1．認(rèn)識(shí)硝酸的性質(zhì)及用途，發(fā)展變化觀念與平衡思想的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。
2．了解酸雨、光化學(xué)煙霧和富營(yíng)養(yǎng)化等環(huán)境問(wèn)題的危害，樹立環(huán)境保護(hù)意識(shí)，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。
3．能夠設(shè)計(jì)方案探究含氮元素物質(zhì)的性質(zhì)，培養(yǎng)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。
eq \a\vs4\al(硝酸的性質(zhì))
[實(shí)驗(yàn)] 探究硝酸的性質(zhì)
[問(wèn)題探討]
(1)硝酸與Cu反應(yīng)得到的還原產(chǎn)物是什么？
提示：濃硝酸與Cu反應(yīng)時(shí)，若Cu過(guò)量，反應(yīng)開始時(shí)得到的還原產(chǎn)物為NO2，但隨著反應(yīng)的進(jìn)行，硝酸變稀，其還原產(chǎn)物變?yōu)镹O，最終應(yīng)得到NO2與NO的混合氣體，可利用氧化還原反應(yīng)過(guò)程中元素化合價(jià)升降總數(shù)相等的規(guī)律求解有關(guān)Cu、HNO3和混合氣體之間的量的關(guān)系。硝酸與其他金屬(過(guò)量)反應(yīng)的情況與此類似。
(2)硝酸與變價(jià)金屬Fe反應(yīng)得到的氧化產(chǎn)物是什么？
提示：對(duì)于變價(jià)金屬而言，硝酸足量時(shí)生成最高價(jià)硝酸鹽。
如硝酸與鐵反應(yīng)時(shí)，產(chǎn)物符合以下規(guī)律：
(一)硝酸的物理性質(zhì)、用途與保存
1．物理性質(zhì)
2．用途
硝酸是一種重要的化工原料，可用于制造炸藥、染料、塑料和硝酸鹽等，是實(shí)驗(yàn)室里的重要化學(xué)試劑。
3．保存方法
保存在棕色試劑瓶中，并放置在陰涼處。
(二)硝酸的強(qiáng)氧化性
1．本質(zhì)
HNO3中的＋5價(jià)氮元素具有很強(qiáng)的得電子能力。
2．規(guī)律
(1)硝酸的濃度越大，反應(yīng)溫度越高，其氧化性越強(qiáng)。
(2)還原劑一般被氧化成最高價(jià)態(tài)。
3．具體表現(xiàn)
(1)硝酸與金屬單質(zhì)的反應(yīng)
①除Au、Pt、Ti等少數(shù)金屬外，硝酸幾乎可以氧化所有的金屬單質(zhì)。
如3Ag＋4HNO3(稀)===3AgNO3＋NO↑＋2H2O。
②活潑金屬單質(zhì)與HNO3反應(yīng)不生成H2，HNO3的濃度不同，還原產(chǎn)物不同。
③常溫下濃硝酸能使Fe、Al鈍化。
(2)硝酸與非金屬單質(zhì)的反應(yīng)
①反應(yīng)規(guī)律：非金屬單質(zhì)＋濃硝酸eq \(――→,\s\up7(△))最高價(jià)氧化物或其含氧酸＋NO2↑＋H2O。
②反應(yīng)舉例：
C＋4HNO3(濃)eq \(=====,\s\up7(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。
(3)硝酸與還原性化合物的反應(yīng)
硝酸的強(qiáng)氧化性還表現(xiàn)在可以氧化具有還原性的化合物或離子，如HI、HBr、SO2、Fe2＋、FeO、Br－、I－、S2－、SOeq \\al(2－,3)等均能被HNO3氧化。
[名師點(diǎn)撥]
(1)涉及HNO3的離子反應(yīng)常見的易錯(cuò)問(wèn)題：
①忽視NOeq \\al(－,3)在酸性條件下的強(qiáng)氧化性。在酸性條件下NOeq \\al(－,3)不能與Fe2＋、I－、SOeq \\al(2－,3)、S2－等還原性較強(qiáng)的離子大量共存，即溶液中存在NOeq \\al(－,3)、H＋，相當(dāng)于溶液中存在稀HNO3。
