高中化学 第三章第2节第3课时 硝酸 人类活动对氮循环和环境的影响同步辅导与检测课件 鲁科版必修1.ppt

第2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 自然界中的元素 1 了解硝酸的化学性质 2 熟悉硝酸的化学性质 硝酸的强氧化性 知识清单 硝酸 1 物理性质 色 易 有 气味 密度 水 2 不稳定性硝酸见光或受热易分解 方程式 硝酸越 越容易分解 长期存放的浓hno3呈 色 这是由于 溶于硝酸的缘故 也正因为硝酸见光或受热易分解 一般将它保存在 瓶里 放置在 处 3 强氧化性硝酸具有强的氧化性 是因为硝酸分子里氮呈 5价 1 与铜的反应 现象 两支试管中均有气体产生 铜片在逐渐地溶解 a试管中反应剧烈 放出红棕色气体 溶液呈绿色 b试管中反应缓慢 产生无色气体 且气体在试管上部变为浅红棕色 溶液呈蓝色 反应的方程式 cu 4hno3 浓 cu no3 2 2no2 2h2o3cu 8hno3 稀 3cu no3 2 2no 4h2o结论 浓hno3和稀hno3都能与铜发生反应 前者生成no2 后者生成no 2 与铁的反应 现象 a试管中无明显现象 b试管中产生无色气体 且气体在试管上部变为浅红棕色 溶液呈浅黄色 结论 fe在浓hno3中钝化 fe与稀hno3反应生成no气体 同时生成fe no3 3 3 与非金属反应 硝酸能与许多非金属及某些有机物发生氧化还原反应 c 4hno3 浓 co2 4no2 2h2o 综合拓展 氧化性酸和酸的氧化性概念辨析酸的氧化性 实质上指氢离子的氧化性 任何酸都有不同程度电离出h 的能力 h 在一定条件下获得电子生成h2 因此在某些反应中酸作氧化剂其实质上是h 作氧化剂 如 锌与盐酸或稀h2so4的反应 都可以用zn 2h zn2 h2 离子方程式表示此类反应的实质 作为氧化性酸 不仅能氧化金属而且还能氧化某些非金属单质 而酸的氧化性即h 的氧化能力较弱 只能氧化较活泼的金属 即金属活动顺序表中氢前金属 特别提示 常温下铝 铁等金属可以在冷的浓硝酸中发生钝化现象 原因是浓hno3会把铝或铁的表面氧化 形成一层薄而致密的氧化膜 阻止了反应的进一步发生 由此可知 不是不反应 而是因为反应生成了氧化膜 在加热条件下该氧化膜会被破坏 因此常温下铝 铁制品可以盛放于冷的浓hno3 尝试应用 1 烧瓶中放入铜片和稀硝酸 用酒精灯加热来制取较纯净的一氧化氮 反应开始后发现瓶中充满红棕色气体 这时的操作应是 a 立即接上收集容器 用向上排空气法收集b 待烧瓶中红棕色气体消失后 用向上排空气法收集c 待烧瓶中红棕色气体消失后 用排水法收集d 立即用排水法收集 解析 铜与稀硝酸反应生成无色的no 但开始时由于瓶中含有氧气 能将no氧化为no2 但no2溶于水中又会生成no 故只要用排水法收集气体就可得到纯净的no 答案 d 2 cu与一定体积的1mol l 1的硝酸反应 如果no3 的浓度下降0 2mol l 1 则溶液中c h 同时下降 a 0 2mol l 1b 0 4mol l 1c 0 6mol l 1d 0 8mol l 1 解析 cu与稀硝酸反应的离子反应方程式为3cu 8h 2no3 3cu2 2no 4h2o 从中得出参加反应的h 与no3 的物质的量之比为8 2 4 1 因为在同一溶液中 溶液的体积相同 所以h 与no3 浓度下降之比为4 1 故溶液中c h 下降了0 8mol l 1 答案 d 知识清单 人类活动对自然界氮循环和环境的影响 1 人类活动对自然界氮循环的影响 1 作物每年要从土壤中摄取大量的氮 每100m2土地的上空约有106kg的氮 这是巨大的氮资源 闪电能使空气里的氮气转化为 一次闪电能生成80 1500kg的一氧化氮 这是一种 固氮 2 汽车的数量大大增加 