高中化學(xué) 第3章 第2節(jié) 第3課時 硝酸 人類活動對氮循環(huán)和環(huán)境的影響配套課件 魯科版必修2.ppt

第3課時硝酸人類活動對氮循環(huán)和環(huán)境的影響 自主預(yù)習(xí)區(qū) 1 物理性質(zhì)顏色 氣味 氣味的液體 揮發(fā)性 質(zhì)量分數(shù)在 以上的濃硝酸稱為發(fā)煙硝酸 一 硝酸 填一填 無色 有刺激性 易揮發(fā) 95 2 化學(xué)性質(zhì) 3 用途硝酸是一種重要的化工原料 可用于制造 等 也是實驗室里的重要 炸藥 染料 化學(xué)試劑 1 發(fā)煙硝酸能發(fā) 煙 含hno3的質(zhì)量分數(shù)在95 以上的濃溶液 揮發(fā)出來的hno3在空氣中產(chǎn)生 發(fā)煙 現(xiàn)象 這種 煙 實際上是 霧 組成 霧 的是hno3遇到空氣中的水后形成的小液滴 但是人們習(xí)慣上把這種 霧 稱為 煙 2 久置的濃硝酸常呈黃色濃硝酸受熱或見光易分解 產(chǎn)生紅棕色的no2 no2溶于硝酸中而呈黃色 除去溶解在硝酸中的no2的方法是向硝酸中通入足量的o2 發(fā)生反應(yīng) 4no2 o2 2h2o 4hno3 記一記 3 hno3的保存方法濃硝酸具有不穩(wěn)定性 見光或受熱易分解 為了防止?jié)庀跛嵋姽夥纸?通常將其保存在棕色試劑瓶中 放置在陰涼處 不穩(wěn)定性是濃硝酸的一個特征 4 硝酸與金屬反應(yīng)的一般規(guī)律金屬與硝酸反應(yīng)一般不生成h2 濃硝酸一般被還原為no2 稀硝酸一般被還原為no 1 下列有關(guān)硝酸反應(yīng)的敘述中 錯誤的是 a 稀硝酸與鐵反應(yīng) 有氫氣放出b 濃硝酸跟銅反應(yīng) 有二氧化氮氣體放出c 硝酸跟碳酸鈉反應(yīng) 有二氧化碳氣體放出d 硝酸受熱時 有二氧化氮 氧氣放出答案 a 練一練 1 含氮物質(zhì)的來源及其危害 二 人類活動對氮的循環(huán)和環(huán)境的影響 填一填 2 減少人類活動對氮循環(huán)和環(huán)境的影響措施 1 開發(fā)新能源 減少化石燃料的燃燒 2 保護森林 植樹綠化 1 酸雨的成因酸雨的成分中含有較多的硫酸 硝酸等強酸 在我國主要是硫酸型酸雨 大氣中的二氧化硫和氮氧化物是形成酸雨的主要物質(zhì) 二氧化硫和氮氧化物主要來源于煤 石油和天然氣的燃燒 它們在空氣中緩慢氧化 分別形成硫酸和硝酸 記一記 2 光化學(xué)煙霧 氮氧化物 nox 和碳氫化合物在大氣環(huán)境中受到強烈的紫外線照射后 發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng) 主要是生成光化學(xué)氧化劑 主要是o3 及其他多種復(fù)雜的化合物 統(tǒng)稱光化學(xué)煙霧 3 水體富營養(yǎng)化 大量使用的氮肥 磷肥 含磷洗滌劑和生活污水中常含有的過量的n p等營養(yǎng)物質(zhì)流入湖泊 會導(dǎo)致藻類 瘋長 迅速地覆蓋在水面上 造成水體的富營養(yǎng)化 使水中的溶解氧急劇減少 致使魚類死亡 2 下列與氮循環(huán)無關(guān)的生態(tài)環(huán)境問題是 a 光化學(xué)煙霧b 白色污染c 水體富營養(yǎng)化d 酸雨答案 b 練一練 1 硝酸 2 人類活動對氮循環(huán)和環(huán)境的影響 互動探究區(qū) 已知fe3 溶液為棕黃色 fe2 