《2019版高考化學一輪復習課件：第八單元 第4節(jié) 氮及其化合物》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2019版高考化學一輪復習課件：第八單元 第4節(jié) 氮及其化合物（93頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、第4節(jié)氮及其化合物1了解氮及其重要化合物的制備方法，掌握其主要性質(zhì)及其應用。2了解氮及其重要化合物對環(huán)境的影響?；貧w教材一、氮氣1氮的固定游離態(tài)氮的化合物將_的氮轉(zhuǎn)變?yōu)開叫做氮的固定。(1)人工固氮：工業(yè)上通常用 H2 和 N2 在催化劑、高溫、高壓下合成氨。(2)天然固氮：閃電能將空氣中的氮氣轉(zhuǎn)化為一氧化氮；豆科植物中寄生有根瘤菌，它含有氮酶，能將空氣中的氮氣轉(zhuǎn)化為氨，再進一步轉(zhuǎn)化為氮的化合物。2物理性質(zhì)純凈的 N2 是一種無色無味的氣體，難溶于水，在空氣中約占總體積的_。3化學性質(zhì)通常情況下，N2 的化學性質(zhì)很穩(wěn)定，只在高溫、放電、催化劑等條件下才能發(fā)生一些化學反應。與 H2 反應的化學方
2、程式：_。與 O2 反應的化學方程式：_。45N23H2 2NH3氮的氧化物NONO2物理性質(zhì)顏色無色紅棕色毒性有毒有毒溶解性不溶能溶化學性質(zhì)與 O2 反應_與 H2O反應_實驗室制法_與環(huán)境的關系空氣中 NO、NO2 主要來源于煤和石油的燃燒、汽車尾氣、硝酸工廠等，空氣中 NO、NO2 是形成酸雨、光化學煙霧的主要因素二、氮的氧化物2NOO2=2NO23NO2H2O=2HNO3NO3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2OCu4HNO3(濃)=Cu(NO3)22NO22H2O溫馨提示(1)氮的氧化物主要包括 N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5 共六種，其中 NO
3、2 與 N2O4 存在下列平衡：2NO2 N2O4。(2)NO 只能用排水法收集，不能用排空氣法收集；而 NO2只能用向上排空氣法收集，不能用排水法收集。(3)驗證某無色氣體是 NO 的方法：向無色氣體中通入 O2(或空氣)，無色氣體變?yōu)榧t棕色。三、硝酸1物理性質(zhì)無易有純硝酸為_色、_揮發(fā)，_刺激性氣味的液體，能以任意比溶于水。2化學性質(zhì)(1)不穩(wěn)定性：濃硝酸遇光遇熱易分解產(chǎn)生 NO2，因此濃硝酸應貯存在棕色試劑瓶中，避光放置于陰涼處。(2)強氧化性紅紅稀硝酸能使紫色石蕊試液變_色；濃硝酸能使石蕊試液先變_色，微熱后褪色。Cu4HNO3(濃)=Cu(NO3)22NO22H2O除 Pt、Au 外
4、，大部分金屬均能與 HNO3 反應(鉑和金能溶解于濃硝酸和濃鹽酸以體積之比為 1 3 形成的王水)；Cu 與濃硝酸反應的化學方程式：_；Cu 與稀硝酸反應的化學方程式：_；常溫下，濃硝酸、濃硫酸可使鐵、鋁表面形成致密的氧化膜而鈍化。3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O與濃硝酸反應時，非金屬單質(zhì)一般被氧化為最高價氧化物或最高價含氧酸，如碳與濃硝酸反應的化學方程式：_。(3)有機反應：與苯及其同系物發(fā)生硝化反應，與醇發(fā)生酯化反應，與蛋白質(zhì)發(fā)生顏色反應等。四、氨無有刺激性小極易制冷劑1物理性質(zhì)氨 是 _ 色 、 _ 氣味的氣體，密度比空氣_，_溶于水(1 700)，且溶解快速，易