②在書寫離子方程式時(shí)，忽視HNO3的強(qiáng)氧化性，將氧化還原反應(yīng)簡(jiǎn)單地寫成復(fù)分解反應(yīng)。
(2)王水是體積比為1∶3的濃硝酸和濃鹽酸的混合物，能將不溶于稀硝酸的金屬如Au、Pt等溶解。
(3)工業(yè)制硝酸的原理如下：
N2H2,NH3O2,NOO2,NO2H2O,HNO3。
1．下列關(guān)于硝酸的說(shuō)法中正確的是( )
A．常溫下，向濃硝酸中投入鐵片，會(huì)產(chǎn)生大量的紅棕色氣體
B．與金屬反應(yīng)時(shí)，稀硝酸被還原為更低價(jià)態(tài)，則稀硝酸的氧化性強(qiáng)于濃硝酸
C．硝酸電離出的H＋能被鋅、鐵等金屬還原成H2
D．硝酸與金屬反應(yīng)時(shí)，是＋5價(jià)的N得電子
解析：選D 常溫下，鐵遇濃硝酸發(fā)生鈍化，不能產(chǎn)生大量的紅棕色氣體，A項(xiàng)錯(cuò)誤；濃硝酸比稀硝酸的氧化性
強(qiáng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；硝酸有強(qiáng)氧化性，主要是因?yàn)槠洌?價(jià)的N易得電子，而HNO3電離出的H＋不能被鋅、鐵等金屬還原為H2，C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確。
2．下列各組反應(yīng)中，硝酸既表現(xiàn)了氧化性，又表現(xiàn)了酸性的是( )
A．C＋HNO3 B．H2S＋HNO3
C．Fe(OH)3＋HNO3D．Cu＋HNO3
解析：選D 碳和硝酸反應(yīng)，硝酸表現(xiàn)了氧化性，錯(cuò)誤，不選A；H2S和硝酸反應(yīng)，硝酸表現(xiàn)了氧化性，錯(cuò)誤，不選B；Fe(OH)3和硝酸反應(yīng)，硝酸只表現(xiàn)了酸性，錯(cuò)誤，不選C；Cu和硝酸反應(yīng)，硝酸表現(xiàn)了酸性和氧化性，正確，選D。
3．下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象和解釋或結(jié)論都正確的是( )
解析：選D 稀硝酸與鐵粉反應(yīng)，鐵首先被氧化成Fe3＋，過(guò)量鐵粉又將Fe3＋還原，最終得到Fe2＋，滴入KSCN溶液不顯紅色，A錯(cuò)誤；常溫下，F(xiàn)e、Al在濃硝酸或濃硫酸中發(fā)生鈍化，生成致密的氧化膜阻止了反應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行，B錯(cuò)誤；鋁箔能與稀硝酸反應(yīng)放出氣體，C錯(cuò)誤。
eq \a\vs4\al(硝酸與金屬反應(yīng)的有關(guān)計(jì)算)
1．硝酸與金屬反應(yīng)的規(guī)律
硝酸與金屬單質(zhì)反應(yīng)時(shí)一部分被還原，一部分生成硝酸鹽，故硝酸既表現(xiàn)了酸性又表現(xiàn)了氧化性，但硝酸與金屬反應(yīng)一般不生成H2。
(1)硝酸與銅的反應(yīng)
在反應(yīng)中硝酸的作用可用下圖表示：
可以看出，隨著HNO3濃度的降低，還原產(chǎn)物會(huì)由NO2變?yōu)镹O。
①由氮原子守恒可知，不論是NO2還是NO，被還原的HNO3的物質(zhì)的量與生成氣體的物質(zhì)的量總是相等的；
②未被還原的NOeq \\al(－,3)與Cu2＋結(jié)合生成Cu(NO3)2，NOeq \\al(－,3)的物質(zhì)的量為Cu2＋物質(zhì)的量的2倍。
(2)稀硝酸與鐵的反應(yīng)
2.硝酸與金屬反應(yīng)計(jì)算中的守恒思想
[名師點(diǎn)撥]
銅與HNO3反應(yīng)時(shí)，消耗HNO3的物質(zhì)的量n(HNO3)耗＝2n(Cu)＋n(NOx)，其中n(Cu)指參加反應(yīng)的銅的物質(zhì)的量，n(NOx)指反應(yīng)生成的NO或NO2或二者混合氣體的物質(zhì)的量。
