内容正文:
考点5 硝酸 酸雨及防治
【核心考点梳理】
一、硝酸的性质及应用
1.物理性质
纯硝酸为无色、有刺激性气味的液体,沸点低,易挥发,在空气中呈“白雾”状,质量分数95%以上的浓硝酸称为“发烟硝酸”。
2.化学性质
(1)酸性:属于强酸,具有酸的通性,如CaCO3与HNO3反应CaCO3+2HNO3(稀)===Ca(NO3)2+CO2↑+H2O。
(2)不稳定性:见光或受热易分解,化学方程式为4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O。
市售浓HNO3呈黄色,因硝酸分解产生的NO2溶在硝酸里,故浓HNO3应保存在棕色试剂瓶,置于冷暗处,不能用橡胶塞。
(3)强氧化性:
①与金属反应:硝酸具有强氧化性,能与除金、铂、钛以外的大多数金属反应。
a.Cu与浓HNO3反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。
Cu与稀HNO3反应的化学方程式为3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。注意:[实验5-8]的实验现象
既表现HNO3的氧化性,又表现酸性,HNO3→NO2、NO,氧化性,HNO3→Cu(NO3)2,酸性
b.与Fe、Al反应:常温时浓硝酸可使铁、铝表面形成致密的氧化膜而钝化,所以可以用铁容器或铝容器盛放浓硝酸。
②与非金属反应:
碳与浓硝酸反应的化学方程式为C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O。只表现氧化性
3.工业制法
硝酸是重要的化工原料,用于制化肥、农药、炸药、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,如下图所示:
4.硝酸的应用
硝酸是一种重要的化工原料,常用来制造氮肥、炸药、燃料、塑料、硝酸盐等。
【典型例题】例1.(2022秋·贵州贵阳·高一校考期中)关于硝酸的性质,叙述错误的是
A.无色、易挥发,有刺激性气味的液体
B.浓度为98%以上的浓硝酸叫发烟硝酸,具有脱水性
C.浓硝酸通常显黄色,因为溶解了少量的二氧化氮
D.硝酸不稳定,浓度越大越易分解
例2.(2022春·广东汕尾·高一陆丰市龙山中学校考阶段练习)关于硝酸的说法中正确的是
A.硝酸电离出的H+,能被Zn还原成H2
B.常温下,向浓HNO3中投入Fe片,会产生大量的红棕色气体
C.王水是浓硝酸和浓盐酸体积比为3∶1的混合物,能溶解金和铂
D.浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂
例3.(2022春·江苏盐城·高一江苏省响水中学校考期中)将7.68 g铜与50 mL一定浓度的硝酸恰好完全反应,收集到标准状况下4.48 L气体。请回答:
(1)NO的体积为________ L,NO2的体积为________ L。
(2)被还原的硝酸的物质的量是________ mol。
(3)硝酸的物质的量浓度是________ mol·L-1。
【核心归纳】
1.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↑+2H2O;
②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;
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↑+H2O;
②实例:C+4HNO3(浓)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-、SO等均能被HNO3氧化。
2.硝酸与金属反应的计算
(1)电子守恒法:硝酸与金属反应属于氧化还原反应,氮原子得到的电子总数等于金属原子失去的电子总数。
(2)原子守恒法:硝酸与金属反应时,反应前硝酸中的NO一部分仍以NO的形式存在,一部分转化为还原产物,这两部分中N的物质的量之和与反应消耗的硝酸中N的物质的量相等。
(3)利用离子方程式计算:硝酸与硫酸混合液跟金属的反应,当金属足量时,不能用硝酸与金属反应的化学方程式计算,应用离子方程式计算,因为生成的硝酸盐中的NO与硫酸电离出的H+仍能继续与金属反应。如金属铜与混酸的反应方程式为3Cu+8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O。
二、酸雨及防治
1.酸雨的概念
正常雨水的pH约为5.6,这是因为雨水中溶解了二氧化碳的缘故。pH<5.6的降水称为酸雨。
2.酸雨的形成
(1)大气中的二氧化硫、氮氧化物及它们反应后的生成物溶于雨水而形成酸雨。
(2)硫酸型酸雨的形成过程
图中标号所示的化学方程式:
①2SO2+O22SO3;②SO2+H2OH2SO3;
③SO3+H2O===H2SO4;