高中化学 第3章 第2节 第3课时 硝酸 人类活动对氮循环和环境的影响配套课件 鲁科版必修2.ppt

第3课时硝酸人类活动对氮循环和环境的影响 自主预习区 1 物理性质颜色 气味 气味的液体 挥发性 质量分数在 以上的浓硝酸称为发烟硝酸 一 硝酸 填一填 无色 有刺激性 易挥发 95 2 化学性质 3 用途硝酸是一种重要的化工原料 可用于制造 等 也是实验室里的重要 炸药 染料 化学试剂 1 发烟硝酸能发 烟 含hno3的质量分数在95 以上的浓溶液 挥发出来的hno3在空气中产生 发烟 现象 这种 烟 实际上是 雾 组成 雾 的是hno3遇到空气中的水后形成的小液滴 但是人们习惯上把这种 雾 称为 烟 2 久置的浓硝酸常呈黄色浓硝酸受热或见光易分解 产生红棕色的no2 no2溶于硝酸中而呈黄色 除去溶解在硝酸中的no2的方法是向硝酸中通入足量的o2 发生反应 4no2 o2 2h2o 4hno3 记一记 3 hno3的保存方法浓硝酸具有不稳定性 见光或受热易分解 为了防止浓硝酸见光分解 通常将其保存在棕色试剂瓶中 放置在阴凉处 不稳定性是浓硝酸的一个特征 4 硝酸与金属反应的一般规律金属与硝酸反应一般不生成h2 浓硝酸一般被还原为no2 稀硝酸一般被还原为no 1 下列有关硝酸反应的叙述中 错误的是 a 稀硝酸与铁反应 有氢气放出b 浓硝酸跟铜反应 有二氧化氮气体放出c 硝酸跟碳酸钠反应 有二氧化碳气体放出d 硝酸受热时 有二氧化氮 氧气放出答案 a 练一练 1 含氮物质的来源及其危害 二 人类活动对氮的循环和环境的影响 填一填 2 减少人类活动对氮循环和环境的影响措施 1 开发新能源 减少化石燃料的燃烧 2 保护森林 植树绿化 1 酸雨的成因酸雨的成分中含有较多的硫酸 硝酸等强酸 在我国主要是硫酸型酸雨 大气中的二氧化硫和氮氧化物是形成酸雨的主要物质 二氧化硫和氮氧化物主要来源于煤 石油和天然气的燃烧 它们在空气中缓慢氧化 分别形成硫酸和硝酸 记一记 2 光化学烟雾 氮氧化物 nox 和碳氢化合物在大气环境中受到强烈的紫外线照射后 发生复杂的化学反应 主要是生成光化学氧化剂 主要是o3 及其他多种复杂的化合物 统称光化学烟雾 3 水体富营养化 大量使用的氮肥 磷肥 含磷洗涤剂和生活污水中常含有的过量的n p等营养物质流入湖泊 会导致藻类 疯长 迅速地覆盖在水面上 造成水体的富营养化 使水中的溶解氧急剧减少 致使鱼类死亡 2 下列与氮循环无关的生态环境问题是 a 光化学烟雾b 白色污染c 水体富营养化d 酸雨答案 b 练一练 1 硝酸 2 人类活动对氮循环和环境的影响 互动探究区 已知fe3 溶液为棕黄色 fe2 溶液为浅绿色 向fe no3 2溶液中逐滴加入少量稀盐酸时 溶液的颜色变化应该是 a 颜色变浅b 变为红色c 没有改变d 变为棕黄色 一 硝酸的强氧化性 归纳小结 硝酸具有强氧化性是由于hno3中的 5价氮元素有很强的得电子能力 能将几乎所有金属 除au pt外 溶解 能与大多数非金属单质及某些还原性化合物发生氧化还原反应 主要表现为 1 浓硝酸能使紫色石蕊试液先变红后退色 2 与非金属单质c s p等在加热条件下反应 非金属元素被氧化成最高价氧化物 或含氧酸 3 金属与hno3反应的一般通式 金属 浓硝酸 金属硝酸盐 no2 h2o 金属 稀硝酸 金属硝酸盐 no h2o 1 温度越高 硝酸越浓 其氧化性越强 1 铜粉放入稀硫酸中 加热后无现象 当加入一种可溶性盐后 铜粉质量减少 则新加入的盐可能是 双选 a 碳酸氢铵b 硫酸铜c fe2 so4 3d nano3 答案 cd 38 4mg铜跟适量的浓硝酸反应 铜全部作用后 共收集到气体22 4ml 标准状况且不考虑n2o4的存在 