5.2.第3课时　硝酸　酸雨及防治

第3课时硝酸酸雨及防治核心微网络素养新目标1.学会并理解硝酸(稀、浓)的物理性质和化学性质及应用。2．认识了解造成酸雨的原因及防治方法。3．了解硝酸的工业制法。学业基础[预习新知]一、硝酸1．物理性质纯硝酸为____色、有______气味的液体，沸点____，____挥发，在空气中呈“白雾”状，质量分数95%以上的浓硝酸称为“____硝酸”。2．化学性质(1)强酸性硝酸是具有______的一元强酸，在水中的电离方程式为________________，具有酸的通性，但硝酸与金属反应一般________H2。(2)强氧化性(3)不稳定性①化学方程式：______________________。②实验室中浓硝酸显黄色是浓硝酸分解生成的________又溶于硝酸所致。eq\x(状元随笔)硝酸的“五性”1．挥发性；2.刺激性；3.腐蚀性；4.不稳定性；5.强氧化性。二、二氧化硫和二氧化氮对大气的污染1．酸雨2．SO2和NO2的主要来源、危害和防治[即学即练]1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)过量的铜与浓硝酸反应有NO生成。()(2)浓、稀硫酸都能使蓝色石蕊试纸最终变为红色。()(3)稀硝酸与锌反应可放出氢气。()(4)常温下铁与浓硝酸反应，产生大量红棕色气体。()(5)在常温下，浓硫酸和浓硝酸与Fe和Al发生“钝化”，说明常温下浓H2SO4和浓HNO3与Fe和Al都不反应。()(6)酸雨主要是由NO、NO2污染物造成的。()2．在实验室里，储存在棕色试剂瓶中的药品是()A．浓盐酸B．浓硝酸C．浓硫酸D．氯化钠3．将浓硝酸滴在石蕊试纸上，产生的现象是()A．变红色B．先变红，后变黑C．变蓝色D．先变红，后褪色4．关于硝酸的说法中正确的是()A．Cu可以溶解在稀硝酸中并生成H2B．浓硝酸不能与非金属单质反应C．硝酸与金属反应时，主要是＋5价的氮元素得电子D．常温下，向浓硝酸中投入铁片，会产生大量的红棕色气体5．某实验过程如图所示：则③试管中的现象是()A．无明显现象，因稀硫酸不与铜反应B．铜片溶解，产生无色气体，该气体遇到空气不变色C．铜片溶解，放出红棕色有刺激性气味的气体D．铜片溶解，产生无色气体，该气体在试管口变为红棕色6．大气污染是环境污染的一个重要方面，常见的大气污染可分为一次污染和二次污染，二次污染是排入环境中的一次污染物在物理化学因素或生物作用下发生变化，或与其他物质发生反应，生成新的污染物。有下列物质：①SO2；②NO；③NO2；④CO2，其中不易导致二次污染的是()A．①②③④B．①③C．②④D．④核心素养目标一硝酸的强氧化性[例1]下列关于硝酸的说法中正确的是()A．稀硝酸能与Fe发生反应，浓硝酸不能B．浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂C．稀硝酸是弱酸，浓硝酸是强酸D．稀硝酸与Cu反应生成NO，而浓硝酸与Cu反应生成NO2，稀硝酸得电子更多，故稀硝酸的氧化性大于浓硝酸[提升1]下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是()选项实验操作现象解释或结论A过量的Fe粉中加入稀HNO3，充分反应后，滴入KSCN溶液溶液呈红色稀HNO3将Fe氧化为Fe3＋B常温下，Fe、Al放入浓HNO3或浓H2SO4中无明显现象Fe、Al与浓HNO3或浓H2SO4发生钝化CAl箔插入稀HNO3中无现象Al箔表面被HNO3氧化，形成致密的氧化膜D用玻璃棒蘸取浓HNO3点到红色石蕊试纸上试纸变蓝色浓HNO3具有酸性eq\x(状元随笔)“钝化”的理解1．在常温下，铁、铝被浓硝酸或浓硫酸氧化，在表面上生成了致密的氧化膜，阻止了化学反应的进行，这种现象叫做“钝化”。2．“钝化”既是化学反应的结果，也是化学反应的终止。[核心能力]硝酸的强氧化性HNO3中的＋5价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↑＋2H2O②活泼金属与HNO3反应不生成H2，HNO3的浓度不同，还原产物不同。③常温下浓硝酸能使Fe、Al钝化。(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↑＋H2O②反应举例：C＋4HNO3(浓)eq\o(=,\s\up15(△))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－、SOeq\o\al(2－,3)等均能被HNO3氧化。eq\x(状元随笔)含NOeq\o\al(－,3)的溶液中离子共存问题在中性或碱性的稀溶液中NOeq\o\al(－,3)不表现氧化性，但当水溶液中有大量H＋存在时，NOeq\o\al(－,3)表现出强氧化性，如存在H＋、NOeq\o\al(－,3)的溶液中不能大量存在Fe2＋、S2－、I－、SOeq\o\al(2－,3)、Br－等还原性离子。

