2反应：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O。
(1)装置①中发生反应的化学方程式是______________________________________
________________________________________________________________________。
(2)装置②中盛放的是蒸馏水，其中发生反应的化学方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)实验应避免有害气体排放到空气中，装置③、④中盛放的药品依次是 、 。
(4)滴加浓硝酸之前的操作是检验装置的气密性，加入药品，打开弹簧夹后，向装置中通入N2一段时
间，此操作的目的是_________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)该小组得出的结论依据的实验现象是______________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)Cu＋4HNO3（浓）===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
(2)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
(3)3 mol/L稀硝酸 浓硝酸
(4)排出装置中的空气，避免氧气把一氧化氮氧化，影响对硝酸氧化性强弱的判断
(5)③中洗气瓶内液面上方无明显现象，④中洗气瓶内液面上方有红棕色气体生成
解析：(1)铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，反应的化学方程式是Cu＋4HNO3（浓）===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O；(2)装置②中盛放蒸馏水，使二氧化氮与水反应生成一氧化氮，反应的化学方程式是3NO2＋H2O===2HNO3＋NO；(3)根据装置特点和实验目的，因为要验证稀硝酸不能氧化NO，所以装置③中应盛放稀硝酸，装置⑤的作用是收集NO，装置④中应该盛放浓硝酸，达到验证浓硝酸能氧化NO的目的，装置⑥中盛放NaOH溶液吸收NO2防止污染大气；(4)装置中残存的空气能氧化NO，对实验产生干扰，所以滴加浓硝酸之前需通入一段时间N2，排出装置中的空气，避免氧气把一氧化氮氧化，影响对硝酸氧化性强弱的判断；(5)NO通过装置③稀HNO3溶液后，若无红棕色气体NO2产生，说明稀硝酸不能氧化NO，所以盛放稀硝酸装置的液面上方没有颜色变化即可说明，装置④中盛放的是浓硝酸，若浓硝酸能氧化NO，则装置④液面的上方会产生红棕色气体。(共66张PPT)
第4课时 硝酸 酸雨及防治
第五章 第二节 氮及其化合物
1．掌握硝酸的性质及应用。
2．知道酸雨的成因及防治措施。
3．掌握硝酸与金属、非金属反应的特点。
学习目标
任务一 硝酸
新知构建
1．物理性质
硝酸是 色、 挥发、有 气味的液体。
2．化学性质
(1)酸的通性：属于强酸，具有酸的通性。
无
易
刺激性
交流研讨1
写出下列反应的离子方程式。
①硝酸和氢氧化钠反应：_____________________。
②硝酸和氧化钠反应：_____________________________。
③硝酸和碳酸钙反应： ____________________________________。
H＋＋OH－===H2O
2H＋＋Na2O===2Na＋＋H2O
2H＋＋CaCO3===Ca2+＋CO2↑＋H2O
(2)不稳定性：见光或受热易分解。
化学方程式为 。
交流研讨2
实验室一般将浓硝酸保存在棕色试剂瓶中，并放置在阴凉处。如果将浓硝酸取出，发现浓硝酸呈黄色。这是为什么呢？
提示：浓硝酸见光、受热易分解，所以保存在棕色试剂瓶中，并放置在阴凉处。浓硝酸见光分解会生成二氧化氮，溶于浓硝酸呈黄色。
(3)强氧化性
①HNO3与金属(Cu)的反应
【实验探究】
实验
操作
两支具支试管中分别加入浓硝酸和稀硝酸
实验
现象 ①浓硝酸反应比较剧烈，铜丝逐渐溶解，产生红棕色气体，溶液逐渐变深蓝色；
②稀硝酸反应比较缓慢，铜丝逐渐溶解，产生无色气体，溶液逐渐变蓝色
【实验结论】
a．化学方程式
浓HNO3与铜反应： ；
稀HNO3与铜反应： 。
b．浓HNO3的氧化性更 。
Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
强
交流研讨3
