2023-2024學(xué)年魯科版（2019）必修第一冊(cè) 3-3-3硝酸人類活動(dòng)對(duì)氮循環(huán)和環(huán)境的影響課件（54張）

第3課時(shí)硝酸人類活動(dòng)對(duì)氮循環(huán)和環(huán)境的影響學(xué)業(yè)基礎(chǔ)核心素養(yǎng)學(xué)考評(píng)價(jià)學(xué)業(yè)要求1．通過(guò)對(duì)濃硝酸性質(zhì)的學(xué)習(xí)，認(rèn)識(shí)一氧化氮、二氧化氮、硝酸的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)以及典型的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，能書(shū)寫(xiě)主要反應(yīng)的化學(xué)方程式，知道它們的主要應(yīng)用，建立變化觀念與平衡思想。2．通過(guò)了解人類活動(dòng)對(duì)氮循環(huán)的影響，了解酸雨、光化學(xué)煙霧和水體富營(yíng)養(yǎng)化等環(huán)境問(wèn)題的危害以及如何減少氮氧化物的排放，樹(shù)立環(huán)境保護(hù)的意識(shí)，同時(shí)知道常見(jiàn)氮的化合物在實(shí)驗(yàn)室中的安全使用注意事項(xiàng)，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任。3．從氮元素價(jià)態(tài)、物質(zhì)類別角度構(gòu)建氮及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系，并能夠應(yīng)用其分析解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及物質(zhì)的保存、檢驗(yàn)、分離等問(wèn)題；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)和研究它們的性質(zhì)，培養(yǎng)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)。知識(shí)網(wǎng)絡(luò)學(xué)業(yè)基礎(chǔ)一、硝酸1．硝酸的物理性質(zhì)取一瓶濃硝酸打開(kāi)瓶蓋，瓶口產(chǎn)生

，用手輕輕扇動(dòng)，聞到

氣味。顏色狀態(tài)氣味密度特性________________________于水______揮發(fā)白霧刺激性無(wú)色液體刺激性大2.硝酸的化學(xué)性質(zhì)(1)實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)裝置及操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論將稀硝酸注入試管中，Cu和稀硝酸緩慢反應(yīng)，產(chǎn)生________，在試管口變?yōu)開(kāi)______，溶液_______銅與稀硝酸常溫下緩慢反應(yīng)生成_____氣體反應(yīng)劇烈，有________氣體產(chǎn)生，溶液變?yōu)開(kāi)_______銅與濃硝酸常溫下劇烈反應(yīng)生成_____氣體無(wú)色氣體紅棕色變藍(lán)NO紅棕色藍(lán)綠色NO2試管中有_______產(chǎn)生，試管口處看到_______氣體鐵與稀硝酸常溫下可以反應(yīng)，生成________氣體無(wú)明顯現(xiàn)象發(fā)生________氣泡紅棕色NO鈍化(2)硝酸的化學(xué)性質(zhì)歸納鐵、鋁

Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2OFe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O3Fe＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O

4HNO3(濃)

4NO2↑＋O2↑＋2H2O注意：①硝酸越濃，越易分解。②濃硝酸應(yīng)放在帶有玻璃塞的棕色試劑瓶中密封保存，并放置在陰涼處。③硝酸分解生成的NO2溶于硝酸中，所以久置的濃硝酸呈黃色。3．硝酸的用途硝酸是一種重要的化工原料，可用于制造_______、染料、塑料和_______等，是實(shí)驗(yàn)室里重要的化學(xué)試劑。炸藥硝酸鹽

[即學(xué)即練]1．判斷下列說(shuō)法是否正確，正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”。(1)常溫下，將鋁片放入濃硝酸，無(wú)明顯現(xiàn)象，是因?yàn)殇X和濃硝酸不反應(yīng)(

)(2)實(shí)驗(yàn)室可以用銅和稀硝酸制備少量的NO氣體(

)(3)濃硝酸氧化性很強(qiáng)，常溫下就可以和碳發(fā)生反應(yīng)(

)(4)久置的濃硝酸呈黃色，是因?yàn)橄跛岱纸馍蒒O2的緣故(

)(5)硝酸可與活潑金屬反應(yīng)生成鹽和氫氣(

)(6)硝酸與金屬反應(yīng)時(shí)，主要是＋5價(jià)的氮得電子(

)(7)濃硝酸與濃鹽酸按3∶1的體積比所得的混合物叫王水(

)(8)常溫下，向濃硝酸中投入鐵片，會(huì)產(chǎn)生大量的紅棕色氣體(

)×√×√×√××

答案：A解析：A項(xiàng)，硝酸中氮元素的化合價(jià)降低，得到電子，硝酸體現(xiàn)氧化性，不能體現(xiàn)酸的通性；B項(xiàng)，HNO3和NaOH發(fā)生酸堿中和反應(yīng)，體現(xiàn)酸的通性；C項(xiàng)，HNO3與堿性氧化物CuO的反應(yīng)，體現(xiàn)酸的通性；D項(xiàng)，HNO3與CaCO3發(fā)生反應(yīng)，體現(xiàn)酸的通性。3．下列有關(guān)濃硝酸的說(shuō)法不正確的是(

