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人教版 (2019)必修 第二册第二节 氮及其化合物第3课时学案设计
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这是一份人教版 (2019)必修 第二册第二节 氮及其化合物第3课时学案设计，共14页。
阅读教材，回答下列问题：
1．物理性质
硝酸是eq \a\vs4\al(无)色、eq \a\vs4\al(易)挥发、有 气味的液体。
2．化学性质
(1)不稳定性
在实验室里浓硝酸保存在棕色细口瓶中的原因：4HNO3(浓)eq \(=====,\s\up7(△),\s\d5(或光照))4NO2↑＋O2↑＋2H2O(用化学方程式表示)。
(2)强氧化性
硝酸中氮元素的化合价为＋5价，处于最高价态，据此可以判断硝酸具有 性。能与大多数金属反应，写出下列反应的化学方程式：
①浓硝酸与铜反应，被还原为NO2：
4HNO3(浓)＋Cu===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。
②稀硝酸与铜反应，被还原为NO：
8HNO3(稀)＋3Cu===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。
[落实新知能]
1．硝酸的强氧化性体现
HNO3中的＋5价氮元素具有很强的得电子能力。硝酸的浓度越大，反应温度越高，其氧化性越强。一般规律为稀硝酸被还原产物为NO，浓硝酸被还原产物为NO2。
(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4HNO3(稀)＋3Ag===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。
③常温下，浓硝酸能使铁(铝)发生钝化，这是因为浓硝酸将铁、铝容器表面氧化，形成致密的氧化物薄膜。若在加热条件下，可破坏氧化膜，从而使反应继续进行。
④硝酸与金属反应时，一般既表现强氧化性，又表现酸性。
(2)硝酸与非金属的反应
①反应规律：浓硝酸＋非金属单质―→最高价氧化物或其含氧酸＋NO2↑＋H2O。
②实例：4HNO3(浓)＋Ceq \(=====,\s\up7(△))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、I－、S2－、SOeq \\al(2－,3)等均能被HNO3氧化。
[注意] 在中性或碱性的稀溶液中NOeq \\al(－,3)不表现氧化性，但当水溶液中有大量H＋存在时，NOeq \\al(－,3)表现出强氧化性，所以在判断离子共存时，当溶液中含有NOeq \\al(－,3)时，要尤为注意溶液的酸碱性和是否存在其他还原性离子。
2．王水的成分和性质
王水是浓硝酸和浓盐酸按体积比为1∶3的混合物，能使一些不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。
3．工业制硝酸的反应原理
(1)制备流程
(2)反应原理
N2＋3H2eq \(=====,\s\up7(高温、高压),\s\d5(催化剂))2NH3
4NH3＋5O2eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))4NO＋6H2O
2NO＋O2===2NO2
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
[演练新学考]
1．硝酸被称为“国防工业之母”，是因为它是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸的性质不相对应的是( )
A．浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红后褪色——酸性和强氧化性
B．不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性
C．要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性
D．能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液的红色褪去——强氧化性
2．在下列反应中，硝酸既表现出氧化性，又表现出酸性的是( )
A．2HNO3＋H2S===S↓＋2NO2↑＋2H2O
B．2HNO3＋CuO===Cu(NO3)2＋H2O
C．4HNO3eq \(=====,\s\up7(△))4NO2↑＋O2↑＋2H2O
D．8HNO3(稀)＋3Cu===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
3．下列关于硝酸的叙述正确的是( )
A．常温下，浓硝酸可以使金属镁钝化
B．稀硝酸与活泼金属反应主要放出氢气
C．浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂
D．室温下，铜能与浓硝酸反应，不能与稀硝酸反应
