2023-2024學年魯科版（2019）必修第一冊 3-3-3硝酸人類活動對氮循環(huán)和環(huán)境的影響課件（54張）

第3課時硝酸人類活動對氮循環(huán)和環(huán)境的影響學業(yè)基礎核心素養(yǎng)學考評價學業(yè)要求1．通過對濃硝酸性質的學習，認識一氧化氮、二氧化氮、硝酸的物理性質、化學性質以及典型的實驗現象，能書寫主要反應的化學方程式，知道它們的主要應用，建立變化觀念與平衡思想。2．通過了解人類活動對氮循環(huán)的影響，了解酸雨、光化學煙霧和水體富營養(yǎng)化等環(huán)境問題的危害以及如何減少氮氧化物的排放，樹立環(huán)境保護的意識，同時知道常見氮的化合物在實驗室中的安全使用注意事項，培養(yǎng)科學態(tài)度與社會責任。3．從氮元素價態(tài)、物質類別角度構建氮及其化合物的轉化關系，并能夠應用其分析解釋實驗現象及物質的保存、檢驗、分離等問題；能夠預測陌生的含有氮元素物質的性質、反應或實驗現象，設計方案制備含有氮元素的物質和研究它們的性質，培養(yǎng)科學探究與創(chuàng)新意識。知識網絡學業(yè)基礎一、硝酸1．硝酸的物理性質取一瓶濃硝酸打開瓶蓋，瓶口產生

，用手輕輕扇動，聞到

氣味。顏色狀態(tài)氣味密度特性________________________于水______揮發(fā)白霧刺激性無色液體刺激性大2.硝酸的化學性質(1)實驗探究實驗裝置及操作實驗現象實驗結論將稀硝酸注入試管中，Cu和稀硝酸緩慢反應，產生________，在試管口變?yōu)開______，溶液_______銅與稀硝酸常溫下緩慢反應生成_____氣體反應劇烈，有________氣體產生，溶液變?yōu)開_______銅與濃硝酸常溫下劇烈反應生成_____氣體無色氣體紅棕色變藍NO紅棕色藍綠色NO2試管中有_______產生，試管口處看到_______氣體鐵與稀硝酸常溫下可以反應，生成________氣體無明顯現象發(fā)生________氣泡紅棕色NO鈍化(2)硝酸的化學性質歸納鐵、鋁

Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2OFe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O3Fe＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O

4HNO3(濃)

4NO2↑＋O2↑＋2H2O注意：①硝酸越濃，越易分解。②濃硝酸應放在帶有玻璃塞的棕色試劑瓶中密封保存，并放置在陰涼處。③硝酸分解生成的NO2溶于硝酸中，所以久置的濃硝酸呈黃色。3．硝酸的用途硝酸是一種重要的化工原料，可用于制造_______、染料、塑料和_______等，是實驗室里重要的化學試劑。炸藥硝酸鹽

[即學即練]1．判斷下列說法是否正確，正確的打“√”，錯誤的打“×”。(1)常溫下，將鋁片放入濃硝酸，無明顯現象，是因為鋁和濃硝酸不反應(

)(2)實驗室可以用銅和稀硝酸制備少量的NO氣體(

)(3)濃硝酸氧化性很強，常溫下就可以和碳發(fā)生反應(

)(4)久置的濃硝酸呈黃色，是因為硝酸分解生成NO2的緣故(

)(5)硝酸可與活潑金屬反應生成鹽和氫氣(

)(6)硝酸與金屬反應時，主要是＋5價的氮得電子(

)(7)濃硝酸與濃鹽酸按3∶1的體積比所得的混合物叫王水(

)(8)常溫下，向濃硝酸中投入鐵片，會產生大量的紅棕色氣體(

)×√×√×√××

答案：A解析：A項，硝酸中氮元素的化合價降低，得到電子，硝酸體現氧化性，不能體現酸的通性；B項，HNO3和NaOH發(fā)生酸堿中和反應，體現酸的通性；C項，HNO3與堿性氧化物CuO的反應，體現酸的通性；D項，HNO3與CaCO3發(fā)生反應，體現酸的通性。3．下列有關濃硝酸的說法不正確的是(

)A．實驗室常用濃硝酸與金屬鋅反應制備氫氣B．常溫下濃硝酸能使金屬鋁鈍化C．濃硝酸不穩(wěn)定，見光易分解，需要避光保存D．濃硝酸易揮發(fā)，打開瓶塞，瓶口有白霧產生答案：A4．下列反應中硝酸既表現出酸性又表現出氧化性的是(

)A．使石蕊溶液變紅B．與銅反應放出NO氣體并生成Cu(NO3)2C．與Na2CO3反應放出CO2氣體并生成NaNO3D．與S單質混合共熱時生成H2SO4和NO2答案：B5．某研究小組為了探究硝酸的性質，進行如下實驗操作。(1)從試劑柜中取一瓶濃硝酸，發(fā)現其保存在

