第节氮的循环ppt课件.ppt

1 第2节氮的循环 1 了解氮气 铵盐的性质 掌握NH3的实验室制法和铵根离子的检验 2 掌握硝酸的性质和用途 了解硝酸的工业制法 3 通过氮的氧化物及含磷洗涤剂对环境及人类的影响 培养环保意识 2 3 1 对于NO NO2两种重要的氮的氧化物 要抓住其性质特点 特别是 涉氧溶解计算 应结合习题加以强化 2 对于HNO3 要抓住其特点 氧化性酸 熟练掌握其与金属或非金属反应的相关计算 尤其是与金属的反应 此时应把酸分成两部分 即起酸性的和起氧化性的 这样会使题目的解决途径 柳暗花明 3 注意本部分知识与日常生活的联系 如 含磷洗涤剂 氮的氧化物对环境及人体健康的危害与防治 4 课时1氮的氧化物和硝酸 考点1氮的氧化物 5 1 性质比较 6 2 氮的氧化物溶于水的计算有以下几种情况 1 NO2或 2与N2 非 2 的混合气体溶于水时可依据 3NO2 H2O 2HNO3 NO 利用气体体积差值进行计算 2 2和 2的混合气体溶于水时 由4NO2 O2 2H2O 4HNO3可知 当体积比 4 1 恰好完全反应 2过量 剩余气体为 1 2过量 剩余气体为 2 3 和 2同时通入水中时 其反应是 2NO O2 2NO2 4NO2 O2 2H2O 4HNO3 总式为 4NO 3O2 2H2O 4HNO3当体积比 4 3恰好完全反应 4 3剩余 4 3剩余 2 2 V O2 2 V O2 7 例1 将20mLNO2与 的混合气体通入倒立在水槽中盛满水的玻璃筒 带刻度 后 筒内剩下11mL气体 求原混合气体中 和 的体积 答案 设 体积为a b 则a b 20mL a 3 b 11mL a 13 5mL b 6 5mL 解析 此类问题关键是分析剩余气体的成分 切记 一定没有 8 对应训练 1 一定条件下 将体积比均为1 1的NO和O2 NO和NO2 NO2和O2三组气体分别充入a b c三支容积相同的试管中 并将试管倒置于水槽中 充分反应后 三支试管中水面上升高度ha hb hc的关系是 ha hb hc 9 例2 在标准状况下 将 2与 按3 4的体积比充满一个干燥烧瓶 将烧瓶倒置于水中 瓶内液面逐渐上升后 最后烧瓶内溶液的物质的量浓度为 A 0 045mol L 1B 0 036mol L 1C 0 026mol L 1D 0 030mol L 1 解析 设烧瓶体积为 4NO 3O2 2H2O 4HNO3 n HNO3 则 mol L 1 0 026mol L 1 C 10 对应训练 2 在标准状况下 将 混合 充满容器倒置于水中 完全溶解且无气体剩余 若产物也不扩散 则所得溶液的物质的量浓度的数值范围为 A 0 c 1 22 4B 1 39 2 c 22 4C 1 39 2 c 1 28D 1 28 c 1 22 4 C 11 考点2硝酸 1 重点知识归纳 1 硝酸与金属反应表现氧化性和酸性 和非金属单质反应只表现氧化性 若HNO3全部反应 生成NO被还原HNO3占1 4 若生成NO2 被还原HNO3占1 2 2 Cu和稀HNO3反应一般生成NO 和浓HNO3反应一般生成NO2 随着反应地进行 HNO3浓度变稀 开始生成NO和NO2 HNO3也可以被还原为NH4 N2O N2等 铁和HNO3反应注意Fe2 和Fe3 的分析 3 Cu和浓HNO3 H2SO4混合酸计算 一般用离子方程式 因为在H2SO4作用下 HNO3全部被还原 2 本部分高考分析 12 1 基本计算近几年考查了金属与HNO3反应求被还原HNO3的物质的量 参加反应HNO3的物质的量 起酸性作用的HNO3的物质的量 此类问题一般用电子守恒或用氮守恒 n HNO3 n NO NO2 n 酸性部分 一定质量合金与HNO3反应 由产生的气体求加入NaOH溶液时产生沉淀的质量 一般用n e n OH 规律 此类计算要注意思维定势 HNO3被还原产物可以是NO NO2 N2O N2 NH4NO3 