高中化学 第3章 自然界中的元素 第2节 第3课时 硝酸 人类活动对氮循环和环境的影响学案 鲁科版必修1-鲁科版高中必修1化学学案VIP专享VIP免费

硝酸人类活动对氮循环和环境的影响[核心素养发展目标]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，知道造成酸雨、光化学烟雾和富营养化等环境问题的原因。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.物理性质颜色状态气味挥发性无色液体刺激性易挥发HNO3质量分数为95%以上的硝酸称为发烟硝酸2.化学性质(1)酸性：属于强酸，具有酸的通性，如CaCO3与HNO3反应CaCO3＋2HNO3(稀)===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========4NO2↑＋O2↑＋2H2O。(3)强氧化性：①与金属反应：硝酸具有强氧化性，能与除金、铂、钛以外的大多数金属反应。实验步骤实验现象结论及化学方程式铜片逐渐溶解；铜片表面快速产生气泡；液面上方有红棕色气体产生；溶液由无色变为蓝色铜与浓硝酸剧烈反应，生成NO2和Cu(NO3)2。化学方程式为Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O铜片逐渐溶解；铜片表面缓慢产生气泡；反应开始液面上方出现无色气体，然后出现红棕色气体；溶液由无色变为蓝色铜与稀硝酸缓慢反应，生成NO和Cu(NO3)2。化学方程式为3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O常温下，将实验Ⅰ中铜片改为铁片或铝片无明显现象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②与非金属反应：碳与浓硝酸反应的化学方程式为C＋4HNO3(浓)=====CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。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。硝酸的强氧化性1.硝酸与金属的反应(1)一般规律：金属与硝酸反应不生成H2。如：2HNO3(浓)＋Ag===AgNO3＋NO2↑＋H2O；4HNO3(稀)＋3Ag===3AgNO3＋NO↑＋2H2O。(2)浓硝酸与Fe、Al的反应：(3)稀HNO3与Fe反应：①HNO3②反应关系：(4)硝酸与铜的反应浓硝酸――→开始HNO3被还原为NO2，随着反应的进行，硝酸变稀，HNO3被还原为NO，向反应后的溶液中加稀硫酸，NO又被还原为NO。2.浓硝酸与非金属的反应浓硝酸与部分还原性较强的非金属单质(如C、S、P等)反应。其反应规律：非金属单质＋浓HNO3――→最高价氧化物或最高价含氧酸＋NO2↑＋H2O。3.硝酸与还原性化合物的反应硝酸能氧化具有还原性的化合物或离子，如：亚铁盐、亚硫酸盐、硫化物、碘化物、氧化亚铁、四氧化三铁、二氧化硫等。例1下列实验事实与硝酸性质不相对应的一组是()A.浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红后退色——酸性和强氧化性B.铁与稀硝酸反应不能放出氢气——强氧化性C.要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性D.氢氧化亚铁固体与稀硝酸混合——仅强酸性答案D解析A项，浓硝酸因有酸性而使紫色石蕊溶液变红色，又因浓硝酸的强氧化性而使其退色；B项，因稀硝酸有强氧化性，与铁反应不产生H2；C项，因浓硝酸不稳定，见光或受热易分解，因此应用棕色瓶盛装，避光保存；D项，稀硝酸与氢氧化亚铁反应生成硝酸铁、一氧化氮和水，表现了硝酸的酸性和强氧化性。思维启迪(1)HNO3表现氧化性标志：N元素化合价降低；HNO3表现酸性的标志：生成硝酸盐。(2)硝酸与金属、FeO、Fe(OH)2、Fe3O4、Na2SO3、Na2S等反应不仅表现酸性，还表现强氧化性；硝酸与碳等非金属单质、HI、HBr、H2S、SO2等还原性物质反应时，只表现其氧化性。(3)含NO的溶液中离子大量共存问题，在中性或碱性的稀溶液中NO不表现氧化性，但当水溶液中有大量H＋存在时，NO表现出强氧化性，如存在H＋、NO的溶液中不能大量存在Fe2＋、S2－、I－、SO、Br－等还原性离子。例2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.反应生成气体的物质的量相等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，后者少答案B解析由反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O,3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O可知：当铜质量相同，硝酸过量时，生成气体的物质的量前者多，消耗n(HNO3)前者多，反应中转移电子总数相等。规律总结(1)浓、稀硝酸均具有强氧化性、浓度越大、氧化性越强。(2)Cu(NO3)2晶体制备方案的选择制备Cu(NO3)2晶体有如下方案：①Cu――→CuSO4――→Cu(NO3)2...