5、液化得液氨，液氨汽化時要吸收大量的熱，使物質(zhì)的溫度急劇下降，因此液氨常用作_。2化學性質(zhì)(2)與酸反應：蘸有濃鹽酸的玻璃棒與蘸有濃氨水的玻璃棒靠近有白煙生成，化學方程式為_，該反應用于氨氣或氯化氫氣體的檢驗。HClNH3=NH4Cl(3)與鹽溶液反應：_(生成紅褐色沉淀)；_(生成白色膠狀沉淀，白色沉淀可溶于鹽酸和氫氧化鈉溶液 )；_(先生成白色沉淀后沉淀消失)。(4)與氧氣反應：氨的催化氧化是工業(yè)制硝酸的基礎反應，化學方程式為_。4NH35O2 4NO6H2O3.實驗室制法(1)反應原理：_。(2)制取裝置：_與_反應加熱制取氣體的裝置，與制_相似。固體固體氧氣(3)收集方法：只能用_收集，
6、并在收集的試管口塞上棉花，防止生成的 NH3 和空氣對流，確保收集到純凈的氨氣。向下排空氣法試紙變藍(4)氣體檢驗：用濕潤的紅色石蕊試紙(_)；用蘸有濃鹽酸的玻璃棒接近瓶口(_)。(5)氣體干燥：用_做干燥劑。產(chǎn)生白煙堿石灰五、銨鹽1概念白易由銨根離子和酸根離子構成的鹽，叫銨鹽。銨鹽都是_色、_溶于水的晶體，銨鹽屬于銨態(tài)氮肥。2化學性質(zhì)(1)水解性：銨鹽在水溶液中銨根離子易水解，有關離子方程式為_。(3)熱穩(wěn)定性：部分銨鹽受熱易分解生成氨氣和酸。氯化銨受熱分解的化學方程式為_?；A測評1(2017 屆江西上饒玉山一中月考)三支體積相等的試管分別充滿標準狀態(tài)下的氣體：氨氣；體積比為 4 1 的
7、NO2和 O2；NO2 氣體；將它們分別倒立于盛有足量水的水槽中，液面恒定后( 假設試管內(nèi)液體擴散) ，則下列結論中正確的是()。A和試管內(nèi)溶液的體積不等，溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度也不相等B因為它們都可溶于水，所以液面都上升到試管頂部C三支試管中，試管溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度最小D試管和試管溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度一定相等答案：C2將 22.4 L 某氣態(tài)氮氧化合物與足量的灼熱銅粉完全反應后，氣體體積變?yōu)?11.2 L(體積均在相同條件下測定)，則該氮氧化合物的化學式為()。ANO2BN2O2CN2ODN2O4答案：A3(2017 屆寧夏銀川一中月考)將 A 氣體通入 BaCl2 溶液，未見沉淀生成
8、，然后通入 B 氣體，有沉淀生成，再加入過量的稀鹽酸后沉淀消失，則 A、B 氣體可能是()。ASO2、H2SCCO2 、NH3BSO2、NO2DSO2、Cl2解析：硫化氫與二氧化硫反應生成單質(zhì)硫，不溶于鹽酸，故 A 錯誤；二氧化氮與水反應生成的硝酸將亞硫酸氧化后生成硫酸鋇沉淀，不溶于鹽酸，故 B 錯誤；氨氣與二氧化碳反應生成碳酸銨，碳酸銨與氯化鋇反應生成碳酸鋇沉淀，溶于鹽酸，故 C 正確；氯氣將亞硫酸氧化后生成硫酸鋇沉淀，不溶于鹽酸，故 D 錯誤。答案：C4下列有關氮及其化合物的說法不正確的是()。A硝酸應保存在棕色試劑瓶中B銨態(tài)氮肥不宜與堿性肥料混合使用C常溫下鐵、鋁不與濃硝酸反應DNO 可
9、用排水法收集，NO2 可用向上排空氣法收集解析：硝酸見光易分解生成二氧化氮、水和氧氣，應保存在棕色瓶中，A 項正確；銨態(tài)氮肥應避免和堿性肥料混合施用，防止銨根離子和氫氧根離子反應生成氨氣，B 項正確；常溫下，鐵、鋁在濃硝酸中發(fā)生“鈍化”，“鈍化”屬于化學反應，C項錯誤；NO 不溶于水，可以用排水法收集，二氧化氮溶于水，密度比空氣的大，可以用向上排空氣法收集，D 項正確。答案：C. . .A吸收劑可以是 NaOH 溶液B試管上部的氣體會變?yōu)榧t棕色C小試管中溶液最終呈藍色D試紙先變紅后褪色解析：銅和稀硝酸反應生成硝酸銅、一氧化氮和水，反應的化學方程式為 3Cu8HNO3=3Cu(NO3)22NO4
