鲁科版必修1 第3章第2节 氮的循环（第3课时） 教案.doc

第3章 自然界中的元素第2节 氮的循环第3课时 硝酸人类活动对自然界氮循环和环境的影响三维目标【知识与技能】1. 通过观察思考活动，认识 hno3的性质。2. 初步体会物质的浓度对化学反应产物的影响，进一步认识实验中变量控制的思想。3. 通过介绍酸雨，光化学烟雾和富营养化等环境问题，了解人类活动对氮循环的影响，树立保护环境的意识。【过程与方法】1. 培养学生观察实验、通过实验现象分析总结物质性质的能力。2. 了解物质的浓度对化学反应产物的影响，进一步树立实验中量变引起质变的思想。【情感、态度与价值观】通过介绍酸雨、光化学烟雾和富营养化等环境问题，了解人类活动对氮循环的影响，树立保护环境的意识。教学重点硝酸的性质。教学难点硝酸的氧化性及氮元素化合价的转变。教学过程【引入】通过前面的学习，大家已经掌握了氨气的有关性质。本节课我们一起来学习一种新的物质硝酸。硝酸不仅是一种重要的化工原料，也是我们化学实验室常用到的一种重要的化学试剂。接下来，我们一起来探讨它的性质与应用。【板书】一、硝酸的重要性质【讲述】1. 物理性质：纯hno3是无色、易挥发（沸点83 ）、有刺激性气味的液体。易溶于水，密度比水大，常用的浓hno3质量分数为69%，98%的硝酸称“发烟硝酸”。2. 化学性质（1）硝酸的通性hno3 = h+ no（2）使指示剂变色稀硝酸中加入紫色石蕊试液：变红浓硝酸中加入紫色石蕊试液：先变红后褪色（微热）（3）与碱反应：hno3 +naoh=nano3 +h2o （4）与碱性氧化物反应：2hno3 +cuo=cu(no3)2 +h2o （5）与某些盐反应：2hno3+caco3 =ca(no3)2+h2o +co23. 硝酸的特性 （1）不稳定性： 4hno34no2+o2+2h2o。（2）强氧化性：浓硝酸可以与不活泼金属如铜、银等以及碳、磷等非金属反应。【注意】浓、稀hno3均有强氧化性。 氧化性：浓hno3 稀hno3。金属与硝酸反应不产生h2，而是与浓硝酸反应生成no2与稀hno3生成no：4hno3（浓）+cu=cu(no3)2+2no2+2h2o；8hno3（稀）+3cu=3cu(no3)2+2no+4h2o。4. 常温下浓hno3可使铁、铝表面形成致密的氧化物膜而钝化，（浓h2so4也有此性质）因此可用铁、铝容器盛放浓h2so4、hno3。5. 氧化性酸和酸的氧化性：酸的氧化性是指h+的氧化性；氧化性酸是酸根离子中心原子获得电子的性质。6. hno3反应规律（1） 常温下，浓硝酸使铁、铝等金属钝化。（2）硝酸与金属反应不放出氢气。（3）氧化性：浓硝酸 稀硝酸（均比浓硫酸强）。（4）一般情况下：浓硝酸被还原为no2 ，稀硝酸被还原为no。（5）与非金属单质反应：c + 4hno3 (浓) 2h2o +4no2 +co2 。（6）与还原性化合物的反应：6hi+2hno3 (稀) = 3i2 +2no+4h2o ；2naso3 +2hno3(稀) = 2na2so4+ 2no+h2o。 （7）王水：浓硝酸和浓盐酸以体积之比为13混合而成。【板书】二、王水【讲述】1. 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（hcl）和浓硝酸（hno3）组成的混合物，浓盐酸与浓硝酸的体积比为31。它是少数几种能够溶解金（au）的物质之一，这也是它名字的来源。王水一般用在蚀刻工艺和一些检测分析过程中，不过塑料之王聚四氟乙烯和一些非常惰性的纯金属如钽（ta）不受王水腐蚀（还有氯化银和硫酸钡等）。王水极易分解，有氯气的气味，因此必须现配现用。2. 配制方法取一体积浓硝酸慢慢倒入到三体积浓盐酸中，不断用玻璃棒搅拌。看到溶液迅速变黄：这是由于生成亚硝酰氯之故。容器壁微热。没有剧烈反应。