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 二 硝酸与金属反应的计算 2 在100ml某混合酸中 hno3的物质的量浓度为0 4mol l 1 h2so4的物质的量浓度为0 1mol l 1 向其中加入1 92g铜粉 微热 待充分反应后 求溶液中cu2 的物质的量浓度为多少 反应前后溶液体积变化忽略不计 答案 0 225mol l 1 巩固训练区 1 现有下列物质 其中必须保存在棕色瓶里的是 氯水 氨水 浓硝酸 稀硝酸 烧碱a b c d 答案 c 2 为除去镀在铝表面的铜镀层 可选用的试剂是 a 稀硝酸b 浓硝酸c 浓硫酸d 浓盐酸答案 b 3 下列反应中硝酸既表现氧化性又表现酸性的是 双选 a h2so3与稀hno3反应b 铁和热的浓hno3c ag和稀hno3共热d fe oh 3和稀hno3 解析 hno3中的氮元素呈最高价 反应中 只要化合价降低 硝酸就表现氧化性 反应中 氮元素无化合价变化 硝酸就表现酸性 两种情况同时存在 则硝酸同时表现酸性和氧化性 答案 bc 答案 d 5 在浓硝酸中放入铜片 1 反应开始的化学方程式为 2 若铜有剩余 则反应快要结束时的化学方程式是 3 待反应停止后 再加入少量25 的稀硫酸 这时铜片上又有气泡产生 其原因是 4 若将12 8g铜跟一定质量的浓硝酸反应 铜消耗完时 共产生气体5 6l 标准状况 则所消耗的硝酸的物质的量是 课时高效作业 专题归纳区 1 将课本中喷泉实验的胶头滴管去掉 即变成图1所示装置 同样能够完成喷泉实验 喷泉实验 方法 该装置中没有胶头滴管 而在连接的导管中有一段空气 只需将它赶出 完成nh3与h2o的接触 就可形成喷泉 方法有两个 热敷法 在烧瓶上捂热毛巾 烧瓶内气压增大 空气被赶出导管 使nh3与h2o反应 从而形成喷泉 冷敷法 在烧瓶外壁放包有冰块的冷毛巾 烧瓶内气压减小 烧杯内的水被压入烧瓶形成喷泉 2 如图2所示装置 可形成双喷泉 实验前a b c活塞均关闭 方法 挤压胶头滴管 滴管中的水溶解了右瓶中的部分nh3而使瓶内压强减小 打开活塞a c 左瓶中的hcl进入右瓶生成nh4cl固体而产生喷烟现象 若此时打开活塞b 则烧杯内的水会被压向左右两个烧瓶 在左瓶中产生红色喷泉 在右瓶中产生蓝色喷泉 3 增大外界压强将液体压入烧瓶形成喷泉 如图3所示装置 在封口的锥形瓶中加入足量的碳酸钠和稀盐酸 二者反应能产生大量co2气体 使锥形瓶内的压强增大 从而将反应混合物压入烧瓶形成喷泉 如图4所示装置 在封口的锥形瓶外放一个水槽 锥形瓶中加入酒精 水槽中加入水后 再加入足量的浓硫酸 浓硫酸溶于水放热 可使锥形瓶内的酒精部分汽化而使锥形瓶内压强增大 从而将反应混合物压入烧瓶形成喷泉 如右图所示的装置中 干燥烧瓶内盛有某种气体 烧杯和滴管内盛放某种溶液 挤压滴管的胶头 下列与实验事实不相符的是 a co2 nahco3溶液 无色喷泉b nh3 h2o含酚酞 红色喷泉c h2s cuso4溶液 黑色喷泉d hcl agno3溶液 白色喷泉 解析 co2与nahco3溶液不反应 且co2在nahco3溶液中的溶解度很小 因此co2与nahco3溶液不会产生喷泉 故a项符合题意 nh3极易溶于水且氨水呈碱性 因此nh3与含酚酞的h2o会产生红色喷泉 故b项不符合题意 h2s cuso4 cus h2so4 由于cus为黑色沉淀 因此h2s与cuso4溶液会产生黑色喷泉 故c项不符合题意 hcl agno3 agcl hno3 由于agcl为白色沉淀 因此hcl与agno3溶液会产生白色喷泉 故d项不符合题意 答案 a 除少数极不活泼的金属 au pt 外 其他金属都能被硝酸氧化 