第3课时 硝酸 酸雨及防治
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合格考过关检验
1.下列说法中,正确的是( )。
A.可用铝制或铁制容器盛装稀硝酸
B.在0.1 mol·L-1的盐酸中,Na+、Fe2+、S、N能大量共存
C.56 g Fe与硝酸发生氧化还原反应时,转移的电子数一定是3 mol
D.浓硝酸在光照下颜色变黄,说明浓硝酸不稳定,见光易分解
答案D
解析在常温下,浓硝酸可使铝、铁等金属钝化,但铝或铁与稀硝酸能持续反应,故A项错误。在酸性条件下,N具有强氧化性,而Fe2+具有还原性,两者不能大量共存,故B项错误。铁与硝酸反应有以下几种情况,稀硝酸不足、稀硝酸过量、常温下Fe在浓硝酸中发生钝化,所以转移的电子数不一定是3 mol,故C项错误。浓硝酸不稳定,见光易分解生成二氧化氮,二氧化氮为红棕色气体,溶于浓硝酸使溶液呈黄色,故D项正确。
2.下列离子方程式正确的是( )。
A.Zn与稀硝酸反应:Zn+2H+Zn2++H2↑
B.Fe(NO3)2溶液中加入稀硫酸:3Fe2++4H++N3Fe3++NO↑+2H2O
C.过量铁粉与稀硝酸反应:Fe+4H++NFe3++NO↑+2H2O
D.Cu与稀硝酸反应:Cu+4H++2NCu2++2NO2↑+2H2O
答案B
解析A项,不产生H2;C项,应生成Fe2+;D项,应生成NO。
3.铜粉放入稀硫酸中,加热后无明显现象。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,则该盐是 ( )。
A.Fe2(SO4)3
B.KNO3
C.FeSO4
D.Na2CO3
答案B
解析Cu、稀硫酸、硫酸铁混合时,铜与硫酸铁发生氧化还原反应,生成硫酸亚铁和硫酸铜,铜粉的质量减少,但没有气体生成,A项错误;Cu、稀硫酸、KNO3混合时发生反应:3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O,铜粉的质量减少,溶液变为蓝色,且有气体逸出,B项正确;Cu、稀硫酸、FeSO4混合时不发生反应,C项错误;Cu与稀硫酸不反应,加入的Na2CO3与稀硫酸反应生成二氧化碳气体,但Cu不溶解,D项错误。
4.分别利用以下三种途径制取相同质量的硝酸铜,下列叙述不正确的是( )。
①铜与浓硝酸反应 ②铜与稀硝酸反应
③铜与氧气反应生成氧化铜,氧化铜再与稀硝酸反应
A.对环境造成的危害:③最小
B.HNO3的利用率:③>②>①
C.三种途径所消耗的铜的质量相同
D.铜与浓硝酸反应速率最快,故制取硝酸铜的最佳方案是①
答案D
解析途径①:Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2H2O+2NO2↑;途径②:3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+4H2O+2NO↑;途径③:2Cu+O22CuO、CuO+2HNO3Cu(NO3)2+H2O。由分析可知,③不生成污染性气体,对环境污染最小,A项正确;根据三种途径的化学方程式可知,HNO3的利用率为③>②>①,B项正确;根据铜元素守恒,制取相同质量的硝酸铜时,三种途径所消耗的铜的质量相同,C项正确;铜与浓硝酸反应生成污染性气体且氮元素利用率低,方案③不生成污染性气体且氮元素利用率高,故制取硝酸铜的最佳方案是③,D项错误。
5.按要求回答下列问题。
(1)有时在实验室看到浓硝酸显黄色,原因是 。
由此可知,实验室保存浓硝酸的方法是 。
(2)铜与足量浓硝酸反应时,表现酸性的HNO3与表现氧化性的HNO3物质的量之比为 。
(3)一定量的浓硝酸与足量的铜充分反应,生成的气体为 ,写出反应的离子方程式: 。向反应后的溶液中加入稀硫酸,又有气泡产生,写出反应的离子方程式: 。
