高中化学必修1课件323硝酸人类活动对氮循环和环境的影响

第3章第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1.掌握硝酸的物理性质和化学性质。2.了解人类活动对氮循环的影响，知道造成酸雨、光化学烟雾和富营养化等环境问题的原因。3.了解如何减少氮氧化物的排放，树立环境保护意识。目标导航基础知识导学重点难点探究随堂达标检测栏目索引一、硝酸基础知识导学答案1.物理性质纯硝酸为

色、有

气味的液体，沸点

，

挥发，在空气中呈“白雾”状，质量分数95%以上的浓硝酸称为“

硝酸”。2.化学性质(1)酸性：属于强酸，具有酸的通性，如CaCO3与HNO3反应_____________________________________________。(2)不稳定性：见光或受热易分解，化学方程式为_______________________________________。CaCO3＋2HNO3(稀)===Ca(NO3)2＋CO2↑＋H2O4NO2↑＋O2↑＋2H2O无刺激性

低易发烟(3)强氧化性：①与金属反应：硝酸具有强氧化性，能与除

、

、

以外的大多数金属反应。a.Cu与浓HNO3反应的化学方程式为_______________________________________。Cu与稀HNO3反应的化学方程式为__________________________________________。Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O金铂钛答案相关视频b.与Fe、Al反应：_______时浓硝酸可使铁、铝表面形成致密的氧化膜而

，所以可以用

容器或

容器盛放浓硝酸。答案常温钝化铁铝答案②与非金属反应：碳与浓硝酸反应的化学方程式为__________________________________________。＋2H2O相关视频答案3.用途硝酸是一种重要的化工原料，可用于制造

、

、

、

等。炸药染料塑料硝酸盐答案二、人类活动对氮循环和环境的影响1.含氮氧化物的危害(1)臭氧层空洞：主要是氮氧化物、氟氯代烃等的排放引起的；会使地球上的生物受太阳紫外线的伤害加剧。(2)光化学烟雾：汽车尾气中的

和

经紫外线照射发生反应形成的一种有毒的烟雾。(3)酸雨：氮氧化物与空气中的水反应生成的

__________

是酸雨的成分。(4)水体富营养化：当进入水的氮含量增大时，会造成水体的富营养化，导致藻类“疯长”并覆盖在水面上。氮氧化物碳氢化合物硝酸和亚硝酸2.减少人类活动对氮循环和环境的影响的措施(1)控制进入大气、陆地和海洋的有害物质的

。(2)增强生态系统对有害物质的

，如保护森林、植树造林等。3.环境问题与产生原因(1)“臭氧空洞”主要是大量使用氟氯代烃等引起的。(2)“光化学烟雾”主要是由NOx等引起的。(3)“酸雨”主要是由空气中SO2、NO2浓度增大引起的。(4)“白色污染”主要是由聚乙烯塑料等引起的。(5)“温室效应”主要是由空气中CO2浓度增大引起的。答案数量吸收能力练一练1.正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”(1)金属与硝酸反应无H2放出是因为硝酸中N元素的化合价处于最高价态，其得电子能力强于H＋(

)(2)碳、铜分别与浓硝酸反应，浓硝酸均只表现强氧化性(

)(3)浓硝酸能用铁制容器或铝制器存放是因为铝、铁与浓硝酸不反应(

)(4)向浓硝酸中滴加石蕊溶液，现象为先变红后退色(

)答案√××√2．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电子转移D．如果有8molHNO3被还原，则生成了2molNO解析答案解析根据反应

知，A正确；HNO3在该反应中既表现酸性又表现氧化性，B正确；根据双线桥分析，该反应每生成2molNO转移6mol电子，C正确；HNO3被还原生成NO，若有8molHNO3被还原，则生成8molNO，D错误。答案D3.回答下列问题。(1)有时在实验室看到的硝酸显黄色，理由是________________________________________________________________________。实验室保存硝酸的方法是________________________________________。(2)铜与足量浓HNO3反应时，表现酸性的硝酸与作氧化剂的HNO3物质的量之比为______。(3)铜粉放入稀硫酸溶液中，加热后无明显变化，但加入某盐一段时间后，发现铜粉质量减少，则该盐不可能是___(填序号)。A.FeCl3 B.NaClC.KNO3 D.Cu(NO3)2答案

