2023-2024学年鲁科版（2019）必修第一册 3-3-3硝酸人类活动对氮循环和环境的影响课件（54张）

第3课时硝酸人类活动对氮循环和环境的影响学业基础核心素养学考评价学业要求1．通过对浓硝酸性质的学习，认识一氧化氮、二氧化氮、硝酸的物理性质、化学性质以及典型的实验现象，能书写主要反应的化学方程式，知道它们的主要应用，建立变化观念与平衡思想。2．通过了解人类活动对氮循环的影响，了解酸雨、光化学烟雾和水体富营养化等环境问题的危害以及如何减少氮氧化物的排放，树立环境保护的意识，同时知道常见氮的化合物在实验室中的安全使用注意事项，培养科学态度与社会责任。3．从氮元素价态、物质类别角度构建氮及其化合物的转化关系，并能够应用其分析解释实验现象及物质的保存、检验、分离等问题；能够预测陌生的含有氮元素物质的性质、反应或实验现象，设计方案制备含有氮元素的物质和研究它们的性质，培养科学探究与创新意识。知识网络学业基础一、硝酸1．硝酸的物理性质取一瓶浓硝酸打开瓶盖，瓶口产生

，用手轻轻扇动，闻到

气味。颜色状态气味密度特性________________________于水______挥发白雾刺激性无色液体刺激性大2.硝酸的化学性质(1)实验探究实验装置及操作实验现象实验结论将稀硝酸注入试管中，Cu和稀硝酸缓慢反应，产生________，在试管口变为_______，溶液_______铜与稀硝酸常温下缓慢反应生成_____气体反应剧烈，有________气体产生，溶液变为________铜与浓硝酸常温下剧烈反应生成_____气体无色气体红棕色变蓝NO红棕色蓝绿色NO2试管中有_______产生，试管口处看到_______气体铁与稀硝酸常温下可以反应，生成________气体无明显现象发生________气泡红棕色NO钝化(2)硝酸的化学性质归纳铁、铝

Cu＋4HNO3(浓)===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(浓)

4NO2↑＋O2↑＋2H2O注意：①硝酸越浓，越易分解。②浓硝酸应放在带有玻璃塞的棕色试剂瓶中密封保存，并放置在阴凉处。③硝酸分解生成的NO2溶于硝酸中，所以久置的浓硝酸呈黄色。3．硝酸的用途硝酸是一种重要的化工原料，可用于制造_______、染料、塑料和_______等，是实验室里重要的化学试剂。炸药硝酸盐

[即学即练]1．判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)常温下，将铝片放入浓硝酸，无明显现象，是因为铝和浓硝酸不反应(

)(2)实验室可以用铜和稀硝酸制备少量的NO气体(

)(3)浓硝酸氧化性很强，常温下就可以和碳发生反应(

)(4)久置的浓硝酸呈黄色，是因为硝酸分解生成NO2的缘故(

)(5)硝酸可与活泼金属反应生成盐和氢气(

)(6)硝酸与金属反应时，主要是＋5价的氮得电子(

)(7)浓硝酸与浓盐酸按3∶1的体积比所得的混合物叫王水(

)(8)常温下，向浓硝酸中投入铁片，会产生大量的红棕色气体(

)×√×√×√××

答案：A解析：A项，硝酸中氮元素的化合价降低，得到电子，硝酸体现氧化性，不能体现酸的通性；B项，HNO3和NaOH发生酸碱中和反应，体现酸的通性；C项，HNO3与碱性氧化物CuO的反应，体现酸的通性；D项，HNO3与CaCO3发生反应，体现酸的通性。3．下列有关浓硝酸的说法不正确的是(

)A．实验室常用浓硝酸与金属锌反应制备氢气B．常温下浓硝酸能使金属铝钝化C．浓硝酸不稳定，见光易分解，需要避光保存D．浓硝酸易挥发，打开瓶塞，瓶口有白雾产生答案：A4．下列反应中硝酸既表现出酸性又表现出氧化性的是(

)A．使石蕊溶液变红B．与铜反应放出NO气体并生成Cu(NO3)2C．与Na2CO3反应放出CO2气体并生成NaNO3D．与S单质混合共热时生成H2SO4和NO2答案：B5．某研究小组为了探究硝酸的性质，进行如下实验操作。(1)从试剂柜中取一瓶浓硝酸，发现其保存在

