高考化学第一轮复习 4.4 氮及其化合物课件 新人教版.ppt

选考内容 第四单元 非金属及其化合物 第4节氮及其化合物 1 了解氮及其氧化物的主要性质 2 了解氮的氧化物对大气的污染及其防治 3 了解氨的性质 用途及制法 4 了解铵盐的主要性质 认识它在生产中的应用 5 掌握硝酸的强氧化性 本节重要知识有n2 no no2 nh3 hno3 铵盐的性质及用途 nh3的制法 nh4 的检验等 主要考查硝酸的强氧化性 如离子共存 氨气的性质 实验室制法及相关探究性实验 硝酸与金属反应的相关计算 大气污染等 硝酸的强氧化性一直是高考的热点 硝酸与金属的反应也经常出现 预测2015年的高考中氮及其化合物知识仍会与理论知识结合起来综合考查 一 n2和氮氧化合物1 n2的主要性质 1 n2的还原性 2 no no2的主要性质 1 一氧化氮在常温下很容易与空气中的氧气反应 化学方程式为 2 比较no与no2的性质 3 氮氧化物对环境的影响 形成 形成 2 1 2no o2 2no2 2 无色红棕色刺激性气味不3no2 h2o 2hno3 no有毒有毒 3 硝酸型酸雨光化学烟雾 二 氨和铵盐1 氨 1 结构与物理性质 2 化学性质 与水 与盐 如与alcl3 与o2 3 制法 实验室制法 工业制法 4 用途 制hno3 铵盐 纯碱 尿素 制冷剂等 2 铵盐 1 物理性质铵盐是由 和 构成的 化合物 都是白色或无色晶体 都 溶于水 2 化学性质 受热分解nh4cl nh4hco3受热分解的化学方程式分别为 与碱反应 nh4 2so4与naoh共热反应的化学方程式 若上述反应在溶液中进行 则离子方程式为 水解反应nh4 是弱碱的阳离子 水解反应离子方程式 3 nh4 的检验取少量样品于试管中 然后加入naoh固体 加热 将 靠近试管口 若变 则证明样品中含有nh4 或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口 若有 则证明含有nh4 三 硝酸1 硝酸的物理性质色味态 挥发性 水溶性 发烟硝酸 2 硝酸的化学性质 1 强酸性稀硝酸能使紫色石蕊试液变 色 浓硝酸能使石蕊试液先变 色 微热后褪色 2 不稳定性 浓硝酸显黄色 是因为 说明浓硝酸具有 性 化学方程式为 3 强氧化性 与金属的反应a 除pt au外 大部分金属均能与hno3反应 b cu与浓 稀hno3发生反应的化学方程式分别为 c fe al遇冷的浓hno3或浓h2so4能发生 故可以用铁 铝容器贮存冷的浓hno3 浓h2so4 与非金属反应与浓hno3反应时 非金属单质一般被氧化为最高价氧化物或最高价含氧酸 如碳与浓hno3反应的化学方程式为 与某些还原性化合物或离子的反应 例如 h2s so2 hbr hi fecl2等 王水王水由 与 按体积比1 3混合所得 具有更强的氧化性 能使au pt溶解 答案 1 无色有刺激性气味的液体易挥发与水以任意比互溶质量分数大于98 的硝酸 如何除去浓hno3的黄色 提示 浓硝酸常呈黄色是因为hno3分解生成no2溶于hno3中 去掉黄色的方法是通入少量o2 空气 使其发生反应 4no2 o2 2h2o 4hno3 浓hno3与cu反应产生no2 稀hno3与cu反应产生no 则稀hno3氧化性强 这种说法对吗 为什么 提示 不对 在跟金属反应时 浓硝酸一般被还原为no2而稀硝酸一般被还原为no的原因 可作如下简单解释 硝酸越浓 氧化性越强 反应中即使生成了氮的低价化合物 也会被浓hno3氧化为氮的较高价氧化物 no2 硝酸较稀时 氧化能力较弱 生成氮元素的较低价氧化物 no no不会被稀hno3进一步氧化 1 下列说法中正确的是 no2不能用排水法收集 no不能用排水法收集 no2与水反应中no2只作氧化剂 no2 no均属于大气污染物 3no2 h2o 2hno3 no属于氮的固定答案 2 下列说法中正确的是 氨气可用排水法收集 氨气可用向上排空气法收集 nh3是中学阶段唯一能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体 常用此性质检验氨气 可用浓盐酸检验氨气 可用加热烧瓶中浓氨水的方法制取氨气 可将分液漏斗中的浓氨水滴入装有浓硫酸的烧瓶中制取氨气 可用浓硫酸干燥氨气 氨气溶于水属于物理变化答案 3 下列说法中正确的是 加热氯化铵固体可以制取氨气 加热氯化铵固体 氯化铵受热后由试管底部移到试管上部属于物理变化 