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鲁科版化学必修一课件:3.2.3 硝酸 人类活动对自然界氮循环和环境的影响

1、第3课时 硝酸 人类活动对自然界氮循环和环境的影响,第3章 第2节 氮的循环,学习目标定位 1.掌握硝酸的物理性质和化学性质,会分析硝酸的强氧化性,会写硝酸与不活泼金属反应的化学方程式。 2.知道人类活动对氮循环的影响及酸雨、光化学烟雾、水体富营养化形成的原因。,内容索引,新知导学 新知探究 点点落实,达标检测 当堂检测 巩固反馈,新知导学,1.在两支试管中各放入一小块铜片,分别加入少量4 molL1的稀硝酸和15 molL1的浓硝酸,立即用蘸有氢氧化钠溶液的棉花封住试管口,观察试管中发生的现象。 (1)实验现象 浓硝酸中: 。 稀硝酸中: 。,一、硝酸的性质,反应剧烈,生成红棕色气体,溶液变

2、蓝,反应较缓慢,放出无色气体,然后又立即变为红棕色,溶液变蓝色,(2)结论: 。 铜与浓HNO3反应的化学方程式: ; 铜与稀HNO3反应的化学方程式: 。 (3)硝酸在上述反应中表现出的性质为 。,浓、稀硝酸都与铜反应,浓HNO3与铜反应生成的气体为NO2;稀HNO3与铜反应生成的气体为NO,Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO2 2H2O,3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O,强氧化性、酸性,2.将上述实验中的金属铜换成金属铁进行相同的实验,观察发生的现象。 (1)实验现象:加入浓硝酸的试管中,铁片 。加入稀硝酸的试管中,有 产生,在试管口上方, 气体变成了 ,

3、溶液变为 。 (2)实验结论:Fe在常温下遇到浓HNO3发生 现象。稀硝酸与铁反应生成了NO,NO遇空气后又生成了NO2。 (3)反应的化学方程式:。,没有明显变化,气泡,无色,红棕色,棕黄色,Fe4HNO3(稀)=Fe(NO3)3NO2H2O(铁不足), 2NOO2=2NO2,钝化,3.硝酸能与非金属单质反应,写出下列反应的化学方程式: (1)浓硝酸将木炭氧化成二氧化碳: 。 (2)浓硝酸将硫氧化成硫酸: 。 (3)硝酸在上述反应中表现出的性质为 。,C4HNO3(浓) CO24NO2,2H2O,S6HNO3(浓) H2SO46NO22H2O,强氧化性,4.通过上面实验探究,你对硝酸的氧化性

4、有了哪些认识?通常情况下,浓、稀硝酸做氧化剂时,还原产物有何规律?,答案 (1)硝酸具有强氧化性,能与金、铂、钛以外的大多数金属反应。 (2)硝酸与金属反应无H2生成,硝酸的还原产物与硝酸的浓度有关,浓硝酸一般被还原为NO2,稀硝酸一般被还原为NO。 (3)在常温下,铝、铁能在浓HNO3中发生钝化现象,钝化有新物质生成,是化学变化。 (4)一般只有浓HNO3在加热时才与非金属反应,浓硝酸在加热条件下可将C、S、P等非金属氧化成最高价氧化物或相应的酸。,答案,硝 酸 的 性 质,物理性质:纯硝酸是无色、易 、有 气味的液体,化 学 性 质,酸的通性,强 氧 化 性,(1)与金属反应:能与除Au、

5、Pt等以外的大多数金属反应,生成高价硝酸盐同时生成气体和H2O,浓硝酸生成NO2,稀硝酸生成,挥发,刺激性,NO,硝 酸 的 性 质,化 学 性 质,强 氧 化 性,(2)常温下,浓硝酸能使铁、铝发生钝化,这是因为_。若在加热条件下,可破坏氧化膜,从而使反应继续进行,(3)与非金属反应:浓HNO3与C等非金属反应生成NO2和高价氧化物,浓硝,酸将铁、铝容器表面氧化,形成致密的氧化物薄膜,硝 酸 的 性 质,化 学 性 质,不稳定性:浓HNO3不稳定,受热或见光容 分解,硝酸越浓,越易分解。硝酸分解有NO2产生,并溶于硝酸中使其呈 色,其化学方程式是_。实验室保存硝酸的方法是_,易,黄,4HNO

