第五章 第二节 第3课时 硝酸 酸雨及防治-【创新教程】2025-2026学年高中化学必修第二册五维课堂教师用书word（人教版）

第3课时　硝酸　酸雨及防治 课程标准 核心素养 1.结合真实情境并通过实验探究，了解硝酸的主要性质，认识硝酸在工业和农业生产中的重要意义 2．结合真实情境，认识硫、氮的化合物对生态环境的影响，了解酸雨及防治 ①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 ②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 ③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 一、硝酸的性质 1．物理性质 2．化学性质 (1)酸性 在水中的电离方程式为　HNO3===H＋＋NO　。 (2)不稳定性 浓硝酸见光或受热会发生分解，化学方程式为　4HNO3(浓)4NO2↑＋O2↑＋2H2O　。 (3)强氧化性 写出下列有关反应的化学方程式： a．与金属反应 稀硝酸与铜反应：　3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O　。 浓硝酸与铜反应：　Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O　。 b．与非金属反应 浓硝酸与红热的C(被氧化为CO2)的反应为 　C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O　。 3．硝酸的用途与工业制法 (1)用途 (2)工业制法 ①工业流程 ②写出有关化学方程式 N2→NH3：　N2＋3H22NH3　。 NH3→NO：　4NH3＋5O24NO＋6H2O　。 NO→NO2：　2NO＋O2===2NO2　。 NO2→HNO3：　3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　。 二、酸雨及防治 1．SO2与NO2的主要来源、危害和防治 (1)来源 (2)危害 (3)防治 2．酸雨 (1)概念：pH＜　5.6　的降水。正常雨水由于溶解了CO2，其pH约为5.6。 (2)成因：主要是大气中的　SO2　与　NO2　溶于水形成的。 (3)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。 　 硝酸的强氧化性 1．本质 HNO3中的＋5价氮元素具有很强的得电子能力。 2．规律 (1)硝酸的浓度越大，反应温度越高，其氧化性越强。 (2)还原剂一般被氧化成最高价态。 3．具体表现 (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HNO3反应不生成H2，HNO3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反应举例： 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。 4．关于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HNO3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HNO3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HNO3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：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。 [温馨提示] (1)硝酸与金属反应时，一般既表现强氧化性，又表现酸性，参加反应的硝酸部分被还原，还有一部分仍以NO形式存在。 (2)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。 (3)在应用硝酸的氧化性分析离子是否共存时，要注意溶液中H＋和NO的组合，它们相当于HNO3，能够氧化具有强还原性的离子，而单纯的NO不能氧化这些离子。 [典例示范] [典例1] 9.7 g Cu和Zn的合金与足量的稀硝酸反应，还原产物只有NO气体，其体积在标准状况下为2.24 L。