【教学课件】第3节 氮的循环 第3课时 参考课件

第三章物质的性质与转化第三节氮的循环第3课时

硝酸人类活动对氮循环和环境的影响一、导入新课第二次世界大战中，玻尔被迫离开将要被德国占领的祖国。为了表示他一定要返回祖国的决心，他将诺贝尔金质奖章溶解在一种溶液里，装于玻璃瓶中，然后将它放在柜台上。战争结束后，玻尔又从溶液中还原提取出金，并重新铸成奖章。那么，玻尔是用什么溶液使金质奖章溶解的呢？原来他用的溶液叫王水。而王水的主要成分之一正是我们今天所要学习的硝酸。现在就让我们一起来学习硝酸的性质。二、硝酸的性质1.实验探究硝酸的性质实验1：取一瓶浓硝酸、打开瓶盖、小心扇闻浓硝酸的气味。实验现象：瓶口产生白雾，闻到刺激性气味。实验结论：硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体。二、硝酸的性质实验2：在两个装置中各放入一小块铜片，分别加入少量稀硝酸（4mol∙L-1）和浓硝酸（15mol∙L-1），观察发生的现象。①铜和稀硝酸实验现象：铜片溶解，溶液由无色变为蓝色，并且有无色气体生成，在试管口变为红棕色气体。实验结论：铜与稀硝酸常温下反应生成NO气体。化学反应方程式：3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O二、硝酸的性质②铜和浓硝酸实验现象：反应剧烈，有大量气泡产生，溶液变蓝。实验结论：铜与浓硝酸常温下剧烈反应生成NO2气体。化学方程式：Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O二、硝酸的性质实验3：将实验2中的铜片换成铁片进行相同的实验，观察发生现象。①铁和稀硝酸实验现象：反应剧烈，有大量气泡产生，溶液变蓝。实验结论：铜与稀硝酸常温下剧烈反应生成NO气体。化学方程式：②铁和浓硝酸实验现象：无明显现象。实验结论：发生钝化。Fe+4HNO3(稀)Fe(NO3)3+NO↑+2H2O二、硝酸的性质2.物理性质颜色状态气味密度特性无色液态刺激性ρHNO3＞ρH2O易挥发

(2)不稳定性：浓硝酸受热或见光分解，化学方程式为4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O。受热或光照二、硝酸的性质(3)强氧化性：4.用途硝酸是一种重要的化工原料，可用于制造炸药、染料、塑料和硝酸盐等。在实验室里，硝酸是一种重要的化学试剂。HNO3与金属的反应与非金属的反应如碳Cu稀硝酸浓硝酸C+4HNO3(浓)4NO2↑+CO2↑+2H2O△Fe、Al室温时浓硝酸可使铁、铝表面形成致密的氧化物薄膜而钝化Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O二、硝酸的性质【思考】某同学在实验室取出一瓶浓硝酸，发现溶液显黄色，与教材中关于浓硝酸的描述出现偏差。(1)你能帮助该同学解释一下原因吗？应该如何避免这种情况的发生？提示：浓硝酸不稳定，见光或受热会分解成NO2，NO2溶于浓硝酸使溶液显黄色；浓硝酸应该保存在棕色试剂瓶中，并放在阴凉处。(2)你能帮助该同学去除浓硝酸的黄色吗？提示：向浓硝酸中通入氧气(或空气)，发生反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，消除黄色。三、硝酸的氧化性【思考】通过以下实验分析硝酸的氧化性，并完成相关问题。问题1：金属活动性顺序表中排在氢元素前的金属与酸反应一定产生氢气吗？金属活动性顺序表中排在氢元素后的金属与酸一定不反应吗？提示：均不一定。如Fe与HNO3反应不产生氢气，Cu与浓、稀硝酸均可以反应。三、硝酸的氧化性

三、硝酸的氧化性问题4：金属与硝酸的反应中，硝酸起什么作用？分别是如何体现的？提示：①强氧化性：HNO3中＋5价的氮元素有很强的得电子能力。例如将Fe氧化为高价态的Fe3+。②酸性：生成了盐类物质。例如Fe(NO3)3、Al(NO3)3。四、硝酸与金属反应的计算【探究】问题1：铜与足量稀硝酸反应时，表现酸性的HNO3与作氧化剂的HNO3物质的量之比是多少？提示：Cu与稀硝酸反应：3Cu＋8HNO3===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。当有8molHNO3参加反应时，有2molHNO3表现氧化性，6molHNO3表现酸性，故表现酸性的HNO3与作氧化剂的HNO3物质的量之比为3∶1。四、硝酸与金属反应的计算

问题2：mgCu与足量的一定浓度的硝酸充分反应，生成VLNO、NO2混合气体(标准状况下)，则参加反应的HNO3的物质的量是多少？四、硝酸与金属反应的计算金属HNO3M(NO3)xNO、NO2等全部电离、可以参加其他反应N原子守恒得失电子守恒

利用离子方程式快速找出各种量的相互关系两个守恒一个关系一个技巧体现酸性体现氧化性参加反应未参加反应【总结】守恒法突破硝酸与金属反应的计算题1．思维模型四、硝酸与金属反应的计算2．计算中守恒思想的应用原子守恒法

得失电子守恒法HNO3与金属的反应属于氧化还原反应、HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量四、硝酸与金属反应的计算电荷守恒法

离子方程式计算法

五、人类活动对氮循环和环境的影响1.含氮物质的来源及危害化石燃料燃烧，植物体焚烧，土壤和动物排泄物中含氮化合物的转化氮氧化物产生危害与碳氢化合物发生反应与水反应生成硝酸和亚硝酸光化学烟雾酸雨工业废水农业废水危害水体富营养化五、人类活动对氮循环和环境的影响2.减少人体活动对氮循环和环境影响的措施(1)控制进入大气、土壤和水体中含有氮元素的物质的量。(2)增强生态系统对含有氮元素的物质的吸收能力。五、人类活动对氮循环和环境的影响【思考】光化学烟雾是汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物和氮氧化物(NOx)等一次污染物在阳光(紫外光)作用下发生光化学反应生成二次污染物所形成的烟雾污染现象，是碳氢化合物在紫外线作用下生成的有害浅蓝色烟雾。光化学烟雾有什么危害？提示：人和动物受到的主要伤害是眼睛和黏膜受刺激、头痛、呼吸障碍、慢性呼吸道疾病恶化、儿童肺功能异常等。六、课堂练习

D六、课堂练习例2．38.4mg铜与适量的浓硝酸反应，铜全部反应后，共收集到22.4mL(标准状况)气体，反应消耗的HNO3物质的量可能是(

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

六、课堂练习例3．下列现象的产生