高中化学 第三章 自然界中的元素 第2节 氮的循环 第3课时学案 鲁科版必修1.doc

第3课时硝酸人类活动对氮循环和环境的影响学习目标重点难点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、光化学烟雾和水体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1.掌握硝酸的性质及与硝酸有关的氧化还原反应的计算；2了解人类活动对氮循环的影响，树立保护环境的意识一、硝酸1物理性质：纯净的硝酸是_色、易_、有_气味的液体。2化学性质预习交流1实验室应如何保存硝酸？2久置的浓硝酸为什么常呈黄色？3在铜与硝酸的反应中，硝酸表现了哪些性质？二、人类活动对自然界氮循环和环境的影响答案：一、1.无挥发刺激性24HNO34NO2O22H2O金铂钛铁铝钝化4HNO3（浓）Cu=Cu（NO3）22NO22H2O8HNO3（稀）3Cu=3Cu（NO3）22NO4H2O4HNO3（浓）CCO24NO22H2O预习交流：1答案：将硝酸放在棕色试剂瓶中避光保存且置于阴凉处。2答案：硝酸分解产生的二氧化氮气体溶于硝酸而使硝酸呈黄色。3答案：铜与硝酸的反应中，硝酸表现了强氧化性和酸性。二、产生光化学烟雾形成酸雨水体富营养化在预习中还有哪些问题需要你在听课时加以关注？请在下列表格中做个备忘吧！我的学困点我的学疑点一、硝酸的性质实验实验现象结论实验1：浓硝酸敞口放置时，瓶口上方有_出现，有_气味浓硝酸是_色、易_、有_气味的液体实验2：浓硝酸与铜反应_，放出_气体，生成_溶液浓硝酸被还原为_，方程式为_实验3：稀硝酸与铜反应_，放出_气体，生成_溶液稀硝酸被还原为_，方程式为_实验4：加稀盐酸时_；_； NO在_条件下表现强氧化性，离子反应方程式：_实验5：_铁遇浓硝酸_实验6：_铝遇浓硝酸_1浓硝酸为什么要放在棕色试剂瓶里且置于冷暗处保存？2浓硝酸与Cu、C的反应中的作用是否相同？3通常情况下，浓、稀硝酸作氧化剂时，还原产物有何规律？（1）浓硝酸与金属反应时，既表现氧化性，又表现酸性；浓硝酸与非金属反应时，只表现氧化性。（2）硝酸与金属反应无H2生成，浓硝酸的还原产物通常是NO2，稀硝酸的还原产物通常是NO。（3）常温下铝、铁遇浓硝酸、浓硫酸钝化（钝化是化学变化），加热时可发生反应。（4）稀硝酸与铁反应时，要注意铁的用量影响铁盐中铁的价态。二、硝酸与金属反应的有关计算384 mg铜跟适量的浓硝酸反应，铜全部反应后，共收集到22.4 mL（标准状况）气体，反应消耗的HNO3的物质的量可能是（）。A1.0103 mol B1.6103 mol C2.2103 mol D2.4103 mol（2012西安铁一中检测）在某稀硝酸的溶液中，加入5.6 g铁粉充分反应后，铁粉全部溶解，放出NO气体，溶液质量增加3.2 g，所得溶液中Fe2和Fe3物质的量之比为（）。A11 B32 C21 D41常用解题方法（1）电子守恒硝酸与金属反应属于氧化还原反应，N原子得到的电子数等于金属原子失去的电子数。（2）原子守恒硝酸与金属反应时，一部分以NO的形式存在，另一部分转化为还原产物，这两部分中N的物质的量与反应消耗的HNO3中N的物质的量相等。（3）利用离子方程式计算：硝酸与硫酸混合液跟金属的反应，当金属足量时，不能用硝酸与金属反应的化学方程式计算，应用离子方程式计算，因为生成的硝酸盐中的NO借助H仍能继续与金属反应。答案：活动与探究1：答案：白雾刺激性无挥发刺激性剧烈红棕色蓝色NO24HNO3（浓）Cu=Cu（NO3）22NO22H2O较剧烈无色蓝色NO8HNO3（稀）3Cu=3Cu（NO3）22NO4H2O无明显现象铜片表面有大量的气体产生，溶液逐渐变为蓝色Cu和稀盐酸不反应酸性8H2NO3Cu=3Cu22NO4H2O现象不明显钝化现象不明显钝化思考与交流：1答案：因为浓硝酸见光或受热时容易分解：4HNO34NO2O22H2O，所以浓硝酸要避光且置于冷暗处保存。2答案：不相同。浓硝酸与Cu反应时，既表现氧化性，又表现酸性；浓硝酸与C反应时只表现氧化性。3答案：通常情况下，浓硝酸的还原产物是NO2，稀硝酸的还原产物是NO。