(4)从某金属粉末(含有Au、Cu、Ag)中分离出Au,应加入的试剂是 ,写出Ag参与反应的化学方程式: 。
答案(1)浓硝酸见光或受热发生了分解,生成的NO2溶于浓硝酸所致 应保存在棕色试剂瓶中,并置于阴凉处
(2)1∶1
(3)NO2、NO Cu+4H++2N2NO2↑+2H2O+Cu2+,3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O 3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O
(4)稀硝酸 3Ag+4HNO3(稀)3AgNO3+NO↑+2H2O
等级考素养提升
1.下列关于铜与浓硝酸反应的说法中错误的是( )。
A.HNO3是氧化剂,NO2是还原产物
B.若2 mol HNO3被还原,则反应中一定生成22.4 L NO2气体
C.参加反应的硝酸中,被还原和未被还原的硝酸的物质的量之比是1∶1
D.硝酸在反应中既表现强氧化性,又表现酸性
答案B
解析题目没有指明温度和压强,无法确定气体摩尔体积,故无法计算气体的体积,B项错误。
2.某学习小组为研究铜与浓硝酸、稀硝酸反应的差异,设计了如图所示的实验装置(夹持装置已省略)。
下列说法不正确的是( )。
A.反应开始前通入过量的CO2气体,目的是排除装置内的空气
B.A中的离子方程式为Cu+2N+4H+Cu2++2NO2↑+2H2O
C.当B中0.03 mol铜粉被氧化时,B中产生的NO气体大于0.02 mol
D.C装置中可装入一定量的水进行尾气处理
答案D
解析反应开始前通入过量的CO2气体,目的是排除装置内的空气,A项正确;A中铜与浓硝酸反应的离子方程式为Cu+2N+4H+Cu2++2NO2↑+2H2O,B项正确;B中发生反应3NO2+H2O2HNO3+NO,3Cu+8HNO33Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,因此当B中0.03 mol铜粉被氧化时,B中产生的NO气体大于0.02 mol,C项正确;NO不溶于水,C装置中装入一定量的水不能进行尾气处理,D项错误。
3.下述实验中均有红棕色气体产生,对比分析下列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中灼热碎玻璃起加热作用,浓硝酸受热分解生成红棕色NO2,硝酸中氮元素化合价降低,必有元素化合价升高,只能为氧元素,因此还有O2生成,产生的气体为混合气体,A项正确;由①可知,浓硝酸受热分解可生成红棕色气体,所以②中产生的“红棕色气体”不一定是木炭与浓硝酸发生反应产生的,B项正确;③中浓硝酸挥发才能与红热木炭接触,产生的NO2是还原产物,C项正确;红热的木炭还可与空气中的O2反应生成CO2,不一定是木炭与浓硝酸发生反应生成了CO2,D项错误。
4.铜与一定量浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和NO、N2O4、NO2的混合气体,这些气体与5.6 L O2(标准状况)混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸,则消耗铜的质量为( )。
A.16 g B.32 g
C.64 g D.无法计算
答案B
解析铜与一定量浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和NO、N2O4、NO2的混合气体,这些气体与5.6 L O2(标准状况)混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸,则整个过程中HNO3反应前后没有变化,证明氧气得到的电子和铜失去的电子相同,由电子守恒可知n(Cu)×2=n(O2)×4,n(Cu)=2×=0.5 mol,消耗铜的质量为0.5 mol×64 g·mol-1=32 g,B项正确。