(1)浓硝酸、稀硝酸与Cu的反应生成物分别为NO2、NO，反应中，稀硝酸中氮元素的化合价降低较多，说明稀硝酸氧化性比浓硝酸强，对吗？
提示：不对。浓硝酸氧化性比稀硝酸强，与Cu反应时浓HNO3反应更剧烈。
(2)一定量的金属铜放入浓硝酸后，金属铜有剩余，推测产生的气体成分可能有哪些。再向其中加入少量的稀硫酸，金属铜还会继续溶解吗？
提示：产生的气体可能是NO2和NO的混合气体。向有金属铜剩余的溶液中加入少量稀硫酸，稀硫酸提供氢离子，溶液中的NO 会继续与铜反应。
(3)铁在常温下可以和稀硝酸反应，预测铁与稀硝酸反应的产物，试写出化学方程式。
提示：Fe(少量)＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O；3Fe(过量)＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。
②钝化
常温下浓硝酸可使铁、铝的表面形成致密的氧化物薄膜而 ，保护内部金属不再与酸反应，所以可以用 制容器或 制容器盛放浓硝酸。加热时，铁、铝可以与浓硝酸反应。
③浓HNO3与非金属(碳)的反应
化学方程式：C＋4HNO3(浓) CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。
④王水
组成：浓硝酸和浓盐酸的混合物，体积比为 。
特性：能使一些不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。
钝化
铁
铝
1∶3
3．硝酸的工业制法
硝酸是重要的化工原料，用于制化肥、农药、染料等，工业制硝酸的原理如图：
写出上述转化的化学方程式。
① ________________________ 。
② _____________________________ 。
③ _____________________ 。
④ _____________________________ 。
2NO＋O2===2NO2
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
归纳总结
硝酸的强氧化性
1．规律
(1)硝酸的浓度越大，反应温度越高，其氧化性越强。
(2)硝酸作氧化剂的反应中，还原剂一般被氧化为最高价态。
2．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，如3Ag＋4HNO3(稀)===3AgNO3＋NO↑＋2H2O。
②活泼金属与硝酸反应不生成H2，硝酸的浓度不同，还原产物不同，可能是NO2、N2O、NO、N2、NH 等。
归纳总结
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。
归纳总结
(2)硝酸与非金属的反应
①反应规律：非金属单质＋浓硝酸 最高价氧化物或最高价含氧酸＋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-、SO 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。
典例应用
下列事实与硝酸性质的对应关系错误的是
A．打开浓硝酸的试剂瓶，瓶口有白雾——挥发性
B．用棕色试剂瓶保存浓硝酸——不稳定性
C．稀硝酸使紫色石蕊溶液变红——酸性
D．稀硝酸使黑色氧化铜固体溶解——强氧化性
√
浓硝酸具有挥发性，挥发出HNO3(g)，溶于水蒸气中产生白雾，A正确；HNO3见光或受热易分解，故实验室常用棕色试剂瓶保存浓硝酸，并置于阴凉处，B正确；稀硝酸中含有H＋，使紫色石蕊溶液变红，体现其酸性，C正确；稀硝酸与CuO反应生成Cu(NO3)2和H2O，体现了稀硝酸的酸性，D错误。
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任务二 酸雨及防治
新知构建
1．酸雨的概念
正常雨水的pH约为5.6，这是因为雨水中溶解了 的缘故。pH＜5.6的降水称为酸雨。
2．酸雨的形成
(1)大气中的 、 及它们在大气中发生反应后的生成物溶于 而形成酸雨。
二氧化碳
二氧化硫
氮氧化物
雨水
(2)酸雨的形成过程
Ⅰ.写出硫酸型酸雨的形成过程中转化的化学方程式。
①SO2→SO3： ______________________ 。
②SO2→H2SO3： _____________________ 。
③SO3→H2SO4： ______________________ 。
④H2SO3→H2SO4： _______________________ 。
Ⅱ.写出硝酸型酸雨形成过程中转化的化学方程式。