将溶液稀释为1 L，测得溶液的c(H＋)＝0.1 mol·L－1，此时溶液中NO的浓度为(　　) A．0.3 mol·L－1　　　 B．0.4 mol·L－1 C．0.2 mol·L－1 D．0.6 mol·L－1 解析：B　[n(NO)＝0.1 mol，转移电子的物质的量为0.1 mol×3＝0.3 mol，n(Cu＋Zn)＝0.3 mol÷2＝0.15 mol，n[Cu(NO3)2]＋n[Zn(NO3)2]＝0.15 mol，其中所含n(NO)＝0.3 mol，溶液的c(HNO3)＝c(H＋)＝0.1 mol·L－1，其中含n(NO)＝0.1 mol，溶液中NO的总浓度为0.4 mol·L－1。] [方法技巧] 解决金属与硝酸反应常用的守恒方法 硝酸与金属的反应属于氧化还原反应，也属于离子反应，因此遵从以下守恒关系：①电子守恒：氮原子得到的电子数等于金属原子失去的电子数；②原子守恒：硝酸既显氧化性，又显酸性，因此被还原的NO与生成盐的NO之和为反应消耗的HNO3；③当Cu与混酸(H2SO4、HNO3)反应，转移电子数或生成NO的量的计算要依据n(Cu)、n(H＋)总、n(NO)的量进行讨论计算。具体关系为3Cu～8H＋～2NO。方法是依据不足的一种物质进行计算。 [学以致用] 1．100 mL 2 mol·L－1的稀硝酸与1.92 g铜充分反应后： (1)产生的气体是　________　，在标准状况下的体积为　________　L，反应过程中转移的电子数为　______　mol。 (2)若溶液的体积不变，则反应后溶液中的H＋物质的量浓度为　________　mol·L－1，NO物质的量浓度为　________　mol·L－1。 解析：(1)首先分析Cu和稀HNO3谁过量：n(HNO3)＝0.1 L×2 mol/L＝0.2 mol。n(Cu)＝＝0.03 mol，故铜不足，则产生n(NO)＝＝0.02 mol，即标准状况下V(NO)＝0.02 mol×22.4 L·mol－1＝0.448 L。转移的电子数n(e－)＝n(Cu)×2＝0.03 mol×2＝0.06 mol。 (2)因为反应消耗n(H＋)＝0.08 mol，余n(H＋)＝0.2 mol－0.08 mol＝0.12 mol，即反应后c(H＋)＝＝1.2 mol/L。反应消耗n(NO)＝n(NO)＝0.02 mol；余n(NO)＝0.2 mol－0.02 mol＝0.18 mol，即反应后c(NO)＝＝1.8 mol/L。 答案：(1)NO　0.448　0.06 (2)1.2　1.8 　　 环境保护与绿色化学 1．SO2和NO2的回收利用 二氧化硫和二氧化氮都是有用的化工原料，但当它们分散在大气中时，就形成了难以处理的污染物。因此，工业废气排放到大气中以前，必须回收处理，防止NO2和SO2等污染大气，并充分利用原料。 (1)SO2的回收利用 废气中的SO2可以用氨水吸收，化学反应原理为： SO2＋2NH3·H2O===(NH4)2SO3＋H2O 或SO2＋NH3＋H2O===NH4HSO3 然后向所得溶液中加入浓硫酸，将它们转化为(NH4)2SO4，并可得到浓度较高的SO2，可用于生产H2SO4。 (NH4)2SO3＋H2SO4(浓)===(NH4)2SO4＋SO2↑＋H2O 2NH4HSO3＋H2SO4(浓)===(NH4)2SO4＋2SO2↑＋2H2O 重新收集的SO2有很多重要用途，如：可用于生产H2SO4。SO2转化为H2SO4的化学反应原理： 2SO2＋O22SO3　SO3＋H2O===H2SO4 (2)NO2、NO的回收利用 废气中的NO2、NO可以用碱溶液吸收，生产可利用的盐。例如： 2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O 2．常见的污染现象及危害 (1)酸雨——形成原因主要是由SO2和氮氧化物造成的；能使土壤酸化，腐蚀建筑物等。 (2)光化学烟雾——主要是由氮氧化物、碳氢化合物造成的；危害人体健康，影响植物生长。 (3)臭氧空洞——主要是氮氧化物、氟氯代烃等的排放引起的；使地球上的生物受太阳紫外线的伤害加剧。 (4)温室效应——主要是由于大气中CO2含量的不断增加造成的；会使全球气候变暖。 (5)白色污染——形成原因是塑料的大量使用，随意丢弃，会破坏土壤结构和生态环境。 (6)赤潮和水华——形成原因是含磷洗衣粉的大量使用及其废水的任意排放；会使藻类过度繁殖，鱼类死亡，水质恶化，若发生在淡水中称为“水华”，发生在海水中称为“赤潮”。 (7)水俣病——含汞的工业废水引起的水体污染，可使鱼类中毒，人食用中毒后的鱼会造成人体汞中毒。 [典例示范] [典例2] 我国农业生产因遭受酸雨而造成的损失每年高达15亿元。为了有效控制酸雨，目前国务院已批准了《酸雨控制区和二氧化硫污染控制区划分方案》等法规。某实验小组采集硫酸型酸雨样品，随着时间的推移，多次测定该样品的pH，得到了表中数据： 时间(h) 0 8 16 24 32 40 48 pH 5.0 4.8 4.5 4.3 4.2 4.0 4.0 (1)酸雨样品放置时pH变化的主要原因是(用化学方程式表示) ________________________________________________________________________。 (2)如果将刚取样的上述酸雨和自来水混合，pH将　________　(填“增大”“减小”或“不变”)，原因是(用化学方程式表示)　________________　。 (3)你认为减少酸雨产生可采取的措施是　________　。 ①少用煤作燃料　②把工厂烟囱造高　③燃料脱硫　④在已酸化的土壤中加石灰　⑤开发新能源 A．①②③　　　　　　 B．②③④⑤ C．①③⑤ D．①③④⑤ [思路点拨] [解析]　(1)酸雨放置时pH变小，其原因是雨水中的H2SO3被空气中的O2氧化所致。 (2)雨水和自来水混合，应考虑H2SO3与自来水的Cl2发生氧化还原反应而生成硫酸和盐酸，使酸性增强。 (3)减少酸雨的形成必须减少SO2的排放，将煤转化为清洁能源(如煤的气化和液化)，燃料脱硫、固硫，开发不含硫的新能源(如氢能、核能等)，都是有效措施。 [答案]　　(1)SO2＋H2OH2SO3 2H2SO3＋O2===2H2SO4 (2)减小　H2SO3＋Cl2＋H2O===2HCl＋H2SO4 (3)C [知识迁移]　绿色化学 (1)绿色化学的含义 绿色化学又称“环境无害化学”“环境友好化学”“清洁化学”，绿色化学是在近十年才产生和发展起来的一个学科，是一个“新化学婴儿”。绿色化学的最大特点是在始端就采用预防污染的科学手段，因而过程和终端均为零排放或零污染。 (2)绿色化学的核心内容 绿色化学的核心内容之一是“原子经济性”，即充分利用反应物中的各个原子，因此既能充分利用资源，又能防止污染。原子利用率越高，反应产生的废弃物越少，对环境造成的污染也减小。 绿色化学的核心内容之二是其内涵主要体现在五个“R”上；第一是Reduction——“减量”，即减少“三废”的排放；第二是Reuse——“重复使用”，如重复使用化学工业过程中的催化剂、载体等，可以降低成本，减少废弃物；第三是Recycling——“回收”，可以有效实现“省资源、少污染、减成本”的要求；第四是Regeneration——“再生”，即变废为宝，是节省资源、能源、减少污染的有效途径；第五是Rejection——“拒用”，指对一些无法替代，无法回收、有毒副作用及污染作用明显的原料、不可再生和重复使用的原料，拒绝在化学过程中使用，这是杜绝污染最根本的方法。 [学以致用] 2．(1)如图对三种不同类型汽车(以序号①、②、③表示)的废气排放情况进行了比较。废气中的有害成分主要是碳氢化合物、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)、二氧化碳(CO2)，这三种汽车分别是以汽油为燃料的汽车、以天然气(主要成分是甲烷)为燃料的汽车和电动汽车。请判断其中序号为①的是　____________　汽车，序号为③的是　____________　汽车。 (2)一氧化氮是大气污染物之一。目前，有一种治理方法是在400 ℃左右、有催化剂存在的情况下，用氨气把一氧化氮还原为无毒气体。请写出该反应的化学方程式： ________________________________________________________________________。 解析：(1)以汽油为燃料的汽车排放的废气最多，电动汽车排放的最少。 (2)根据氧化还原反应的原理进行分析，用NH3将NO还原成无毒气体，该气体只能是N2，剩下的氢、氧元素只能结合成水。 答案：(1)电动　以汽油为燃料的 (2)6NO＋4NH35N2＋6H2O 1．下列反应中，硝酸只表现氧化性的是(　　) A．Zn＋HNO3(稀)―→ B．Mg(OH)2＋HNO3(稀)―→ C．C＋HNO3(浓)―→ D．