5.2.3 硝酸酸雨及防治 -2023-2024学年高一化学同步教学讲与练（人教版2019必修第二册）

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 课程标准 核心素养目标 1．了解硝酸物理性质，利用实验使学生掌握硝酸的化学性质。 2．了解工业硝酸的制备原理，认识硝酸在生产中的应用。 3.掌握硝酸与金属反应的计算。 4.了解酸雨的危害及防治。 1．通过实验探究硝酸的性质实验，培养学生“科学探究与创新意识”的学科素养。 2．通过价类二维图研究含氮元素物质转化，培养学生“证据推理与模型认知”的学科素养。 3．通过学习酸雨的形成与防治，培养学生“科学精神与社会责任”的学科素养。 一、硝酸 1．硝酸的物理性质 硝酸是 色、 挥发、有 气味的液体。 2．硝酸的化学性质 (1)酸的通性 写出下列反应的离子方程式： ①硝酸和氢氧化钠反应：H＋＋OH－===H2O。 ②硝酸和氧化钠反应：2H＋＋Na2O===2Na＋＋H2O。 ③硝酸和碳酸钙反应：2H＋＋CaCO3===Ca2＋＋CO2↑＋H2O。 (2)不稳定性：见光或受热易分解，化学方程式为4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O。 长期存放的浓硝酸呈黄色是因为其分解生成的 溶于硝酸中，实验室常将浓硝酸保存在 试剂瓶中，并放在 处。 (3)强氧化性 ①和金属(Cu)反应的实验探究 实验操作 两支试管中分别加入2 mL浓硝酸和稀硝酸 实验现象 浓硝酸反应比较 ，铜丝逐渐溶解，产生 气体，溶液逐渐变 ；稀硝酸反应比较 ，铜丝逐渐溶解，产生 气体，溶液逐渐变 实验结论 硝酸无论浓、稀都有 ，而且浓度越大，氧化性 上述反应的化学方程式： Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。 ②与Fe、Al反应 常温下浓硝酸可使铁、铝表面形成致密的氧化膜而 ，保护内部金属不再与酸反应，所以可以用铁制容器或铝制容器盛放浓硝酸。加热时，铁、铝可以与浓硝酸反应。 ③与非金属反应 写出碳与浓硝酸在加热时反应的化学方程式：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。 3．工业制备原理 写出上述转化的化学方程式，并指出含氮物质发生的是氧化反应还是还原反应 ①N2＋3H22NH3，N2发生 反应。 ②4NH3＋5O24NO＋6H2O，NH3发生 反应。 ③2NO＋O2===2NO2，NO发生 反应。 ④3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，NO2既发生 反应，又发生 反应。 4．应用 硝酸是一种重要的化工原料，可用于制造化肥、农药、炸药、染料和硝酸盐等，在实验室里是一种重要的化学试剂。 【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。 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 的缘故。pH＜5.6的降水称为酸雨。 2．酸雨的形成 (1)大气中的 、 及它们在大气中发生反应后的生成物溶于 而形成酸雨。 (2)酸雨的形成过程 Ⅰ.硫酸型酸雨的形成过程中转化的化学方程式： ①SO2→SO3：2SO2＋O22SO3。 ②SO2→H2SO3：SO2＋H2OH2SO3。 ③SO3→H2SO4：SO3＋H2O===H2SO4。 ④H2SO3→H2SO4：2H2SO3＋O2===2H2SO4。 Ⅱ.写出硝酸型酸雨形成过程中转化的化学方程式： ①NO→NO2：2NO＋O2===2NO2。 ②NO2→HNO3：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。 3．酸雨的危害及防治 (1)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。 (2)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。 探究一　硝酸与金属反应探