2020-2021學(xué)年高中化學(xué)新教材魯科版必修第1冊(cè)學(xué)案：第3章 第3節(jié)　第3課時(shí)　硝酸　人類活動(dòng)對(duì)氮循環(huán)和環(huán)境的影響

1、第3課時(shí)硝酸人類活動(dòng)對(duì)氮循環(huán)和環(huán)境的影響發(fā)展目標(biāo)體系構(gòu)建1.通過對(duì)硝酸性質(zhì)的學(xué)習(xí)，認(rèn)識(shí)硝酸的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)以及典型實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，能書寫主要反應(yīng)的化學(xué)方程式，知道他們的主要應(yīng)用；建立從物質(zhì)類別、元素價(jià)態(tài)角度實(shí)現(xiàn)含有氮元素的物質(zhì)之間轉(zhuǎn)化的思想和方法。2.通過人類對(duì)氮循環(huán)的影響，了解酸雨、光化學(xué)煙霧和富營(yíng)養(yǎng)化等環(huán)境問題的危害以及如何減少氮氧化物的排放，樹立環(huán)保意識(shí)，同時(shí)知道常見氮的化合物在實(shí)驗(yàn)室中的安全使用注意事項(xiàng)。3.能夠預(yù)測(cè)陌生的含有氮元素物質(zhì)的性質(zhì)、反應(yīng)或?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象，設(shè)計(jì)方案制備含有氮元素的物質(zhì)和研究他們的性質(zhì)。一、硝酸的性質(zhì)1實(shí)驗(yàn)探究硝酸的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)裝置及操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論瓶口產(chǎn)生白霧，聞到刺

2、激性氣味硝酸是無色、易揮發(fā)、有刺激性氣味的液體反應(yīng)緩慢，有少量氣泡產(chǎn)生，溶液變藍(lán)銅與稀硝酸常溫下緩慢反應(yīng)生成no氣體反應(yīng)劇烈，有大量氣泡產(chǎn)生，溶液變藍(lán)銅與濃硝酸常溫下劇烈反應(yīng)生成no2氣體無明顯現(xiàn)象發(fā)生鈍化2.物理性質(zhì)顏色狀態(tài)氣味密度特性無色液態(tài)刺激性hno3h2o易揮發(fā)3.化學(xué)性質(zhì)(1)酸的通性：電離方程式為hno3=hno。硝酸能使酸堿指示劑發(fā)生顏色變化，能與金屬、堿、堿性氧化物等反應(yīng)。(2)不穩(wěn)定性：濃硝酸受熱或見光分解，化學(xué)方程式為4hno3 4no2o22h2o。(3)強(qiáng)氧化性： 4用途硝酸是一種重要的化工原料，可用于制造炸藥、染料等，也是實(shí)驗(yàn)室里重要的化學(xué)試劑。二、人類活動(dòng)對(duì)氮循環(huán)

3、和環(huán)境的影響1氮氧化物與碳?xì)浠衔锇l(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生光化學(xué)煙霧。2氮氧化物還是霧霾的主要成分之一。3氮氧化物與水反應(yīng)生成硝酸和亞硝酸，形成酸雨。4工業(yè)廢水和農(nóng)業(yè)廢水排放造成水體富營(yíng)養(yǎng)化。1判斷正誤(正確的打“”，錯(cuò)誤的打“×”)。(1)常溫下鐵與濃硝酸反應(yīng)，產(chǎn)生大量紅棕色氣體。()(2)用濃硝酸與cu反應(yīng)制備no2。()(3)碳與硝酸在常溫下即可反應(yīng)。()(4)汽車尾氣中的氮氧化物與碳?xì)浠衔锸钱a(chǎn)生光化學(xué)煙霧的元兇。()(5)氮氧化合物也可以形成酸雨。()答案(1)×(2)(3)×(4)(5)2濃硝酸常呈黃色的原因是()a濃硝酸易分解產(chǎn)生nob濃硝酸中混有fe3c濃硝酸