Cu＋HNO3(浓)―→ 解析：C　[硝酸中N得到电子，元素化合价降低，生成气体，则表现硝酸的氧化性，有硝酸盐生成，则表现硝酸的酸性，据此解答。A项，锌与稀硝酸反应生成NO和硝酸锌和水，表现了硝酸的氧化性和酸性；B项，Mg(OH)2与硝酸反应生成硝酸镁和水，只体现了硝酸的酸性；C项，C与浓硝酸反应生成CO2、NO2和水，只体现了硝酸的氧化性；D项，铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、NO2和水，硝酸既表现氧化性又表现酸性。] 2．下列有关酸雨的说法不正确的是(　　) A．空气中的SO2溶于水，最终形成酸雨 B．NO2或SO2都会导致酸雨的形成 C．pH<7的雨水不都是酸雨 D．工业废水任意排放是造成酸雨的主要原因 解析：D　[酸雨形成的主要原因是大气中NO2和SO2的大量排放，而不是工业废水任意排放。] 3．下列关于浓硝酸的说法不正确的是(　　) A．光照易分解 B．露置于空气中溶液浓度降低 C．能与碳反应说明其具有强氧化性 D．常温下铜在浓硝酸中发生钝化 解析：D　[浓硝酸具有挥发性，见光分解和受热分解的不稳定性，还具有强的氧化性等。A.光照易分解是其不稳定性的表现，故A正确；B.露置于空气中因其挥发导致溶质减少，溶液浓度降低，故B正确；C.浓硝酸的强氧化性能氧化几乎所有的金属和绝大多数非金属，所以能与碳反应，故C正确；D.常温下铜可在浓、稀硝酸中发生反应，而铁、铝在浓硝酸中才能发生钝化，所以D错误。] 4．你认为减少酸雨的产生可采取的措施是(　　) ①少用煤作燃料　②把工厂的烟囱造高　③燃料脱硫　④在已酸化的土壤中加石灰　⑤开发新能源 A．①②③　　　　　 B．②③④⑤ C．①③⑤ D．①③④⑤ 解析：C　[①用煤作燃料，煤中的硫燃烧生成二氧化硫，所以少用煤作燃料可减缓酸雨的产生，故正确；②工厂烟囱造高一些不能减少二氧化硫、氮氧化物的产生，所以不能减少酸雨的产生，故错误；③将矿石燃料脱硫、⑤开发新能源都能减少二氧化硫、氮氧化物的排放，所以能减少酸雨的形成。故正确；④在已酸化的土壤中加石灰，可以改良土壤。但不能减缓酸雨污染，故错误；故选C。] 5．(1)酸雨是指pH<　________　的降水。大量燃烧含硫煤产生的气体随雨水降落到地面，随时间变长雨水酸性会逐渐增强，试用化学方程式解释其原因 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 在煤中加入适量石灰石，可以大大减少煤燃烧时SO2的排放，同时得到硫酸钙，发生反应的化学方程式_________________________________________________________。 (2)某兴趣小组同学汲取热电厂附近的雨水进行实验。雨水样品在空气中放置2小时后，通过测定发现雨水样品的酸性会增强，你认为会形成溶液酸性这一变化的原因是(用离子方程式表示) ________________________________________________________________________。 (3)正常雨水的溶液也是偏酸性，这是因为_______________________________ ________________________________________________________________________。 (4)该兴趣小组同学为测定空气中二氧化硫的体积分数，做了如下实验：取标准状况下的空气1.000 L(内含氮气、氧气、二氧化硫、二氧化碳等)，慢慢通过足量氯水(反应的化学方程式为SO2＋Cl2＋H2O===2HCl＋H2SO4)，在所得溶液中加入过量的氯化钡溶液，产生白色沉淀，将沉淀洗涤、干燥，称得其质量为0.233 g。计算该空气样品中二氧化硫的体积分数　________　。 解析：(1)酸雨是指pH<5.6的降水。雨水中的亚硫酸被氧化为强酸硫酸，所以雨水酸性会逐渐增强，反应的化学方程式为2H2SO3＋O2===2H2SO4。在煤中加入适量石灰石，可以大大减少煤燃烧时SO2的排放，同时得到硫酸钙，发生反应的化学方程式为2CaCO3＋2SO2＋O22CaSO4＋2CO2。 (2)亚硫酸和空气中的氧气反应生成硫酸，故离子方程式为2H2SO3＋O2===4H＋＋2SO。 (3)空气中存在CO2溶于水生成碳酸使雨水显酸性，正常雨水的pH值约等于5.6。 (4)利用关系式：SO2～SO～BaSO4 　　　0.001 mol 　＝1×10－3 mol n(SO2)＝n(BaSO4)＝1×10－3 mol 1 L空气中SO2的体积为22.4 L/mol×0.00l mol＝0.022 4 L，SO2的体积分数为×100%＝2.24%。 答案：(1)5.6　2H2SO3＋O2===2H2SO4 2CaCO3＋2SO2＋O22CaSO4＋2CO2 (2)2H2SO3＋O2===4H＋＋2SO (3)大气中的CO2溶于雨水 (4)2.24% 一、单项选择题 1．明代著名哲学家、科学家方以智在其《物理小识》卷七《金石类》中指出：有硇水者，剪银塊投之，则旋而为水。其中的“硇水”指(　　) A．醋酸　 B．盐酸 C．硝酸　 D．硫酸 解析：C　[常温下能使金属银溶解，醋酸、盐酸和硫酸常温下均不能溶解金属银，硝酸是氧化性酸，因此“硇水”是指硝酸。] 2．酸雨的形成主要是由于(　　) A．森林遭到乱砍滥伐，破坏了生态平衡 B．家用炉子排出的气体 C．大气中二氧化碳的含量增加 D．工业上大量燃烧含硫燃料 解析：D　[酸雨的形成主要是由于工业上大量燃烧含硫燃料造成的。] 3．浅绿色的Fe(NO3)2溶液中逐滴加入少量稀盐酸时，溶液的颜色变化应该是(　　) A．颜色变浅 B．变为红色 C．没有改变 D．变为黄色 解析：D　[Fe(NO3)2溶液中存在着具有还原性的Fe2＋，同时有大量的NO。当加入稀盐酸时，溶液中相当于存在着具有强氧化性的稀硝酸，于是将Fe2＋氧化成Fe3＋。原Fe2＋溶液为浅绿色，反应后将变为Fe3＋溶液的颜色，即黄色。] 4．治理被酸雨侵蚀过的酸性土壤，可以加入适量的(　　) A．Ca(OH)2 B．KNO3 C．H2SO4 D．NaCl 解析：A　[A.Ca(OH)2是碱，能中和酸，A正确；B.KNO3是盐，不能改良酸性土壤，B错误；C.H2SO4是酸，不能改良酸性土壤，C错误；D.NaCl是盐，不能改良酸性土壤，D错误，答案选A。] 5．下列对硝酸的认识，不正确的是(　　) A．浓硝酸和稀硝酸都具有氧化性 B．铜与硝酸的反应属于置换反应 C．金属与硝酸反应不产生氢气 D．可用铁或铝制品盛装浓硝酸 解析：B　[A.浓硝酸和稀硝酸中氮元素具有最高价，发生化学反应时元素化合价会降低，都具有氧化性，而且与金属反应不生成氢气而是生成氮的氧化物，故A项正确，不符合题意；B.置换反应是一种单质和另一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，而铜与硝酸发生的氧化还原反应生成硝酸铜、氮的氧化物和水，并不是置换反应，故B项错误，符合题意；C.浓、稀硝酸与金属反应生成氮的氧化物，而不会生成还原性气体氢气，故C项正确，不符合题意；D.铁和铝在常温下遇浓硝酸发生钝化现象，阻止反应进一步发生，因此在常温下可用铁或铝制品盛装浓硝酸，故D项正确，不符合题意。] 6．38.4 mg铜跟适量的浓硝酸反应，铜全部作用后，共收集到22.4 mL(标准状况)气体，则反应消耗的硝酸的物质的量可能是(　　) A．1.0×10－3 mol B．1.6×10－3 mol C．2.2×10－3 mol D．2.4×10－3 mol 解析：C　[浓硝酸适量，在反应过程中浓度变小，实际上发生了两个反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O,3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，反应消耗的HNO3包括起酸性作用和起氧化性作用的两部分，前者反应后以Cu(NO3)2形式存在，后者被还原后生成NO2、NO气体，从两个方程式看出：Cu＋2HNO3(酸)～Cu(NO3)2，HNO3(氧化剂)～NO2(或NO)，所以反应消耗的HNO3的物质的量为：×2＋＝2.2×10－3 mol。] 7．向150 mL一定浓度的HNO3中加入44.8 g铜片，一段时间后，铜片完全溶解，硝酸恰好完全反应，共收集到气体22.4 L(已折算成标准状况)，则该HNO3的物质的量浓度是(　　) A．10.0 mol·L－1 B．16.0 mol·L－1 C．12.4 mol·L－1 D．18.7 mol·L－1 解析：B　[铜和硝酸反应，随着浓度的减少，硝酸的还原产物的价态越低，铜和浓硝酸反应生成NO2，而与稀硝酸反应时则生成NO，故生成的气体为NO2和NO，则n(NO2)＋n(NO)＝＝1 mol，即被还原的硝酸的物质的量为1 mol，44.8 g铜的物质的量为：n(Cu)＝＝0.7 mol，则生成n[Cu(NO3)2]＝0.7 mol，则表现酸性的硝酸的物质的量为：0.7 mol×2＝1.4 mol，所以参加反应的硝酸的物质的量为：1 mol＋1.4 mol＝2.4 mol，该硝酸的物质的量浓度为：＝16 mol·L－1。] 