高中化學 第三章 自然界中的元素 第2節(jié) 氮的循環(huán) 第3課時學案 魯科版必修1.doc

第3課時硝酸人類活動對氮循環(huán)和環(huán)境的影響學習目標重點難點1.掌握硝酸的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)；2了解人類活動對氮循環(huán)的影響，知道造成酸雨、光化學煙霧和水體富營養(yǎng)化等環(huán)境問題的原因；3了解如何減少氮氧化物的排放，樹立環(huán)境保護意識1.掌握硝酸的性質(zhì)及與硝酸有關的氧化還原反應的計算；2了解人類活動對氮循環(huán)的影響，樹立保護環(huán)境的意識一、硝酸1物理性質(zhì)：純凈的硝酸是_色、易_、有_氣味的液體。2化學性質(zhì)預習交流1實驗室應如何保存硝酸？2久置的濃硝酸為什么常呈黃色？3在銅與硝酸的反應中，硝酸表現(xiàn)了哪些性質(zhì)？二、人類活動對自然界氮循環(huán)和環(huán)境的影響答案：一、1.無揮發(fā)刺激性24HNO34NO2O22H2O金鉑鈦鐵鋁鈍化4HNO3（濃）Cu=Cu（NO3）22NO22H2O8HNO3（?。?Cu=3Cu（NO3）22NO4H2O4HNO3（濃）CCO24NO22H2O預習交流：1答案：將硝酸放在棕色試劑瓶中避光保存且置于陰涼處。2答案：硝酸分解產(chǎn)生的二氧化氮氣體溶于硝酸而使硝酸呈黃色。3答案：銅與硝酸的反應中，硝酸表現(xiàn)了強氧化性和酸性。二、產(chǎn)生光化學煙霧形成酸雨水體富營養(yǎng)化在預習中還有哪些問題需要你在聽課時加以關注？請在下列表格中做個備忘吧！我的學困點我的學疑點一、硝酸的性質(zhì)實驗實驗現(xiàn)象結(jié)論實驗1：濃硝酸敞口放置時，瓶口上方有_出現(xiàn)，有_氣味濃硝酸是_色、易_、有_氣味的液體實驗2：濃硝酸與銅反應_，放出_氣體，生成_溶液濃硝酸被還原為_，方程式為_實驗3：稀硝酸與銅反應_，放出_氣體，生成_溶液稀硝酸被還原為_，方程式為_實驗4：加稀鹽酸時_；_； NO在_條件下表現(xiàn)強氧化性，離子反應方程式：_實驗5：_鐵遇濃硝酸_實驗6：_鋁遇濃硝酸_1濃硝酸為什么要放在棕色試劑瓶里且置于冷暗處保存？2濃硝酸與Cu、C的反應中的作用是否相同？3通常情況下，濃、稀硝酸作氧化劑時，還原產(chǎn)物有何規(guī)律？（1）濃硝酸與金屬反應時，既表現(xiàn)氧化性，又表現(xiàn)酸性；濃硝酸與非金屬反應時，只表現(xiàn)氧化性。（2）硝酸與金屬反應無H2生成，濃硝酸的還原產(chǎn)物通常是NO2，稀硝酸的還原產(chǎn)物通常是NO。（3）常溫下鋁、鐵遇濃硝酸、濃硫酸鈍化（鈍化是化學變化），加熱時可發(fā)生反應。（4）稀硝酸與鐵反應時，要注意鐵的用量影響鐵鹽中鐵的價態(tài)。二、硝酸與金屬反應的有關計算384 mg銅跟適量的濃硝酸反應，銅全部反應后，共收集到22.4 mL（標準狀況）氣體，反應消耗的HNO3的物質(zhì)的量可能是（）。A1.0103 mol B1.6103 mol C2.2103 mol D2.4103 mol（2012西安鐵一中檢測）在某稀硝酸的溶液中，加入5.6 g鐵粉充分反應后，鐵粉全部溶解，放出NO氣體，溶液質(zhì)量增加3.2 g，所得溶液中Fe2和Fe3物質(zhì)的量之比為（）。A11 B32 C21 D41常用解題方法（1）電子守恒硝酸與金屬反應屬于氧化還原反應，N原子得到的電子數(shù)等于金屬原子失去的電子數(shù)。（2）原子守恒硝酸與金屬反應時，一部分以NO的形式存在，另一部分轉(zhuǎn)化為還原產(chǎn)物，這兩部分中N的物質(zhì)的量與反應消耗的HNO3中N的物質(zhì)的量相等。（3）利用離子方程式計算：硝酸與硫酸混合液跟金屬的反應，當金屬足量時，不能用硝酸與金屬反應的化學方程式計算，應用離子方程式計算，因為生成的硝酸鹽中的NO借助H仍能繼續(xù)與金屬反應。答案：活動與探究1：答案：白霧刺激性無揮發(fā)刺激性劇烈紅棕色藍色NO24HNO3（濃）Cu=Cu（NO3）22NO22H2O較劇烈無色藍色NO8HNO3（?。?Cu=3Cu（NO3）22NO4H2O無明顯現(xiàn)象銅片表面有大量的氣體產(chǎn)生，溶液逐漸變?yōu)樗{色Cu和稀鹽酸不反應酸性8H2NO3Cu=3Cu22NO4H2O現(xiàn)象不明顯鈍化現(xiàn)象不明顯鈍化思考與交流：1答案：因為濃硝酸見光或受熱時容易分解：4HNO34NO2O22H2O，所以濃硝酸要避光且置于冷暗處保存。2答案：不相同。濃硝酸與Cu反應時，既表現(xiàn)氧化性，又表現(xiàn)酸性；濃硝酸與C反應時只表現(xiàn)氧化性。3答案：通常情況下，濃硝酸的還原產(chǎn)物是NO2，稀硝酸的還原產(chǎn)物是NO。