《第3节 第3课时 硝酸的性质 人类活动对氮循环和环境的影响》课件2025-2026学年鲁科版高中必修1化学

高中化学必修一硝酸的性质人类活动对氮循环和环境的影响第3课时新知探究(一)硝酸新知探究(二)金属与硝酸反应的计算硝酸的性质人类活动对氮循环和环境的影响新知探究(三)人类活动对氮循环和环境的影响命题热点物质的转化与推断新知探究(一)硝酸1.实验探究硝酸的性质实验装置或操作实验现象瓶口产生______，闻到________气味反应缓慢，有少量气泡产生，_________反应剧烈，有__________产生，_________无明显现象白雾刺激性溶液变蓝大量气泡溶液变蓝[微思考]如何闻气体的气味？盛放浓硝酸的试剂瓶口有白雾生成说明什么？提示：打开瓶塞，用手轻轻地在瓶口扇动，使极少量的气体飘进鼻孔；盛放浓硝酸的试剂瓶口有白雾生成，说明浓硝酸易挥发。2.物理性质颜色状态气味密度特性____________________ρ(HNO3)___

ρ(H2O)________无色液态刺激性＞易挥发(3)强氧化性3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2OCu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O氧化物保护膜4.用途硝酸是一种重要的化学试剂和化工原料，可用于制造炸药、染料、塑料和硝酸盐等。[典例]某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的是NO气体，设计了如下实验，实验装置如图所示(已知NO、NO2能与NaOH溶液反应)：(1)设计装置A的目的是___________________________，为达此目的应进行的操作是_______________________；A中反应的化学方程式是____________________。(2)完成(1)中的操作后将装置B中的铜丝插入稀硝酸，并微热，观察到装置B中的现象是________________________；B中反应的离子方程式是_________________。(3)装置E和F的作用是_________________________，为实现此目的，操作方法是________________________。(4)D装置的作用是_________________________________。解析：NO是无色、有毒的气体，易与O2反应生成红棕色、有毒的NO2，若验证生成的气体是NO，则必须排尽装置中空气。A装置中产生的CO2气体能将整套装置中的空气排尽，当C中有白色沉淀生成时，则说明装置中已无空气。若判断产物气体，可向E中推入空气(或氧气)，若气体由无色变为红棕色，则说明反应产生的是NO气体。[思维建模]硝酸与铜反应的规律在反应中硝酸的作用可用如图表示：可以看出，随着HNO3浓度的降低，还原产物会由NO2变为NO。题点多维训练题点(一)硝酸的性质1.对于硝酸的物理性质，下列叙述不正确的是(

)A.可以与水以任意比互溶B.不易挥发C.有刺激性气味D.硝酸的密度比水大解析：硝酸易挥发，B错误。B2.下列各组物质发生的反应中，硝酸既表现了氧化性，又表现了酸性的是(

)A.C＋HNO3 B.H2S＋HNO3C.Fe(OH)3＋HNO3 D.Cu＋HNO3解析：碳和硝酸反应，硝酸只表现了氧化性，错误，不选A；H2S和硝酸反应，硝酸只表现了氧化性，错误，不选B；Fe(OH)3和硝酸反应，硝酸只表现了酸性，错误，不选C；Cu和硝酸反应，硝酸表现了酸性和氧化性，正确，选D。D3.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.要用棕色试剂瓶盛装浓硝酸——不稳定性D.氢氧化亚铁固体与稀硝酸混合——酸性解析：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，因此应用棕色试剂瓶盛装，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。DD5.下列实验操作对应的现象和解释或结论都正确的是(

)选项实验操作实验现象实验解释或结论A向过量的铁粉中加入稀硝酸，充分反应后，滴入KSCN溶液溶液呈红色稀硝酸将Fe氧化为Fe3＋B常温下，Fe、Al放入浓硝酸或浓硫酸中无明显现象Fe、Al与浓硝酸或浓硫酸不反应C铝箔插入稀硝酸中无明显现象铝箔表面被硝酸氧化，形成致密的氧化膜D用玻璃棒蘸取浓硝酸点到蓝色石蕊试纸上试纸先变红后褪色浓硝酸具有酸性和强氧化性D解析：稀硝酸与铁粉反应，铁首先被氧化成Fe3＋，过量铁粉又将Fe3＋还原，最终得到Fe2＋，滴入KSCN溶液不显红色，A错误；常温下，Fe、Al在浓硝酸或浓硫酸中发生钝化，生成致密的氧化膜，阻止了反应进一步进行，B错误；铝箔能与稀硝酸反应放出气体，C错误。6.木炭屑与浓硝酸共热，将产生的气体X等分为①和②两份，将两份气体分别按下图进行实验：则澄清石灰水的变化可能是(

