第五章 第二节 第3课时
课时达标分层练
学业考达标练
1.我国清代《本草纲目拾遗》中记叙无机药物335种，其中“强水”条目下写道：“性最烈，能蚀五金……其水甚强，五金八石皆能穿第，惟玻璃可盛。”这里的“强水”是指硝酸，下列有关硝酸的相关描述中正确的是( )
A．浓硝酸保存于无色试剂瓶中
B．向装有Fe(NO3)2溶液的试管中加入稀硫酸，可在试管口观察到红棕色气体
C．常温下，浓硝酸可以用铝制容器储存，说明浓硝酸与铝不反应
D．稀HNO3与金属反应时，可被还原为更低价态，说明稀HNO3氧化性强于浓HNO3
【答案】 B
【解析】 A项，浓硝酸见光会分解，要保存在棕色试剂瓶中，错误；B项，酸性溶液中硝酸根离子有强氧化性，与亚铁离子发生氧化还原反应生成一氧化氮，一氧化氮在试管口与氧气反应生成二氧化氮，可在试管口观察到红棕色气体，正确；C项，常温下，铝与浓硝酸发生钝化，所以浓硝酸可以用铝制容器储存，钝化过程中发生了化学反应，错误；D项，与金属反应时，稀硝酸被还原为一氧化氮，反应较慢，浓硝酸被还原为二氧化氮，反应较快，所以稀硝酸的氧化性比浓硝酸弱，错误。
2.下列反应中硝酸既能表现出酸性又表现出氧化性的是( )
A．使石蕊试液变红
B．与铜反应放出NO气体，生成Cu(NO3)2
C．与Na2CO3反应放出CO2气体，生成NaNO3
D．与S单质混合共热时生成H2SO4和NO2
【答案】 B
【解析】 在上述反应A、C项中HNO3均表现出酸性。在B、D项中HNO3中氮元素的化合价均降低，表现出氧化性，并且在B项中又有Cu(NO3)2生成，说明此反应中HNO3还表现出酸性。
3.(2024·洛阳高一期末)下列各组离子能在溶液中大量共存的是( )
A．Na＋、Fe2＋、NO、H＋
B．Na＋、H＋、HCO、NO
C．K＋、NH、SO、OH－
D．H＋、Cu2＋、NO、SO
【答案】 D
【解析】 酸性条件下，NO具有强氧化性，能将Fe2＋氧化为Fe3＋，A项错误；H＋和HCO反应生成CO2和H2O，B项错误；NH和OH－反应生成NH3·H2O，C项错误；四种离子相互之间不反应，能在溶液中大量共存，D项正确。
4.以下关于铜与浓硝酸、稀硝酸反应的说法错误的是( )
A．1 mol浓硝酸被还原转移2 mol电子
B．铜与浓硝酸反应比与稀硝酸反应剧烈
C．铜与浓、稀硝酸反应都不需要加热
D．生成等量的硝酸铜，消耗浓硝酸的量多
【答案】 A
【解析】 1 mol浓HNO3被还原生成1 mol NO2，转移1 mol电子，A项错误；浓硝酸的氧化性强于稀硝酸，Cu与浓HNO3反应比与稀HNO3反应剧烈，B项正确；浓硝酸的还原产物是NO2，稀硝酸的还原产物是NO，根据得失电子守恒可判断生成等量的Cu(NO3)2，消耗浓HNO3的量多，D项正确。
5.工业上制硝酸的原理是将氨经过一系列反应得到硝酸，如图所示：
下列说法错误的是( )
A．过程①属于氮的固定
B．氮气在足量氧气中也可以通过一步反应生成NO2
C．过程④反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
D．常温下可用铁质容器储存浓硝酸
【答案】 B
【解析】 过程①是氮气和氢气在高温、高压、催化剂作用下反应生成氨气，属于氮的固定，故A正确；氮气在足量氧气中可以通过一步反应生成NO，不能生成NO2，故B错误；过程④3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2，故C正确；铁在冷的浓硝酸中发生钝化，金属表面生成一层致密氧化物薄膜，阻止内部反应继续进行，常温下可用铁质容器储存浓硝酸，故D正确。
6.目前，汽车尾气系统中均安装了催化转化器(含有催化剂)，在催化剂作用下，尾气中CO和NO发生反应，其微观过程如图所示。下列说法错误的是( )
A．CO和NO在催化剂表面反应过程的顺序为①②③④⑤
B．该反应属于氧化还原反应
C．反应中CO和NO的物质的量比为1∶1
D．反应前后涉及3种氧化物
【答案】 A
【解析】 A项，在催化剂表面反应过程中，一氧化碳和一氧化氮混合③，然后被吸附到催化剂表面②，再分解成碳原子、氮原子、氧原子①，接着反应生成二氧化碳和氮气④，最后再脱离催化剂表面⑤，即反应过程的顺序是③②①④⑤，错误；B项，该反应过程有元素化合价变化，属于氧化还原反应，正确；C项，2CO＋2NO2CO2＋N2，反应中CO和NO的物质的量之比为1∶1，正确；D项，反应前后涉及一氧化碳、一氧化氮和二氧化碳三种氧化物，正确。