①NO→NO2： ____________________ 。
②NO2→HNO3： ____________________________ 。
SO2＋H2O H2SO3
SO3＋H2O===H2SO4
2H2SO3＋O2===2H2SO4
2NO＋O2===2NO2
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
3．酸雨的危害及防治
知识拓展
SO2、NOx的消除方法
1．SO2的消除方法
(1)钙基固硫法：将生石灰和含硫的煤混合燃烧，SO2转化为CaSO4。
反应原理：CaO＋SO2 CaSO3、2CaSO3＋O2===2CaSO4。
总反应：2CaO＋2SO2＋O2 2CaSO4。
(2)氨水脱硫法：将SO2通过氨水并被氧化生成氮肥(NH4)2SO4。
反应原理：2NH3·H2O＋SO2===(NH4)2SO3＋H2O、2(NH4)2SO3＋O2===2(NH4)2SO4。
(3)碱液吸收法：SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O。
知识拓展
2．NOx的消除方法
(1)碱液吸收法
2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O、
NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O。
NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)≥n(NO)。
(2)催化转化法
典例应用
1．正误判断，错误的说明原因。
(1)汽车排放的尾气、硝酸厂和化肥厂的废气都含有氮氧化物。
答案：正确
(2)安装煤炭燃烧过程的固硫装置主要是为了提高煤的利用率。
答案：错误。固硫装置是为了除去燃烧过程产生的硫的氧化物
(3)大量燃烧化石燃料排放的废气中含大量的CO2，从而使雨水的pH＜5.6。
答案：错误。化石燃料燃烧排放的废气中含有SO2，SO2使雨水的pH＜5.6
2．(1)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：
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 (填“大”或“小”)，原因是_________________________________________________
_____________________ (用化学方程式表示)。
测试时间/h 0 1 2 3 4
雨水的pH 4.73 4.63 4.56 4.55 4.55
SO2＋H2O H2SO3、2H2SO3＋O2===
2H2SO4
小
Cl2＋2H2O＋SO2===H2SO4＋2HCl(或H2SO3＋HClO
=== H2SO4＋HCl)
①雨水样品放置时pH变小，其原因是雨水中的H2SO3被空气中的氧气氧化所致：SO2＋H2O H2SO3、2H2SO3＋O2===2H2SO4。②雨水和自来水混合，应考虑SO2与Cl2或H2SO3与HClO的反应：SO2＋2H2O＋Cl2===H2SO4＋2HCl或H2SO3＋HClO===H2SO4＋HCl。因此雨水与自来水混合后溶液pH将变小。
(2)下列可以减少酸雨产生途径的是 (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．②③④⑤
C．①③⑤ D．①③④⑤
C
减少酸雨的产生需减少SO2的排放，将煤转化为清洁能源(如煤的气化和液化)，燃料脱硫、固硫，开发不含硫的新能源(如氢能、核能等)，都是有力措施，因此①③⑤正确。
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随堂达标演练
1．古籍富载化学知识。下列物质没有强氧化性的是
A．王水：硝酸和盐酸 B．鼻冲水：氨水
C．硇水：硝酸 D．坏水：浓硫酸
√
A．王水：硝酸和盐酸，硝酸有强氧化性，A不符合题意；B．氨水没有强氧化性，B符合题意；C．硝酸有强氧化性，C不符合题意；D．浓硫酸有强氧化性，D不符合题意；故选B。
2．(2024·威海高一期末)下列有关硝酸化学性质的叙述正确的是
A．硝酸能与Na2SO3反应，但不生成SO2
B．硝酸的氧化性很强，能氧化所有金属
C．可用铝或铁制容器盛装稀硝酸
D．浓硝酸因易挥发出HNO3而呈黄色
√
3．(2024·兴安县期中)下列关于酸雨的说法错误的是
A．硫酸型酸雨主要由二氧化硫气体造成
B．pH＜5.6的雨水为酸雨
C．防治酸雨最主要的措施是禁止使用化石燃料，开发新能源