5.如图是用浓硝酸、铜片、蒸馏水等试剂探究浓硝酸、稀硝酸的强氧化性并观察还原产物的实验装置。
Ⅰ.浓硝酸的强氧化性实验。
将足量铜片置于具支试管的底部,在分液漏斗中加入约5 mL浓硝酸,向具支试管中放入约2 mL浓硝酸,用排水法收集产生的气体。
(1)具支试管中发生反应的化学方程式: 。
(2)实验中观察到能证明浓硝酸具有强氧化性的现象是 。
Ⅱ.稀硝酸的强氧化性实验。
(3)上述反应完成后,欲进一步证明稀硝酸也具有强氧化性,最简便、合理的实验操作是 。
(4)能证明稀硝酸与铜反应产生NO的实验现象是 (填字母)。
A.c中收集到无色气体
B.c中收集到的无色气体接触空气后变为红棕色
C.b中产生的无色气体接触空气后变为红棕色
Ⅲ.实验反思。
(5)利用该装置先进行铜与浓硝酸的反应,再进行铜与稀硝酸的反应,其优点是 。
Ⅳ.问题讨论。
用等质量的铜片与等体积的浓硝酸、稀硝酸(硝酸均过量)反应时,发现反应后所得溶液前者呈绿色,后者呈蓝色。对此有两种说法。
①两者颜色不同的原因是Cu2+浓度差异引起的。
②前者溶液呈绿色,是因为生成的红棕色NO2溶解于溶液中引起的。
(6)你认为上述说法 (填“①”或“②”)合理。若是①合理,说明理由;若是②合理,设计一个简单实验证明: 。
答案Ⅰ.(1)Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O (2)铜片逐渐溶解,溶液变为绿色,放出红棕色气体
Ⅱ.(3)向分液漏斗中加蒸馏水稀释浓硝酸,打开活塞,滴入稀硝酸 (4)C
Ⅲ.(5)利用Cu与浓硝酸反应生成的NO2将具支试管中的空气排出,有利于观察Cu与稀硝酸的反应产物
Ⅳ.(6)② 向蓝色溶液中通入NO2,溶液变成绿色(或加热绿色溶液,有红棕色气体产生,溶液变成蓝色)
解析Ⅰ.铜与浓硝酸反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,实验中具支试管中溶液变为绿色,且有红棕色气体产生。
Ⅱ~Ⅲ.向分液漏斗中加蒸馏水将浓硝酸稀释后,可以继续进行铜与稀硝酸反应的实验,这样可以利用Cu与浓硝酸反应产生的NO2将具支试管中的空气排出,有利于观察铜与稀硝酸反应的产物。
Ⅳ.由于硝酸均过量,铜的质量相同,溶液的体积相同,所以铜无论是与稀硝酸反应,还是与浓硝酸反应,生成的Cu2+的浓度是相同的,说法①是不合理的。可通过向蓝色溶液中通入NO2看溶液是否变绿,或加热绿色溶液看是否有红棕色气体产生来证明。
6.已知木炭在一定条件下与浓硝酸反应生成两种+4价的氧化物。为了探究一氧化氮(NO)能否与过氧化钠反应,以及反应后的产物中是否有亚硝酸钠(NaNO2),某小组同学设计了如图所示装置(夹持装置和连接用的胶管已略去)。
(1)为了完成该实验,虚线框内还需要连接B~E四套装置,按气流方向连接的顺序为a→( )( )→( )( )→( )( )→( )( )(填仪器接口的字母编号)。连接好仪器(装置气密性良好),装入试剂后,要通入一段时间的氮气,再滴加浓硝酸,点燃酒精灯。通入氮气的主要目的是 。
(2)装置E中观察到的主要实验现象有 。
(3)装置C的作用是 。
(4)某同学经查阅资料后发现亚硝酸是弱酸,性质不稳定,室温下易分解成一氧化氮和二氧化氮。装置D中充分反应后,设计实验证明D中是否有亚硝酸钠生成: (写出实验步骤及现象)。
答案(1)h i d e b c f g(或h i d e b c g f) 排尽装置中的空气,防止一氧化氮被空气中的氧气氧化为二氧化氮
(2)溶液由无色变为蓝色,有无色气体逸出
(3)除去一氧化氮中的二氧化碳
(4)取少量D中的固体放入试管中,加入稀硫酸,若溶液中有气泡产生,且在试管液面上方出现红棕色气体,则证明D中有亚硝酸钠生成(或其他合理答案)
