《氮的循環(huán)》物質(zhì)的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化PPT(第三課時(shí)硝酸的性質(zhì)人類活動(dòng)對氮循環(huán)和環(huán)境的影響)
第一部分內(nèi)容：新課程標(biāo)準(zhǔn)是什么
1.了解硝酸的主要性質(zhì)。
2.認(rèn)識硝酸在生產(chǎn)中的應(yīng)用和對生態(tài)環(huán)境的影響。
3.能有意識運(yùn)用所學(xué)的知識或?qū)で笙嚓P(guān)證據(jù)參與社會性議題(如霧霾防治、水體保護(hù)等)的討論。
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氮的循環(huán)PPT，第二部分內(nèi)容：新知探究
硝酸的性質(zhì) 人類活動(dòng)對氮循環(huán)和環(huán)境的影響
[自學(xué)新教材]
閱讀教材，回答下列問題：
1.硝酸是一種重要的化工原料，可用于制造炸藥、染料、塑料和硝酸鹽等，也是實(shí)驗(yàn)室中重要的化學(xué)試劑。如圖是某品牌硝酸的商標(biāo)說明的一部分。
(1)性狀描述中提到硝酸易分解，請寫出硝酸分解的化學(xué)方程式：____________________________________。
(2)純凈的硝酸應(yīng)為無色透明液體，為什么說明中關(guān)于性狀的描述為“無色或淡黃色透明液體”：_________________。
(3)根據(jù)性狀描述，實(shí)驗(yàn)室中應(yīng)如何存放硝酸：___________。
2．硝酸是一種強(qiáng)酸，具有酸的通性，能與堿發(fā)生中和反應(yīng)，與堿性氧化物、某些鹽發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)。硝酸又是一種強(qiáng)氧化性酸，與金屬反應(yīng)不生成氫氣。
(1)寫出硝酸與NaOH溶液、Na2O、Na2CO3反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________、______________________、
__________________________________________。
(2)完成下面實(shí)驗(yàn)。
①銅片與濃(稀)硝酸的反應(yīng)
②鐵片與濃(稀)硝酸的反應(yīng)
(3)冷的濃硝酸可以用鐵質(zhì)或鋁質(zhì)容器盛放，原因是_________________________________。
提示：(1)HNO3＋NaOH===NaNO3＋H2O
2HNO3＋Na2O===2NaNO3＋H2O
2HNO3＋Na2CO3===2NaNO3＋CO2↑＋H2O
(2)①有氣泡產(chǎn)生，反應(yīng)劇烈，氣體呈紅棕色，溶液變綠色 有氣泡產(chǎn)生，反應(yīng)較緩慢，氣體無色，在試管上部氣體變紅棕色，溶液變藍(lán)色
Cu＋4H＋＋2NO－3===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O
3Cu＋8H＋＋2NO－3===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
②無明顯現(xiàn)象 有氣泡產(chǎn)生，反應(yīng)較快，氣體無色，在試管上部變紅棕色，溶液變棕黃色
鈍化 Fe＋4H＋＋NO－3===Fe3＋＋NO↑＋2H2O
(3)常溫下，濃硝酸可以使鐵、鋁因表面形成致密的氧化膜而鈍化，保護(hù)內(nèi)部的金屬不再與酸反應(yīng)
3．人類的固氮活動(dòng)使活化氮的量大大增加，這一趨勢雖然有助于農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量的提高，但也會給全球生態(tài)環(huán)境帶來壓力。
(1)自然界中活化氮的主要形態(tài)有____________。
(2)以NO、NO2為主的氮氧化物是形成_______________的一個(gè)重要原因。當(dāng)進(jìn)入水體的氮元素的含量增大時(shí)，會造成水體的________，導(dǎo)致藻類瘋長。
(3)減少人類活動(dòng)對氮循環(huán)和環(huán)境的影響，主要應(yīng)該采取的措施有___________________________________________。
[落實(shí)新知能]
1．硝酸
(1)物理性質(zhì)
純凈的硝酸為無色、有刺激性氣味的液體，熔點(diǎn)低，易揮發(fā)，在空氣中呈“白霧”狀，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95%以上的濃硝酸稱為“發(fā)煙硝酸”。
(2)化學(xué)性質(zhì)
①酸性：屬于強(qiáng)酸，具有酸的通性。
a．使指示劑變色：稀硝酸能夠使紫色石蕊溶液變紅；濃硝酸能夠使紫色石蕊溶液先變紅后褪色。
b．與堿(NaOH)發(fā)生中和反應(yīng)：
HNO3＋NaOH===NaNO3＋H2O。
c．與堿性氧化物(CuO)反應(yīng)：
2HNO3＋CuO===Cu(NO3)2＋H2O。
d．與鹽(CaCO3)發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)：
CaCO3＋2HNO3===Ca(NO3)2＋CO2↑＋H2O。
②不穩(wěn)定性：
見光或受熱易分解，化學(xué)方程式為4HNO3===========受熱或光照4NO2↑＋O2↑＋2H2O。硝酸分解放出的NO2溶于其中而使硝酸呈黃色。
2．人類活動(dòng)對氮循環(huán)和環(huán)境的影響
(1)活化氮的量大大增加的原因