)A.①不变浑浊，②变为乳白色浑浊

B.①变为乳白色浑浊，②不变浑浊C.①②均变为乳白色浑浊

D.①②都不变浑浊B解析：①中X先通过水，NO2转变为NO，故澄清石灰水只与CO2反应变浑浊；②中X通入澄清石灰水，依次发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO、CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O，生成的CaCO3沉淀会被HNO3溶解，故澄清石灰水不变浑浊，所以B项正确。新知探究(二)金属与硝酸反应的计算典例导学[典例]将7.68g铜与50mL一定浓度的硝酸恰好完全反应，产生NO和NO2的混合气体在标准状况下的体积为4.48L。(1)NO与NO2的体积分别为多少？(2)被还原的硝酸的物质的量是多少？(3)硝酸的物质的量浓度是多少？(4)欲使铜和硝酸产生的气体收集于一倒置于水槽的容器中，若要使水充满整个容器，应充入标准状况下O2的体积是多少？[典例]将7.68g铜与50mL一定浓度的硝酸恰好完全反应，产生NO和NO2的混合气体在标准状况下的体积为4.48L。(1)NO与NO2的体积分别为多少？(2)被还原的硝酸的物质的量是多少？(3)硝酸的物质的量浓度是多少？(4)欲使铜和硝酸产生的气体收集于一倒置于水槽的容器中，若要使水充满整个容器，应充入标准状况下O2的体积是多少？答案：(1)V(NO)＝0.448L

V(NO2)＝4.032L

(2)0.2mol

(3)8.8mol·L－1

(4)1.344L1.硝酸与金属反应的相关计算应用4种方法硝酸是一种典型的强氧化性酸，与硝酸有关的一些反应非常重要，尤其是有关硝酸反应的计算，但只要弄清反应关系，然后采用守恒法和关系式法就能破解。系统融通知能续表2.硝酸与金属反应计算中的思维建模题点多维训练1.在标准状况下，将1.92g铜粉投入一定量的浓硝酸中，随着铜粉的溶解，反应生成的气体颜色逐渐变浅，当铜粉完全溶解后共收集到由NO2和NO组成的混合气体1.12L，则混合气体中NO的体积为(

)A.112mL B.1008mLC.224mL D.448mLA2.在200mL5mol·L－1稀硝酸中加入19.2g铜粉，待充分反应，判断下列说法正确的是(忽略反应前后溶液体积的变化)(

)A.反应中转移电子的物质的量为0.6NAB.标准状况下，产生NO2的体积为4.48LC.反应后，H＋的物质的量浓度为1.0mol·L－1D.被还原的HNO3的物质的量为0.6molC3.现有稀硫酸和稀硝酸的混合溶液，已知其中稀硫酸和稀硝酸的浓度均为2mol·L－1。取10mL混合酸，向其中加入1.92g铜粉，反应结束后，在标准状况下可收集到的气体体积为(假设HNO3只被还原为NO)(

)A.0.224L B.0.336LC.0.448L D.0.672LB4.将32.64g铜与140mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2L。请回答：(1)NO的体积为______L，NO2的体积为______L。(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____________________mol·L－1(用含a、V的式子表示)。1.人类活动对氮循环和环境的影响新知探究(三)人类活动对氮循环和环境的影响2.减少人类活动对氮循环和环境的影响措施(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。1.下列环境问题与产生的主要原因不相符的是(

)①“光化学烟雾”主要是由汽车排放的氮氧化物所引起的②“酸雨”主要是由空气中CO2浓度增大引起的③“温室效应”加剧主要是由空气中CO2浓度增大引起的④“赤潮”主要是由于水体中N、P等元素含量过高而引起的A.只有①② B.只有②③

C.全部 D.只有②解析：“酸雨”主要是由空气中SO2或NOx浓度增大引起的。题点多维训练D2.化学与环境密切相关，下列有关说法错误的是(

)A.CO2、NO2或SO2都会导致酸雨的形成B.对酸性物质的排放加以控制，开发新的清洁能源是减少酸雨的有效措施C.NO2、NO等氮氧化物是形成光化学烟雾的主要污染物D.大气中CO2含量的增加会导致温室效应加剧解析：CO2是空气的成分之一，酸雨是指pH<5.6的雨水，NO2和SO2排放到空气中易形成酸雨，CO2不会导致酸雨，故A说法错误。A3.下列因果关系表述不正确的是(

