高中化學(xué) 第3章 自然界中的元素 第2節(jié) 氮的循環(huán) 第3課時(shí) 硝酸課件 魯科版必修1

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1、第第3課時(shí)課時(shí)硝酸硝酸第第3章自然界中的元素章自然界中的元素1掌握硝酸的性質(zhì)。掌握硝酸的性質(zhì)。2了解硝酸的用途以及人類活動(dòng)對(duì)氮循環(huán)的影響，樹(shù)立環(huán)境了解硝酸的用途以及人類活動(dòng)對(duì)氮循環(huán)的影響，樹(shù)立環(huán)境保護(hù)意識(shí)。保護(hù)意識(shí)。1濃濃HCl、濃、濃HNO3易易_，濃，濃H2SO4具有具有_性，故性，故將三種濃酸敞口于空氣中，濃度均變小。將三種濃酸敞口于空氣中，濃度均變小。2實(shí)驗(yàn)室不能用實(shí)驗(yàn)室不能用Zn與與HNO3反應(yīng)制備反應(yīng)制備H2。3(1)NO2、NO都是都是_氣體氣體,NO2_,NO_色。色。(2)硝酸是三大強(qiáng)酸之一，具有酸的硝酸是三大強(qiáng)酸之一，具有酸的_。(3)HNO3是強(qiáng)電解質(zhì)，其電離方程式為是強(qiáng)

2、電解質(zhì)，其電離方程式為_(kāi)。(4)從氮元素方面分析，從氮元素方面分析，NH3只具有只具有_性，性，HNO3只具有只具有_，NO2、NO既有既有_、又有、又有_。(5)氨的催化氧化反應(yīng)方程式為氨的催化氧化反應(yīng)方程式為_(kāi)。揮發(fā)揮發(fā)吸水吸水有毒有毒紅棕色紅棕色無(wú)無(wú)通性通性還原還原氧化性氧化性氧化性氧化性還原性還原性知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn) 硝酸硝酸 人類活動(dòng)對(duì)自然界氮循環(huán)和環(huán)境的影響人類活動(dòng)對(duì)自然界氮循環(huán)和環(huán)境的影響 自主學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)棕色棕色Cu(NO3)22NO22H2O3Cu(NO3)22NO4H2OCO24NO22H2ONONO2汽車尾氣汽車尾氣HNO3HNO2水體污染水體污染自我診斷自我診斷1實(shí)驗(yàn)室應(yīng)如何

3、保存濃實(shí)驗(yàn)室應(yīng)如何保存濃HNO3?答案：濃硝酸具有不穩(wěn)定性，見(jiàn)光或受熱易分解，為了防止答案：濃硝酸具有不穩(wěn)定性，見(jiàn)光或受熱易分解，為了防止?jié)庀跛嵋?jiàn)光分解，通常將其保存在棕色試劑瓶中，放置在陰濃硝酸見(jiàn)光分解，通常將其保存在棕色試劑瓶中，放置在陰涼處。涼處。2如何除去濃如何除去濃HNO3中的中的“黃色黃色”？答案：濃答案：濃HNO3顯黃色的原因是分解生成顯黃色的原因是分解生成NO2溶解在溶解在HNO3中中,可通入足量可通入足量O2，發(fā)生反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)4NO2O22H2O=4HNO3，使，使NO2轉(zhuǎn)化為硝酸。轉(zhuǎn)化為硝酸。3為了解決糧食生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)問(wèn)題為了解決糧食生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)

4、展實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展,當(dāng)前科學(xué)、有效的途徑是當(dāng)前科學(xué)、有效的途徑是()合理開(kāi)發(fā)海洋資源，尋找新的能源合理開(kāi)發(fā)海洋資源，尋找新的能源控制人口增長(zhǎng)，協(xié)控制人口增長(zhǎng)，協(xié)調(diào)人與自然和諧發(fā)展調(diào)人與自然和諧發(fā)展增加化肥和農(nóng)藥的使用，提高作物增加化肥和農(nóng)藥的使用，提高作物產(chǎn)量產(chǎn)量開(kāi)荒辟地，圍湖造田，擴(kuò)大糧食種植面積開(kāi)荒辟地，圍湖造田，擴(kuò)大糧食種植面積利用現(xiàn)代生物技術(shù)，培育具有較高光合效率的作物品種利用現(xiàn)代生物技術(shù)，培育具有較高光合效率的作物品種ABC D 解析：選B?？沙掷m(xù)發(fā)展是生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)三位一體的發(fā)展，是指生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)三者的協(xié)調(diào)發(fā)展。包括減少化肥和農(nóng)藥的使用，不得隨意改造、破壞生態(tài)環(huán)境，還包括控

