5.2.3 硝酸、酸雨危害与防治（讲义）-【思维课堂】2022-2023学年高一化学同步精品备课系列（人教版2019必修第二册）

( 第五章 第二节 第3课时 硝酸、酸雨危害与防治 ) ( 学习目标： 1. 能运用氧化还原反应知识理解硝酸的氧化性； 2. 结合实验探究，认识硝酸在相关反应中体现的不稳定性和强氧化性，知道硝酸是重要的化工原料； 3.了解SO 2 、NO 2 对大气质量的影响，特别是酸雨的成因、危害及防治措施 。 ) ( 硝酸性质、工业制法 ) ( 知识整理 ) 1. 硝酸的物理性质 无色，易挥发，具有刺激性气味的液体，易溶于水。浓硝酸常因为溶解有NO2而呈黄色。质量分数为69%的硝酸为常用浓硝酸。98%以上的硝酸称之为发烟硝酸。 2. 硝酸制备 （1）实验室制备 原理：硝酸钠固体与浓硫酸在微热条件下方程式： NaNO3 + H2SO4(浓) ( 微热 ) NaHSO4 + HNO3↑。 装置：固+液加热型 （2）工业制备 4NH3+5O2 ( Cr 2 O 3 △ ) 4NO+6H2O 2NO+O2=2NO2 3NO2+H2O=2HNO3+NO 3. 硝酸的化学性质 （1）硝酸具有酸的通性 ①与金属反应：一般不生成氢气 ②与碱性氧化物反应：如CuO、Na2O、Fe2O3等 ③与碱反应：Cu(OH)2、NaOH等 ④与盐反应：NaHCO3、Na2CO3等 ⑤与指示剂反应：浓硝酸可使石蕊先变红后褪色 【要点诠释】 在利用HNO3的酸性时，要注意考虑它的强氧化性。如FeO与稀硝酸反应时的方程式应是： 3FeO+10HNO3(稀)=3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O， 而不是 FeO+2HNO3 (稀)=Fe(NO3)2+H2O。 （2）不稳定性： 硝酸是不稳定性酸，受热或者光照易分解，所以实验室中常用棕色瓶储存硝酸。 4HNO3O2↑+ 4NO2↑+ 2H2O （3）硝酸的强氧化性 【要点诠释】 由于HNO3中的+5价氮元素有很强的得电子能力，在硝酸参与的氧化还原反应中，几乎全部是+5价氮被还原，故硝酸具有强氧化性。硝酸的强氧化性规律：①温度越高，硝酸越浓，其氧化性越强。②与硝酸反应时，还原剂一般被氧化成最高价态。 （1）浓硝酸能使紫色石蕊试液先变红，后褪色。 （2）与非金属单质C、S、P等在加热条件下反应，非金属元素被氧化成酸性氧化物。如： C+4HNO3 (浓)=CO2↑+4NO2↑+2H2O， S+6HNO3 (浓) H2SO4+6NO2↑+2H2O。 （3）金属与HNO3反应一般不生成H2，浓HNO3一般被还原为NO2，稀HNO3一般被还原为NO，极稀HNO3可被还原成NH3，生成NH4NO3等。 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O （4）能使Fe，Al钝化 常温下，浓硝酸能使Fe，Al发生钝化（形成致密的氧化膜），因此，常温下可用铁或铝制容器盛放浓硝酸，但要注意密封，浓硝酸挥发后变成的稀硝酸能与Fe、Al反应 【要点诠释】 浓硝酸与Cu反应时，若Cu过量，反应开始时浓硝酸的还原产物为NO2，但随着反应的进行，硝酸变稀，其还原产物将为NO，最终应得到NO2与NO的混合气体，可利用氧化还原反应过程中化合价升降总数相等的守恒规律求解有关Cu、HNO3和混合气体之间的量的关系。 （4）钝化：常温时，冷的浓硝酸、浓硫酸可使铝、铁表面生成致密的氧化膜，阻止酸与金属的进一步反应，这种现象叫钝化。钝化其实也是硝酸强氧化性的表现，利用金属Al和Fe的这种性质，我们可以用Al或Fe制的容器来盛装浓硫酸或浓硝酸。 （5）硝酸与铁反应时，产物符合以下规律 （6）注意NO3－在离子共存问题的判断中的特殊性。在水溶液中，NO3－本无氧化性，但当水溶液中有大量H+存在时，NO3－就表现出强氧化性，如在有H+、NO3－存在的溶液中就不能存在Fe2+、S2－、I－、SO32－、Br－等还原性离子。 4. 氧化性酸和酸的氧化性的区别 所谓氧化性酸是指酸根部分易于获得电子的酸，如浓硫酸、硝酸等，由于其中、易获得电子，表现出很强的氧化性；而氢碘酸、氢硫酸、碳酸、磷酸等酸根部分不能或不易获得电子，所以它们是非氧化性酸，其中，氢碘酸、氢硫酸的酸根部分易失电子，在氧化还原反应中作为还原剂。故又可以叫做还原性酸。 在水溶液中任何酸都能不同程度地电离出H+，H+在一定条件下可获得电子形成H2，从这一点看，酸都具有氧化性，这是H+的氧化性，它和氧化性酸中心元素处于高价态易获得电子具有的氧化性是不同的。 ( 典型例题 ) 1．硝酸被称为“国防工业之