化石燃料的消耗量急劇增加、化學(xué)合成氮肥的量迅速上升、豆科植物的栽種面積陸續(xù)擴(kuò)大，人類的固氮活動(dòng)導(dǎo)致活化氮的量大大增加。
(2)含氮物質(zhì)的主要來源
①大氣中的氮氧化物主要來源于化石燃料的燃燒、植物體的焚燒、農(nóng)田土壤和動(dòng)物排泄物中含氮化合物的轉(zhuǎn)化。
②水體中的氮元素主要來源于工業(yè)廢水、生活污水、農(nóng)田灌溉以及水產(chǎn)養(yǎng)殖所投入的肥料和餌料等。
(3)含氮物質(zhì)對環(huán)境的影響
①氮氧化物與碳?xì)浠衔锝?jīng)紫外線照射發(fā)生反應(yīng)形成光化學(xué)煙霧。
(3)含氮物質(zhì)對環(huán)境的影響
①氮氧化物與碳?xì)浠衔锝?jīng)紫外線照射發(fā)生反應(yīng)形成光化學(xué)煙霧。
②氮氧化物是霧霾的主要成分之一。
③氮氧化物與降水反應(yīng)生成的硝酸和亞硝酸是酸雨的組成成分。
④進(jìn)入水體中的氮元素的含量增大時(shí)，會造成水體富營養(yǎng)化，導(dǎo)致藻類瘋長。
(4)減少人類活動(dòng)對氮循環(huán)和環(huán)境的影響的措施
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)對含有氮元素的物質(zhì)的吸收能力。
3．常見環(huán)境污染及危害
[演練新學(xué)考]
1．判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)。
(1)常溫下，濃硝酸可以使鐵和鋁發(fā)生鈍化而不反應(yīng)( )
(2)汽車尾氣中的氮氧化物與碳?xì)浠衔锸钱a(chǎn)生光化學(xué)煙霧的元兇( )
(3)氮氧化合物也可以形成酸雨( )
(4)實(shí)驗(yàn)室中可以用鋅與稀硝酸反應(yīng)制取氫氣( )
2．下列環(huán)境問題與所對應(yīng)的物質(zhì)無關(guān)的是( )
A．酸雨——SO2
B．室內(nèi)空氣污染——N2
C．溫室效應(yīng)——CO2
D．臭氧層破壞——氟氯烴
3．(2019•北京合格考)常溫下，下列溶液可用鐵質(zhì)容器盛裝 的是( )
A．稀硝酸 B．稀硫酸
C．濃硝酸 D．濃鹽酸
4．下列對于硝酸的認(rèn)識不正確的是( )
A．濃硝酸和稀硝酸都具有氧化性
B．銅與硝酸的反應(yīng)屬于置換反應(yīng)
C．硝酸可氧化Fe2＋
D．可用鐵或鋁制品盛裝濃硝酸
5．淺綠色的Fe(NO3)2溶液中逐滴加入少量稀鹽酸時(shí)，溶液的顏色變化應(yīng)該是( )
A．顏色變淺 B．變?yōu)榧t色
C．沒有改變 D．變?yōu)辄S色
硝酸與金屬反應(yīng)的有關(guān)計(jì)算
[難度增一點(diǎn)]
[典例] 將7.68 g銅與50 mL一定濃度的硝酸恰好完全反應(yīng)，產(chǎn)生的NO和NO2混合氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為 4.48 L。請回答：
(1)NO的體積為_______L，NO2的體積為_______L。
(2)被還原的硝酸的物質(zhì)的量是________mol。
(3)硝酸的物質(zhì)的量濃度是________mol•L－1。
(4)欲使銅和硝酸產(chǎn)生的氣體收集于一倒置于水槽的容器中，當(dāng)充入標(biāo)準(zhǔn)狀況下O2________L時(shí)，使水充滿容器。
[知能深一點(diǎn)]
硝酸與金屬反應(yīng)的有關(guān)計(jì)算
1．一般分析
(1)反應(yīng)通式：M＋HNO3→M(NO3)n＋還原產(chǎn)物＋H2O。
(3)HNO3的物質(zhì)的量：
①起氧化作用的HNO3轉(zhuǎn)化為氣體(NO、NO2)時(shí)，氣體的物質(zhì)的量等于被還原的酸的物質(zhì)的量。
②起酸性作用的HNO3轉(zhuǎn)移到生成物的鹽中，可以根據(jù)金屬陽離子的物質(zhì)的量求出。
③沒有參加反應(yīng)的HNO3，可根據(jù)溶液中H＋的物質(zhì)的量求出。
2．常見反應(yīng)
濃硝酸與Cu反應(yīng)時(shí)，若Cu過量，反應(yīng)開始時(shí)濃硝酸的還原產(chǎn)物為NO2，但隨著反應(yīng)的進(jìn)行，硝酸變稀，其還原產(chǎn)物將為NO，最終應(yīng)得到NO2與NO的混合氣體，可利用守恒規(guī)律求解有關(guān)Cu、HNO3和混合氣體之間的量的關(guān)系，硝酸與其他金屬(過量)反應(yīng)的情況與此類似。
[選考難一點(diǎn)]
1．金屬鎂跟一定濃度的硝酸反應(yīng)，假定只有單一的還原產(chǎn)物。當(dāng)參加反應(yīng)的金屬鎂與被還原的HNO3的物質(zhì)的量之比為2∶1時(shí)，還原產(chǎn)物是( )
A．NO2 B．NO
C．N2O D．N2
2．鋅與很稀的硝酸反應(yīng)生成硝酸鋅、硝酸銨和水。當(dāng)生成 1 mol硝酸鋅時(shí)，被還原的硝酸的物質(zhì)的量為( )
A．2 mol B．1 mol
C．0.5 mol D．0.25 mol
3．將1.92 g Cu和一定量的濃HNO3反應(yīng)，隨著Cu的不斷減少，反應(yīng)生成氣體的顏色逐漸變淺，當(dāng)Cu反應(yīng)完畢時(shí)，共收集到氣體1.12 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則反應(yīng)中消耗HNO3的物質(zhì)的量為( )
A．0.11 mol B．0.05 mol
C．1 mol D．1.05 mol
... ... ...
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