解析(1)由题意可知A中发生的反应为C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O,故a处出来的气体有CO2、NO2和少量水蒸气。要得到NO,则要在装置E中发生反应3NO2+H2O2HNO3+NO,3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,为了防止NO被氧化为NO2,装置中要保持无氧的条件,则装入试剂后,要先通入一段时间氮气,再滴加浓硝酸,最后点燃酒精灯。从装置E中出来的气体是CO2、NO和少量的水蒸气。要得到干燥的NO,要先用装置C除去CO2,后用装置B除去水蒸气。在装置D中探究一氧化氮(NO)能否与过氧化钠反应,因此按气流方向连接的顺序为a→h→i→d→e→b→c→f→g(或a→h→i→d→e→b→c→g→f)。(2)装置E中溶液由无色变成蓝色,有无色气体逸出。(3)装置C的作用是除去一氧化氮中的二氧化碳。(4)根据题给信息,可以利用HNO2的不稳定性,证明D中是否有亚硝酸钠生成,其原理为取少量D中的固体放入试管中,加入稀硫酸,若溶液中有气泡产生,且在试管液面上方出现红棕色气体,则证明D中有亚硝酸钠生成。(共61张PPT)
第3课时 硝酸 酸雨及防治
一、硝酸
1.硝酸的物理性质。
2.硝酸的化学性质。
(1)酸的通性。
(2)不稳定性。
浓硝酸受热或见光易分解,化学方程式为
微思考实验室应如何保存浓硝酸
提示:密封保存在棕色细口瓶(或黑纸包裹的无色玻璃瓶)中,并置于阴凉处。
(3)强氧化性。
硝酸—
3.工业制硝酸的原理。
工业上制取硝酸的原理是将氨经过一系列反应得到硝酸。
相关化学反应方程式为
微训练1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
解析:常温下,浓硝酸可以使铁、铝发生钝化,而不能使镁钝化,A项错误;稀硝酸具有强氧化性,与活泼金属反应的主要还原产物为含氮元素的物质,不能得到氢气,B项错误;浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂,C项正确;室温下,铜与浓硝酸、稀硝酸均反应,只是反应的快慢及还原产物不同,D项错误。
二、酸雨及防治
1.酸雨的形成。
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 小于5.6 。
2.酸雨的危害。
(1)直接损伤农作物。
(2)破坏森林和草原。
(3)使土壤、湖泊酸化。
(4)加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的腐蚀。
3.酸雨的防治。
(1)减少化石燃料的燃烧。
(2)对二氧化硫和氮氧化物的排放加以控制。
微训练2下列说法错误的是( )。
A.排放到空气中的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
答案:C
解析:工业废水任意排放会引起江河湖泊污染,而酸雨主要是由于SO2和NO2溶于雨水引起的。
问题探究
材料Ⅰ 《本草纲目拾遗》记载:(硝酸)西洋人所造,性最猛,能蚀五金。王怡堂先生云:其水至强,五金八石皆能穿滴,惟玻璃可盛。
材料Ⅱ 某同学在实验室取出一瓶浓硝酸,发现溶液显黄色,与教材中关于硝酸的描述出现偏差。
(1)材料Ⅰ的描述体现了硝酸的什么性质 材料Ⅱ中硝酸显黄色的原因是什么 如何去除硝酸的黄色
提示:强氧化性。浓硝酸不稳定,见光或受热会分解生成红棕色的NO2,NO2溶于浓硝酸使溶液显黄色。向浓硝酸中通入适量氧气,发生反应4NO2+O2+2H2O═4HNO3,消除黄色。
(2)工业上储存或运输浓硝酸一般使用铝制罐车,试解释其原因。
提示:常温下,冷的浓硝酸能使Al发生钝化。
重难归纳
1.实验探究硝酸的氧化性。
[实验装置]