5、制環(huán)境污染和改善環(huán)境質(zhì)量，保護(hù)生物多樣性，保證以可持續(xù)的方式使用可再生資源。探究釋疑探究釋疑一、硝酸的強(qiáng)氧化性一、硝酸的強(qiáng)氧化性硝酸是一種強(qiáng)氧化性酸，濃度越大，氧化性越強(qiáng)。濃硝酸硝酸是一種強(qiáng)氧化性酸，濃度越大，氧化性越強(qiáng)。濃硝酸一般被還原為一般被還原為NO2，稀硝酸一般被還原為，稀硝酸一般被還原為NO。還原產(chǎn)物。還原產(chǎn)物與硝酸的濃度有關(guān)，硝酸的濃度越小，還原產(chǎn)物中氮元素與硝酸的濃度有關(guān)，硝酸的濃度越小，還原產(chǎn)物中氮元素的價(jià)態(tài)越低。的價(jià)態(tài)越低。1與活潑金屬反應(yīng)與活潑金屬反應(yīng)(1)Fe、Al等金屬跟濃等金屬跟濃HNO3、濃、濃H2SO4在常溫下發(fā)生鈍化。在常溫下發(fā)生鈍化。鈍化有新物質(zhì)生成，是化學(xué)變

6、化。鈍化有新物質(zhì)生成，是化學(xué)變化。(2)Fe、Al與稀與稀HNO3能反應(yīng)能反應(yīng),但無(wú)但無(wú)H2生成。生成。Fe與稀與稀HNO3反應(yīng)反應(yīng)時(shí)被氧化為時(shí)被氧化為3價(jià)的價(jià)的Fe,但如果但如果Fe過(guò)量可把過(guò)量可把Fe3還原為還原為Fe2。Fe4HNO3(稀稀)=Fe(NO3)3NO2H2O，F(xiàn)e2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)2。2與不活潑金屬反應(yīng)與不活潑金屬反應(yīng)Cu4HNO3(濃濃)=Cu(NO3)22NO22H2O，3Cu8HNO3(稀稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O。比較現(xiàn)象：反應(yīng)開(kāi)始后，兩支試管中都有氣泡產(chǎn)生，加濃硝比較現(xiàn)象：反應(yīng)開(kāi)始后，兩支試管中都有氣泡產(chǎn)生，加濃硝酸的試管中反應(yīng)劇烈，

7、放出紅棕色氣體；加稀硝酸的試管中酸的試管中反應(yīng)劇烈，放出紅棕色氣體；加稀硝酸的試管中反應(yīng)較緩慢，放出無(wú)色氣體，然后又立即變?yōu)榧t棕色。反應(yīng)較緩慢，放出無(wú)色氣體，然后又立即變?yōu)榧t棕色。4與還原性化合物反應(yīng)與還原性化合物反應(yīng)硝酸的氧化性還表現(xiàn)在可以氧化具有還原性的化合物或離子硝酸的氧化性還表現(xiàn)在可以氧化具有還原性的化合物或離子,如如HI、HBr、SO2、Fe2、FeO、Br、I、S2、SO等。等。二、硝酸與金屬反應(yīng)的計(jì)算二、硝酸與金屬反應(yīng)的計(jì)算1基本題型基本題型(1)硝酸與金屬反應(yīng)時(shí)，既表現(xiàn)強(qiáng)氧化性又表現(xiàn)強(qiáng)酸性，可由硝酸與金屬反應(yīng)時(shí)，既表現(xiàn)強(qiáng)氧化性又表現(xiàn)強(qiáng)酸性，可由金屬與硝酸反應(yīng)的關(guān)系，求還原產(chǎn)物的

