魯科版高中化學(xué)必修第一冊第3章第3節(jié)第3課時硝酸人類活動對氮循環(huán)和環(huán)境的影響基礎(chǔ)課課件

第3課時硝酸人類活動對氮循環(huán)和環(huán)境的影響(基礎(chǔ)課)第3章物質(zhì)的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化第3節(jié)氮的循環(huán)素養(yǎng)目標1．能從物質(zhì)類別、氮元素的價態(tài)的角度預(yù)測分析硝酸的性質(zhì)。2．了解硝酸對人類發(fā)展的貢獻，了解人類活動對氮循環(huán)和環(huán)境的影響。初高銜接酸的通性：(1)使酸堿指示劑變色。如能使紫色石蕊溶液變紅色。(2)與活潑金屬反應(yīng)生成鹽和氫氣。(3)與金屬氧化物反應(yīng)生成鹽和水。(4)與堿反應(yīng)生成鹽和水。(5)與某些鹽反應(yīng)生成新酸和新鹽。必備知識自主預(yù)習(xí)一、硝酸的性質(zhì)1．物理性質(zhì)顏色狀態(tài)氣味密度特性__色__________易____無液態(tài)刺激性＞

揮發(fā)實驗裝置及操作實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論

瓶口產(chǎn)生____，聞到______氣味硝酸是無色、______、____________的液體

反應(yīng)緩慢，有少量氣泡產(chǎn)生，________銅與稀硝酸常溫下緩慢反應(yīng)生成____氣體2．實驗探究硝酸的性質(zhì)白霧刺激性易揮發(fā)有刺激性氣味溶液變藍NO實驗裝置及操作實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論

反應(yīng)劇烈，有________產(chǎn)生，________銅與濃硝酸常溫下劇烈反應(yīng)生成____氣體

無明顯現(xiàn)象鐵發(fā)生____大量氣泡溶液變藍NO2鈍化

O2↑＋2H2O(3)強氧化性3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2OCu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O

4．用途硝酸是一種重要的化工原料，可用于制造炸藥、染料、塑料和硝酸鹽等。在實驗室里，硝酸是一種重要的化學(xué)試劑。判一判

(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)濃硝酸顯黃色是因為含有NO2。 (

)(2)常溫下，鐵質(zhì)容器可以盛裝濃硝酸，不可以盛裝稀硝酸。 (

)(3)除去銅粉中混有的氧化銅，可采用的方法是加入稀硝酸溶解、過濾、洗滌、干燥。 (

)(4)濃硝酸氧化性很強，常溫下就可以和碳發(fā)生反應(yīng)。 (

)√√××二、人類活動對氮循環(huán)和環(huán)境的影響1．含氮物質(zhì)的來源及危害水體富營養(yǎng)化光化學(xué)酸雨煙霧2．減少人體活動對氮循環(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(zhì)的量。(2)增強生態(tài)系統(tǒng)對含有氮元素的物質(zhì)的吸收能力。填一填將常見的環(huán)境問題填入下列括號中。(1)與SO2及氮氧化物有關(guān)。 (

)(2)與氮氧化物及碳氫化合物有關(guān)。

(

)(3)與氮氧化物及氟氯烴有關(guān)。 (

)(4)與含氮、磷元素的污水有關(guān)。 (

)酸雨光化學(xué)煙霧臭氧層空洞水體富營養(yǎng)化關(guān)鍵能力情境探究詹姆斯·弗蘭克是1925年諾貝爾物理學(xué)獎得主，二戰(zhàn)期間德國納粹政府要沒收他的諾貝爾獎牌，他輾轉(zhuǎn)來到丹麥，請求1922年諾貝爾物理學(xué)獎得主玻爾幫忙保存他的諾貝爾獎牌。1940年，德國占領(lǐng)丹麥，和玻爾同在實驗室工作的一位匈牙利化學(xué)家、1943年諾貝爾化學(xué)獎得主喬治·查爾斯·德海韋西幫他想了個主意：將獎牌放入“王水”中，純金獎牌便溶解了。他將溶解液裝在試劑瓶里放在實驗室架子上，來搜查的納粹士兵果然沒有發(fā)現(xiàn)這一秘密。戰(zhàn)爭結(jié)束后，從溶有黃金的溶液中還原提取的黃金又重新鑄造成獎牌。