[实验记录]
2.硝酸的强氧化性。
HNO3中+5价的氮元素具有很强的得电子能力。硝酸的浓度越大,反应温度越高,其氧化性越强。
(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金属与硝酸反应一般不生成H2,硝酸的浓度不同,还原产物不同;
(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;
(3)硝酸与还原性物质的反应。
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-、 等均能被HNO3氧化。
(4)稀硝酸与铁的反应。
①反应过程:先发生Fe+4HNO3(稀)═Fe(NO3)3+NO↑+2H2O,后发生Fe+2Fe(NO3)3═3Fe(NO3)2。
②反应物用量与产物的关系。
反应物量的关系 HNO3过量 Fe过量 恰好反应
产物 Fe(NO3)3 Fe(NO3)2 Fe(NO3)3或
Fe(NO3)2或
二者的混合物
4.硝酸与金属反应的计算。
规律方法
(1)硝酸与铜的反应中产物可用如图表示。
(2)稀硝酸与铁的反应中,反应物的物质的量之比与生成物的关系如图所示。
典例剖析
【例1】简要回答下列问题。
(1)在盛有足量铜片的烧瓶中加入一定量浓硝酸。
①开始时反应的化学方程式为_________________。
②反应结束前的化学方程式为_________________。
③待反应停止后,向烧瓶中再加入少量25%的稀硫酸,这时铜片上又有气泡产生,其原因是_________________。(用必要的文字和化学用语回答)
(2)在100 mL的混合酸中,c(HNO3)=0.4 mol·L-1,c(H2SO4) =0.2 mol·L-1,向其中加入2.56 g铜粉,微热,待充分反应后,溶液中Cu2+的物质的量浓度为 。
(3)14 g铜银合金与一定量某浓度的硝酸反应,将放出的气体与1.12 L(标准状况下)氧气混合通入水中,恰好全部被水吸收,则合金中铜的质量是 g。
答案:(1)①Cu+4HNO3(浓)═Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
②3Cu+8HNO3(稀)═3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(2)0.3 mol·L-1
(3)3.2
(3)根据题意,其反应过程如下:
所以整个过程中14 g Cu、Ag失去电子总数等于1.12 L(标准状况下)O2得到的电子总数。
设Cu和Ag的物质的量分别为x、y,则:
铜的质量为m(Cu)=64 g·mol-1×0.05 mol=3.2 g。
学以致用
1.下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是( )。
答案:B
解析:稀硝酸与铁粉反应,铁首先被氧化成Fe3+,过量铁粉将Fe3+还原,最终得到Fe2+,滴入KSCN溶液不显红色,A项错误;常温下,Fe、Al在浓硝酸或浓硫酸中发生钝化,生成致密的保护膜阻止了反应进行,B项正确;Al箔能与稀硝酸反应放出气体,C项错误;浓硝酸具有氧化性,能使紫色石蕊试纸先变红后褪色,D项错误。
2.将一定质量的铁粉加入100 mL某浓度的稀硝酸中充分反应,容器中剩有a g铁粉,收集到448 mL NO气体(标准状况)。
(1)所得溶液中溶质的化学式是 ;
(2)原稀硝酸中c(HNO3)= mol·L-1。
答案:(1)Fe(NO3)2
(2)0.8
解析:因铁粉有剩余,故反应产物为Fe(NO3)2。
8HNO3(稀)+3Fe═3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O
8 mol 44 800 mL
