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1、第3章自然界中的元素 第2节 氮的循环第3课时导学案1【学习目标】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。【学习过程】一、硝酸的性质1在两支试管中各放入一小块铜片，分别加入少量4molL1的稀硝酸和15molL1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：_；(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_。2将上述实验中的
2、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_，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：_。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_。4通过上面实验探究，你对硝酸的氧化性有了哪些认识？通常情况下，浓、稀硝酸做氧化剂时，还原产物有何规律？二、【归纳总结】三、人类活动对自
3、然界氮循环和环境的影响11943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100km以外的海拔2km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_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；(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
4、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。光化学烟雾对人体的健康、植物的生长都有很大的影响；(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。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
5、。而大量死亡的海藻在分解时却要消耗水中的溶解氧，使水中溶解氧急剧减少，致使鱼类死亡。四、【归纳总结】1.氮的氧化物对环境的危害(1)形成硝酸型酸雨： ；(2)形成光化学烟雾： 。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 的数量；(2)增强生态系统对有害物质的 ，如保护森林、植树造林等。导学案参考答案一、1(1)反应剧烈，生成红棕色气体，溶液变蓝反应较缓慢，放出无色气体，然后又立即变为红棕色，溶液变蓝色(2)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NOCu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O3Cu8HN
6、O3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O(3)强氧化性、酸性2(1)没有明显变化气泡无色红棕色棕黄色(2)钝化(3)Fe4HNO3(稀)=Fe(NO3)3NO2H2O(铁不足), 2NOO2=2NO23(1)C4HNO3(浓)CO24NO22H2O(2)S6HNO3(浓)H2SO46NO22H2O(3)强氧化性4(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
7、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。二、挥发刺激性(1)NO(2)浓硝酸将铁、铝容器表面氧化，形成致密的氧化物薄膜易黄4HNO32H2O4NO2O2保存在棕色试剂瓶里，放置阴凉处三、1氮氧化物(1)氮肥NO(2)二氧化氮二氧化氮碳氢化合物有毒(3)洁净废气2氮元素氮的含量四、1. （1）3NO2H2O=2HNO3NO （2）汽车尾气NONO2O3有毒烟雾2. （1）有害物质（2）吸收能力五、检测题1. 将铜粉放入稀硫酸中，加热无明显现象发生，当加入下列一种物质后，铜粉的质量减少，溶液呈蓝色， 同时有气体逸出，该物质是()AFe2(SO4)
8、3 BNa2SO4CKNO3 DFeSO42. 双选题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少量氧化亚铁和硝酸C硫化氢和硝酸 D铜和浓硝酸3. 下列能大量共存的离子组是()AH、Fe2、Cl、NOBNH、SO、Na、OHCCu2、Fe3、NO、ClDH、Na、HCO、SO4. 2.8gFe全部溶于一定浓度、200 mL的HNO3溶液中，得到标准状况下的气体1.12L，测得反应后溶液的pH为1。若反应前后溶液体积变化忽略不计，则下列有关判断正确的是A反应后溶液中c(NO3)=0.85 mol/LB反应后的溶液最多还能溶解1.4 gFeC反应后溶液中铁元素可能以Fe2+
9、形式存在D1.12L气体可能是NO、NO2的混合气体5. 相同质量的铜片分别与体积相同且过量的浓硝酸、稀硝酸反应，二者比较相等的是（ ）铜片消耗完所需时间反应中氧化剂得到电子的总数反应生成气体的体积(同温、同压)反应后溶液中铜离子浓度A B C D6. 在一定温度下，某浓度的酸与金属锌反应生成NO2和NO，两者的物质的量之比为1: 3， 则要使I mol金属锌完全反应，反应过程中消耗HNO3的物质的量为A.2.4 mol B.2.6 mol C.2.8 mol D.3.2 mol检测题参考答案1. 【解析】“溶液呈蓝色”说明铜被氧化，在原稀硫酸中已含有H，当加入Fe3，虽然也可以氧化Cu，但此
10、时并没有气体放出，若加入KNO3(提供了NO)，相当于Cu在稀硝酸的环境中，会被氧化并放出NO气体。【答案】C2. 【解析】HNO3中N元素价态降低，表现HNO3的氧化性。反应中生成盐和水，表现出HNO3的酸性。少量FeO与浓、稀硝酸的反应分别是：FeO4HNO3(浓)=Fe(NO3)3NO22H2O；3FeO10HNO3(稀)=3Fe(NO3)3NO5H2O。Cu与浓HNO3反应：Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O。【答案】B D3. 【解析】A项，NO遇H具有强氧化性，可氧化具有还原性的Fe2；B项，NH与OH不能大量共存；D项，H与HCO不能大量共存。【答案】C4.
11、【解析】Fe和硝酸反应生成硝酸盐和氮氧化物，氮氧化物在标况下体积是1.12L，则n（NOx）0.05mol，反应后溶液pH1说明溶液呈酸性，硝酸有剩余，则Fe完全反应生成Fe（NO3）3。A根据N原子守恒知，反应后溶液中n（NO3-）n（HNO3）+3nFe（NO3）30.02mol+30.17mol，则c（NO3-）0.85mol/L，A正确；B、反应后溶液还能溶解Fe，当Fe完全转化为Fe（NO3）2，消耗的Fe质量最多，反应后剩余n（HNO3）=0.1mol/L0.2L=0.02mol，根据3Fe+8HNO3=3Fe（NO3）2+2NO+4H2O知，硝酸溶解的n（Fe）=3=0.0075
12、mol，根据转移电子相等知，硝酸铁溶解的n（Fe）=0.025mol，则最多还能溶解m（Fe）=（0.0075+0.025）mol56g/mol1.82g，B错误；C、反应后硝酸有剩余，则Fe完全反应生成Fe（NO3）3，没有硝酸亚铁生成，C错误；D2.8gFe完全转化为Fe（NO3）3时转移电子物质的量30.15mol，假设气体完全是NO，转移电子物质的量=0.05mol（5-2）=0.15mol，假设气体完全是NO2，转移电子物质的量=0.05mol（5-4）=0.05mol0.15mol，根据转移电子相等知，气体成分是NO，D错误；答案选A。灵活应用守恒法是解答的关键，注意许多有关化学反应的计算，如果能够巧妙地运用守恒规律可以达到快速解题的目的，常见的守恒关系有：反应前后元素种类和某种原子总数不变的原子守恒；电解质溶液中的电荷守恒；氧化还原反应中得失电子数守恒、原电池或电解池中两极通过的电子总数相等；从守恒思想出发还可延伸出多步反应中的关系式，运用关系式法等计算技巧巧妙解题。【答案】A5. 【解析】铜与浓硝酸反应化学方程式为Cu+4HNO3=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O；铜与稀硝酸反应的化学方程式为3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+
