5.2.4 硝酸 酸雨及防治 讲义 2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册
Chemistry 不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海
硝酸 酸雨及防治
一、硝酸的性质及工业制法
1．硝酸的性质
硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体，硝酸具有如下化学性质：
酸性 | 硝酸是强酸，具有酸的通性，能与碱、碱性氧化物、某些盐反应 | ||
不稳定性 | 4HNO3 ①长期存放的浓硝酸呈黄色，是HNO3分解生成的NO2溶于其中形成的。 ②温度越高、光线越强、浓度越大，越容易分解。 ③保存：棕色试剂瓶中，并放置在阴凉处。 | ||
强氧化性 还原产物一般为：HNO3(浓)→NO2，HNO3(稀)→NO。 | ①与金属反应：
a．除Au、Pt等少数金属外，硝酸几乎可以氧化所有的金属 3Ag＋4HNO3(稀)===3AgNO3＋NO↑＋2H2O b．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，可能是NO2、N2O、NO、N2、NH4NO3 如：4Mg＋10HNO3(稀)==4Mg (NO3)2＋NH4NO3＋3H2O c．铜与浓、稀硝酸反应： Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O d．与Fe、Al反应：常温下，浓硝酸能使Fe、A1发生钝化，这是因为浓硝酸将Fe、A1表面氧化，使Fe、A1的表面形成一层致密的氧化物薄膜，阻止了反应的进一步进行。 e．铁与稀硝酸反应：先生成Fe(NO3)3，若Fe过量，Fe(NO3)3再与Fe反应生成Fe(NO3)2 Fe(少量)＋4HNO3(稀)==Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O 3Fe(过量)＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O | ||
②硝酸与非金属的反应：硝酸与非金属反应时，硝酸只表现出氧化性 非金属单质＋浓硝酸 a．木炭与浓硝酸反应：C＋4HNO3(浓) b．硫与浓硝酸反应：S + 6HNO3(浓) |
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【特别提醒】
①稀硝酸使石蕊试液变红色，浓硝酸使紫色石蕊试液先变红后褪色(酸性和强氧化性)
②硝酸具有酸的一些通性，但硝酸与活泼金属反应时无氢气产生
③常温下，可用铁或铝制容器盛放浓硝酸，但要注意密封，以防止硝酸挥发变稀后与铁、铝反应。当加热时，浓硝酸可以与Fe、Al发生反应。
④浓HNO3的还原产物为NO2，稀HNO3的还原产物为NO，且还原剂一般会被氧化成最高价态。硝酸的浓度越低，还原产物的价态越低；金属的活泼性越强，还原产物的价态越低。如较活泼的金属锌与稀硝酸反应的还原产物可能为NH4NO3。
⑤硝酸与金属反应时，部分被还原，表现强氧化性，还有一部分仍以NO3－形式存在，表现酸性。
⑥浓硝酸与金属反应的过程中，浓度逐渐减小，还原产物有可能是NO2和NO的混合物。
⑦在加热条件下，浓硝酸可将非金属单质氧化为最高价态的氧化物或含氧酸。
⑧中性和碱性溶液中NO3－无氧化性，当溶液中有大量H+存在时，NO3－就表现出强氧化性，如有H+、NO3－存在的溶液中就不能大量存在I-、Br-、Fe2+、S2-、SO32－等还原性离子。
⑨硝酸与具有还原性的弱酸盐(如Na2SO3等)、碱性氧化物、碱反应时，优先发生氧化还原反应。
⑩将浓硝酸与浓盐酸以1∶3的体积比混合，所得混合物称为王水，它能溶解一些不溶于硝酸的金属，如Pt、Au等。
2．硝酸的工业制法
流程示意图 |
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主要流程 | 将氨和空气的混合气(氧∶氮≈2∶1)通入灼热(760～840 ℃)的铂铑合金网，在合金网的催化作用下，氨被氧化成一氧化氮(NO)，生成的一氧化氮结合反应后残余的氧气继续被氧化为二氧化氮，随后将二氧化氮通入水中制取硝酸 |
各步反应的化学方程式 | ①N2＋3H2 ②4NH3＋5O2 ③2NO＋O2===2NO2， ④3NO2＋H2O===2HNO3＋NO |
尾气吸收 | NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+ H2O，2NO2 + 2NaOH===NaNO2 + NaNO3 + H2O |
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【课堂小练1】
1．下列有关硝酸化学性质的叙述中，正确的是（ ）
A．浓、稀硝酸都能使蓝色石蕊试纸最终变为红色
B．稀硝酸与铜反应生成Cu(NO3)2和NO气体只表现出强氧化性
C．硝酸可与Na2S反应制得H2S气体
D．浓硝酸因分解放出的NO2又溶解于硝酸而呈黄色
2.下列有关硝酸化学性质的叙述正确的是( )
A.硝酸能与Na2SO3反应，但不生成SO2
B.硝酸的氧化性很强，能氧化所有金属
C.可用铝或铁制容器盛装稀硝酸
D.浓硝酸因易挥发出HNO3而呈黄色
3.有关硝酸性质的叙述中，正确的是( )
A．浓、稀硝酸都能使蓝色石蕊试纸最终变为红色
B．足量Zn与浓HNO3反应最终产生的气体成分中含有H2
C．稀HNO3溶液中Fe3＋、SO
、I－、Cl－、Fe2＋可以共存
D．稀HNO3与FeO反应时HNO3既表现氧化性又表现酸性
4.利用如图所示装置进行铜与硝酸反应的实验。
(1)硝酸一般盛放在棕色试剂瓶中，请用化学方程式说明其原因_________________________________
(2)使用稀硝酸进行实验：反应开始后，铜丝逐渐变细，有气泡产生，溶液变蓝
①铜与稀硝酸反应的离子方程式为_________________________________
②实验中观察到试管中的气体略有红棕色，其原因是___________________________(用化学方程式表示)
(3)使用浓硝酸进行实验：反应剧烈进行，铜丝逐渐变细，溶液变绿，试管上方出现红棕色气体
①铜与浓硝酸反应的化学方程式为___________________________________________________
②某同学推测反应后溶液呈绿色的原因是NO2在溶液中达到饱和，NO2的饱和溶液呈黄色，硝酸铜溶液呈蓝色，两者混合后呈绿色。他取少量该绿色溶液，向其中加入适量水后溶液变为蓝色，可能的原因
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