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1、最新教学资料鲁教版化学第3课时硝酸人类活动对氮循环和环境的影响(对应学生用书P63)1掌握硝酸的物理性质和化学性质。2了解人类活动对氮循环的影响，知道酸雨、光化学烟雾和富营养化等环境问题。3了解如何减少氮氧化物的排放，树立环境保护意识。一、硝酸1物理性质。纯硝酸为无色、有刺激性气味的液体，沸点低，易挥发，在空气中呈“白雾”状，质量分数95%以上的浓硝酸称为“发烟硝酸”。2化学性质。(1)酸性。硝酸具有酸的通性，能使指示剂变色，能与碱、碱性氧化物、盐等反应。如CaCO3与稀HNO3反应的化学方程式为：CaCO32HNO3(稀)=Ca(NO3)2CO2H2O。1将浓硝酸滴入紫色石蕊溶液中，有何现象
2、？答案：先变红后退色(2)不稳定性。见光或受热易分解，化学方程式为：4HNO34NO2O22H2O硝酸分解放出的NO2溶于其中而使硝酸呈黄色。光度越强、温度越高、硝酸越浓，越易分解，因此一般将它保存在棕色细口瓶里，并置于阴凉处。(3)强氧化性。与金属反应。a硝酸具有强氧化性，能与除金、铂、钛以外的大多数金属反应。Cu与浓HNO3、稀HNO3反应的化学方程式为Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO24H2O；3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O。b钝化：常温时浓硝酸可使铁、铝表面形成致密的氧化膜而钝化，所以可以用铁容器或铝容器盛放浓硝酸。与非金属反应。炭与浓硝酸反应的化
3、学方程式为C4HNO3(浓)CO24NO22H2O。2硝酸与铜反应时，硝酸体现了哪些性质？答案：硝酸体现了氧化性和酸性。硝酸被还原成氮的氧化物体现了氧化性，与金属结合成硝酸盐体现了硝酸的酸性。3浓硝酸与稀硝酸哪个氧化性强？答案：浓硝酸氧化性强。一种物质氧化性的强弱取决于其得电子能力的强弱，与同一种还原剂(如铜)反应时，浓硝酸反应更剧烈，更容易得电子，氧化性更强。3用途。硝酸是一种重要的化工原料，可用于制造炸药、染料、塑料、硝酸盐等，也是实验室里的重要化学试剂。二、人类活动对氮循环和环境的影响1含氮物质的来源及其危害。氮氧化物水体富营养化2减少人类活动对氮循环和环境的影响的措施。(1)控制进入大
4、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。1对于硝酸的物理性质，下列叙述不正确的是(B)A可以与水以任意比互溶B不易挥发C有刺激性气味D质量分数在95%以上的硝酸为发烟硝酸解析：硝酸易挥发，故B项不正确。2硝酸是一种重要的工业原料。(1)实验室中通常保存在棕色试剂瓶中，原因是4HNO3(浓)4NO2O22H2O(用化学方程式表示)。(2)储运浓硝酸时通常用铁罐或铝罐，原因是常温时，浓硝酸可使铁、铝钝化。(3)硝酸是一种易挥发性的酸，当两支分别蘸有浓硝酸和浓氨水的玻璃棒靠近时会产生大量白烟，白烟的成分是NH4NO3。(4)工业上通常用氨催化氧
5、化法制硝酸，写出氨催化氧化的化学方程式：4NH35O24NO6H2O硝酸工厂尾气的主要危害是形成酸雨和光化学烟雾。3将浓HNO3与下列“物质(或方法)”的“反应情况”和“表现性质”用短线连接。 Fe a不反应 .不稳定性蓝色石蕊试纸 b生成相应的硝酸盐 .酸性Cu c常温下钝化 .强氧化性加热 d先变红后退色Pt e生成相应气体氧化物C f分解解析：浓HNO3具有酸性能使指示剂变色，并能氧化指示剂。浓HNO3具有强氧化性，常温下使Fe、Al钝化，与Cu反应生成Cu(NO3)2，与非金属C加热生成CO2气体，但不能与Pt、Au反应。在加热或见光时易分解。答案：c，d、b、，fa，e硝酸是强氧化性
6、酸，显强氧化性的是最高价态5价氮元素，反应中N元素得到电子转化为较低价态。1硝酸与金属反应。硝酸能够与除Pt、Au、Ti以外的几乎所有的金属发生反应，硝酸与金属反应无H2生成，而生成N的低价化合物。通常情况下，浓硝酸与金属反应生成的主要是NO2，稀HNO3与金属反应生成的主要是NO。硝酸越稀还原产物的价态越低。(1)硝酸与铜的反应。Cu与浓HNO3反应的现象：反应剧烈，生成红棕色气体，溶液变蓝。化学方程式：Cu 4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2OCu与稀HNO3反应的现象：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。化学方程式：3Cu 8HNO3(稀)=3Cu(N
