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1、第三章第三章 自然界中的元素自然界中的元素 第第 2 2 节节 氮的循环氮的循环 - -硝酸硝酸学习目标：学习目标：1.了解硝酸的物理性质和化学性质了解硝酸的物理性质和化学性质2.会用氧化还原反应的规律分析硝酸会用氧化还原反应的规律分析硝酸的特性的特性3.了解人类活动对氮循环的影响，知了解人类活动对氮循环的影响，知道酸雨、光化学烟雾和富营养化等环道酸雨、光化学烟雾和富营养化等环境问题，了解如何减少氮氧化物的排境问题，了解如何减少氮氧化物的排放。放。( (新华网新华网)7)7月月3030日下午时分左右，福日下午时分左右，福州市福马路鼓山附近路边，突然腾起州市福马路鼓山附近路边，突然腾起红棕色红棕
2、色的的浓烟，带着一股浓烈的浓烟，带着一股浓烈的刺激性气味刺激性气味，顺着风由，顺着风由北往南缓缓飘移。黄烟引起许多人的不良反应：北往南缓缓飘移。黄烟引起许多人的不良反应：咽喉刺痛、眼睛发涩，甚至有人感觉呼吸困难咽喉刺痛、眼睛发涩，甚至有人感觉呼吸困难。住在这一带的居民透露，黄烟冒出的地方，是住在这一带的居民透露，黄烟冒出的地方，是一个仓库，仓库里存放着很多浓硝酸。赶往事一个仓库，仓库里存放着很多浓硝酸。赶往事发现场的福州市消防人员立即关闭了个硝酸发现场的福州市消防人员立即关闭了个硝酸储藏罐盖子，并设置安全隔离带，采用储藏罐盖子，并设置安全隔离带，采用冲水稀冲水稀释和沙子、石灰覆盖等办法控制泄漏
3、蔓延释和沙子、石灰覆盖等办法控制泄漏蔓延。经。经过一个多小时的紧张作业，大面积泄漏得到控过一个多小时的紧张作业，大面积泄漏得到控制。据现场的消防指挥官吴发辉介绍，在现场，制。据现场的消防指挥官吴发辉介绍，在现场，根据嗅觉判断，烟气里含有硝酸根据嗅觉判断，烟气里含有硝酸。“硝酸是溶硝酸是溶解在水中的，所以我们用水雾来压住并稀释烟解在水中的，所以我们用水雾来压住并稀释烟气，让这些腐蚀性的气体沉降到地面，不至于气，让这些腐蚀性的气体沉降到地面，不至于在空气中扩散。在空气中扩散。” 老板马某说，他不太清楚硝酸的物理化学特性，老板马某说，他不太清楚硝酸的物理化学特性，他原以为用一般的卧罐来装盛这种危险的
4、液体没他原以为用一般的卧罐来装盛这种危险的液体没有问题。事发后他还抱怨：有问题。事发后他还抱怨：“都怪罐子的质量太都怪罐子的质量太差了，怎么就突然裂开了呢差了，怎么就突然裂开了呢? ?相关的环保人员告诉相关的环保人员告诉记者，记者，装浓硝酸的容器不但要耐得住压力，还得装浓硝酸的容器不但要耐得住压力，还得耐得住腐蚀，一般的金属根本挡不住这种酸性剧耐得住腐蚀，一般的金属根本挡不住这种酸性剧烈的物质。烈的物质。【探究问题1】 在刚才看到的硝酸泄漏事故中，现在刚才看到的硝酸泄漏事故中，现场消防指挥官说：场消防指挥官说：“根据嗅觉判断，根据嗅觉判断，烟烟气里含有硝酸；用高压水雾来压气里含有硝酸；用高压水