8、化學(xué)式金屬與硝酸反應(yīng)的關(guān)系，求還原產(chǎn)物的化學(xué)式(或元素化合價(jià)或元素化合價(jià))或物質(zhì)的量，以及或物質(zhì)的量，以及HNO3的物質(zhì)的量等。的物質(zhì)的量等。(2)濃硝酸與濃硝酸與Cu反應(yīng)時(shí)若反應(yīng)時(shí)若Cu過(guò)量，反應(yīng)開(kāi)始時(shí)濃硝酸的還原過(guò)量，反應(yīng)開(kāi)始時(shí)濃硝酸的還原產(chǎn)物為產(chǎn)物為NO2，但隨著反應(yīng)的進(jìn)行，硝酸變稀，其還原產(chǎn)物為，但隨著反應(yīng)的進(jìn)行，硝酸變稀，其還原產(chǎn)物為NO，最終應(yīng)得到，最終應(yīng)得到NO2與與NO的混合氣體，可利用守恒規(guī)律求的混合氣體，可利用守恒規(guī)律求解有關(guān)解有關(guān)Cu、HNO3和混合氣體之間的量的關(guān)系。硝酸與其他和混合氣體之間的量的關(guān)系。硝酸與其他金屬金屬(過(guò)量過(guò)量)反應(yīng)的情況與此類似反應(yīng)的情況與此類似

9、互動(dòng)講練 (雙選)某單質(zhì)跟濃硝酸反應(yīng)，若參加反應(yīng)的單質(zhì)與硝酸的物質(zhì)的量之比為14，則該元素在反應(yīng)中所顯示的化合價(jià)可能是() A1 B2 C3 D4 解析與濃硝酸反應(yīng)的單質(zhì)可能是金屬，也可能是非金屬。當(dāng)為非金屬時(shí)硝酸只表現(xiàn)氧化性。當(dāng)為金屬時(shí)，則硝酸既表現(xiàn)氧化性，又表現(xiàn)酸性，故本題必須討論解答。解答方法可用化合價(jià)升降守恒法。答案答案BD拓展提升拓展提升硝酸的特殊性硝酸的特殊性酸的通性酸的通性硝酸的特殊性硝酸的特殊性 酸使石蕊試液變紅酸使石蕊試液變紅硝酸使石蕊試液先變紅硝酸使石蕊試液先變紅,然后退色然后退色若堿、堿性氧化物中金屬為低價(jià)態(tài)若堿、堿性氧化物中金屬為低價(jià)態(tài)時(shí)，會(huì)被硝酸氧化得到高價(jià)態(tài)鹽時(shí)，會(huì)

10、被硝酸氧化得到高價(jià)態(tài)鹽酸鹽酸鹽新酸新鹽新酸新鹽酸金屬酸金屬鹽氫氣鹽氫氣金屬不能置換金屬不能置換HNO3中的氫中的氫 將1.92 g Cu粉與一定量的濃硝酸反應(yīng)，當(dāng)Cu粉完全作用時(shí)收集到氣體1.12 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則所消耗的HNO3的物質(zhì)的量是()A0.12 mol B0.11 molC0.09 mol D0.08 mol解析若1.12 L氣體全部為NO2，則由化學(xué)方程式Cu4HNO3(濃)=Cu(NO3)22NO22H2O求解，但所得結(jié)果與選項(xiàng)矛盾，說(shuō)明隨著反應(yīng)進(jìn)行，濃硝酸不斷變稀，又 發(fā) 生 了 C u 與 稀 硝 酸 的 反 應(yīng) ： 3 C u 8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO

11、4H2O。答案答案B變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練1(雙選雙選)下列反應(yīng)中，濃硝酸既表現(xiàn)氧化性，又表現(xiàn)酸性的下列反應(yīng)中，濃硝酸既表現(xiàn)氧化性，又表現(xiàn)酸性的是是()A濃硝酸中滴入紫色石蕊試液濃硝酸中滴入紫色石蕊試液B氧化亞鐵與濃硝酸反應(yīng)氧化亞鐵與濃硝酸反應(yīng)C氫氧化銅與濃硝酸反應(yīng)氫氧化銅與濃硝酸反應(yīng)D碳與濃硝酸反應(yīng)碳與濃硝酸反應(yīng) 解析：選AB。濃硝酸中滴入紫色石蕊試液先變紅后退色，變紅是由于濃硝酸具有酸性，紅色退去是由于濃硝酸的強(qiáng)氧化性所致，A項(xiàng)正確；FeO與濃硝酸反應(yīng)生成Fe(NO3)3，生成硝酸鹽表現(xiàn)濃硝酸的酸性，F(xiàn)e2被氧化為Fe3表現(xiàn)濃硝酸的氧化性，B項(xiàng)正確；C項(xiàng)只發(fā)生中和反應(yīng)，無(wú)化合價(jià)變化，只表現(xiàn)濃硝酸

