高中化學(xué)必修1課件323硝酸人類活動對氮循環(huán)和環(huán)境的影響

第3章第2節(jié)氮的循環(huán)第3課時硝酸人類活動對氮循環(huán)和環(huán)境的影響1.掌握硝酸的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。2.了解人類活動對氮循環(huán)的影響，知道造成酸雨、光化學(xué)煙霧和富營養(yǎng)化等環(huán)境問題的原因。3.了解如何減少氮氧化物的排放，樹立環(huán)境保護(hù)意識。目標(biāo)導(dǎo)航基礎(chǔ)知識導(dǎo)學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)探究隨堂達(dá)標(biāo)檢測欄目索引一、硝酸基礎(chǔ)知識導(dǎo)學(xué)答案1.物理性質(zhì)純硝酸為

色、有

氣味的液體，沸點(diǎn)

，

揮發(fā)，在空氣中呈“白霧”狀，質(zhì)量分?jǐn)?shù)95%以上的濃硝酸稱為“

硝酸”。2.化學(xué)性質(zhì)(1)酸性：屬于強(qiáng)酸，具有酸的通性，如CaCO3與HNO3反應(yīng)_____________________________________________。(2)不穩(wěn)定性：見光或受熱易分解，化學(xué)方程式為_______________________________________。CaCO3＋2HNO3(稀)===Ca(NO3)2＋CO2↑＋H2O4NO2↑＋O2↑＋2H2O無刺激性

低易發(fā)煙(3)強(qiáng)氧化性：①與金屬反應(yīng)：硝酸具有強(qiáng)氧化性，能與除

、

、

以外的大多數(shù)金屬反應(yīng)。a.Cu與濃HNO3反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________________。Cu與稀HNO3反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________________。Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O金鉑鈦答案相關(guān)視頻b.與Fe、Al反應(yīng)：_______時濃硝酸可使鐵、鋁表面形成致密的氧化膜而

，所以可以用

容器或

容器盛放濃硝酸。答案常溫鈍化鐵鋁答案②與非金屬反應(yīng)：碳與濃硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________________。＋2H2O相關(guān)視頻答案3.用途硝酸是一種重要的化工原料，可用于制造

、

、

、

等。炸藥染料塑料硝酸鹽答案二、人類活動對氮循環(huán)和環(huán)境的影響1.含氮氧化物的危害(1)臭氧層空洞：主要是氮氧化物、氟氯代烴等的排放引起的；會使地球上的生物受太陽紫外線的傷害加劇。(2)光化學(xué)煙霧：汽車尾氣中的

和

經(jīng)紫外線照射發(fā)生反應(yīng)形成的一種有毒的煙霧。(3)酸雨：氮氧化物與空氣中的水反應(yīng)生成的

__________

是酸雨的成分。(4)水體富營養(yǎng)化：當(dāng)進(jìn)入水的氮含量增大時，會造成水體的富營養(yǎng)化，導(dǎo)致藻類“瘋長”并覆蓋在水面上。氮氧化物碳?xì)浠衔锵跛岷蛠喯跛?.減少人類活動對氮循環(huán)和環(huán)境的影響的措施(1)控制進(jìn)入大氣、陸地和海洋的有害物質(zhì)的

。(2)增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)對有害物質(zhì)的

，如保護(hù)森林、植樹造林等。3.環(huán)境問題與產(chǎn)生原因(1)“臭氧空洞”主要是大量使用氟氯代烴等引起的。(2)“光化學(xué)煙霧”主要是由NOx等引起的。(3)“酸雨”主要是由空氣中SO2、NO2濃度增大引起的。(4)“白色污染”主要是由聚乙烯塑料等引起的。(5)“溫室效應(yīng)”主要是由空氣中CO2濃度增大引起的。答案數(shù)量吸收能力練一練1.正誤判斷，正確的打“√”，錯誤的打“×”(1)金屬與硝酸反應(yīng)無H2放出是因?yàn)橄跛嶂蠳元素的化合價處于最高價態(tài)，其得電子能力強(qiáng)于H＋(

