第五章 第二节 第4课时 硝酸 酸雨及防治-【金版新学案】2025-2026学年高中化学必修第二册同步课堂高效讲义教师用书word（人教版，双选）

第4课时　硝酸　酸雨及防治 [学习目标]　1.掌握硝酸的性质及应用。　2.知道酸雨的成因及防治措施。　3.掌握硝酸与金属、非金属反应的特点。 任务一　硝酸 1.物理性质：硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体。 2.酸性——属于强酸，具有酸的通性 [交流研讨1]　写出下列反应的离子方程式。 ①硝酸和氢氧化钠反应：　　　　　　　　　　　　　。 ②硝酸和氧化钠反应：　　　　　　　　　　　　　。 ③硝酸和碳酸钙反应：　　　　　　　　　　　　　。 提示：①H＋＋OH－H2O ②2H＋＋Na2O2Na＋＋H2O ③2H＋＋CaCO3Ca2＋＋CO2↑＋H2O 3.不稳定性——见光或受热易分解 化学方程式为4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O。 [交流研讨2]　实验室一般将浓硝酸保存在棕色试剂瓶中，并放置在阴凉处。如果将浓硝酸取出，发现浓硝酸呈黄色。这是为什么呢？ 提示：浓硝酸见光、受热易分解，所以保存在棕色试剂瓶中，并放置在阴凉处。浓硝酸分解会生成二氧化氮，溶于浓硝酸呈黄色。 4.强氧化性 [实验探究]浓HNO3和稀HNO3与铜的反应 实验装置 两支具支试管中分别加入浓硝酸和稀硝酸 实验现象 浓硝酸反应较剧烈，产生大量红棕色气体，溶液逐渐变绿 稀硝酸反应较慢，开始产生少量无色气体，气体在试管上部变为红棕色，反应逐渐加快，溶液逐渐变蓝 实验结论 浓HNO3与金属铜反应生成NO2，稀HNO3与金属铜反应生成NO，浓HNO3的氧化性更强 浓HNO3与铜反应的化学方程式为Cu＋4HNO3(浓)Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O； 稀HNO3与铜反应的化学方程式为3Cu＋8HNO3(稀)3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。 [交流研讨3]　(1)浓硝酸、稀硝酸与Cu的反应生成 学生用书⬇第23页 物分别为NO2、NO，反应中，稀硝酸中氮元素的化合价降低较多，说明稀硝酸氧化性比浓硝酸强，对吗？ 提示：不对。浓硝酸氧化性比稀硝酸强，与Cu反应时浓HNO3反应更剧烈。 (2)一定量的金属铜放入浓硝酸中，充分反应后金属铜有剩余，推测产生的气体成分可能有哪些。再向其中加入少量的稀硫酸，金属铜还会继续溶解吗？ 提示：产生的气体可能是NO2和NO的混合气体。向有金属铜剩余的溶液中加入少量稀硫酸，稀硫酸提供氢离子，溶液中的N会继续与铜反应。 (3)铁在常温下可以和稀硝酸反应，预测铁与稀硝酸反应的产物，试写出化学方程式。 提示：Fe(少量)＋4HNO3(稀)Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O；3Fe(过量)＋8HNO3(稀)3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。 硝酸的强氧化性 1.规律 (1)硝酸的浓度越大，反应温度越高，其氧化性越强。 (2)硝酸作氧化剂的反应中，还原剂一般被氧化为最高价态。 2.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、N等。 ③不活泼金属与硝酸反应的模板为： ④钝化：常温下，浓硝酸能使Fe、Al钝化。加热时可以与Fe、Al发生反应。 (2)浓硝酸与非金属的反应 ①浓HNO3与碳的反应：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。 ②反应规律：非金属单质＋浓硝酸最高价氧化物或最高价含氧酸＋NO2↑＋H2O。 (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－、S等均能被HNO3氧化。 (4)王水 ①组成：浓硝酸和浓盐酸的混合物，体积比为1∶3。 ②特性：能使一些不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。 5.硝酸的工业制法 硝酸是重要的化工原料，用于制化肥、农药、染料等，工业制硝酸的原理如图： 写出上述转化的化学方程式。 ①N2＋3H22NH3。 ②4NH3＋5O24NO＋6H2O。 ③2NO＋O22NO2。 ④3NO2＋H2O2HNO3＋NO。 1.下列事实与硝酸性质的对应关系错误的是(　　) A.打开浓硝酸的试剂瓶，瓶口有白雾——挥发性 B.用棕色试剂瓶保存浓硝酸——不稳定性 C.稀硝酸使紫色石蕊溶液变红——酸性 D.