新知探究(二) 酸雨及防治[学考层级]
[自学新教材]
阅读教材，回答下列问题：
1．酸雨形成
酸雨的形成过程十分复杂，简要概括如下：
(1)写出酸雨中生成H2SO4的化学方程式：
SO2＋H2O===H2SO3; 2H2SO3＋O2===2H2SO4。
(2)写出酸雨中生成HNO3的化学方程式：
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
2．酸雨危害
①直接损伤农作物，破坏森林和草原，使土壤、湖泊 。
②加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电缆的 。
3．酸雨防治
①调整能源结构，发展清洁能源。
②研究煤的脱硫技术，改进燃烧技术，减少二氧化硫和氮氧化物的排放。
③加强工厂废气的回收处理。
④改进汽车尾气的处理技术，控制尾气排放。
[落实新知能]
1．酸雨是指pH小于5.6的雨水，主要是氮氧化物溶于水最终形成硝酸或硫酸造成的，二氧化碳饱和溶液的pH约等于5.6，所以二氧化碳溶于水不会形成酸雨。
2．硫酸型酸雨放久后pH变小的原因是2H2SO3＋O2===2H2SO4，弱酸变强酸所致。
3．其他常见环境问题
[演练新学考]
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)SO2和NO2都是大气污染物，能直接危害人体健康( )
(2)SO2主要来自煤、石油和某些含硫金属矿物的燃烧和冶炼( )
(3)NO2主要来自汽车尾气( )
(4)pH<5.6的降水称为酸雨( )
(5)酸雨主要由大气中的SO2和NO2溶于水而形成( )
(6)酸雨能直接破坏农作物、使土壤酸化、腐蚀工业设备等( )
2．酸雨形成的最主要原因是( )
A．森林遭乱砍滥伐，破坏了生态平衡
B．工业上大量燃烧含硫燃料
C．大气中二氧化碳的含量增多
D．汽车排出大量尾气
3．下列有关环境污染的说法不正确的是( )
A．燃煤时加入适量石灰石，可减少废气中SO2的量
B．pH在5.6～7之间的降水通常称为酸雨
C．光化学烟雾的形成主要与NOx和碳氢化合物有关
D．含磷洗涤剂会导致水体污染
新知探究(三) 有关金属与硝酸反应的计算[选考层级]
[难度增一点]
[典例1] 铜与一定量浓硝酸恰好完全反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，将这些气体与0.84 L O2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸，若向所得硝酸铜溶液中加入5 ml·L－1NaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，消耗NaOH溶液的体积是( )
A．60 mL B．45 mL
C．30 mL D．15 mL
[典例2] 在某100 mL混合酸中，HNO3物质的量浓度为0.4 ml·L－1，H2SO4物质的量浓度为0.2 ml·L－1。向其中加入1.92 g铜粉微热，待充分反应后，溶液中Cu2＋物质的量浓度约为( )
A．0.15 ml·L－1 B．0.3 ml·L－1
C．0.225 ml·L－1 D．无法计算
[知能深一点]
1．思维建模
2．计算方法
[选考难一点]
1．相同质量的四份铜片，分别置于足量的下列酸中，在一定条件下反应，所得到的气体的物质的量最多的是( )
A．浓硫酸 B．稀硫酸
C．浓硝酸 D．稀硝酸
2．将Mg、Cu组成的m g混合物投入适量稀HNO3中恰好完全反应，固体完全溶解时收集到的还原产物NO气体为0.896 L(标准状况)，向反应后溶液中加入2 ml·L－1NaOH溶液60 mL时，金属离子恰好沉淀完全，则形成沉淀的质量为( )
A．(m＋2.28)g B．(m＋2.04)g
C．(m＋3.32)g D．(m＋4.34)g
3.向200 mL 2 ml·L－1 HNO3溶液中，逐渐加入铁粉至过量(假设生成的气体只有一种)，在此过程中，n(Fe2＋)随n(Fe)变化如图所示。下列有关说法正确的是( )
A．该过程中产生标准状况下的氢气4.48 L
B．向c点处的反应液中加入稀盐酸后无明显现象
C．图中a＝1.5、b＝1.5
D．当加入铁粉n ml时(0.14．为了测定某铜银合金的组成，将30.0 g合金溶于80.0 mL13.5 ml·L－1的浓HNO3中。待合金完全溶解后，收集到NO和NO2的混合气体6.72 L(标准状况下)并测得H＋浓度为1 ml·L－1。假设反应后溶液的体积为80.0 mL，试计算：
(1)被还原的硝酸的物质的量________。
(2)合金中银的质量分数________。
(3)确定6.72 L气体中各成分的物质的量________。
5．将128 g铜置于一定量的浓硝酸中并微热。当铜片完全消失时，共收集到NO2和NO的混合气体44.8 L(标准状况)。
(1)写出上述过程中有关反应的离子方程式：_________________________________
________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________。
(2)完成该反应至少需要量取10 ml·L－1的浓硝酸________mL。
