《氮的循環(huán)第三課時》課件5

第3課時硝酸人類活動對氮循環(huán)和環(huán)境的影響自主預(yù)習(xí)區(qū)1．物理性質(zhì)顏色、氣味：_______________氣味的液體；揮發(fā)性：________，質(zhì)量分?jǐn)?shù)在_____以上的濃硝酸稱為發(fā)煙硝酸。一、硝酸[填一填]

無色、有刺激性易揮發(fā)95%2．化學(xué)性質(zhì)3．用途硝酸是一種重要的化工原料，可用于制造_____________等，也是實(shí)驗(yàn)室里的重要___________。炸藥、染料化學(xué)試劑(1)發(fā)煙硝酸能發(fā)“煙”含HNO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在95%以上的濃溶液，揮發(fā)出來的HNO3在空氣中產(chǎn)生“發(fā)煙”現(xiàn)象，這種“煙”實(shí)際上是“霧”，組成“霧”的是HNO3遇到空氣中的水后形成的小液滴。但是人們習(xí)慣上把這種“霧”稱為“煙”。(2)久置的濃硝酸常呈黃色濃硝酸受熱或見光易分解，產(chǎn)生紅棕色的NO2，NO2溶于硝酸中而呈黃色；除去溶解在硝酸中的NO2的方法是向硝酸中通入足量的O2，發(fā)生反應(yīng)：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3。

[記一記]

(3)HNO3的保存方法濃硝酸具有不穩(wěn)定性，見光或受熱易分解，為了防止?jié)庀跛嵋姽夥纸猓ǔ⑵浔４嬖谧厣噭┢恐?，放置在陰涼處。不穩(wěn)定性是濃硝酸的一個特征。(4)硝酸與金屬反應(yīng)的一般規(guī)律金屬與硝酸反應(yīng)一般不生成H2，濃硝酸一般被還原為NO2，稀硝酸一般被還原為NO。1．下列有關(guān)硝酸反應(yīng)的敘述中，錯誤的是(

)A．稀硝酸與鐵反應(yīng)，有氫氣放出B．濃硝酸跟銅反應(yīng)，有二氧化氮?dú)怏w放出C．硝酸跟碳酸鈉反應(yīng)，有二氧化碳?xì)怏w放出D．硝酸受熱時，有二氧化氮、氧氣放出答案：A[練一練]

1．含氮物質(zhì)的來源及其危害二、人類活動對氮的循環(huán)和環(huán)境的影響[填一填]

2．減少人類活動對氮循環(huán)和環(huán)境的影響措施(1)開發(fā)新能源，減少化石燃料的燃燒。(2)保護(hù)森林，植樹綠化。(1)酸雨的成因酸雨的成分中含有較多的硫酸、硝酸等強(qiáng)酸，在我國主要是硫酸型酸雨。大氣中的二氧化硫和氮氧化物是形成酸雨的主要物質(zhì)，二氧化硫和氮氧化物主要來源于煤、石油和天然氣的燃燒，它們在空氣中緩慢氧化，分別形成硫酸和硝酸。[記一記]

(2)光化學(xué)煙霧：氮氧化物(NOx)和碳?xì)浠衔镌诖髿猸h(huán)境中受到強(qiáng)烈的紫外線照射后，發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，主要是生成光化學(xué)氧化劑(主要是O3)及其他多種復(fù)雜的化合物，統(tǒng)稱光化學(xué)煙霧。(3)水體富營養(yǎng)化：大量使用的氮肥、磷肥、含磷洗滌劑和生活污水中常含有的過量的N、P等營養(yǎng)物質(zhì)流入湖泊，會導(dǎo)致藻類“瘋長”，迅速地覆蓋在水面上，造成水體的富營養(yǎng)化。使水中的溶解氧急劇減少，致使魚類死亡。2．下列與氮循環(huán)無關(guān)的生態(tài)環(huán)境問題是(

)A．光化學(xué)煙霧 B．白色污染C．水體富營養(yǎng)化 D．酸雨答案：B[練一練]

1．硝酸2．人類活動對氮循環(huán)和環(huán)境的影響互動探究區(qū)