色試劑瓶中，取少量濃硝酸于試管中，發(fā)現其溶液呈“黃色”，其原因是___________________________________________________________(用化學方程式和適當文字描述)。該研究小組嘗試將顯“黃色”的濃硝酸恢復到原本的無色。下列措施合理的是

(填字母)。a．向濃硝酸中加水b．向濃硝酸中通入適量空氣c．加熱濃硝酸d．向濃硝酸中加入適量的NaOH固體棕

b(2)向濃硝酸中加入稍過量銅片，該小組同學發(fā)現，生成的氣體開始呈紅棕色后逐漸變淺，試寫出上述反應的化學方程式：_______________________________________，在上述反應中，硝酸體現的性質為

。(3)當實驗完畢，該小組同學向試管中滴入少量稀H2SO4，發(fā)現銅片又逐漸溶解，產生無色氣體，試寫出上述的離子方程式：___________________________________________________________(4)該小組同學向濃硝酸中加入少量碳粉，無明顯現象，小心加熱，發(fā)現碳粉逐漸溶解，產生紅棕色氣體，試寫出上述反應的化學方程式：________________________________，在該反應中硝酸體現的性質為

。Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O、3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O氧化性和酸性

氧化性二、人類活動對氮循環(huán)和環(huán)境的影響1．含氮物質的來源及其危害2．減少人類活動對氮循環(huán)和環(huán)境影響的措施(1)控制進入大氣、土壤和水體中含有氮元素的物質的量。(2)增強生態(tài)系統(tǒng)對含有氮元素的物質的吸收能力。產生光化學煙霧形成酸雨水體富營養(yǎng)化[即學即練]1．判斷下列說法是否正確，正確的打“√”，錯誤的打“×”。(1)水體中氮元素含量增大，會促進水中植物生長，因此水體富營養(yǎng)化是有利的(

)(2)汽車尾氣中的氮氧化物和碳氫化合物是造成光化學煙霧的元兇(

)(3)植物秸稈的焚燒產生的氮氧化物也參與了氮的循環(huán)(

)(4)含氮化合物的過度排放也是形成霧霾的主要原因(

)×√√√2．下列現象的產生與人為排放大氣污染物氮氧化物無關的是(

)A．溫室效應 B．光化學煙霧C．酸雨 D．水體的富營養(yǎng)化答案：A

答案：C

N2NaClb

解析：(2)過程②加入NaClO溶液可將氨氮轉化為無毒物質，反應的化學方程式為3NaClO＋2NH3===3NaCl＋N2↑＋3H2O，所以反應后含氮元素、氯元素的物質的化學式分別為N2、NaCl。(3)含余氯廢水的主要成分是NaClO和HClO，要除去余氯需加入具有還原性的物質，如Na2SO3。核心素養(yǎng)

答案：B

狀元隨筆本題考查氧化還原反應的計算，注意守恒思想與極限法的利用。本題中利用極限法解答，假設混合物全是CuS或全是Cu2S，根據銅原子守恒計算n(CuS)、n(Cu2S)，再根據得失電子守恒計算氣體的物質的量，進而求得氣體體積，實際氣體體積介于二者之間。[提升1]銅和鎂的合金4.6g完全溶于足量的硝酸后，再加入過量的NaOH溶液，生成9.7g沉淀，則合金與硝酸反應時，放出的氣體可能是(

)A．0.2molNOB．0.2molNO2和0.05molN2O4C．0.1molN2OD．0.1molNO、0.1molNO2和0.1molN2O4答案：B

狀元隨筆硝酸與金屬的反應屬于氧化還原反應，氮原子得到的電子數等于金屬原子失去的電子數。關鍵能力解硝酸與金屬反應計算題的思維模式1．思維導圖硝酸是一種典型的強氧化性酸，與硝酸有關的一些反應非常重要，尤其是有關硝酸反應的計算，但只要弄清反應關系，然后采用守恒法和關系式法就能破解，其思維模式為2.計算方法靈活運用原子守恒、得失電子守恒及溶液中的電荷守恒關系。例如Cu與HNO3反應中有以下等量關系：(1)N原子守恒：反應前所有的N只存在于HNO3中，反應后含N的物質有HNO3的還原產物(假設有NO2、NO)和Cu(NO3)2，若HNO3過量，則過量HNO3中也含N，則有n(N)＝n(NO2)＋n(NO)＋2n[Cu(NO3)2]＋n剩(HNO3)。

二、常見的環(huán)境污染[例2]研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成霧霾時與大氣中的氨有關(如下圖所示)。下列敘述錯誤的是(

)A．霧和霾的分散劑相同B．霧霾中含有硝酸銨和硫酸銨C．NH3是形成無機顆粒物的催化劑D．霧霾的形成與過度施用氮肥有關答案：C解析：A對，霧的分散劑是空氣，分散質是水；霾的分散劑是空氣，分散質是固體顆粒。因此，霧和霾的分散劑相同。B對，由于氮氧化物和SO2轉化為銨鹽形成無機顆粒物，因此霧霾中含有硝酸銨和硫酸銨。C錯，NH3作為反應物參加反應轉化為銨鹽，因此NH3不是形成無機顆粒物的催化劑。D對，氮氧化物和二氧化硫在形成霧霾時與大氣中的氨有關，由于氮肥會釋放出NH3，因此霧霾的形成與過度施用氮肥有關。狀元隨筆本題情境真實，導向明確，聚焦學科核心素養(yǎng)，既可以引導考生認識與化學有關的社會熱點問題，形成可持續(xù)發(fā)展的意識和綠色化學觀念，又體現了高考評價體系中的應用性和綜合性的考查要求。

