化学必修ⅰ鲁科版322硝酸-人类活动对氮循环和环境的影响课件.ppt

1、第第2课时课时 硝酸人类活动对氮循环和环境硝酸人类活动对氮循环和环境的影响的影响 物理性质 颜色：_，挥发性：_，气味：_，状态：_，质量分数95%以上的浓硝酸叫做_。化学性质(1)酸性 硝酸具有酸的通性，能使_变色，能与_、_ _、_等反应。笃学笃学一一硝酸硝酸1.2无色无色强强刺激性气味刺激性气味液体液体发烟硝酸发烟硝酸指示剂指示剂碱碱碱性氧化碱性氧化盐盐物物(2)不稳定性 浓HNO3见光或受热条件下易分解，化学方程式为：_。一般将它保存在_ _里，并置于_处。(3)强氧化性 与金属反应 a硝酸具有强氧化性，能与除_、_、_以外的大多数金属反应。Cu与浓HNO3、稀HNO3反应的化学方程式

2、分别为_；_。棕色棕色阴凉阴凉金金铂铂钛钛Cu4HNO3(浓浓)=Cu(NO3)22NO22H2O3Cu8HNO3(稀稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O细口瓶细口瓶 b钝化：_时浓硝酸可使_表面形成致密的氧化膜而钝化，所以可以用_容器或_容器盛放浓硝酸。与非金属反应 炭与浓硝酸反应的化学方程式为 _。用途 硝酸是一种重要的化工原料，可用于制造_、_、_、_等，也是实验室里的重要_。常温常温铁、铝铁、铝铁铁铝铝炸药炸药染料染料塑料塑料硝酸盐硝酸盐化学试剂化学试剂3 含氮物质的来源及其危害笃学二笃学二人类活动对氮循环和环境的影响人类活动对氮循环和环境的影响1.减少人类活动对氮循环和环境的影响的

3、措施(1)控制进入大气、陆地和海洋的有害物质的_。(2)增强生态系统对有害物质的_，如保护森林、植树造林等。2数量数量吸收能力吸收能力久置浓硝酸为何呈现黄色？如何除去？提示由于溶有NO2所致，鼓入空气。【慎思慎思1】实验室如何保存浓HNO3?提示硝酸浓度越高，见光或受热越易分解，所以实验室中一般将浓HNO3盛放于棕色试剂瓶中，并放置于低温黑暗处。【慎思慎思2】浓HNO3对紫色石蕊试液作用，有何现象？提示先变红后退色。【慎思慎思3】钝化是物理变化还是化学变化？提示化学变化。【慎思慎思4】硝酸与金属反应体现了硝酸的什么性质？提示酸性和强氧化性。【慎思慎思5】“保护环境，就保护人类自己”，下列环境问

4、题与产生的主要原因不相符的是_。(1)“臭氧空洞”主要是大量使用氟氯烃等引起的(2)“光化学烟雾”主要是由NOx等引起的(3)“酸雨”主要是由空气中CO2浓度增大引起的(4)“白色污染”主要是由聚乙烯塑料等引起的(5)“温室效应”主要是由空气中CO2浓度增大引起的提示(3)【慎思慎思6】硝酸的强氧化性 硝酸具有强氧化性是由于HNO3中的5价氮元素有很强的得电子能力，在硝酸参与的氧化还原反应中，几乎全部是5价氮被还原。具体表现(1)浓硝酸能使紫色石蕊试液先变红，后退色。(2)浓硝酸能与非金属单质反应，非金属单质被氧化成酸性氧化物或生成高价态的含氧酸。要点一要点一|硝酸的强氧化性硝酸的强氧化性1(