4、易分解產(chǎn)生no2d濃硝酸易氧化單質(zhì)c答案c3下列對(duì)于硝酸的認(rèn)識(shí)不正確的是()a濃硝酸和稀硝酸都具有氧化性b銅與硝酸的反應(yīng)屬于置換反應(yīng)c金屬與硝酸反應(yīng)一定不產(chǎn)生氫氣d常溫下，可用鐵或鋁質(zhì)容器盛裝濃硝酸bcu與hno3反應(yīng)無單質(zhì)生成，不是置換反應(yīng)。硝酸的氧化性通過以下實(shí)驗(yàn)分析硝酸的氧化性，并完成相關(guān)問題。1金屬活動(dòng)性順序表中排在氫元素前的金屬與酸反應(yīng)一定產(chǎn)生氫氣嗎？金屬活動(dòng)性順序表中排在氫元素后的金屬與酸不反應(yīng)嗎？提示：均不一定。如fe與hno3反應(yīng)不產(chǎn)生氫氣，cu與濃、稀硝酸均可以反應(yīng)。2fe、al在常溫下不能溶于濃硝酸中，是因?yàn)閒e、al不能與濃硝酸發(fā)生反應(yīng)嗎？提示：不是。fe、al等金屬跟濃

5、硝酸在常溫下發(fā)生鈍化現(xiàn)象，因而不能溶解，但是鈍化不代表不反應(yīng)，而是在濃硝酸的作用下fe、al表面形成了一層致密的氧化膜，阻止了反應(yīng)的進(jìn)一步發(fā)生；但在加熱條件下可以劇烈反應(yīng)。3fe與稀硝酸反應(yīng)時(shí)的產(chǎn)物與二者的用量有何關(guān)系？提示：硝酸過量：fe4hno=fe3no2h2o；鐵過量：3fe8h2no=3fe22no4h2o。4金屬與硝酸的反應(yīng)中，硝酸起什么作用？分別是如何體現(xiàn)的？提示：強(qiáng)氧化性：hno3中5價(jià)的氮元素有很強(qiáng)的得電子能力。例如將fe氧化為高價(jià)態(tài)的fe3。酸性：生成了鹽類物質(zhì)。例如fe(no3)3、al(no3)3。1有關(guān)硝酸的性質(zhì)總結(jié)(1)硝酸與金屬反應(yīng)時(shí)，一般既表現(xiàn)強(qiáng)氧化性，又表現(xiàn)酸

6、性。參加反應(yīng)的硝酸部分被還原，還有一部分仍以no形式存在。(2)濃硝酸與金屬反應(yīng)的過程中，濃度逐漸減小，還原產(chǎn)物有可能是no2和no的混合物，最終溶液中仍有no。(3)硝酸根在酸性條件下具有強(qiáng)氧化性。如硝酸在與金屬反應(yīng)完后，溶液中仍然有硝酸根離子存在，當(dāng)金屬剩余時(shí)，再加入h，金屬仍會(huì)溶解。2硝酸與金屬反應(yīng)的有關(guān)計(jì)算(1)原子守恒：n(hno3)n(no)n(還原產(chǎn)物中氮原子)。(2)電子守恒：硝酸與金屬反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)，氮原子得到的電子數(shù)等于金屬原子失去的電子數(shù)。(3)電荷守恒：mn和h所帶正電荷總數(shù)等于no所帶負(fù)電荷總數(shù)。1下列反應(yīng)中硝酸只表現(xiàn)氧化性的是()a灼熱的炭與濃硝酸的反應(yīng)bcu

7、與稀硝酸的反應(yīng)cfeo與稀硝酸的反應(yīng)dfe(oh)3與硝酸的反應(yīng)a灼熱的炭與濃硝酸的反應(yīng)中硝酸只作氧化劑；cu與稀硝酸、feo與稀硝酸的反應(yīng)中硝酸既表現(xiàn)氧化性又表現(xiàn)酸性；fe(oh)3與硝酸的反應(yīng)中硝酸只表現(xiàn)酸性。2已知3cu8hno3(稀)=3cu(no3)22no4h2o，則下列說法不正確的是()acu作還原劑，hno3作氧化劑bhno3在該反應(yīng)中只有部分表現(xiàn)出了氧化性c每生成22.4 l(標(biāo)準(zhǔn)狀況)no有3 mol的電子轉(zhuǎn)移d如果有8 mol hno3被還原，則生成了2 mol nod根據(jù)反應(yīng)方程式看出，當(dāng)有8 mol hno3反應(yīng)時(shí)，被還原的hno3有2 mol，生成2 mol no，