10、H2O,2NOO2=2NO2，無色氣體變?yōu)榧t棕色氣體。由上述分析可知得到的氣體主要是 NO2 和 NO，可以被氫氧化鈉溶液吸收，所以吸收劑可以是 NaOH 溶液，A 正確；一氧化氮和試管中的氧氣反應生成紅棕色氣體二氧化氮，B 正確；銅和稀硝酸反應得到硝酸銅溶液，溶液為藍色，C 正確；生成的一氧化氮和氧氣反應生成二氧化氮，二氧化氮具有氧化性，能與碘化鉀反應生成碘單質(zhì)，碘單質(zhì)遇到淀粉變藍色，D 錯誤。答案：D考點一考向1氮的氧化物氮的氧化物的性質(zhì)典例1下列說法正確的是()。ACO、NO、NO2 都是大氣污染物，在空氣中都能穩(wěn)定存在BNO 可用于某些疾病的治療CNO2 通入 FeSO4 溶液中始終無
11、明顯現(xiàn)象DNO 是一種紅棕色氣體解析：NO 易被氧化為 NO2，NO2 是一種紅棕色氣體，NO2通入溶液中生成 HNO3，能把 Fe2氧化成 Fe3，溶液由淺綠色變成棕黃色。答案：B考向2氮氧化物對環(huán)境的影響典例2氮的氧化物(用 NOx 表示)是大氣污染物，必須進行處理。(1)汽車尾氣主要含有 CO2、CO、SO2、NOx 等物質(zhì)，這種尾氣逐漸成為城市空氣污染的主要來源之一。汽車尾氣中的 CO 來自于_，NO 來自于_。汽車尾氣對環(huán)境的危害主要有_(至少填兩種)。汽車尾氣中的 CO、NOx 在適宜溫度下采用催化轉(zhuǎn)化法處理，使它們相互反應生成參與大氣循環(huán)的無毒氣體。反應的化學方程式可表示為_。(
12、2) 用氨可將氮氧化物轉(zhuǎn)化為無毒氣體。已知： 4NH3 6NO5N26H2O,8NH36NO27N212H2O。同溫同壓下，3.5 L NH3 恰好將 3.0 L NO 和 NO2 的混合氣體完全轉(zhuǎn)化為 N2，則原混合氣體中 NO 和 NO2 的體積之比是_。(3)工業(yè)尾氣中氮的氧化物常采用堿液吸收法處理，若 NO與 NO2 按物質(zhì)的量之比 1 1 被足量 NaOH 溶液完全吸收后得到一種鈉鹽，該鈉鹽的化學式是_。答案：(1)汽油的不完全燃燒N2 與 O2 在汽車汽缸內(nèi)高溫環(huán)境下的反應形成硝酸型酸雨、導致光化學煙霧、導致溫室效應(至少填兩種)2xCO2NOx2xCO2N2(2)1 3 (3)N
13、aNO2一樣破壞臭氧層，形成臭氧空洞：2O3=3O2，導致地面方法技巧(1)氮氧化物對環(huán)境的影響。光化學煙霧：NOx 在紫外線作用下，與碳氫化合物發(fā)生一系列光化學反應，產(chǎn)生的一種有毒的煙霧。酸雨：NOx 排入大氣中后，與水反應生成 HNO3 和 HNO2，隨雨雪降到地面。反應的化學方程式為 2NOO2=2NO2,3NO2H2O=2HNO3NO。破壞臭氧層：科學研究表明，進入高空平流層的氮氧化物，可以加快臭氧層中臭氧的分解速率，從而像氟氯烴類物質(zhì)氮氧化物紫外線輻射量增加。(2)NOx 尾氣的處理方法。堿液吸收法：2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O、NO2NO2NaOH=2NaNO2H
14、2O，NO2、NO的混合氣體能被足量燒堿溶液完全吸收的條件是：n(NO2)n(NO)。一般適合工業(yè)尾氣中 NOx 的處理。催化轉(zhuǎn)化法：在催化劑、加熱條件下，氨可將氮氧化物轉(zhuǎn)化為無毒氣體(N2)或 NOx 與 CO 在一定溫度下催化轉(zhuǎn)化為無毒氣體(N2 和 CO2)。一般適用于汽車尾氣的處理?！就卣寡菥殹?(2017 年北京卷) SCR 和 NSR 技術可有效降低柴油發(fā)動機在空氣過量條件下的 NOx 排放。(1)SCR(選擇性催化還原)工作原理：尿素CO(NH2)2水溶液熱分解為 NH3 和 CO2，該反應的化學方程式：_。反應器中 NH3 還原 NO2 的化學方程式：_。當燃油中含硫量較高時，
