《氮的循环》物质的性质与转化PPT(第三课时硝酸的性质人类活动对氮循环和环境的影响)

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《氮的循环》物质的性质与转化PPT(第三课时硝酸的性质人类活动对氮循环和环境的影响)

第一部分内容:新课程标准是什么

1.了解硝酸的主要性质。

2.认识硝酸在生产中的应用和对生态环境的影响。

3.能有意识运用所学的知识或寻求相关证据参与社会性议题(如雾霾防治、水体保护等)的讨论。

… … …

氮的循环PPT,第二部分内容:新知探究

硝酸的性质 人类活动对氮循环和环境的影响

[自学新教材]

阅读教材,回答下列问题:

1.硝酸是一种重要的化工原料,可用于制造炸药、染料、塑料和硝酸盐等,也是实验室中重要的化学试剂。如图是某品牌硝酸的商标说明的一部分。

(1)性状描述中提到硝酸易分解,请写出硝酸分解的化学方程式:____________________________________。

(2)纯净的硝酸应为无色透明液体,为什么说明中关于性状的描述为“无色或淡黄色透明液体”:_________________。

(3)根据性状描述,实验室中应如何存放硝酸:___________。

2.硝酸是一种强酸,具有酸的通性,能与碱发生中和反应,与碱性氧化物、某些盐发生复分解反应。硝酸又是一种强氧化性酸,与金属反应不生成氢气。

(1)写出硝酸与NaOH溶液、Na2O、Na2CO3反应的化学方程式:__________________、______________________、

__________________________________________。

(2)完成下面实验。

①铜片与浓(稀)硝酸的反应

②铁片与浓(稀)硝酸的反应

(3)冷的浓硝酸可以用铁质或铝质容器盛放,原因是_________________________________。

提示:(1)HNO3+NaOH===NaNO3+H2O

2HNO3+Na2O===2NaNO3+H2O

2HNO3+Na2CO3===2NaNO3+CO2↑+H2O

(2)①有气泡产生,反应剧烈,气体呈红棕色,溶液变绿色 有气泡产生,反应较缓慢,气体无色,在试管上部气体变红棕色,溶液变蓝色

Cu+4H++2NO-3===Cu2++2NO2↑+2H2O

3Cu+8H++2NO-3===3Cu2++2NO↑+4H2O

②无明显现象 有气泡产生,反应较快,气体无色,在试管上部变红棕色,溶液变棕黄色

钝化 Fe+4H++NO-3===Fe3++NO↑+2H2O

(3)常温下,浓硝酸可以使铁、铝因表面形成致密的氧化膜而钝化,保护内部的金属不再与酸反应

3.人类的固氮活动使活化氮的量大大增加,这一趋势虽然有助于农产品产量的提高,但也会给全球生态环境带来压力。

(1)自然界中活化氮的主要形态有____________。

(2)以NO、NO2为主的氮氧化物是形成_______________的一个重要原因。当进入水体的氮元素的含量增大时,会造成水体的________,导致藻类疯长。

(3)减少人类活动对氮循环和环境的影响,主要应该采取的措施有___________________________________________。

[落实新知能]

1.硝酸

(1)物理性质

纯净的硝酸为无色、有刺激性气味的液体,熔点低,易挥发,在空气中呈“白雾”状,质量分数为95%以上的浓硝酸称为“发烟硝酸”。

(2)化学性质

①酸性:属于强酸,具有酸的通性。

a.使指示剂变色:稀硝酸能够使紫色石蕊溶液变红;浓硝酸能够使紫色石蕊溶液先变红后褪色。

b.与碱(NaOH)发生中和反应:

HNO3+NaOH===NaNO3+H2O。

c.与碱性氧化物(CuO)反应:

2HNO3+CuO===Cu(NO3)2+H2O。

d.与盐(CaCO3)发生复分解反应:

CaCO3+2HNO3===Ca(NO3)2+CO2↑+H2O。

②不稳定性:

见光或受热易分解,化学方程式为4HNO3===========受热或光照4NO2↑+O2↑+2H2O。硝酸分解放出的NO2溶于其中而使硝酸呈黄色。

2.人类活动对氮循环和环境的影响

(1)活化氮的量大大增加的原因

化石燃料的消耗量急剧增加、化学合成氮肥的量迅速上升、豆科植物的栽种面积陆续扩大,人类的固氮活动导致活化氮的量大大增加。

(2)含氮物质的主要来源

①大气中的氮氧化物主要来源于化石燃料的燃烧、植物体的焚烧、农田土壤和动物排泄物中含氮化合物的转化。

②水体中的氮元素主要来源于工业废水、生活污水、农田灌溉以及水产养殖所投入的肥料和饵料等。

(3)含氮物质对环境的影响

①氮氧化物与碳氢化合物经紫外线照射发生反应形成光化学烟雾。

(3)含氮物质对环境的影响

①氮氧化物与碳氢化合物经紫外线照射发生反应形成光化学烟雾。

②氮氧化物是雾霾的主要成分之一。

③氮氧化物与降水反应生成的硝酸和亚硝酸是酸雨的组成成分。

④进入水体中的氮元素的含量增大时,会造成水体富营养化,导致藻类疯长。

(4)减少人类活动对氮循环和环境的影响的措施

①控制进入大气、土壤和水体中含有氮元素的物质的量。

②增强生态系统对含有氮元素的物质的吸收能力。

3.常见环境污染及危害

[演练新学考]

1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。

(1)常温下,浓硝酸可以使铁和铝发生钝化而不反应(  )

(2)汽车尾气中的氮氧化物与碳氢化合物是产生光化学烟雾的元凶(  )

(3)氮氧化合物也可以形成酸雨(  )

(4)实验室中可以用锌与稀硝酸反应制取氢气(  )

2.下列环境问题与所对应的物质无关的是(  )

A.酸雨——SO2

B.室内空气污染——N2

C.温室效应——CO2

D.臭氧层破坏——氟氯烃

3.(2019•北京合格考)常温下,下列溶液可用铁质容器盛装   的是(  )

A.稀硝酸 B.稀硫酸

C.浓硝酸 D.浓盐酸

4.下列对于硝酸的认识不正确的是(  )

A.浓硝酸和稀硝酸都具有氧化性

B.铜与硝酸的反应属于置换反应

C.硝酸可氧化Fe2+

D.可用铁或铝制品盛装浓硝酸

5.浅绿色的Fe(NO3)2溶液中逐滴加入少量稀盐酸时,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.变为黄色

硝酸与金属反应的有关计算

[难度增一点]

[典例] 将7.68 g铜与50 mL一定浓度的硝酸恰好完全反应,产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为   4.48 L。请回答:

(1)NO的体积为_______L,NO2的体积为_______L。

(2)被还原的硝酸的物质的量是________mol。

(3)硝酸的物质的量浓度是________mol•L-1。

(4)欲使铜和硝酸产生的气体收集于一倒置于水槽的容器中,当充入标准状况下O2________L时,使水充满容器。

[知能深一点]

硝酸与金属反应的有关计算

1.一般分析

(1)反应通式:M+HNO3→M(NO3)n+还原产物+H2O。

(3)HNO3的物质的量:

①起氧化作用的HNO3转化为气体(NO、NO2)时,气体的物质的量等于被还原的酸的物质的量。

②起酸性作用的HNO3转移到生成物的盐中,可以根据金属阳离子的物质的量求出。

③没有参加反应的HNO3,可根据溶液中H+的物质的量求出。

2.常见反应

浓硝酸与Cu反应时,若Cu过量,反应开始时浓硝酸的还原产物为NO2,但随着反应的进行,硝酸变稀,其还原产物将为NO,最终应得到NO2与NO的混合气体,可利用守恒规律求解有关Cu、HNO3和混合气体之间的量的关系,硝酸与其他金属(过量)反应的情况与此类似。

[选考难一点]

1.金属镁跟一定浓度的硝酸反应,假定只有单一的还原产物。当参加反应的金属镁与被还原的HNO3的物质的量之比为2∶1时,还原产物是(  )

A.NO2 B.NO

C.N2O D.N2

2.锌与很稀的硝酸反应生成硝酸锌、硝酸铵和水。当生成    1 mol硝酸锌时,被还原的硝酸的物质的量为(  )

A.2 mol B.1 mol

C.0.5 mol D.0.25 mol

3.将1.92 g Cu和一定量的浓HNO3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的物质的量为(  )

A.0.11 mol B.0.05 mol

C.1 mol D.1.05 mol

… … …

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