5、雾来压住并稀释住并稀释烟烟气，通过这些话，结合气，通过这些话，结合教材教材81页的内容，分析硝酸具有什么物页的内容，分析硝酸具有什么物理性质？理性质？一一. .硝酸的物理性质硝酸的物理性质纯硝酸是纯硝酸是-的液的液体体, , 密度比水密度比水-，能以任意比溶解，能以任意比溶解于水。于水。质量分数为质量分数为9 95 5% %以上的硝酸为以上的硝酸为-。质量分数为质量分数为98%98%以上的硝酸为以上的硝酸为-。沸点沸点-，挥发性挥发性-。无色、有刺激性气味无色、有刺激性气味大大低（低（8383）易挥发易挥发浓硝酸浓硝酸发烟硝酸发烟硝酸【探究问题探究问题2 2】 在抢险过程中，运来的生石灰起什么
6、作在抢险过程中，运来的生石灰起什么作用，体现了硝酸的什么性质？用，体现了硝酸的什么性质？（1 1）使紫色的石蕊试剂变红）使紫色的石蕊试剂变红（2)2)与碱性氧化物反应与碱性氧化物反应（3 3）与部分盐反应）与部分盐反应（4 4）与碱）与碱二、硝酸的化学性质二、硝酸的化学性质1.1.酸性酸性 (HNO (HNO3 3 = H= H+ + + NO3+ NO3- -) )【联想质疑】 在这幅图片中，红棕色的气体是什在这幅图片中，红棕色的气体是什么物质？为什么会产生这种物质，说明么物质？为什么会产生这种物质，说明了硝酸的什么性质？了硝酸的什么性质？2 2. . 硝酸的不稳定性硝酸的不稳定性4HNO3
7、 2 H2O + 4 NO2 + O2 或光照或光照硝酸越浓越容易分解硝酸越浓越容易分解硝酸要放在棕色试剂瓶中，贮放在黑硝酸要放在棕色试剂瓶中，贮放在黑暗而且温度较低的地方暗而且温度较低的地方 HNO3久置的浓硝酸呈黄色：久置的浓硝酸呈黄色：HNOHNO3 3 分解产生的分解产生的NONO2 2溶于硝酸而变黄。溶于硝酸而变黄。如何正确保存硝酸？如何正确保存硝酸？长久放置的浓硝酸为何呈黄色？长久放置的浓硝酸为何呈黄色？【动动脑】【动动脑】从氧化还原的角度试着分析：从氧化还原的角度试着分析：硝酸的分解产物除了硝酸的分解产物除了NO2还有什么？还有什么？【牛刀小试】【牛刀小试】1.1.实验室不需要用
8、棕色试剂瓶保存的试实验室不需要用棕色试剂瓶保存的试剂是（剂是（ ） A. A.浓硝酸浓硝酸 B. B.硝酸银硝酸银 C. C.氯水氯水 D. D.浓盐酸浓盐酸D【探究问题探究问题3】 事故报道中叙述：事故报道中叙述：“装浓硝酸装浓硝酸的容器不但要耐得住压力，还得耐得的容器不但要耐得住压力，还得耐得住腐蚀，一般的金属根本挡不住这种住腐蚀，一般的金属根本挡不住这种酸性剧烈的物质。酸性剧烈的物质。”通过这句话可以通过这句话可以看出硝酸对金属具有强烈的腐蚀性。看出硝酸对金属具有强烈的腐蚀性。那么硝酸能与铜反应吗？如果能反应，那么硝酸能与铜反应吗？如果能反应，产物是什么？产物是什么？【观察思考】【观察思
9、考】在两支试管中分别加入少量的稀硝酸在两支试管中分别加入少量的稀硝酸和浓硝酸，插入铜丝，观察试管中和浓硝酸，插入铜丝，观察试管中发生的现象并推测反应产物。发生的现象并推测反应产物。实验现象记录实验现象记录反应物反应物现象现象 结论结论Cu与浓与浓HNO3剧烈程度：剧烈程度：溶液颜色：溶液颜色：气体颜色：气体颜色：Cu与稀与稀HNO3剧烈程度：剧烈程度：溶液颜色：溶液颜色：气体颜色：气体颜色：剧烈剧烈绿色绿色红棕色红棕色缓慢缓慢蓝色蓝色无色无色生成生成Cu(NO3)2产生产生NO2生成生成Cu(NO3)2产生产生NO【作业跟进】【作业跟进】写出铜分别与浓硝酸、稀硝酸反应写出铜分别与浓硝酸、稀硝酸