久置硝酸显黄色是由于硝酸见光或受热发生了分解，生成的NO2溶于浓硝酸所致

保存时应保存在棕色试剂瓶中，并置于阴凉处1∶1B(4)一定量的浓硝酸与足量的铜充分反应，生成气体的成分有__________，写出反应的离子方程式：_________________________________________________________________________________。向反应后的溶液中加入稀硫酸，如果反应，写出反应的离子方程式：_______________________________________________。(5)从某金属粉末(含有Au、Cu、Ag)中分离出Au，加入的试剂是________，写出Ag参与反应的化学方程式：___________________________________。答案NO2、NO稀硝酸3Ag＋4HNO3===3AgNO3＋NO↑＋2H2O3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O(6)往两支分别装有浅绿色的Fe(NO3)2和FeSO4溶液的试管中分别逐滴加入稀盐酸时，溶液的颜色变化应该为Fe(NO3)2溶液_______________；FeSO4溶液___________。答案浅绿色变棕黄色不变色返回一、硝酸的强氧化性重点难点探究1.硝酸与金属的反应一般规律：金属与硝酸反应不生成H2。(1)硝酸能与除Au、Pt外的绝大多数金属反应：如：2HNO3(浓)＋Ag===AgNO3＋NO2↑＋H2O；4HNO3(稀)＋3Ag===3AgNO3＋NO↑＋2H2O。(2)浓硝酸与Fe、Al的反应：浓HNO3——常温条件：Fe、Al钝化(化学变化)—加热条件：生成硝酸盐＋NO2＋H2O(3)稀HNO3与Fe的反应：①反应原理：a.Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O。b.3Fe(过量)＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。②反应关系：

③反应产物与反应物用量关系：n(参加反应的HNO3)＝4n(被还原的HNO3)2.浓硝酸与非金属的反应(1)浓硝酸与部分还原性较强(或氧化性较弱)的非金属单质(如C、S、P等)反应。3.硝酸与还原性化合物的反应(1)硝酸能氧化具有还原性的化合物或离子，如：亚铁盐、亚硫酸盐、硫化物、碘化物、氧化亚铁、四氧化三铁、二氧化硫等。(1)硝酸的还原产物与硝酸的浓度和金属活动顺序有关。一般硝酸浓度越小，还原产物价态越低。①与较不活泼金属Cu、Ag等反应时：浓HNO3――→NO2，稀HNO3――→NO；②与较活泼金属Mg、Al、Fe等反应时：浓HNO3――→NO2，稀HNO3――→NO，极稀HNO3――→N2O、NH4NO3等。

特别提醒例1

将相同质量的铜分别与过量浓硝酸、稀硝酸反应，下列叙述正确的是(

)A.反应速率：两者相同B.消耗硝酸的物质的量：前者多，后者少C.反应生成气体的颜色：前者浅，后者深D.反应中转移的电子总数：前者多，后者少解析答案解析相同质量的铜分别和过量浓硝酸、稀硝酸反应时，浓硝酸参与的反应更剧烈，A错；铜和浓硝酸、稀硝酸反应的化学方程式分别为①4HNO3(浓)＋Cu===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，②8HNO3(稀)＋3Cu===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。①产生红棕色气体，②产生无色气体，C错误；由于参加反应的铜的质量相同，且两反应中还原剂都是铜，反应后铜的价态又相同，所以反应中转移的电子总数相等，D错；答案BCu(NO3)2晶体制备方案的选择制备Cu(NO3)2晶体有如下方案：解题反思(2)Cu＋HNO3(浓)―――→Cu(NO3)2，(3)Cu＋HNO3(稀)―――→Cu(NO3)2，(1)(2)(3)反应过程中产生SO2、NO2、NO等大气污染物，同时H2SO4、HNO3因化合价发生变化，不会全部转化为Cu(NO3)2，经济效益差。从经济效益和环境保护考虑应选择方案(4)。变式训练1

下列说法正确的是(

)A.在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，再加Cu(NO3)2晶体，铜粉溶解B.向装有Fe(NO3)2溶液的试管中加入稀硫酸，试管口观察到红棕色气体，