7.下列由废铜屑与浓硝酸反应制取NO2和Cu(NO3)2溶液的实验原理与装置能达到实验目的的是( )
A．用装置甲制取NO2
B．用装置乙干燥NO2
C．用装置丙收集NO2
D．用装置丁过滤得到Cu(NO3)2溶液
【答案】 D
【解析】 A项，浓硝酸具有挥发性，挥发出的硝酸及生成的NO2会从长颈漏斗口下端逸出，所以不能用装置甲制取二氧化氮，错误；B项，二氧化氮能与碱石灰反应，所以不能用装置乙干燥二氧化氮，错误；C项，二氧化氮能与水反应生成硝酸和一氧化氮，所以不能用装置丙收集二氧化氮，错误；D项，用装置丁过滤可以分离不溶于水的铜和溶于水的硝酸铜得到硝酸铜溶液，正确。
8.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：
(1)装置A中生成CO2的作用是_______________________________________
_________________________________________________________________________________________________________，证明该实验目的达到的现象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)观察到(1)中的现象后，关闭K，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)装置E和F的作用是_____________________________________________
___________________________；为实现此目的，需推动注射器，将F中空气通入E中，可观察到的现象是______________________________________________
_____________________________________________________________________________________________。
(4)D装置的作用是_________________________________________________
__________________________________________________________________________________________(答两点)。
【答案】 (1)利用生成的CO2将整套装置内的空气赶尽，以排除对Cu与稀HNO3反应生成的气体产物观察的干扰 C中产生白色沉淀
(2)铜丝上产生气泡，稀硝酸液面上气体仍为无色，溶液变为淡蓝色 3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
(3)验证NO的生成 无色气体变为红棕色
(4)吸收氮氧化物，防止氮氧化物污染空气；防倒吸
【解析】 由实验装置图可知，装置A中稀硝酸与碳酸钙反应生成的二氧化碳气体赶净装置中的空气，避免对一氧化氮气体检验产生干扰；装置B中铜与硝酸的反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，装置E中收集到无色气体一氧化氮，将F中的空气充入E中可检验一氧化氮的生成；装置C可检验装置中空气是否排尽；装置D为尾气处理装置，用于吸收装置中的二氧化碳和反应生成的氮氧化物，防止污染空气。(1)因烧瓶中有空气，反应生成的一氧化氮能与空气中的氧气反应生成二氧化氮，干扰一氧化氮的检验，利用A装置中稀硝酸与碳酸钙反应生成的二氧化碳气体赶净装置中的空气，避免对一氧化氮气体检验产生干扰；当C中澄清石灰水变浑浊时，说明装置中的空气已经排尽。(2)关闭K，将装置B中铜丝插入稀硝酸，并微热之，铜与硝酸的反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，反应的离子方程式为3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，实验时可观察到铜丝上产生气泡，稀硝酸液面上气体仍为无色，溶液变为淡蓝色。(3)将F中的空气推入E中，一氧化氮与空气中的氧气反应生成红棕色的二氧化氮，当E中无色气体变为红棕色，可以验证一氧化氮的生成。(4)装置D中的氢氧化钠溶液可以吸收一氧化氮排出的二氧化碳，也能吸收反应生成的氮氧化物，防止氮氧化物污染空气。