)(2)碳、銅分別與濃硝酸反應(yīng)，濃硝酸均只表現(xiàn)強(qiáng)氧化性(

)(3)濃硝酸能用鐵制容器或鋁制器存放是因?yàn)殇X、鐵與濃硝酸不反應(yīng)(

)(4)向濃硝酸中滴加石蕊溶液，現(xiàn)象為先變紅后退色(

)答案√××√2．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(biāo)準(zhǔn)狀況)NO有3mol電子轉(zhuǎn)移D．如果有8molHNO3被還原，則生成了2molNO解析答案解析根據(jù)反應(yīng)

知，A正確；HNO3在該反應(yīng)中既表現(xiàn)酸性又表現(xiàn)氧化性，B正確；根據(jù)雙線橋分析，該反應(yīng)每生成2molNO轉(zhuǎn)移6mol電子，C正確；HNO3被還原生成NO，若有8molHNO3被還原，則生成8molNO，D錯誤。答案D3.回答下列問題。(1)有時在實(shí)驗(yàn)室看到的硝酸顯黃色，理由是________________________________________________________________________。實(shí)驗(yàn)室保存硝酸的方法是________________________________________。(2)銅與足量濃HNO3反應(yīng)時，表現(xiàn)酸性的硝酸與作氧化劑的HNO3物質(zhì)的量之比為______。(3)銅粉放入稀硫酸溶液中，加熱后無明顯變化，但加入某鹽一段時間后，發(fā)現(xiàn)銅粉質(zhì)量減少，則該鹽不可能是___(填序號)。A.FeCl3 B.NaClC.KNO3 D.Cu(NO3)2答案

久置硝酸顯黃色是由于硝酸見光或受熱發(fā)生了分解，生成的NO2溶于濃硝酸所致

保存時應(yīng)保存在棕色試劑瓶中，并置于陰涼處1∶1B(4)一定量的濃硝酸與足量的銅充分反應(yīng)，生成氣體的成分有__________，寫出反應(yīng)的離子方程式：_________________________________________________________________________________。向反應(yīng)后的溶液中加入稀硫酸，如果反應(yīng)，寫出反應(yīng)的離子方程式：_______________________________________________。(5)從某金屬粉末(含有Au、Cu、Ag)中分離出Au，加入的試劑是________，寫出Ag參與反應(yīng)的化學(xué)方程式：___________________________________。答案NO2、NO稀硝酸3Ag＋4HNO3===3AgNO3＋NO↑＋2H2O3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O(6)往兩支分別裝有淺綠色的Fe(NO3)2和FeSO4溶液的試管中分別逐滴加入稀鹽酸時，溶液的顏色變化應(yīng)該為Fe(NO3)2溶液_______________；FeSO4溶液___________。答案淺綠色變棕黃色不變色返回一、硝酸的強(qiáng)氧化性重點(diǎn)難點(diǎn)探究1.硝酸與金屬的反應(yīng)一般規(guī)律：金屬與硝酸反應(yīng)不生成H2。(1)硝酸能與除Au、Pt外的絕大多數(shù)金屬反應(yīng)：如：2HNO3(濃)＋Ag===AgNO3＋NO2↑＋H2O；4HNO3(稀)＋3Ag===3AgNO3＋NO↑＋2H2O。(2)濃硝酸與Fe、Al的反應(yīng)：濃HNO3——常溫條件：Fe、Al鈍化(化學(xué)變化)—加熱條件：生成硝酸鹽＋NO2＋H2O(3)稀HNO3與Fe的反應(yīng)：①反應(yīng)原理：a.Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O。b.3Fe(過量)＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。②反應(yīng)關(guān)系：

③反應(yīng)產(chǎn)物與反應(yīng)物用量關(guān)系：n(參加反應(yīng)的HNO3)＝4n(被還原的HNO3)2.濃硝酸與非金屬的反應(yīng)(1)濃硝酸與部分還原性較強(qiáng)(或氧化性較弱)的非金屬單質(zhì)(如C、S、P等)反應(yīng)。3.硝酸與還原性化合物的反應(yīng)(1)硝酸能氧化具有還原性的化合物或離子，如：亞鐵鹽、亞硫酸鹽、硫化物、碘化物、氧化亞鐵、四氧化三鐵、二氧化硫等。(1)硝酸的還原產(chǎn)物與硝酸的濃度和金屬活動順序有關(guān)。一般硝酸濃度越小，還原產(chǎn)物價態(tài)越低。①與較不活潑金屬Cu、Ag等反應(yīng)時：濃HNO3――→NO2，稀HNO3――→NO；②與較活潑金屬M(fèi)g、Al、Fe等反應(yīng)時：濃HNO3――→NO2，稀HNO3――→NO，極稀HNO3――→N2O、NH4NO3等。

