鲁科版高中化学必修第一册第3章第3节第3课时硝酸人类活动对氮循环和环境的影响基础课课件

第3课时硝酸人类活动对氮循环和环境的影响(基础课)第3章物质的性质与转化第3节氮的循环素养目标1．能从物质类别、氮元素的价态的角度预测分析硝酸的性质。2．了解硝酸对人类发展的贡献，了解人类活动对氮循环和环境的影响。初高衔接酸的通性：(1)使酸碱指示剂变色。如能使紫色石蕊溶液变红色。(2)与活泼金属反应生成盐和氢气。(3)与金属氧化物反应生成盐和水。(4)与碱反应生成盐和水。(5)与某些盐反应生成新酸和新盐。必备知识自主预习一、硝酸的性质1．物理性质颜色状态气味密度特性__色__________易____无液态刺激性＞

挥发实验装置及操作实验现象实验结论

瓶口产生____，闻到______气味硝酸是无色、______、____________的液体

反应缓慢，有少量气泡产生，________铜与稀硝酸常温下缓慢反应生成____气体2．实验探究硝酸的性质白雾刺激性易挥发有刺激性气味溶液变蓝NO实验装置及操作实验现象实验结论

反应剧烈，有________产生，________铜与浓硝酸常温下剧烈反应生成____气体

无明显现象铁发生____大量气泡溶液变蓝NO2钝化

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

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。判一判

(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)浓硝酸显黄色是因为含有NO2。 (

)(2)常温下，铁质容器可以盛装浓硝酸，不可以盛装稀硝酸。 (

)(3)除去铜粉中混有的氧化铜，可采用的方法是加入稀硝酸溶解、过滤、洗涤、干燥。 (

)(4)浓硝酸氧化性很强，常温下就可以和碳发生反应。 (

)√√××二、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水体富营养化光化学酸雨烟雾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。填一填将常见的环境问题填入下列括号中。(1)与SO2及氮氧化物有关。 (

)(2)与氮氧化物及碳氢化合物有关。

(

)(3)与氮氧化物及氟氯烃有关。 (

)(4)与含氮、磷元素的污水有关。 (

)酸雨光化学烟雾臭氧层空洞水体富营养化关键能力情境探究詹姆斯·弗兰克是1925年诺贝尔物理学奖得主，二战期间德国纳粹政府要没收他的诺贝尔奖牌，他辗转来到丹麦，请求1922年诺贝尔物理学奖得主玻尔帮忙保存他的诺贝尔奖牌。1940年，德国占领丹麦，和玻尔同在实验室工作的一位匈牙利化学家、1943年诺贝尔化学奖得主乔治·查尔斯·德海韦西帮他想了个主意：将奖牌放入“王水”中，纯金奖牌便溶解了。他将溶解液装在试剂瓶里放在实验室架子上，来搜查的纳粹士兵果然没有发现这一秘密。战争结束后，从溶有黄金的溶液中还原提取的黄金又重新铸造成奖牌。

硝酸的性质[问题1]

王水的成分是什么？硝酸能将金质奖章溶解吗？提示：王水又称“王酸”“硝基盐酸”，是一种腐蚀性非常强、冒黄色烟的液体，是浓盐酸和浓硝酸按体积比3∶1组成的混合物；硝酸不能溶解金。[问题2]

将木炭与浓硝酸反应产生的气体直接通入少量澄清石灰水中，澄清石灰水能否变浑浊？提示：木炭与浓硝酸反应产生的气体包括NO2和CO2，NO2溶于水生成HNO3，HNO3为强酸，会中和Ca(OH)2，所以不会生成CaCO3白色沉淀，溶液不会变浑浊。[问题3]

一定量的浓硝酸中加入过量铜会发生哪些反应？反应停止后，如果在溶液中再加入足量稀盐酸会发生什么反应？

3．具体表现(1)硝酸和金属的反应①除Au、Pt等少数金属外，硝酸几乎可以氧化所有的金属。②活泼金属与HNO3反应不生成H2，硝酸的浓度不同，还原产物不同，一般情况下为③常温下浓硝酸能使Fe、Al钝化。

√

2．下列关于硝酸的说法正确的是(

)A．常温下，向浓硝酸中投入铁片，会产生大量的红棕色气体B．与金属反应时，稀硝酸被还原为更低价态，则稀硝酸的氧化性强于浓硝酸C．硝酸电离出的H＋能被锌、铁等金属还原成H2D．硝酸与金属反应时，是＋5价的N得电子√D

[常温下，铁遇浓硝酸发生钝化，不能产生大量的红棕色气体，A项错误；浓硝酸比稀硝酸氧化性强，B项错误；硝酸有强氧化性，主要是因为＋5价的N易得电子，而HNO3电离出的H＋不能被锌、铁等金属还原为H2，C项错误，D项正确。]3．有人用如图所示的实验装置探究浓硝酸、稀硝酸分别跟铜片的反应：(1)实验a中试管中会看到的现象是____________________________。判断铜被氧化的现象是______________。(2)实验b中试管中观察到的现象是____________________________________________________________。反应的化学方程式是_________________________________________________________________。生成红棕色气体，溶液变蓝色溶液变蓝色b中试管上部先出现红棕色气体后红棕色消失，溶液变蓝色