D．可以向燃煤中添加石灰进行脱硫
√
A．硫酸型酸雨主要由二氧化硫气体造成，二氧化硫和水生成亚硫酸，亚硫酸在空气中被氧化为硫酸，A正确；B．正常的雨水显酸性，pH＜5.6的雨水为酸雨，B正确；C．防治酸雨最主要的措施是合理使用化石燃料，开发新能源，C错误；D．可以向燃煤中添加石灰进行脱硫，减少硫氧化物的排放，可以减少酸雨，D正确；故选C。
4．将19.5 g锌粉与一定量的浓硝酸反应生成硝酸盐、水及气体，当锌粉完全反应时收集到11.2 L NO、NO2混合气体(标准状况下)，则所消耗硝酸的物质的量是
A．1.2 mol B．1.1 mol
C．0.9 mol D．0.8 mol
√
锌和浓硝酸反应生成NO2，而与稀硝酸反应时则生成NO，标准状况下，n(NO2)＋n(NO)＝ ＝0.5 mol，即被还原的硝酸的物质的量为0.5 mol，n(Zn)＝ ＝0.3 mol，则生成的n[Zn(NO3)2]＝0.3 mol，可知表现酸性的硝酸的物质的量为0.3 mol×2＝0.6 mol，则参加反应的硝酸的物质的量为0.5 mol＋0.6 mol＝1.1 mol。
5．某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的是NO气体，设计了如下实验。实验装置如图所示(已知NO、NO2能与NaOH溶液反应)：
(1)设计装置A的目的是________________
______________________________________________________，为达此目的应进行的操作是_________________________
_________________________________________________________________。
利用生成的CO2将整套装置内的空气排尽，以排除对气体产物观察的干扰
使分液漏斗的凹槽对准小孔，打开分液漏斗旋塞，打开K，当装置C中产生白色沉淀时，关闭K
因烧瓶中有空气，则生成的NO能与氧气反应生成二氧化氮，利用A装置反应生成的CO2将整套装置内的空气排尽，以排除对气体产物观察的干扰；为达到此目的，应进行的操作是使分液漏斗的凹槽对准小孔，打开分液漏斗旋塞，打开K，当装置C中产生白色沉淀时，关闭K；
(2)在(1)中的操作后将装置B中铜丝插入稀硝酸，并微热之，观察到装置B中的现象是______________________________；
B中反应的离子方程式是______________
__________________________________。
铜丝上产生气泡，溶液变为蓝色
3Cu＋8H＋
＋2NO ===3Cu2+＋2NO↑＋4H2O
因铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水，其离子反应为3Cu＋8H＋＋2NO ===3Cu2+＋2NO↑＋4H2O，因此实验现象是铜丝上产生气泡，溶液变为蓝色；
(3)将注射器F中的空气推入E中，E中的气体变为红棕色，该实验的目的是____________________________。
验证E中的无色气体为NO
将F中的空气推入E中，发生反应：2NO＋O2===2NO2，E中无色气体变为红棕色，证明NO存在，则装置E和F的作用是验证NO的生成；
(4)D装置的作用是____________________
____________________，D装置中干燥管的作用是____________。
吸收NO、NO2等尾
防止倒吸
气，防止污染空气
NO、NO2都有毒，污染环境，氮的氧化物能被NaOH溶液吸收，则装置D的作用为吸收多余的氮氧化物，防止污染空气；D装置中干燥管的作用是防止倒吸。
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课时测评
题点一 酸雨及防治
1．在碳、氮、硫的氧化物中，许多是工业上重要的化工原料，但是当它们分散到空气中时，会带来很多环境问题。下列有关这些元素的氧化物的说法，不正确的是
A．开发太阳能、水能、风能、氢能等新能源将有利于减少这些氧化物的产生
B．这些氧化物使雨水的pH＜7，我们把pH＜7的雨水称之为酸雨
C．氮与硫的氧化物还能直接危害人的身体健康，引发呼吸道疾病
D．“温室效应”与二氧化碳的排放有着直接的关系
√
正常雨水由于溶解了二氧化碳，其pH约为5.6，pH小于5.6的雨水才叫酸雨。
2．(2024·邻水县月考)下列有关环境问题的说法中，正确的是
A．煤、石油等化石燃料的燃烧过程中排放的废气是形成酸雨的主要原因，酸雨指的是pH小于7的雨水