特別提醒例1

將相同質(zhì)量的銅分別與過量濃硝酸、稀硝酸反應(yīng)，下列敘述正確的是(

)A.反應(yīng)速率：兩者相同B.消耗硝酸的物質(zhì)的量：前者多，后者少C.反應(yīng)生成氣體的顏色：前者淺，后者深D.反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)：前者多，后者少解析答案解析相同質(zhì)量的銅分別和過量濃硝酸、稀硝酸反應(yīng)時，濃硝酸參與的反應(yīng)更劇烈，A錯；銅和濃硝酸、稀硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為①4HNO3(濃)＋Cu===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，②8HNO3(稀)＋3Cu===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。①產(chǎn)生紅棕色氣體，②產(chǎn)生無色氣體，C錯誤；由于參加反應(yīng)的銅的質(zhì)量相同，且兩反應(yīng)中還原劑都是銅，反應(yīng)后銅的價態(tài)又相同，所以反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)相等，D錯；答案BCu(NO3)2晶體制備方案的選擇制備Cu(NO3)2晶體有如下方案：解題反思(2)Cu＋HNO3(濃)―――→Cu(NO3)2，(3)Cu＋HNO3(稀)―――→Cu(NO3)2，(1)(2)(3)反應(yīng)過程中產(chǎn)生SO2、NO2、NO等大氣污染物，同時H2SO4、HNO3因化合價發(fā)生變化，不會全部轉(zhuǎn)化為Cu(NO3)2，經(jīng)濟(jì)效益差。從經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境保護(hù)考慮應(yīng)選擇方案(4)。變式訓(xùn)練1

下列說法正確的是(

)A.在稀硫酸中加入銅粉，銅粉不溶解，再加Cu(NO3)2晶體，銅粉溶解B.向裝有Fe(NO3)2溶液的試管中加入稀硫酸，試管口觀察到紅棕色氣體，

說明HNO3分解生成NO2C.向溶液中滴加BaCl2溶液無白色沉淀，再滴加稀HNO3，有白色沉淀，

證明溶液中含有D.向Na2S溶液中加入稀硝酸放出H2S氣體

解析答案答案A容易忽視HNO3強(qiáng)氧化性的幾種情況(1)復(fù)分解反應(yīng)中忽視HNO3強(qiáng)氧化性。如：FeO、Fe3O4、Fe(OH)2、Na2S、Na2SO3等與HNO3反應(yīng)時，會發(fā)生氧化還原反應(yīng)。(2)置換反應(yīng)中忽視HNO3強(qiáng)氧化性。如：活潑金屬M(fèi)g、Al、Zn、Fe等與稀HNO3反應(yīng)不放H2。①實(shí)驗(yàn)室不用Zn粒和稀HNO3反應(yīng)制H2；②與Al反應(yīng)放出H2的溶液中，若有H＋大量存在，則不能大量存在解題反思(4)硝酸鹽溶液中加酸時忽視HNO3的強(qiáng)氧化性。如：①Cu與少量稀HNO3反應(yīng)的產(chǎn)物[Cu(NO3)2]中加入稀H2SO4；②Fe與少量稀H2SO4反應(yīng)的產(chǎn)物(FeSO4)中加入HNO3。③SO2氣體通入Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀。二、金屬與硝酸反應(yīng)的計(jì)算1.反應(yīng)的規(guī)律(1)反應(yīng)通式：M＋HNO3―→M(NO3)n＋還原產(chǎn)物＋H2O。(2)還原產(chǎn)物：濃HNO3―→NO2；稀HNO3―→NO。(3)HNO3的物質(zhì)的量：①起氧化作用的HNO3轉(zhuǎn)化為氣體(NO、NO2)時，氣體的物質(zhì)的量等于被還原的酸的物質(zhì)的量。②起酸性作用的HNO3轉(zhuǎn)移到生成物鹽中，可以根據(jù)金屬陽離子的物質(zhì)的量求出。③沒有參加反應(yīng)的HNO3，可根據(jù)溶液中H＋的物質(zhì)的量求出。(2)得失電子守恒：硝酸與金屬反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)，N原子得到的電子數(shù)等于金屬原子失去的電子數(shù)。例2