)选项原因结果A大量植树造林温室效应BSO2和NO2气体的大量排放酸雨C含氮、磷等生活废水的大量排放水华、赤潮D汽车尾气的大量排放光化学烟雾A解析：植物的光合作用会吸收二氧化碳，大量植树造林不会导致温室效应，A错误；SO2和NO2气体大量排放，最终会转变成硫酸和硝酸，形成酸雨，B正确；氮、磷是植物的营养元素，含氮、磷等生活废水的大量排放会导致水体富营养化，藻类“疯长”，引发水华、赤潮，C正确；汽车尾气中的氮氧化物与碳氢化合物经紫外线照射发生反应，从而形成光化学烟雾，D正确。4.硝酸铜承载到黏土上后，称为粘土铜试剂，可用于氧化硫醇至二硫化物，转化缩硫醛为羰基化合物，以及硝化芳香化合物，从而避免大量使用混酸造成的环境污染。某实验小组用以下三种途径来制取相同质量的硝酸铜：①铜与浓硝酸反应②铜与稀硝酸反应③铜与氧气反应生成氧化铜，氧化铜再与硝酸反应(1)以上三种途径中，所消耗的铜的物质的量是否相等？________(填“相等”或“不相等”，下同)，所消耗的硝酸的物质的量是否相等？________。(2)以上三种途径中，哪一个效果最佳____(填序号)，原因是________________。物质的转化与推断的解题步骤及思维建模1.解题步骤命题热点物质的转化与推断审题全题兼顾，找到题目的突破口，并把题目的关键信息标注在题中分析根据找到的题目突破口，结合物质间的反应或转化关系进行顺推或逆推，把能推出的物质尽量先写在题目上，进而全面推出结果检验把推出的结果放回原题去进行检验，确定结果的正确性解答根据题目要求，按照分析和推理的结果回答相应的问题1.氨是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图所示)。下列说法正确的是(

)A.NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥B.NH4Cl、HNO3和Na2CO3受热时都易分解C.NH3和NO2在一定条件下可发生氧化还原反应D.图中所涉及的盐类物质均可以与Ca(OH)2发生反应浸润素养训练C2.下列框图中甲、乙为单质，其余均为化合物，B为常见液态化合物，A为淡黄色固体，F、G所含元素相同且均为氯化物。G遇KSCN溶液显红色。请回答下列问题：(1)上述5个反应中，既属于氧化还原反应又属于化合反应的是________________(填序号)。(2)反应⑤的化学方程式为________________________________。(3)甲与B反应的离子方程式为__________________。(4)在实验室将C溶液滴入F溶液中，观察到的现象是__________________________。(5)在F溶液中加入等物质的量的A，发生反应的总的离子方程式为__________________。解析：框图中甲、乙为单质，其余均为化合物，B为常见液态化合物，则B应是水，A为淡黄色固体，则A是过氧化钠，所以甲和乙应该是钠和氧气。过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气，则乙是氧气，甲是钠，C是氢氧化钠。F、G所含元素相同且均为氯化物，G遇KSCN溶液显红色，所以G是氯化铁，氢氧化钠与氯化铁反应生成氢氧化铁，E是氢氧化铁。D与氧气、水反应生成E，所以D是氢氧化亚铁，则F是氯化亚铁。(1)根据以上分析可知题中既属于氧化还原反应又属于化合反应的是①和⑤。(2)反应⑤的化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。(3)钠与水反应的离子方程式为2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑。(4)在实验室将氢氧化钠溶液滴入氯化亚铁溶液中，观察到的现象是产生白色沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色沉淀。(5)过氧化钠具有强氧化性，可以把亚铁离子氧化并最终转化为氢氧化铁沉淀，则根据原子守恒和电荷守恒以及电子得失守恒可知发生反应的总的离子方程式为4Fe2＋＋4Na2O2＋6H2O===4Fe(OH)3↓＋8Na＋＋O2↑。答案：(1)①⑤(2)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3(3)2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑(4)产生白色沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色沉淀(5)4Fe2＋＋4Na2O2＋6H2O===4Fe(OH)3↓＋8Na＋＋O2↑3.A、B、C、D是四种常见气体单质，E的相对分子质量比F小16，且F为红棕色，有关的转化关系如图所示(反应条件与部分反应的生成物略去)。请回答下列问题：(