(讲义)第3章 第3节 新知探究课19 硝酸 人类活动对氮循环和环境的影响-【提分教练】2023-2024学年新教材高中化学必修第一册(鲁科版2019)

新知探究课19　硝酸　人类活动对氮循环和环境的影响 1．能从物质类别、氮元素的价态的角度预测分析硝酸的性质，促进“证据推理和模型认识”化学核心素养的发展。 2．了解硝酸对人类发展的贡献，了解人类活动对氮循环和环境的影响，增强“科学态度与社会责任”的核心素养发展。 一、硝酸的性质 1．物理性质 颜色 状态 气味 密度 特性 无色 液态 刺激性 ＞ 易挥发 2．实验探究硝酸的性质 实验装置及操作 实验现象 实验结论 瓶口产生白雾，闻到刺激性气味 硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体 反应缓慢，有少量气泡产生，溶液变蓝 铜与稀硝酸常温下缓慢反应生成NO气体 反应剧烈，有大量气泡产生，溶液变蓝 铜与浓硝酸常温下剧烈反应生成NO2气体 无明显现象 发生钝化 3．化学性质 (1)酸的通性： 电离方程式为。硝酸能使酸碱指示剂发生颜色变化，能与金属、碱、碱性氧化物等反应。 (2)不稳定性： 浓硝酸受热或见光分解，化学方程式为4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O。 (3)强氧化性： 4．用途 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。在实验室里，硝酸是一种重要的化学试剂。 　(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)浓HNO3显黄色是因为含有NO2。 (　　) (2)常温下，铁质容器可以盛装浓硝酸，不可以盛装稀硝酸。 (　　) (3)除去铜粉中混有的氧化铜，可采用的方法是加入稀硝酸溶解、过滤、洗涤、干燥。 (　　) (4)浓硝酸氧化性很强，常温下就可以和碳发生反应。 (　　) [答案]　(1)√　(2)√　(3)×　(4)× 二、人类活动对氮循环和环境的影响 1．含氮物质的来源及危害 2．减少人体活动对氮循环和环境影响的措施 (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。 　将常见的环境问题填入下列空白处。 (1)与SO2及氮氧化物有关。 (　　) (2)与氮氧化物及碳氢化合物有关。 (　　) (3)与氮氧化物及氟氯烃有关。 (　　) (4)与含氮、磷元素的污水有关。 (　　) [答案]　(1)酸雨　(2)光化学烟雾　(3)臭氧层空洞　(4)水体富营养化 硝酸的性质 詹姆斯·弗兰克是1925年诺贝尔物理学奖得主，二战期间德国纳粹政府要没收他的诺贝尔奖牌，他辗转来到丹麦，请求1922年诺贝尔物理学奖得主玻尔帮忙保存他的诺贝尔奖牌。1940年，德国占领丹麦，和玻尔同在实验室工作的一位匈牙利化学家、1943年诺贝尔化学奖得主乔治·查尔斯·德海韦西帮他想了个主意：将奖牌放入“王水”中，纯金奖牌便溶解了。他将溶解液装在试剂瓶里放在实验室架子上，来搜查的纳粹士兵果然没有发现这一秘密。 战争结束后，从溶有黄金的溶液中还原提取的黄金又重新铸造成奖牌。 [问题1]　王水的成分是什么？硝酸能将金质奖章溶解吗？ [提示]　王水又称“王酸”“硝基盐酸”，是一种腐蚀性非常强、冒黄色烟的液体，是浓盐酸和浓硝酸按体积比3∶1组成的混合物；硝酸不能溶解金。 [问题2]　将木炭与浓硝酸反应产生的气体直接通入少量澄清石灰水中，澄清石灰水能否变浑浊？ [提示]　木炭与浓硝酸反应产生的气体包括NO2和CO2，NO2溶于水生成HNO3，HNO3为强酸，会中和Ca(OH)2，所以不会生成CaCO3白色沉淀，溶液不会变浑浊。 [问题3]　一定量的浓硝酸中加入过量铜会发生哪些反应？反应停止后，如果在溶液中再加入足量稀盐酸会发生什么反应？ [提示]　开始是铜与浓硝酸反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O；随着反应的进行，硝酸浓度变小，发生反应：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。反应停止后再加入足量稀盐酸，由于溶液中存在，在H＋存在条件下，会继续与铜反应，发生反应的离子方程式为===3Cu2+＋2NO↑＋4H2O。 硝酸与金属、非金属的反应 1．本质：HNO3中的＋5价氮元素具有很强的得电子能力。 2．规律 (1)浓硝酸NO2，稀硝酸NO。 (2)硝酸的浓度越大，反应温度越高，其氧化性越强。 (3)还原剂一般被氧化成最高价态。 (4)还原产物为氮的氧化物而不是氢气。 3．具体表现 (1)硝酸和金属的反应 ①除Au、Pt等少数金属外，硝酸几乎可以氧化所有的金属。 ②活泼金属与HNO3反应不生成H2，HNO3的浓度不同，还原产物不同，一般情况下为 ③常温下浓硝酸能使Fe、Al钝化。 (2)硝酸与非金属的反应 一般反应规律：非金属单质＋浓硝酸―→最高价氧化物或其含氧酸＋二氧化氮。 (3)硝酸与还原性化合物反应 如H2S、HI、SO2、H2SO3、、Fe2+等。 通常市售硝酸中HNO