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9.(2024·南京高一期末)硝酸在工业上有着广泛的应用，可用于制化肥、农药、染料等。工业上制硝酸的原理是将氨经过一系列反应得到硝酸，其过程如图所示：
下列说法错误的是( )
A．合成塔实现了氮的固定
B．N2转化为硝酸的过程中，氮元素一直被氧化
C．从吸收塔出来的尾气不经处理任意排放可能会造成酸雨
D．合成塔和氧化炉中的反应均需要催化剂，目的是加快反应速率，提高生产效率
【答案】 B
【解析】 合成塔中氮气和氢气反应生成氨气，实现了氮的固定，A正确；N2转化为NH3的过程中氮元素被还原，在NO2转化为硝酸的过程中，氮元素部分被还原为NO，B错误；从吸收塔出来的尾气中含有氮的氧化物，不经处理任意排放可能会造成硝酸型酸雨，C正确；合成氨反应和氨的催化氧化反应均需要催化剂，目的是加快反应速率，提高生产效率，D正确。
10.SO2通入足量Fe(NO3)3稀溶液中，溶液由棕黄色变为浅绿色，但立即又变为棕黄色，这时若滴入BaCl2溶液，会产生白色沉淀。针对上述一系列变化过程，下列说法不正确的是( )
A．上述过程，最终被还原的是NO
B．从上述过程中可以得出氧化性：HNO3＞Fe3＋＞稀H2SO4
C．假设通入的SO2完全反应，则同温同压下，SO2和逸出气体的体积比为1∶1
D．上述过程中，会产生一种无色的难溶于水的气体
【答案】 C
【解析】 溶液由棕黄色变为浅绿色，但立即又变为棕黄色，即三价铁离子变为亚铁离子，后又被氧化为三价铁离子，所以最终被还原的是NO，故A正确；溶液由棕黄色变为浅绿色，说明三价铁离子的氧化性强于稀硫酸，但在硝酸存在下立即又变为棕黄色，说明硝酸的氧化性强于三价铁离子，故B正确；上述过程相当于发生二氧化硫与硝酸根离子之间的氧化还原反应，由3SO2～2NO知，二氧化硫和逸出的一氧化氮的体积之比为3∶2，故C错误；硝酸根离子氧化亚铁离子时生成无色、难溶于水的一氧化氮气体，故D正确。
11.某化学兴趣小组进行有关Cu、硝酸、硫酸化学性质的实验，实验过程如图所示。下列有关说法正确的是( )
A．①中溶液呈蓝色，试管口有红棕色气体产生，稀硝酸被还原为NO2
B．若③中加入足量稀硫酸，则在相同条件下①中产生的气体体积比③中产生的气体体积小
C．③中滴加稀硫酸，铜片继续溶解，说明稀硫酸的氧化性比稀硝酸强
D．由上述实验可知：Cu在常温下既可与稀硝酸反应，也可与稀硫酸反应
【答案】 B
【解析】 在①中发生反应3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，由于HNO3不足量，所以②中观察到Cu剩余，说明硝酸完全反应，在③中加稀硫酸，Cu与稀硫酸不反应，但硝酸铜在酸性条件下具有硝酸的强氧化性，能够继续与Cu反应，据此解答。①中发生反应：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，生成硝酸铜溶液为蓝色，在试管口NO遇空气，与空气中的O2发生反应产生NO2，使气体由无色变为红棕色，但硝酸被还原生成的是无色的NO，A错误；实验①中发生反应3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，假设①中加入溶液中含有8 mol HNO3，则产生2 mol NO气体；实验③发生反应的化学方程式为3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，反应产生的3 mol Cu(NO3)2电离产生6 mol NO完全反应后会生成6 mol NO，故若③中加入足量稀硫酸，则在相同条件下①中产生的气体体积比③中产生的气体体积小，B正确；③中加稀硫酸，金属Cu会溶解，不是因为Cu与稀硫酸反应，而是由于硝酸铜在酸性条件下电离产生的NO与硫酸电离产生的H＋起HNO3的作用，表现强氧化性，继续与Cu反应，说明硝酸的氧化性强，C错误；由上述实验可得出结论：Cu在常温下可以和稀硝酸反应，但不能与稀硫酸反应，D错误。
12.如图是某元素M的价—类二维图，其中X是一种强碱，A为正盐，通常条件下Z是无色液体，D的相对分子质量比E小16，图中呈现了各物质的转化关系。下列说法正确的是( )
A．A中只含有离子键
B．B物质可以和Y反应直接转化为E
C．D、E均可以用向上排空气法收集
D．通过氢氧化钠溶液可以除去D中含有的少量E
【答案】 D
