第5章 第2节 第4课时 硝酸 酸雨及防治（教用Word）-【优学精讲】2025-2026学年高中化学必修第二册（人教版）

本高中化学讲义聚焦硝酸的性质及酸雨防治，系统梳理硝酸的物理性质、化学性质（酸性、不稳定性、强氧化性）和工业制法，进而衔接酸雨的形成原因、危害及防治措施，构建从物质性质到环境问题的知识支架。 资料通过实验探究（如浓稀硝酸与铜反应对比）、问题驱动（浓硝酸变黄原因分析）和数据记录（酸雨pH变化），培养学生科学探究与实践能力和科学思维。课中辅助教师实验教学，课后题组练习帮助学生巩固知识，查漏补缺，强化环保意识与科学态度。

第4课时　硝酸　酸雨及防治 学习目标 1.结合实验探究，了解硝酸的主要性质，知道硝酸是重要的化工原料，认识硝酸在生产中的应用和对生态环境的影响。 2.了解酸雨的概念，知道酸雨形成的主要原因是二氧化硫和二氧化氮进入大气，知道酸雨会严重危害环境，增强环保意识，培养社会责任感。 知识点一　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.化学性质 （1）酸性 硝酸是强酸，在水中的电离方程式为　HNO3H＋＋N　 ；具有酸的通性，写出HNO3与下列物质反应的离子方程式： ①与NaOH溶液反应：　H＋＋OH－H2O　。 ②与碱性氧化物如Na2O反应：　2H＋＋Na2O2Na＋＋H2O　。 ③与弱酸盐如CaCO3反应：　CaCO3＋2H＋C＋CO2↑＋H2O　 。 （2）不稳定性 ①浓硝酸见光或受热易分解，反应的化学方程式为　4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O　。 ②问题探究 纯净的浓硝酸是无色液体，但长期存放的浓硝酸呈黄色，为什么？如何消除其黄色？如何保存浓硝酸？ 提示：浓硝酸中因溶有分解生成的NO2而显黄色，可在浓硝酸中通入足量的氧气，发生反应4NO2＋O2＋2H2O4HNO3，使NO2转化为硝酸，即可除去黄色。浓硝酸温度越高、光线越强、浓度越大，越容易分解，应保存在棕色试剂瓶中，并放置在阴凉处。 （3）强氧化性表现之一——与金属反应 硝酸具有很强的氧化性，浓度不同，与金属反应的产物也不同。 ①与铜的反应 a.实验探究浓硝酸和稀硝酸与铜的反应 实验装置 两只具支试管中分别加入浓硝酸和稀硝酸 实验现象 浓硝酸：铜丝变细，产生大量红棕色气体，溶液逐渐变绿 　稀硝酸：铜丝变细，开始产生少量无色气体，反应逐渐加快，气体在试管上部变为红棕色，溶液逐渐变蓝　 化学方程式和离子方程式 　Cu＋4HNO3（浓）Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O　 ，　Cu＋4H＋ ＋2NCu2＋＋2NO2↑＋2H2O　 　3Cu＋8HNO3（稀）3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O　，　3Cu＋8H＋＋2N3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O　 实验结论 浓硝酸与金属铜反应生成　NO2　，稀硝酸与金属铜反应生成　NO　，浓硝酸的氧化性更　强　 b.问题探究 一定量的金属铜放入浓硝酸后，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，与溶液中的N会继续与铜反应。 ②遇铁、铝钝化 常温下，铁、铝的表面被浓硝酸或　浓硫酸　氧化，生成一层致密的薄膜，阻止了酸与内层金属的进一步反应。所以常温下可以用铁或铝制容器来盛装　浓硝酸　或　浓硫酸　。当　加热　时，铁、铝会与浓硝酸或浓硫酸发生反应。 ③王水 浓硝酸和浓盐酸以体积比为　1∶3　的混合物叫做王水，能使一些不溶于硝酸的金属，如　金　、　铂　等溶解。 （4）强氧化性表现之二——与非金属反应 ①加热时，木炭与浓硝酸反应的化学方程式为C＋4HNO3（浓）CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。 ②热的浓硝酸可将硫、磷等非金属氧化为最高价含氧酸。 3.硝酸的工业制法 工业制硝酸的原理如图： 写出每步反应的化学方程式，并指出含氮物质发生的是氧化反应还是还原反应。 ①　N2＋3H22NH3，还原反应　； ②　4NH3＋5O24NO＋6H2O，氧化反应　； ③　2NO＋O22NO2，氧化反应　； ④　3NO2＋H2O2HNO3＋NO，氧化反应、还原反应　。 1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。 （1）硝酸可与Na2SO3反应生成SO2。（　×　） （2）稀硝酸可溶解Fe（OH）2生成Fe（NO3）2和水。（　×　） （3）碳、铜与浓硝酸反应时，浓硝酸只表现强氧化性。（　×　） （4）在常温下Fe和Al在浓硫酸和浓硝酸中发生钝化，说明常温下浓硫酸和浓硝酸与Fe和Al不反应。（　×　） （5）王水是浓硝酸和浓盐酸体积比为1∶3的混合物，其氧化性比浓硝酸强。（　√　） 2.下列反应中硝酸既能表现出酸性又表现出氧化性的是（　　） A.使石蕊试液变红 B.与铜反应放出NO气体，生成Cu（NO3）2 C.与Na2CO3反应放出CO2气体，生成NaNO3 D.与S单质混合共热时生成H2SO4和NO2 解析：B　A、C项，HNO3均表现出酸性；B、D项，HNO3中氮元素的化合价均降低，表现出氧化性，并且在B项中又有Cu（NO3）2生成，说明此反应中HNO3还表现出酸性。 3.如图是用浓硝酸、铜片、水等试剂探究浓、稀硝酸的强氧化性并观察还原产物的实验装置。 Ⅰ.浓硝酸的强氧化性实验 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，往具支试管中放入约2 mL浓硝酸。 （1）具支试管中发生反应的化学方程式为Cu＋4HNO3（浓）Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O。 （2）实验中观察到能证明浓硝酸具有强氧化性的现象是试管中溶液变蓝，且有红棕色气体产生。 Ⅱ.稀硝酸的强氧化性实验 （3）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、合理的实验操作是向试管中加水将浓硝酸稀释　。 （4）能证明稀硝酸与铜反应产生NO的实验现象是　C　（填字母）。 A.c中收集到无色气体 B.c中收集到的无色气体接触空气后变为红棕色 C.b中产生的无色气体接触空气后变为红棕色 解析：（1）Cu与浓硝酸反应生成Cu（NO3）2、NO2和水，反应的化学方程式为Cu＋4HNO3（浓）Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O。 （2）浓硝酸作氧化剂，能将Cu氧化成C（蓝色溶液），其还原产物是NO2（红棕色气体）。 （3）将浓硝酸稀释成稀硝酸，再与Cu发生反应，即可进一步证明稀硝酸的强氧化性。 （4）NO为无色气体，遇空气中的O2转化成红棕色的NO2气体。 归纳总结 硝酸的氧化性 （1）硝酸呈氧化性的本质是酸性条件下，N中＋5价氮元素被还原生成低价含氮物质（如NO2、NO、N2O、N等），除极稀硝酸外，即使硝酸与活泼金属反应也不能生成氢气。 （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。 （3）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－、S等均能被硝酸氧化。 知识点二　 酸雨及防治 1.酸雨 （1）酸雨的含义 酸雨是pH　小于　5.6的降水。正常雨水由于溶解了CO2，其pH约为5.6。 （2）酸雨的形成 　二氧化硫　、　氮氧化物　以及它们在大气中发生反应后的生成物溶于雨水形成酸雨。二氧化硫（SO2）的来源：　煤　、　石油　和某些　金属矿物　的燃烧或冶炼；氮氧化物（NOx）的来源：机动车发动机中，N2与O2反应生成NOx （高温条件下氮气和氧气生成氮氧化物）。 2.