过量naoh溶液滴入nh4hco3溶液中反应的离子方程式 hco3 oh h2o co32 nh4no3溶液显酸性 检验溶液中是否含有nh4 需要的玻璃仪器为试管 胶头滴管 酒精灯答案 4 下列实验过程中 始终无明显现象的是 a no2通入feso4溶液中b co2通入cacl2溶液中c nh3通入alcl3溶液中d so2通入已酸化的ba no3 2溶液中答案 b 5 起固氮作用的化学反应是 a n2和h2在一定条件下反应生成nh3b no与o2反应生成no2c nh3催化氧化生成nod 由nh3制nh4hco3和 nh4 2so4答案 a 6 下列说法不正确的是 a 凡是铵盐均能与苛性钠共热产生氨气b 碳酸氢铵受热分解产生的气体用碱石灰干燥后可得到纯净的氨气c 氨气溶于水后 水溶液中主要以铵根离子形式存在d 在一定条件下氨可以分解生成氮气和氢气解析 nh3溶于水后 水溶液中主要以nh3 h2o分子形式存在 答案 c 氨气的制备1 氨气的实验室制法 3 收集 只能用向下排空气法 4 干燥 用碱石灰 naoh和cao固体的混合物 5 验满 用湿润的红色石蕊试纸置于试管口 若试纸变蓝色 说明氨气已收集满 将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口 若有白烟产生 说明氨气已收集满 6 尾气处理 用稀硫酸吸收多余的氨气 棉花用稀硫酸浸湿 2 制取少量nh3的方法 1 加热浓氨水装置 如右图 2 向浓氨水中加固体cao naoh等 固体吸收水 同时使oh 浓度增大 使平衡逆向移动 有利于nh3的生成 同时放热促进nh3的挥发 装置 如右图 例1 某同学用下列装置 固定 加热仪器和橡胶管略 进行有关氨气制取的实验探究 回答下列问题 1 若用装置 制取nh3 其反应的化学方程式为 若要测定生成的nh3的体积 则必须选择的装置是 填装置序号 装置中所盛试剂应具有的性质是 2 若用装置 制取并收集干燥的nh3 烧瓶内装的试剂是 分液漏斗中装的试剂是 收集装置应选择 填装置序号 制取nh3的原理是什么 如何连接装置 解析 1 装置 适用于固 固加热制取气体 制取nh3时试剂是nh4cl和ca oh 2 若测定nh3的体积 必须用排液体法 而nh3极易溶于水 故不能用排水法 所用的液体必须不与nh3反应 也不溶解nh3才行 2 装置 是固 液反应 不需加热的装置 制取nh3时 可用浓氨水和碱石灰作用 氨气难溶于该试剂 且该试剂不易挥发 不与氨气反应 2 cao 或naoh或碱石灰 浓氨水 或浓nh4cl溶液 实验室典型的气体发生装置气体的干燥装置大致分三种 洗气瓶 干燥管 u形管 洗气瓶中盛放液体干燥剂 如浓硫酸 而干燥管和u形管只能放固体干燥剂 如碱石灰 无水cacl2等 双选 下面是制取氨气的装置和选用的试剂 其中错误的是 答案 ac 硝酸的性质及计算1 金属与硝酸反应的注意点 1 注意强氧化性因为浓 稀硝酸均具有强氧化性 所以不能用硝酸与金属反应制取氢气 2 注意还原产物在与不活泼金属反应时 浓 稀硝酸被还原后的产物不同 一般浓硝酸的还原产物为no2 稀硝酸的还原产物为no 所以含有等物质的量hno3的浓 稀硝酸分别与足量的同一种金属反应时 稀硝酸消耗的金属多 但不能认为稀硝酸的氧化性强于浓硝酸的氧化性 3 注意量 铁与稀硝酸反应 先生成fe no3 3 若fe过量 fe no3 3再与fe反应生成fe no3 2 铜与浓硝酸反应 若铜过量 开始时硝酸的还原产物为no2 随着反应的进行 浓硝酸逐渐变为稀硝酸 硝酸的还原产物为no 最终得到no2和no的混合气体 2 参加反应的硝酸表现的性质 1 酸性硝酸与非还原性物质反应只表现酸性 如 naoh hno3 nano3 h2o 2 氧化性硝酸与非金属单质及某些还原剂反应只表现氧化性 参加反应的硝酸等于被还原的硝酸 如 3 既表现酸性又表现氧化性硝酸与金属单质及某些还原剂反应既表现氧化性又表现酸性 如 cu 4hno3 浓 cu no3 2 2no2 2h2ofe 4hno3 稀 fe no3 3 no 2h2o 3 有关硝酸与金属反应的计算 1 原子守恒法hno3与金属反应时 一部分hno3起酸的作用 以no3 的形式存在于溶液 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 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no3 