n(HNO3) 448 mL
n(HNO3)=0.08 mol,c(HNO3)=0.8 mol·L-1。
问题探究
某小组某次实验数据如下表:
雨样 刚开始下雨时雨样的pH 雨快下完时雨样的pH
0 2 4 6 0 2 4 6
测试
点甲 5.22 4.91 4.73 4.72 5.36 5.08 4.92 4.90
测试
点乙 4.81 4.62 4.53 4.52 5.06 4.87 4.64 4.62
(1)根据数据判断此次降雨甲、乙两地是否为酸雨,哪个地区酸雨更严重。
提示:均为酸雨,乙更严重。甲、乙两地雨水pH均小于5.6,且乙地pH更小。
(2)分析放置过程中雨水pH变化的原因。
提示:酸雨的酸性随放置时间的增长而增强,是因为SO2+H2O H2SO3、2H2SO3+O2═2H2SO4。
(3)为了减少酸雨的出现,燃煤脱硫技术中,向燃煤中加入生石灰的原理是什么 若改为加入石灰石是否可行
提示:利用CaO与SO2、O2反应生成固体CaSO4。可行,高温条件下CaCO3分解生成CaO,CaO可与SO2、O2反应生成CaSO4。
重难归纳
1.酸雨的成因。
2.SO2和氮氧化物的吸收与转化。
(1)用NaOH溶液吸收。
SO2+2NaOH═Na2SO3+H2O
NO2+NO+2NaOH═2NaNO2+H2O
2NO2+2NaOH═NaNO2+NaNO3+H2O
(2)用氨吸收或转化。
典例剖析
【例2】硫酸型酸雨的形成原理可简化表示如下:
请回答下列问题:
(1)A物质的化学式为 ,B物质的化学式为 。
(2)根据SO2的性质,可让工厂的烟道气通过 或氧化剂等除去SO2,达到减少污染的目的。
(3)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:
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用氯气消毒的自来水相混合,pH将 (填“增大”“减小”或“不变”),原因是(用化学方程式表示): 。
(4)你认为减少酸雨产生可采取的措施是 (填序号)。
①少用未处理的煤作燃料 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
答案:(1)SO2 SO3
(2)碱液(如氨水)
(3)①2H2SO3+O2══2H2SO4
②减小 H2SO3+Cl2+H2O══H2SO4+2HCl
(4)①③⑤
(2)SO2是酸性氧化物,能与碱溶液反应,且SO2中硫元素显+4价,它可能升高到+6价,具有还原性,依据氧化还原反应,加入氧化剂能实现SO2的转化。综上分析知,可让工厂的烟道气通过碱溶液(如氨水)或氧化剂(如酸性KMnO4溶液)除去SO2,达到减少污染的目的。
(3)①雨水的pH变小是由于排放出来的SO2等气体溶于水后生成H2SO3,H2SO3逐渐被空气中的氧气氧化生成易电离的H2SO4,化学方程式为2H2SO3+O2═2H2SO4,从而使雨水的酸性增强;②因氯气能氧化H2SO3生成硫酸和盐酸,两者都是强酸,酸性增强,pH减小,反应的化学方程式为H2SO3+Cl2+H2O═H2SO4+2HCl。
(4)少用未处理的煤作燃料、燃料脱硫、开发新能源等措施可以减少二氧化硫气体的排放,从而减少酸雨的形成,即①③⑤正确。
学以致用
3.汽车尾气(含碳氢化合物、CO、SO2与NO等物质)是城市空气的污染源之一。治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个催化转化器(用Pt、Pd合金作催化剂),它的特点是使CO与NO反应,生成可参与大气循环的无毒气体,并促进SO2的转化。
(1)汽车尾气中导致酸雨形成的主要物质是 。
(2)写出在催化剂的作用下CO与NO反应的化学方程式:
。
(3)使用“催化转化器”的缺点是在一定程度上提高了排放废气的酸度,有可能促进了酸雨的形成,其原因是 。