酸雨的危害与防治 （1）危害 酸雨能直接　损伤　农作物，　破坏　森林和草原，使土壤、湖泊　酸化　，加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的腐蚀。 （2）防治 ①消除污染源，改变能源结构，开发利用清洁能源。②对酸性物质的排放加以控制，对排放的二氧化硫、氮氧化物等物质采取吸收、回收处理等措施。 【教材挖掘】 探究测定酸雨pH的方法 ①实验操作 分别收集甲、乙两地刚下雨和下雨快结束时的雨水备用 用pH试纸粗略测定雨水的pH 用玻璃棒蘸取收集的雨水并涂在pH试纸上，观察试纸颜色的变化，并与标准比色卡对比，记录数据 精确测定收集的雨水放置过程中pH的变化 将收集的雨水倒入烧杯，把pH计的电极端浸入烧杯内，读取pH计所显示的示数，用水清洗玻璃电极，重复3次，求其平均值 ②数据记录 雨样 刚开始下雨时雨样的pH 雨快结束时雨样的pH 时间/小时 0 2 4 6 0 2 4 6 测试点甲 5.22 4.91 4.73 4.72 5.36 5.08 4.92 4.90 测试点乙 4.81 4.62 4.53 4.52 5.06 4.87 4.64 4.62 ③问题探究 a.通过上述数据判断此次降雨甲、乙两地是否为酸雨，哪个地区酸雨更严重。 提示：均为酸雨，乙更严重。因为两地pH均小于5.6，乙地pH更小。 b.随着放置时间变长，雨水pH为什么变小？ 提示：因为SO2＋H2OH2SO3，2H2SO3＋O22H2SO4，故酸雨的酸性随放置时间的增长而增强。 c.为什么开始下雨和雨快结束时雨水的pH不同？ 提示：雨快结束时收集的雨水pH略大于刚开始下雨时收集的雨水pH。因为刚开始下雨时会溶解较多的二氧化硫，二氧化硫与水反应产生的亚硫酸浓度较大，电离出的氢离子浓度也相应较大。 1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。 （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。（　√　） （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。（　×　） （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。（　×　） 2.大气中的二氧化硫和二氧化氮溶于水后会形成酸雨。下列说法错误的是（　　） A.二氧化硫和二氧化氮是形成酸雨的主要物质 B.酸雨的主要成分为H2SO4和HNO3 C.汽车尾气中的NOx是指NO2 D.煤燃烧时加入适量石灰石，可减少废气中SO2的量 解析：C　二氧化硫和二氧化氮是形成酸雨的主要物质，A项正确；酸雨的主要物质为H2SO4和HNO3，B项正确；汽车尾气中的NOx是指NO、NO2，C项错误；煤燃烧时加入适量石灰石，将发生反应CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋SO2CaSO3，减少了废气中SO2的量，D项正确。 3.（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SO2＋H2OH2SO3、2H2SO3＋O22H2SO4（用化学方程式表示）。 ②如果将刚取样的上述雨水与自来水相混合，pH将变　小　，原因是　Cl2＋2H2O＋SO2H2SO4＋2HCl（或H2SO3＋HClOH2SO4＋HCl）（用化学方程式表示）。 （2）下列可以减少酸雨产生的途径是　C　（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 解析：（1）①酸雨随放置时间变长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雨水与自来水混合，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。 归纳总结 酸雨的一般类型 （1）硫酸型酸雨：SO2H2SO3H2SO4。