(3)混合气体中NO2的体积为____________L，NO的体积为__________L(均为标准状况下)。
(4)将收集上述气体的容器倒扣在盛有水的水槽中，并向其中缓慢通入O2使其充分反应，若要使溶液恰好充满容器，则理论上需要参加反应的O2的物质的量为____ml。
eq \a\vs4\al([课时跟踪训练])
A级—学业水平考试达标练
1．下列说法正确的是( )
A．硝酸电离出的H＋，能被Zn、Fe等金属还原成H2
B．浓HNO3与浓HCl按3∶1的体积比所得的混合物叫王水
C．浓HNO3应保存在棕色试剂瓶中
D．Fe2＋、NOeq \\al(－,3)、SOeq \\al(2－,4)、H＋在溶液中能大量共存
2．下列关于硝酸的认识，正确的是( )
A．浓硝酸和稀硝酸都具有氧化性
B．浓硝酸与金属反应不产生氢气，而稀硝酸与金属反应可产生氢气
C．因常温下铝和铁不与浓硝酸反应，所以浓硝酸可盛放在铝制或铁制容器中
D．硝酸与金属反应时，只表现出氧化性
3．下列反应中，HNO3既表现出酸性又表现出氧化性的是( )
A．使紫色石蕊溶液变红
B．与铜反应
C．与Na2CO3溶液反应
D．与S单质混合共热时生成H2SO4和NO2
4．如图表示Cu与HNO3反应的量的关系，A、B、C、D四点中表示铜与稀硝酸反应中被还原的HNO3与Cu的量的关系的点是( )
5．工业上用洗净的废铜屑作原料来制备硝酸铜。为了节约原料和防止污染环境，宜采取的方法是( )
A．Cueq \(――→,\s\up7(AgNO3溶液))Cu(NO3)2
B．Cueq \(――→,\s\up7(空气),\s\d5(△))CuOeq \(――→,\s\up7(HNO3稀))Cu(NO3)2
C．Cueq \(――→,\s\up7(HNO3稀))Cu(NO3)2
D．Cueq \(――→,\s\up7(HNO3浓))Cu(NO3)2
6.为证明稀硝酸与铜反应产物中气体为NO，设计如图实验(实验过程中活塞2为打开状态)，下列说法中不正确的是( )
A．关闭活塞1，加入稀硝酸至液面a处
B．在装置左侧稍加热可以加快稀硝酸与铜的反应速率
C．通过关闭或开启活塞1可以控制反应的进行
D．反应开始后，胶塞下方有无色气体生成，但不能证明该气体为NO
7．某实验过程如图所示，则图③的试管中的现象是( )
A．无明显现象，因稀H2SO4不与铜反应
B．铜片溶解，产生无色气体，该气体遇到空气不变色
C．铜片溶解，放出红棕色有刺激性气味的气体
D．铜片溶解，产生无色气体，该气体在试管口变为红棕色
8．一定质量的铜分别与足量的稀硝酸或浓硝酸完全反应，在相同条件下，用排水集气法收集产生的气体(假设产物气体只可能是NO或NO2)。下列叙述一定正确的是( )
①硝酸浓度越大，消耗的硝酸越少 ②硝酸浓度不同，生成的Cu(NO3)2的物质的量相同 ③硝酸浓度越大，产生的气体越少 ④用排水集气法收集到的气体在相同状况下体积相同
A．只有② B．②④
C．③④ D．①②③
9．酸雨的形成是一种复杂的大气化学和光学化学过程，在清洁空气、污染空气中形成硫酸型酸雨的过程如下：
下列有关说法不正确的是( )
A．所涉及的变化均为氧化还原反应
B．光照是酸雨形成的必要条件之一
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
10．用以下三种途径制取相同质量的硝酸铜，下列叙述不正确的是( )
①铜与浓硝酸反应 ②铜与稀硝酸反应 ③铜与氧气反应生成氧化铜，氧化铜再与稀硝酸反应
A．对环境造成的危害：③最小
B．所消耗的HNO3的物质的量：①＞②＞③
C．三种途径所消耗的铜的质量相同
D．铜与浓硝酸反应速率最快，故制取硝酸铜的最佳方案是①
11．如图所示是酸雨的形成示意图。根据图示回答下列问题。
(1)下列气体容易形成酸雨的是________。
A．CO2 B．SO2
C．N2 D．NO2
(2)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：
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________，原因是________________________________ (用化学方程式表示)。
(3)下列措施中，可减少酸雨产生的途径的是________(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
12．为了证明稀硝酸与铜反应的气体产物是NO，某同学设计了如下实验装置和实验方案。
实验步骤：
(1)关闭K1，打开K2，向试管中加石灰石，通过分液漏斗向其中加入一定的稀硝酸，则加入石灰石的作用是______________________________________，反应的化学方程式是________________________________________________________________________。
(2)将铜丝插入稀硝酸中，微热试管。该步反应的离子方程式是________________________________________________________________________。
