鲁科版 (2019)必修 第一册第3章 物质的性质与转化第3节 氮的循环第3课时学案设计

这是一份鲁科版 (2019)必修 第一册第3章 物质的性质与转化第3节 氮的循环第3课时学案设计，共5页。学案主要包含了学习目标，自 学 自 测，实验探究1，实验探究2，实验结论，自 研 自 悟，探究点1，借题发挥等内容，欢迎下载使用。
1、掌握硝酸的物理性质和化学性质。
2、了解人类对氮循环的影响，知道造成酸雨、光化学烟雾和水体富营养化等问题的原因
【重难点】硝酸的性质
【自 学 自 测】
一、硝酸
1、硝酸的物理性质
2、硝酸的化学性质
（1）酸性：硝酸属于 ，具备 的通性。硝酸的电离方程式为
①遇石蕊试液显_____________色；
②与碱性氧化物，如与CuO反应的离子方程式：
③与碱，如与NaOH反应的离子方程式：
④与某些盐，如与CaCO3反应的离子方程式：
（2）不稳定性： 【思考】为什么久置的浓硝酸呈黄色？
见光或受热容易分解，反应的化学方程式：
注：硝酸浓度越大越易分解，因此，浓硝酸应储存在______瓶中，避光保存放置于 处。
（3）强氧化性：
硝酸具有强氧化性，主要是指硝酸分子中氮显 价（N的最高价态），具有很强的得电子能力，可以和很多还原性物质（如金属单质）反应，
①硝酸和金属的反应
【实验探究1】在两支试管中各放入一小块铜片，分别加入少量的稀硝酸和浓硝酸，立即用蘸有氢氧化钠棉花堵住试管口，观察实验现象。
Cu与浓硝酸反应的现象
化学方程式为 离子方程式
Cu与稀硝酸反应的现象
化学方程式为 离子方程式
反应中硝酸表现出 性和 性
【实验探究2】将探究1中的铜片换成铁片，观察实验现象。
Fe与稀硝酸反应的现象：
化学方程式为 离子方程式
Fe与浓硝酸反应的现象：
化学方程式为 离子方程式
【实验结论】a.硝酸能氧化除 以外的所有金属。
b.金属与HNO3反应放出 而不是 。
c.浓硝酸的还原产物为NO2，稀硝酸的还原产物是NO
d.常温下，Fe、Al在浓HNO3中由于被氧化生成一层致密的氧化膜而“__________”。所以可用铁制或铝制容器盛放浓硝酸
②硝酸和非金属的反应
浓硝酸在加热条件下，能与碳单质发生氧化还原反应
化学方程式为：
③硝酸与还原性离子的反应 （选讲）
SO2、FeO、SO32-、Fe2+、S2-、I-等具有还原性的物质或离子均可以被硝酸氧化
试写出稀硝酸氧化Fe2+的离子方程式：
二、人类活动对环境的影响（见课本！）
影响：1、光化学烟雾 2、雾霾 3、酸雨 4、水体富营养化
防治：1、 2、
三、金属和硝酸反应的相关计算 （选讲）
例1、若将12.8g铜跟一定量的浓硝酸反应（铜完全反应），共产生5.6L气体（标准状况）。则所消耗的硝酸的物质的量为多少？（要求：写出计算过程）
例2、 在100 mL某混合溶液中，硝酸和硫酸的物质的量浓度分别为0.4 ml·L－1和0.1 ml·L－1，向该溶液中加入1.92 g铜粉，加热，充分反应后，所得溶液中Cu2＋的浓度为( )
A．0.225 ml·L－1 B．0.375 ml·L－1 C．0.450 ml·L－1 D．无法计算
【自 研 自 悟】
【探究点1】硝酸的强氧化性
硝酸被称为“国防工业之母”是因为它是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸性质不相对应的一组是( )
A.浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红后褪色——酸性和强氧化性
B.不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性
C.要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性
D.能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去——强氧化性
【借题发挥】(1)改变设问:将B项改为浓硝酸、稀硝酸与Zn的反应产物分别为NO2、NO,反应中,稀硝酸中氮元素的化合价降低较多,说明稀硝酸的氧化性比浓硝酸强,对吗?

(2)改变设问:C项中将棕色瓶改用普通玻璃瓶盛放浓硝酸,会观察到什么现象?