B．CO2、SO2和NO2溶于水形成的溶液均显酸性，故这三种气体均可造成酸雨
C．在煤中添加适量的生石灰可减少燃烧过程中含硫化合物的排放，从而减少污染
D．氮和硫的氧化物都是引起化学烟雾的污染源
√
A．酸雨指的是pH小于5.6的雨水，A项错误；B．CO2导致温室效应，不会造成酸雨，B项错误；C．在煤中添加适量的生石灰，产生的二氧化硫会与其结合，可减少燃烧过程中含硫化合物的排放，从而减少污染，C项正确；D．氮的氧化物是引起化学烟雾的污染源，D项错误；答案选C。
√
题点二 硝酸的性质
4．下列有关硝酸的性质及用途的叙述正确的是
A．纯净的硝酸是一种易挥发、有刺激性气味的黄色液体
B．硝酸不稳定，见光或受热易分解
C．硝酸必须密封保存在无色细口瓶中，并置于阴凉处
D．硝酸可用于制备炸药、染料及石膏等产品
√
5．下列反应既表现硝酸的酸性，又表现硝酸的氧化性的是
A．CuO＋2HNO3===Cu(NO3)2＋H2O
B．FeO＋4HNO3(浓)===Fe(NO3)3＋2H2O＋NO2↑
C．C＋4HNO3(浓) CO2↑＋2H2O＋4NO2↑
D．NH3＋HNO3===NH4NO3
√
6．铜粉放入稀硫酸溶液中，加热后无明显现象发生。当加入一种盐后，铜粉的质量减少，溶液呈蓝色，同时有气体逸出。该盐是
A．硝酸铁 B．碳酸钠
C．硝酸钾 D．硫酸亚铁
√
A．Cu、稀硫酸、硝酸铁混合时，Cu与硝酸、Fe3+发生反应，铜粉的质量减少同时有气体逸出，若铜粉足量则最终生成Fe2+和Cu2+，若硝酸铁过量则最终生成Fe3+，溶液不一定是蓝色，A错误； B．Cu与稀硫酸不反应，加入Na2CO3后，Na2CO3与稀硫酸反应生成二氧化碳气体，但Cu不溶解，B错误；C．Cu、稀硫酸、KNO3混合时发生反应3Cu＋
8H＋＋2NO ===3Cu2+＋2NO↑＋4H2O，则铜粉质量减少，同时溶液逐渐变为蓝色，且有气体逸出，C正确；D．Cu、稀硫酸、FeSO4混合时不发生反应，D错误。
7．(2024·洛阳高一期末)在下列条件的溶液中，一定能大量共存的离子组是
√
A．铁离子为黄色，且氢离子和碳酸氢根离子生成水和二氧化碳，不能大量共存，故A不符合题意；B．高锰酸根离子具有氧化性，在酸性条件可以氧化氯离子生成Cl2，不能大量共存，故B不符合题意；C．加入铝粉放出H2的溶液为酸性或碱性，酸性条件下，硝酸根离子会氧化亚铁离子生成铁离子，碱性条件下，氢氧根离子和亚铁离子生成氢氧化亚铁沉淀，不共存，故C不符合题意；D．Ca2+、NH 、Na＋、Cl－、Al3+相互之间不反应，能大量共存，故D符合题意。
8．(2024·辽宁丹东高一期末)硝酸是一种无色液体，常用来制造火药、氮肥、染料。下列关于硝酸的认识正确的是
A．等质量的铜分别与足量的浓硝酸和稀硝酸反应，转移电子数不同
B．久置的浓硝酸呈黄色，体现了浓硝酸的不稳定性
C．检验久置于空气中的亚硫酸钠溶液是否变质，可以先加硝酸溶液，再加氯化钡溶液
√
A．等质量的铜分别与足量的浓硝酸和稀硝酸反应，铜被氧化为硝酸铜，转移电子数相同，故A错误；B．久置的浓硝酸呈黄色，是因为硝酸分解生成的NO2溶于硝酸溶液中，体现了浓硝酸的不稳定性，故B正确；C．亚硫酸钠能被硝酸氧化为硫酸钠，检验久置于空气中的亚硫酸钠溶液是否变质，应该先加盐酸溶液，再加氯化钡溶液，若生成白色沉淀，证明亚硫酸钠已变质，故C错误；D．工业制硝酸的原理：氨气
硝酸→尾气处理，故D错误。
9．下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确的是
A．由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体
B．红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应
C．由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物
D．③的气体产物中检测出CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应
√
① ② ③
①中浓HNO3受热分解，发生反应4HNO3(浓) 4NO2↑＋O2↑＋2H2O，产生的气体为混合气体，故A正确；由①可知，浓硝酸受热分解可生成红棕色气体NO2，所以“产生红棕色气体”不能说明②中木炭与浓硝酸发生了反应，故B正确；根据①和②，浓硝酸反应产生红棕色气体NO2时需要加热，所以浓硝酸具有挥发性才可与上方红热木炭接触，同时，N元素化合价降低，所以生成的NO2为还原产物，故C正确；红热的木炭可与空气中的O2反应生成CO2，故D错误。
√