12、的酸性，錯(cuò)誤；D項(xiàng)反應(yīng)中，濃硝酸中所有氮元素都被還原為NO2，濃硝酸只表現(xiàn)氧化性，錯(cuò)誤。2有關(guān)硝酸化學(xué)性質(zhì)的敘述中正確的是有關(guān)硝酸化學(xué)性質(zhì)的敘述中正確的是()A硝酸能與硝酸能與Na2CO3反應(yīng)，但不生成反應(yīng)，但不生成CO2B硝酸可與硝酸可與Na2S反應(yīng)制得反應(yīng)制得H2S氣體氣體C濃硝酸、稀硝酸都只能使藍(lán)色石蕊試紙變紅濃硝酸、稀硝酸都只能使藍(lán)色石蕊試紙變紅D濃硝酸因分解放出的濃硝酸因分解放出的NO2又溶解于硝酸而使之呈黃色又溶解于硝酸而使之呈黃色解析：選解析：選D。338.4 mg銅跟適量的濃硝酸反應(yīng)，銅全部反應(yīng)后，共收銅跟適量的濃硝酸反應(yīng)，銅全部反應(yīng)后，共收集到氣體集到氣體22.4 mL(標(biāo)準(zhǔn)

13、狀況標(biāo)準(zhǔn)狀況)，反應(yīng)消耗的，反應(yīng)消耗的HNO3的物質(zhì)的的物質(zhì)的量是量是()A1.0103 mol B1.6103 molC2.2103 mol D2.4103 mol4(原創(chuàng)題原創(chuàng)題)8.4 g鐵屑投入到鐵屑投入到100 mL一定濃度的硝酸溶液中一定濃度的硝酸溶液中，二者恰好完全反應(yīng)，二者恰好完全反應(yīng)(整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中，轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中，轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為0.35 mol)，并收集到，并收集到(標(biāo)準(zhǔn)狀況下標(biāo)準(zhǔn)狀況下)3.36 L氣體。下列說(shuō)法正氣體。下列說(shuō)法正確的是確的是()A該硝酸的濃度是該硝酸的濃度是5.0 molL1B還原產(chǎn)物一定是還原產(chǎn)物一定是NOC氧化產(chǎn)物可能是氧化產(chǎn)物

14、可能是Fe(NO3)3和和Fe(NO3)2的混合物的混合物D無(wú)法確定硝酸的濃度無(wú)法確定硝酸的濃度 解析：選A。8.4 g Fe即0.15 mol Fe轉(zhuǎn)移0.35 mol e，可見(jiàn)氧化產(chǎn)物一定是Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，設(shè)二者物質(zhì)的量分別為x、y，那么xy0.15 mol，3x2y0.35 mol，所以x0.05 mol，y0.10 mol；同樣判斷3.36 L(0.15 mol)氣體中有NO和NO2,設(shè)二者物質(zhì)的量分別為a、b,那ab0.15 mol，3ab0.35 mol，所以a010 mol,b0.05 mol；n(HNO3)3x2yab0.50 mol,c(HNO3)5.0 molL1。2硝酸是強(qiáng)氧化性酸，一般情況下，濃硝酸是強(qiáng)氧化性酸，一般情況下，濃HNO3被還原生成被還原生成NO2，稀，稀HNO3被還原生成被還原生成NO。4含氮化合物會(huì)帶來(lái)水體污染、光化學(xué)煙霧、酸雨等生態(tài)環(huán)含氮化合物會(huì)帶來(lái)水體污染、光化學(xué)煙霧、酸雨等生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。境問(wèn)題。