5.2.3硝酸酸雨及防治课件高一下学期化学人教版3

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。一

实验探究硝酸的氧化性问题探究材料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)3Fe(NO3)2Fe(NO3)3或Fe(NO3)2或二者的混合物4.硝酸与金属反应的计算。

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100mL的混合酸中,c(HNO3)=0.4mol·L-1,c(H2SO4)=0.2mol·L-1,向其中加入2.56g铜粉,微热,待充分反应后,溶液中Cu2+的物质的量浓度为

。

(3)14g铜银合金与一定量某浓度的硝酸反应,将放出的气体与1.12L(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↑+2H2O②3Cu+8HNO3(稀)═3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O(2)0.3mol·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100mL某浓度的稀硝酸中充分反应,容器中剩有ag铁粉,收集到448mLNO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↑+4H2O8

mol

44

800

mLn(HNO3)

448

mLn(HNO3)=0.08

mol,c(HNO3)=0.8

mol·L-1。二

酸雨及防治问题探究酸雨对环境危害巨大,可导致土壤酸化,腐蚀建筑物和工业设备,使湖泊中鱼虾死亡等。(1)呈酸性的雨水就是酸雨吗?提示:不一定。由于溶解了二氧化碳,正常雨水的pH约为5.6,酸雨的pH小于5.6。(2)收集到的酸雨样品,放置时间稍长,酸性反而越强,原因是什么?提示:酸雨中的H2SO3为中强酸,易被O2氧化为酸性强的H2SO4。(3)写出自然界中大理石被酸雨腐蚀过程中可能发生的反应的化学(或离子)方程式。提示:①H2SO4腐蚀:CaCO3+H2SO4═CaSO4+H2O+CO2↑②HNO3腐蚀:2H++CaCO3═Ca2++H2O+CO2↑。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+H2ONO2+NO+2NaOH═2NaNO2+H2O2NO2+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══2H2SO4②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+2NON2+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.用如图所示装置制取、提纯并收集表中的四种气体(表中a、b、c表示相应仪器中加入的试剂),其中可行的是(

)。答案:D解析:A项,NO2能与氢氧化钠溶液反应,收集不到NO2气体,错误;B项,铜与浓硫酸反应需要加热,且SO2能被酸性KMnO4溶液氧化,故不能用酸性KMnO4溶液除杂,错误;C项,碱石灰是固体干燥剂,应放在干燥管中,且不能用向上排空气法收集NH3,错误;D项,H2O2溶液在MnO2的催化作用下分解放出O2,O2能用浓硫酸干燥,且O2的密度大于空气的密度,故O2可用向上排气法收集,