5、3)硝酸能够与除Pt、Au、Ti以外的几乎所有的金属发生反应，硝酸与金属反应不生成H2，而生成N的低价化合物。浓硝酸一般生成NO2，稀硝酸生成NO，硝酸越稀还原产物的价态越低。(4)浓硝酸在常温下能使铁、铝发生钝化。(5)硝酸与变价金属反应时，一般使金属生成高价态化合物，如Fe与足量硝酸反应，生成Fe(NO3)3，而不是Fe(NO3)2。(6)硝酸盐在酸性溶液中相当于稀硝酸，与具有还原性的离子不能大量共存，如Fe2、S2、SO32等均能被硝酸氧化。硝酸的还原产物 浓硝酸的还原产物为NO2，稀硝酸的还原产物为NO，这只是一般的反应规律。实际上硝酸的还原产物问题很复杂，与硝酸的浓度、还原剂的还原能

6、力、反应的温度等因素有关。理论上说，低于5价的氮的氧化物、氮气、氨等都可以是硝酸的还原产物。2某兴趣小组设计出右图所示装置来改进教材中“铜与硝酸反应”实验，以探究化学实验的绿色化。(1)实验前，关闭活塞b，试管d中加水至浸没长导管口，塞紧试管c和d的胶塞，加热c，其目的是_。【例例1】(2)在在d中加适量中加适量NaOH溶液，溶液，c中放一小块铜片，由分液漏斗中放一小块铜片，由分液漏斗a向向c中加入中加入2 mL浓硝酸，浓硝酸，c中反应的化学方程式是中反应的化学方程式是_。再由再由a向向c中加中加2 mL蒸馏水，蒸馏水，c中的实验现象是中的实验现象是_。(3)下表是制取硝酸铜的三种方案，能体现

7、绿色化学理念的最下表是制取硝酸铜的三种方案，能体现绿色化学理念的最佳方案是佳方案是_，理由是，理由是_。方案方案反应物反应物甲甲Cu、浓、浓HNO3乙乙Cu、稀、稀HNO3丙丙Cu、O2、稀、稀HNO3解析加2 mL蒸馏水，浓HNO3的浓度减小，化学反应速率减慢。甲：Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O 乙：3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O 答案(1)检查装置气密性(2)Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O反应变缓，气体颜色变淡(3)丙制得等量的Cu(NO3)2耗酸量最少，无污染(1)硝酸与金属反应时，一般既表现强氧化性，又表现酸性，

8、参加反应的硝酸部分被还原，还有一部分仍以NO3形式存在。(2)浓硝酸与金属反应的过程中，浓度逐渐减小，还原产物有可能是NO2和NO的混合物，最终溶液中仍有NO3。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反应速率：两者相同 B消耗硝酸的物质的量：前者多，后者少 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，后者少解析铜分别和过量浓硝酸、稀硝酸反应，发生的反应是：Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O 3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O 所以选项B正确，而选项C不正确；又因为相同质量的铜失电子一样多，所以选

9、项D也不正确；由于浓硝酸的浓度大反应速率大，选项A也不正确。答案B【体验体验1】在Fe、Cu的混合物中，加入一定量的稀HNO3并微热，充分反应后剩余金属a g。再向其中加入一定量的稀盐酸并加热，充分振荡后还剩余金属b g，则 ()。Aa可能等于b Ba一定大于b Ca可能大于b Da可能小于b解析Fe、Cu与一定量的稀HNO3反应后生成硝酸盐，含有NO3离子，再加入一定量的稀盐酸后相当于有HNO3，能与金属继续反应，故a一定大于b。答案B【体验体验2】金属与HNO3反应的一般通式(1)金属浓硝酸金属硝酸盐NO2H2O(2)金属稀硝酸金属硝酸盐NOH2O 反应规律(1)金属与硝酸反应一般不生成H

10、2。浓HNO3一般被还原为NO2，稀HNO3一般被还原为NO。(2)铁与稀硝酸反应，先生成Fe(NO3)3，若Fe过量，Fe(NO3)3再和Fe反应生成Fe(NO3)2。(3)铜与浓HNO3反应，若Cu过量，开始时硝酸的还原产物为NO2，随着反应的进行，浓HNO3变稀，硝酸的还原产物为NO，最终应得到NO2和NO的混合气体。要点二要点二|硝酸与金属反应的有关计算硝酸与金属反应的有关计算12 计算方法(1)原子守恒法 HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NO3的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂转化为还原产物，这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量。(