目标二金属与氧化性酸反应的计算[例2]相同质量的四份铜片，分别置于足量的下列酸中，在一定条件下反应，所得到的气体的物质的量最多的是()A．浓硫酸B．稀硫酸C．浓硝酸D．稀硝酸[提升2]38.4mg铜跟适量的浓硝酸反应，铜全部作用后，共收集到气体22.4mL(标准状况)，反应消耗的HNO3的物质的量可能是()A．1.0×10－3molB．1.6×10－3molC．2.2×10－3molD．2.4×10－3moleq\x(状元随笔)足量金属与一定量浓硝酸反应时，随着硝酸浓度的降低，产物也发生变化。例如Cu与浓HNO3反应，若Cu过量，开始时HNO3的还原产物为NO2，随着反应的进行，浓HNO3变稀，HNO3的还原产物为NO，最终得到NO2和NO的混合气体。[核心能力]金属与硝酸反应的计算——四个守恒(1)得失电子守恒：金属失电子数＝n(NO2)＋3n(NO)。(2)氮原子守恒：n(HNO3)总＝x·n[M(NO3)x]＋n(NO2)＋n(NO)。(3)电荷守恒：反应后溶液中c(NOeq\o\al(－,3))＝x·c(Mx＋)＋c(H＋)。(4)若向反应后所得溶液中加入NaOH恰好使Mx＋沉淀完全，此时溶质为NaNO3，则存在n(Na＋)＝n(NOeq\o\al(－,3))＝n(HNO3)总－n(NO)－n(NO2)。eq\x(状元随笔)当只有一种金属与硝酸反应时，起酸性作用的HNO3的物质的量是金属离子的物质的量和金属离子所带电荷数的乘积，也等于反应中转移电子的物质的量，可表示为n(HNO3)酸性＝x·n(Mx＋)＝n(转移电子)。目标三常见大气污染的类型[例3]研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关(如下图所示)。下列叙述错误的是()A．雾和霾的分散剂相同B．雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵C．NH3是形成无机颗粒物的催化剂D．雾霾的形成与过度施用氮肥有关eq\x(状元随笔)含氮物质的三个重要转化关系1．NH3→HNO3根据氮元素质量守恒，得：NH3～HNO32．NO→HNO3根据NO零排放原则，得：4NO＋3O2＋2H2O=4HNO33．NO2→HNO3根据NO2零排放原则，得：4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3[提升3]下图所示是酸雨的形成示意图。根据图示回答下列问题。(1)下列气体容易形成酸雨的是________。A．CO2B．SO2C．N2D．NO2(2)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/h01234雨水的pH4.734.634.564.554.55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________，原因是_______________________(用化学方程式表示)。(3)下列措施中，可减少酸雨产生的途径的是________(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．①②③B．②③④⑤C．①③⑤D．①③④⑤eq\x(状元随笔)SO2和NOx污染的防治方法——SO2和NOx的吸收(1)NaOH溶液吸收SO2＋2NaOH=Na2SO3＋H2ONO2＋NO＋2NaOH=2NaNO2＋H2O2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O(2)氨气吸收2NH3＋H2O＋SO2=(NH4)2SO38NH3＋6NO2eq\o(=,\s\up15(一定条件))7N2＋12H2O4NH3＋6NOeq\o(=,\s\up15(一定条件))5N2＋6H2O[核心能力]常见的环境大气类型类型形成原因主要危害温室效应大气中CO2含量不断增加全球变暖，冰川融化酸雨SO2和氮氧化物的排放使土壤酸化，腐蚀建筑物等光化学烟雾氮氧化物和碳氢化合物的排放危害人体健康和植物生长臭氧空洞氮氧化物和氟氯代烃的排放地球上的生物受太阳紫外线的伤害加剧eq\x(状元随笔)NO在臭氧空洞形成过程中的作用：NO在破坏臭氧层的过程中可发生如下反应：NO＋O3→NO2＋O2NO2＋O→NO＋O2总反应方程式为O3＋O=2O2，从整个反应来看NO作催化剂。学考评价1．下列反应中硝酸既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)2C．与Na2CO3反应放出CO2气体，生成NaNO3D．与S单质混合共热时生成H2SO4和NO22．将相同质量的铜分别与过量浓硝酸、稀硝酸反应，下列叙述正确的是()A．反应剧烈程度：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．反应中转移的电子总数：前者多，后者少3．某学习小组为研究铜与浓、稀HNO3反应的差异，设计了如图所示的实验装置。下列说法不正确的是()A．