)A．實(shí)驗(yàn)室常用濃硝酸與金屬鋅反應(yīng)制備氫氣B．常溫下濃硝酸能使金屬鋁鈍化C．濃硝酸不穩(wěn)定，見(jiàn)光易分解，需要避光保存D．濃硝酸易揮發(fā)，打開(kāi)瓶塞，瓶口有白霧產(chǎn)生答案：A4．下列反應(yīng)中硝酸既表現(xiàn)出酸性又表現(xiàn)出氧化性的是(

)A．使石蕊溶液變紅B．與銅反應(yīng)放出NO氣體并生成Cu(NO3)2C．與Na2CO3反應(yīng)放出CO2氣體并生成NaNO3D．與S單質(zhì)混合共熱時(shí)生成H2SO4和NO2答案：B5．某研究小組為了探究硝酸的性質(zhì)，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作。(1)從試劑柜中取一瓶濃硝酸，發(fā)現(xiàn)其保存在

色試劑瓶中，取少量濃硝酸于試管中，發(fā)現(xiàn)其溶液呈“黃色”，其原因是___________________________________________________________(用化學(xué)方程式和適當(dāng)文字描述)。該研究小組嘗試將顯“黃色”的濃硝酸恢復(fù)到原本的無(wú)色。下列措施合理的是

(填字母)。a．向濃硝酸中加水b．向濃硝酸中通入適量空氣c．加熱濃硝酸d．向濃硝酸中加入適量的NaOH固體棕

b(2)向濃硝酸中加入稍過(guò)量銅片，該小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)，生成的氣體開(kāi)始呈紅棕色后逐漸變淺，試寫(xiě)出上述反應(yīng)的化學(xué)方程式：_______________________________________，在上述反應(yīng)中，硝酸體現(xiàn)的性質(zhì)為

。(3)當(dāng)實(shí)驗(yàn)完畢，該小組同學(xué)向試管中滴入少量稀H2SO4，發(fā)現(xiàn)銅片又逐漸溶解，產(chǎn)生無(wú)色氣體，試寫(xiě)出上述的離子方程式：___________________________________________________________(4)該小組同學(xué)向濃硝酸中加入少量碳粉，無(wú)明顯現(xiàn)象，小心加熱，發(fā)現(xiàn)碳粉逐漸溶解，產(chǎn)生紅棕色氣體，試寫(xiě)出上述反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________，在該反應(yīng)中硝酸體現(xiàn)的性質(zhì)為

。Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O、3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O氧化性和酸性

氧化性二、人類活動(dòng)對(duì)氮循環(huán)和環(huán)境的影響1．含氮物質(zhì)的來(lái)源及其危害2．減少人類活動(dòng)對(duì)氮循環(huán)和環(huán)境影響的措施(1)控制進(jìn)入大氣、土壤和水體中含有氮元素的物質(zhì)的量。(2)增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)對(duì)含有氮元素的物質(zhì)的吸收能力。產(chǎn)生光化學(xué)煙霧形成酸雨水體富營(yíng)養(yǎng)化[即學(xué)即練]1．判斷下列說(shuō)法是否正確，正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”。(1)水體中氮元素含量增大，會(huì)促進(jìn)水中植物生長(zhǎng)，因此水體富營(yíng)養(yǎng)化是有利的(

)(2)汽車尾氣中的氮氧化物和碳?xì)浠衔锸窃斐晒饣瘜W(xué)煙霧的元兇(

)(3)植物秸稈的焚燒產(chǎn)生的氮氧化物也參與了氮的循環(huán)(

)(4)含氮化合物的過(guò)度排放也是形成霧霾的主要原因(

)×√√√2．下列現(xiàn)象的產(chǎn)生與人為排放大氣污染物氮氧化物無(wú)關(guān)的是(

)A．溫室效應(yīng) B．光化學(xué)煙霧C．酸雨 D．水體的富營(yíng)養(yǎng)化答案：A

答案：C

N2NaClb

解析：(2)過(guò)程②加入NaClO溶液可將氨氮轉(zhuǎn)化為無(wú)毒物質(zhì)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為3NaClO＋2NH3===3NaCl＋N2↑＋3H2O，所以反應(yīng)后含氮元素、氯元素的物質(zhì)的化學(xué)式分別為N2、NaCl。(3)含余氯廢水的主要成分是NaClO和HClO，要除去余氯需加入具有還原性的物質(zhì)，如Na2SO3。核心素養(yǎng)