稀硝酸使黑色氧化铜固体溶解——强氧化性 答案：D 解析：浓硝酸具有挥发性，挥发出HNO3(g)，溶于水蒸气中产生白雾，A正确；HNO3见光或受热易分解，故实验室常用棕色试剂瓶保存浓硝酸，并置于阴凉处，B正确；稀硝酸中含有H＋，使紫色石蕊溶液变红，体现其酸性，C正确；稀硝酸与CuO反应生成Cu(NO3)2和H2O，体现了稀硝酸的酸性，D错误。 2.(2025·安徽濉溪高一期中)某无色溶液中，下列离子能大量共存的是(　　) A.Fe3＋、Na＋、S、Cl－ B.Na＋、Ca2＋、C、Cl－ C.K＋、Na＋、C、N D.H＋、K＋、I－、N 答案：C 解析：在水溶液中，Fe3＋使溶液呈黄色，A不符合题意；在水溶液中，Ca2＋、C会反应生成CaCO3沉淀，不能大量共存，B不符合题意；在水溶液中，K＋、Na＋、C、N之间都不发生反应，能大量共存，C符合题意；硝酸根离子在酸性条件下具有较强氧化性，能氧化碘离子，即H＋、I－、N会发生氧化还原反应，三者不能大量共存，D不符合题意。 学生用书⬇第24页 3.硝酸与铜反应实验装置如图所示，下列有关叙述不正确的是(　　) A.浓硝酸呈黄色是因溶有其分解产生的NO2 B.用稀硝酸实验时试管上方气体略有红棕色 C.用浓硝酸实验时溶液呈绿色是因溶有NO D.反应中浓硝酸较稀硝酸反应更剧烈、氧化性更强 答案：C 解析：浓硝酸不稳定，容易分解，分解产生的NO2溶解在浓硝酸中使浓硝酸呈黄色，故A正确；稀硝酸与铜反应生成NO，但试管内有空气，生成的NO与空气中的氧气反应生成NO2，使得试管上方气体略有红棕色，故B正确；浓硝酸与铜剧烈反应生成硝酸铜，且溶有NO2，使溶液呈绿色，故C错误；硝酸的浓度越大，氧化性越强，与铜反应越剧烈，故D正确。 任务二　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、氮氧化物及它们在大气中发生反应后的生成物溶于雨水而形成酸雨。 (2)酸雨的形成过程 Ⅰ.写出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＋H2OH2SO4。 ④H2SO3→H2SO4：2H2SO3＋O22H2SO4。 Ⅱ.写出硝酸型酸雨形成过程中转化的化学方程式。 ①NO→NO2：2NO＋O22NO2。 ②NO2→HNO3：3NO2＋H2O2HNO3＋NO。 3.酸雨的危害及防治 SO2、NOx的消除方法 1.SO2的消除方法 (1)钙基固硫法：将生石灰和含硫的煤混合燃烧，SO2转化为CaSO4。 反应原理：CaO＋SO2CaSO3、2CaSO3＋O22CaSO4。 总反应：2CaO＋2SO2＋O22CaSO4。 (2)氨水脱硫法：将SO2通过氨水并被氧化生成氮肥(NH4)2SO4。 反应原理：2NH3·H2O＋SO2(NH4)2SO3＋H2O、2(NH4)2SO3＋O22(NH4)2SO4。 (3)碱液吸收法：SO2＋2NaOHNa2SO3＋H2O。 2.NOx的消除方法 (1)碱液吸收法 2NO2＋2NaOHNaNO3＋NaNO2＋H2O、NO2＋NO＋2NaOH2NaNO2＋H2O。 NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)≥n(NO)。 (2)催化转化法 学生用书⬇第25页 1.正误判断 (1)汽车排放的尾气、硝酸厂和化肥厂的废气都含有氮氧化物。(　　) 提示：√ (2)安装煤炭燃烧过程的固硫装置主要是为了提高煤的利用率。(　　) 提示：×；固硫装置是为了除去燃烧过程产生的硫的氧化物。 (3)大量燃烧化石燃料排放的废气中含大量的CO2，从而使雨水的pH＜5.6。(　　) 提示：×；化石燃料燃烧排放的废气中含有SO2，SO2使雨水的pH＜5.6。 2.(1)现有雨水样品1份，每隔一段时间测定该雨水样品的pH，所得数据如下： 测试时间/h 0 1 2 3 4 雨水的pH 4.73 4.63 4.56 4.55 4.55 分析数据，回答下列问题： ①雨水样品的pH变化的原因是　　　　　　　　　　　　 (用化学方程式表示)。 ②如果将刚取样的上述雨水和自来水相混合，pH将变　　　　(填“大”或“小”)，原因是　　　　　　　　　　　　　 (用化学方程式表示)。 (2)下列可以减少酸雨产生途径的是　　　　(填字母)。 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 答案：(1)①SO2＋H2OH2SO3、2H2SO3＋O22H2SO4　②小　Cl2＋2H2O＋SO2H2SO4＋2HCl(或H2SO3＋HClOH2SO4＋HCl)　(2)C 解析：(1)①雨水样品放置时pH变小，其原因是雨水中的H2SO3被空气中的氧气氧化所致：SO2＋H2OH2SO3、2H2SO3＋O22H2SO4。②雨水和自来水混合，应考虑SO2与Cl2或H2SO3与HClO的反应：SO2＋2H2O＋Cl2H2SO4＋2HCl或H2SO3＋HClOH2SO4＋HCl。