反应开始前通入过量的CO2气体，目的是排出装置内的空气B．A装置中反应的离子方程式为Cu＋2NOeq\o\al(－,3)＋4H＋=Cu2＋＋2NO2↑＋2H2OC．当B装置中0.03mol铜粉被氧化时，B中产生的NO气体大于0.02molD．C装置中装入一定量的水进行尾气处理4．下列因果关系不正确的是()选项原因结果A植树造林温室效应BSO2和NO2大量排放酸雨C汽车尾气的排放光化学烟雾D含氮、磷等元素的生活废水的大量排放赤潮5.氮氧化物进入大气后，不仅会形成硝酸型酸雨，还可能形成光化学烟雾，因此必须对含有氮氧化物的废气进行处理。(1)用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应的化学方程式如下：NO2＋NO＋2NaOH=2NaNO2＋H2O①，2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O②，在反应①中，氧化剂是________，还原剂是________。在反应②中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为________。(2)汽车尾气中含有CO和NO，消除这两种物质对大气的污染的方法是安装催化转化器，使它们发生反应生成对大气无污染的气体，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。练后感悟酸雨及其防治1．正常雨水pH≈5.6，酸雨pH＜5.6。2．酸雨可分为H2SO4型和HNO3型。H2SO4型酸雨是空气中的含硫氧化物经过一系列化学反应生成H2SO4所致，HNO3型酸雨是空气中的氮氧化物经过一系列化学反应生成HNO3所致。3．空气中含硫氧化物的主要来源是煤、石油燃烧时排放的气体，某些金属矿物冶炼时排放的气体等。4．空气中氮氧化物的主要来源是汽车尾气、工业生产HNO3排放的气体等。5．解决酸雨问题的根本措施是将可能排放的含硫氧化物、氮氧化物进行回收利用或无害化转化。eq\x(温馨提示：请完成课时作业5)第3课时硝酸酸雨及防治学业基础[预习新知]无刺激性低易发烟挥发性HNO3=H＋＋NOeq\o\al(－,3)不产生金、铂铁、铝Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2OC＋4HNO3(浓)eq\o(=,\s\up15(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O浓硝酸浓盐酸金、铂4HNO3eq\o(=,\s\up15(光照))2H2O＋4NO2↑＋O2↑NO2<5.6SO2NO2SO2＋H2OH2SO3,2H2SO3＋O2=2H2SO43NO2＋H2O=2HNO3＋NO煤、石油汽车尾气酸雨[即学即练]1．答案：(1)√(2)×(3)×(4)×(5)×(6)×2．解析：浓硝酸在加热或光照的条件下容易发生分解反应，所以浓硝酸需要避光保存。答案：B3．答案：D4．答案：C5．解析：稀硝酸与金属铜反应的实质是3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。在①中，反应完全后溶液中含有NOeq\o\al(－,3)；而在③中，当继续滴入稀硫酸后，新加入的H＋和原溶液中的NOeq\o\al(－,3)可继续与过量Cu反应放出NO气体。答案：D6．答案：D核心素养[例1]解析：A项，加热条件下，浓硝酸也能与Fe发生反应；B项，浓、稀硝酸均具有强氧化性；C项，硝酸属于强酸，与浓度大小无关；D项，硝酸的氧化性强弱与其浓度大小有关，浓硝酸的氧化性大于稀硝酸的氧化性，这与HNO3和Cu反应中HNO3得电子数目多少无关。答案：B[提升1]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错误；常温下，Fe、Al在浓HNO3或浓H2SO4中发生钝化，生成致密的保护膜阻止了反应进行，B正确；Al箔能与稀HNO3反应放出气体，C错误；浓硝酸具有氧化性，能使红色石蕊试纸先变红后褪色，D错误。答案：B[例2]解析：稀H2SO4与Cu不反应，无气体放出；Cu与浓H2SO4、浓HNO3、稀HNO3反应时，Cu失去电子数相同，根据电子守恒，元素化合价降低越少，还原产物的物质的量越多，浓H2eq\o(S,\s\up6(＋6))O4→eq\o(S,\s\up6(＋4))O2↓2，浓Heq\o(N,\s\up6(＋5))O3→eq\o(N,\s\up6(＋4))O2↓1，稀Heq\o(N,\s\up6(＋5))O3→eq\o(N,\s\up6(＋2))O↓3，所以浓HNO3放出的气体最多。答案：C[提升2]解析：根据氮原子守恒求解如下：n(Cu)＝n[Cu(NO3)2]＝eq\f(38.4×10－3g,64g·mol－1)＝6×10－4moln(NO、NO2)＝eq\f(22.4mL,22400mL·mol－1)＝1×10－3mol则反应消耗的HNO3为2×6×10－4mol＋1×10－3mol＝2.2×10－3mol，C项正确。