SO2＋H2OH2SO3、2H2SO3＋O22H2SO4。 （2）硝酸型酸雨：NO2HNO3。3NO2＋H2O2HNO3＋NO。 1.酸雨是对pH小于5.6的降水的统称。下列说法错误的是（　　） A.空气中的SO2溶于水，最终形成酸雨 B.工业废水任意排放是造成酸雨的主要原因 C.汽车排放的尾气、硝酸厂和化肥厂的废气都含有能形成酸雨的氮氧化物 D.为了减少酸雨的形成，必须减少SO2的排放量，可对燃料进行脱硫处理 解析：B　二氧化硫与水反应生成亚硫酸，亚硫酸能被氧化为硫酸，从而形成酸雨，A项正确；工业废水任意排放会造成水污染，与酸雨的形成无必然关系，B项错误。 2.（鲁科版习题改编）将铁屑溶于过量盐酸后，再加入下列物质，会有Fe3＋生成的是（　　） ①硫酸　②氯水　③硝酸锌　④氯化铜 A.①② B.②③ C.③④ D.①④ 解析：B　氯水中含有Cl2、HClO，都能氧化Fe2＋生成Fe3＋；加入的硝酸锌电离出N，由于存在H＋，则N会氧化亚铁离子。 3.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 解析：D　浓硝酸具有挥发性，挥发出的HNO3蒸气遇水蒸气产生白雾，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。 4.某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的气体是NO，设计了如图实验，实验过程中同时用石灰水吸收产生的氮氧化物获得应用广泛的Ca（NO2）2，实验装置如图所示。（已知：NO＋NO2＋2OH－2N＋H2O、2NO2＋2OH－N＋N＋H2O） （1）实验之前通入N2的目的是排尽装置中的空气，防止对实验造成干扰。 （2）在（1）操作后将装置A中铜丝插入稀硝酸，溶液显蓝色，有无色气体生成，该反应中表现氧化性的硝酸与参与反应的硝酸物质的量之比为　1∶4　。 （3）装置B中用注射器压入空气之后现象是烧瓶E中气体变为红棕色。 （4）D装置的作用是吸收处理尾气NO2、NO；防止倒吸。 解析：（1）NO容易被氧气氧化为NO2，所以需要在反应前通入氮气赶尽装置中的空气，防止对实验造成干扰。 （2）铜和稀硝酸反应的化学方程式为3Cu＋8HNO33Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O，若有8 mol硝酸参加反应，表现氧化性的硝酸即生成NO的硝酸为2 mol，所以表现氧化性的硝酸与参与反应的硝酸物质的量之比为1∶4。 （3）生成的无色气体NO和空气中的氧气反应生成红棕色的NO2：2NO＋O22NO2。 题组一　硝酸的性质 1.久置的浓硝酸呈黄色的原因是（　　） A.浓硝酸本身有颜色 B.浓硝酸具有挥发性 C.浓硝酸与氧气反应生成有色物质 D.浓硝酸见光分解产生二氧化氮气体溶解在里面 解析：D　硝酸不稳定，见光易分解生成NO2使溶液呈黄色，所以久置的浓硝酸呈黄色的原因是浓硝酸见光分解产生NO2气体溶解在其中，D正确。 2.向浅绿色的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溶液中加入稀盐酸时，N在H＋存在时具有强氧化性，将Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液由浅绿色变为黄色。 3.以下关于铜与浓硝酸、稀硝酸反应的说法错误的是（　　） A.1 mol浓硝酸被还原转移2 mol电子 B.铜与浓硝酸反应比与稀硝酸反应剧烈 C.铜与浓、稀硝酸反应都不需要加热 D.生成等量的硝酸铜，消耗浓硝酸的量多 解析：A　1 mol浓硝酸被还原生成1 mol NO2，转移1 mol电子，A错误；浓硝酸的氧化性强于稀硝酸，Cu与浓硝酸反应比与稀硝酸反应剧烈，B正确；浓硝酸的还原产物是NO2，稀硝酸的还原产物是NO，根据得失电子守恒可判断生成等量的Cu（NO3）2，消耗浓硝酸的量多，D正确。 