【探究点2】硝酸与金属反应的计算方法（选讲）
将一定质量的镁铜合金加入稀硝酸中,两者恰好完全反应,假设反应过程中还原产物全部是NO,向所得溶液中加入物质的量浓度为3 ml·L-1的NaOH溶液至沉淀完全,测定生成沉淀的质量比原合金的质量增加5.1 g,则下列有关叙述不正确的是( )
A.加入合金的质量可能是6.4 g B.参加反应的硝酸的物质的量为0.4 ml
C.沉淀完全时消耗NaOH溶液的体积为100 mL D.溶解合金时收集到NO气体的体积为2.24 L
【自 练 自 提】
1．环境污染已成为人类社会面临的重大威胁，下列污染现象中与NO2无关的是( )
A．臭氧空洞 B．光化学烟雾
C．水体富营养化 D．酸雨
2．人类在提高自身生活水平的同时还要关注环境问题，下列叙述正确的是( )
A．化石燃料的高消耗、森林面积的锐减是造成城市光化学烟雾的主要原因
B．汽车尾气中的氮氧化物和化石燃料燃烧产生的SO2都是形成酸雨的主要物质
C．冬季取暖燃烧大量的煤所释放的有害气体是造成“臭氧空洞”的主要原因
D．机动车尾气排放物有CO、NO、NO2，它们都属于酸性氧化物
3．下列关于硝酸的认识正确的是( )
A．浓硝酸和稀硝酸都具有氧化性
B．浓硝酸与金属反应不产生氢气，而稀硝酸与金属反应可置换出氢气
C．因常温下铝和铁不与浓硝酸反应，所以浓硝酸可盛放在铝质或铁质容器中
D．硝酸与金属反应时，只表现氧化性
4．下列事实不能说明浓硝酸氧化性比稀硝酸强的是( )
A．浓硝酸遇石蕊溶液变红后褪色，稀硝酸遇石蕊溶液只变红不褪色
B．浓硝酸能与NO反应生成NO2，而稀硝酸不能与NO反应
C．浓硝酸在加热条件下可与碳单质反应，而稀硝酸则不能
D．足量的铜还原1 ml浓硝酸和1 ml稀硝酸转移电子数分别为NA和3NA
5．某实验过程如图所示，试管③中的现象是( )
A．无明显现象，因稀H2SO4不与铜反应
B．铜片溶解，产生无色气体，该气体遇到空气不变色
C．铜片溶解，放出红棕色有刺激性气味的气体
D．铜片溶解，产生无色气体，该气体在试管口变为红棕色
6～9题有一个或两个选项符合题目要求。
6．绿水青山是习近平总书记构建美丽中国的伟大构想，某工厂拟综合处理含NHeq \\al(＋,4)废水和工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO，不考虑其他成分)，设计了如下流程：
下列说法正确的是( )
A.固体1中主要含有CaCO3、CaSO3
B．X可以是空气，且需过量
C．捕获剂所捕获的气体主要是CO
D．处理含NHeq \\al(＋,4)废水时，发生的反应为NHeq \\al(＋,4)＋5NOeq \\al(－,2)＋4H＋===6NO↑＋4H2O
7．汽车尾气催化转化装置的工作原理如图所示：下列说法不正确的是( )
A．汽车尾气中含有的CO和NO是大气污染物
B．使用催化转化装置可减小汽车尾气对大气的污染
C．该过程中氧元素被还原，氮元素只被氧化
D．该过程中会发生反应：2NO2＋4COeq \(=====,\s\up7(催化剂))4CO2＋N2
8．氨氮废水超标排放是水体富营养化的重要原因，可用以下流程处理：
高浓度氨氮废水eq \(―――――→,\s\up12(NaOH溶液/加热),\s\d4(Ⅰ鼓入空气))低浓度氨氮废水eq \(――→,\s\up12(微生物),\s\d4(Ⅱ))含硝酸废水eq \(――――――→,\s\up12(甲醇CH3OH),\s\d4(Ⅲ))达标废水
下列说法正确的是( )
A．过程Ⅰ中发生的化学反应属于氧化还原反应
B．过程Ⅱ中NHeq \\al(＋,4)→NOeq \\al(－,3)，每转化1 ml NHeq \\al(＋,4)转移的电子数为8NA
C．过程Ⅲ中CH3OH→CO2，甲醇做还原剂
D．过程Ⅲ中HNO3→N2，转移10 ml e－时可生成N2 11.2 L(标准状况)
9.用内置有螺旋状铜丝的胶头滴管小心吸取一滴管浓硝酸后迅速插入细口瓶中(如图)，滴管与瓶口接触处垫一小块滤纸使滴管与瓶口留少量空隙，依次观察到如下现象：①滴管内产生红棕色气体，液面下降；②滴管内的液面上升，气体变成无色；③滴管内的液面再次下降。下列说法不正确的是( )
A．现象①中产生的红棕色气体为NO2
B．产生现象②的原因是NO2与水反应
C．产生现象③的原因是铜与稀硝酸反应
D．最终瓶内溶液中的溶质一定只有Cu(NO3)2
10．某课外活动小组为了探究木炭与浓硝酸反应后的气态生成物，设计如下实验。
(1)甲同学设计实验如图甲。红热木炭未进入试管前，浓硝酸上方并无明显现象。如图甲连接实验装置后，浓硝酸液面上方有明显的红棕色气体产生，且蘸有澄清石灰水的玻璃片出现浑浊，后浑浊消失。蘸有澄清石灰水的玻璃片出现浑浊，________(填“能”或“不能”)说明木炭与浓硝酸发生了反应，是因为__________________________________________________________________ 。
(2)乙同学设计实验如图乙。如图乙连接实验装置后，浓硝酸液面上方有明显的红棕色气体产生，且蘸有澄清石灰水的玻璃片无明显变化。蘸有澄清石灰水的玻璃片无明显变化，________(填“能”或“不能”)说明木炭与浓硝酸未反应，是因为__________________________________________________________________________。
(3)丙同学克服了甲、乙同学设计上的缺点，设计实验如图丙。已知酸性高锰酸钾溶液能将NO、NO2氧化成NOeq \\al(－,3)，MnOeq \\al(－,4)被还原为Mn2＋。
①如图连接装置后，需进行的实验操作为____________________________________________
____________________；加热木炭与浓硝酸前需先通一段时间N2，目的为_______________。
②装置A中木炭与浓硝酸反应的化学方程式为________________________________________。
③能证明木炭被氧化的实验现象为_________________________________________________。
④装置D中发生反应的离子方程式为_______________________________________________。
自练自提答案：
1C 2B 3A 4D 5D 6 C 7C 8BC 9D
10(1)不能；红热木炭与空气中的氧气反应也能生成二氧化碳
(2)不能；会发出来的硝酸与生成的二氧化氮也能与氢氧化钙溶液反应
(3)
①检查装置气密性；将装置中的空气排尽；
②C中澄清石灰水变浑浊
③5NO+3MnO4-+4H+=5NO3-+3Mn2++2H2O
颜色
状态
气味
密度
溶解性
挥发性