活動與探究2：C解析：Cu跟濃硝酸反應的化學方程式為：Cu4HNO3（濃）=Cu（NO3）22NO22H2O隨著反應的進行，濃硝酸會逐漸變稀，反應則變?yōu)椋?Cu8HNO3（稀）=3Cu（NO3）22NO4H2O參加反應的硝酸一部分作酸用，一部分作氧化劑被還原（一部分被還原為NO2，一部分被還原為NO）。方法一：極端假設法n（Cu）6.0104 mol。若38.4 mg銅全部與濃硝酸反應，則可求得參加反應的硝酸為：6.0104 mol42.4103 mol。若38.4 mg銅全部與稀硝酸反應，則可求得參加反應的硝酸為：6.0104 mol1.6103 mol。事實上銅先與濃硝酸反應，濃硝酸變稀后，又與稀硝酸反應。消耗的硝酸應在1.6103 mol和2.4103 mol之間。方法二：整體分析法n（HNO3）n（作酸用HNO3）n（作氧化劑用HNO3）2nCu（NO3）2n（NO2）n（NO）2n（Cu）n（氣體）22.2103 mol。遷移與應用：B解析：設Fe2的物質(zhì)的量為x，F(xiàn)e3的物質(zhì)的量為y。由鐵原子守恒，得xy。由得失電子守恒和質(zhì)量守恒得5.630 gmol13.2 g。兩式聯(lián)立，解得x0.06 mol，y0.04 mol。故xy32。1下列有關硝酸反應的敘述中，錯誤的是（）。A稀硝酸與鐵反應，有氫氣放出 B濃硝酸跟銅反應，有二氧化氮氣體放出C硝酸跟碳酸鈉反應，有二氧化碳氣體放出 D硝酸受熱時，有二氧化氮、氧氣放出2銅粉放入稀硫酸溶液中，加熱后無明顯變化，但加入某鹽一段時間后，發(fā)現(xiàn)銅粉質(zhì)量減少，則該鹽不可能是（）。AFeCl3 BNaCl CKNO3 DCu（NO3）23物質(zhì)的量之比為25的鋅與稀硝酸反應，若硝酸被還原的產(chǎn)物為N2O，反應結(jié)束后鋅沒有剩余，則該反應中被還原的硝酸與未被還原的硝酸的物質(zhì)的量之比是（）。A14 B15 C23 D254向100 mL 12 molL1的濃硝酸中加入足量的銅片，充分反應后，被還原的硝酸的物質(zhì)的量為（）。A0.3 mol B0.6 mol C小于0.6 mol D介于0.3 mol和0.6 mol之間5在盛有一定量濃硝酸的試管中加入6.4 g銅片發(fā)生反應。請回答：（1）開始階段，觀察到的現(xiàn)象為_，反應的化學方程式是_。（2）反應結(jié)束后，銅片有剩余，再加入少量20%的稀硫酸，這時銅片上又有氣泡產(chǎn)生，反應的離子方程式是_。（3）若6.4 g銅片消耗完時，共產(chǎn)生氣體2.8 L（標準狀況）。求整個反應過程中所消耗的硝酸的物質(zhì)的量。答案：1A解析：由于稀硝酸有強氧化性，與Fe反應時無H2放出。2B解析：A項離子反應方程式為2Fe3Cu=Cu22Fe2，銅粉溶解；C項、D項離子反應方程式均為8H2NO3Cu=3Cu22NO4H2O，銅粉溶解；B項不反應。3A解析：2 mol Zn與稀硝酸反應轉(zhuǎn)移4 mol e，1 mol HNO3被還原為N2O轉(zhuǎn)移4 mol e，故被還原的為1 mol，未被還原的HNO3為4 mol，兩者之比為14。4D解析：因為Cu是足量的，隨著反應的進行，濃硝酸會逐漸變稀，所以本題涉及的反應有兩個：Cu4HNO3（濃）=Cu（NO3）22NO22H2O3Cu8HNO3（?。?3Cu（NO3）22NO4H2O采用極限分析法：若只發(fā)生反應，則被還原HNO3的物質(zhì)的量為：1.2 mol0.6 mol；若只發(fā)生反應，則被還原HNO3的物質(zhì)的量為1.2 mol0.3 mol。所以本題的正確答案為D。5答案：（1）銅片逐漸溶解，溶液由無色變?yōu)樗{色，產(chǎn)生紅棕色的氣體Cu4HNO3（濃）=Cu（NO3）22NO22H2O（2）3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O（3）0.325 mol解析：（1）因為濃硝酸的氧化性很強，可以將銅氧化，同時它本身被還原為紅棕色的NO2氣體，所以現(xiàn)象是銅片逐漸溶解，溶液由無色變?yōu)樗{色，產(chǎn)生紅棕色的氣體。（2）反應后的溶液中有NO，加入稀硫酸后，NO與H又構(gòu)成了強氧化性環(huán)境，NO會繼續(xù)氧化銅單質(zhì)。（3）成鹽的硝酸的物質(zhì)的量n（HNO3）2n（Cu）0.2 mol；被還原的硝酸的物質(zhì)的量n（HNO3）0.125 mol。故整個反應過程中所消耗的硝酸的物質(zhì)的量為：0.2 mol0.125 mol0.325 mol。提示：用最精煉的語言把你當堂掌握的核心知識的精華部分和基本技能的要領部分寫下來并進行識記。知識精華技能要領