1．在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，將1.92 g銅粉投入一定量的濃硝酸中，隨著銅粉的溶解，反應(yīng)生成的氣體顏色逐漸變淺，當(dāng)銅粉完全溶解后共收集到由NO2和NO組成的混合氣體1.12 L，則混合氣體中NO的體積為( )
A．112 mL B．1 008 mL
C．224 mLD．448 mL
解析：選A 混合氣體的總物質(zhì)的量為1.12 L÷22.4 L·ml－1＝0.05 ml,1.92 g銅粉的物質(zhì)的量為0.03 ml。設(shè)NO的物質(zhì)的量為n1 ml，則NO2的物質(zhì)的量為(0.05－n1)ml，根據(jù)得失電子守恒得3n1＋(0.05－n1)×1＝0.03×2，解得n1＝0.005，則V(NO)＝0.005 ml×22.4 L·ml－1＝0.112 L＝112 mL。
2．將3.84 g銅粉與一定量的濃硝酸反應(yīng)，當(dāng)銅完全反應(yīng)時(shí)，溶液中的NOeq \\al(－,3)減少0.1 ml，則反應(yīng)所消耗HNO3的物質(zhì)的量是( )
A．0.1 ml B．0.11 ml
C．0.16 mlD．0.22 ml
解析：選D 方法①：Cu完全反應(yīng)，與之反應(yīng)的HNO3分為兩部分，一部分體現(xiàn)出酸性，生成Cu(NO3)2，仍然在溶液中，另一部分體現(xiàn)出氧化性，生成NO2或者NO2和NO的混合氣體；根據(jù)N元素守恒，體現(xiàn)出酸性的n(HNO3)＝2n(Cu)＝2×eq \f(3.84 g,64 g·ml－1)＝0.12 ml，體現(xiàn)出氧化性的n(HNO3)等于溶液中減少的NOeq \\al(－,3)的物質(zhì)的量，為0.1 ml，則反應(yīng)消耗的HNO3的總物質(zhì)的量為0.12 ml＋0.1 ml＝0.22 ml；
方法②：假設(shè)x ml的Cu與濃硝酸反應(yīng)，y ml的Cu與稀硝酸反應(yīng)，則x＋y＝0.06,2x＋eq \f(2,3)y＝0.1，聯(lián)立方程組解得x＝0.045，y＝0.015，則消耗的HNO3的物質(zhì)的量為4×0.045 ml＋eq \f(8,3)×0.015 ml＝0.22 ml。
3．現(xiàn)有稀硫酸和稀硝酸的混合溶液，已知其中稀硫酸和稀硝酸的濃度均為2 ml·L－1。取10 mL混合酸，向其中加入1.92 g銅粉，反應(yīng)結(jié)束后，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下可收集到的氣體體積為(假設(shè)HNO3只被還原為NO)( )
A．0.224 LB．0.336 L
C．0.448 LD． 0.672 L
解析：選B 10 mL混合酸中：n(H＋)＝0.01 L×2×2 ml·L－1＋0.01 L×2 ml·L－1＝0.06 ml，n(NOeq \\al(－,3))＝0.01 L×2 ml·L－1＝0.02 ml。1.92 g Cu的物質(zhì)的量為1.92 g÷64 g·ml－1＝0.03 ml，根據(jù)下式：
3Cu＋2NOeq \\al(－,3)＋ 8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
3 2 8
0.03ml 0.02ml 0.08ml
知0.03 ml Cu完全反應(yīng)消耗0.02 ml NOeq \\al(－,3)和0.08 ml H＋，所消耗H＋的物質(zhì)的量大于0.06 ml H＋，故H＋不足，則由離子方程式可知生成NO的物質(zhì)的量為0.06 ml×eq \f(2,8)＝0.015 ml，標(biāo)況下生成NO的體積為0.015 ml×22.4 L·ml－1＝0.336 L。