8、則當(dāng)有8 mol hno3被還原時(shí)，生成8 mol no。3在濃硝酸中放入銅片：(1)開始反應(yīng)的化學(xué)方程式為_，現(xiàn)象為_。(2)若銅有剩余，則反應(yīng)快要結(jié)束時(shí)的化學(xué)方程式是_。(3)待反應(yīng)停止時(shí)，再加入少量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的稀硫酸，這時(shí)銅片上又有氣泡產(chǎn)生，其原因是_。(4)若將12.8 g銅跟一定質(zhì)量的濃硝酸反應(yīng)，銅消耗完時(shí)，共產(chǎn)生氣體5.6 l(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則所消耗的硝酸的物質(zhì)的量是_。解析(1)在濃硝酸中放入銅片，開始反應(yīng)的化學(xué)方程式為cu4hno3(濃)=cu(no3)22no22h2o。(2)隨著反應(yīng)的進(jìn)行，硝酸濃度不斷減小，故反應(yīng)后期發(fā)生的是稀硝酸與銅的反應(yīng)。(3)溶液中含有no，加入

9、稀硫酸后，h2so4電離出h，h、no與cu反應(yīng)放出no。(4)產(chǎn)生的5.6 l(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體是no2和no的混合氣體。根據(jù)氮原子守恒可知被還原的hno3的物質(zhì)的量就是no2和no的物質(zhì)的量之和；再根據(jù)銅原子的物質(zhì)的量可以算出反應(yīng)中未被還原的hno3的物質(zhì)的量，從而可以求出參加反應(yīng)的hno3的總物質(zhì)的量。答案(1)cu4hno3(濃)=cu(no3)22no22h2o銅片逐漸溶解，溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色，有紅棕色氣體生成(2)3cu8hno3(稀)=3cu(no3)22no4h2o(3)溶液中含有no，加入稀硫酸后，h2so4電離出h，h、no與cu發(fā)生反應(yīng)：3cu8h2no=3cu22no4h

10、2o(4)0.65 mol1對(duì)于硝酸的物理性質(zhì)，下列敘述不正確的是()a可以與水以任意比互溶b不易揮發(fā)c有刺激性氣味d質(zhì)量分?jǐn)?shù)在95%以上的濃硝酸為發(fā)煙硝酸b硝酸易揮發(fā)。2下列塊狀金屬在常溫時(shí)，能全部溶于足量的濃硝酸的是()aaubcucaldfebau與濃硝酸不反應(yīng)，al、fe在常溫下遇濃硝酸鈍化，不能全部溶解，cu能與濃硝酸反應(yīng)，能全部溶于足量的濃硝酸中。3將銅粉放入稀硫酸中，加熱無明顯現(xiàn)象發(fā)生，當(dāng)加入下列一種物質(zhì)后，銅粉的質(zhì)量減少，溶液呈藍(lán)色，同時(shí)有氣體逸出，該物質(zhì)是()afe2(so4)3bna2so4ckno3 dfeso4c“溶液呈藍(lán)色”說明銅被氧化，在原稀硫酸中已含有h，當(dāng)加入f

11、e3，雖然也可以氧化cu，但此時(shí)并沒有氣體放出，若加入kno3(提供了no)，相當(dāng)于cu在稀硝酸的環(huán)境中，會(huì)被氧化并放出no氣體。no只有在酸性條件下才有強(qiáng)氧化性，在中性或堿性條件下無強(qiáng)氧化性。4“保護(hù)環(huán)境就是保護(hù)人類自己?！毕铝协h(huán)境問題與產(chǎn)生的主要原因不相符的是()“光化學(xué)煙霧”主要是由汽車排放的氮氧化物所引起的；“酸雨”主要是由空氣中co2的濃度增大引起的；“溫室效應(yīng)”主要是由空氣中co2濃度增大引起的；“赤潮”主要是由于水體中n、p等元素含量過高而引起的a只有 b只有 c全部d只有d“酸雨”主要是由空氣中so2或nox的濃度增大引起的。5將一定質(zhì)量鐵粉加入裝有100 ml某濃度的稀硝酸溶液中充分反應(yīng)。容器中剩有m g的鐵粉，收集到448 ml no氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。(1)所得溶液中溶質(zhì)的化學(xué)式是_