备战2011年高考还要特别注意合金与HNO3反应的顺序问题 工业上由NH3制HNO3的计算 一定量NH3和O2可制取不同浓度HNO3 2 基本实验金属与HNO3反应实验是高考命题热点 考查实验现象 操作规范 定量计算 实验评价和探究 预测探究Cu与稀硝酸反应产物 NO 应当成2011年高考命题热点 13 例3 工业用的浓 3往往呈黄色 原因是 A 溶有Fe3 B 没有提纯C 溶有Br2D 溶有 2 3 下列关于浓硝酸的叙述正确的是 A 具有挥发性 因而浓硝酸略带有黄色B 具有不稳定性 实验室里应保存在棕色瓶中C 具有氧化性 常温下可以跟铜缓慢反应D 除去浓HNO3的黄色可加水 解析 工业用浓HNO3呈黄色是因为 3分解产生了 2溶解在其中的缘故 工业用浓盐酸呈黄色是溶有Fe3 D 对应训练 B 14 例4 某金属单质与一定浓度的HNO3反应 假定只生成单还原产物 当参加反应的单质与被还原 O 的物质的量之比为2 1 还原产物是 A O B OC OD 解析 根据金属与被还原的 O 物质的量之比为2 1推得 若为 O 则每还原1molHNO3转移1mol电子 而金属被还原HNO3物质的量之比为2 1 则每摩金属只能转移0 5mol电子 即金属为 0 5价 故不可能 逐一验证NO 每摩金属转移1 5mol电子 O每摩金属转移2mol电子 每摩金属转移2 5mol电子 C 15 对应训练 4 CuS与HNO3反应的生成物中有Cu2 和 若反应中CuS与HNO3的物质的量之比为3 14 还原产物是 A B C D Cu NO3 2 例5 将1 92g铜粉与一定量浓HNO3反应 当铜粉完全作用时 收集到896mL 标准状况 气体 则所耗HNO3的物质的量是 A 0 12molB 0 10molC 0 11molD 0 09mol 解析 因为n Cu 1 92 64 0 03mol 被氧化成Cu2 结合NO3 0 06mol 又生成896mL气体 n N 896 10 3 22 4 0 04mol 即表现氧化性的HNO3为0 04mol 则结论亦得出 B C 16 5 含ngHNO3的稀溶液恰好使mg铁粉完全溶解 若有n 4gHNO 被还原成NO 无其他还原产物 则n m可能是 A 1 1B 2 1C 3 1D 9 1 对应训练 C 17 1 2009年上海化学卷 对于常温下pH为1的硝酸溶液 下列叙述正确的是 A 该溶液1mL稀释至100mL后 pH等于3B 向该溶液中加入等体积 pH为13的氢氧化钡溶液恰好完全中和C 该溶液中硝酸电离出的c H 与水电离出的c H 之比值为10 12D 该溶液中水电离出的c H 是pH为3的硝酸中水电离出的c H 的100倍 A B 解析 A项 HNO3是强酸 pH为1的硝酸c H 为0 1mol L 1 溶液体积增大102倍 pH增大2 A正确 B项 Ba OH 2为强碱 pH为13的Ba OH 2中c OH 为0 1mol L 1 与HNO3恰好完全反应 B正确 C项 c水 OH c水 H 10 14 10 1mol L 1 10 13mol L 1 c H c水 H 10 1mol L 1 10 13mol L 1 1012 C错 D项 pH为3的硝酸中水电离出的c水 H c水 OH 10 14 10 3mol L 1 10 11mol L 1 两种HNO3溶液中水电离出的c水 H 的比值为10 13mol L 1 10 11mol L 1 1 100 D错 18 2 2009年北京卷 某学习小组探究浓 稀硝酸氧化性的相对强弱 按图3 2 1所示装置进行实验 夹持仪器已略去 实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2 而稀硝酸不能氧化NO 由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸 可选药品 浓硝酸 3mol L稀硝酸 蒸馏水 浓硫酸 