15、尾氣中 SO2 在 O2 作用下會形成(NH4)2SO4，使催化劑中毒。用化學方程式表示(NH4)2SO4 的形成：_。尿素溶液濃度影響 NO2 的轉(zhuǎn)化，測定溶液中尿素(M60gmol1)含量的方法如下：取 a g 尿素溶液，將所含氮完全轉(zhuǎn)化為 NH3，所得 NH3 用過量的 V1 mL c1 molL1 H2SO4 溶液吸收完全，剩余 H2SO4 用 V2 mL c2 molL1NaOH 溶液恰好中和，則尿素溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)是_。(2)NSR(NOx 儲存還原)工作原理：NOx 的儲存和還原在不同時段交替進行，如圖 a 所示。圖 a圖 b通過 BaO 和 Ba(NO3)2 的相互轉(zhuǎn)化實現(xiàn)
16、 NOx 的儲存和還原。儲存 NOx 的物質(zhì)是_。學方程式補充完整：_ =用 H2 模擬尾氣中還原性氣體研究了 Ba(NO3)2 的催化還原過程，該過程分兩步進行，圖 b 表示該過程相關物質(zhì)濃度隨時間的變化關系。第一步反應消耗的 H2 與 Ba(NO3)2 的物質(zhì)的量之比是_。還原過程中，有時會產(chǎn)生笑氣(N2O)。用同位素示蹤法研究發(fā)現(xiàn)笑氣的產(chǎn)生與 NO 有關。在有氧條件下 15NO 與 NH3 以一定比例反應時，得到的笑氣幾乎都是 15NNO。將該反應的化催化劑15NNOH2O。考點二考向1氨和銨鹽氨氣的實驗室制法典例3NH3 及其鹽都是重要的化工原料。(1)用 NH4Cl 和 Ca(OH)
17、2 制備 NH3，反應發(fā)生、氣體收集和尾氣處理裝置依次為_。(2)按下圖裝置進行 NH3 的性質(zhì)實驗。先打開旋塞 1，B 瓶中的現(xiàn)象是_，原因是_。穩(wěn)定后，關閉旋塞 1。再打開旋塞 2，B 瓶中的現(xiàn)象是_。解析：(1)固固加熱制取氣體，應選 A 為發(fā)生裝置；NH3 的密度比空氣小，應選用 C 收集氣體；NH3 極易溶于水，為防止倒吸，應選用 G 進行尾氣處理。(2)A 瓶中壓強比 B 瓶中壓強大，打開旋塞 1，HCl 氣體進入 B 瓶并與 NH3 反應生成 NH4Cl，B 瓶中產(chǎn)生白煙。反應后 B 瓶中壓強減小，關閉旋塞 1，打開旋塞 2，燒杯中的石蕊水溶液倒吸入 B 瓶，因 B 瓶中 HCl
18、 有剩余，得到的溶液顯酸性，溶液變紅色。答案：(1)ACG(2)有白煙出現(xiàn)A 瓶中的壓強大，所以 HCl 氣體進入 B瓶，與 NH3 發(fā)生反應，生成白色的 NH4Cl 固體顆粒石蕊水溶液進入 B 瓶，且溶液顯紅色方法技巧氨氣的快速制法。(1)加熱濃氨水：NH3H2ONH3H2O。分解，且OH濃度的增大有利于NH3的生成，實驗裝置如下圖。(2)濃氨水中加入固體 NaOH：NaOH 溶于水放熱，促使氨水(3)濃氨水中加入固體 CaO：CaO 與水反應，使溶劑(水)減少；反應放熱，促使氨水分解。反應的化學方程式為：NH3H2OCaO=NH3Ca(OH)2，實驗裝置如上圖?？枷?2氨氣的弱還原性典例4
19、(2017 屆安徽安慶六校聯(lián)考)某課外活動小組欲利用CuO 與 NH3 反應，研究 NH3 的某種性質(zhì)并測定其組成，設計了如下實驗裝置(夾持裝置未畫出)進行實驗。請回答下列問題：A氧化鈣B堿石灰C石灰石D生石灰(2)裝置 B 的作用是_。(3)實驗中觀察到裝置 C 中黑色 CuO 粉末變?yōu)榧t色固體，量氣管有無色無味的氣體，上述現(xiàn)象證明 NH3 具有_性，寫出裝置 C 中發(fā)生反應的化學方程式：_。(4)E 裝置中濃硫酸的作用：_(寫出一條即可)。(5)實驗完畢，若測得干燥管 D 增重 m g，裝置 F 測得氣體的體積為 n L(已折算成標準狀況)，則氨分子中氮、氫的原子個數(shù)比為_(用含 m、n