已知Fe3＋溶液為棕黃色，F(xiàn)e2＋溶液為淺綠色，向Fe(NO3)2溶液中逐滴加入少量稀鹽酸時，溶液的顏色變化應(yīng)該是(

)A．顏色變淺 B．變?yōu)榧t色C．沒有改變 D．變?yōu)樽攸S色

一、硝酸的強(qiáng)氧化性[歸納小結(jié)]硝酸具有強(qiáng)氧化性是由于HNO3中的＋5價氮元素有很強(qiáng)的得電子能力。能將幾乎所有金屬(除Au、Pt外)溶解，能與大多數(shù)非金屬單質(zhì)及某些還原性化合物發(fā)生氧化還原反應(yīng)。主要表現(xiàn)為：(1)濃硝酸能使紫色石蕊試液先變紅后退色；(2)與非金屬單質(zhì)C、S、P等在加熱條件下反應(yīng)，非金屬元素被氧化成最高價氧化物(或含氧酸)。(3)金屬與HNO3反應(yīng)的一般通式①金屬＋濃硝酸―→金屬硝酸鹽＋NO2↑＋H2O②金屬＋稀硝酸―→金屬硝酸鹽＋NO↑＋H2O

(1)溫度越高，硝酸越濃，其氧化性越強(qiáng)。1．銅粉放入稀硫酸中，加熱后無現(xiàn)象，當(dāng)加入一種可溶性鹽后，銅粉質(zhì)量減少。則新加入的鹽可能是(雙選)(

)A．碳酸氫銨 B．硫酸銅C．Fe2(SO4)3 D．NaNO3答案：CD

38.4mg銅跟適量的濃硝酸反應(yīng)，銅全部作用后，共收集到氣體22.4mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況且不考慮N2O4的存在)，反應(yīng)消耗的HNO3的物質(zhì)的量可能是(

)A．1.0×10－3mol B．1.6×10－3molC．2.2×10－3mol D．2.4×10－3mol

二、硝酸與金屬反應(yīng)的計算2．在100mL某混合酸中，HNO3的物質(zhì)的量濃度為0.4mol·L－1，H2SO4的物質(zhì)的量濃度為0.1mol·L－1，向其中加入1.92g銅粉，微熱，待充分反應(yīng)后，求溶液中Cu2＋的物質(zhì)的量濃度為多少？(反應(yīng)前后溶液體積變化忽略不計)答案：0.225mol·L－1鞏固訓(xùn)練區(qū)1．現(xiàn)有下列物質(zhì)，其中必須保存在棕色瓶里的是(