色试剂瓶中，取少量浓硝酸于试管中，发现其溶液呈“黄色”，其原因是___________________________________________________________(用化学方程式和适当文字描述)。该研究小组尝试将显“黄色”的浓硝酸恢复到原本的无色。下列措施合理的是

(填字母)。a．向浓硝酸中加水b．向浓硝酸中通入适量空气c．加热浓硝酸d．向浓硝酸中加入适量的NaOH固体棕

b(2)向浓硝酸中加入稍过量铜片，该小组同学发现，生成的气体开始呈红棕色后逐渐变浅，试写出上述反应的化学方程式：_______________________________________，在上述反应中，硝酸体现的性质为

。(3)当实验完毕，该小组同学向试管中滴入少量稀H2SO4，发现铜片又逐渐溶解，产生无色气体，试写出上述的离子方程式：___________________________________________________________(4)该小组同学向浓硝酸中加入少量碳粉，无明显现象，小心加热，发现碳粉逐渐溶解，产生红棕色气体，试写出上述反应的化学方程式：________________________________，在该反应中硝酸体现的性质为

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

氧化性二、人类活动对氮循环和环境的影响1．含氮物质的来源及其危害2．减少人类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。产生光化学烟雾形成酸雨水体富营养化[即学即练]1．判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)水体中氮元素含量增大，会促进水中植物生长，因此水体富营养化是有利的(

)(2)汽车尾气中的氮氧化物和碳氢化合物是造成光化学烟雾的元凶(

)(3)植物秸秆的焚烧产生的氮氧化物也参与了氮的循环(

)(4)含氮化合物的过度排放也是形成雾霾的主要原因(

)×√√√2．下列现象的产生与人为排放大气污染物氮氧化物无关的是(

)A．温室效应 B．光化学烟雾C．酸雨 D．水体的富营养化答案：A

答案：C

N2NaClb

解析：(2)过程②加入NaClO溶液可将氨氮转化为无毒物质，反应的化学方程式为3NaClO＋2NH3===3NaCl＋N2↑＋3H2O，所以反应后含氮元素、氯元素的物质的化学式分别为N2、NaCl。(3)含余氯废水的主要成分是NaClO和HClO，要除去余氯需加入具有还原性的物质，如Na2SO3。核心素养

答案：B

状元随笔本题考查氧化还原反应的计算，注意守恒思想与极限法的利用。本题中利用极限法解答，假设混合物全是CuS或全是Cu2S，根据铜原子守恒计算n(CuS)、n(Cu2S)，再根据得失电子守恒计算气体的物质的量，进而求得气体体积，实际气体体积介于二者之间。[提升1]铜和镁的合金4.6g完全溶于足量的硝酸后，再加入过量的NaOH溶液，生成9.7g沉淀，则合金与硝酸反应时，放出的气体可能是(

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

状元随笔硝酸与金属的反应属于氧化还原反应，氮原子得到的电子数等于金属原子失去的电子数。关键能力解硝酸与金属反应计算题的思维模式1．思维导图硝酸是一种典型的强氧化性酸，与硝酸有关的一些反应非常重要，尤其是有关硝酸反应的计算，但只要弄清反应关系，然后采用守恒法和关系式法就能破解，其思维模式为2.计算方法灵活运用原子守恒、得失电子守恒及溶液中的电荷守恒关系。例如Cu与HNO3反应中有以下等量关系：(1)N原子守恒：反应前所有的N只存在于HNO3中，反应后含N的物质有HNO3的还原产物(假设有NO2、NO)和Cu(NO3)2，若HNO3过量，则过量HNO3中也含N，则有n(N)＝n(NO2)＋n(NO)＋2n[Cu(NO3)2]＋n剩(HNO3)。

二、常见的环境污染[例2]研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关(如下图所示)。下列叙述错误的是(

)A．雾和霾的分散剂相同B．雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵C．NH3是形成无机颗粒物的催化剂D．雾霾的形成与过度施用氮肥有关答案：C解析：A对，雾的分散剂是空气，分散质是水；霾的分散剂是空气，分散质是固体颗粒。因此，雾和霾的分散剂相同。B对，由于氮氧化物和SO2转化为铵盐形成无机颗粒物，因此雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵。C错，NH3作为反应物参加反应转化为铵盐，因此NH3不是形成无机颗粒物的催化剂。D对，氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关，由于氮肥会释放出NH3，因此雾霾的形成与过度施用氮肥有关。状元随笔本题情境真实，导向明确，聚焦学科核心素养，既可以引导考生认识与化学有关的社会热点问题，形成可持续发展的意识和绿色化学观念，又体现了高考评价体系中的应用性和综合性的考查要求。