20、字母的代數(shù)式表示)。解析：(1)儀器 a 的名稱為分液漏斗，裝置 A 的作用是制取NH3，利用 NH3H2O 不穩(wěn)定，受熱易分解，氧化鈣、堿石灰、生石灰遇水放出大量的熱，使 NH3H2O 分解。(2)裝置 B 的作用是干燥 NH3，防止水蒸氣對后面實驗產(chǎn)生干擾。(3)CuO 變?yōu)榧t色銅，銅元素的化合價降低，且量氣管中收集到無色無味的氣體，此氣體應為 N2，因此 NH3 表現(xiàn)還原性，反應的化學方程式為 3CuO2NH33CuN23H2O。(4)裝置 D 的作用是吸收反應中產(chǎn)生的水，同時部分 NH3 未參加反應，必須吸收，因此22.4 Lmol1。裝置 E 的作用是吸收未反應的氨氣和防止 F 中的
21、水蒸氣進入 D裝置。(5)裝置D增重的是水的質(zhì)量，則H的物質(zhì)的量為m g218gmol 1， F 測量的是氮氣的體積，則 N 的物質(zhì)的量為 nL2，則 N 和 H 的原子個數(shù)比為：n222.4m2189n11.2m答案：(1)分液漏斗C(2)干燥氨氣(3)還原3CuO2NH33CuN23H2O(4)阻止 F 中的水蒸氣進入 D(或吸收未反應的氨氣)9n(5)11.2m方法技巧NH3分子中 N 元素化合價為3，N 元素處于最低價，NH3 應具有還原性，能夠與氧化劑如氧氣、氯氣、氧化銅反應生 成N2 ：2NH3 3CuON2 3H2O 3Cu,8NH3 3Cl2N26NH4Cl,2NH33CuO3
22、CuN23H2O?！就卣寡菥殹?(2016 年新課標卷)氮的氧化物(NOx)是大氣污染物之一，工業(yè)上在一定溫度和催化劑條件下用 NH3 將 NOx 還原生成N2。某同學在實驗室中對 NH3 與 NO2 反應進行了探究?；卮鹣铝袉栴}：(1)氨氣的制備。氨氣的發(fā)生裝置可以選擇上圖中的_，反應的化學方程式為_。欲收集一瓶干燥的氨氣，選擇上圖中的裝置，其連接順序為：發(fā)生裝置_(按氣流方向，用小寫字母表示)。(2)氨氣與二氧化氮的反應。將上述收集到的 NH3 充入注射器 X 中，硬質(zhì)玻璃管 Y 中加入少量催化劑，充入 NO2(兩端用夾子 K1、K2 夾好)。在一定溫度下按圖示裝置進行實驗。操作步驟實驗現(xiàn)
23、象解釋原因打開 K1 ，推動注射器活塞，使 X 中的氣體緩慢通入 Y 管中Y 管中_反應的化學方程式：_將注射器活塞退回原處并固定，待裝置恢復到室溫Y 管中有少量水珠生成的氣態(tài)水凝聚打開 K2_解析：(1)實驗室制取氨氣的常用方法是Ca(OH)2 與NH4Cl 混合加熱，故選擇 A 裝置。要收集干燥的氨氣應用堿石灰進行干燥，干燥管應“大進小出”，即 d 進 c 出；由于氨氣的密度比空氣小，應用向下排空氣法進行收集，即 f 進 e 出；最后應進行尾氣處理，并要防止倒吸，應接 i。(2)：NH3和 NO2 反應生成 N2，反應方程式為 8NH3 6NO27N2 12H2O，產(chǎn)物均無色，因此隨著反應
24、的進行，NO2 的紅棕色會逐漸變淺。：當產(chǎn)物中的 H2O 為液體時，反應過程中氣體總物質(zhì)的量減小，恢復到原體積后裝置中氣壓小于大氣壓，因此 NaOH 溶液會倒吸。答案：(1)ACa(OH)22NH4ClCaCl22NH32H2Odcfei(2)氣體紅棕色逐漸變淺8NH36NO27N212H2ONaOH 溶液倒吸入 Y 管當產(chǎn)物中的 H2O 為液體時，反應過程中氣體的總物質(zhì)的量減小，恢復到原體積后裝置中氣壓小于大氣壓考向3銨鹽的性質(zhì)典例5(2016 年河南三市聯(lián)考)(NH4)2SO4 俗稱硫銨，常用作氮肥和化工原料。查閱資料發(fā)現(xiàn)(NH4)2SO4 在 260 和 400 時分解產(chǎn)物不同?，F(xiàn)選用下
