高考化学总复习 第三章 第三节氮及其化合物精讲课件 .ppt

第三节氮及其化合物 第三章非金属及其化合物 氮的氧化物溶于水的有关计算 1 讨论法 1 no2或no2与n2 非o2 的混合气体溶于水时 可依据3no2 h2o 2hno3 no 利用气体体积的变化差值进行计算 2 no2和o2的混合气体溶于水时 由反应4no2 o2 2h2o 4hno3进行计算 当v no2 v o2 41时 恰好完全反应 无气体剩余 当v no2 v o2 41时 no2过量 剩余气体为no 当v no2 v o2 43时 剩余气体为no 当v no v o2 43时 剩余气体为o2 4 no no2 o2三种混合气体同时通入水中 可先按反应3no2 h2o 2hno3 no求出no2与水反应生成no的体积 再加上原混合气体中no的体积 得no的总体积 再按反应4no 3o2 2h2o 4hno3进行计算 5 通常 纯净 的no2或n2o4并不纯 因为在常温常压下它们存在着一个平衡 2no2 n2o4 在涉及no2气体颜色变化 压强 密度 相对分子质量等问题时 要考虑此可逆反应的存在 2 电子守恒法 当no2或no转化为hno3时要失去电子 若上述两种气体与o2混合 o2的得电子数与两种气体的失电子总数必然相等 这是解题的依据 例1 同温同压下 两个等体积的干燥圆底烧瓶中分别充满 nh3 no2进行喷泉实验 经充分反应后 瓶内溶液的物质的量浓度大小为 a b c d 不能确定 nox与o2混合气体溶于水时 剩余气体只能是no或o2 不可能是no2或no与o2混合气体 针对训练 1 在如图所示装置中 烧瓶中充满干燥气体a 将滴管中的液体b挤入烧瓶内 轻轻振荡烧瓶 然后打开弹簧夹f 烧杯中的液体c呈喷泉状态喷出 最终几乎充满烧瓶 则a和b分别是表中的 解析 a项能形成喷泉 但最终溶液充满烧瓶的 不符合题意 b c项不能形成喷泉 d项能形成喷泉 且溶液最终充满烧瓶 答案 d 金属与硝酸的反应 1 金属与hno3反应的一般通式 1 金属 浓硝酸 金属硝酸盐 no2 h2o 2 金属 稀硝酸 金属硝酸盐 no h2o 2 反应规律 1 金属与硝酸反应一般不生成h2 浓hno3一般被还原为no2 稀hno3一般被还原为no 2 铁与稀硝酸反应 先生成fe no3 3 若fe过量 fe no3 3再和fe反应生成fe no3 2 3 铜与浓hno3反应 若cu过量 开始时硝酸的还原产物为no2 随着反应的进行 浓hno3变稀 硝酸的还原产物为no 最终应得到no2和no的混合气体 3 计算方法 1 原子守恒法 hno3与金属反应时 一部分hno3起酸的作用 以no的形式存在于溶液中 一部分作为氧化剂转化为还原产物 这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的hno3中氮原子的物质的量 2 电子守恒法 hno3与金属的反应属于氧化还原反应 hno3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量 3 电荷守恒法 hno3过量时反应后溶液中 不考虑oh 则有 c no c h nc mn mn 代表金属离子 4 离子方程式计算法 金属与h2so4 hno3的混合酸反应时 由于硝酸盐中no在h2so4提供h 的条件下能继续与金属反应 因此此类题目应用离子方程式来计算 先作过量判断 然后根据完全反应的金属或h 或no进行相关计算 且溶液中要符合电荷守恒 例2 在浓硝酸中放入铜片 1 开始反应的化学方程式为 2 若铜有剩余 则反应将要结束时的反应化学方程式是 3 待反应停止后 再加入少量25 的稀硫酸 这时铜片上又有气泡产生 其原因和离子方程式是 4 若将12 8g铜跟一定量的浓硝酸反应 铜消耗完时 共产生气体5 6l 标准状况 则所消耗的硝酸的物质的量是 解答此类题目时要防止应用化学方程式进行计算 否则会陷入复杂的计算过程中 甚至无法计算出正确结果 针对训练 2 向21 6gfe粉和cu粉的混合物中加入1l1mol l 1hno3 充分反应 放出no气体且金属有剩余 则反应后溶液中c no 为 忽略溶液体积的变化 a 0 45mol l 1b 0 6mol l 1c 0 75mol l 1d 1 9mol l 1 解析 由于反应后有金属剩余 即反应后所得溶液中不可能含有fe3 生成物中金属离子均为 2价 设金属为m 生成的硝酸盐为m no3 2 根据氧化还原反应中元素化合价变化和升降法配平得3m 8hno3 稀 3m no3 2 2no 4h2o hno3在反应中有被还原生成no气体 其余的均在溶液中 即反应后溶液中c no 为0 75mol l 1 答案 c 实验课题 氨气的实验室制法 1 实验目的 实验室制备氨气 2 实验原理 1 氨气易溶于水 nh3 h2o为弱碱 且氨气与h2o反应为可逆反应 要设计在无水环境中加热使铵盐与强碱反应制取氨气 2 设法减少浓氨水中水的量 并且使氨水的温度升高可释放出nh3 如向浓氨水中加入cao或碱石灰等 3 探究活动 1 按下图所示装置连接好仪器 并检验装置的气密性 2 按图装好药品 点燃酒精灯 加热试管 发生反应 反应的化学方程式为 