10、反应的化学方程式，找出反应中的氧化的化学方程式，找出反应中的氧化剂与还原剂，并用双线桥标出电子剂与还原剂，并用双线桥标出电子转移的方向与数目。转移的方向与数目。 Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2 +2H2O 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O+5+5+4+2（氧化性、酸性）（氧化性、酸性） 在该反应中在该反应中HNOHNO3 3体现了哪些性质？体现了哪些性质？讨论讨论:Cu+4H+2NO3-=Cu2+2NO2 +2H2O3Cu+8H+2NO3-=Cu2+2NO +4H2O【知识拓展】【知识拓展】 Fe+4HNO3( 稀)=Fe(NO3)2+NO +
11、2H2O （Fe过量） 3Fe+8HNO3( 稀)=3Fe(NO3)3+2NO +4H2O （Fe少量） 1. 1. 硝酸与金属反应硝酸与金属反应不放出氢气不放出氢气2.2.通常情况下：浓硝酸被还原为通常情况下：浓硝酸被还原为 - 稀稀硝酸被还原为硝酸被还原为-3.3.大多数金属（大多数金属（除金、铂、钛除金、铂、钛）都可被硝）都可被硝酸氧化。但冷的浓硝酸能使酸氧化。但冷的浓硝酸能使铁和铝铁和铝-，钝化钝化NONO2 2 NONO故装浓硝酸可用铁质或铝质容器。故装浓硝酸可用铁质或铝质容器。浓硝酸与碳的反应浓硝酸与碳的反应4HNO3(浓）浓）+ C CO2 + 4NO2 + 2H2O 只有氧化性
12、只有氧化性讨论：在该反应中浓硝酸表现了什么性质？讨论：在该反应中浓硝酸表现了什么性质？【动动脑】【动动脑】从氧化还原的角度试着分析：从氧化还原的角度试着分析：浓硝酸与碳反应的产物有什么？浓硝酸与碳反应的产物有什么？三、人类活动对自然界氮循环和环境的影响三、人类活动对自然界氮循环和环境的影响【阅读探究】【阅读探究】阅读教材阅读教材81-8281-82页内容，讨页内容，讨论以下问题：论以下问题：1.1.氮的氧化物主要有哪些？其中什么是最氮的氧化物主要有哪些？其中什么是最主要的污染物？主要的污染物？2.2.光化学烟雾是怎样形成的？光化学烟雾是怎样形成的？3.3.大气中氮氧化物主要有哪些来源大气中氮氧
13、化物主要有哪些来源? ?4.4.水体的富营养化是怎么形成的？水体的富营养化是怎么形成的？5.5.如何减少人类活动对自然界中氮循环的如何减少人类活动对自然界中氮循环的影响？影响？6.6.如何减少氮氧化物对环境的影响？如何减少氮氧化物对环境的影响？【当堂检测】【当堂检测】1.1.在常温下不能发生化学反应的是（在常温下不能发生化学反应的是（ ） A. A.铜与稀硝酸铜与稀硝酸 B. B.铁与浓硝酸铁与浓硝酸 C. C.木炭与浓硝酸木炭与浓硝酸 D. D.硝酸与氢氧化钠硝酸与氢氧化钠2.2.下列反应主要体现了硝酸的什么性质？下列反应主要体现了硝酸的什么性质？（1 1）久置的硝酸变黄色（）久置的硝酸变黄