氢氧化钠溶液及二氧化碳已知 氢氧化钠溶液不与NO反应 能与NO2反应 2NO2 2NaOH NaNO3 NaNO2 H2O 图3 2 1 19 1 实验应避免有害气体排放到空气中 装置 中盛放的药品依次是 2 滴加浓硝酸之前的操作是检验装置的气密性 加入药品 打开弹簧夹后 3 装置 中发生反应的化学方程式是 4 装置 的作用是 发生反应的化学方程式是 5 该小组得出的结论所依据的实验现象是 6 实验结束后 同学们发现装置 中溶液呈绿色 而不显蓝色 甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致 而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体 同学们分别设计了以下4个实验来判断两种看法是否正确 这些方案中可行的是 选填序号字母 a 加热该绿色溶液 观察颜色变化b 加水稀释绿色溶液 观察颜色变化c 向该绿色溶液中通入氮气 观察颜色变化d 向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体 观察颜色变化 3mol L稀硝酸 浓硝酸 氢氧化钠溶液 通入CO2一段时间 关闭弹簧夹 将装置 中导管末端伸入倒置的烧瓶内 Cu 4HNO3 浓 Cu NO3 2 2NO2 2H2O 3NO2 H2O 2HNO3 NO 将NO2转化为NO 装置 中液面上方气体仍为无色 装置 中液面上方气体由无色变为红棕色 a c d 20 解析 本题主要考查HNO3的性质 化学基本操作 实验设计和评价能力 1 根据装置特点和实验目的 装置 是收集NO 装置 中盛放NaOH溶液吸收NO2 因为要验证稀HNO3不能氧化NO 所以装置 中应该盛放稀硝酸 2 由于装置中残存的空气能氧化NO而对实验产生干扰 所以滴加浓硝酸之前需要通入一段时间CO2赶走装置中的空气 同时也需将装置 中导管末端伸入倒置的烧瓶内防止反应产生的NO气体逸出 3 Cu与浓HNO3反应生成Cu NO3 2 NO2 H2O Cu 4HNO3 浓 Cu NO3 2 2NO2 2H2O 4 装置 中盛放H2O 使NO2与H2O反应生成NO 3NO2 H2O 2HNO3 NO 5 NO通过稀HNO3溶液后 若无红棕色NO2产生 说明稀HNO3不能氧化NO 所以盛放稀HNO3装置的液面上方没有颜色变化即可说明之 装置 中盛放的是浓HNO3 若浓HNO3能氧化NO 则装置 液面的上方会产生红棕色气体 6 要证明是Cu NO3 2浓度过高或是溶解了NO2导致装置 中溶液呈绿色 可设计将溶解的NO2赶走 a c方案 再观察颜色变化 也可在Cu NO3 2浓溶液中通入NO2进行比较观察反应后的颜色变化 d方案 确定是否是因溶有NO2引起的 方案b中由于Cu NO3 2和溶解在其中的NO2浓度均可发生变化 无法确定是哪一种因素引起的 21 1 总结规律 提高学习效率 1 总结实验室制气体的发生装置 收集装置的主要类型和选择的根据 2 总结NO和O2 NO2与O2 NO NO2与O2溶于水时的计算规律 掌握计算技巧 3 总结氧化还原反应发生的一般规律 掌握缺项反应式的配平方法 4 分析酸碱中和的实质 掌握弱酸酸式盐 正盐间的转化规律 2 重视实验 通过观察 加深对物质的认识 分析实验现象产生的原因 掌握物质的性质 保存和检验 了解实验的操作和过程 学会设计实验 提高解答综合实验题的能力 22 硝酸盐的分解规律 KCaNaMgAlZnFeSnPb H CuHgAgPtAu 亚硝酸盐 氧气 金属氧化物 二氧化氮 氧气 金属 二氧化氮 氧气 例如 23 课时2氨和铵盐 1 氨气或液氨溶于水得氨水 氨水的密度比水小 并且氨水浓度越大密度越小 计算氨水浓度时 溶质是NH 而不是NH H 2 在氨水溶液中存在如下平衡 NH H NH H NH OH 氨水显弱碱性 是一种重要的可溶性碱 具有碱的通性 氨水可使红色石蕊试纸变蓝 