【解析】 A为正盐，X是一种强碱，二者反应生成氢化物B，则A为铵盐，B为NH3；B连续与Y反应得到氧化物D与氧化物E，E的相对分子质量比D大16，则Y为O2、C为N2、D为NO、E为NO2，通常条件下Z是无色液体，E与Z反应得到含氧酸F，则Z为H2O、F为HNO3，F与X发生酸碱中和反应得到G为硝酸盐。A为铵盐，属于离子化合物，含有离子键，铵根离子中还含有N—H共价键，故A错误；B为NH3，Y为O2，E为NO2，氨气与氧气反应生成NO，不会直接生成NO2，故B错误；D为NO，NO能够与氧气反应，不能用排空气法收集，故C错误；一氧化氮不与NaOH溶液反应，二氧化氮与氢氧化钠溶液反应，通过氢氧化钠溶液可以除去NO中含有的少量NO2，故D正确。
13.某化学学习小组采用下列装置，对浓硝酸与木炭的反应进行探究[已知：4HNO3(浓)4NO2↑＋O2↑＋2H2O]。
请回答下列问题。
(1)检查装置气密性后，将燃烧匙中的木炭在酒精灯上加热至红热状态，立即伸入三颈烧瓶中，并塞紧瓶塞，滴加浓硝酸，可观察到三颈烧瓶中气体的颜色为________，产生该气体的化学方程式是__________________________________
______________________________________________________________________________________________________________。
(2)装置C中盛有足量Ba(OH)2溶液，反应一段时间后可观察到C中出现白色沉淀，该白色沉淀为________(写化学式)。其中的Ba(OH)2溶液________(填“能”或“不能”)用Ca(OH)2溶液代替，理由是____________________________
___________________________________。
(3)装置B的作用是_________________________________________________
____________________。
(4)装置D中收集到了无色气体，部分同学认为是NO，还有部分同学认为是O2。
①下列对该气体的检验方法合理的是________(填字母)。
A．敞口观察集气瓶内气体的颜色变化
B．将湿润的蓝色石蕊试纸伸入集气瓶内，观察试纸是否变红
C．将带火星的木条伸入集气瓶中，观察木条是否复燃
②如果集气瓶中收集到的无色气体是氧气，则氧气的来源是______________
_________________________________________________________。
【答案】 (1)红棕色 C＋4HNO3(浓) 4NO2↑＋CO2↑＋2H2O
(2)BaCO3 不能 Ca(OH)2溶液中Ca(OH)2的浓度较低，不能形成CaCO3沉淀
(3)防倒吸 (4)①AC ②浓硝酸的分解
【解析】 (1)装置A中发生的是浓硝酸与木炭的反应，生成NO2、CO2、H2O，由于NO2为红棕色气体，故三颈烧瓶中气体的颜色为红棕色。(2)将NO2、CO2通入Ba(OH)2溶液中分别生成Ba(NO3)2和BaCO3，由于Ba(OH)2溶液足量，故溶液为碱性环境，BaCO3不溶解以沉淀形式析出。Ba(OH)2溶液不能用Ca(OH)2溶液代替，因为Ca(OH)2微溶于水，Ca(OH)2溶液中Ca(OH)2含量太少，浓度太低，不足以完全吸收生成的酸性气体，导致溶液呈酸性，从而不能生成CaCO3沉淀。(3)装置B可以防止装置C中酸性气体因溶解速率太快而出现倒吸。(4)①NO与空气中的O2反应生成红棕色的NO2，A正确；NO和O2均不具有酸性，B错误；O2能使带火星的木条复燃，而NO不能，C正确。②装置A中除发生木炭与浓硝酸的反应外，还可能发生浓硝酸的分解反应。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共33张PPT)
第五章 化工生产中的重要非金属元素
第二节 氮及其化合物
第3课时 硝酸 酸雨及防治
课程标准要求 结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解硝酸的主要性质，认识硝酸在生产中的应用和对生态环境的影响。结合实例认识金属、非金属及其化合物的多样性，了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化，认识物质及其转化在自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。