硝酸的性質(zhì)[問題1]

王水的成分是什么？硝酸能將金質(zhì)獎?wù)氯芙鈫幔刻崾荆和跛址Q“王酸”“硝基鹽酸”，是一種腐蝕性非常強、冒黃色煙的液體，是濃鹽酸和濃硝酸按體積比3∶1組成的混合物；硝酸不能溶解金。[問題2]

將木炭與濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體直接通入少量澄清石灰水中，澄清石灰水能否變渾濁？提示：木炭與濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體包括NO2和CO2，NO2溶于水生成HNO3，HNO3為強酸，會中和Ca(OH)2，所以不會生成CaCO3白色沉淀，溶液不會變渾濁。[問題3]

一定量的濃硝酸中加入過量銅會發(fā)生哪些反應(yīng)？反應(yīng)停止后，如果在溶液中再加入足量稀鹽酸會發(fā)生什么反應(yīng)？

3．具體表現(xiàn)(1)硝酸和金屬的反應(yīng)①除Au、Pt等少數(shù)金屬外，硝酸幾乎可以氧化所有的金屬。②活潑金屬與HNO3反應(yīng)不生成H2，硝酸的濃度不同，還原產(chǎn)物不同，一般情況下為③常溫下濃硝酸能使Fe、Al鈍化。

√

2．下列關(guān)于硝酸的說法正確的是(

)A．常溫下，向濃硝酸中投入鐵片，會產(chǎn)生大量的紅棕色氣體B．與金屬反應(yīng)時，稀硝酸被還原為更低價態(tài)，則稀硝酸的氧化性強于濃硝酸C．硝酸電離出的H＋能被鋅、鐵等金屬還原成H2D．硝酸與金屬反應(yīng)時，是＋5價的N得電子√D

[常溫下，鐵遇濃硝酸發(fā)生鈍化，不能產(chǎn)生大量的紅棕色氣體，A項錯誤；濃硝酸比稀硝酸氧化性強，B項錯誤；硝酸有強氧化性，主要是因為＋5價的N易得電子，而HNO3電離出的H＋不能被鋅、鐵等金屬還原為H2，C項錯誤，D項正確。]3．有人用如圖所示的實驗裝置探究濃硝酸、稀硝酸分別跟銅片的反應(yīng)：(1)實驗a中試管中會看到的現(xiàn)象是____________________________。判斷銅被氧化的現(xiàn)象是______________。(2)實驗b中試管中觀察到的現(xiàn)象是____________________________________________________________。反應(yīng)的化學(xué)方程式是_________________________________________________________________。生成紅棕色氣體，溶液變藍色溶液變藍色b中試管上部先出現(xiàn)紅棕色氣體后紅棕色消失，溶液變藍色

4H2O、O2＋2NO===2NO2(3)除了氣體顏色方面的差別外，兩實驗中還有哪些實驗現(xiàn)象有明顯差異__________________________________________________。由此你能得出的結(jié)論是______________________________________。(4)以前做過濃硫酸跟銅共熱的實驗，與濃硝酸跟銅反應(yīng)的實驗相比較，濃硝酸的氧化性________(填“大于”或“小于”)濃硫酸。反應(yīng)速率明顯不同，實驗a中反應(yīng)快，實驗b中反應(yīng)慢濃硝酸的氧化性比稀硝酸的氧化性強大于將32.64g銅與140mL一定濃度的硝酸溶液反應(yīng)，銅完全溶解產(chǎn)生NO和NO2的混合氣體0.5mol。硝酸與金屬反應(yīng)的計算[問題1]