由汽车排放到大气中的氮氧化物逐年增加 1 一氧化氮自然 2 光化学烟雾 光化学烟雾是指汽车尾气中的 与 经紫外线照射发生反应形成的一种有毒的浅蓝色烟雾 光化学烟雾具有特殊气味 刺激眼睛 伤害植物 并使大气能见度降低 大气中的氮氧化物主要来源于 和植物体的焚烧 以及农田土壤和动物排泄物中含氮化合物的转化 氮氧化物碳氢化合物汽车尾气化石燃料的燃烧 3 富营养化 进入水体的氮的含量增大 会导致藻类 疯长 迅速地覆盖在水面上 造成水体的 水体中的氮主要来源于 以及 所投入的饵料和肥料等 4 减少人类活动对自然界中氮循环的影响 1 控制 2 增强 我们应保护森林 植树造林 促进全球氮的良性循环 3 富营养化工业废水生活污水农田灌溉和淋洗水产养殖4 1 进入大气 陆地和海洋的有害物质的数量 2 生态系统对有害物质的吸收能力 综合拓展 光化学烟雾光化学烟雾是由汽车 工厂等污染源排入大气的碳氢化合物 hc 和氮氧化物 nox 等一次污染物 在阳光的作用下发生化学反应 生成臭氧 o3 醛 酮 酸 过氧乙酰硝酸酯 pan 等二次污染物 参与光化学反应过程的一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象叫做光化学烟雾 光化学烟雾的成分非常复杂 但是对动物 植物和材料有害的是臭氧 pan和丙烯醛 甲醛等二次污染物 人和动物受到主要伤害是眼睛和粘膜受刺激 头痛 呼吸障碍 慢性呼吸道疾病恶化 儿童肺功能异常等 植物受到臭氧的损害 开始时表皮褪色 呈蜡质状 经过一段时间后色素发生变化 叶片上出现红褐色斑点 臭氧 pan等还能造成橡胶制品的老化 脆裂 使染料褪色 并损害油漆涂料 纺织纤维和塑料制品等 光化学烟雾的预防措施有 改善能源结构 推广使用天然气和二次能源 发展区域集中供暖供热 取缔市区矮小烟囱 推广燃煤电厂烟气脱n技术 减少机动车尾气的排放 利用化学抑制剂控制光化学烟雾的形成 提倡植树造林 绿化环境 尝试应用 3 常见的大气污染物分为一次污染物和二次污染物 二次污染物是排入环境的一次污染物在物理化学因素或微生物作用下发生变化所生成的新污染物 如2no o22no2 则no2为二次污染物 下列四种气体 so2 no no2 cl2中能导致二次污染的是 a 仅 b 仅 c 仅 d 解析 so2能生成so3 no能被氧气氧化为no2 no2能与水反应生成硝酸 cl2能生成hcl 生成的这些物质都是环境污染物 答案 d 硝酸的性质 浓hno3常呈黄色的原因是 a 浓hno3易分解产生nob 浓hno3中混有fe3 c 浓hno3易分解产生no2d 浓hno3易氧化单质硫 解析 浓hno3常因见光或受热分解而呈现黄色 hno3分解产生的no2又溶于此硝酸中 而不是浓hno3混有fe3 等杂质引起的 并且浓hno3氧化单质s产生h2so4 并不是浓hno3本身出现黄色的原因 答案 c名师点睛 硝酸作为一种酸 具有酸的通性 另外还有自己独特的性质 易分解 强氧化性 变式训练 1 用铜锌合金制成的假金元宝欺骗行人的事件屡有发生 下列不易区别其真伪的方法是 a 测定密度b 放入硝酸中c 放入盐酸中d 观察外观 解析 铜锌合金通常称为黄铜 外观与黄金相似 但密度比黄金小 放入hno3 hcl中 其中的zn均可与之反应 答案 d 金属与hno3反应的定量计算及产物的确定 某金属单质跟一定浓度的硝酸反应 假定只有单一的还原产物 当参加反应的金属与被还原的hno3的物质的量之比为2 1时 还原产物是 a no2b noc n2od n2 名师点睛 金属与hno3反应的定量计算及产物的确定是本节难点 故在学习过程中应加以训练和强化 如上题中由于金属未知 hno3浓度范围未知 此题的突破口应在 还原产物单一 单质与被还原的hno3的物质的量之比为2 1 上 应用氧化还原反应电子转移守恒 