)①氯水②氨水③濃硝酸④稀硝酸⑤燒堿A．①②③

B．①③④C．①③

D．②⑤答案：C2．為除去鍍在鋁表面的銅鍍層，可選用的試劑是(

)A．稀硝酸 B．濃硝酸C．濃硫酸 D．濃鹽酸答案：B3．下列反應(yīng)中硝酸既表現(xiàn)氧化性又表現(xiàn)酸性的是(雙選)(

)A．H2SO3與稀HNO3反應(yīng)B．鐵和熱的濃HNO3C．Ag和稀HNO3共熱 D．Fe(OH)3和稀HNO3解析：HNO3中的氮元素呈最高價，反應(yīng)中，只要化合價降低，硝酸就表現(xiàn)氧化性；反應(yīng)中，氮元素?zé)o化合價變化，硝酸就表現(xiàn)酸性；兩種情況同時存在，則硝酸同時表現(xiàn)酸性和氧化性。答案：BC答案：D5．在濃硝酸中放入銅片：(1)反應(yīng)開始的化學(xué)方程式為____________________________________________________________________。(2)若銅有剩余，則反應(yīng)快要結(jié)束時的化學(xué)方程式是____________________________________。(3)待反應(yīng)停止后，再加入少量25%的稀硫酸，這時銅片上又有氣泡產(chǎn)生，其原因是___________________________。(4)若將12.8g銅跟一定質(zhì)量的濃硝酸反應(yīng)，銅消耗完時，共產(chǎn)生氣體5.6L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則所消耗的硝酸的物質(zhì)的量是________。課時高效作業(yè)專題歸納區(qū)1．將課本中噴泉實(shí)驗(yàn)的膠頭滴管去掉，即變成圖1所示裝置，同樣能夠完成噴泉實(shí)驗(yàn)。噴泉實(shí)驗(yàn)方法：該裝置中沒有膠頭滴管，而在連接的導(dǎo)管中有一段空氣，只需將它趕出，完成NH3與H2O的接觸，就可形成噴泉。方法有兩個：①熱敷法：在燒瓶上捂熱毛巾，燒瓶內(nèi)氣壓增大，空氣被趕出導(dǎo)管，使NH3與H2O反應(yīng)，從而形成噴泉；②冷敷法：在燒瓶外壁放包有冰塊的冷毛巾，燒瓶內(nèi)氣壓減小，燒杯內(nèi)的水被壓入燒瓶形成噴泉。2．如圖2所示裝置，可形成雙噴泉，實(shí)驗(yàn)前a、b、c活塞均關(guān)閉。方法：擠壓膠頭滴管，滴管中的水溶解了右瓶中的部分NH3而使瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小。打開活塞a、c，左瓶中的HCl進(jìn)入右瓶生成NH4Cl固體而產(chǎn)生噴煙現(xiàn)象。若此時打開活塞b，則燒杯內(nèi)的水會被壓向左右兩個燒瓶，在左瓶中產(chǎn)生紅色噴泉，在右瓶中產(chǎn)生藍(lán)色噴泉。3．增大外界壓強(qiáng)將液體壓入燒瓶形成噴泉。如圖3所示裝置，在封口的錐形瓶中加入足量的碳酸鈉和稀鹽酸，二者反應(yīng)能產(chǎn)生大量CO2氣體，使錐形瓶內(nèi)的壓強(qiáng)增大，從而將反應(yīng)混合物壓入燒瓶形成噴泉。如圖4所示裝置，在封口的錐形瓶外放一個水槽，錐形瓶中加入酒精，水槽中加入水后，再加入足量的濃硫酸，濃硫酸溶于水放熱，可使錐形瓶內(nèi)的酒精部分汽化而使錐形瓶內(nèi)壓強(qiáng)增大，從而將反應(yīng)混合物壓入燒瓶形成噴泉。

如右圖所示的裝置中，干燥燒瓶內(nèi)盛有某種氣體，燒杯和滴管內(nèi)盛放某種溶液。擠壓滴管的膠頭，下列與實(shí)驗(yàn)事實(shí)不相符的是(

)A．CO2(NaHCO3溶液)/無色噴泉B．NH3(H2O含酚酞)/紅色噴泉C．H2S(CuSO4溶液)/黑色噴泉D．HCl(AgNO3溶液)/白色噴泉解析：CO2與NaHCO3溶液不反應(yīng)，且CO2在NaHCO3溶液中的溶解度很小，因此CO2與NaHCO3溶液不會產(chǎn)生噴泉，故A項(xiàng)符合題意；NH3極易溶于水且氨水呈堿性，因此NH3與含酚酞的H2O會產(chǎn)生紅色噴泉，故B項(xiàng)不符合題意；H2S＋CuSO4===CuS↓＋H2SO4，由于CuS為黑色沉淀，因此H2S與CuSO4溶液會產(chǎn)生黑色噴泉，故C項(xiàng)不符合題意；HCl＋AgNO3===AgCl↓＋HNO3，由于AgCl為白色沉淀，因此HCl與AgNO3溶液會產(chǎn)生白色噴泉，故D項(xiàng)不符合題意。答案：A除少數(shù)極不活潑的金屬(Au、Pt)外，其他金屬都能被硝酸氧化。但其反應(yīng)情況隨硝酸濃度的不同也發(fā)生相應(yīng)變化，如鐵、鋁遇冷的濃硝酸鈍化，而遇稀硝酸則不鈍化。Cu與濃硝酸反應(yīng)生成NO2，與稀硝酸反應(yīng)則生成NO。因此，當(dāng)金屬與一定量的濃硝酸發(fā)生反應(yīng)時，隨著反應(yīng)的進(jìn)行硝酸濃度逐漸降低，所得還原產(chǎn)物不是單一產(chǎn)物。學(xué)科思想——金屬與硝酸反應(yīng)涉及的思想方法當(dāng)討論金屬與硝酸反應(yīng)時應(yīng)具備以下思想：(1)由濃變稀的思想由上述可知，金屬與一定量濃硝酸的反應(yīng)，會隨著硝酸濃度的降低，而得到不一樣的產(chǎn)物。所以一定要注意：當(dāng)題目中濃硝酸是定量或適量時，應(yīng)考慮酸的濃度由濃變稀的問題，這很可能是題目設(shè)置的一個陷阱。(2)守恒思想：硝酸和不活潑金屬反應(yīng)一般生成硝酸鹽和氮氧化物，在此硝酸擔(dān)當(dāng)了兩個角色，一是酸；二是氧化劑。如果分別知道了二者的物質(zhì)的量，也就知道了消耗硝酸的總的物質(zhì)的量。如：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O反應(yīng)中，當(dāng)3mol銅和8mol硝酸反應(yīng)時，起酸性作用的硝酸的物質(zhì)的量為6mol，即金屬的物質(zhì)的量與金屬離子化合價的乘積(3mol×2)；作為氧化劑的硝酸的物質(zhì)的量為2mol，即NO的物質(zhì)的量；2mol＋6mol＝8mol，即消耗硝酸的總物質(zhì)的量。應(yīng)特別注意的是：金屬與稀硝酸反應(yīng)的氣體產(chǎn)物中N的物質(zhì)的量和作為氧化劑的硝酸的物質(zhì)的量相等。這充分體現(xiàn)了氮元素守恒的思想。