10．(2023·天津滨海新区高一期末)有一稀硫酸和稀硝酸的混合酸，其中H2SO4和HNO3的物质的量浓度分别是4 mol/L和2 mol/L。取10 mL此混合酸，向其中加入过量的铁粉，待反应结束后，生成气体的总物质的量为(设反应中HNO3被还原成NO)
A．0.045 mol B．0.03 mol
C．0.02 mol D．0.005 mol
11．(2024·上海徐汇高一校际联考)向Fe(NO3)3溶液中通入一定量SO2后再加入少量BaCl2溶液，溶液中增加最多的离子是
A．H＋ B．SO
C．Ba2+ D．Fe2+
√
12．(2023·山西怀仁一中高一期末)有某硫酸和硝酸的混合溶液20 mL，其中硫酸的浓度为2 mol·L-1，硝酸的浓度为1 mol·L-1，现向其中加入6.4 g铜粉，充分反应后，剩余铜的质量为
A．0.56 g B．1.12 g
C．2.24 g D．4.48 g
√
13．(2024·福建泉州高一期末)利用下图实验装置，探究NO与Cu能否发生氧化还原反应。下列说法错误的是
A．②中的水可除去NO2和硝酸蒸气
B．当④中红棕色气体消失时，再点燃酒精灯
C．因反应生成N2，故无需尾气处理
D．④中红色固体变黑说明NO能氧化Cu
√
A．硝酸具有挥发性，NO2和水反
应生成硝酸和NO，②中的水可除
去NO2和硝酸蒸气，故A正确；B．
当装置④中红棕色气体消失时，说
明装置中空气已排尽，可排除氧气的干扰，再点燃酒精灯进行实验验证，故B正确；C．反应生成了N2，但尾气中仍含有一定量的NO气体，会造成环境污染，需进行尾气处理，故C错误；D．若④中红色固体变黑，即Cu发生氧化反应生成了黑色的CuO，说明NO能氧化Cu为CuO，故D正确。
14．某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按下图装置进行试验(夹持仪器已略去)。实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。
可选药品：浓硝酸、3 mol/L稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳。
已知：氢氧化钠溶液不与NO反应，能与NO2反应：2NO2＋2NaOH=== NaNO3＋NaNO2＋H2O。
(1)装置①中发生反应的化学方程式是__________________________________________________。
Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，反应的化学方程式是Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O；
(2)装置②中盛放的是蒸馏水，其中发生反应的化学方程式是_____________
__________________。
3NO2＋H2O
===2HNO3＋NO
装置②中盛放蒸馏水，使二氧化氮与水反应生成一氧化氮，反应的化学方程式是3NO2＋H2O===2HNO3＋NO；
(3)实验应避免有害气体排放到空气中，装置③、④中盛放的药品依次是 、 。
3 mol/L稀硝酸
浓硝酸
根据装置特点和实验目的，因为要验证稀硝酸不能氧化NO，所以装置③中应盛放稀硝酸，装置⑤的作用是收集NO，装置④中应该盛放浓硝酸，达到验证浓硝酸能氧化NO的目的，装置⑥中盛放NaOH溶液吸收NO2防止污染大气；
(4)滴加浓硝酸之前的操作是检验装置的气密性，加入药品，打开弹簧夹后，向装置中通入N2一段时间，此操作的目的是_______________________
____________________________________________________。
排出装置中的空气，避免氧气把一氧化氮氧化，影响对硝酸氧化性强弱的判断
装置中残存的空气能氧化NO，对实验产生干扰，所以滴加浓硝酸之前需通入一段时间N2，排出装置中的空气，避免氧气把一氧化氮氧化，影响对硝酸氧化性强弱的判断；
(5)该小组得出的结论依据的实验现象是_______________________________
__________________________________________。
③中洗气瓶内液面上方无明显现象，④中洗气瓶内液面上方有红棕色气体生成
NO通过装置③稀HNO3溶液后，若无红棕色气体NO2产生，说明稀硝酸不能氧化NO，所以盛放稀硝酸装置的液面上方没有颜色变化即可说明，装置④中盛放的是浓硝酸，若浓硝酸能氧化NO，则装置④液面的上方会产生红棕色气体。
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