因此雨水与自来水混合后溶液pH将变小。(2)减少酸雨的产生需减少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)，都是有力措施，因此①③⑤正确。 1.古籍富载化学知识。下列物质没有强氧化性的是(　　) A.王水：浓硝酸和浓盐酸 B.鼻冲水：氨水 C.硇水：硝酸 D.坏水：浓硫酸 答案：B 解析：王水：浓硝酸和浓盐酸，硝酸有强氧化性，A不符合题意；氨水没有强氧化性，B符合题意；硝酸有强氧化性，C不符合题意；浓硫酸有强氧化性，D不符合题意。 2.(2024·兴安县期中)下列关于酸雨的说法错误的是(　　) A.硫酸型酸雨主要由二氧化硫气体造成 B.pH＜5.6的雨水为酸雨 C.防治酸雨最主要的措施是禁止使用化石燃料，开发新能源 D.可以向燃煤中添加石灰进行脱硫 答案：C 解析：硫酸型酸雨主要由二氧化硫气体造成，二氧化硫和水生成亚硫酸，亚硫酸在空气中被氧化为硫酸，A正确；正常的雨水显酸性，pH＜5.6的雨水为酸雨，B正确；防治酸雨最主要的措施是合理使用化石燃料，开发新能源，C错误；可以向燃煤中添加石灰进行脱硫，减少硫氧化物的排放，可以减少酸雨，D正确。 3.(2024·威海高一期末)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 答案：A 解析：硝酸与Na2SO3发生氧化还原反应，Na2SO3被氧化生成Na2SO4，不会生成SO2，A正确；硝酸具有强氧化性，能氧化大部分金属，Au、Pt等除外，B错误；常温下，Fe、Al均能与稀硝酸反应，不能用铝或铁制容器盛装稀硝酸，C错误；浓硝酸见光或受热易分解，生成的NO2溶于其中而使浓硝酸呈黄色，D错误。 4.将19.5 g锌粉与一定量的浓硝酸反应生成硝酸盐、水及气体，当锌粉完全反应时收集到11.2 L NO、NO2混合气体(标准状况下)，则所消耗硝酸的物质的量是(　　) A.1.2 mol B.1.1 mol C.0.9 mol D.0.8 mol 答案：B 解析：锌和浓硝酸反应生成NO2，而与稀硝酸反应时则生成NO，标准状况下，n(NO2)＋n(NO)＝＝0.5 mol，即被还原的硝酸的物质的量为0.5 mol，n(Zn)＝＝0.3 mol，则生成的n[Zn(NO3)2]＝0.3 mol，可知表现酸性的硝酸的物质的量为0.3 mol×2＝0.6 mol，则参加反应的硝酸的物质的量为0.5 mol＋0.6 mol＝1.1 mol。 5.某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的是NO气体，设计了如下实验。实验装置如图所示(已知NO、NO2能与NaOH溶液反应)： (1)设计装置A的目的是　　　　　　　　　　　　　； 为达此目的应进行的操作是　　　　　　　　　　　　　。 (2)在(1)中的操作后将装置B中铜丝插入稀硝酸，并微热之，观察到装置B中的现象是 　　　　　　　　　　　　　； B中反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　。 (3)将注射器F中的空气推入E中，E中的气体变为红棕色，该实验的目的是 　　　　　　　。 (4)D装置的作用是　　　　　　　； D装置中干燥管的作用是　　　　　　　。 答案：(1)利用生成的CO2将整套装置内的空气排尽，以排除对气体产物观察的干扰　使分液漏斗的凹槽对准小孔，打开分液漏斗旋塞，打开K，当装置C中产生白色沉淀时，关闭K (2)铜丝上产生气泡，溶液变为蓝色　3Cu＋8H＋＋2N3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O (3)验证E中的无色气体为NO (4)吸收NO、NO2等尾气，防止污染空气　防止倒吸 解析：(1)因烧瓶中有空气，则生成的NO能与氧气反应生成二氧化氮，利用A装置反应生成的CO2将整套装置内的空气排尽，以排除对气体产物观察的干扰；为达到此目的，应进行的操作是使分液漏斗的凹槽对准小孔，打开分液漏斗旋塞，打开K，当装置C中产生白色沉淀时，关闭K；(2)因铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水，其离子反应为3Cu＋8H＋＋2N3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，因此实验现象是铜丝上产生气泡，溶液变为蓝色；(3)将F中的空气推入E中，发生反应：2NO＋O22NO2，E中无色气体变为红棕色，证明NO存在，则装置E和F的作用是验证NO的生成；(4)NO、NO2都有毒，污染环境，氮的氧化物能被NaOH溶液吸收，则装置D的作用为吸收多余的氮氧化物，防止污染空气；D装置中干燥管的作用是防止倒吸。 学科网（北京）股份有限公司 $