二、不定项选择题 8．下列反应既表现硝酸的酸性，又显示硝酸的氧化性的是(　　) A．CuO＋2HNO3===Cu(NO3)2＋H2O B．C＋4HNO3(浓)===CO2↑＋2H2O＋4NO2↑ C．Cu＋4HNO3(浓)Cu(NO3)2＋2H2O＋2NO2↑ D．NH3＋HNO3===NH4NO3 解析：C　[A.因硝酸中氮元素的化合价没有变化，只生成硝酸盐，则只表现酸性，故A错误；B.硝酸与碳反应，硝酸中氮元素的化合价全部由＋5价降低为＋4价，只体现氧化性，而不能体现酸性，故B错误；C.生成硝酸铜，则表现硝酸的酸性，且硝酸中部分氮元素的化合价由＋5价降低为＋4价，则体现硝酸的氧化性，故C正确；D.反应中没有元素化合价变化，不能体现硝酸的氧化性，生成硝酸盐，则只体现酸性，故D错误。] 9．将相同质量的两块铜片分别和浓硝酸、稀硝酸(两者均过量)反应，下列叙述正确的是(　　) A．生成气体物质的量：前者多，后者少 B．反应生成气体的颜色：前者浅，后者深 C．消耗HNO3的物质的量：前者多，后者少 D．反应中转移的电子总数：前者多，后者少 解析：AC　[已知铜分别和浓硝酸、稀硝酸反应的方程式为：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O和3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，相同质量的两块铜，则铜的物质的量相同，所以生成气体的物质的量之比为3∶1，所以A正确；反应后溶液中c(Cu2＋)相等，所以溶液的颜色相同，即B错误；C.消耗硝酸的物质的量之比为3∶2，即前者多，后者少，故C正确；D.反应中转移电子数相等，所以D错误。] 10．某同学利用如图所示装置进行实验，一段时间后，水沿导管缓慢上升，下列说法正确的是(　　) A．实验过程中气球体积不会发生变化 B．广口瓶内液体的pH值增大 C．广口瓶中有化合反应发生 D．试管中可能发生分解反应 解析：CD　[A.反应过程中有气体的生成、吸收、反应会引起装置内压强变化，气球体积会发生变化，故A错误；B.反应中生成二氧化氮气体，二氧化氮气体与广口瓶中的水反应生成硝酸和一氧化氮气体，硝酸为强电解质，完全电离，所以溶液显酸性，pH值减小，故B错误；C.广口瓶内发生反应2NO＋O2===2NO2，为化合反应，故C正确；D.试管中浓硝酸具有不稳定性，能够分解生成二氧化氮、水和氧气，故D正确。] 三、非选择题 11．如图是铜与稀硝酸反应的两个实验装置图，请回答下列问题： (1)铜与稀硝酸反应的化学方程式_________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)学生甲用装置Ⅰ探究铜与稀硝酸反应的气体产物。实验过程在烧瓶中观察到有红棕色气体产生，在试管中收集到无色气体。烧瓶中产生红棕色气体的原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________(用方程式表示)。 (3)学生乙认为，甲用装置Ⅰ实验，无法说明问题。为了证明并观察到铜与稀硝酸反应的产物为NO，甲设计了如图Ⅱ所示的实验装置，选择下列药品，并按下列实验步骤完成该实验。请你根据他的思路，回答下列问题： 药品：稀硝酸　锌粒　石灰石固体 步骤：①检查装置的气密性 ②向试管中加入一定量CaCO3固体 ③向试管中倒入过量的稀HNO3并迅速盖上带铜丝和导管的橡皮塞 ④待反应完全后，将导管插入试管内接近液面 ⑤将铜丝插入到溶液中 ⑥用注射器的针头穿过橡皮塞并向试管内推入氧气(或空气) (ⅰ)步骤②的目的是_________________________________________________； (ⅱ)推入氧气或空气的目的是________________________________________________； (ⅲ)分别将等质量的铜片与等体积均过量的浓硝酸和稀硝酸反应，所得到的溶液前者呈绿色，后者呈蓝色，某同学提出，这可能是Cu2＋的浓度差异引起的，你同意这种看法吗？　