活动与探究2：C解析：Cu跟浓硝酸反应的化学方程式为：Cu4HNO3（浓）=Cu（NO3）22NO22H2O随着反应的进行，浓硝酸会逐渐变稀，反应则变为：3Cu8HNO3（稀）=3Cu（NO3）22NO4H2O参加反应的硝酸一部分作酸用，一部分作氧化剂被还原（一部分被还原为NO2，一部分被还原为NO）。方法一：极端假设法n（Cu）6.0104 mol。若38.4 mg铜全部与浓硝酸反应，则可求得参加反应的硝酸为：6.0104 mol42.4103 mol。若38.4 mg铜全部与稀硝酸反应，则可求得参加反应的硝酸为：6.0104 mol1.6103 mol。事实上铜先与浓硝酸反应，浓硝酸变稀后，又与稀硝酸反应。消耗的硝酸应在1.6103 mol和2.4103 mol之间。方法二：整体分析法n（HNO3）n（作酸用HNO3）n（作氧化剂用HNO3）2nCu（NO3）2n（NO2）n（NO）2n（Cu）n（气体）22.2103 mol。迁移与应用：B解析：设Fe2的物质的量为x，Fe3的物质的量为y。由铁原子守恒，得xy。由得失电子守恒和质量守恒得5.630 gmol13.2 g。两式联立，解得x0.06 mol，y0.04 mol。故xy32。1下列有关硝酸反应的叙述中，错误的是（）。A稀硝酸与铁反应，有氢气放出 B浓硝酸跟铜反应，有二氧化氮气体放出C硝酸跟碳酸钠反应，有二氧化碳气体放出 D硝酸受热时，有二氧化氮、氧气放出2铜粉放入稀硫酸溶液中，加热后无明显变化，但加入某盐一段时间后，发现铜粉质量减少，则该盐不可能是（）。AFeCl3 BNaCl CKNO3 DCu（NO3）23物质的量之比为25的锌与稀硝酸反应，若硝酸被还原的产物为N2O，反应结束后锌没有剩余，则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是（）。A14 B15 C23 D254向100 mL 12 molL1的浓硝酸中加入足量的铜片，充分反应后，被还原的硝酸的物质的量为（）。A0.3 mol B0.6 mol C小于0.6 mol D介于0.3 mol和0.6 mol之间5在盛有一定量浓硝酸的试管中加入6.4 g铜片发生反应。请回答：（1）开始阶段，观察到的现象为_，反应的化学方程式是_。（2）反应结束后，铜片有剩余，再加入少量20%的稀硫酸，这时铜片上又有气泡产生，反应的离子方程式是_。（3）若6.4 g铜片消耗完时，共产生气体2.8 L（标准状况）。求整个反应过程中所消耗的硝酸的物质的量。答案：1A解析：由于稀硝酸有强氧化性，与Fe反应时无H2放出。2B解析：A项离子反应方程式为2Fe3Cu=Cu22Fe2，铜粉溶解；C项、D项离子反应方程式均为8H2NO3Cu=3Cu22NO4H2O，铜粉溶解；B项不反应。3A解析：2 mol Zn与稀硝酸反应转移4 mol e，1 mol HNO3被还原为N2O转移4 mol e，故被还原的为1 mol，未被还原的HNO3为4 mol，两者之比为14。4D解析：因为Cu是足量的，随着反应的进行，浓硝酸会逐渐变稀，所以本题涉及的反应有两个：Cu4HNO3（浓）=Cu（NO3）22NO22H2O3Cu8HNO3（稀）=3Cu（NO3）22NO4H2O采用极限分析法：若只发生反应，则被还原HNO3的物质的量为：1.2 mol0.6 mol；若只发生反应，则被还原HNO3的物质的量为1.2 mol0.3 mol。所以本题的正确答案为D。5答案：（1）铜片逐渐溶解，溶液由无色变为蓝色，产生红棕色的气体Cu4HNO3（浓）=Cu（NO3）22NO22H2O（2）3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O（3）0.325 mol解析：（1）因为浓硝酸的氧化性很强，可以将铜氧化，同时它本身被还原为红棕色的NO2气体，所以现象是铜片逐渐溶解，溶液由无色变为蓝色，产生红棕色的气体。（2）反应后的溶液中有NO，加入稀硫酸后，NO与H又构成了强氧化性环境，NO会继续氧化铜单质。（3）成盐的硝酸的物质的量n（HNO3）2n（Cu）0.2 mol；被还原的硝酸的物质的量n（HNO3）0.125 mol。故整个反应过程中所消耗的硝酸的物质的量为：0.2 mol0.125 mol0.325 mol。提示：用最精炼的语言把你当堂掌握的核心知识的精华部分和基本技能的要领部分写下来并进行识记。知识精华技能要领