高中化学--硝酸 人类活动对氮循环和环境的影响学案

高中化学--硝酸人类活动对氮循环和环境的影响学案

[学习目标] 1.能从物质类别、元素化合价的角度，依据复分解反应规律和氧化还原反应原理预测硝酸的性质，设计实验进行初步验证，并能分析，解释有关实验现象，能用化学方程式、离子方程式正确表示硝酸的主要化学性质。2.能根据HNO

3

的性质说明其妥善保存、合理

使用的常见方法。3.能说明HNO

3

的应用对社会发展的价值和对环境的影响，参与社会性科学议题——酸雨和雾霾防治、水体保护的讨论。

一、硝酸

1．物理性质

纯硝酸为□01无色、有□02刺激性气味的液体，沸点□03低，□04易挥发，在空气中呈“白雾”状，质量分数95%以上的浓硝酸称为“□05发烟硝酸”。

2．化学性质

(1)酸性：属于强酸，具有酸的通性，如CaCO

3与HNO

3

反应□06CaCO3＋2HNO3===Ca(NO3)2＋

H 2O＋CO

2

↑。

(2)不稳定性：见光或受热易分解，化学方程式为

□074HNO3=====

光照或△4NO2↑＋O2↑＋2H2O。

(3)强氧化性：

①与金属反应

硝酸具有强氧化性，能与除□08Au、□09Pt、□10Ti以外的大多数金属反应。

a．Cu与浓HNO

3

反应的化学方程式为□11Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。Cu与

稀HNO

3

反应的化学方程式为□123Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。

b．与Fe、Al反应：

□13常温时浓硝酸可使铁、铝表面形成致密的氧化膜而□14钝化，所以可以用□15铁容器或□16铝容器盛放浓硝酸。

②与非金属反应

碳与浓硝酸反应的化学方程式为□17C＋4HNO3(浓)=====

△

CO

2↑＋4NO

2

↑＋2H

2

O。

3．用途

硝酸是一种重要的化工原料，可用于制造□18炸药、染料、塑料、硝酸盐等。

二、人类活动对氮循环和环境的影响

1．氮氧化物的危害

(1)以□01一氧化氮和二氧化氮为主的氮氧化物是形成光化学烟雾和酸雨的一个重要原因。

(2)光化学烟雾：汽车尾气中的□02碳氢化合物和氮氧化物经紫外线照射发生反应形成的一种有毒的烟雾。

(3)酸雨：氮氧化物与空气中的水和氧气反应生成的□03硝酸和亚硝酸是酸雨的成分。

(4)水体富营养化：当进入水的□04氮含量增大时，会造成水体的富营养化，导致藻类“疯长”并覆盖在水面上。

2．减少人类活动对氮循环和环境的影响的措施

(1)控制进入大气、陆地和海洋的有害物质的数量。

(2)增强生态系统对有害物质的□05吸收能力，如保护森林、植树造林等。

一、硝酸的性质及应用

[交流研讨]

1．打开实验室中保存已久的浓HNO

3

，除闻到有刺激性酸味外，还发现溶液呈黄色，为什么？

提示：闻到酸味说明HNO

3具有挥发性；保存已久的浓HNO

3

呈黄色的原因是HNO

3

能分解生

成H

2O、O

2

和NO

2

，NO

2

溶解在硝酸中使浓HNO

3

呈黄色。

2．依据HNO

3

中氮的化合价和浓硝酸分解的产物NO

2

、O

2

，预测一下硝酸的性质。

提示：HNO

3

中氮元素处于最高价态，其能分解生成强氧化性物质O

2

和NO

2

，因此HNO

3

具有

强氧化性。

[点拨提升] 1．硝酸与金属的反应

一般规律：金属与硝酸反应不生成H

2

。

(1)硝酸能与除Au、Pt外的绝大多数金属反应：

如：2HNO

3(浓)＋Ag===AgNO

3

＋NO

2

↑＋H

2

O；

4HNO

3(稀)＋3Ag===3AgNO

3

＋NO↑＋2H

2

O。

(2)浓硝酸与Fe、Al的反应：

(3)稀HNO

3

与Fe的反应：

①Fe＋4HNO

3(稀)===Fe(NO

3

)

3

＋NO↑＋2H

2

O。

②3Fe(过量)＋8HNO

3(稀)===3Fe(NO

3

)

2

＋2NO↑＋4H

2

O。

2．浓硝酸与非金属的反应

(1)浓硝酸与部分还原性较强(或氧化性较弱)的非金属单质(如C、S、P等)反应。

(2)反应规律：非金属单质＋浓HNO

3――→

△

最高价氧化物或最高价含氧酸＋NO

2

↑＋H

2

O。

(3)反应实例：

C＋4HNO

3(浓)=====

△

CO

2

↑＋4NO

2

↑＋2H

2

O