反應(yīng)中共消耗硝酸的物質(zhì)的量為多少？

[問題2]

待產(chǎn)生的氣體全部釋放后，向溶液中加入VmLamol·L-1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2+全部轉(zhuǎn)化成沉淀，則原硝酸溶液的濃度為多少？

守恒法突破硝酸與金屬反應(yīng)的計算題1．思維模型2．計算中守恒思想的應(yīng)用原子守恒法得失電子守恒法HNO3與金屬的反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)，HNO3中氮原子得電子的物質(zhì)的量等于金屬失電子的物質(zhì)的量電荷守恒法離子方程式計算法1．0.3molCu2S與HNO3溶液恰好完全反應(yīng)，生成Cu(NO3)2、H2SO4、NO和H2O，則未被還原的HNO3的物質(zhì)的量是(

)A．1.0mol

B．1.2molC．0.3mol D．2.2mol√B

[未被還原的HNO3中的氮原子的物質(zhì)的量＝反應(yīng)后Cu(NO3)2中氮原子的物質(zhì)的量。由Cu2S～2Cu(NO3)2得，n[Cu(NO3)2]＝0.6mol，所以未被還原的HNO3的物質(zhì)的量是1.2mol。]2．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(yīng)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√

學(xué)習(xí)效果隨堂評估1．下列現(xiàn)象的產(chǎn)生與人為排放大氣污染物氮氧化物無關(guān)的是(

)A．溫室效應(yīng) B．光化學(xué)煙霧C．酸雨 D．水體的富營養(yǎng)化√243題號15A

[溫室效應(yīng)主要來自CO2的大量排放，和氮氧化物無關(guān)。氮氧化物是形成光化學(xué)煙霧和酸雨的一個重要原因。水體中過量的含氮元素的物質(zhì)對水體會造成污染，使水體富營養(yǎng)化，導(dǎo)致藻類“瘋長”。]2．下列反應(yīng)中，硝酸既表現(xiàn)出氧化性又表現(xiàn)出酸性的是(

)A．稀硝酸與FeO反應(yīng)B．稀硝酸與HI反應(yīng)C．稀硝酸與Fe2O3反應(yīng)D．濃硝酸受熱分解23題號14√5

23題號145

23題號41√5

23題號4154．已知某四種單質(zhì)分別與濃硝酸混合出現(xiàn)的情況依次是①反應(yīng)生成相應(yīng)的硝酸鹽；②反應(yīng)生成最高價含氧酸；③發(fā)生鈍化；④不發(fā)生反應(yīng)。則符合上述情況的單質(zhì)可能是(

)A．Cu、Si、Zn、Au

B．Ag、P、Al、PtC．Fe、C、Sb、Hg D．Cu、S、Fe、Pb243題號15√B

[Si與濃硝酸不反應(yīng)，故A項不正確；濃硝酸在常溫下使鐵、鋁鈍化，故C項不正確；濃硝酸能與Pb反應(yīng)，故D項不正確。]5．利用如圖所示裝置進行銅與硝酸反應(yīng)的實驗。243題號15(1)硝酸一般盛放在棕色試劑瓶中，請用化學(xué)方程式說明其原因：______________________________________。

(2)使用稀硝酸進行實驗：反應(yīng)開始后，銅絲逐漸變細，有氣泡產(chǎn)生，溶液變藍。①銅與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________。②實驗中觀察到試管中的氣體略有紅棕色，其原因是_________________________(用化學(xué)方程式表示)。243題號15

