5.2.3 硝酸 酸雨及防治（精品学案）-2022-2023学年高一化学同步学习高效学讲练（人教版2019必修第二册）

2022-2023学年高一化学同步学习高效学讲练（精品学案） 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 课程学习目标 1.了解硝酸的物理性质和化学性质；了解硝酸的工业制备及重要用途。 2.认识硫、氮的化合物对生态环境的影响；了解酸雨的形成、危害及防治。 学科核心素养 宏观辨识与微观探析：能从物质类别和元素化合价的角度，预测硝酸的性质及转化 科学探究与创新意识：能根据教材中给出的硝酸性质的探究问题，设计简单的实验方案，完成操作，观察现象，对实验现象作出解释 科学态度与社会责任：能主动关心与环境保护有关的酸雨等社会热点问题，形成与环境和谐共处、合理利用自然资源的观念 【新知学习】 一．硝酸 1．物理性质：无色、易挥发、有刺激性气味的液体。 2．化学性质 （1）不稳定性 化学方程式：4HNO3(浓)2H2O＋4NO2↑＋O2↑。 （2）强氧化性 硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大，氧化性越 强 。 【实验探究】 实验 装置 稀硝酸 浓硝酸 实验 现象 反应缓慢，有少量气泡产生， 溶液变蓝 试管口有红棕色气体产生 反应剧烈，有 大量气泡 产生， 溶液变蓝 ，液面上有 红棕色 气体产生 实验结论 铜与稀硝酸常温下缓慢反应生成 NO 气体 铜与浓硝酸常温下剧烈反应生成 NO2 气体 a．与金属反应 稀硝酸与铜反应：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(填化学方程式，下同)。 浓硝酸与铜反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。 【注意】常温下，铁、铝遇浓HNO3会发生钝化，所以可用铁或铝制容器来盛装浓HNO3。 b．与非金属反应 浓硝酸与C反应：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。 c．与还原性化合物反应 硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋等还原性物质。 稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式：3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。 3．硝酸的工业制备 写出下列反应的化学方程式： (1)氨在催化剂、加热条件下氧化为NO：4NH3＋5O24NO＋6H2O。 (2)NO被空气氧化为NO2：2NO＋O2===2NO2。 (3)NO2溶于水制备HNO3：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。 4．用途硝酸是一种重要的化工原料，可用于制造化肥、农药、炸药、染料、盐类等。 二.二氧化硫和氮氧化物对大气的污染 1.空气中SO2和NO2的主要来源 （1）煤、石油和某些金属矿物中含有硫或含硫化合物； （2）汽车尾气中除含有氮氧化物外，还含有一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、含铅化合物和颗粒等， 严重污染大气，破坏环境。 2.危害 （1）SO2和NO2是主要的大气污染物，它们能直接危害人体健康，引起呼吸道疾病； （2）溶于水形成酸雨； （3）氮氧化物的危害 ①光化学烟雾：NOx在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生了一种有毒的烟雾。 ②酸雨：NOx排入大气中，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨雪降到地面。 ③破坏臭氧层：NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。 ④NO与血红蛋白结合使人中毒。 3.酸雨的危害及防治措施 （1）酸雨是指pH〈5.6的雨、雾等形式的降水，主要由大气污染物中硫、氮的氧化物所致。 （2）形成原理 ①硫酸型酸雨 ②硝酸型酸雨 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO （3）危害 ①直接破坏农作物、草原、森林，使土壤、湖泊酸化； ②加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电信电缆的腐蚀。 （4）防治措施 a．调整能源结构，发展清洁能源； b．研究煤的脱硫技术，改进燃烧装置和燃烧技术，减少二氧化硫和氮氧化物的排放； c．加强工厂废气的回收处理； d．改进汽车尾气的处理技术，控制汽车尾气的排放标准。 【知识进阶】 一．硝酸的强氧化性, 【问题探究】 1．少量的Fe与足量稀硝酸反应，Fe被氧化为＋2价还是＋3价？过量的Fe与稀硝酸反应呢？ 硝酸的氧化性较强，可将Fe氧化为Fe3＋，故少量的Fe与足量稀硝酸反应，Fe被氧化为＋3价；由于Fe可与Fe3＋生成Fe2＋，故过量的Fe与稀硝酸反应得到＋2价铁。 2．铜投入稀硫酸中不会溶解，再向溶液中投入KNO3固体，铜会不会溶解？为什么？ 会溶解。由离子方程式8H＋＋2NO＋3Cu===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O可知，只要溶液中同时有H＋和NO，铜就会发生反应而溶解。 【知识归纳总结】 1．规律 (1)硝酸的浓度越大，反应温度越高，其氧化性越强。 (2)浓硝酸的还原产物是NO2，稀硝酸的还原产物是NO。 (3)还原