答案：B

狀元隨筆本題考查氧化還原反應(yīng)的計(jì)算，注意守恒思想與極限法的利用。本題中利用極限法解答，假設(shè)混合物全是CuS或全是Cu2S，根據(jù)銅原子守恒計(jì)算n(CuS)、n(Cu2S)，再根據(jù)得失電子守恒計(jì)算氣體的物質(zhì)的量，進(jìn)而求得氣體體積，實(shí)際氣體體積介于二者之間。[提升1]銅和鎂的合金4.6g完全溶于足量的硝酸后，再加入過(guò)量的NaOH溶液，生成9.7g沉淀，則合金與硝酸反應(yīng)時(shí)，放出的氣體可能是(

)A．0.2molNOB．0.2molNO2和0.05molN2O4C．0.1molN2OD．0.1molNO、0.1molNO2和0.1molN2O4答案：B

狀元隨筆硝酸與金屬的反應(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)。關(guān)鍵能力解硝酸與金屬反應(yīng)計(jì)算題的思維模式1．思維導(dǎo)圖硝酸是一種典型的強(qiáng)氧化性酸，與硝酸有關(guān)的一些反應(yīng)非常重要，尤其是有關(guān)硝酸反應(yīng)的計(jì)算，但只要弄清反應(yīng)關(guān)系，然后采用守恒法和關(guān)系式法就能破解，其思維模式為2.計(jì)算方法靈活運(yùn)用原子守恒、得失電子守恒及溶液中的電荷守恒關(guān)系。例如Cu與HNO3反應(yīng)中有以下等量關(guān)系：(1)N原子守恒：反應(yīng)前所有的N只存在于HNO3中，反應(yīng)后含N的物質(zhì)有HNO3的還原產(chǎn)物(假設(shè)有NO2、NO)和Cu(NO3)2，若HNO3過(guò)量，則過(guò)量HNO3中也含N，則有n(N)＝n(NO2)＋n(NO)＋2n[Cu(NO3)2]＋n剩(HNO3)。

二、常見(jiàn)的環(huán)境污染[例2]研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成霧霾時(shí)與大氣中的氨有關(guān)(如下圖所示)。下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A．霧和霾的分散劑相同B．霧霾中含有硝酸銨和硫酸銨C．NH3是形成無(wú)機(jī)顆粒物的催化劑D．霧霾的形成與過(guò)度施用氮肥有關(guān)答案：C解析：A對(duì)，霧的分散劑是空氣，分散質(zhì)是水；霾的分散劑是空氣，分散質(zhì)是固體顆粒。因此，霧和霾的分散劑相同。B對(duì)，由于氮氧化物和SO2轉(zhuǎn)化為銨鹽形成無(wú)機(jī)顆粒物，因此霧霾中含有硝酸銨和硫酸銨。C錯(cuò)，NH3作為反應(yīng)物參加反應(yīng)轉(zhuǎn)化為銨鹽，因此NH3不是形成無(wú)機(jī)顆粒物的催化劑。D對(duì)，氮氧化物和二氧化硫在形成霧霾時(shí)與大氣中的氨有關(guān)，由于氮肥會(huì)釋放出NH3，因此霧霾的形成與過(guò)度施用氮肥有關(guān)。狀元隨筆本題情境真實(shí)，導(dǎo)向明確，聚焦學(xué)科核心素養(yǎng)，既可以引導(dǎo)考生認(rèn)識(shí)與化學(xué)有關(guān)的社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題，形成可持續(xù)發(fā)展的意識(shí)和綠色化學(xué)觀念，又體現(xiàn)了高考評(píng)價(jià)體系中的應(yīng)用性和綜合性的考查要求。