答案：C

状元随笔本题应结合元素守恒和元素化合价的变化分析各物质的成分。工业废气中的CO2和SO2都可以被过量的石灰乳吸收，而N2、CO、NO不能被吸收。从NaNO2和NH＋4反应生成无污染的气体分析，无污染的气体为N2，因为存在反应NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O，所以要使气体中的NO被NaOH溶液吸收，应该通入空气，使部分NO变成NO2，但不能过量。关键能力1.主要环境污染污染类型具体表现主要物质或原因空气污染酸雨SO2、氮氧化物光化学烟雾氮氧化物、碳氢化合物臭氧空洞氟氯代烷、碳氢化合物温室效应CO2、CH4等雾霾SO2、氮氧化物、颗粒物(PM)，颗粒物是加重雾霾天气的主要原因室内空气污染家用燃料的燃烧，烹调，吸烟产生的CO、CO2、NO、NO2、SO2等，各种建筑材料和装饰材料释放出的甲醛、苯等有机物造成的污染水体污染重金属污染重金属Hg、Cd、Pb、Cr等的离子进入水中形成的污染，主要来自化工、冶金、电子、电镀等排放的工业废水植物营养物质污染(如赤潮)进入水中腐烂的含蛋白质的物质、含磷洗涤剂及大量使用磷肥造成的水体富营养化，主要来源于工、农业生产及城市生活污水的任意排放2．绿色化学状元随笔(1)pH<5.6的雨水称为酸雨。酸雨分硫酸型和硝酸型，我国酸雨类型为硫酸型，主要原因是大量含硫化石燃料的燃烧。(2)“赤潮”和“水华”均是水体富营养化的结果。学考评价1．现有下列物质，其中必须保存在棕色试剂瓶里的是(

)①氯水②氨水③浓硝酸④浓盐酸⑤烧碱A．①②③ B．①③④C．①③ D．②⑤答案：C解析：氯水中的HClO、HNO3见光都易分解，因此要将氯水和浓硝酸保存在棕色试剂瓶中。2．下列说法符合绿色化学思想的是(

)A．对工业生产硝酸产生的废气、废水进行严格处理B．开发利用仿生固氮技术以减少氮肥使用C．验证硝酸的强氧化性时在通风橱内进行实验D．建设“花园式工厂”答案：B解析：A项，对废气、废水严格处理是补救措施，没有从源头上减少污染；B项，利用仿生固氮技术能减少氮肥使用，从源头上减少了污染物的排放；C项，在通风橱内进行实验并不能减轻对大气的污染；D项，“花园式工厂”也只是对环境的美化，没有从源头上减少污染。

答案：B

4．铜粉放入稀硫酸中加热无明显现象，当加入一种盐后，铜粉的质量明显减少，溶液变为蓝色，同时有气体逸出。则该盐可能是(

)A．Fe2(SO4)3

B．Na2CO3C．KNO3 D．CuCl2答案：C

5．下列因果关系不正确的是(

)选项原因结果A大量植树造林温室效应BSO2和NO2气体的大量排放酸雨C含氮、磷等生活废水的大量排放水华、赤潮D汽车尾气的大量排放光化学烟雾答案：A解析：植物光合作用会吸收二氧化碳，大量植树造林不会导致温室效应，A错误；SO2和NO2气体大量排放，最终会转变成硫酸和硝酸，形成酸雨，B正确；氮、磷是植物的营养元素，含氮、磷等生活废水的大量排放，会导致水体富营养化，藻类疯长，引发水华、赤潮，C正确；汽车尾气的大量排放，会产生氮氧化物，从而造成光化学烟雾，D正确。6.某浓度稀HNO3与金属M反应时，能得到＋2价硝酸盐，反应时M与HNO3的物质的量之比为5∶12，则反应时HNO3的还原产物是(

)A．NH4NO3 B．N2C．N2O D．NO答案：B解析：稀HNO3与金属M反应时，能得到＋2价硝酸盐M(NO3)2，反应时M与HNO3的物质的量之比为5∶12，若12mol硝酸反应时10mol硝酸表现酸性，2mol硝酸表现氧化性，可知5molM失去的电子与2molHNO3得到的电子数目相等，设还原产物中N元素的化合价为x，则5mol×(2－0