4．在銅跟稀硝酸的反應(yīng)中，如果有1 ml硝酸被還原，則被氧化的銅的物質(zhì)的量為________ml。若將產(chǎn)生的氣體(NO)和一定量的O2混合通入水中，恰好完全溶解，需要O2________L。(氣體的體積都按標(biāo)準(zhǔn)狀況下計(jì)算)
解析：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，在反應(yīng)中硝酸起酸性和氧化性作用，每有8 ml HNO3參加反應(yīng)時(shí)，其中只有2 ml HNO3起氧化作用。則有
Cu ～ 被還原的HNO3 ～ NO
3 ml 2 ml 2 ml
n(Cu) 1 ml n(NO)
據(jù)題意得n(Cu)＝1.5 ml，n(NO)＝1 ml。
方法一：化學(xué)方程式法
4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3
1 ml eq \f(3,4) ml
V(O2)＝eq \f(3,4) ml×22.4 L·ml－1＝16.8 L。
方法二：得失電子守恒法
反應(yīng)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O中Cu失去的電子數(shù)＝HNO3中，N得到的電子數(shù)；
反應(yīng)4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3中，NO中N失去的電子數(shù)＝O2中O得到的電子數(shù)，而兩反應(yīng)(HNO3先生成NO，NO再生成HNO3)中，N得到的電子數(shù)＝N失去的電子數(shù)。所以有Cu失去的電子數(shù)＝O2中的O得到的電子數(shù)，表達(dá)式為n(Cu)×2＝n(O2)×4，即n(O2)＝0.5n(Cu)＝0.5×1.5 ml＝0.75 ml，V(O2)＝0.75 ml×22.4 L·ml－1＝16.8 L。
答案：1.5 16.8
eq \a\vs4\al(人類活動(dòng)對(duì)氮循環(huán)和環(huán)境的影響)
1．人類活動(dòng)對(duì)氮循環(huán)和環(huán)境的影響
2．減少人類活動(dòng)對(duì)氮循環(huán)和環(huán)境的影響措施
(1)控制進(jìn)入大氣、土壤和水體中含有氮元素的物質(zhì)的量。
(2)增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)對(duì)含有氮元素的物質(zhì)的吸收能力。
1．“保護(hù)環(huán)境，就是保護(hù)人類自己?！毕铝协h(huán)境問(wèn)題與產(chǎn)生的主要原因不相符的是( )
①“臭氧空洞”主要是大量使用氟氯代烴等引起的
②“光化學(xué)煙霧”主要是由NO2等引起的
③“酸雨”主要是由空氣中CO2濃度增大引起的
④“白色污染”主要是由聚乙烯塑料等引起的
⑤“溫室效應(yīng)”主要是由空氣中CO2濃度增大引起的
⑥“赤潮”主要是由水體中P、N等元素過(guò)量引起的
A．①②④ B．②③⑤
C．⑤⑥D(zhuǎn)．只有③
解析：選D “酸雨”有硫酸型和硝酸型兩種類型，造成硫酸型酸雨的氣體是SO2，造成硝酸型酸雨的氣體是氮氧化物。
2．化學(xué)與環(huán)境密切相關(guān)，下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．CO2、NO2或SO2都會(huì)導(dǎo)致酸雨的形成
B．對(duì)酸性物質(zhì)的排放加以控制，開發(fā)新清潔能源是減少酸雨的有效措施
C．NO2、NO等氮氧化物是形成光化學(xué)煙霧的主要污染物
D．大氣中CO2含量的增加會(huì)導(dǎo)致溫室效應(yīng)加劇
解析：選A CO2是空氣的成分之一，酸雨是指pH

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