答案:(1)SO2、NO
(3)反应除生成了N2外,还生成了增加空气酸度的SO3
解析:(1)汽车尾气中导致酸雨形成的主要物质是SO2、NO。(2)从题目叙述中“它的特点是使CO与NO反应,生成可参与大气循环的无毒气体”,可推出该反应为2CO+2NO N2+2CO2。(3)使用“催化转化器”促进SO2转化为SO3,而SO3与H2O化合生成H2SO4,提高了空气的酸度,有可能促进了酸雨的形成。
1.下列有关酸雨的说法不正确的是( )。
A.酸雨形成过程中一定有氧化还原反应发生
B.煤和石油的燃烧是酸雨污染物的唯一来源
C.二氧化硫以及氮氧化物是形成酸雨的主要因素
D.酸雨的危害有使土壤、湖泊酸化以及加速建筑物、桥梁的腐蚀等
答案:B
解析:二氧化硫、氮氧化物经过复杂的大气化学反应,被雨水吸收溶解而形成硫酸型或硝酸型酸雨,则一定有氧化还原反应发生, A项正确;汽车尾气中的氮氧化物也能形成硝酸型酸雨,B项错误;二氧化硫、二氧化氮经过复杂的大气化学反应,被雨水吸收溶解而形成酸雨,C项正确;pH<5.6的雨水称为酸雨,酸雨对农作物、桥梁、建筑物等有破坏作用,D项正确。
2.下列实验事实与硝酸的性质不相对应的一组是( )。
A.稀硝酸使紫色石蕊溶液变红——酸性
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.用铁制容器储运浓硝酸——不反应
答案:D
解析:稀硝酸具有酸性,使紫色石蕊溶液变红,但它具有强的氧化性,会把红色物质氧化为无色,A项正确;稀硝酸具有氧化性,与Fe反应,产生硝酸盐、NO和水,不能产生氢气,B项正确;浓硝酸不稳定,光照容易分解产生NO2、O2和水,所以浓硝酸要放在棕色试剂瓶中避光保存,C项正确;常温下浓硝酸使铁钝化是由于铁器表面被浓硝酸氧化为致密氧化膜,阻止了内层铁继续被氧化,D项错误。
3.下列有关硝酸化学性质的叙述中,正确的是( )。
A.浓、稀硝酸都能使蓝色石蕊试纸最终变为红色
B.硝酸能与Fe3O4反应,只表现氧化性
C.硝酸可与Na2S反应制得H2S气体
D.浓硝酸因分解生成的NO2又溶解于硝酸而呈黄色
答案:D
解析:硝酸是一种具有强氧化性的强酸,并且浓度越大,氧化性越强。硝酸可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色,故A项错误;硝酸是一种强氧化性酸,可氧化许多还原性物质,因此硝酸与Fe3O4反应时表现氧化性和酸性,与Na2S反应不能生成H2S,所以B、C两项错误。
4.图甲、乙、丙均为验证铜和浓硝酸反应的装置:
(1)甲、乙、丙三个装置中共同发生的反应的化学方程式是 。
(2)与甲装置相比,乙装置的优点是 、 。
(3)为了进一步验证NO2和水的反应,某学生设计了丙装置。实验时先关闭活塞 ,再打开活塞 ,才能使NO2气体充满②试管;当气体充满②试管后,将铜丝提起与溶液脱离。欲使③烧杯中的水进入②试管,应该 。
答案:(1)Cu+4HNO3(浓)═Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
(2)可以控制反应的发生与停止 可吸收NO2气体,防止污染环境
(3)c a、b 先关闭b,再关闭a,然后打开c,微热②试管
解析:(1)铜与浓硝酸反应的化学方程式是Cu+4HNO3(浓)═Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。(2)根据题目给定的装置图可知乙装置有尾气处理装置,同时可以通过移动铜丝来控制反应的发生与停止。(3)实验丙中,实验时先关闭活塞c,再打开活塞a、b,才能使NO2气体充满②试管;当气体充满②试管后,将铜丝提起与溶液脱离停止反应。欲使③烧杯中的水进入②试管,应该先关闭b,再关闭a,然后打开c,对②试管微热。