6、3,2H2O+4NO2+O2,棕色试剂瓶里,放置阴凉处,保存在,1.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退色酸性和强氧化性 B.铁与稀硝酸反应不能放出氢气强氧化性 C.要用棕色瓶盛装浓硝酸不稳定性 D.氢氧化亚铁固体与稀硝酸混合仅强酸性,答案,解析,误区警示,误区警示,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退色; B项,因稀硝酸有强氧化性,与锌反应不产生H2; C项,因浓硝酸不稳定,见光或受热易分解,因此应用棕色瓶盛装,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。,误区警

7、示 (1)硝酸与金属反应无H2生成。 (2)硝酸与金属、FeO、Fe(OH)2、Fe3O4、Na2SO3、Na2S等反应不仅表现酸性,还表现强氧化性;硝酸与碳等非金属单质、HI、HBr、H2S 、SO2等还原性物质反应时,只表现其氧化性。,(4)稀硝酸与铁反应时,当HNO3过量时,产物为Fe(NO3)3;当Fe过量时,产物为Fe(NO3)2; 当Fe与HNO3恰好耗尽时,产物可能是Fe(NO3)3或Fe(NO3)2或Fe(NO3)3、Fe(NO3)2的混合物。,2.将相同质量的铜分别和过量浓硝酸、稀硝酸反应,下列叙述正确的是 A.反应生成气体的物质的量相等 B.消耗硝酸的物质的量:前者多,后者

8、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 由反应:Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O,3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O可知:当铜质量相同,硝酸过量时,生成气体的物质的量前者多,消耗n(HNO3)前者多,反应中转移电子总数相等。,答案,解析,方法规律,方法规律 生成等量的硝酸铜,消耗的浓硝酸多于稀硝酸,生成的NO2多于NO。,3.将1.92 g Cu和一定量的浓硝酸反应,随着Cu的不断减少,反应生成气体的颜色逐渐变浅,当Cu反应完毕时,共收集到气体1.12 L(标准状况),则反应中消耗HNO3的物质的量

9、为 A.1 mol B.0.05 mol C.1.05 mol D.0.11 mol,答案,解析,规律总结,规律总结,规律总结 以Cu与一定量的浓HNO3反应为例,理解计算过程的守恒关系。若反应中Cu完全溶解,硝酸剩余,且生成NO、NO2混合气体,则: 元素守恒:参加反应的HNO3:n(HNO3)反应2n(Cu)n(NOx); 电子守恒:2n(Cu)3n(NO)n(NO2); 电荷守恒:反应后溶液中2n(Cu2)n(H)n(NO )。,1.1943年洛杉矶的光化学烟雾事件,持续数十天之久。这种烟雾使人的眼睛发红、咽喉疼痛、呼吸憋闷、头昏、头痛,不少老人因呼吸衰竭而死亡。光化学烟雾还使远离城市1

10、00 km以外的海拔2 km高山上的大片橘林枯死,柑橘减产。以后世界上的许多地区也出现过光化学烟雾。空气中的_ _是形成光化学烟雾的主要因素。 (1)氮氧化物的来源: 生产、金属冶炼和汽车等交通工具的使用等,产生大量的氮氧化物;火山爆发、雷鸣电闪等也会将氮气转化为氮氧化物。在燃料燃烧的过程中,空气中的氮气往往也参加反应,这也是汽车尾气中含有 的原因。,二、人类活动对自然界氮循环和环境的影响,氮氧,化物,氮肥,NO,(2)光化学烟雾的形成:空气中的 不但能形成酸雨,在日光照射下, 还能使氧气经过复杂的反应转化成臭氧(O3),臭氧与空气中的一些 发生作用后,产生了一种 的烟雾,人们称之为光化学烟雾