王水需现配现用，王水可用来溶解许多金属和合金，其中包括钢、高温合金钢、铝合金、锑、铬和铂族金属等。王水和其他类似混合液在化学分析中用于溶解某些铁矿石、磷酸盐岩石、矿渣、镍铬合金、锑和硒以及不易溶解的汞、砷、钴和铅的硫化物；植物体与废水也常使用它来进行消化。王水可从硅酸盐基质中酸洗出部分金属，但无法有效的加以完全溶解。逆王水：也叫勒福特王水（lefort），是三份硝酸与一份盐酸的混合物，可用来溶解氧化硫和黄铁矿。危险，注意安全使用。王水中含有硝酸、氯气和氯化亚硝酰等一系列强氧化剂，同时还有高浓度的氯离子，王水的氧化能力比硝酸强，一些不溶于硝酸的金属如金、铂等能被王水溶解，但是也有一些金属不溶于王水，比如铱、钽、铌等。王水因此被称为“水”中之王。王水溶解金和铂的反应方程式如下：au+hno3+4hcl=haucl4+no+2h2o；3pt+4hno3+18hcl=3h2ptcl6+4no+8h2o。最常见和为人熟知的王水为硝酸和盐酸的混合液，但是其中的氧化剂hno3可以用其他氧化性强酸所代替。【板书】三、人类活动对氮循环和环境的影响【阅读】课本8182页，人类活动对自然界氮循环和环境的影响【展示】展示下列有关图片并讲解。1. 温室效应；2. 酸雨的危害；3. 光化学烟雾；4. 水体富营养化：赤潮。课堂小结板书设计一、硝酸的重要性质1. 物理性质2. 化学性质3. 硝酸的特性4. 常温下浓hno3可使铁、铝表面形成致密的氧化物膜而钝化5. 氧化性酸和酸的氧化性6. hno3反应规律二、王水三、人类活动对氮循环和环境的影响1. 温室效应；2. 酸雨的危害；3. 光化学烟雾；4. 水体富营养化：赤潮。当堂检测1. 38.4 mg铜跟适量的浓硝酸反应，铜全部作用后，共收集到22.4 ml(标准状况)气体，反应消耗的hno3的物质的量可能是( )a.1.010-3 mol b.1.610-3 mol c.2.210-3 mol d.2.410-3 mol【解析】据题意，浓硝酸是适量的，而不是过量的，尽管开始产生的是no2气体，随着反应的进行，硝酸浓度逐渐降低，气体将由no2变为no，22.4 ml(标准状况)气体应是no2与no的混合物。解法一：设产生no2的cu的物质的量为x，产生no的cu的物质的量为y。 cu+4nho3(浓)=cu(no3)2+2no2+2h2o1 4 2x 4x 2x3cu+8hno3(稀)=3cu(no3)2+2no+4h2o3 8 2y y y据题意，则有x+y= 2x+y= 联立、解得：x=0.4510-3 mol， y=0.1510-3 mol故 n(hno3)=40.4510-3 mol +0.1510-3 mol =2.210-3 mol。解法二：铜与硝酸的反应中，硝酸起两个作用：酸性和氧化性。据此由氮原子守恒，也即反应消耗的硝酸中的氮元素在生成物中存在于cu(no3)2、no、no2中，所以硝酸的物质的量等于气体的物质的量与硝酸铜物质的量的两倍之和。n(hno3) = n(被还原的hno3) +n(酸性的hno3) =n(气体)+2ncu(no3)2=+2=2.210-3 mol。【答案】c2. 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，生成cu(no3)2c与na2co3反应放出co2气体，生成nano3d与s单质混合共热时生成h2so4和no2【解析】a项，hno3只表现酸性；b项，cu与稀硝酸反应时，部分起酸的作用生成cu(no3)2，部分作氧化剂被还原为no；c项，2hno3na2co3=co2h2o2nano3，hno3只表现强酸性；d项，hno3将s氧化为h2so4，自身被还原为no2，在该反应中hno3只表现强氧化性。【答案】b3. 下列关于硝酸说法正确的是()a硝酸与金属反应，主要是5价氮得电子b浓hn