答案：C

狀元隨筆本題應(yīng)結(jié)合元素守恒和元素化合價(jià)的變化分析各物質(zhì)的成分。工業(yè)廢氣中的CO2和SO2都可以被過(guò)量的石灰乳吸收，而N2、CO、NO不能被吸收。從NaNO2和NH＋4反應(yīng)生成無(wú)污染的氣體分析，無(wú)污染的氣體為N2，因?yàn)榇嬖诜磻?yīng)NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O，所以要使氣體中的NO被NaOH溶液吸收，應(yīng)該通入空氣，使部分NO變成NO2，但不能過(guò)量。關(guān)鍵能力1.主要環(huán)境污染污染類型具體表現(xiàn)主要物質(zhì)或原因空氣污染酸雨SO2、氮氧化物光化學(xué)煙霧氮氧化物、碳?xì)浠衔锍粞蹩斩捶却?、碳?xì)浠衔餃厥倚?yīng)CO2、CH4等霧霾SO2、氮氧化物、顆粒物(PM)，顆粒物是加重霧霾天氣的主要原因室內(nèi)空氣污染家用燃料的燃燒，烹調(diào)，吸煙產(chǎn)生的CO、CO2、NO、NO2、SO2等，各種建筑材料和裝飾材料釋放出的甲醛、苯等有機(jī)物造成的污染水體污染重金屬污染重金屬Hg、Cd、Pb、Cr等的離子進(jìn)入水中形成的污染，主要來(lái)自化工、冶金、電子、電鍍等排放的工業(yè)廢水植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)污染(如赤潮)進(jìn)入水中腐爛的含蛋白質(zhì)的物質(zhì)、含磷洗滌劑及大量使用磷肥造成的水體富營(yíng)養(yǎng)化，主要來(lái)源于工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及城市生活污水的任意排放2．綠色化學(xué)狀元隨筆(1)pH<5.6的雨水稱為酸雨。酸雨分硫酸型和硝酸型，我國(guó)酸雨類型為硫酸型，主要原因是大量含硫化石燃料的燃燒。(2)“赤潮”和“水華”均是水體富營(yíng)養(yǎng)化的結(jié)果。學(xué)考評(píng)價(jià)1．現(xiàn)有下列物質(zhì)，其中必須保存在棕色試劑瓶里的是(

)①氯水②氨水③濃硝酸④濃鹽酸⑤燒堿A．①②③ B．①③④C．①③ D．②⑤答案：C解析：氯水中的HClO、HNO3見(jiàn)光都易分解，因此要將氯水和濃硝酸保存在棕色試劑瓶中。2．下列說(shuō)法符合綠色化學(xué)思想的是(

)A．對(duì)工業(yè)生產(chǎn)硝酸產(chǎn)生的廢氣、廢水進(jìn)行嚴(yán)格處理B．開(kāi)發(fā)利用仿生固氮技術(shù)以減少氮肥使用C．驗(yàn)證硝酸的強(qiáng)氧化性時(shí)在通風(fēng)櫥內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)D．建設(shè)“花園式工廠”答案：B解析：A項(xiàng)，對(duì)廢氣、廢水嚴(yán)格處理是補(bǔ)救措施，沒(méi)有從源頭上減少污染；B項(xiàng)，利用仿生固氮技術(shù)能減少氮肥使用，從源頭上減少了污染物的排放；C項(xiàng)，在通風(fēng)櫥內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并不能減輕對(duì)大氣的污染；D項(xiàng)，“花園式工廠”也只是對(duì)環(huán)境的美化，沒(méi)有從源頭上減少污染。

答案：B

4．銅粉放入稀硫酸中加熱無(wú)明顯現(xiàn)象，當(dāng)加入一種鹽后，銅粉的質(zhì)量明顯減少，溶液變?yōu)樗{(lán)色，同時(shí)有氣體逸出。則該鹽可能是(

)A．Fe2(SO4)3

B．Na2CO3C．KNO3 D．CuCl2答案：C

5．下列因果關(guān)系不正確的是(

)選項(xiàng)原因結(jié)果A大量植樹(shù)造林溫室效應(yīng)BSO2和NO2氣體的大量排放酸雨C含氮、磷等生活廢水的大量排放水華、赤潮D汽車尾氣的大量排放光化學(xué)煙霧答案：A解析：植物光合作用會(huì)吸收二氧化碳，大量植樹(shù)造林不會(huì)導(dǎo)致溫室效應(yīng)，A錯(cuò)誤；SO2和NO2氣體大量排放，最終會(huì)轉(zhuǎn)變成硫酸和硝酸，形成酸雨，B正確；氮、磷是植物的營(yíng)養(yǎng)元素，含氮、磷等生活廢水的大量排放，會(huì)導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化，藻類瘋長(zhǎng)，引發(fā)水華、赤潮，C正確；汽車尾氣的大量排放，會(huì)產(chǎn)生氮氧化物，從而造成光化學(xué)煙霧，D正確。6.某濃度稀HNO3與金屬M(fèi)反應(yīng)時(shí)，能得到＋2價(jià)硝酸鹽，反應(yīng)時(shí)M與HNO3的物質(zhì)的量之比為5∶12，則反應(yīng)時(shí)HNO3的還原產(chǎn)物是(

)A．NH4NO3 B．N2C．N2O D．NO答案：B解析：稀HNO3與金屬M(fèi)反應(yīng)時(shí)，能得到＋2價(jià)硝酸鹽M(NO3)2，反應(yīng)時(shí)M與HNO3的物質(zhì)的量之比為5∶12，若12mol硝酸反應(yīng)時(shí)10mol硝酸表現(xiàn)酸性，2mol硝酸表現(xiàn)氧化性，可知5molM失去的電子與2molHNO3得到的電子數(shù)目相等，設(shè)還原產(chǎn)物中N元素的化合價(jià)為x，則5mol×(2－0