4H2O、O2＋2NO===2NO2(3)除了气体颜色方面的差别外，两实验中还有哪些实验现象有明显差异__________________________________________________。由此你能得出的结论是______________________________________。(4)以前做过浓硫酸跟铜共热的实验，与浓硝酸跟铜反应的实验相比较，浓硝酸的氧化性________(填“大于”或“小于”)浓硫酸。反应速率明显不同，实验a中反应快，实验b中反应慢浓硝酸的氧化性比稀硝酸的氧化性强大于将32.64g铜与140mL一定浓度的硝酸溶液反应，铜完全溶解产生NO和NO2的混合气体0.5mol。硝酸与金属反应的计算[问题1]

反应中共消耗硝酸的物质的量为多少？

[问题2]

待产生的气体全部释放后，向溶液中加入VmLamol·L-1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为多少？

守恒法突破硝酸与金属反应的计算题1．思维模型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电荷守恒法离子方程式计算法1．0.3molCu2S与HNO3溶液恰好完全反应，生成Cu(NO3)2、H2SO4、NO和H2O，则未被还原的HNO3的物质的量是(

)A．1.0mol

B．1.2molC．0.3mol D．2.2mol√B

[未被还原的HNO3中的氮原子的物质的量＝反应后Cu(NO3)2中氮原子的物质的量。由Cu2S～2Cu(NO3)2得，n[Cu(NO3)2]＝0.6mol，所以未被还原的HNO3的物质的量是1.2mol。]2．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√

学习效果随堂评估1．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√243题号15A

[温室效应主要来自CO2的大量排放，和氮氧化物无关。氮氧化物是形成光化学烟雾和酸雨的一个重要原因。水体中过量的含氮元素的物质对水体会造成污染，使水体富营养化，导致藻类“疯长”。]2．下列反应中，硝酸既表现出氧化性又表现出酸性的是(

)A．稀硝酸与FeO反应B．稀硝酸与HI反应C．稀硝酸与Fe2O3反应D．浓硝酸受热分解23题号14√5

23题号145

23题号41√5

23题号4154．已知某四种单质分别与浓硝酸混合出现的情况依次是①反应生成相应的硝酸盐；②反应生成最高价含氧酸；③发生钝化；④不发生反应。则符合上述情况的单质可能是(

)A．Cu、Si、Zn、Au

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

[Si与浓硝酸不反应，故A项不正确；浓硝酸在常温下使铁、铝钝化，故C项不正确；浓硝酸能与Pb反应，故D项不正确。]5．利用如图所示装置进行铜与硝酸反应的实验。243题号15(1)硝酸一般盛放在棕色试剂瓶中，请用化学方程式说明其原因：______________________________________。

(2)使用稀硝酸进行实验：反应开始后，铜丝逐渐变细，有气泡产生，溶液变蓝。①铜与稀硝酸反应的离子方程式为________________________________________________。②实验中观察到试管中的气体略有红棕色，其原因是_________________________(用化学方程式表示)。243题号15

3Cu2+＋2NO↑＋4H2O2NO＋O2===2NO2(3)使用浓硝酸进行实验：反应剧烈进行，铜丝逐渐变细，溶液变绿，试管上方出现红棕色气体。①铜与浓硝酸反应的化学方程式为__________________________________________。②某同学推测反应后溶液呈绿色的原因是NO2在溶液中达到饱和，NO2的饱和溶液呈黄色，硝酸铜溶液呈蓝色，两者混合后呈绿色。他取少量该绿色溶液，向其中加入适量水后溶液变为蓝色，可能的原因是______________________________用化学方程式表示)。243题号153NO2＋H2O===2HNO3＋NOCu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O课时分层作业(二十二)硝酸人类活动对氮循环和环境的影响题号135246879101112(选择题只有一个选项符合题目要求)1．下列实验事实与硝酸性质不相对应的一组是(

)A．浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红后褪色——酸性和强氧化性B．铁与稀硝酸反应不能放出氢气——强氧化性C．要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性D．氢氧化亚铁固体与稀硝酸混合——强酸性√D

[A项，浓硝酸因有酸性而使紫色石蕊溶液变红色，又因浓硝酸的强氧化性而使其褪色；B项，因稀硝酸有强氧化性，与铁反应不产生H2；C项，因浓硝酸不稳定，见光或受热易分解，因此应用棕色瓶盛装浓硝酸，且避光保存；D项，稀硝酸与氢氧化亚铁反应生成硝酸铁、一氧化氮和水，表现了硝酸的酸性和强氧化性。]题号135246879101112

√题号135246879101112A

[HNO3属于酸，具有酸的通性，能与碱、碱性氧化物和某些盐反应，故B、C、D均体现了酸的通性；浓硝酸与S加热时发生氧化还原反应，体现了浓硝酸的强氧化性，A符合题意。]3．(2023·黑龙江合格考)铜丝与稀硝酸反应的实验现象叙述错误的是(