学科核心素养 1．科学探究与创新意识：通过对浓、稀硝酸与铜反应的实验探究，强化学生能对观察记录的实验信息进行加工并获得结论，通过交流实验探究的成果，提出进一步探究或改进实验的设想，培养创新能力。
2．证据推理与模型认知：通过学习硝酸的性质及原子守恒法、电子守恒法的分析应用，认识硝酸的强氧化性与浓度、反应条件、反应速率、还原产物等的关系，促进知识的系统化和结构化，初步形成氮及其化合物的转化认知模型。
3．科学态度与社会责任：通过学习酸雨的形成原因和防治，关注与化学有关的社会热点问题，认识环境保护和资源合理开发的重要性，树立可持续发展意识和绿色化学观念，勇于承担责任，积极参与有关化学问题的社会决策。
学习目标 1．通过实验探究、讨论交流，了解硝酸的主要性质——酸性、不稳定性和强氧化性，并能从氧化还原反应角度分析反应原理，认识硝酸浓度不同其氧化性强弱不同、还原产物不同，知道硝酸是重要的化工原料。
2．通过阅读思考、查阅资料，从含氮物质的性质及转化的视角，了解酸雨的概念，知道酸雨形成的主要原因是二氧化氮和二氧化硫进入大气，酸雨会严重危害环境及其防治方法，增强环境保护意识，培养社会责任感。
学习任务一 硝酸的性质及工业制法
自主学习 认知形成
无
挥发
刺激性
NO2
棕色
阴凉
(2)酸性
硝酸是强酸，具有酸的通性。
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
(3)强氧化性
①硝酸具有很强的氧化性，浓度不同，与金属反应的产物也不同。
实验探究：浓HNO3和稀HNO3与铜的反应
实验装置
两只具支试管中分别加入浓硝酸和稀硝酸
实验现象 浓HNO3：铜丝变细，产生大量 ________色气体，溶液逐渐变 ______ 稀HNO3：铜丝变细，开始产生少量 ________气体，反应逐渐加快，气体在试管上部变为 ________色，溶液逐渐变蓝
红棕
绿
无色
红棕
化学方程式 _______________________________________________ _____________________________________________________________
实验结论 浓HNO3与金属铜反应生成 ________，稀HNO3与金属铜反应生成 ________，浓HNO3的氧化性更 ______
Cu＋4HNO3(浓)===
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋
Cu(NO3)2＋2NO2↑＋
2H2O
2NO↑＋4H2O
NO2
NO
强
②钝化
常温下，铁、铝的表面被 ____________或 ____________氧化，生成一层致密的氧化物薄膜，阻止了酸与内层金属的进一步反应。所以常温下可以用铁或铝制容器来盛装 ____________或 ____________。当 ________时，铁、铝会与浓HNO3或浓H2SO4发生反应。
③浓HNO3与非金属(碳)的反应
化学方程式： ___________________________________________。
浓HNO3
浓H2SO4
浓HNO3
浓H2SO4
加热
? 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：
序号 反应物中含氮物质的类别、氮元素化合价的变化情况 化学方程式 含氮物质发生反应的类型(氧化反应、还原反应)
①
___________________
_____________________ ____________
② _________________ __________________________________________ ____________
单质，0→－3
还原反应
氢化物，－3→＋2
氧化反应
序号 反应物中含氮物质的类别、氮元素化合价的变化情况 化学方程式 含氮物质发生反应的类型(氧化反应、还原反应)
③ ___________________ _________________ ____________
④ _____________________________ ____________________________________ __________________
氧化物，＋2→＋4
2NO＋O2===2NO2
氧化反应
氧化物，＋4→＋5、
3NO2＋H2O===
氧化反应、还原反应
＋2
2HNO3＋NO