25、圖所示裝置進行實驗(夾持和加熱裝置略)，對其分解產(chǎn)物進行實驗探究。ABCD滴定前，要排盡滴定管尖嘴的氣泡，其操作方法為_。通過滴定測得裝置 B 內(nèi)溶液吸收 NH3 的物質(zhì)的量是_。(2)連接裝置 ADB，檢查氣密性，按圖示重新加入試劑。通入 N2 排盡空氣后，于 400 加熱裝置 A 至(NH4)2SO4 完全分解無殘留物，停止加熱，冷卻，停止通入 N2。觀察到裝置 A、D 之間的導氣管內(nèi)有少量白色固體。經(jīng)檢驗，該白色固體和裝中無氮氧化物。若用 HNO3 酸化的 Ba(NO3)2 檢驗裝置 D 內(nèi)溶液中是否存(NH4)2SO4 在 400 分解的化學方程式是_，單位物質(zhì)的量的硫銨完全分解轉(zhuǎn)移電
26、子的物質(zhì)的量為_mol。答案：(1)圓底燒瓶將 A 中產(chǎn)生的氣體全部排出，被后面裝置中的試劑吸收 H2SO4方法技巧銨鹽是由銨根離子(NH4)和酸根離子構成的化紙變藍，就可以判斷該物質(zhì)中含有NH4。合物，銨鹽都是白色或無色晶體，都易溶于水、受熱分解、與堿反應放出氨氣。把 NaOH 溶液加到某物質(zhì)的固體或溶液里，加熱后產(chǎn)生無色有刺激性氣味的氣體且能使?jié)駶櫟募t色石蕊試考點三考向1硝酸硝酸的性質(zhì)及應用典例6木炭屑與濃 HNO3 共熱，產(chǎn)生的氣體 X 等分為和兩份，將兩份氣體分別按下圖實驗：)。則石灰水的變化可能是(A不變渾濁，變渾濁B變渾濁，不變渾濁C、均變渾濁D、都不變渾濁解析：木炭與濃硝酸共熱可
27、以得到二氧化碳和二氧化氮兩種氣體，氣體先導入適量蒸餾水中，二氧化氮溶于水，得到硝酸和一氧化氮，二氧化碳幾乎不溶于水，再導入澄清石灰水中，二氧化碳可以使澄清石灰水變渾濁，即變渾濁；氣體直接導入澄清石灰水中，二氧化氮將氫氧化鈣轉(zhuǎn)化為硝酸鈣，二氧化碳不與硝酸鈣溶液反應，即不變渾濁。答案：B混合反應時，硝酸鹽中NO3在H2SO4提供H的條件下能繼續(xù)方法技巧硝酸與金屬、非金屬反應的一般規(guī)律。(1)硝酸與金屬反應的一般規(guī)律。金屬與 HNO3 反應一般不生成 H2，濃硝酸一般被還原為NO2，稀硝酸一般被還原為 NO。足量金屬與一定量濃硝酸反應時，隨著硝酸濃度的降低，產(chǎn)物也會發(fā)生改變。金屬與 H2SO4、HN
28、O3 的混合酸或金屬與稀硝酸、硝酸鹽與金屬反應。HNO3 與金屬反應時，一部分 HNO3 起酸的作用，以 NO3的形式存在于溶液中；一部分作為氧化劑轉(zhuǎn)化為還原產(chǎn)物，這兩部分中氮原子的總物質(zhì)的量等于反應消耗的 HNO3 中氮原子的物質(zhì)的量。(2)硝酸與非金屬反應的規(guī)律。濃硝酸能與碳、硫、磷等非金屬單質(zhì)反應，一般生成最高價含氧酸或最高價氧化物、二氧化氮和水。與非金屬反應，HNO3 表現(xiàn)強氧化性，不表現(xiàn)酸性?！就卣寡菥殹?(2017 屆河北衡水故城高中期中)下列反應中，濃硝酸既表現(xiàn)氧化性，又表現(xiàn)出酸性的是()。在濃硝酸中滴入石蕊試液并微熱氧化亞鐵與濃硝酸反應氫氧化鋁與濃硝酸反應碳與濃硝酸反應ACBD
29、解析：濃硝酸為強酸，能電離出 H，使石蕊試液變紅，微熱后褪色是因為濃硝酸的強氧化性，正確；FeO 中鐵元素為2 價，被硝酸氧化為3 價，HNO3 一部分還原為 NO2，F(xiàn)eO4HNO3=Fe(NO3)3NO22H2O，濃硝酸表現(xiàn)出酸性和強氧化性，正確；氫氧化鋁與濃硝酸反應是復分解反應，硝酸只表現(xiàn)酸性，錯誤；碳與濃硝酸反應： C 4HNO3CO24NO22H2O，硝酸在反應中全部被還原，只起氧化劑的作用，錯誤；綜上所述，A 正確。答案：A考向2硝酸與金屬反應的計算典例7(2017 屆黑龍江牡丹江高中期中)200 mL 硝酸與一定量鋁鐵合金反應生成 3.36 L NO(標準狀況下)，向反應后的溶液