3Cu2+＋2NO↑＋4H2O2NO＋O2===2NO2(3)使用濃硝酸進行實驗：反應(yīng)劇烈進行，銅絲逐漸變細，溶液變綠，試管上方出現(xiàn)紅棕色氣體。①銅與濃硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________________。②某同學(xué)推測反應(yīng)后溶液呈綠色的原因是NO2在溶液中達到飽和，NO2的飽和溶液呈黃色，硝酸銅溶液呈藍色，兩者混合后呈綠色。他取少量該綠色溶液，向其中加入適量水后溶液變?yōu)樗{色，可能的原因是______________________________用化學(xué)方程式表示)。243題號153NO2＋H2O===2HNO3＋NOCu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O課時分層作業(yè)(二十二)硝酸人類活動對氮循環(huán)和環(huán)境的影響題號135246879101112(選擇題只有一個選項符合題目要求)1．下列實驗事實與硝酸性質(zhì)不相對應(yīng)的一組是(

)A．濃硝酸使紫色石蕊溶液先變紅后褪色——酸性和強氧化性B．鐵與稀硝酸反應(yīng)不能放出氫氣——強氧化性C．要用棕色瓶盛裝濃硝酸——不穩(wěn)定性D．氫氧化亞鐵固體與稀硝酸混合——強酸性√D

[A項，濃硝酸因有酸性而使紫色石蕊溶液變紅色，又因濃硝酸的強氧化性而使其褪色；B項，因稀硝酸有強氧化性，與鐵反應(yīng)不產(chǎn)生H2；C項，因濃硝酸不穩(wěn)定，見光或受熱易分解，因此應(yīng)用棕色瓶盛裝濃硝酸，且避光保存；D項，稀硝酸與氫氧化亞鐵反應(yīng)生成硝酸鐵、一氧化氮和水，表現(xiàn)了硝酸的酸性和強氧化性。]題號135246879101112

√題號135246879101112A

[HNO3屬于酸，具有酸的通性，能與堿、堿性氧化物和某些鹽反應(yīng)，故B、C、D均體現(xiàn)了酸的通性；濃硝酸與S加熱時發(fā)生氧化還原反應(yīng)，體現(xiàn)了濃硝酸的強氧化性，A符合題意。]3．(2023·黑龍江合格考)銅絲與稀硝酸反應(yīng)的實驗現(xiàn)象敘述錯誤的是(

)A．銅絲逐漸變細B．銅絲表面有無色氣體產(chǎn)生C．溶液變藍D．產(chǎn)生的氣體遇到空氣無明顯變化√題號135246879101112D

[稀硝酸具有強氧化性，能和Cu反應(yīng)生成Cu(NO3)2，同時生成無色氣體NO，Cu不斷被溶解而導(dǎo)致銅絲逐漸變細，A正確；生成無色氣體NO，所以有氣泡產(chǎn)生，B正確；溶液中含有Cu2+，所以溶液呈藍色，C正確；生成的無色氣體NO遇空氣變成紅棕色，D錯誤。]題號1352468791011124．已知3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，則下列說法不正確的是(

)A．Cu做還原劑，HNO3做氧化劑B．HNO3在該反應(yīng)中只有部分表現(xiàn)出了氧化性C．每生成22.4L(標準狀況)NO，有3mol的電子轉(zhuǎn)移D．如果有8molHNO3被還原，則生成了2molNO√題號135246879101112D

[根據(jù)反應(yīng)：知，A項正確；HNO3在該反應(yīng)中既表現(xiàn)酸性又表現(xiàn)氧化性，B項正確；根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式分析，該反應(yīng)每生成2molNO轉(zhuǎn)移6mol電子，C項正確；HNO3被還原生成NO，若有8molHNO3被還原，則生成8molNO，D項錯誤。]題號1352468791011125．在稀硫酸中加入銅粉，銅粉不溶解，再分別加入下列物質(zhì)：①FeCl3，②Fe2O3，③Cu(NO3)2，④KNO3。能使銅粉溶解的是(

)A．僅①②

B．僅②④C．僅①②③ D．①②③④√題號135246879101112

題號1352468791011126．下列事實不能說明濃硝酸氧化性比稀硝酸強的是(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)(