溶液為淺綠色 向fe no3 2溶液中逐滴加入少量稀鹽酸時 溶液的顏色變化應(yīng)該是 a 顏色變淺b 變?yōu)榧t色c 沒有改變d 變?yōu)樽攸S色 一 硝酸的強氧化性 歸納小結(jié) 硝酸具有強氧化性是由于hno3中的 5價氮元素有很強的得電子能力 能將幾乎所有金屬 除au pt外 溶解 能與大多數(shù)非金屬單質(zhì)及某些還原性化合物發(fā)生氧化還原反應(yīng) 主要表現(xiàn)為 1 濃硝酸能使紫色石蕊試液先變紅后退色 2 與非金屬單質(zhì)c s p等在加熱條件下反應(yīng) 非金屬元素被氧化成最高價氧化物 或含氧酸 3 金屬與hno3反應(yīng)的一般通式 金屬 濃硝酸 金屬硝酸鹽 no2 h2o 金屬 稀硝酸 金屬硝酸鹽 no h2o 1 溫度越高 硝酸越濃 其氧化性越強 1 銅粉放入稀硫酸中 加熱后無現(xiàn)象 當(dāng)加入一種可溶性鹽后 銅粉質(zhì)量減少 則新加入的鹽可能是 雙選 a 碳酸氫銨b 硫酸銅c fe2 so4 3d nano3 答案 cd 38 4mg銅跟適量的濃硝酸反應(yīng) 銅全部作用后 共收集到氣體22 4ml 標(biāo)準狀況且不考慮n2o4的存在 反應(yīng)消耗的hno3的物質(zhì)的量可能是 a 1 0 10 3molb 1 6 10 3molc 2 2 10 3mold 2 4 10 3mol 二 硝酸與金屬反應(yīng)的計算 2 在100ml某混合酸中 hno3的物質(zhì)的量濃度為0 4mol l 1 h2so4的物質(zhì)的量濃度為0 1mol l 1 向其中加入1 92g銅粉 微熱 待充分反應(yīng)后 求溶液中cu2 的物質(zhì)的量濃度為多少 反應(yīng)前后溶液體積變化忽略不計 答案 0 225mol l 1 鞏固訓(xùn)練區(qū) 1 現(xiàn)有下列物質(zhì) 其中必須保存在棕色瓶里的是 氯水 氨水 濃硝酸 稀硝酸 燒堿a b c d 答案 c 2 為除去鍍在鋁表面的銅鍍層 可選用的試劑是 a 稀硝酸b 濃硝酸c 濃硫酸d 濃鹽酸答案 b 3 下列反應(yīng)中硝酸既表現(xiàn)氧化性又表現(xiàn)酸性的是 雙選 a h2so3與稀hno3反應(yīng)b 鐵和熱的濃hno3c ag和稀hno3共熱d fe oh 3和稀hno3 解析 hno3中的氮元素呈最高價 反應(yīng)中 只要化合價降低 硝酸就表現(xiàn)氧化性 反應(yīng)中 氮元素?zé)o化合價變化 硝酸就表現(xiàn)酸性 兩種情況同時存在 則硝酸同時表現(xiàn)酸性和氧化性 答案 bc 答案 d 5 在濃硝酸中放入銅片 1 反應(yīng)開始的化學(xué)方程式為 2 若銅有剩余 則反應(yīng)快要結(jié)束時的化學(xué)方程式是 3 待反應(yīng)停止后 再加入少量25 的稀硫酸 這時銅片上又有氣泡產(chǎn)生 其原因是 4 若將12 8g銅跟一定質(zhì)量的濃硝酸反應(yīng) 銅消耗完時 共產(chǎn)生氣體5 6l 標(biāo)準狀況 則所消耗的硝酸的物質(zhì)的量是 課時高效作業(yè) 專題歸納區(qū) 1 將課本中噴泉實驗的膠頭滴管去掉 即變成圖1所示裝置 同樣能夠完成噴泉實驗 噴泉實驗 方法 該裝置中沒有膠頭滴管 而在連接的導(dǎo)管中有一段空氣 只需將它趕出 完成nh3與h2o的接觸 就可形成噴泉 方法有兩個 熱敷法 在燒瓶上捂熱毛巾 燒瓶內(nèi)氣壓增大 