硝酸 人类活动对氮循环和环境的影响 教学设计

3.3.3 硝酸 人类活动对氮循环和环境的影响

本节教学内容是鲁教版高中化学必修第一册第三章第三节《氮的循环》的第3课时。硝酸是三大强酸之一，又是重要的化工产品，应用十分广泛。可用来制造炸药、氮肥、染料。硝酸既具有酸的通性，又具有特殊性——强氧化性。了解硝酸尾气能形成酸雨、形成光化学烟雾等知识，可以培养学生的环保意识。学好本节知识，能使学生掌握硝酸的性质，进一步加强对氧化还原反应的应用。

证据推理与模型认知：通过对实验现象的观察、分析和推理，培养学生的实验能力、观察能力、思维能力，提高学生的化学素养。

宏观辨析与微观探析：掌握硝酸的物理性质和化学性质（不稳定性、酸性、强氧化性）。

科学态度与社会责任：了解硝酸尾气能形成酸雨、形成光化学烟雾等知识，可以培养学生的环保意识。

重点：硝酸的化学性质。

难点：硝酸的强氧化性。

实验用品、多媒体教学平台

【引入】

玻尔是丹麦著名的物理学家，曾获得过诺贝尔奖。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王水里，装于玻璃瓶中。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，他们却一无所知。战争结束后，玻尔又从溶液中还原提取出金，并重新铸成奖章。你知道王水的成分吗？硝酸能将金质奖章溶解吗？

【板书】一、硝酸的性质

【展示】展示硝酸试剂瓶，观察。

【归纳】物理性质：

（1）纯硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体。

（2）硝酸能以任意比溶解于水。

（3）质量分数为69%的硝酸为浓硝酸；质量分数为98%以上的硝酸为发烟硝酸。

（4）王水是浓盐酸（HCl）和浓硝酸（HNO₃）按体积比为3:1组成的混合物。

【板书】化学性质：

（1）具有酸的通性

使紫色的石蕊试液变红

与某些金属氧化物反应

与某些盐反应

与碱反应

【讲解】硝酸除了具有酸的通性以外，还有以下特性：

【思考】久置的浓硝酸常呈黄色，为什么？

【板书】（2）不稳定性。

【边讲边板书】硝酸受热或见光易分解，化学方程式为：4HNO3 4NO2↑+O2↑+2H2O，因此硝酸应保存在棕色瓶里，放在阴凉处；浓硝酸分解出的NO2部分溶于硝酸而呈黄色。

【思考】为什么可用铝制容器来盛浓硝酸？

【板书】（3）强氧化性。

【讲解】硝酸能与除金、铂、钛以外的大多数金属反应，产物与硝酸的浓度有关。通常，浓硝酸与金属反应生成的气体主要是NO2，稀硝酸与金属反应生成的气体主要是NO。

铜与浓硝酸、稀硝酸的反应：

【板书】

①硝酸与大部分的金属能反应

Cu+4NHO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O

3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O

【讲解】在常温下，铁、铝等金属能与稀HNO3反应，但在浓HNO3中发生钝化现象。

【板书】

②钝化

常温下，浓硝酸能使Fe、Al表面形成致密的氧化膜而钝化，所以可以用铝质或铁质容器盛放浓硝酸。

另外，浓硝酸在加热条件下，还能与碳、硫、磷等非金属反应。

【板书】③硝酸与许多的非金属能反应

碳与浓硝酸的反应：C +4HNO3 Δ══ 4NO2↑+CO2↑+2H2O

【讲解】另外，硝酸也能氧化某些还原性的化合物。

【板书】④与还原性化合物反应：如与S2-、H2S、SO2、 SO32-、Fe2+、I-等反应。

【板书】

3.硝酸的用途

硝酸是一种重要的化工原料，可用于制造炸药、塑料、染料和硝酸盐等。

【思考】什么叫光化学烟雾？什么是赤潮？全球人工固氮所产生活化氮数量的增加，对生态环境带来哪些问题？

【板书】二、人类活动对自然界氮循环和环境的影响

【阅读】课本115－116页，人类活动对自然界氮循环和环境的影响

【展示】展示下列有关图片并讲解。

1、光化学烟雾

2、酸雨的危害

3、水体富营养化：赤潮

【交流研讨】

1、如何减少人类活动对自然界中氮循环的影响？

2、如何减少氮氧化物对环境的影响？

【课堂小结】

【课堂练习】

1.下列对硝酸的认识不正确的是（　 ）

A、浓硝酸和稀硝酸都有氧化性

B、铜和硝酸反应是置换反应

C、金属和硝酸反应一定不生成氢气

D、可以用铁或铝制容器盛放冷的浓硝酸

2.铜粉放入稀硫酸中，加热无明显现象，当加入一种可溶性盐时，铜粉质量减少。则加入的盐可能是　　 （　 ）

A、碳酸氢铵 B、硫酸铜

C、硫酸亚铁 D、硝酸钠

3.为了除去镀在铝表面的铜镀层，可以选用的试剂是（ ）

A、稀硝酸 B、浓硝酸

C、浓硫酸 D、浓盐酸

4、将3.2 gCu跟30.0 mL 10.0 mol·L-1的HNO3充分反应，还原产物有NO、NO2,若反应后溶液中有a molH+，则被还原的HNO3物质的量是（　 ）

A、a/2 mol　　　 B、(0.2 -a)mol

C、0.1a mol　　　 　 D、(a+0.1)mol

6．将锌、铁、铜粉末按一定比例混合投入一定量的硝酸中，微热，充分反应后过滤，除去滤渣，滤液中金属阳离子情况不可能是()

A．只含Cu2＋、Fe2＋、Zn2＋ B．只含Zn2＋

C．只含Fe2＋、Zn2＋ D．只含Cu2＋、Fe3＋、Zn2＋

7．将0.1 mol铜与40 mL 10 mol/L HNO3充分反应后，溶液中含a mol H＋。由此可知()

A．生成的气体在标准状况下的体积为4.48 L

B．生成的气体在标准状况下的体积为1.49 L

C．被还原的硝酸的物质的量为(0.2－a)mol

D．反应后溶液中所含NO的物质的量为0.2 mol

8．将红热的固体单质甲放入显黄色的浓乙溶液中，剧烈反应，产生混合气体A，A在常温下不与空气作用，发生如下图所示的变化。

则：

(1)写出下列物质的化学式：

丙______，B________，C________，D________。

(2)写出甲跟乙反应的化学方程式：________________________。

(3)单质丙与溶液乙反应生成气体B的离子方程式______________________

_________________________________________________________。

【参考答案】

1-7B D B B A D C

8.(1)CuNOCaCO3Cu(NO3)2

(2)C＋4HNO3(浓)△=====CO2↑＋4NO2↑＋2H2O

(3)3Cu＋8H＋＋2NO3－===2NO↑＋3Cu2＋＋4H2O