ca oh 2 2nh4cl2nh3 cacl2 2h2o 3 用向下排空气法收集氨气 4 验满方法 可将湿润的红色石蕊试纸放在收集氨气的试管口 检验氨气是否已集满 或将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口 若有白烟产生 说明已收集满 4 操作提示 1 固 固气体时 试管口应略向下倾斜 2 消石灰和nh4cl要在研钵中研细并混合均匀且均匀地撒在试管底部 3 用酒精灯给试管均匀预热后 用外焰给试管中有药品处从前向后加热 4 收集气体时 一般在试管口塞一团棉花 可减小nh3与空气的对流速度 以便收集到纯净的nh3 同时也可避免污染空气 例3 下图是学生课外活动小组设计的制取氨气并进行氨气溶于水的喷泉实验等实验的装置示意图 请回答下列问题 1 学生甲用图a所示装置制备氨气 写出该法制取氨气的化学方程式 制出的氨气应使用 法来收集 要得到干燥的氨气可选用 做干燥剂 2 学生乙用图b所示装置也制出了氨气 他选用的制取试剂可能是 和 3 学生丙用图c所示装置进行喷泉实验 上部烧瓶已充满干燥氨气 引发水上喷的操作是 4 学生丁将装置c误装为装置d 但经同学讨论后 认为也可引发喷泉 请说明用该装置引发喷泉的方法 5 学生戊用装置e吸收一段时间氨后 再通入空气 同时将经加热的铂丝插入e装置的锥形瓶内 看到了具有催化作用的铂丝保持红热 同时瓶内生成了红棕色的气体 写出在此过程中可能发生反应的化学方程式 解析 1 a装置是固体和固体混合加热制备氨气的装置 应选用的原料是nh4cl和ca oh 2固体 氨气极易溶于水 比空气轻 要用向下排空气法收集 干燥氨气用碱石灰 2 b装置是固体和液体在不加热时反应制氨气的装置 可选用浓氨水和生石灰 或固体naoh 混合反应 3 氨气极易溶于水 用图c所示装置进行喷泉实验时 先要打开止水夹 然后挤压胶头滴管 使少量水进入烧瓶 氨气溶于水导致瓶内压强急剧减小 外界大气压将烧杯内的水压入烧瓶即可形成喷泉 4 对于装置d 可以设法使烧瓶受热 瓶内气体膨胀 排出玻璃导管中的空气 瓶内氨气与水接触即产生喷泉 5 本实验的原理是 氨在受热时被催化氧化为no no与o2反应变成红棕色的no2 答案 1 2nh4cl ca oh 2cacl2 2nh3 2h2o向下排空气碱石灰 或氢氧化钠固体 氧化钙固体等 2 氧化钙或氢氧化钠固体浓氨水 3 打开止水夹 挤出胶头滴管中的水 4 打开止水夹 用手 或热毛巾等 将烧瓶捂热 氨受热膨胀 赶出玻璃导管中的空气 氨气与水接触 即发生喷泉 5 4nh3 5o24no 6h2o2no o2 2no2 特别提醒制氨气的另外两种常见的简易方法 1 加热浓氨水法 反应原理 nh3 h2onh3 h2o 装置 如图a 2 浓氨水中加固态碱性物质 装置 如图b 浓氨水中存在平衡 nh3 h2o nh3 h2o nh oh 加入碱性物质 如naoh cao 碱石灰等 增大c oh 使平衡逆向移动 同时反应放热 促进nh3 h2o的分解 喷泉实验的形成原理 1 形成喷泉的原理形成喷泉最根本的原因是瓶内外存在压强差 当烧瓶内气体溶于液体或与之反应时 瓶内气体大量减少 压强降低 外界的大气压将液体压入烧瓶内 如此持续 最后液体将充满烧瓶 2 常见喷泉的形成主要有以下两类 极易溶于水的气体 nh3 hcl so2等 与水可形成喷泉 酸性气体 hcl so2 no2 co2 h2s等 与naoh溶液也能形成喷泉 不能用直接加热铵盐制取氨气如 硝酸铵 碳酸氢铵 氯化铵 因为加热过程中nh4no3可能发生爆炸而有危险 nh4hco3受热极易分解产生co2 使生成的nh3中混有较多的co2杂质 nh4cl受热分解生成的hcl和nh3遇冷后立即化合又生成nh4cl 针对训练 3 有甲 乙两位同学想利用下列装置及化学试剂 尝试对实验室制取并收集氨气的实验进行改进 供选化学试剂 nh4cl固体 浓氨水 固体naoh 1 甲同学想方便快速制取少量氨气 应选择的装置是 填序号 选用试剂是 填序号 选用上述试剂制氨气的理由是 实验过程中 制气时的实验操作是 2 乙同学建议 把教材中实验室制取氨气的收集装置由大试管改为集气瓶且瓶口向上收集氨气 并确保不污染环境 请你根据其设想回答 若用排气法收集氨气 请在方框内画出其气体收集装置和尾气吸收装置 标出所用试剂 自选 名称 若用排液集气法收集nh3 可选用的试剂是 填序号 a h2ob 浓h2so4c ccl4d 饱和nacl溶液 3 简述如何检验某固体物质中是否含有nh的存在 解析 1 依据药品 原理 装置 实验室快速制取氨气可以用浓氨水和生石灰或固体naoh 可以选用装置b naoh固体遇水放热 使氨气的溶解度降低 同时可使溶液中c oh 增大 促使nh oh nh3 h2o nh3 h2o平衡向右移动 从而使氨气逸出 2 依据nh3的物理性质选择集气方法 氨气的密度比空气小 集气瓶口向上时进气管应较短一些 这样可以使密度较大的空气排出 为了防止氨气污染环境可以进行尾气吸收 由于氨气极易溶于水 所以需要防止倒吸 具体装置见答案所示 nh3极易溶于水 不溶于有机溶剂 故选c 3 离子检验的操作 固体需配成溶液 用naoh来溶解即可 不可直接加nao