30、中加入 150 mL 3 molL1的 NaOH 溶液，使鋁鐵元素恰好全部轉(zhuǎn)化為沉淀，則原硝酸的濃度是()。A3 molL1C1.5 molL1B2.25 molL1D無法計算答案：A方法技巧硝酸與金屬反應的計算。(1)思維流程。(2)計算中守恒思想的應用。氮原子守恒法。得失電子守恒法：HNO3 與金屬的反應屬于氧化還原反應，HNO3 中氮原子得電子的物質(zhì)的量等于金屬失電子的物質(zhì)的量。A0.8 molLB1.6 molLD1.8 molL【拓展演練】4(2017 屆黑龍江大慶實驗中學期中)取一定質(zhì)量的均勻固體混合物 Cu、Cu2O 和 CuO，將其分成兩等份，取其中一份用足量的氫氣還原，測得反
31、應后固體質(zhì)量減少 3.20 g，另一份中加入 1000 mL 稀硝酸，固體恰好完全溶解，且同時收集到標準狀況下的 NO 氣體 2.24 L，則所用硝酸的物質(zhì)的量濃度為()。11C0.9 molL1110.2 mol，解析：將Cu2O拆分為Cu、CuO，原混合物可看作Cu、CuO的混合物。其中一份用足量的氫氣還原，反應后固體質(zhì)量減少3.20 g ，即混合物中 O 元素的質(zhì)量為 3.20 g ，其物質(zhì)的量為3.20 g16 gmol根據(jù) Cu 元素守恒可知 n(CuO)n(O)0.2mol；另一份中加入 1000 mL 稀硝酸，固體恰好完全溶解，溶液中溶質(zhì)為 Cu(NO3)2，且同時收集到標準狀況
32、下的 NO 氣體 2.24L(0.1 mol)，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知拆分后 Cu、CuO 的混合物中 2n(Cu)3n(NO)30.1 mol，n(Cu)0.15 mol，由銅元素守恒可知 nCu(NO3)2n(CuO)n(Cu)0.2 mol0.15 mol0.35mol，根據(jù)氮元素守恒可知 n(HNO3)n(NO)2nCu(NO3)20.8 mol1L0.80.1 mol20.35 mol0.8 mol，則硝酸的濃度為molL1。答案：A5(2017 屆福建龍巖五校聯(lián)考)有一稀硫酸和稀硝酸的混合酸，其中 H2SO4 和 HNO3 的物質(zhì)的量濃度分別是 4 molL1 和 2molL1，取
33、10 mL 此混合酸，向其中加入過量的鐵粉，待反應結束后，可產(chǎn)生標準狀況下的混合氣體的體積為( 設反應中)。HNO3 被還原成 NO)(A0.224 LC0.672 LB0.448 LD0.896 L答案：C硝酸氧化性比較與實驗設計硝酸在氧化還原反應中，其還原產(chǎn)物可能有多種價態(tài)的物濃度越大，得電子的能力越強，因而其氧化能力越強。由銅與硝酸反應的化學方程式知，濃硝酸被還原為 NO2，氮元素的化合價變化為54；稀硝酸被還原為 NO，氮元素的化合價變化為52。一般情況下，硝酸的濃度越小，金屬活潑性越強，其還原產(chǎn)物的價態(tài)越低。典例8下圖是用濃硝酸、銅片、水等試劑探究濃、稀硝酸的強氧化性并觀察還原產(chǎn)物的
34、實驗裝置。.濃硝酸的強氧化性實驗。將銅片置于具支試管的底部，在分液漏斗中加入約 5 mL濃硝酸，往具支試管中放入約 2 mL 濃硝酸，用排水法收集產(chǎn)生的氣體。(1)具支試管中發(fā)生反應的化學方程式為_。(2) 實驗中觀察到能證明濃硝酸具有強氧化性的現(xiàn)象是_。.稀硝酸的強氧化性實驗。(3)上述反應完成后，欲進一步證明稀硝酸也具有強氧化性，緊接的簡便、合理的實驗操作是_。(4)能證明稀硝酸與銅反應產(chǎn)生 NO 的實驗現(xiàn)象是_(填寫序號)。Ac 中收集到無色氣體Bc 中收集到的無色氣體接觸空氣后變?yōu)榧t棕色Cb 中產(chǎn)生的無色氣體接觸空氣后變?yōu)榧t棕色.實驗裝置的改進。某實驗小組對“銅與濃硝酸反應”的實驗裝置
