《氮的循環》物質的性質與轉化PPT(第三課時硝酸的性質人類活動對氮循環和環境的影響)
第一部分內容：新課程標準是什么
1.了解硝酸的主要性質。
2.認識硝酸在生產中的應用和對生態環境的影響。
3.能有意識運用所學的知識或尋求相關證據參與社會性議題(如霧霾防治、水體保護等)的討論。
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氮的循環PPT，第二部分內容：新知探究
硝酸的性質 人類活動對氮循環和環境的影響
[自學新教材]
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，也是實驗室中重要的化學試劑。如圖是某品牌硝酸的商標說明的一部分。
(1)性狀描述中提到硝酸易分解，請寫出硝酸分解的化學方程式：____________________________________。
(2)純凈的硝酸應為無色透明液體，為什么說明中關于性狀的描述為“無色或淡黃色透明液體”：_________________。
(3)根據性狀描述，實驗室中應如何存放硝酸：___________。
2．硝酸是一種強酸，具有酸的通性，能與堿發生中和反應，與堿性氧化物、某些鹽發生復分解反應。硝酸又是一種強氧化性酸，與金屬反應不生成氫氣。
(1)寫出硝酸與NaOH溶液、Na2O、Na2CO3反應的化學方程式：__________________、______________________、
__________________________________________。
(2)完成下面實驗。
①銅片與濃(稀)硝酸的反應
②鐵片與濃(稀)硝酸的反應
(3)冷的濃硝酸可以用鐵質或鋁質容器盛放，原因是_________________________________。
提示：(1)HNO3＋NaOH===NaNO3＋H2O
2HNO3＋Na2O===2NaNO3＋H2O
2HNO3＋Na2CO3===2NaNO3＋CO2↑＋H2O
(2)①有氣泡產生，反應劇烈，氣體呈紅棕色，溶液變綠色 有氣泡產生，反應較緩慢，氣體無色，在試管上部氣體變紅棕色，溶液變藍色
Cu＋4H＋＋2NO－3===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O
3Cu＋8H＋＋2NO－3===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
②無明顯現象 有氣泡產生，反應較快，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，保護內部的金屬不再與酸反應
3．人類的固氮活動使活化氮的量大大增加，這一趨勢雖然有助于農產品產量的提高，但也會給全球生態環境帶來壓力。
(1)自然界中活化氮的主要形態有____________。
(2)以NO、NO2為主的氮氧化物是形成_______________的一個重要原因。當進入水體的氮元素的含量增大時，會造成水體的________，導致藻類瘋長。
(3)減少人類活動對氮循環和環境的影響，主要應該采取的措施有___________________________________________。
[落實新知能]
1．硝酸
(1)物理性質
純凈的硝酸為無色、有刺激性氣味的液體，熔點低，易揮發，在空氣中呈“白霧”狀，質量分數為95%以上的濃硝酸稱為“發煙硝酸”。
(2)化學性質
①酸性：屬于強酸，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)發生中和反應：
HNO3＋NaOH===NaNO3＋H2O。
c．與堿性氧化物(CuO)反應：
2HNO3＋CuO===Cu(NO3)2＋H2O。
d．與鹽(CaCO3)發生復分解反應：
CaCO3＋2HNO3===Ca(NO3)2＋CO2↑＋H2O。
②不穩定性：
見光或受熱易分解，化學方程式為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．人類活動對氮循環和環境的影響
(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、化學合成氮肥的量迅速上升、豆科植物的栽種面積陸續擴大，人類的固氮活動導致活化氮的量大大增加。
(2)含氮物質的主要來源
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、農田土壤和動物排泄物中含氮化合物的轉化。
②水體中的氮元素主要來源于工業廢水、生活污水、農田灌溉以及水產養殖所投入的肥料和餌料等。
(3)含氮物質對環境的影響
①氮氧化物與碳氫化合物經紫外線照射發生反應形成光化學煙霧。
(3)含氮物質對環境的影響
①氮氧化物與碳氫化合物經紫外線照射發生反應形成光化學煙霧。
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生成的硝酸和亞硝酸是酸雨的組成成分。
④進入水體中的氮元素的含量增大時，會造成水體富營養化，導致藻類瘋長。
(4)減少人類活動對氮循環和環境的影響的措施
①控制進入大氣、土壤和水體中含有氮元素的物質的量。
②增強生態系統對含有氮元素的物質的吸收能力。
3．常見環境污染及危害
[演練新學考]
1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。
(1)常溫下，濃硝酸可以使鐵和鋁發生鈍化而不反應( )
(2)汽車尾氣中的氮氧化物與碳氫化合物是產生光化學煙霧的元兇( )
(3)氮氧化合物也可以形成酸雨( )
(4)實驗室中可以用鋅與稀硝酸反應制取氫氣( )
2．下列環境問題與所對應的物質無關的是( )
A．酸雨——SO2
B．室內空氣污染——N2
C．溫室效應——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．銅與硝酸的反應屬于置換反應
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，溶液的顏色變化應該是( )
A．顏色變淺 B．變為紅色
C．沒有改變 D．變為黃色
硝酸與金屬反應的有關計算
[難度增一點]
[典例] 將7.68 g銅與50 mL一定濃度的硝酸恰好完全反應，產生的NO和NO2混合氣體在標準狀況下的體積為 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的量是________mol。
(3)硝酸的物質的量濃度是________mol•L－1。
(4)欲使銅和硝酸產生的氣體收集于一倒置于水槽的容器中，當充入標準狀況下O2________L時，使水充滿容器。
[知能深一點]
硝酸與金屬反應的有關計算
1．一般分析
(1)反應通式：M＋HNO3→M(NO3)n＋還原產物＋H2O。
(3)HNO3的物質的量：
①起氧化作用的HNO3轉化為氣體(NO、NO2)時，氣體的物質的量等于被還原的酸的物質的量。
②起酸性作用的HNO3轉移到生成物的鹽中，可以根據金屬陽離子的物質的量求出。
③沒有參加反應的HNO3，可根據溶液中H＋的物質的量求出。
2．常見反應
濃硝酸與Cu反應時，若Cu過量，反應開始時濃硝酸的還原產物為NO2，但隨著反應的進行，硝酸變稀，其還原產物將為NO，最終應得到NO2與NO的混合氣體，可利用守恒規律求解有關Cu、HNO3和混合氣體之間的量的關系，硝酸與其他金屬(過量)反應的情況與此類似。
[選考難一點]
1．金屬鎂跟一定濃度的硝酸反應，假定只有單一的還原產物。當參加反應的金屬鎂與被還原的HNO3的物質的量之比為2∶1時，還原產物是( )
A．NO2 B．NO
C．N2O D．N2
2．鋅與很稀的硝酸反應生成硝酸鋅、硝酸銨和水。當生成 1 mol硝酸鋅時，被還原的硝酸的物質的量為( )
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，隨著Cu的不斷減少，反應生成氣體的顏色逐漸變淺，當Cu反應完畢時，共收集到氣體1.12 L(標準狀況)，則反應中消耗HNO3的物質的量為( )
A．0.11 mol B．0.05 mol
C．1 mol D．1.05 mol
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