故常用湿润的红色石蕊试纸检验 的存在 3 氨水是混合物 溶液中存在的微粒有 三种分子 NH H NH H 三种离子 NH 及少量H 4 氨水是弱电解质溶液 但电解质是NH H 而不是NH 考点1与氨水有关的问题总结 24 5 氨水受热可分解放出氨气 6 氨水与酸反应可生成铵盐 浓氨水与挥发性酸 如 浓盐酸和浓硝酸 相遇会产生白烟 如 7 氨水具有较强的还原性 可被强氧化剂氧化 如氨水可与 发生反应 3 8 6 8 氨水是很好的沉淀剂 可使多种阳离子 等生成沉淀 其中Ag 或Ag O OH OH 等沉淀遇过量氨水会生成络离子而溶解 如 3 OH g 2 OH 4 NH 2 3 利用此性质在实验室中用氨水制取 OH 和银氨溶液 25 9 涉及氨水的离子方程式的书写 a 氨水作反应物 用分子式 表示 b 生成氨水时 如使用的反应物为浓溶液或在加热条件下 用下式表示 c 生成氨水时 如使用的反应物为稀溶液 用下式表示 NH 解析 0 1mol L氯化铵溶液的pH约为 说明氯化铵溶液中存在着结合 的水解平衡 此反应生成了难电离的物质 所以可证明氨水是弱电解质 是弱碱 例1 下列事实可证明氨水是弱碱的是 A 氨水能跟氯化亚铁溶液反应生成氢氧化亚铁B 铵盐受热易分解C 0 1mol L氨水可以使酚酞试液变红D 0 1mol 氯化铵溶液的pH约为 D 26 对应训练 1 有关氨的性质的叙述正确的是 A 常温下氨气是一种无色 有刺激性气味的气体 且氨气也有还原性B 氨水中只有NH 和OH 没有 分子C 氨水和酸相遇都能产生白烟D 在反应 H NH 中氨失去电子 A 27 例2 在如图3 2 5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b呈喷泉状喷出 最终几乎充满烧瓶 则a和b分别是 B D 解析 形成喷泉的成因是 烧瓶内的气体迅速大量溶于挤入的水滴中 使烧瓶内气压骤减 大气压作用于烧杯中液面 将烧杯中试液压入烧瓶 就形成了喷泉 图3 2 5 28 对应训练 2 在标准状况下 用以下气体做喷泉实验 请根据情况 填写烧瓶中溶液的物质的量浓度 假设烧瓶中溶质不能扩散出来 用氯化氢气体做喷泉实验 喷泉结束后 水充满烧瓶 则溶液的物质的量浓度为 用 做喷泉实验 喷泉结束后 水充满烧瓶 则溶液的物质的量浓度为 用 气体做喷泉实验 喷泉结束后 水充至烧瓶容积的处 则溶液的物质的量浓度为 用 和 按 体积比混合 喷泉结束后 水充满烧瓶 则溶液的物质的量浓度为 0 045mol L 1 0 045mol L 1 0 036mol L 1 0 045mol L 1 29 考点2氨气的制法 1 实验室制法 1 原理 用铵盐与碱共热 2 装置 发生装置同制氧气 3 收集 向下排空气法 4 检验 a 用润湿的红色石蕊试纸检验变蓝 b 用蘸有浓盐酸的玻璃棒检验 产生白烟 5 干燥 不能用 浓 作干燥剂 因为 与 反应生成 能与 反应生成磷酸盐 浓 与 反应生成 通常用碱石灰作干燥剂 30 6 注意事项 收集 所用仪器必须干燥 收集 试管口塞一团棉花球 是减少与空气的对流 增大所收集氨气的纯度 制 不能用硝酸铵 碳酸氢铵 因为 受热时可能发生爆炸 而 极易分解产生 使生成的 中混有 杂质 不能用 代替 原因是 具有吸湿性 易结块 不利于 的产生 另外 加热时对试管腐蚀较严重 2 工业制法原料 水 煤和空气造气 氮气取自空气原理 正反应放热 31 解析 项 受热分解生成 和 冷却后二者又化合生成 项 同时放热 使平衡 向逆反应方向移动 有利于 的产生和逸出 项 反应原理正确 但试管口应略向下倾斜 项 浓氨水受热挥发出 正确 解法探究 判断实验装置图是否正确的方法 1 看发生装置是否正确 实验是否需要加热 酒精灯加热的部位及先后顺序是否正确 仪器的放置位置是否合适等 2 看试剂是否符合反应原理 试剂包括反应物 干燥剂 除杂试剂 尾气吸收剂等 3 看收集方法是否正确 