5.2.3 硝酸　酸雨及防治（精讲）-2022-2023学年高一化学同步精讲+精练（人教版2019必修第二册）

5.2.3 硝酸　酸雨及防治 【学科核心素养】 1.能从物质类别、氮元素化合价的角度认识硝酸的性质及含氮物质间的相互转化，促进“证据推理与模型认知”化学核心素养的发展。 2.认识二氧化硫、氮氧化物为大气污染物，了解酸雨的形成、危害及其防治，增强环保意识和社会责任感。 【知识讲解】 一、硝酸的性质 1.硝酸的物理性质 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，质量分数为95%以上的浓硝酸称为“发烟硝酸”。 2.硝酸的强氧化性 (1)浓硝酸中的＋5价氮元素具有很强的得电子能力。浓硝酸和稀硝酸都具有很强的氧化性，且浓度越大氧化性越强，还原剂一般被其氧化为最高价态。 (2)硝酸与铜反应如图所示，填写下表。 硝酸浓度 实验现象 实验结论 浓硝酸 反应剧烈、铜丝变细，产生红棕色气体，溶液呈绿色 铜与浓硝酸反应生成 NO2，化学方程式： Cu＋4HNO3(浓)==Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 稀硝酸 反应缓慢、铜丝变细，产生无色气体，溶液呈蓝色 铜与稀硝酸反应生成NO，化学方程式： 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 根据浓硝酸和稀硝酸的强氧化性书写下列反应的化学方程式： ①铁与稀硝酸(HNO3过量)： Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O。 ②碳与浓硝酸共热生成CO2和NO2： C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。 ③硫与浓硝酸共热生成H2SO4和NO2： S＋6HNO3(浓)H2SO4＋6NO2↑＋2H2O。 【归纳总结】 (1)硝酸与金属反应不能生成氢气。硝酸浓度不同，其还原产物不同，一般情况下，浓硝酸被还原为NO2，稀硝酸被还原为NO。 (2)硝酸能与大多数金属(金、铂等除外)反应，将金属氧化为高价态金属的硝酸盐。但在常温下，浓硝酸能使铁、铝钝化。 (3)热的浓硝酸可将非金属单质(碳、硫、磷等)氧化为最高价氧化物或最高价含氧酸。 (4)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SO2、FeO、Fe2＋、Br－、I－、S2－、SO等均能被硝酸氧化。 3.硝酸的不稳定性 (1)见光或受热易分解，其化学方程式为4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O。 (2)长期存放的浓硝酸呈黄色是因为其分解生成的NO2溶于硝酸中；实验室常将浓硝酸保存在棕色试剂瓶中，并放在阴凉处。 【拓展提升】 (1)氧化性酸和酸的氧化性 ①浓硫酸、硝酸等都是氧化性酸，因为其中的、易获得电子，表现出很强的氧化性；而盐酸、稀硫酸、碳酸等的酸根部分不能或不易获得电子，是非氧化性酸。 ②在水溶液中任何酸都能电离出H＋，H＋在一定条件下可获得电子，被还原为H2，从这一点来说，酸都具有氧化性，但此时H＋表现出的性质是酸性，这与氧化性酸中心元素获得电子表现出的氧化性不同。 (2)“三酸(浓盐酸、浓硫酸、浓硝酸)变稀”问题辨析。 ①浓盐酸与足量的二氧化锰反应时，浓盐酸浓度逐渐变小，变为稀盐酸时不再与二氧化锰反应。 ②浓硫酸与足量的铜反应时，浓硫酸浓度逐渐变小，变为稀硫酸时不再与铜反应。 ③浓硝酸与足量的铜反应时，浓硝酸浓度逐渐变小，变为稀硝酸时，还原产物发生改变，生成NO。 例1.氮及其化合物的变化关系如下所示。 则下列说法不正确的是(　　) A.路线①②③是工业生产硝酸的主要途径 B.路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径 C.上述所有反应都是氧化还原反应 D.氮气可在足量的氧气中通过一步反应生成NO2 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 写出图中标号所示的化学方程式： ①2SO2＋O22SO3； ②SO2＋H2OH2SO3； ③SO3＋H2O===H2SO4； ④2H2SO3＋O2===2H2SO4。 (3)硝酸型酸雨的形成过程 汽车尾气―→NONO2HNO3 写出图中标号所示的化学方程式： ①2NO＋O2===2NO2； ②3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。 3.酸雨的危害 (1)直接损伤农作物，破坏森林和草原，使土壤、湖泊酸化。 (2)加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的腐蚀。 (3)导致地下水中重金属元素含量增加，污染水源，危害人体健康。 4.酸雨的防治 (1)消除污染源，改变能源结构，开发利用清洁能源，如太阳能、风能、氢能等。 (2)对酸性物质的排放加以控制，如燃料脱硫处理，废气中二氧化硫回收利用、控制汽车尾气排放等。 (3)健全法律法规，严格规定污染物的排放标准，提高环境保护意识。 【归纳提升】常