)A．濃硝酸遇石蕊溶液先變紅后褪色，稀硝酸遇石蕊溶液只變紅不褪色B．濃硝酸能與NO反應(yīng)生成NO2，而稀硝酸不能與NO反應(yīng)C．濃硝酸在加熱條件下可與碳單質(zhì)反應(yīng)，而稀硝酸則不能D．足量的銅與濃硝酸、稀硝酸反應(yīng)消耗1molHNO3轉(zhuǎn)移電子數(shù)分別為NA和3NA√題號135246879101112D

[由于濃硝酸的強氧化性能將有色物質(zhì)氧化，因此濃硝酸遇石蕊溶液先變紅后褪色，而稀硝酸只能使石蕊溶液變紅，不能褪色，能夠說明濃硝酸的氧化性強于稀硝酸，A不符合題意；濃硝酸能將NO氧化成NO2，體現(xiàn)濃硝酸的強氧化性，而稀硝酸不能將NO氧化成NO2，從而說明濃硝酸的氧化性強于稀硝酸，B不符合題意；濃硝酸在加熱條件下能與碳單質(zhì)反應(yīng)生成CO2、NO2和H2O，體現(xiàn)濃硝酸的強氧化性，而稀硝酸在加熱條件下則不與碳單質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，從而推出濃硝酸的氧化性強于稀硝酸，C不符合題意；不能從轉(zhuǎn)移電子多少判斷氧化性的強弱，D符合題意。]題號135246879101112

√題號135246879101112

題號1352468791011128．硝酸是一種重要的工業(yè)原料。(1)實驗室中通常保存在棕色試劑瓶中，原因是_____________________________________(用化學(xué)方程式表示)。(2)儲運濃硝酸時通常用鐵罐或鋁罐，原因是______________________________。題號135246879101112

常溫下，鐵、鋁遇濃硝酸鈍化(3)硝酸是一種易揮發(fā)性的酸，當兩支分別蘸有濃硝酸和濃氨水的玻璃棒靠近時會產(chǎn)生大量白煙，白煙的成分是______________(寫化學(xué)式)。(4)工業(yè)上通常用氨催化氧化法制硝酸，寫出氨催化氧化的化學(xué)方程式：______________________________，硝酸工廠尾氣的主要危害是________________。題號135246879101112

NH4NO3形成酸雨[解析]

硝酸見光易分解，需避光保存；常溫下，鐵、鋁遇濃硝酸鈍化，可用鐵、鋁罐盛裝；硝酸蒸氣與氨氣反應(yīng)生成的白煙是硝酸銨。硝酸工廠尾氣中氮氧化物會引起酸雨。題號135246879101112(選擇題有一個或兩個選項符合題目要求)9．某化學(xué)興趣小組進行有關(guān)Cu、硝酸、硫酸化學(xué)性質(zhì)的實驗，實驗過程如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是(

)題號135246879101112A．①中溶液呈藍色，試管口有紅棕色氣體產(chǎn)生，稀硝酸被還原為NO2B．③中反應(yīng)的化學(xué)方程式：3Cu＋Cu(NO3)2＋4H2SO4===4CuSO4＋2NO↑＋4H2OC．③中滴加稀硫酸，銅片繼續(xù)溶解，說明稀硫酸的氧化性比稀硝酸強

D．由上述實驗可知：Cu在常溫下即可與稀硝酸反應(yīng)題號135246879101112√√

題號135246879101112步驟

現(xiàn)象Fe表面產(chǎn)生大量無色氣泡，液面上方變?yōu)榧t棕色Fe表面產(chǎn)生少量紅棕色氣泡后，迅速停止10．在通風櫥中進行下列實驗：題號135246879101112下列說法中不正確的是(

)A．Ⅰ中氣體由無色變紅棕色的化學(xué)方程式為2NO＋O2===2NO2B．Ⅱ中的現(xiàn)象說明Fe在常溫下與濃硝酸不反應(yīng)C．對比Ⅰ、Ⅱ中現(xiàn)象，說明稀硝酸的氧化性強于濃硝酸D．紅棕色