变式训练 2 38 4mgcu与适量的浓hno3反应 铜全部作用后 共收集到22 4ml气体 标准状况下 反应消耗的hno3的物质的量可能是 a 1 0 10 3molb 1 6 10 3molc 2 2 10 3mold 2 4 10 3mol c no的实验室制法 如下图所示的装置可进行no的制取与收集 试回答下列问题 1 拔开试管a的橡皮塞 加入10ml6 0mol l 1稀硝酸和1 0g薄铜片 立即将带有导管的橡皮塞塞紧试管口 反应开始时速率缓慢 逐渐加快 请写出在试管a中所发生的所有反应的化学方程式 2 从反应开始到反应结束 预期在试管a中可观察到哪些现象 请依次逐一写出 3 在反应开始时 可观察到导管b中的水面先沿导管b慢慢上升到一定高度 此后又回落 然后有气泡从管口冒出 试说明反应开始时 导管中水面先上升的原因 解析 回忆cu与稀硝酸反应的有关知识进行解答 1 a中不仅有cu与稀hno3的反应 还有生成的no与a中空气中o2的反应 不要忽视第二个反应 2 a中进行了两个反应 由cu与稀hno3的反应可知 生成无色气体no 生成浅蓝色溶液cu no3 2 aq 由该反应放热 可知反应速率开始慢 后来快 由题给数据可以算出完全反应后cu无剩余 由no与o2的反应可知 开始时生成红棕色no2 但后来空气被排尽 所以试管a上部红棕色消失 3 由于反应开始时产生的no和试管a上部空气中的o2作用生成no2 no2易溶于水并与水起反应 使装置内气体的压强暂时减小 所以导管中的水面会先上升至一定高度 答案 1 3cu 8hno3 稀 3cu no2 2 2no 4h2o 2no o22no2 2 铜片和稀硝酸反应 有无色气泡产生 反应速率开始缓慢 逐渐加快 试管a上部空间由无色变为红色 又变为无色 试管a中的溶液由无色变为浅蓝色 反应结束时 铜片全部反应完 3 由于反应开始时产生的no和试管a上部空气中的o2作用生成no2 no2易溶于水并与水起反应 使装置内气体的压强暂时减小 所以导管中的水面会先上升至一定高度名师点睛 有关铜和稀硝酸反应是考试中常考的知识点 该问题还常结合no和o2反应 no2溶于水等反应来考查 只要相关知识清楚 回答问题就很容易 关键是语言叙述要准确到位 变式训练 3 将铜粉放入稀硫酸中 加热无明显现象发生 当加入下列一种物质后 铜粉的质量减少 溶液呈蓝色 同时有气体逸出 该物质是 a fe2 so4 3b na2so4c kno3d feso4 解析 溶液呈蓝色 说明铜被氧化 在原稀硫酸溶液中已含有h 当加入fe3 时 cu被氧化 但此时并没有气体放出 只有加入kno3 提供了no 相当于cu片在稀硝酸的环境中 会被氧化并放出no气体 答案 c 与环境有关的问题 20世纪初 随着电影业 石油开采加工业 飞机制造业的发展 城市面积 人口 汽车拥有量急剧增加 空气污染日益严重 1952年 洛杉矶有近400名老人因光化学污染造成心肺衰竭而死亡 光化学烟雾形成的化学过程是 当汽车尾气产生的no2在日光照射下分解成no和o2时 即开始光化学烟雾的循环 不断地产生o3 这个循环包括下列3个化学方程式 请补充化学方程式 1 no2 no o2 o o2 o3 2 写出以上3个化学反应的总反应式 解析 1 光化学烟雾的循环过程包括 三个化学反应 由此可推断 反应 no2no o2中的生成物no是反应 中的反应物 若要反应 不断地产生 就需要反应 不断进行 故反应 的生成物必定是no2 否则无法实现 循环过程 2 叠加 三个化学方程式 即得净结果 3o22o3 答案 1 2no o22no2 2 3o22o3名师点睛 在背景材料中要迅速提炼隐藏其中的化学知识 联系自己所学过的内容进行分析 解答 认真阅读材料 准确把握题意 多角度观察问题 多层面分析问题是解决较为复杂的信息给予题的基本方