某金屬單質(zhì)與一定濃度的硝酸反應(yīng)，假定只生成單一的還原產(chǎn)物。當(dāng)參加反應(yīng)的金屬與被還原硝酸的物質(zhì)的量之比為2∶1時，還原產(chǎn)物是(

)A．NO2

B．NOC．N2O D．N2解析：分析題意可看出：無論金屬化合價是多少，由于其與被還原硝酸的物質(zhì)的量之比為2∶1，即金屬失電子數(shù)目必為偶數(shù)。當(dāng)金屬和硝酸反應(yīng)時，二者得失電子數(shù)目一定相等(即電子守恒)，所以硝酸得電子數(shù)目也是偶數(shù)。由硝酸中N的化合價為＋5，可知1分子N得偶數(shù)個電子后，N的化合價仍為奇數(shù)。分析各選項(xiàng)可知，只有C項(xiàng)符合題意。答案：C1．下列均能用如圖所示裝置進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)的一組氣體是(

)A．HCl和CO2

B．NH3和COC．O2和CO2

D．NO2和NO解析：要利用該裝置進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)，所選氣體必須易溶于NaOH溶液或易與NaOH反應(yīng)。B中的CO，C中的O2，D中的NO都不溶于NaOH溶液也不與NaOH反應(yīng)。答案：A2．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，兩個等體積的干燥圓底燒瓶中分別充滿①NH3和②NO2，進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)，如圖所示，經(jīng)充分反應(yīng)后，燒瓶內(nèi)溶液的物質(zhì)的量濃度為(

)A．①>② B．①<②C．①＝② D．不能確定答案：C3．鋅與很稀的硝酸反應(yīng)生成硝酸鋅、硝酸銨和水。當(dāng)生成1mol硝酸鋅時，被還原的硝酸的物質(zhì)的量為(

)A．2mol B．1molC．0.5mol D．0.25mol答案：D答案：A5．利用如圖所示的裝置，可以驗(yàn)證NH3和HCl的有關(guān)性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)前a、b、c活塞均關(guān)閉。(1)若要在燒瓶Ⅱ中產(chǎn)生噴泉現(xiàn)象，燒瓶Ⅰ中不產(chǎn)生噴泉現(xiàn)象，其操作方法是___________________________。(2)若先打開a、c活塞，再擠壓膠頭滴管，在燒瓶Ⅱ中可觀察到的現(xiàn)象是_________________________________________________________________________________________。(3)通過擠壓膠頭滴管和控制活塞的開關(guān)，在燒瓶Ⅰ中產(chǎn)生噴泉現(xiàn)象，燒瓶Ⅱ中不產(chǎn)生噴泉現(xiàn)象，其操作方法是_________________________________________________。解析：本題考查氨氣的性質(zhì)和噴泉實(shí)驗(yàn)的形成。若要在燒瓶Ⅱ中產(chǎn)生噴泉現(xiàn)象，燒瓶Ⅰ中不產(chǎn)生噴泉現(xiàn)象，先打開a、b活塞，再擠壓膠頭滴管(或先擠壓膠頭滴管