说明HNO3分解生成NO2C.向溶液中滴加BaCl2溶液无白色沉淀，再滴加稀HNO3，有白色沉淀，

证明溶液中含有D.向Na2S溶液中加入稀硝酸放出H2S气体

解析答案答案A容易忽视HNO3强氧化性的几种情况(1)复分解反应中忽视HNO3强氧化性。如：FeO、Fe3O4、Fe(OH)2、Na2S、Na2SO3等与HNO3反应时，会发生氧化还原反应。(2)置换反应中忽视HNO3强氧化性。如：活泼金属Mg、Al、Zn、Fe等与稀HNO3反应不放H2。①实验室不用Zn粒和稀HNO3反应制H2；②与Al反应放出H2的溶液中，若有H＋大量存在，则不能大量存在解题反思(4)硝酸盐溶液中加酸时忽视HNO3的强氧化性。如：①Cu与少量稀HNO3反应的产物[Cu(NO3)2]中加入稀H2SO4；②Fe与少量稀H2SO4反应的产物(FeSO4)中加入HNO3。③SO2气体通入Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀。二、金属与硝酸反应的计算1.反应的规律(1)反应通式：M＋HNO3―→M(NO3)n＋还原产物＋H2O。(2)还原产物：浓HNO3―→NO2；稀HNO3―→NO。(3)HNO3的物质的量：①起氧化作用的HNO3转化为气体(NO、NO2)时，气体的物质的量等于被还原的酸的物质的量。②起酸性作用的HNO3转移到生成物盐中，可以根据金属阳离子的物质的量求出。③没有参加反应的HNO3，可根据溶液中H＋的物质的量求出。(2)得失电子守恒：硝酸与金属反应属于氧化还原反应，N原子得到的电子数等于金属原子失去的电子数。例2

将7.68g铜与50mL一定浓度的硝酸恰好完全反应，收集到标准状况下4.48L气体。请回答：(1)NO的体积为________L，NO2的体积为________L。(2)被还原的硝酸的物质的量是________mol。(3)硝酸的物质的量浓度是________mol·L－1。解析答案解析答案则V(NO2)＝0.18mol×22.4L·mol－1＝4.032L，V(NO)＝(0.2－0.18)mol×22.4L·mol－1＝0.448L。解法二：Cu～Cu2＋～2e－

0.12mol0.24molHNO3

～NO2↑～e－

n(NO2)

n(NO2)HNO3

～NO↑

～3e－

n(NO)3n(NO)由得失电子守恒得：n(NO2)＋3n(NO)＝0.24mol又因n(NO2)＋n(NO)＝0.2mol，解得n(NO2)＝0.18mol，n(NO)＝0.02mol，即V(NO2)＝4.032L，V(NO)＝0.448L。解析答案(2)HNO3被还原生成NO和NO2，故被还原的n(HNO3)＝n(NO2)＋n(NO)＝0.2mol。(3)参加反应的HNO3为n(HNO3)＝2n(Cu)＋[n(NO)＋n(NO2)]＝2×0.12mol＋0.2mol＝0.44mol，

答案

(1)0.448

4.032

(2)0.2

(3)8.8解析答案返回返回答案C随堂达标检测1.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.稀硫酸 D.浓盐酸12345解析答案B解析Al在浓HNO3中钝化，铜与浓HNO3可反应。2.关于硝酸的说法中正确的是(

)A.硝酸电离出的H＋，能被Zn还原成H2B.常温下，向浓HNO3中投入Fe片，会产生大量的红棕色气体C.向装有Fe(NO3)2溶液的试管中加入稀H2SO4，可在管口观察到红棕色气体D.过量的Fe粉中加入稀HNO3，充分反应后，滴入KSCN溶液，溶液呈红色1234解析答案5解析A不正确，硝酸具有强氧化性，与Zn反应生成含氮氧化物等，不能生成H2；B不正确，Fe被浓硝酸钝化，阻止进一步反应；1234D不正确，过量的Fe粉中加入稀HNO3，生成Fe2＋，与KSCN溶液不反应。答案C51234解析答案3.相同质量的铜片分别与过量的体积相同的浓硝酸、稀硝酸反应。二者比较，相等的是(

)①铜片消耗完所需时间②反应生成的气体体积(标准状况)

③反应中氧化剂得到的电子总数④反应后溶液中铜离子的浓度A.①③B.②④C.③④D.只有①51234解析浓硝酸与Cu反应剧烈，所用时间短；因Cu反应后均生成Cu2＋，故等质量的Cu失电子数相等，生成n(Cu2＋)相等，又溶液体积相同，故c(Cu2＋)相等；由电子守恒知Cu―→2NO2,3Cu―→2NO，故生成气体体积不等。答案C54.将硝酸表现出的性质填在下列各反应操作或现象后：A.氧化性

B.酸性C.还原性

D.不稳定性(1)久置的浓硝酸变黄色________。(2)用硝酸浸洗附有银的试管________。(3)常温下用铁制或铝制容器贮存、运输浓HNO3____________________。(4)用稀HNO3浸洗久置石灰水试剂瓶上的固体_________________。(5)用Cu和稀HNO3制NO气体________。(6)浓HNO3中滴入石蕊溶液并微热，石蕊溶液先变红后退色________。1234解析答案5解析浓HNO3见光或受热易分解生成NO2，NO2又溶于硝酸中而使其显黄色。浓硝酸具有强氧化性，常温下使Fe、Al金属钝化，与金属Cu、Ag等都能发生反应。硝酸具有酸