(3)充分反应后，打开开关K1，通过气囊鼓入空气，可以观察到烧瓶中__________________________________，证明稀硝酸与铜反应的气体产物是NO。
(4)NaOH溶液的作用是____________________________________________________。
B级—选考等级考试增分练
1．将一定质量的镁、铜合金加入到稀硝酸中，两者恰好完全反应，假设反应过程中还原产物全是NO，向所得溶液中加入物质的量浓度为3 ml·L－1 NaOH溶液至沉淀完全，测得生成沉淀的质量比原合金的质量增加5.1 g，则下列有关叙述中正确的是( )
A．溶解合金时收集到NO气体体积为2.24 L(在标准状况)
B．加入合金的质量可能为9.6 g
C．沉淀完全时消耗NaOH溶液的体积为150 mL
D．参加反应的硝酸的物质的量为0.1 ml
2．把6 ml铜粉投入含8 ml硝酸和2 ml硫酸的稀溶液中，则标准状况下放出的气体的物质的量为( )
A．2 ml B．3 ml
C．4 ml D．5 ml
3．某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按如图装置进行实验(夹持仪器已略去)。实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。
可选药品：浓硝酸、3 ml·L－1稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳。
已知：氢氧化钠溶液不与NO反应，能与NO2反应：
2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O。
(1)实验应避免有害气体排放到空气中，装置③、④、⑥中盛放的药品依次是_____________。
(2)装置①中发生反应的化学方程式是______________________________________
________________________________________________________________________。
(3)装置②的作用是____________________________，发生反应的化学方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)该小组得出的结论所依据的实验现象是____________________________________
________________________________________________________________________。
(5)实验结束后，同学们发现装置①中溶液呈绿色，而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别设计了以下4个实验来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是________(填字母)。
a．加热该绿色溶液，观察颜色变化
b．加水稀释该绿色溶液，观察颜色变化
c．向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化
d．向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察颜色变化
环境污染
形成原因
主要危害
温室效应
大气中CO2含量不断增加
全球变暖，冰雪融化，释放有毒气体
光化学烟雾
氮氧化物和碳氢化合物的排放
危害人体健康和植物生长
臭氧空洞
氮氧化物和氟氯代烃的排放
地球上的生物受太阳紫外线的伤害加剧
赤潮和水华
含磷洗衣粉的大量使用及其废水的任意排放
使藻类过度繁殖，水质恶化，发生在海水中为赤潮，淡水中为水华
白色污染
聚乙烯塑料的大量使用，任意丢弃
破坏土壤结构和生态环境
原子守恒法
HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NOeq \\al(－,3)的形式存在于溶液中，另一部分HNO3作为氧化剂转化为还原产物，这两部分HNO3中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量
得失电子守恒法
HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO3中氮原子得到电子的物质的量等于金属失去电子的物质的量
电荷守恒法
HNO3过量时，反应后溶液中(不考虑OH－)有c(NOeq \\al(－,3))＝c(H＋)＋xc(Mx＋)(Mx＋代表金属离子)
离子方程式计算法
金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于硝酸盐中NOeq \\al(－,3)在H2SO4提供H＋的条件下能继续与金属反应，故此类题目应用离子方程式来计算。先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H＋或NOeq \\al(－,3)进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒
测试时间/h
0
1
2
3
4
雨水的pH
4.73
4.63
4.56
4.55
4.55
阅读教材，回答下列问题：
1．物理性质
硝酸是eq \a\vs4\al(无)色、eq \a\vs4\al(易)挥发、有 气味的液体。
2．化学性质
(1)不稳定性
在实验室里浓硝酸保存在棕色细口瓶中的原因：4HNO3(浓)eq \(=====,\s\up7(△),\s\d5(或光照))4NO2↑＋O2↑＋2H2O(用化学方程式表示)。
(2)强氧化性
硝酸中氮元素的化合价为＋5价，处于最高价态，据此可以判断硝酸具有 性。能与大多数金属反应，写出下列反应的化学方程式：
①浓硝酸与铜反应，被还原为NO2：
4HNO3(浓)＋Cu===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。
②稀硝酸与铜反应，被还原为NO：
8HNO3(稀)＋3Cu===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。
[落实新知能]
1．硝酸的强氧化性体现
HNO3中的＋5价氮元素具有很强的得电子能力。硝酸的浓度越大，反应温度越高，其氧化性越强。一般规律为稀硝酸被还原产物为NO，浓硝酸被还原产物为NO2。
(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4HNO3(稀)＋3Ag===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。
③常温下，浓硝酸能使铁(铝)发生钝化，这是因为浓硝酸将铁、铝容器表面氧化，形成致密的氧化物薄膜。若在加热条件下，可破坏氧化膜，从而使反应继续进行。
④硝酸与金属反应时，一般既表现强氧化性，又表现酸性。
(2)硝酸与非金属的反应
①反应规律：浓硝酸＋非金属单质―→最高价氧化物或其含氧酸＋NO2↑＋H2O。
②实例：4HNO3(浓)＋Ceq \(=====,\s\up7(△))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、I－、S2－、SOeq \\al(2－,3)等均能被HNO3氧化。
[注意] 在中性或碱性的稀溶液中NOeq \\al(－,3)不表现氧化性，但当水溶液中有大量H＋存在时，NOeq \\al(－,3)表现出强氧化性，所以在判断离子共存时，当溶液中含有NOeq \\al(－,3)时，要尤为注意溶液的酸碱性和是否存在其他还原性离子。
2．王水的成分和性质
王水是浓硝酸和浓盐酸按体积比为1∶3的混合物，能使一些不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。
3．工业制硝酸的反应原理
(1)制备流程
(2)反应原理
N2＋3H2eq \(=====,\s\up7(高温、高压),\s\d5(催化剂))2NH3
4NH3＋5O2eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))4NO＋6H2O
2NO＋O2===2NO2
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
[演练新学考]
1．硝酸被称为“国防工业之母”，是因为它是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸的性质不相对应的是( )
A．浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红后褪色——酸性和强氧化性
B．不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性
C．要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性
D．能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液的红色褪去——强氧化性
2．在下列反应中，硝酸既表现出氧化性，又表现出酸性的是( )
A．2HNO3＋H2S===S↓＋2NO2↑＋2H2O
B．2HNO3＋CuO===Cu(NO3)2＋H2O
C．4HNO3eq \(=====,\s\up7(△))4NO2↑＋O2↑＋2H2O
D．8HNO3(稀)＋3Cu===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
3．下列关于硝酸的叙述正确的是( )
A．常温下，浓硝酸可以使金属镁钝化
B．稀硝酸与活泼金属反应主要放出氢气
C．浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂
D．室温下，铜能与浓硝酸反应，不能与稀硝酸反应
新知探究(二) 酸雨及防治[学考层级]
[自学新教材]
阅读教材，回答下列问题：
1．酸雨形成
酸雨的形成过程十分复杂，简要概括如下：