35、做了如下改進。(5)與原裝置相比，該裝置的優(yōu)點是_。(6)為了驗證 NO2 與水的反應，欲使燒杯中的水進入燒瓶的操作是_。解析：(2)濃硝酸作氧化劑，能將Cu氧化成Cu2(藍色溶液)，其還原產(chǎn)物是 NO2(紅棕色氣體)。(3)將濃硝酸稀釋成稀硝酸，再與 Cu 發(fā)生反應，即可進一步證明稀硝酸的氧化性。(4)NO 為無色氣體遇空氣中的 O2 轉(zhuǎn)化成紅棕色的 NO2 氣體。(5)與原裝置相比，改進裝置通過移動銅絲可控制反應隨時進行，隨時停止；NaOH 溶液吸收氮的氧化物，無氮的氧化物逸出，避免了對空氣的污染。(6)若要讓燒杯中的水進入燒瓶，則應減小燒瓶內(nèi)的氣壓，所以可采取措施：關閉 a 和 c，打開
36、 b，對燒瓶水浴加熱，則一部分 NO2 氣體進入 NaOH 溶液進行反應，再降溫，則燒瓶中氣壓會減小，此時關閉 b，打開 c，水即進入燒瓶。答案：(1)Cu4HNO3(濃)=Cu(NO3)22NO22H2O(2)試管中溶液變藍，且有紅棕色氣體產(chǎn)生(3)向試管中加水將濃硝酸稀釋(4)C(5)可控制反應隨時進行，隨時停止；NaOH 溶液吸收氮的氧化物，無氮的氧化物逸出，避免了對空氣的污染(6)關閉 a 和 c，打開 b，對燒瓶水浴加熱，待氣體不再放出時關閉 b，停止加熱，打開 c演練某學習小組探究濃、稀硝酸氧化性的相對強弱，按下圖裝置進行實驗(夾持儀器已略去)。實驗表明濃硝酸能將 NO氧化成 NO
37、2，而稀硝酸不能氧化 NO。由此得出的結論是濃硝酸的氧化性強于稀硝酸。(可選藥品：濃硝酸、3 molL1稀硝酸、蒸餾水、濃硫酸、氫氧化鈉溶液及二氧化碳。已知氫氧化鈉溶液不與 NO 反應，能與 NO2 反應：2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O。)(1)實驗應避免有害氣體排放到空氣中。裝置中盛放的藥品依次是_。(2)滴加濃硝酸之前的操作是檢驗裝置的氣密性，加入藥品，打開彈簧夾后，_。(3)裝置中發(fā)生反應的化學方程式是_。(4)裝置的作用是_，發(fā)生反應的化學方程式是_。(5)該小組得出的結論依據(jù)的實驗現(xiàn)象是_。(6)實驗結束后，同學們發(fā)現(xiàn)裝置中溶液呈綠色，而不顯藍色。甲同學認為是該溶液中
38、硝酸銅的質(zhì)量分數(shù)較高所致，而乙同學認為是該溶液中溶解了生成的氣體。同學們分別設計了以下 4 個實驗來判斷兩種看法是否正確。這些方案中可行的是_(填字母序號)。a加熱該綠色溶液，觀察顏色變化b加水稀釋該綠色溶液，觀察顏色變化c向該綠色溶液中通入氮氣，觀察顏色變化d向飽和硝酸銅溶液中通入濃硝酸與銅反應產(chǎn)生的氣體，觀察顏色變化解析：本題要證明濃硝酸能將 NO 氧化成 NO2，而稀硝酸不能氧化 NO。產(chǎn)生 NO2 ，而非 NO，所以中盛水與 NO2反應生成 NO。而 NO 極易與 O2 反應產(chǎn)生 NO2，故反應前應用CO2 將裝置中的空氣排盡。(6)的思路是從溶液中趕出 NO2，或在 Cu(NO3)2 溶液中通入 NO2，不能采用稀釋綠色溶液的方案，是因為 Cu(NO3)2 溶液稀釋后，顏色也會發(fā)生相應的變化，而不能得出正確的結論。答案：(1)3 molL1 稀硝酸、濃硝酸、氫氧化鈉溶液(2)通入 CO2 一段時間，關閉彈簧夾，將裝置中導管末端伸入倒置的燒瓶內(nèi)(3)Cu4HNO3(濃)=Cu(NO3)22NO22H2O(4)將 NO2 轉(zhuǎn)化為 NO3NO2H2O=2HNO3NO(5)裝置中液面上方氣體仍為無色，裝置中液面上方氣體由無色變?yōu)榧t棕色(6)acd
2019版高考化學一輪復習課件：第八單元 第4節(jié) 氮及其化合物
