《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。
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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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