(1)写出酸雨中生成H2SO4的化学方程式：
SO2＋H2O===H2SO3; 2H2SO3＋O2===2H2SO4。
(2)写出酸雨中生成HNO3的化学方程式：
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
2．酸雨危害
①直接损伤农作物，破坏森林和草原，使土壤、湖泊 。
②加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电缆的 。
3．酸雨防治
①调整能源结构，发展清洁能源。
②研究煤的脱硫技术，改进燃烧技术，减少二氧化硫和氮氧化物的排放。
③加强工厂废气的回收处理。
④改进汽车尾气的处理技术，控制尾气排放。
[落实新知能]
1．酸雨是指pH小于5.6的雨水，主要是氮氧化物溶于水最终形成硝酸或硫酸造成的，二氧化碳饱和溶液的pH约等于5.6，所以二氧化碳溶于水不会形成酸雨。
2．硫酸型酸雨放久后pH变小的原因是2H2SO3＋O2===2H2SO4，弱酸变强酸所致。
3．其他常见环境问题
[演练新学考]
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)SO2和NO2都是大气污染物，能直接危害人体健康( )
(2)SO2主要来自煤、石油和某些含硫金属矿物的燃烧和冶炼( )
(3)NO2主要来自汽车尾气( )
(4)pH<5.6的降水称为酸雨( )
(5)酸雨主要由大气中的SO2和NO2溶于水而形成( )
(6)酸雨能直接破坏农作物、使土壤酸化、腐蚀工业设备等( )
2．酸雨形成的最主要原因是( )
A．森林遭乱砍滥伐，破坏了生态平衡
B．工业上大量燃烧含硫燃料
C．大气中二氧化碳的含量增多
D．汽车排出大量尾气
3．下列有关环境污染的说法不正确的是( )
A．燃煤时加入适量石灰石，可减少废气中SO2的量
B．pH在5.6～7之间的降水通常称为酸雨
C．光化学烟雾的形成主要与NOx和碳氢化合物有关
D．含磷洗涤剂会导致水体污染
新知探究(三) 有关金属与硝酸反应的计算[选考层级]
[难度增一点]
[典例1] 铜与一定量浓硝酸恰好完全反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，将这些气体与0.84 L O2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸，若向所得硝酸铜溶液中加入5 ml·L－1NaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，消耗NaOH溶液的体积是( )
A．60 mL B．45 mL
C．30 mL D．15 mL
[典例2] 在某100 mL混合酸中，HNO3物质的量浓度为0.4 ml·L－1，H2SO4物质的量浓度为0.2 ml·L－1。向其中加入1.92 g铜粉微热，待充分反应后，溶液中Cu2＋物质的量浓度约为( )
A．0.15 ml·L－1 B．0.3 ml·L－1
C．0.225 ml·L－1 D．无法计算
[知能深一点]
1．思维建模
2．计算方法
[选考难一点]
1．相同质量的四份铜片，分别置于足量的下列酸中，在一定条件下反应，所得到的气体的物质的量最多的是( )
A．浓硫酸 B．稀硫酸
C．浓硝酸 D．稀硝酸
2．将Mg、Cu组成的m g混合物投入适量稀HNO3中恰好完全反应，固体完全溶解时收集到的还原产物NO气体为0.896 L(标准状况)，向反应后溶液中加入2 ml·L－1NaOH溶液60 mL时，金属离子恰好沉淀完全，则形成沉淀的质量为( )
A．(m＋2.28)g B．(m＋2.04)g
C．(m＋3.32)g D．(m＋4.34)g
3.向200 mL 2 ml·L－1 HNO3溶液中，逐渐加入铁粉至过量(假设生成的气体只有一种)，在此过程中，n(Fe2＋)随n(Fe)变化如图所示。下列有关说法正确的是( )
A．该过程中产生标准状况下的氢气4.48 L
B．向c点处的反应液中加入稀盐酸后无明显现象
C．图中a＝1.5、b＝1.5
D．当加入铁粉n ml时(0.1
(1)被还原的硝酸的物质的量________。
(2)合金中银的质量分数________。
(3)确定6.72 L气体中各成分的物质的量________。
5．将128 g铜置于一定量的浓硝酸中并微热。当铜片完全消失时，共收集到NO2和NO的混合气体44.8 L(标准状况)。
(1)写出上述过程中有关反应的离子方程式：_________________________________
________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________。
(2)完成该反应至少需要量取10 ml·L－1的浓硝酸________mL。
(3)混合气体中NO2的体积为____________L，NO的体积为__________L(均为标准状况下)。
(4)将收集上述气体的容器倒扣在盛有水的水槽中，并向其中缓慢通入O2使其充分反应，若要使溶液恰好充满容器，则理论上需要参加反应的O2的物质的量为____ml。