14、色（ ）（2 2）用硝酸浸洗附有银的试管（）用硝酸浸洗附有银的试管（ ）（3 3）用硝酸浸洗久置石灰水试剂瓶上的固体（）用硝酸浸洗久置石灰水试剂瓶上的固体（ ）（4 4）用硝酸浸洗积碳的试管（）用硝酸浸洗积碳的试管（ ）A.A.氧化性氧化性 B. B.酸性酸性 C. C.还原性还原性 D. D.不稳定性不稳定性3.3.CuCu与与1mol1mol. .L L-1-1的稀硝酸反应的稀硝酸反应, ,若若NONO3 3- -浓度下降浓度下降0.2mol0.2mol. .L L-1-1，则溶液中则溶液中H H+ +浓度同时下降（浓度同时下降（ ）A.0.2molA.0.2mol. .L L-1-1 B
15、.0.4molB.0.4mol. .L L-1-1 C.0.6mol C.0.6mol. .L L-1-1 D.0.8mol D.0.8mol. .L L-1-1CDABBAD玻尔巧藏诺贝尔金质奖章玻尔巧藏诺贝尔金质奖章 玻尔是丹麦著名的物理学家，曾获得诺贝尔奖。玻尔是丹麦著名的物理学家，曾获得诺贝尔奖。第二次世界大战中，玻尔被迫离开将要被德国占领第二次世界大战中，玻尔被迫离开将要被德国占领的祖国。为了表示他一定要返回祖国的决心，他决的祖国。为了表示他一定要返回祖国的决心，他决定将诺贝尔金质奖章溶解在一种溶液里，装于玻璃定将诺贝尔金质奖章溶解在一种溶液里，装于玻璃瓶中，然后将它放在柜面上。后来
16、，纳粹分子窜进瓶中，然后将它放在柜面上。后来，纳粹分子窜进玻尔的住宅，那瓶溶有奖章的溶液就在眼皮底下，玻尔的住宅，那瓶溶有奖章的溶液就在眼皮底下，他们却一无所知。这是一个多么聪明的办法啊！战他们却一无所知。这是一个多么聪明的办法啊！战争结束后，玻尔又从溶液中还原提取出金，并重新争结束后，玻尔又从溶液中还原提取出金，并重新铸成奖章。铸成奖章。新铸成的奖章显得更加灿烂夺目，因为，新铸成的奖章显得更加灿烂夺目，因为，它凝聚着玻尔对祖国无限的热爱和无穷的智慧。它凝聚着玻尔对祖国无限的热爱和无穷的智慧。 王王 水水VHNO3（aq）：VHCl（aq）=1：3阅读 成才之路P118页 硝酸的强氧化性的特殊
17、表现。课堂小结课堂小结一、硝酸的物理性质一、硝酸的物理性质无色有刺激性气味的易挥发的液体无色有刺激性气味的易挥发的液体常用浓硝酸：常用浓硝酸：69发烟硝酸：发烟硝酸：98以上以上二、硝酸的化学性质二、硝酸的化学性质1、强酸性、强酸性2、不稳定性、不稳定性3、强氧化性：浓、稀硝酸都有氧化性、强氧化性：浓、稀硝酸都有氧化性随堂检测 1下列对于硝酸的认识，不正确的是（ ） A浓HNO3和稀HNO3都具有氧化性 B铜与HNO3的反应属置换反应 C金属与HNO3反应一定不产生氢气 D可用铁或铝制品盛冷的浓HNO3BC 2往浅绿色的Fe(N03)2溶液中逐滴加入稀盐酸，溶液的颜色变化应该是( ) A颜色变浅 B逐渐加深 C没有改变 D变棕黄色D 3在铁与铜的混合物中，加入一定量的稀HNO3，充分反应后剩余金属m1 g，再向其中加入一定量的稀H2SO4，充分振荡后，剩余金属m2 g,则m1与m2之间的关系是( ) Am1一定大于m2 Bml可能等于m2 Cml一定等于m2 Dml可能大于m2A