4.0.3 mol Cu和含1.2 mol HNO3的浓硝酸充分反应后，生成NO2的量为（　　） A.0.2 mol B.0.6 mol C.小于0.6 mol D.大于0.6 mol 解析：C　因铜与浓硝酸发生反应：Cu＋4HNO3（浓）Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O，随着反应的进行，浓硝酸变稀硝酸，稀硝酸与铜发生反应：3Cu＋8HNO3（稀）3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O，所以放出的NO2小于0.6 mol。 5.下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是（　　） 选项 实验操作 实验现象 实验解释 或结论 A 过量的铁粉中加入稀硝酸，充分反应后，滴入KSCN溶液 溶液呈红色 稀硝酸将Fe氧化为Fe3＋ B 常温下，Fe、Al放入浓硝酸或浓硫酸中 无明显现象 Fe、Al与浓硝酸或浓硫酸不反应 C 铝箔插入稀硝酸中 无明显现象 铝箔表面被硝酸氧化，形成致密的薄膜 D 用玻璃棒蘸取浓硝酸点到蓝色石蕊试纸上 试纸先变红色后褪色 浓硝酸具有酸性和强氧化性 解析：D　稀硝酸与铁粉反应，铁首先被氧化成F，过量铁粉又将F还原，最终得到F，滴入KSCN溶液不显红色，A错误；常温下，Fe、Al在浓硝酸或浓硫酸中发生钝化，生成致密的薄膜阻止了反应进一步进行，B错误；铝箔能与稀硝酸反应放出气体，C错误。 6.氮元素形成的化合物种类十分丰富。请根据以下工业制硝酸的原理示意图回答下列问题： （1）NH3是重要的含氮化合物，写出氨合成塔中发生反应的化学方程式N2＋3H22NH3；氧化炉中所发生反应的化学方程式为4NH3＋5O24NO＋6H2O。 （2）将过量的铜置入一定量的浓硝酸中，微热，充分反应后，放出两种气体，写出生成NO的反应化学方程式3Cu＋8HNO3（稀）3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O；若生成NO、NO2的体积比为1∶4，则分别生成NO、NO2的两个反应中消耗硝酸的物质的量之比是　1∶2　。 解析：（1）在氨合成塔中，N2和H2在高温、高压和催化剂条件下反应生成NH3，反应的化学方程式为N2＋3H2ひ2NH3；在氧化炉中，在催化剂加热条件下，NH3被O2氧化为NO和H2O，反应的化学方程式为4NH3＋5O24NO＋6H2O。 （2）将过量的铜置入一定量的浓硝酸中，微热，生成NO2的化学方程式为Cu＋4HNO3（浓）Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O，生成NO的化学方程式为8HNO3（稀）＋3Cu3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O；由化学方程式知，生成1 mol NO消耗4 mol HNO3、生成1 mol NO2消耗2 mol HNO3，若生成NO、NO2的体积比为1∶4，则分别生成NO、NO2的两个反应中消耗HNO3的物质的量之比是4∶（2×4）＝1∶2。 题组二　酸雨及其防治 7.下列说法错误的是（　　） A.在已酸化的土壤中加石灰可以减少酸雨的产生 B.CO2会引起温室效应，但其含量不会对空气质量指标产生影响 C.含SO2的烟气可用雾化的氨水吸收处理 D.汽车尾气中含有的NO2能溶于水，最终形成酸雨 解析：A　在已酸化的土壤中加石灰可以改良酸性土壤，但不能减少酸雨的产生，A错误；CO2是空气的成分之一，虽然会加剧温室效应，但其不是空气污染物，不会对空气质量指标产生影响，B正确；氨水显碱性，可用于吸收SO2，C正确；汽车尾气排放的NO2能形成硝酸型酸雨，D正确。 8.酸雨的形成是一种复杂的大气化学和光化学过程，在清洁空气、污染空气中形成硫酸型酸雨的过程如下： 下列有关说法错误的是（　　） A.光照是酸雨形成的必要条件之一 B.所涉及的变化均为氧化还原反应 C.