eq \a\vs4\al([课时跟踪训练])
A级—学业水平考试达标练
1．下列说法正确的是( )
A．硝酸电离出的H＋，能被Zn、Fe等金属还原成H2
B．浓HNO3与浓HCl按3∶1的体积比所得的混合物叫王水
C．浓HNO3应保存在棕色试剂瓶中
D．Fe2＋、NOeq \\al(－,3)、SOeq \\al(2－,4)、H＋在溶液中能大量共存
2．下列关于硝酸的认识，正确的是( )
A．浓硝酸和稀硝酸都具有氧化性
B．浓硝酸与金属反应不产生氢气，而稀硝酸与金属反应可产生氢气
C．因常温下铝和铁不与浓硝酸反应，所以浓硝酸可盛放在铝制或铁制容器中
D．硝酸与金属反应时，只表现出氧化性
3．下列反应中，HNO3既表现出酸性又表现出氧化性的是( )
A．使紫色石蕊溶液变红
B．与铜反应
C．与Na2CO3溶液反应
D．与S单质混合共热时生成H2SO4和NO2
4．如图表示Cu与HNO3反应的量的关系，A、B、C、D四点中表示铜与稀硝酸反应中被还原的HNO3与Cu的量的关系的点是( )
5．工业上用洗净的废铜屑作原料来制备硝酸铜。为了节约原料和防止污染环境，宜采取的方法是( )
A．Cueq \(――→,\s\up7(AgNO3溶液))Cu(NO3)2
B．Cueq \(――→,\s\up7(空气),\s\d5(△))CuOeq \(――→,\s\up7(HNO3稀))Cu(NO3)2
C．Cueq \(――→,\s\up7(HNO3稀))Cu(NO3)2
D．Cueq \(――→,\s\up7(HNO3浓))Cu(NO3)2
6.为证明稀硝酸与铜反应产物中气体为NO，设计如图实验(实验过程中活塞2为打开状态)，下列说法中不正确的是( )
A．关闭活塞1，加入稀硝酸至液面a处
B．在装置左侧稍加热可以加快稀硝酸与铜的反应速率
C．通过关闭或开启活塞1可以控制反应的进行
D．反应开始后，胶塞下方有无色气体生成，但不能证明该气体为NO
7．某实验过程如图所示，则图③的试管中的现象是( )
A．无明显现象，因稀H2SO4不与铜反应
B．铜片溶解，产生无色气体，该气体遇到空气不变色
C．铜片溶解，放出红棕色有刺激性气味的气体
D．铜片溶解，产生无色气体，该气体在试管口变为红棕色
8．一定质量的铜分别与足量的稀硝酸或浓硝酸完全反应，在相同条件下，用排水集气法收集产生的气体(假设产物气体只可能是NO或NO2)。下列叙述一定正确的是( )
①硝酸浓度越大，消耗的硝酸越少 ②硝酸浓度不同，生成的Cu(NO3)2的物质的量相同 ③硝酸浓度越大，产生的气体越少 ④用排水集气法收集到的气体在相同状况下体积相同
A．只有② B．②④
C．③④ D．①②③
9．酸雨的形成是一种复杂的大气化学和光学化学过程，在清洁空气、污染空气中形成硫酸型酸雨的过程如下：
下列有关说法不正确的是( )
A．所涉及的变化均为氧化还原反应
B．光照是酸雨形成的必要条件之一
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
10．用以下三种途径制取相同质量的硝酸铜，下列叙述不正确的是( )
①铜与浓硝酸反应 ②铜与稀硝酸反应 ③铜与氧气反应生成氧化铜，氧化铜再与稀硝酸反应
A．对环境造成的危害：③最小
B．所消耗的HNO3的物质的量：①＞②＞③
C．三种途径所消耗的铜的质量相同
D．铜与浓硝酸反应速率最快，故制取硝酸铜的最佳方案是①
11．如图所示是酸雨的形成示意图。根据图示回答下列问题。
(1)下列气体容易形成酸雨的是________。
A．CO2 B．SO2
C．N2 D．NO2
(2)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：
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________，原因是________________________________ (用化学方程式表示)。
(3)下列措施中，可减少酸雨产生的途径的是________(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
12．为了证明稀硝酸与铜反应的气体产物是NO，某同学设计了如下实验装置和实验方案。
实验步骤：
(1)关闭K1，打开K2，向试管中加石灰石，通过分液漏斗向其中加入一定的稀硝酸，则加入石灰石的作用是______________________________________，反应的化学方程式是________________________________________________________________________。
(2)将铜丝插入稀硝酸中，微热试管。该步反应的离子方程式是________________________________________________________________________。
(3)充分反应后，打开开关K1，通过气囊鼓入空气，可以观察到烧瓶中__________________________________，证明稀硝酸与铜反应的气体产物是NO。
(4)NaOH溶液的作用是____________________________________________________。