11、2)得失电子守恒法 HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。(3)电荷守恒法 HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH)则有：c(NO3)c(H)nc(Mn)(Mn代表金属离子)。3(4)离子方程式计算法 金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO3在H2SO4提供H的条件下能继续与金属反应，因此此类题目应用离子方程式来计算，先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H或NO3进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。9.7 g Cu和Zn的合金与足量的稀HNO3反应，还原产物只有NO气体，其体积在标准状况下为2.24 L。将溶液稀

12、释为1 L，测得溶液的c(H)0.1 molL1，此时溶液中NO3的浓度为 ()。A0.3 molL1 B0.4 molL1 C0.2 molL1 D0.6 molL1解析n(NO)0.1 mol，转移电子的物质的量为0.1 mol30.3 mol，n(CuZn)0.3 mol20.15 mol，nCu(NO3)2nZn(NO3)20.15 mol，其中所含n(NO3)0.3 mol，溶液的c(HNO3)c(H)0.1 molL1，其中含n(NO3)0.1 mol，溶液中NO3的总浓度为0.4 molL1。答案B【例例2】38.4 mg铜粉与一定量浓硝酸反应，当铜粉完全反应时，收集到气体22.

13、4 mL(标准状况)，则所消耗硝酸的物质的量是 ()。A1.0103 mol B1.6103 mol C2.2103 mol D2.4103 mol【体验体验3】答案C在某100 mL的混合液中，硝酸和硫酸的物质的量浓度分别是0.4 molL1、0.1 molL1，向该混合液中加入1.92 g铜粉，加热，待充分反应后，所得溶液中铜离子物质的量浓度(molL1)是 ()。A0.15 B0.225 C0.35 D0.45【体验体验4】答案答案B 铜与稀硝酸反应生成一氧化氮，一氧化氮是一种无色气体，但在空气中很容易被氧化成二氧化氮，因此，很难看出它的“庐山真面目”。于是老师给同学们布置了一次课外活动

14、，要求同学们用常用的仪器设计了一套装置，这套装置能达到如下目的：用铜与稀硝酸反应制备一氧化氮。能观察到一氧化氮的颜色。能演示一氧化氮遇到空气由无色变成红棕色。实验过程中无污染。实验探究十四实验探究十四 铜与稀硝酸的反应铜与稀硝酸的反应【探究内容探究内容】某同学按照老师的要求设计了一套装置(如图所示)，请你认真研究这套装置，然后回答下列问题。实验操作：在分液漏斗下端缠上螺旋状铜丝，U形管向左倾斜，塞上带分液漏斗的橡皮塞，并使管内不留空气。【探究过程探究过程】(1)反应在何种情况下自动停止？反应在何种情况下自动停止？_。(2)上述实验过程中可观察到的现象为上述实验过程中可观察到的现象为_。(3)向

15、向U形管中加稀硝酸时能否加满？为什么？形管中加稀硝酸时能否加满？为什么？(4)如果不用倾斜如果不用倾斜U形管，直接塞上塞子，管内也不会留空形管，直接塞上塞子，管内也不会留空气，而且反应可正常进行。那么，该如何改进这套装置呢？气，而且反应可正常进行。那么，该如何改进这套装置呢？(5)这位同学如何演示一氧化氮遇到空气由无色变成红棕色的这位同学如何演示一氧化氮遇到空气由无色变成红棕色的过程？过程？解析该题考查的是铜与稀硝酸溶液反应的实验方案设计问题，解决此题的关键是使生成的气体不接触空气观察颜色，还能够做到随时与空气接触反应的准备。答案(1)当产生的气体将硝酸推至不与铜丝接触时(2)开始铜丝与硝酸反应产生无色气体，U形管中左边液面下降，右边液面上升，一段时间后停止移动(3)不能，加满后实验过程中会有硝酸溢出(4)将U形管设计的左边低，右边高，若实验室无此装置，可在右侧也加一个带漏斗的单孔塞(5)打开活塞，使气体进入漏斗的球形部位