1．若把硝酸滴加到石蕊溶液中，溶液先变红后褪色，出现该现象的原因是什么？
提示：硝酸显酸性使石蕊溶液变红，因强氧化性而具有漂白性，又使其褪色。
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，与溶液中的NO会继续与铜反应。
1．正误判断
(1)硝酸可与Na2SO3反应生成SO2。( )
(2)稀硝酸可溶解Fe(OH)2生成Fe(NO3)2和水。( )
(3)碳、铜与浓硝酸反应时，浓硝酸只表现强氧化性。( )
(4)在常温下Fe和Al在浓硫酸和浓硝酸中发生钝化，说明常温下浓硫酸和浓硝酸与Fe和Al不反应。( )
(5)王水是浓硝酸和浓盐酸体积比为1∶3的混合物，其氧化性比浓硝酸强。( )
【答案】 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)√
2．硝酸被称为“国防工业之母”是因为它是制取炸药的重要原料。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．不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性
C．要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性
D．能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去——强氧化性
【答案】 D
【解析】 D项中“滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去”，其褪色的原因可能是因为硝酸的强氧化性把酚酞氧化而褪色，但也有可能是硝酸与氢氧化钠发生中和反应，究竟是哪个原因，还需要实验验证，D项不准确。
互动探究 能力提升
● 情境创设
2023年2月14日，美国亚利桑那州图森市高速公路一卡车侧翻，引发危险物质硝酸泄漏，产生大量黄色或红棕色烟雾，现场可闻到刺鼻的气味。消防人员运来纯碱进行处理，以防止其扩散造成更大危害。
● 问题探究
1．久置的硝酸为什么呈黄色？浓硝酸应如何保存？
2．结合教材15页“资料卡片”，回答“王水”的组成及性质，归纳总结硝酸与金属反应的特点和规律是什么？
提示：浓硝酸和浓盐酸按1∶3的体积比配制成的混合溶液叫“王水”。王水的氧化能力比硝酸强，不溶于硝酸的金(Au)和铂(Pt)，可以溶解在王水中。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；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。且浓硝酸一般还原产物为NO2，稀硝酸一般还原产物为NO，极稀硝酸可为N2O、N2、NH4NO3等。常温下浓硝酸能使Fe、Al钝化，加热时反应。
3．少量铁粉或过量铁粉与稀硝酸反应的产物是什么？并写出化学方程式。
提示：稀硝酸也具有强氧化性，只能将Fe氧化成Fe3＋，但若铁粉过量，会发生反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，所以少量铁粉或过量铁粉与稀硝酸反应的化学方程式分别为Fe(少)＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O、3Fe(多)＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。
● 要点归纳
硝酸的氧化性
1．硝酸与金属反应不能生成氢气。硝酸浓度不同，其还原产物不同，一般情况下，浓硝酸被还原为NO2，稀硝酸被还原为NO。
2．硝酸能与大多数金属(金、铂等除外)反应，将金属氧化为高价态金属的硝酸盐。将浓硝酸与浓盐酸以1∶3的体积比混合，所得混合物称为王水，它能溶解一些不溶于硝酸的金属，如Pt、Au等。但在常温下，浓硝酸能使铁、铝钝化。
题点1
硝酸的不稳定性和挥发性
●题点例练
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
【解析】 纯净的硝酸是无色液体，A项错误；硝酸应该保存在棕色试剂瓶中，C项错误；石膏是硫酸盐，不能由硝酸制备，D项错误。
1.下列关于硝酸的说法不正确的是( )
A．浓硝酸是一种易挥发的液体混合物
B．浓硝酸在空气中敞口放置，因吸收水蒸气而浓度减小
C．浓硝酸不稳定，易分解生成二氧化氮、氧气和水
