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

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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和化學性質； 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：純凈的硝酸是____色、易______、有________氣味的液體。 2．化學性質 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，硝酸表現了哪些性質？ 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 2．4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O　金　鉑　鈦　鐵　鋁　鈍化　4HNO3（濃）＋Cu===Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O　8HNO3（?。?Cu===3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O　4HNO3（濃）＋CCO2↑＋4NO2↑＋2H2O 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，硝酸表現了強氧化性和酸性。 二、產生光化學煙霧　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 實驗 實驗現象 結論 實驗1： 濃硝酸敞口放置時，瓶口上方有______出現，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，還原產物有何規(guī)律？ （1）濃硝酸與金屬反應時，既表現氧化性，又表現酸性；濃硝酸與非金屬反應時，只表現氧化性。 （2）硝酸與金屬反應無H2生成，濃硝酸的還原產物通常是NO2，稀硝酸的還原產物通常是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 38．4 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的物質的量可能是（　?。?。 A．1.010－3 mol B．1.610－3 mol C．2.210－3 mol D．2.410－3 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，溶液質量增加3.2 g，所得溶液中Fe2＋和Fe3＋物質的量之比為（　　）。 A．1∶1 B．3∶2 C．2∶1 D．4∶1 　 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原子得到的電子數等于金屬原子失去的電子數。 （2）原子守恒 硝酸與金屬反應時，一部分以NO的形式存在，另一部分轉化為還原產物，這兩部分中N的物質的量與反應消耗的HNO3中N的物質的量相等。 （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　NO2　4HNO3（濃）＋Cu===Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O　較劇烈　無色　藍色　NO　8HNO3（稀）＋3Cu===3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O　無明顯現象　銅片表面有大量的氣體產生，溶液逐漸變?yōu)樗{色　Cu和稀鹽酸不反應　酸性　8H＋＋2NO＋3Cu===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O　現象不明顯　鈍化　現象不明顯　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：4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O，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，既表現氧化性，又表現酸性；濃硝酸與C反應時只表現氧化性。 3．答案：通常情況下，濃硝酸的還原產物是NO2，稀硝酸的還原產物是NO。 活動與探究2：C　解析：Cu跟濃硝酸反應的化學方程式為： Cu＋4HNO3（濃）===Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O 隨著反應的進行，濃硝酸會逐漸變稀，反應則變?yōu)椋? 3Cu＋8HNO3（?。?==3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O 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）＝＝6.010－4 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：6.010－4 mol4＝2.410－3 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：6.010－4 mol＝1.610－3 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1.610－3 mol和2.410－3 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）＝2n[Cu（NO3）2]＋n（NO2）＋n（NO）＝2n（Cu）＋n（氣體）＝2＋＝2.210－3 mol。 遷移與應用：B　解析：設Fe2＋的物質的量為x，Fe3＋的物質的量為y。 由鐵原子守恒，得x＋y＝。 由得失電子守恒和質量守恒得5.6－30 gmol－1＝3.2 g。 兩式聯立，解得x＝0.06 mol，y＝0.04 mol。 故x∶y＝3∶2。 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)現銅粉質量減少，則該鹽不可能是（　　）。 A．FeCl3 B．NaCl C．KNO3 D．Cu（NO3）2 3．物質的量之比為2∶5的鋅與稀硝酸反應，若硝酸被還原的產物為N2O，反應結束后鋅沒有剩余，則該反應中被還原的硝酸與未被還原的硝酸的物質的量之比是（　?。?。 A．1∶4 B．1∶5 C．2∶3 D．2∶5 4．向100 mL 12 molL－1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的量為（　?。?。 A．0.3 mol B．0.6 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，觀察到的現象為__________，反應的化學方程式是___________________。 （2）反應結束后，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生，反應的離子方程式是______________________________________。 （3）若6.4 g銅片消耗完時，共產生氣體2.8 L（標準狀況）。求整個反應過程中所消耗的硝酸的物質的量。 答案：1．A　解析：由于稀硝酸有強氧化性，與Fe反應時無H2放出。 2．B　解析：A項離子反應方程式為2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋，銅粉溶解；C項、D項離子反應方程式均為8H＋＋2NO＋3Cu===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，銅粉溶解；B項不反應。 3．A　解析：2 mol Zn與稀硝酸反應轉移4 mol e－，1 mol HNO3被還原為N2O轉移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1∶4。 4．D　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： Cu＋4HNO3（濃）===Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O① 3Cu＋8HNO3（?。?==3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O② 采用極限分析法：若只發(fā)生反應①，則被還原HNO3的物質的量為：1.2 mol＝0.6 mol；若只發(fā)生反應②，則被還原HNO3的物質的量為1.2 mol＝0.3 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，產生紅棕色的氣體 Cu＋4HNO3（濃）===Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O （2）3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O （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，所以現象是銅片逐漸溶解，溶液由無色變?yōu)樗{色，產生紅棕色的氣體。（2）反應后的溶液中有NO，加入稀硫酸后，NO與H＋又構成了強氧化性環(huán)境，NO會繼續(xù)氧化銅單質。（3）成鹽的硝酸的物質的量n（HNO3）＝2n（Cu）＝0.2 mol；被還原的硝酸的物質的量n（HNO3）＝＝0.125 mol。 故整個反應過程中所消耗的硝酸的物質的量為：0.2 mol＋0.125 mol＝0.325 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