11、。光化学烟雾对人体的健康、植物的生长都有很大的影响。,二氧化氮,二氧化氮,碳氢化合物,有毒,(3)氮氧化物污染的防治:使用 能源;为汽车安装转化装置,将汽车尾气中的一氧化碳和一氧化氮转化成二氧化碳和氮气:2CO2NO2CO2N2;对生产氮肥、硝酸的工厂排放的 进行处理。,洁净,废气,2.工农业废水、生活污水以及水产养殖所投入的饵料和肥料等,都含有大量的 ,当进入水体的 增大时,会造成水体的富营养化,导致藻类“疯长”,并迅速地覆盖在水面上。这些生物集中在水层表面进行光合作用释放氧气,使表层海水溶解氧达饱和,从而阻止了大气中的O2溶入海水,致使海藻大量死亡。而大量死亡的海藻在分解时却要消耗水中的溶

12、解氧,使水中溶解氧急剧减少,致使鱼类死亡。,氮元素,氮的含量,1.氮的氧化物对环境的危害 (1)形成硝酸型酸雨:3NO2H2O=2HNO3NO。 (2)形成光化学烟雾:汽车尾气NONO2O3有毒烟雾。 2.减少人类活动对氮循环和环境影响的措施 (1)控制进入大气、陆地和海洋的有害物质的数量。 (2)增强生态系统对有害物质的吸收能力,如保护森林、植树造林等。,答案,4.下列现象的产生与人为排放大气污染物无关的是 A.酸雨 B.光化学烟雾 C.闪电 D.臭氧层空洞,规律总结,规律总结 酸雨、光化学烟雾、臭氧层空洞都与氮的氧化物有关。,学习小结,达标检测,1,2,3,4,5,答案,6,1.近年来,环

13、境问题越来越引起人们的重视。温室效应、酸雨、臭氧层破坏、赤潮等已经给我们赖以生存的环境带来较大的影响。其中造成酸雨的主要有害物质是 A.CO2 B.硫和氮的氧化物 C.含氟化合物 D.化肥和含磷洗衣粉的使用及其污水的排放,1,2,3,4,5,6,答案,解析,解析 Fe(NO3)2溶液中含有NO ,遇到盐酸提供的H,就形成一个硝酸溶液环境,该溶液具有强氧化性,可以将Fe2氧化为Fe3,从而溶液显棕黄色。,2.已知Fe3溶液为棕黄色,Fe2溶液为浅绿色,向Fe(NO3)2溶液中逐滴加入少量的稀盐酸时,溶液的颜色变化应该是 A.颜色变浅 B.变为红色 C.没有改变 D.变为棕黄色,1,2,3,4,5

14、,6,答案,解析,解析 浓HNO3常因见光或受热分解,产生的NO2又溶于此硝酸中而使其呈现黄色。,3.浓HNO3常呈黄色的原因是 A.浓HNO3易分解产生NO B.浓HNO3中混有Fe3 C.浓HNO3易分解产生NO2 D.浓HNO3易氧化单质C,1,2,3,4,5,答案,6,解析,解析 HNO3中N元素价态降低,表现HNO3的氧化性。反应中生成盐,表现出HNO3的酸性。Al2O3与HNO3反应生成Al(NO3)3和水,Fe2O3与HNO3生成Fe(NO3)3和水,都只表现HNO3的酸性。Cu与浓HNO3反应:Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O,既表现出氧化性又表现出酸性。

15、,4.下列反应中硝酸既表现出氧化性又表现出酸性的是 A.氧化铝和硝酸 B.少量氧化铁和硝酸 C.硫化氢和硝酸 D.铜和浓硝酸,1,2,3,4,5,6,答案,解析,5.已知3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O,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22.4 L(标准状况)NO有3 mol的电子转移 D.如果有8 mol HNO3被还原,则生成了2 mol NO,解析 根据反应 知,A项正确;HNO3在该反应中既表现酸性又表现氧化性,B项正确; 根据双线桥分析,该反应每生成2 mol NO转移6 mol电子,C项正确; HNO3被还原生成NO,若有8 mol HNO3被还原,则生成8 mol NO,D项错误。,1,2,3,4,5,6,1,2,3,4,5,6,答案,解析,6.1 L稀硝酸和稀硫酸的混合液,其物质的量浓度分别为0.1 molL1和 0.4 molL1。若向该混合液中加入足量的铜粉,则最多能溶解铜粉的 质量为 A.2.4 g B.3.2 g C.6.4 g D.9.6 g,本课结束,