氮的循环(第三课时).ppt

第三课时,第二节 氮的循环,【目标引领】 、通过观察思考，认识硝酸的性质。 2、了解人类活动对自然界氮的循环和环境产生 的影响 重点：硝酸的性质。 难点：硝酸的氧化性。,2009年09月07日 据报道：一辆油罐车发生泄露，数百公斤硝酸液体喷射而出。 油罐车尾部不断有红棕色的浓烟冒出，空气中散发出一阵阵刺激性气体。大量液体延绵十多米，工作人员正用泥土掩盖防止其继续扩散。,泄漏的工业硝酸流淌一地,四、硝酸的性质,1、物理性质,纯硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味 的液体。 硝酸能以任意比溶解于水。 质量分数为69%的硝酸为浓硝酸； 质量分数为95%以上的硝酸为发烟硝酸。,2、硝酸的化学性质,1） 具有酸的通性,2 ）不稳定性,电离方程式:HNO3=H+ + NO3-,浓硝酸和铜反应剧烈，铜片溶解；产生红棕色的气体，溶液变绿色; 稀硝酸和铜反应缓慢，铜片溶解；有无色的气体产生，气体接触空气时立即变成红棕色；溶液由无色变为蓝色。,硝酸和铜的反应：,3Cu +8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO +4H2O,Cu +4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2 +2H2O,3）强氧化性（HNO3）,+5,与金属反应除金、铂、钛外（常温下，浓硝酸可使铁、铝钝化）硝酸作用：酸性和氧化性,规律：硝酸的浓度越大，氧化性越强。产物与硝酸的浓度有关，一般浓硝酸被还原为 NO2 ，稀硝酸被还原为NO,常温下为什么可以用铝槽车或铁罐运输浓硝酸？,铝、铁等金属可以在冷的浓硝酸中发生钝化现象，浓HNO3会把铝或铁的表面氧化，形成一层薄而致密的氧化膜，阻止了反应的进一步发生遇热时，该氧化膜会被破坏因此常温下铝、铁制品可以盛放冷的浓HNO3,硝酸与金属反应时，硝酸被还原的程度取决于硝酸的浓度和还原剂的强弱。 对于同一种还原剂来说，浓HNO3氧化性很强，在此过程中生成氮的低价氧化物在强的氧化气氛中不能存在，继续被氧化成高价的氮的氧化物，所以产物为NO2 当硝酸较稀时，它的氧化性较弱，氮的低价氧化物也能够存在，所以主要产物是NO浓HNO3与Cu反应放出NO2气体要比稀HNO3与Cu反应放出NO气体剧烈的多，所以浓HNO3氧化能力比稀HNO3氧化能力更强。,铜与浓HNO3反应时，放出NO2气体，与稀HNO3反应时，放出NO气体。能否由此说明稀HNO3比浓HNO3的氧化能力更强？,3）强氧化性（HNO3）,+5,硝酸的作用：只有氧化性,与金属反应除金、铂、钛外（常温下，浓硝酸可使铁、铝钝化）硝酸作用：酸性和氧化性,规律：硝酸的浓度越大，氧化性越强。产物与硝酸的浓度有关，一般浓硝酸被还原为 NO2 ，稀硝酸被还原为NO,与某些非金属单质（如碳、硫）反应,硝酸与还原性化合物反应（如Fe2+、I-、S2-等）,玻尔巧藏诺贝尔金奖章 二战期间，由于德军即将占领丹麦，丹麦物理学家，诺贝尔奖获得者玻尔被迫要离开自己的祖国。他坚信以后一定能返回祖国，决心把心爱的诺贝尔奖章留下。为了不使奖章落入德军之手，他把奖章溶解在一种溶液中，并存放在瓶子里。丹麦被德军占领后，纳粹分子闯进玻耳家中，连奖章的影子也没发现。战后，玻耳从溶液中提取出金，又重新铸成了奖章。这种溶液就是王水（由浓盐酸与浓硝酸按体积比3：1混合而成）。,五、人类活动对自然界氮 循环和环境的影响,NO,NO2,伦敦光化学烟雾,洛杉矶光化学烟雾,广州,光化学烟雾,酸 雨,酸雨的形成,酸雨的 危害,水体富营养化,悲哀的海豚,被污染的河流,本节课你的收获有哪些？还存在哪些疑惑？,【互动探究】（1）稀硝酸和铁反应的氧化产物是惟一的吗？ 提示:不惟一。稀硝酸过量时生成Fe(NO3)3，稀硝酸不足时生成Fe(NO3)2。,【互动探究】(2)稀硝酸中滴入石蕊试液，硝酸体现什么性质? 提示：稀硝酸中滴入石蕊试液，溶液只变红，硝酸只体现酸性。 (2)若B选项改为氧化亚铁，硝酸体现什么性质？ 提示:氧化亚铁与硝酸反应时，+2价的铁具有还原性，能被硝酸氧化，硝酸体现氧化性，同时生成的硝酸铁中硝酸根离子是硝酸未被还原得到的，体现酸性。,【变式训练】下列反应中的酸只体现了酸性的是( ) AMnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2+2H2O B3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O CZn+H2SO4=ZnSO4+H2 DCu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2+2H2O 【解析】选C。A项，盐酸体现了酸性和还原性；B项，HNO3 体现了酸性和氧化性；D项,浓硫酸体现了氧化性和酸性。,【互动探究】(3) Cu 与稀HNO3反应的改进：,现象： 反应缓慢，铜片溶解；有无色的气体产生，气体接触空气时立即变成红棕色；溶液由无色变为蓝色。 反应的化学方程式： 3Cu +8HNO3（稀）=3Cu(NO3)2+2NO ,将装置连接好，打开活塞，然后往U型管左管口加入稀硝酸，直到将右端空气完全排出，关闭活塞，当右端产生适量气体后，打开活塞，观察气体颜色变化，然后关闭活塞。,操作：,改进后的优点：,1、减少了污染。 2、便于观察生成的气体，准确判断产物。,【典例2】9.7 g Cu和Zn的合金与足量的稀HNO3反应，还原产物只有NO气体，其体积在标准状况下为2.24 L。将溶液稀释为1 L，测得溶液的c(H+)=0.1 mol/L，此时溶液中NO3-的浓度为 A0.3 mol/L B0.4 mol/L C0.2 mol/L D0.6 mol/L 【思路点拨】解答本题注意以下两点：,【自主解答】选B。n(NO)=0.1 mol，转移电子的物质的量为0.1 mol×3=0.3 mol，n(Cu+Zn)=0.3 mol÷2= 0.15 mol，nCu(NO3)2+ nZn(NO3)2= 0.15 mol，其中所含n(NO3-)=0.3 mol，溶液的c(HNO3) =c(H+)= 0.1 mol/L，其中含n(NO3-)=0.1 mol，溶液中NO3-的总浓度为0.4 mol/L。,【互动探究】(1)题中参加反应的HNO3的物质的量是多少？ 提示:n(HNO3)还原=n(气体)= 0.1 mol，n(HNO3)未还原= 2nCu(NO3)2+n Zn(NO3)2=0.3 mol，参加反应的HNO3的物质的量为0.4 mol。 (2)若合金与浓硝酸反应，生成标准状况下2.24 L NO2气体，结果如何？ 提示:若气体为NO2，则转移电子的物质的量为 0.1 mol×1=0.1 mol，n(Cu+Zn)=0.05 mol， NO3-的总浓度为0.05 mol/L×2+0.1 mol/L =0.2 mol/L 。,【变式训练】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 D25,【解析】选A。设2 mol Zn参与反应，因Zn无剩余，则最终生成了2 mol Zn(NO3)2，显然含有4 mol NO3- ，这部分是没有参与氧化还原反应的HNO3，根据得失电子守恒有：2×n(Zn)=n(HNO3)×4，则n(HNO3)=1 mol，即有1 mol HNO3被还原。,【典例】在某100 mL的混合液中，硝酸和硫酸的物质的量浓度分别是0.4 mol·L-1、0.1 mol·L-1,向该混合液中加入1.92 g铜粉,加热,待充分反应后,所得溶液中铜离子物质的量浓度( mol·L-1)是 A.0.15 B.0.225 C.0.35 D.0.45 【易错选项】A,(2)正确选项分析 根据3Cu +8H+ + 2NO3-=3Cu2+2NO+4H2O 3 8 2 3 0.03 0.06 0.04 x x=3×0.06/8=0.022 5(mol) 因此，铜离子浓度为0.225 mol·L-1。 【标准答案】B,