空氣被趕出導(dǎo)管 使nh3與h2o反應(yīng) 從而形成噴泉 冷敷法 在燒瓶外壁放包有冰塊的冷毛巾 燒瓶內(nèi)氣壓減小 燒杯內(nèi)的水被壓入燒瓶形成噴泉 2 如圖2所示裝置 可形成雙噴泉 實驗前a b c活塞均關(guān)閉 方法 擠壓膠頭滴管 滴管中的水溶解了右瓶中的部分nh3而使瓶內(nèi)壓強減小 打開活塞a c 左瓶中的hcl進入右瓶生成nh4cl固體而產(chǎn)生噴煙現(xiàn)象 若此時打開活塞b 則燒杯內(nèi)的水會被壓向左右兩個燒瓶 在左瓶中產(chǎn)生紅色噴泉 在右瓶中產(chǎn)生藍色噴泉 3 增大外界壓強將液體壓入燒瓶形成噴泉 如圖3所示裝置 在封口的錐形瓶中加入足量的碳酸鈉和稀鹽酸 二者反應(yīng)能產(chǎn)生大量co2氣體 使錐形瓶內(nèi)的壓強增大 從而將反應(yīng)混合物壓入燒瓶形成噴泉 如圖4所示裝置 在封口的錐形瓶外放一個水槽 錐形瓶中加入酒精 水槽中加入水后 再加入足量的濃硫酸 濃硫酸溶于水放熱 可使錐形瓶內(nèi)的酒精部分汽化而使錐形瓶內(nèi)壓強增大 從而將反應(yīng)混合物壓入燒瓶形成噴泉 如右圖所示的裝置中 干燥燒瓶內(nèi)盛有某種氣體 燒杯和滴管內(nèi)盛放某種溶液 擠壓滴管的膠頭 下列與實驗事實不相符的是 a co2 nahco3溶液 無色噴泉b nh3 h2o含酚酞 紅色噴泉c h2s cuso4溶液 黑色噴泉d hcl agno3溶液 白色噴泉 解析 co2與nahco3溶液不反應(yīng) 且co2在nahco3溶液中的溶解度很小 因此co2與nahco3溶液不會產(chǎn)生噴泉 故a項符合題意 nh3極易溶于水且氨水呈堿性 因此nh3與含酚酞的h2o會產(chǎn)生紅色噴泉 故b項不符合題意 h2s cuso4 cus h2so4 由于cus為黑色沉淀 因此h2s與cuso4溶液會產(chǎn)生黑色噴泉 故c項不符合題意 hcl agno3 agcl hno3 由于agcl為白色沉淀 因此hcl與agno3溶液會產(chǎn)生白色噴泉 故d項不符合題意 答案 a 除少數(shù)極不活潑的金屬 au pt 外 其他金屬都能被硝酸氧化 但其反應(yīng)情況隨硝酸濃度的不同也發(fā)生相應(yīng)變化 如鐵 鋁遇冷的濃硝酸鈍化 而遇稀硝酸則不鈍化 cu與濃硝酸反應(yīng)生成no2 與稀硝酸反應(yīng)則生成no 因此 當(dāng)金屬與一定量的濃硝酸發(fā)生反應(yīng)時 隨著反應(yīng)的進行硝酸濃度逐漸降低 所得還原產(chǎn)物不是單一產(chǎn)物 學(xué)科思想 金屬與硝酸反應(yīng)涉及的思想方法 當(dāng)討論金屬與硝酸反應(yīng)時應(yīng)具備以下思想 1 由濃變稀的思想由上述可知 金屬與一定量濃硝酸的反應(yīng) 會隨著硝酸濃度的降低 而得到不一樣的產(chǎn)物 所以一定要注意 當(dāng)題目中濃硝酸是定量或適量時 應(yīng)考慮酸的濃度由濃變稀的問題 這很可能是題目設(shè)置的一個陷阱 2 守恒思想 硝酸和不活潑金屬反應(yīng)一般生成硝酸鹽和氮氧化物 在此硝酸擔(dān)當(dāng)了兩個角色 一是酸 二是氧化劑 如果分別知道了二者的物質(zhì)的量 也就知道了消耗硝酸的總的物質(zhì)的量 如 3cu 8hno3 稀 3cu no3 2 2no 4h2o反應(yīng)中 當(dāng)3mol銅和8mol硝酸反應(yīng)時 起酸性作用的硝酸的物質(zhì)的量為6mol 