答案：C[例3]解析：A对，雾和霾都属于胶体，其分散剂均为空气。B对，由图可知，HNO3、H2SO4与NH3反应分别生成NH4NO3、(NH4)2SO4，分散到空气中，形成雾霾。C错，由图可知，NH3参与化学反应生成铵盐，是反应物，不是催化剂。D对，过度施用氮肥，会使空气中NH3含量增大，并参与形成铵盐，从而形成雾霾。答案：C[提升3]解析：(1)SO2、NO2易形成酸雨。(2)①酸雨放置时pH变小，其原因是雨水中的H2SO3被空气中氧气氧化所致：SO2＋H2OH2SO3,2H2SO3＋O2=2H2SO4。②雨水和自来水混合，应考虑H2SO3与Cl2(或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。(3)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)，都是有效措施。因此①③⑤正确。答案：(1)BD(2)①SO2＋H2OH2SO3,2H2SO3＋O2=2H2SO4②小Cl2＋2H2O＋SO2=H2SO4＋2HCl(或H2SO3＋HClO=H2SO4＋HCl)(3)C学考评价1．解析：A项，HNO3只表现酸性；B项，Cu与稀硝酸反应时，部分起酸的作用生成Cu(NO3)2，部分作氧化剂被还原为NO；C项，2HNO3＋Na2CO3=CO2↑＋H2O＋2NaNO3，HNO3只表现强酸性；D项，HNO3将S氧化为H2SO4，自身被还原为NO2，在该反应中HNO3只表现强氧化性。答案：B2．解析：相同质量的铜分别和过量浓硝酸、稀硝酸反应时，浓硝酸参与的反应更剧烈，A错；铜和浓硝酸、稀硝酸反应的方程式分别为①4HNO3(浓)＋Cu=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，②8HNO3(稀)＋3Cu=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。①产生红棕色气体，②产生无色气体，C错误；由于参加反应的铜的质量相同，且两反应中还原剂都是铜，反应后铜的价态又相同，所以反应中转移的电子总数相等，D错；1molCu和浓硝酸反应消耗4mol硝酸，1molCu和稀硝酸反应消耗eq\f(8,3)mol硝酸，同质量的铜和过量浓硝酸、稀硝酸反应时，消耗的浓硝酸多，B正确。答案：B3．解析：研究铜与浓、稀HNO3反应的差异，先通入过量的二氧化碳将装置中的空气排出，防止Cu与稀硝酸反应生成的NO被氧化，滴加浓硝酸时Cu与浓硝酸反应生成硝酸铜、水和二氧化氮，在B中发生反应：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO、3Cu＋8HNO3=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，最后进行尾气处理。反应开始前通入过量的CO2气体，目的是排出装置内的空气，A正确；A装置中铜与浓硝酸反应的离子方程式为Cu＋2NOeq\o\al(－,3)＋4H＋=Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O，B正确；B装置中发生反应：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO、3Cu＋8HNO3=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，因此当B装置中0.03mol铜粉被氧化时，B装置中产生的NO气体大于0.02mol，C正确；NO不溶于水，C装置中装入一定量的水不能吸收尾气，D错误。答案：D4．解析：A项，温室效应是CO2的大量排放导致的，植树造林可降低空气中CO2的浓度，缓解温室效应；B项，SO2和NO2等酸性气体的大量排放，会导致酸雨；C项，汽车尾气中含氮氧化合物、碳氢化合物，可引起光化学烟雾；D项，氮、磷等营养元素可使水体富营养化，引起赤潮。答案：A5．解析：(1)在反应①中NO2中的氮元素化合价降低作氧化剂，NO氮元素化合价升高作还原剂；在反应②中氧化剂和还原剂都是NO2，它们的物质的量之比为1:1。(2)根据质量守恒定律结合题目信息可知，一氧化氮与一氧化碳反应后生成的对大气无污染的物质应为氮气和二氧化碳。答案：(1)NO2NO1:1(2)2NO＋2COeq\o(=,\s\up15(催化剂))N2＋2CO2微专题·大素养第五章章末共享微专题一常见非金属元素的特征转化关系与应用1．直线转化关系Aeq\o(→,\s\up15(O2))Beq\o(→,\s\up15(O2))Ceq\o(→,\s\up15(H2O))酸或碱，符合此条件的常见A物质有：NH3、H2S、S、CH4、C、Na等，如NH3eq\o(→,\s\up15(O2),\s\do14(催化剂，△))NOeq\o(→,\s\up15(O2))NO2eq\o(→,\s\up15(H2O))HNO3；H2S(S)eq\o(→,\s\up15(O2))SO2eq\o(→,\s\up15(O2),\s\do14(催化剂，△))SO3eq\o(→,\s\up15(H2O))H2SO4；CH4(C)eq\o(→,\s\up15(O2),\s\do14(不完全燃烧))COeq\o(→,\s\up15(O2))CO2eq\o(→,\s\up15(H2O))H2CO3。