)A．铜丝逐渐变细B．铜丝表面有无色气体产生C．溶液变蓝D．产生的气体遇到空气无明显变化√题号135246879101112D

[稀硝酸具有强氧化性，能和Cu反应生成Cu(NO3)2，同时生成无色气体NO，Cu不断被溶解而导致铜丝逐渐变细，A正确；生成无色气体NO，所以有气泡产生，B正确；溶液中含有Cu2+，所以溶液呈蓝色，C正确；生成的无色气体NO遇空气变成红棕色，D错误。]题号1352468791011124．已知3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，则下列说法不正确的是(

)A．Cu做还原剂，HNO3做氧化剂B．HNO3在该反应中只有部分表现出了氧化性C．每生成22.4L(标准状况)NO，有3mol的电子转移D．如果有8molHNO3被还原，则生成了2molNO√题号135246879101112D

[根据反应：知，A项正确；HNO3在该反应中既表现酸性又表现氧化性，B项正确；根据反应的化学方程式分析，该反应每生成2molNO转移6mol电子，C项正确；HNO3被还原生成NO，若有8molHNO3被还原，则生成8molNO，D项错误。]题号1352468791011125．在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，再分别加入下列物质：①FeCl3，②Fe2O3，③Cu(NO3)2，④KNO3。能使铜粉溶解的是(

)A．仅①②

B．仅②④C．仅①②③ D．①②③④√题号135246879101112

题号1352468791011126．下列事实不能说明浓硝酸氧化性比稀硝酸强的是(NA表示阿伏加德罗常数的值)(

)A．浓硝酸遇石蕊溶液先变红后褪色，稀硝酸遇石蕊溶液只变红不褪色B．浓硝酸能与NO反应生成NO2，而稀硝酸不能与NO反应C．浓硝酸在加热条件下可与碳单质反应，而稀硝酸则不能D．足量的铜与浓硝酸、稀硝酸反应消耗1molHNO3转移电子数分别为NA和3NA√题号135246879101112D

[由于浓硝酸的强氧化性能将有色物质氧化，因此浓硝酸遇石蕊溶液先变红后褪色，而稀硝酸只能使石蕊溶液变红，不能褪色，能够说明浓硝酸的氧化性强于稀硝酸，A不符合题意；浓硝酸能将NO氧化成NO2，体现浓硝酸的强氧化性，而稀硝酸不能将NO氧化成NO2，从而说明浓硝酸的氧化性强于稀硝酸，B不符合题意；浓硝酸在加热条件下能与碳单质反应生成CO2、NO2和H2O，体现浓硝酸的强氧化性，而稀硝酸在加热条件下则不与碳单质发生反应，从而推出浓硝酸的氧化性强于稀硝酸，C不符合题意；不能从转移电子多少判断氧化性的强弱，D符合题意。]题号135246879101112

√题号135246879101112

题号1352468791011128．硝酸是一种重要的工业原料。(1)实验室中通常保存在棕色试剂瓶中，原因是_____________________________________(用化学方程式表示)。(2)储运浓硝酸时通常用铁罐或铝罐，原因是______________________________。题号135246879101112

常温下，铁、铝遇浓硝酸钝化(3)硝酸是一种易挥发性的酸，当两支分别蘸有浓硝酸和浓氨水的玻璃棒靠近时会产生大量白烟，白烟的成分是______________(写化学式)。(4)工业上通常用氨催化氧化法制硝酸，写出氨催化氧化的化学方程式：______________________________，硝酸工厂尾气的主要危害是________________。题号135246879101112

NH4NO3形成酸雨[解析]

硝酸见光易分解，需避光保存；常温下，铁、铝遇浓硝酸钝化，可用铁、铝罐盛装；硝酸蒸气与氨气反应生成的白烟是硝酸铵。硝酸工厂尾气中氮氧化物会引起酸雨。题号135246879101112(选择题有一个或两个选项符合题目要求)9．某化学兴趣小组进行有关Cu、硝酸、硫酸化学性质的实验，实验过程如图所示。下列有关说法正确的是(

)题号135246879101112A．①中溶液呈蓝色，试管口有红棕色气体产生，稀硝酸被还原为NO2B．③中反应的化学方程式：3Cu＋Cu(NO3)2＋4H2SO4===4CuSO4＋2NO↑＋4H2OC．③中滴加稀硫酸，铜片继续溶解，说明稀硫酸的氧化性比稀硝酸强

D．由上述实验可知：Cu在常温下即可与稀硝酸反应题号135246879101112√√

题号135246879101112步骤

现象Fe表面产生大量无色气泡，液面上方变为红棕色Fe表面产生少量红棕色气泡后，迅速停止10．在通风橱中进行下列实验：题号135246879101112下列说法中不正确的是(

)A．Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式为2NO＋O2===2NO2B．Ⅱ中的现象说明Fe在常温下与浓硝酸不反应C．对比Ⅰ、Ⅱ中现象，说明稀硝酸的氧化性强于浓硝酸D．红棕色