即金屬的物質(zhì)的量與金屬離子化合價的乘積 3mol 2 作為氧化劑的硝酸的物質(zhì)的量為2mol 即no的物質(zhì)的量 2mol 6mol 8mol 即消耗硝酸的總物質(zhì)的量 應(yīng)特別注意的是 金屬與稀硝酸反應(yīng)的氣體產(chǎn)物中n的物質(zhì)的量和作為氧化劑的硝酸的物質(zhì)的量相等 這充分體現(xiàn)了氮元素守恒的思想 某金屬單質(zhì)與一定濃度的硝酸反應(yīng) 假定只生成單一的還原產(chǎn)物 當(dāng)參加反應(yīng)的金屬與被還原硝酸的物質(zhì)的量之比為2 1時 還原產(chǎn)物是 a no2b noc n2od n2 解析 分析題意可看出 無論金屬化合價是多少 由于其與被還原硝酸的物質(zhì)的量之比為2 1 即金屬失電子數(shù)目必為偶數(shù) 當(dāng)金屬和硝酸反應(yīng)時 二者得失電子數(shù)目一定相等 即電子守恒 所以硝酸得電子數(shù)目也是偶數(shù) 由硝酸中n的化合價為 5 可知1分子n得偶數(shù)個電子后 n的化合價仍為奇數(shù) 分析各選項可知 只有c項符合題意 答案 c 1 下列均能用如圖所示裝置進行噴泉實驗的一組氣體是 a hcl和co2b nh3和coc o2和co2d no2和no 解析 要利用該裝置進行噴泉實驗 所選氣體必須易溶于naoh溶液或易與naoh反應(yīng) b中的co c中的o2 d中的no都不溶于naoh溶液也不與naoh反應(yīng) 答案 a 2 標(biāo)準狀況下 兩個等體積的干燥圓底燒瓶中分別充滿 nh3和 no2 進行噴泉實驗 如圖所示 經(jīng)充分反應(yīng)后 燒瓶內(nèi)溶液的物質(zhì)的量濃度為 a b c d 不能確定 答案 c 3 鋅與很稀的硝酸反應(yīng)生成硝酸鋅 硝酸銨和水 當(dāng)生成1mol硝酸鋅時 被還原的硝酸的物質(zhì)的量為 a 2molb 1molc 0 5mold 0 25mol答案 d 答案 a 5 利用如圖所示的裝置 可以驗證nh3和hcl的有關(guān)性質(zhì) 實驗前a b c活塞均關(guān)閉 1 若要在燒瓶 中產(chǎn)生噴泉現(xiàn)象 燒瓶 中不產(chǎn)生噴泉現(xiàn)象 其操作方法是 2 若先打開a c活塞 再擠壓膠頭滴管 在燒瓶 中可觀察到的現(xiàn)象是 3 通過擠壓膠頭滴管和控制活塞的開關(guān) 在燒瓶 中產(chǎn)生噴泉現(xiàn)象 燒瓶 中不產(chǎn)生噴泉現(xiàn)象 其操作方法是 解析 本題考查氨氣的性質(zhì)和噴泉實驗的形成 若要在燒瓶 中產(chǎn)生噴泉現(xiàn)象 燒瓶 中不產(chǎn)生噴泉現(xiàn)象 先打開a b活塞 再擠壓膠頭滴管 或先擠壓膠頭滴管 再打開a b活塞 若先打開a c活塞 再擠壓膠頭滴管 則在 中nh3被水吸收 容器內(nèi)壓強減小 中hcl進入 中 hcl和nh3反應(yīng)生成固體nh4cl 產(chǎn)生白煙 要在燒瓶 中形成噴泉 就要形成負壓 先打開a c活塞 再擠壓膠頭滴管 在燒瓶 中形成了負壓 此時要快速關(guān)閉a活塞 打開b活塞 燒杯中的水會被壓入燒瓶 中產(chǎn)生噴泉現(xiàn)象 答案 1 先打開a b活塞 再擠壓膠頭滴管 或先擠壓膠頭滴管 再打開a b活塞 2 燒瓶 中導(dǎo)管口處產(chǎn)生白煙 3 先打開a c活塞 再擠壓膠頭滴管 或