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

本讲义聚焦硝酸的性质及酸雨防治核心知识点，系统梳理硝酸的物理性质、酸性、不稳定性和强氧化性，结合工业制法原理，延伸至氮氧化物引发的酸雨形成机制、危害及防治措施，构建“物质性质-工业应用-环境影响”的学习支架。 通过实验探究（如浓稀硝酸与铜反应）、问题驱动（浓硝酸变黄原因分析）和数据实证（酸雨pH测定），培养科学思维与探究能力，强化环保意识与社会责任感。课中辅助实验教学提升互动性，课后习题及归纳总结助力学生巩固知识、查漏补缺。

第4课时　硝酸　酸雨及防治 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　　　　色、易　　　　、有　　　　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　　　　　 　　　 ；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：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②与碱性氧化物如Na2O反应：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ③与弱酸盐如CaCO3反应：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （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　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 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？ （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 化学方程式和 离子方程式 　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　 　， 　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　， 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 实验结论 浓硝酸与金属铜反应生成　　　　，稀硝酸与金属铜反应生成　　　　，浓硝酸的氧化性更　　　　 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？ ②遇铁、铝钝化 常温下，铁、铝的表面被　　 　　或　　　　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　　 　　或　　 　　。当　　　 　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　　　　的混合物叫做王水，能使一些不溶于硝酸的金属，如　　　　、　　　　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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　； ②　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　； ③　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　； ④　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 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 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　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）实验中观察到能证明浓硝酸具有强氧化性的现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （4）能证明稀硝酸与铜反应产生NO的实验现象是　　　　（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 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　　　　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 　　　　、　　　　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：　　　　、　　　　和某些　　　　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　　　　　农作物，　　　　　森林和草原，使土壤、湖泊　　　　　，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。 b.随着放置时间变长，雨水pH为什么变小？ c.为什么开始下雨和雨快结束时雨水的pH不同？ 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 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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（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　　　　，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （用化学方程式表示）。 （2）下列可以减少酸雨产生的途径是　　　（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 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 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 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 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　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （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　　　　。 （3）装置B中用注射器压入空气之后现象是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （4）D装置的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 提示：完成课后作业　第五章　第二节　第4课时 6 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $ 第4课时　硝酸　酸雨及防治 知识点一 1.无　挥发　刺激性 2.（1）HNO3H＋＋N ①H＋＋OH－H2O ②2H＋＋Na2O2Na＋＋H2O ③CaCO3＋2H＋C＋CO2↑＋H2O （2）①4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O ②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）①a.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　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　NO2　NO　强 b.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浓硝酸　浓硫酸　浓硝酸　浓硫酸　加热 ③1∶3　金　铂 3.①N2＋3H22NH3，还原反应 ②4NH3＋5O24NO＋6H2O，氧化反应 ③2NO＋O22NO2，氧化反应 ④3NO2＋H2O2HNO3＋NO，氧化反应、还原反应 知识点二 1.（1）小于　（2）二氧化硫　氮氧化物　煤　石油　金属矿物 2.（1）损伤　破坏　酸化 【教材挖掘】 a.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.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.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。 第4课时　硝酸　酸雨及防治 知识点一 【对点训练】 1.（1）×　（2）×　（3）×　（4）×　（5）√ 2.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.（1）Cu＋4HNO3（浓）Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O （2）试管中溶液变蓝，且有红棕色气体产生 （3）向试管中加水将浓硝酸稀释 （4）C 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。 知识点二 【对点训练】 1.（1）√　（2）×　（3）× 2.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）①SO2＋H2OH2SO3、2H2SO3＋O22H2SO4 ②小　Cl2＋2H2O＋SO2H2SO4＋2HCl（或H2SO3＋HClOH2SO4＋HCl） （2）C 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。 【随堂演练】 1.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.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.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.（1）排尽装置中的空气，防止对实验造成干扰　（2）1∶4　（3）烧瓶E中气体变为红棕色　（4）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。 学科网（北京）股份有限公司 $