將7.68g銅與50mL一定濃度的硝酸恰好完全反應(yīng)，收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48L氣體。請回答：(1)NO的體積為________L，NO2的體積為________L。(2)被還原的硝酸的物質(zhì)的量是________mol。(3)硝酸的物質(zhì)的量濃度是________mol·L－1。解析答案解析答案則V(NO2)＝0.18mol×22.4L·mol－1＝4.032L，V(NO)＝(0.2－0.18)mol×22.4L·mol－1＝0.448L。解法二：Cu～Cu2＋～2e－

0.12mol0.24molHNO3

～NO2↑～e－

n(NO2)

n(NO2)HNO3

～NO↑

～3e－

n(NO)3n(NO)由得失電子守恒得：n(NO2)＋3n(NO)＝0.24mol又因n(NO2)＋n(NO)＝0.2mol，解得n(NO2)＝0.18mol，n(NO)＝0.02mol，即V(NO2)＝4.032L，V(NO)＝0.448L。解析答案(2)HNO3被還原生成NO和NO2，故被還原的n(HNO3)＝n(NO2)＋n(NO)＝0.2mol。(3)參加反應(yīng)的HNO3為n(HNO3)＝2n(Cu)＋[n(NO)＋n(NO2)]＝2×0.12mol＋0.2mol＝0.44mol，

答案

(1)0.448

4.032

(2)0.2

(3)8.8解析答案返回返回答案C隨堂達(dá)標(biāo)檢測1.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.稀硫酸 D.濃鹽酸12345解析答案B解析Al在濃HNO3中鈍化，銅與濃HNO3可反應(yīng)。2.關(guān)于硝酸的說法中正確的是(

)A.硝酸電離出的H＋，能被Zn還原成H2B.常溫下，向濃HNO3中投入Fe片，會產(chǎn)生大量的紅棕色氣體C.向裝有Fe(NO3)2溶液的試管中加入稀H2SO4，可在管口觀察到紅棕色氣體D.過量的Fe粉中加入稀HNO3，充分反應(yīng)后，滴入KSCN溶液，溶液呈紅色1234解析答案5解析A不正確，硝酸具有強(qiáng)氧化性，與Zn反應(yīng)生成含氮氧化物等，不能生成H2；B不正確，F(xiàn)e被濃硝酸鈍化，阻止進(jìn)一步反應(yīng)；1234D不正確，過量的Fe粉中加入稀HNO3，生成Fe2＋，與KSCN溶液不反應(yīng)。答案C51234解析答案3.相同質(zhì)量的銅片分別與過量的體積相同的濃硝酸、稀硝酸反應(yīng)。二者比較，相等的是(

)①銅片消耗完所需時間②反應(yīng)生成的氣體體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)

③反應(yīng)中氧化劑得到的電子總數(shù)④反應(yīng)后溶液中銅離子的濃度A.①③B.②④C.③④D.只有①51234解析濃硝酸與Cu反應(yīng)劇烈，所用時間短；因Cu反應(yīng)后均生成Cu2＋，故等質(zhì)量的Cu失電子數(shù)相等，生成n(Cu2＋)相等，又溶液體積相同，故c(Cu2＋)相等；由電子守恒知Cu―→2NO2,3Cu―→2NO，故生成氣體體積不等。答案C54.將硝酸表現(xiàn)出的性質(zhì)填在下列各反應(yīng)操作或現(xiàn)象后：A.氧化性

B.酸性C.還原性

D.不穩(wěn)定性(1)久置的濃硝酸變黃色________。(2)用硝酸浸洗附有銀的試管________。(3)常溫下用鐵制或鋁制容器貯存、運(yùn)輸濃HNO3____________________。(4)用稀HNO3浸洗久置石灰水試劑瓶上的固體_________________。(5)用Cu和稀HNO3制NO氣體________。(6)濃HNO3中滴入石蕊溶液并微熱，石蕊溶液先變紅后退色________。1234解析答案5解析濃HNO3見光或受熱易分解生成NO2，NO2又溶于硝酸中而使其顯黃色。濃硝酸具有強(qiáng)氧化性，常溫下使Fe、Al金屬鈍化，與金屬Cu、Ag等都能發(fā)生反應(yīng)。硝酸具有酸