污染指数越高形成酸雨的速率越快 D.优化能源结构能有效遏制酸雨污染 解析：B　SO2变为激发态SO2，没有元素化合价的变化，不属于氧化还原反应，B错误。 9.（教材改编题）从节约原料和环境保护的观点出发，由铜制取硝酸铜最适宜的方法是（　　） A.Cu与浓硝酸Cu（NO3）2 B.Cu与稀硝酸Cu（NO3）2 C.CuCuOCu（NO3）2 D.Cu与AgNO3Cu（NO3）2 解析：C　A项，生成的NO2会造成大气污染，不正确；B项，生成的NO也会造成大气污染，不正确；C项，生成等量的硝酸铜所用的原料少，比较经济，又不会对环境造成污染，正确；D项，硝酸银成本较高，同时硝酸银会对环境造成一定的污染，主要是重金属污染，不正确。 10.SO2通入足量Fe（NO3）3稀溶液中，溶液由棕黄色变为浅绿色，但立即又变为棕黄色，这时若滴入BaCl2溶液，会产生白色沉淀。针对上述一系列变化过程，下列说法错误的是（　　） A.上述过程，最终被还原的是N B.从上述过程中可以得出氧化性：HNO3＞Fe3＋＞稀硫酸 C.假设通入的SO2完全反应，则同温同压下，SO2和逸出气体的体积比为1∶1 D.上述过程中，会产生一种无色的难溶于水的气体 解析：C　溶液由棕黄色变为浅绿色，但立即又变为棕黄色，即Fe3＋变为Fe2＋，后又被氧化为Fe3＋，所以最终被还原的是N，A正确；溶液由棕黄色变为浅绿色，说明Fe3＋的氧化性强于稀硫酸，但在硝酸存在下立即又变为棕黄色，说明HNO3的氧化性强于Fe3＋，B正确；上述过程相当于发生SO2与N之间的氧化还原反应，由3SO2～2N知，SO2和逸出的NO的体积之比为3∶2，C错误；N氧化Fe2＋时生成无色、难溶于水的NO气体，D正确。 11.某学习小组为研究铜与浓硝酸、稀硝酸反应的差异，设计了如图所示的实验装置。 下列说法错误的是（　　） A.反应开始前通入过量的CO2气体，目的是排出装置内的空气 B.A中反应的离子方程式：Cu＋2N＋4H＋Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O C.当B中0.03 mol铜粉被氧化时，B中产生NO气体的物质的量大于0.02 mol D.C装置中装入一定量的水进行尾气处理 解析：D　反应开始前通入过量的CO2气体，目的是排出装置内的空气，A正确；A中铜与浓硝酸反应的离子方程式为Cu＋2N＋4H＋Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O，B正确；B中发生反应：3NO2＋H2O2HNO3＋NO、3Cu＋8HNO3（稀）3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O，因此当B中有0.03 mol铜粉被氧化时，B中产生NO气体的物质的量大于0.02 mol，C正确；NO不溶于水，故C装置中装入一定量的水不能进行尾气处理，D错误。 12.实验探究是学习化学的重要方法。以下是某研究小组探究硝酸性质的实验： 实验一　探究铜与浓硝酸的反应 图甲、乙均为铜与浓硝酸反应的装置。 （1）铜与浓硝酸反应的化学方程式为Cu＋4HNO3（浓）Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O。 （2）和甲装置相比，乙装置的优点是可控制反应的进行、对尾气进行处理。 实验二　探究铜与稀硝酸的反应 研究小组通过乙装置进行实验二，无法确定气体产物的组成，为进一步验证气体产物，设计了丙装置。 （3）丙装置中仪器a的名称为　球形干燥管　。 （4）如图所示装置中，可作为NO气体的收集装置的是　CE　（填装置序号）。 （5）实验步骤： ①连接好仪器装置后，首先进行的操作是检查装置的气密性。 ②将绕成螺旋状的铜丝一端插入U型管左侧胶塞内，先打开活塞A，然后从漏斗中逐渐注入稀硝酸，当U型管注满后，立即关闭活塞A，U型管中左管可观察到的现象为：铜丝的表面有气泡生成，左边液面下降，右边液面上升。 ③待反应停止后打开活塞A，U型管左管液面上升，仪器a中可观察到a中出现红棕色气体。 （6）实验评价：通过实验现象，能否得出“铜与稀硝酸反应生成的气体只有NO”的结论？说明理由： 不能，由于NO2与水反应生成NO，不能确定气体中除了NO是否还有其他气体，如N2等，若是产生NH3，也会溶于溶液中。 （7）在0.2 mol·L－1 HNO3和0.1 mol·L－1 H2SO4的100 mL混合液中加入3.2 g铜粉，待充分反应后（若HNO3还原产物只有NO），所得溶液中Cu2＋的物质的量浓度为　0.15　 mol·L－1（假设溶液体积不变）。 解析：（1）铜与浓硝酸反应生成NO2，化学方程式为Cu＋4HNO3（浓）Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O。（2）和甲装置相比，乙装置的优点是可通过上下移动的铜丝控制反应的进行，用NaOH溶液对尾气进行处理。（3）根据图示，丙装置中仪器a的名称为球形干燥管。 （4）NO易与O2反应，不能用排空气法收集，用洗气瓶排水法收集则导管要短进长出。题图所示装置中，可作为NO气体收集装置的是CE。 （5）①连接好仪器装置后，首先进行的操作是检查装置的气密性；②关闭活塞A，Cu与稀硝酸反应产生的NO不能排出，U型管中左管可观察到的现象为：铜丝的表面有气泡生成，左边液面下降，右边液面上升；③待反应停止后打开活塞A，NO气体从导管排出，U型管左管气压下降、液面上升，NO进入仪器a中，与O2反应生成红棕色的NO2，可观察到a中出现红棕色气体。 （6）由于NO2与水反应生成NO，不能确定气体中除了NO是否还有其他气体，如N2等，若是产生NH3，也会溶于溶液中，故通过实验现象，不能得出“铜与稀硝酸反应生成的气体只有NO”的结论。 （7）该操作下发生反应：3Cu＋8H＋＋2N2NO↑＋3Cu2＋＋4H2O；3.2 g铜粉的物质的量为＝0.05 mol，N的物质的量为0.2 mol·L－1×0.1 L＝0.02 mol，H＋的物质的量为0.2 mol·L－1×0.1 L＋0.1 mol·L－1×2×0.1 L＝0.04 mol，根据方程式中化学计量数的关系，H＋物质的量最少，用其计算，则所得Cu2＋的物质的量为0.015 mol，物质的量浓度为＝0.15 mol·L－1。 13.氮及其化合物与生产生活及环境息息相关。请回答下列问题： （1）下列环境问题与氮的氧化物排放有关的是　AB　（填字母）。 A.酸雨 B.光化学烟雾 C.臭氧层空洞 D.白色污染 E.温室效应 （2）汽车尾气中存在NO和CO，通过在排气管处加装催化剂，可以使其转化为对环境友好的物质，发生反应的化学方程式为　2NO＋2CON2＋2CO2　。 （3）某化学学习小组采用如图所示装置，对浓硝酸与木炭的反应进行探究。 ①检查装置气密性后，将燃烧匙中的木炭在酒精灯上加热至红热状态，伸入三颈烧瓶中，并塞紧瓶塞，滴加浓硝酸，可观察到三颈烧瓶中气体的颜色变为红棕色，木炭与浓硝酸反应的化学方程式是C＋4HNO3（浓）4NO2↑＋CO2↑＋2H2O　。 ②装置C中盛有足量Ba（OH）2溶液，炽热的木炭与浓硝酸反应后可观察到C中出现白色沉淀，该白色沉淀为　BaCO3　（填化学式）。 ③装置B的作用是　作安全瓶，防倒吸　。 ④装置D中收集到了无色气体，部分同学认为是NO，还有部分同学认为是O2。如果D中集气瓶中收集的无色气体是氧气，则氧气的来源是4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O　（用化学方程式表示）。 解析：（3）木炭与浓硝酸在加热的条件下反应生成CO2和红棕色的NO2；装置B可作安全瓶，防止液体倒吸；装置D是集气装置。 ②木炭与浓硝酸发生反应的产物有CO2，会和氢氧化钡反应生成碳酸钡，即白色沉淀为BaCO3。 ④硝酸受热易分解，所以氧气可能来自HNO3分解，化学方程式为4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O。 12 / 12 学科网（北京）股份有限公司 $