2．三角转化关系3．交叉转化关系[微训练一]1．合成氨及其相关工业中，部分物质间的转化关系如下：下列说法不正确的是()A．甲、乙、丙三种物质都含有氮元素B．反应Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ的氧化剂一定相同C．Ⅵ的产物可在上述流程中被再次利用D．丁为NaHCO32．非金属单质A经如图所示的过程转化为含氧酸D，已知D为强酸，请回答下列问题：eq\x(A)eq\o(→,\s\up15(O2))eq\x(B)eq\o(→,\s\up15(O2))eq\x(C)eq\o(→,\s\up15(H2O))eq\x(D)若A在常温下为气体，C是红棕色的气体。(1)A、C的化学式分别是：A________；C________。(2)D的浓溶液在常温下可与铜反应并生成C气体，请写出该反应的化学方程式：________________________________________________________________________。3．A、B、C、D、E五种物质的相互转化关系如下：请完成下列问题：(1)若A通常状态下为固态单质，则A→E分别为(写化学式)A________，B________，C________，D________，E________。(2)若A通常状态下为气态单质，则A→E分别为(写化学式)A________，B________，C________，D________，E________。(3)写出(2)中E→C转化的离子方程式________________________________________________________________________。4．下图中A～J分别代表相关反应中的一种物质，已知A分解得到等物质的量的B、C、D，B、D为常温下的气态化合物，C为常温下的液态化合物，图中有部分生成物未标出。请填写以下空白：(1)A的化学式为________________________________________________________________________。(2)写出下列反应的化学方程式：D＋G→H：________________________________________________________________________。F＋J→B＋C＋I：________________________________________________________________________。(3)0.3molI与足量C反应转移电子的物质的量为________mol。(4)容积为10mL的试管中充满I和G的混合气体，倒立于盛水的水槽中，水全部充满试管，则原混合气体中I与G的体积分别为________mL、________mL。5．晶体硅是信息科学和能源科学的一种重要材料，可用于制芯片和太阳能电池等。下列流程图是工业上制取纯硅的一种方法：

请回答下列问题：(1)反应Ⅰ的化学方程式为____________________；在上述生产过程中除反应Ⅰ属于置换反应外还有________(填反应的代号“Ⅱ”“Ⅲ”或“Ⅳ”)。(2)A、B、C三种气体中，在“节能减排”中作为减排目标的一种气体是________。(写化学式)(3)纯硅可与强碱反应放出氢气，其化学方程式为____________________。(4)工业上制取合成氨的原料H2是先将焦炭与水蒸气反应生成水煤气，再提纯水煤气，从而得到纯净的H2，则工业上制得纯净H2的化学方程式为____________________。微专题二环境污染与防治1．常见的环境污染环境污染形成原因主要危害温室效应大气中CO2含量不断增加全球变暖，冰川融化酸雨SO2和氮氧化物的排放土壤酸化，腐蚀建筑物光化学烟雾氮氧化物和碳氢化合物的排放危害人体健康和植物生长臭氧空洞氮氧化物和氟氯代烃的排放地球上的生物受太阳紫外线的伤害加剧赤潮和水华含磷洗衣粉的大量使用及其废水的任意排放使藻类过度繁殖，水质恶化，发生在海水中为赤潮，淡水中为水华白色污染聚乙烯塑料的大量使用，任意丢弃破坏土壤结构和生态环境2.SO2和氮的氧化物的吸收、转化(1)NaOH溶液吸收SO2＋2NaOH=Na2SO3＋H2ONO2＋NO＋2NaOH=2NaNO2＋H2O2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O(2)氨气吸收2NH3＋H2O＋SO2=(NH4)2SO38NH3＋6NO2eq\o(=,\s\up15(一定条件))7N2＋12H2O4NH3＋6NOeq\o(=,\s\up15(一定条件))5N2＋6H2O(3)汽车尾气转换器2CO＋2NOeq\o(=,\s\up15(催化剂))2CO2＋N2(4)石灰吸收CaO＋SO2eq\o(=,\s\up15(△))CaSO3、2CaSO3＋O2=2CaSO4特别提醒(1)氮的氧化物是造成酸雨和臭氧层空洞的共同污染物。