D．常温下，浓硝酸常保存在棕色试剂瓶中
【答案】 B
【解析】 浓硝酸是一种易挥发的液体混合物，在空气中敞口放置，其浓度会不断减小；浓硝酸不具有吸水性，浓硝酸不稳定，见光易分解生成二氧化氮、氧气和水，所以浓硝酸常保存在棕色试剂瓶中。
题点2
硝酸与铜的反应
硝酸与铜反应实验装置如图所示，下列有关叙述不正确的是( )
A．浓硝酸呈黄色是因溶有其分解产生的NO2
B．用稀硝酸实验时试管上方气体略有红棕色
C．用浓硝酸实验时溶液呈绿色是因溶有NO
D．反应中浓硝酸较稀硝酸反应更剧烈、氧化性更强
【答案】 C
2.为证明稀硝酸与铜反应产物中气体为NO，设计如图实验(实验过程中分液漏斗顶部玻璃塞上的凹槽与漏斗口颈上的小
孔相通)，下列说法不正确的是( )
A．关闭活塞，加入稀硝酸至液面a处
B．在装置左侧稍加热可以加快稀硝酸与铜的反应速率
C．通过关闭或开启活塞可以控制反应的进行
D．反应开始后，胶塞下方有无色气体生成，但不能证明该气体为NO
【答案】 A
【解析】 关闭活塞，将无法加液体到液面a处，A错误；关闭活塞，生成的NO把稀硝酸压向右边，使铜丝与稀硝酸分离，C正确；想证明该气体为NO，必须使NO与O2接触，生成红棕色的NO2，D正确。(共34张PPT)
第五章 化工生产中的重要非金属元素
第二节 氮及其化合物
第3课时 硝酸 酸雨及防治
学习任务二 酸雨及防治
自主学习 认知形成
? 酸雨
? SO2与NO2的主要来源、危害和防治
1．汽车燃油中不含氮元素，汽车尾气中的氮氧化物从何而来？
提示：空气中的氮气和氧气在发动机高温条件下化合生成NO，进而被氧气氧化生成NO2。
2．燃煤脱硫技术中，向燃煤中加入生石灰，若改为加入石灰石是否可行？
提示：可行，高温条件下CaCO3分解生成CaO，可吸收SO2。
1．正误判断
(1)空气中的SO2溶于水最终形成酸雨。( )
(2)汽车排放的尾气、硝酸厂和化肥厂的废气都含有氮氧化物。( )
(3)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。( )
(4)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)√ (2)√ (3)× (4)×
2．(2024·邯郸高一月考)酸雨是对pH小于5.6的降水的统称。下列说法错误的是( )
A．空气中的SO2溶于水，最终形成酸雨
B．工业废水任意排放是造成酸雨的主要原因
C．汽车排放的尾气、硝酸厂和化肥厂的废气都含有能形成酸雨的氮氧化物
D．为了减少酸雨的形成，必须减少SO2的排放量，可对燃料进行脱硫处理
【答案】 B
【解析】 二氧化硫与水反应生成亚硫酸，亚硫酸能被氧化为硫酸，从而形成酸雨，A项正确；工业废水任意排放会造成水污染，与酸雨的形成无必然关系，B项错误。
3．中办、国办在第二轮中央生态环保督察启动之际印发了《中央生态环境保护督察工作规定》。可见国家对环境保护的重视程度。下列环境问题与产生的主要原因不相符的是( )
①“光化学烟雾”主要是由汽车排放的氮氧化物所引起的
②“酸雨”主要是由空气中CO2的浓度增大引起的
③“温室效应”主要是由空气中CO2浓度增大引起的
④“赤潮”主要是由于水体中N、P等元素含量过高而引起的
A．只有①② B．只有②③
C．全部 D．只有②
【答案】 D
【解析】 ①“光化学烟雾”主要是由汽车排放的氮氧化物所引起的；②“酸雨”主要是由空气中SO2和氮的氧化物的浓度增大引起的；③“温室效应”主要由空气中CO2浓度增大引起的；④“赤潮”主要是由于水体中N、P等元素含量过高引起的。所以只有②不相符，故D项正确。
互动探究 能力提升
● 情境创设
酸雨的危害
● 问题探究
1．酸雨的定义及类型分别是什么？
提示：定义：主要指pH小于5.6的雨水，其主要是含有硫酸和硝酸。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。
硫酸型酸雨：
2．酸雨的形成过程是什么？
提示：
题点
酸雨的危害及防治
●题点例练
酸雨被称为“天堂的眼泪”，会造成水土酸性化、建筑物加速腐蚀等危害。下列说法正确的是( )
A．酸雨不会对动植物产生任何影响
B．使用新型能源不会对酸雨的防治产生效果
C．酸雨指的是pH小于7的雨水
D．NO2和SO2的过度排放是形成酸雨的主要原因
【答案】 D