________　(填“同意”或“不同意”)，原因是________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)硝酸具有氧化性，能把铜氧化生成硝酸铜，方程式为3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。 (2)NO极易被氧化生成红棕色NO2，方程式为2NO＋O2===2NO2。 (3)①为防止NO被氧气氧化，所以必须排尽装置中的空气，利用碳酸钙和酸反应生成的CO2来排除装置中的氧气。②通过氧气氧化NO来检验生成的NO气体。③由于铜片质量相同，液体体积也相同，所以生成的Cu2＋浓度相同，因此不是铜离子浓度差异引起的。 答案：(1)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O (2)2NO＋O2===2NO2 (3)(ⅰ)排除装置中的氧气　(ⅱ)检验生成的NO气体　(ⅲ)不同意　铜片质量相同，该液体体积相同，生成的Cu2＋浓度相同 12．某研究性学习小组设计如图所示装置，用浓硝酸、铜片、水三种试剂进行实验，探究浓、稀硝酸的强氧化性并观察它们的还原产物。 [实验探究] (1)探究浓硝酸的强氧化性：将铜片置于具支试管的底部，在分液漏斗中加入约5 mL浓硝酸，往具支试管中滴加约2 mL浓硝酸，用排水法收集产生的气体。 ①实验中观察到的能证明浓硝酸具有强氧化性的现象是 ________________________________________________________________________。 ②具支试管中发生反应的化学方程式为_____________________ ________________________________________________________________________。 (2)探究稀硝酸的强氧化性： ①上述反应完成后，欲进一步证明稀硝酸也具有强氧化性，紧接的简便、合理的实验操作是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②能证明稀硝酸与铜反应的还原产物为NO的实验现象是　________　(填字母序号)。 A．c中收集到的无色气体接触空气后变为红棕色 B．b中产生的无色气体接触空气后变为红棕色 [实验反思] (3)某同学提出，实验过程中若操作不慎，易出现倒吸现象。对该实验装置进行改进的方案：可在b与c之间连接________________________________________________。 (4)利用该装置先进行铜与浓硝酸反应，再进行铜与稀硝酸反应的实验顺序的合理性是 ________________________________________________________________________。 [问题讨论] (5)在用等质量的铜片与等体积的浓硝酸、稀硝酸(硝酸均过量)反应时，发现反应后所得溶液前者呈绿色，后者呈蓝色。针对此现象，同学们提出两种意见： ①两溶液颜色不同是Cu2＋浓度的差异引起的； ②前者溶液呈绿色，是因为生成的红棕色NO2又溶于溶液中。 你认为意见　________　(填“①”或“②”)合理。(注：若填①，下题中只答Ⅰ，若选填②，下题中只答Ⅱ) Ⅰ.如果你认为①合理，理由是___________________________________________。 Ⅱ.如果你认为②合理，请设计一个简单的实验进行验证： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(5)因Cu的质量相等，且浓、稀硝酸均过量，Cu完全反应生成的Cu(NO3)2的浓度相等，溶液中的c(Cu2＋)应相等，可见①不合理，②合理。前者溶液呈绿色是由红棕色NO2溶于溶液中引起的，只要将NO2除去或在Cu与稀硝酸反应后的溶液中通入NO2即可证明。 答案：(1)①b中溶液变蓝，有红棕色气体生成 ②Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O (2)①向分液漏斗中加水稀释浓硝酸，打开活塞，向具支试管中滴加稀硝酸　②B (3)防倒吸装置(其他答案合理均可) (4)利用Cu与浓硝酸反应生成的NO2排出具支试管中的空气，有利于观察Cu与稀硝酸反应的还原产物 (5)①　将绿色溶液加水稀释，得到蓝色溶液[或②　向显蓝色的Cu(NO3)2溶液中通入NO2，得绿色溶液] 学科网（北京）股份有限公司 $