(2)NO在破坏臭氧层的过程中可发生如下反应：NO＋O3→NO2＋O2①NO2＋O→NO＋O2②总反应方程式为2O3=3O2，从整个反应来看NO作催化剂。(3)NO使人中毒的原理与CO相似，被人吸入后与血红蛋白结合生成一氧化氮血红蛋白，从而使血红蛋白失去运输O2的能力。[微训练二]1．SO2属于严重的大气污染物，可用H2与SO2高温反应消除SO2的污染，其反应原理可分为两步，过程如图所示：下列说法正确的是()A．SO2排放到空气中会形成pH≈5.6的酸雨B．可用CuSO4溶液检验是否有X气体生成C．在100～200℃时发生的是置换反应D．工业上可用浓硝酸处理工业尾气中的SO22．某兴趣小组设计出下图所示装置来改进教材中“铜与硝酸反应”的实验，以探究化学实验的绿色化。(固定装置略去)(1)实验前，关闭活塞b，向试管d中加水至浸没长导管口，塞紧试管c和d的胶塞，加热c，其目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)在d中加适量NaOH溶液，c中放一小块铜片，由分液漏斗a向c中加入2mL浓硝酸，c中反应的化学方程式是________________________________________________________________________。再由a向c中加2mL蒸馏水，c中的实验现象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)下表是制取硝酸铜的三种方案，能体现绿色化学理念的最佳方案是________，理由是________________________________________________________________________。方案反应物甲Cu、浓HNO3乙Cu、稀HNO3丙Cu、O2、稀HNO3(4)该小组同学向d中加入KBr溶液，c中加入固体KMnO4，由a向c中加入浓盐酸。观察到的实验现象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________；该小组同学实验目的是________________________________________________________________________，但此实验的不足之处是________________________________________________________________________。3．利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO2)2，其部分工艺流程如下：(1)一定条件下，NO与NO2可以生成一种新的氧化物，试写出该反应的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)上述工艺中采用气液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底部进入，石灰乳从吸收塔顶部喷淋)，其目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________；滤渣可循环使用，滤渣的主要成分是________(填化学式)。(3)该工艺需控制NO和NO2物质的量之比接近1：1。若n(NO)：n(NO2)>1：1，则会导致________________________________________________________________________；若n(NO)：n(NO2)<1：1，则会导致________________________________________________________________________。(4)生产中溶液需保持弱碱性，在酸性溶液中Ca(NO2)2会发生分解，产物之一是NO，其反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。4．烟道气中的NOx是主要的大气污染物之一，为了监测其含量，选用如下采样和检测方法。回答下列问题：采样采样步骤：①检验系统气密性；②加热器将烟道气加热至140℃；③打开抽气泵置换系统内空气；④采集无尘、干燥的气样；⑤关闭系统，停止采样。(1)A中装有无碱玻璃棉，其作用为____________________。(2)C中填充的干燥剂是________(填序号)。a．碱石灰b．无水CuSO4c．P2O5(3)用实验室常用仪器组装一套装置，其作用与D(装有碱液)相同，在虚线框中画出该装置的示意图，标明气体的流向及试剂。(4)采样步骤②加热烟道气的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。