【解析】 酸雨中含有硫酸和硝酸，因此酸雨会造成水土酸性化、建筑物加速腐蚀、污染水源，危害人体健康，使农作物和植物的生长遭到破坏，故A错误；使用新型能源，可以减少污染物的排放，有利于酸雨的防治，故B错误；pH小于5.6的雨水为酸雨，故C错误；人类超量排放的NO2和SO2，是形成酸雨的主要原因，故D正确。故选D。
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元素的氧化物的产生
B．这些元素的氧化物使雨水的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引发呼吸道疾病，危害人的身体健康
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的雨水叫酸雨。
知识思维导图
课堂素养评价
1.公元八世纪，阿拉伯炼金术士贾比尔·本·哈扬在干馏硝石的时候发现并制得了硝酸，这是人类关于硝酸最早的记录。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
【答案】 C
【解析】 HNO3中氮元素是＋5价，NO2中氮元素是＋4价，NO2不是酸性氧化物，A项错误；金属与浓硝酸反应生成NO2，与稀硝酸反应生成NO，不生成H2，B项错误；浓硝酸见光或受热易分解，所以应该盛放在棕色瓶中避光阴凉处保存，C项正确；硝酸与铜反应时，生成氮的氧化物和硝酸盐，则硝酸既表现出氧化性又表现酸性，D项错误。
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
【解析】 硝酸与Na2SO3发生氧化还原反应，Na2SO3被氧化生成Na2SO4，不会生成SO2，A正确；硝酸具有强氧化性，能氧化大部分金属，Au、Pt等除外，B错误；常温下，Fe、Al均能与稀硝酸反应，不能用铝或铁制容器盛装稀硝酸，C错误；浓硝酸见光或受热易分解，生成的NO2溶于其中而使浓硝酸呈黄色，D错误。
3.导致下列现象的主要原因与排放氮氧化物无关的是( )
A．酸雨 B．光化学烟雾
C．雾霾 D．温室效应
【答案】 D
【解析】 氮氧化物的排放可以引起酸雨、光化学烟雾、雾霾等，但是不能引起温室效应。
4.下列反应中HNO3既表现出酸性又表现出强氧化性的是( )
A．稀硝酸与Fe2O3反应 B．稀硝酸与NaOH溶液反应
C．浓硝酸与灼热的碳反应 D．浓硝酸与铜反应
【答案】 D
【解析】 硝酸表现出酸性的特征是有硝酸盐生成，硝酸表现出氧化性的特征是氮元素的化合价降低，据此可知：A中生成Fe(NO3)3和水，HNO3表现出酸性；B中只能表现出酸性，C中只能表现出强氧化性，D中有硝酸铜、NO2和水生成，HNO3既表现出酸性又表现出强氧化性。
5.利用如图所示装置进行铜与硝酸反应的实验。
(1)硝酸一般盛放在棕色试剂瓶中，请用化学方程式说明其原因 _______________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)使用稀硝酸进行实验：反应开始后，铜丝逐渐变细，有气泡产生，溶液变蓝。
①铜与稀硝酸反应的离子方程式为 ____________________________
__________________________________。
②实验中观察到试管中的气体略有红棕色，其原因是 ____________
___________________________________________(用化学方程式表示)。
(3)使用浓硝酸进行实验：反应剧烈进行，铜丝逐渐变细，溶液变绿，试管上方出现红棕色气体。
①铜与浓硝酸反应的化学方程式为 ____________________________
________________________________________。
②某同学推测反应后溶液呈绿色的原因是NO2在溶液中达到饱和，NO2的饱和溶液呈黄色，硝酸铜溶液呈蓝色，两者混合后呈绿色。他取少量该绿色溶液，向其中加入适量水后溶液变为蓝色，可能的原因是 __________________________________________________(用化学方程式表示)。
【解析】 (1)硝酸见光易分解，一般盛放在棕色试剂瓶中。(2)使用稀硝酸进行实验，铜丝被氧化逐渐变细，生成一氧化氮气体，有气泡产生，得到的硝酸铜溶液显蓝色。(3)使用浓硝酸进行实验，铜丝被氧化逐渐变细，试管上方出现的红棕色气体是NO2，因溶有NO2的饱和溶液呈黄色，硝酸铜溶液呈蓝色，两者混合后溶液变绿色，加水后，NO2与H2O发生反应，溶液变为蓝色。