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no3 进行相关计算 且溶液中要符合电荷守恒 例2 2013 安徽江南十校 将9g铜和铁的混合物投入100ml稀硝酸中 充分反应后得到标准状况下1 12lno 剩余4 8g金属 继续加入100ml等浓度的稀硝酸 金属完全溶解 又得到标准状况下1 12lno 若向反应后的溶液中加入kscn溶液 溶液不变红 则下列说法正确的是 a 原混合物中铜和铁各0 075molb 稀硝酸的物质的量浓度为0 5mol l 1c 第一次剩余4 8g金属为铜和铁d 再加入上述100ml稀硝酸 又得到标准状况下1 12lno 在整个过程中铁 铜与硝酸发生了哪些反应 答案 a 中学化学中常涉及 三酸变稀 问题 具体为 4 金属如cu和浓硝酸的反应 先发生反应 cu 4hno3 浓 cu no3 2 2no2 2h2o 随着反应的进行 硝酸浓度变稀 再发生反应 3cu 8hno3 稀 3cu no3 2 2no 4h2o 将32 64g铜与140ml一定浓度的硝酸反应 铜完全溶解产生的no和no2混合气体在标准状况下的体积为11 2l 请回答 1 no的体积为 l no2的体积为 l 2 待产生的气体全部释放后 向溶液中加入vmlamol l 1的naoh溶液 恰好使溶液中的cu2 全部转化成沉淀 则原硝酸溶液的浓度为 mol l 1 解析 1 设生成no的体积为x no2的体积为y 建立方程x y 11 2l 又由于氧化还原反应发生 cu失去的电子数等于no no2得电子数建立方程为 由 联立解得 x 5 8l y 5 4l 2 分析题意 原硝酸中氮元素守恒 n最终以no no2混合气体及nano3形式存在于溶液中 故答案 1 5 85 4 2 av 10 3 0 5 0 14 喷泉实验 思想的综合应用1 喷泉形成的原理容器内外存在较大的压强差 在这种压强差的作用下 液体迅速流动 通过带有尖嘴的导管喷出来 即形成喷泉 2 使容器内外产生较大的压强差的两类情况 1 容器内气体极易溶于水或容器内气体易与溶液中的溶质发生化学反应 因此当外部的水或溶液接触容器内气体时由于气体大量溶解或溶液中的溶质发生化学反应 从而使容器内气压迅速降低 在外界大气压作用下 外部液体迅速进入容器 通过尖嘴导管喷出 形成喷泉 下表列出的气体作用于吸收剂 就能形成喷泉 2 容器内的液体由于受热挥发 如浓盐酸 浓氨水 酒精等 或由于发生化学反应 容器内产生大量气体 容器内压强迅速增大 促使容器内液体迅速向外流动 也能形成喷泉 如喷雾器 人造喷泉 火山喷发等均是利用了此原理 3 喷泉实验成功的关键 1 气体在吸收液中被吸收的既快又多 如nh3 hcl用水吸收 co2 so2用naoh溶液吸收等 2 装置的气密性要好 3 烧瓶内气体纯度要大 4 喷泉实验的装置与操作喷泉实验的本质是形成压强差而引发液体上喷 为此可设计多种不同的装置和采用不同的操作 如使气体溶于水 热敷 生成气体 发生气体体积减小的反应等 来使喷泉产生 装置 挤压气球 即可使少量的溶液沿导管进入烧瓶中 导致大量的nh3溶解 烧瓶内形成负压而产生喷泉 装置 去掉了胶头滴管 打开止水夹 用手 或热毛巾等 捂热烧瓶 氨气受热膨胀 使氨气通过导管与水接触 即产生喷泉 开放性问题 或用浸冰水的毛巾 冷敷 烧瓶 使水进入烧瓶 烧瓶内氨气溶于水 装置 在锥形瓶中加入能产生气体的物质 使锥形瓶内气体的压强明显增大 将液体压入烧瓶而产生喷泉 装置 在水槽中加入使水温度升高的物质 致使锥形瓶内酒精因升温而挥发 锥形瓶内气体压强增大而产生喷泉 装置 烧瓶中通入h2s 或so2 然后通入so2 或h2s 现象为有淡黄色粉末状物质生成 瓶内壁附有水珠 naoh溶液喷到烧瓶内 装置 打开 处的止水夹并向烧瓶中通入少量hci气体后关闭止水夹 再打开 处的止水夹 观察到先产生白烟 生成固体nh4cl 瓶内气压降低形成喷泉 装置 先挤压胶头滴管 再打开a c活塞 然后打开b活塞 可产生双喷泉现象 例 利用如图所示的装置 可以验证nh3和hcl的有关性质 实验前a b c活塞均关闭 1 若要在烧瓶 中产生 喷泉 现象 烧瓶 中不产生 喷泉 现象 其操作方法是 2 若先打开a c活塞 再挤压胶头滴管 在烧瓶中可观察到的现象是 3 通过挤压胶头滴管和控制活塞的开关 在烧瓶 中产生 喷泉 现象 烧瓶 中不