7、O3)22NO4H2O (2)硝酸与Fe、Al的反应。Fe、Al等金属在常温下遇浓硝酸发生钝化现象。钝化有新物质生成，是化学变化。稀硝酸与铁反应：HNO3过量：Fe 4HNO3(稀)=Fe (NO3)3NO2H2OFe过量：3Fe 8HNO3(稀)=3Fe (NO3)22NO4H2O2浓硝酸与非金属反应。(1)可将C、S、P等非金属氧化成最高价氧化物或含氧酸。如S6HNO3(浓)H2SO46NO22H2O。(2)一般只有浓HNO3在加热时才与非金属反应。3硝酸与具有还原性的化合物反应。硝酸可氧化具有还原性的化合物，如I、Br、SO2、Fe2、S2、SO等。NO在酸性溶液中与具有还原性的离子如F
8、e2、S2、SO等均不能大量共存。4浓硝酸能使紫色石蕊试液先变红，后退色。特别提醒：(1)硝酸与金属反应时，一般既表现强氧化性，又表现酸性，参加反应的硝酸部分被还原，还有一部分仍以NO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NO。某兴趣小组设计出下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，微热c，其目的是_。(2)在d中加适量NaOH溶液，c中放一小块铜片，由分液漏斗a向c中加入2 浓硝酸，c中反应的化学方程式是_。再由a向c
9、中加入2 mL蒸馏水，c中的实验现象是_。(3)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_，理由是_。方案 反应物甲Cu、浓HNO3乙Cu、稀HNO3丙Cu、O2、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丙：2CuO22CuOCuO2HNO3(稀)=Cu(NO3)2H2O甲、乙分别有污染环境的NO2与NO生成，而且甲、乙、丙制取1 mol的Cu(NO3)2时，消耗硝酸分别为：4 mol， mol，2 mol，所以丙方案最佳。答
10、案： (1)检查装置气密性 (2)Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O反应变缓，气体颜色变浅(3)丙制得等量的Cu(NO3)2耗酸量最少，无污染变式训练1用图中的简易装置可以进行气体的制取和收集。(1)实验前检查装置的气密性的操作是_。(2)拔开试管a的橡皮塞，加入10 mL 6 molL1的稀硝酸和1 g薄铜片，立即用带有导管的橡皮塞塞紧试管口。请写出试管a中所发生的所有反应的化学方程式_。(3)从反应开始到反应结束，预期在试管a中可以观察到哪些现象？请依次逐一写出_。(4)在反应开始时，可观察到导管b中的水面先沿导管b慢慢上升到一定高度，此后又回落，然后有气泡从管口冒出。
11、试说明反应开始时，导管中水面先上升的原因_。解析：Cu与稀HNO3反应生成NO气体，遇空气生成NO2。气体颜色由无色红棕色。NO2溶于水生成NO，且3NO2NO，是气体体积减小的反应，压强降低。答案：(1)把导管b的末端浸入水中，用手握紧试管a，捂热后，导管口有气泡冒出，松开手后，水又会上升到导管b中，则证明装置的气密性良好(2)3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O，2NOO2=2NO2(3)铜片和稀硝酸反应，铜片逐渐溶解，有无色气泡产生，反应速率开始时较慢，逐渐加快，试管a上部空间由无色变为红棕色，试管a的溶液由无色逐渐变为蓝色(4)由于反应开始时，产生的NO和试管上部的
12、O2反应生成NO2，NO2溶于水，和水反应，使装置内的气体压强减小，所以导管口的水面会上升一段高度1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。2反应规律。(1)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。(2)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。3计算方法。(1)原子守恒：n(HNO3)n(NO)n(还原产物中氮原子)。HNO3与金属反应时，一部分HNO3 起酸的作用，以NO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。(2)电子守恒：n(被还原HNO3)化合价降低值n(金属) 化合价升高值。即N原子得到的电子数等于金属原子失去的电子数。(3)电荷守恒：c(NO)c(H)nc(Mn) (Mn代表金属离子)即Mn和H所带正电荷总数等于NO所带负电荷总数。(4)离子方程式计算法。