eq\x(温馨提示：请完成第五章综合素养测评)微专题·大素养[微训练一]1．解析：由图可知，甲是氮气，与氢气化合生成氨气。反应Ⅴ是侯氏制碱法，故丁是碳酸氢钠。氨气发生催化氧化生成一氧化氮，一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸，硝酸和氨气反应生成硝酸铵，故乙是一氧化氮，丙是二氧化氮。由上述分析可知，甲、乙、丙三种物质中都含有氮元素，A正确。反应Ⅱ为氨气的催化氧化反应，氧化剂为氧气；反应Ⅲ为一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，氧化剂为氧气；反应Ⅳ为二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮，氧化剂和还原剂均是二氧化氮，B错误。碳酸氢钠受热分解生成的二氧化碳可以在反应Ⅴ中循环利用，C正确。由上述分析可知，丁为NaHCO3，D正确。答案：B2．解析：依据图示中的连续氧化转化关系和D为含氧酸、强酸，可确定D为H2SO4或HNO3。A在常温下为气体，C是红棕色的气体，则A为N2，C为NO2，D为HNO3。答案：(1)N2NO2(2)Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O3．解析：由题目中各物质间的相互转化关系可知，A为非金属单质，B为其氢化物。A和B能发生两步连续氧化反应，且Eeq\o(→,\s\up15(Cu))C，Deq\o(→,\s\up15(H2O))E，因此若A为固态非金属单质，则A为S，B为H2S，C为SO2，D为SO3，E为浓H2SO4；若A为气态非金属单质，则A为N2，B为NH3，C为NO，D为NO2，E为稀HNO3。答案：(1)SH2SSO2SO3H2SO4(2)N2NH3NONO2HNO3(3)3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O4．解析：根据A分解得到等物质的量的B、C、D，知A是NH4HCO3，已知B、D为常温下的气态化合物，A与NaOH反应生成D，则D是NH3，B是CO2，C为常温下的液态化合物，则C是H2O，根据框图中的转化关系可知G为O2，H为NO，I为NO2，J为HNO3，结合2Mg＋CO2eq\o(=,\s\up15(点燃))2MgO＋C，可知E、F分别是MgO和C。(1)A的化学式为NH4HCO3。(2)氨催化氧化得到一氧化氮和水：4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up15(催化剂),\s\do14(△))4NO＋6H2O；碳和浓硝酸发生氧化还原反应：C＋4HNO3(浓)eq\o(=,\s\up15(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。(3)根据3NO2＋H2O=2HNO3＋NO可知，0.3molNO2与足量水反应转移电子的物质的量为0.2mol。(4)水最终充满试管说明NO2和O2恰好完全反应，根据4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3可知，NO2的体积是10mL×eq\f(4,5)＝8mL，O2的体积是10mL×eq\f(1,5)＝2mL。答案：(1)NH4HCO3(2)4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up15(催化剂),\s\do14(△))4NO＋6H2OC＋4HNO3(浓)eq\o(=,\s\up15(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O(3)0.2(4)825．解析：二氧化硅与焦炭在高温下反应生成硅和CO，即A是CO，CO与水蒸气在高温下反应生成氢气和CO2，即B是CO2，粗硅与氯化氢在523～573K下反应生成氢气和SiHCl3，SiHCl3与氢气在1357K下反应生成硅和氯化氢，即C是氯化氢。(1)根据以上分析可知反应Ⅰ的化学方程式为2C＋SiO2eq\o(=,\s\up15(3273K))2CO↑＋Si(粗)。置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，所以属于置换反应的除了Ⅰ以外还有Ⅱ、Ⅲ。(2)A、B、C分别为CO、CO2、HCl，作为减排目标的一种气体CO2。(3)纯硅可与强碱反应放出氢气，其化学方程式为Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑。(4)水蒸气与CO在催化剂存在、1073K条件下反应生成氢气和二氧化碳的化学方程式为CO＋H2Oeq\o(=,\s\up15(1073K),\s\do14(催化剂))CO2＋H2。答案：(1)2C＋SiO2eq\o(=,\s\up15(3273K))2CO↑＋Si(