但其反应情况随硝酸浓度的不同也发生相应变化 如铁 铝遇冷的浓硝酸钝化 而遇稀硝酸则不钝化 cu与浓硝酸反应生成no2 与稀硝酸反应则生成no 因此 当金属与一定量的浓硝酸发生反应时 随着反应的进行硝酸浓度逐渐降低 所得还原产物不是单一产物 学科思想 金属与硝酸反应涉及的思想方法 当讨论金属与硝酸反应时应具备以下思想 1 由浓变稀的思想由上述可知 金属与一定量浓硝酸的反应 会随着硝酸浓度的降低 而得到不一样的产物 所以一定要注意 当题目中浓硝酸是定量或适量时 应考虑酸的浓度由浓变稀的问题 这很可能是题目设置的一个陷阱 2 守恒思想 硝酸和不活泼金属反应一般生成硝酸盐和氮氧化物 在此硝酸担当了两个角色 一是酸 二是氧化剂 如果分别知道了二者的物质的量 也就知道了消耗硝酸的总的物质的量 如 3cu 8hno3 稀 3cu no3 2 2no 4h2o反应中 当3mol铜和8mol硝酸反应时 起酸性作用的硝酸的物质的量为6mol 即金属的物质的量与金属离子化合价的乘积 3mol 2 作为氧化剂的硝酸的物质的量为2mol 即no的物质的量 2mol 6mol 8mol 即消耗硝酸的总物质的量 应特别注意的是 金属与稀硝酸反应的气体产物中n的物质的量和作为氧化剂的硝酸的物质的量相等 这充分体现了氮元素守恒的思想 某金属单质与一定浓度的硝酸反应 假定只生成单一的还原产物 当参加反应的金属与被还原硝酸的物质的量之比为2 1时 还原产物是 a no2b noc n2od n2 解析 分析题意可看出 无论金属化合价是多少 由于其与被还原硝酸的物质的量之比为2 1 即金属失电子数目必为偶数 当金属和硝酸反应时 二者得失电子数目一定相等 即电子守恒 所以硝酸得电子数目也是偶数 由硝酸中n的化合价为 5 可知1分子n得偶数个电子后 n的化合价仍为奇数 分析各选项可知 只有c项符合题意 答案 c 1 下列均能用如图所示装置进行喷泉实验的一组气体是 a hcl和co2b nh3和coc o2和co2d no2和no 解析 要利用该装置进行喷泉实验 所选气体必须易溶于naoh溶液或易与naoh反应 b中的co c中的o2 d中的no都不溶于naoh溶液也不与naoh反应 答案 a 2 标准状况下 两个等体积的干燥圆底烧瓶中分别充满 nh3和 no2 进行喷泉实验 如图所示 经充分反应后 烧瓶内溶液的物质的量浓度为 a b c d 不能确定 答案 c 3 锌与很稀的硝酸反应生成硝酸锌 硝酸铵和水 当生成1mol硝酸锌时 被还原的硝酸的物质的量为 a 2molb 1molc 0 5mold 0 25mol答案 d 答案 a 5 利用如图所示的装置 可以验证nh3和hcl的有关性质 实验前a b c活塞均关闭 1 若要在烧瓶 中产生喷泉现象 烧瓶 中不产生喷泉现象 其操作方法是 2 若先打开a c活塞 再挤压胶头滴管 在烧瓶 中可观察到的现象是 3 通过挤压胶头滴管和控制活塞的开关 在烧瓶 中产生喷泉现象 烧瓶 中不产生喷泉现象 其操作方法是 解析 本题考查氨气的性质和喷泉实验的形成 若要在烧瓶 中产生喷泉现象 烧瓶 中不产生喷泉现象 先打开a b活塞 再挤压胶头滴管 或先挤压胶头滴管 再打开a b活塞 若先打开a c活塞 再挤压胶头滴管 则在 中nh3被水吸收 容器内压强减小 中hcl进入 中 hcl和nh3反应生成固体nh4cl 产生白烟 要在烧瓶 中形成喷泉 就要形成负压 先打开a c活塞 再挤压胶头滴管 在烧瓶 中形成了负压 此时要快速关闭a活塞 打开b活塞 烧杯中的水会被压入烧瓶 中产生喷泉现象 答案 1 先打开a b活塞 再挤压胶头滴管 或先挤压胶头滴管 再打开a b活塞 2 烧瓶 中导管口处产生白烟 3 先打开a c活塞 再挤压胶头滴管 或