B级—选考等级考试增分练
1．将一定质量的镁、铜合金加入到稀硝酸中，两者恰好完全反应，假设反应过程中还原产物全是NO，向所得溶液中加入物质的量浓度为3 ml·L－1 NaOH溶液至沉淀完全，测得生成沉淀的质量比原合金的质量增加5.1 g，则下列有关叙述中正确的是( )
A．溶解合金时收集到NO气体体积为2.24 L(在标准状况)
B．加入合金的质量可能为9.6 g
C．沉淀完全时消耗NaOH溶液的体积为150 mL
D．参加反应的硝酸的物质的量为0.1 ml
2．把6 ml铜粉投入含8 ml硝酸和2 ml硫酸的稀溶液中，则标准状况下放出的气体的物质的量为( )
A．2 ml B．3 ml
C．4 ml D．5 ml
3．某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按如图装置进行实验(夹持仪器已略去)。实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。
可选药品：浓硝酸、3 ml·L－1稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳。
已知：氢氧化钠溶液不与NO反应，能与NO2反应：
2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O。
(1)实验应避免有害气体排放到空气中，装置③、④、⑥中盛放的药品依次是_____________。
(2)装置①中发生反应的化学方程式是______________________________________
________________________________________________________________________。
(3)装置②的作用是____________________________，发生反应的化学方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)该小组得出的结论所依据的实验现象是____________________________________
________________________________________________________________________。
(5)实验结束后，同学们发现装置①中溶液呈绿色，而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别设计了以下4个实验来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是________(填字母)。
a．加热该绿色溶液，观察颜色变化
b．加水稀释该绿色溶液，观察颜色变化
c．向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化
d．向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察颜色变化
环境污染
形成原因
主要危害
温室效应
大气中CO2含量不断增加
全球变暖，冰雪融化，释放有毒气体
光化学烟雾
氮氧化物和碳氢化合物的排放
危害人体健康和植物生长
臭氧空洞
氮氧化物和氟氯代烃的排放
地球上的生物受太阳紫外线的伤害加剧
赤潮和水华
含磷洗衣粉的大量使用及其废水的任意排放
使藻类过度繁殖，水质恶化，发生在海水中为赤潮，淡水中为水华
白色污染
聚乙烯塑料的大量使用，任意丢弃
破坏土壤结构和生态环境
原子守恒法
HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NOeq \\al(－,3)的形式存在于溶液中，另一部分HNO3作为氧化剂转化为还原产物，这两部分HNO3中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量
得失电子守恒法
HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO3中氮原子得到电子的物质的量等于金属失去电子的物质的量
电荷守恒法
HNO3过量时，反应后溶液中(不考虑OH－)有c(NOeq \\al(－,3))＝c(H＋)＋xc(Mx＋)(Mx＋代表金属离子)
离子方程式计算法
金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于硝酸盐中NOeq \\al(－,3)在H2SO4提供H＋的条件下能继续与金属反应，故此类题目应用离子方程式来计算。先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H＋或NOeq \\al(－,3)进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒
测试时间/h
0
1
2
3
4
雨水的pH
4.73
4.63
4.56
4.55
4.55
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