答案：C

狀元隨筆本題應結合元素守恒和元素化合價的變化分析各物質的成分。工業(yè)廢氣中的CO2和SO2都可以被過量的石灰乳吸收，而N2、CO、NO不能被吸收。從NaNO2和NH＋4反應生成無污染的氣體分析，無污染的氣體為N2，因為存在反應NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O，所以要使氣體中的NO被NaOH溶液吸收，應該通入空氣，使部分NO變成NO2，但不能過量。關鍵能力1.主要環(huán)境污染污染類型具體表現主要物質或原因空氣污染酸雨SO2、氮氧化物光化學煙霧氮氧化物、碳氫化合物臭氧空洞氟氯代烷、碳氫化合物溫室效應CO2、CH4等霧霾SO2、氮氧化物、顆粒物(PM)，顆粒物是加重霧霾天氣的主要原因室內空氣污染家用燃料的燃燒，烹調，吸煙產生的CO、CO2、NO、NO2、SO2等，各種建筑材料和裝飾材料釋放出的甲醛、苯等有機物造成的污染水體污染重金屬污染重金屬Hg、Cd、Pb、Cr等的離子進入水中形成的污染，主要來自化工、冶金、電子、電鍍等排放的工業(yè)廢水植物營養(yǎng)物質污染(如赤潮)進入水中腐爛的含蛋白質的物質、含磷洗滌劑及大量使用磷肥造成的水體富營養(yǎng)化，主要來源于工、農業(yè)生產及城市生活污水的任意排放2．綠色化學狀元隨筆(1)pH<5.6的雨水稱為酸雨。酸雨分硫酸型和硝酸型，我國酸雨類型為硫酸型，主要原因是大量含硫化石燃料的燃燒。(2)“赤潮”和“水華”均是水體富營養(yǎng)化的結果。學考評價1．現有下列物質，其中必須保存在棕色試劑瓶里的是(

)①氯水②氨水③濃硝酸④濃鹽酸⑤燒堿A．①②③ B．①③④C．①③ D．②⑤答案：C解析：氯水中的HClO、HNO3見光都易分解，因此要將氯水和濃硝酸保存在棕色試劑瓶中。2．下列說法符合綠色化學思想的是(

)A．對工業(yè)生產硝酸產生的廢氣、廢水進行嚴格處理B．開發(fā)利用仿生固氮技術以減少氮肥使用C．驗證硝酸的強氧化性時在通風櫥內進行實驗D．建設“花園式工廠”答案：B解析：A項，對廢氣、廢水嚴格處理是補救措施，沒有從源頭上減少污染；B項，利用仿生固氮技術能減少氮肥使用，從源頭上減少了污染物的排放；C項，在通風櫥內進行實驗并不能減輕對大氣的污染；D項，“花園式工廠”也只是對環(huán)境的美化，沒有從源頭上減少污染。

答案：B

4．銅粉放入稀硫酸中加熱無明顯現象，當加入一種鹽后，銅粉的質量明顯減少，溶液變?yōu)樗{色，同時有氣體逸出。則該鹽可能是(

)A．Fe2(SO4)3

B．Na2CO3C．KNO3 D．CuCl2答案：C

5．下列因果關系不正確的是(

)選項原因結果A大量植樹造林溫室效應BSO2和NO2氣體的大量排放酸雨C含氮、磷等生活廢水的大量排放水華、赤潮D汽車尾氣的大量排放光化學煙霧答案：A解析：植物光合作用會吸收二氧化碳，大量植樹造林不會導致溫室效應，A錯誤；SO2和NO2氣體大量排放，最終會轉變成硫酸和硝酸，形成酸雨，B正確；氮、磷是植物的營養(yǎng)元素，含氮、磷等生活廢水的大量排放，會導致水體富營養(yǎng)化，藻類瘋長，引發(fā)水華、赤潮，C正確；汽車尾氣的大量排放，會產生氮氧化物，從而造成光化學煙霧，D正確。6.某濃度稀HNO3與金屬M反應時，能得到＋2價硝酸鹽，反應時M與HNO3的物質的量之比為5∶12，則反應時HNO3的還原產物是(

)A．NH4NO3 B．N2C．N2O D．NO答案：B解析：稀HNO3與金屬M反應時，能得到＋2價硝酸鹽M(NO3)2，反應時M與HNO3的物質的量之比為5∶12，若12mol硝酸反應時10mol硝酸表現酸性，2mol硝酸表現氧化性，可知5molM失去的電子與2molHNO3得到的電子數目相等，設還原產物中N元素的化合價為x，則5mol×(2－0