包括排液法选用的液体试剂 排空气法导气管伸入的位置等 4 看是否缺少尾气吸收装置 包括吸收装置中选用的吸收剂是否合适 例3 图3 2 6所示是实验室制取氨气的装置和选用的试剂 其中错误的是 图3 2 10 A C 32 3 图3 2 7装置是实验室制备氨气的装置 在试管口处的试纸可以检验氨气的逸出 下列不能用来放置在试管口的试纸是 A 湿润的 试纸B 湿润的蓝色石蕊试纸C 湿润的红色石蕊试纸D 浸有酚酞试剂的滤纸 对应训练 图3 2 7 B 33 例4 实验室里为了简便制取干燥的氨气 下列方法中适合的是 A 加热氯化铵固体 产生的气体用碱石灰干燥B 在 和 混合气中加入铁触媒并加热至 C 在浓氨水中加入 固体 产生的气体用碱石灰干燥D 加热 生成的气体用 干燥 解析 将浓氨水中加入 固体 溶解放出大量的热 同时由于溶液中 的增大使溶液中的溶解电离平衡 逆向移动 从而使 大量逸出 生成的氨气可用碱石灰干燥 C 34 对应训练 4 1 合成氨工业对化学和国防工业具有重要意义 写出氨的两种重要用途 实验室制备氨气 下列方法中适宜选用的是 固态氯化铵加热分解 固体氢氧化钠中滴加浓氨水 氯化铵溶液与氢氧化钠溶液共热 固态氯化铵与氢氧化钙混合加热 制化肥 制硝酸 35 1 铵盐的性质 1 物理性质 铵盐都是白色晶体 均易溶于水 2 化学性质 受热易分解 NH4ClNH3 HCl 与碱反应 a NH4 OH NH3 H2Ob 在稀溶液中不加热 NH4 OH NH3 H2Oc 在浓溶液中不加热 NH4 OH NH3 H2O 水解反应 NH4 H2ONH3 H2O H 5 用途可作氮肥 炸药 焊药 制硝酸 2 NH4 离子的检验取少量样品 加碱共热 用湿润的红色石蕊试纸检验 试纸变蓝 说明有NH4 离子方程式为 NH4 OH NH3 H2O 考点3铵盐及NH4 的检验 36 思考1 固态NH4Cl受热变成气体 气体遇冷又变成固态NH4Cl 固态碘受热变成蒸气 蒸气遇冷又变成固态碘 这两种现象的本质是相否相同 答案 1 并不是所有铵盐受热都产生NH3 2 在中学化学里 受热易分解的盐一般为铵盐或碳酸盐 酸式盐和正盐 除Na2CO3 K2CO3外 在一些无机推断题中 当有AB C 关系时 一般情况下 把A应锁定在铵盐和碳酸盐的范围内 3 氧化性酸的铵盐受热分解产物复杂 温度不同 产物亦不同 在中学阶段一般不作要求 在较低温度下 符合一般规律 例如 NH4NO3 NH3 HNO32NH4NO3 2N2 O2 4H2O 答案 不同 固体NH4Cl受热变成气体 遇冷又变为固体NH4Cl 发生了如下两步反应 NH4Cl NH3 HCl NH3 HCl NH4Cl 属于化学变化 而碘的转化属于物理变化 2 铵盐不稳定 分解后都有NH3生成吗 90 100 500 37 3 铵盐与碱反应可得到NH3 但在溶液进行反应时 书写离子方程式应注意如下问题 铵盐和氢氧化钠在溶液中反应 加热或不加热时书写离子方程式不同 NH4 OH NH3 H2ONH4 OH NH3 H2O 例5 离子检验的常用方法有三种 下列离子检验的方法不合理的是 A NH4 气体法B I 沉淀法C Fe3 显色法D Ca2 气体法 解析 根据本题给出的三种方法的实质 Ca2 应该用沉淀法检验 D 38 对应训练 5 某种常用的白色晶体A 与盐酸反应产生无刺激性气味的气体B 将B通入澄清石灰水 石灰水变浑浊 若在A的水溶液中加氢氧化钡溶液 则析出白色沉淀C和无色气体D D可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝 加热固体A 可生成水 B和D 而且B和D的物质的量之比为1 1 根据以上事实 可以判断A是 B是 C是 加热固体A生成水 B和D的化学方程式是 NH4HCO3 CO2 BaCO3 NH4HCO3 NH3 CO2 H2O 39 1 2009年上海化学卷 在下列变化 大气固氮 硝酸银分解 实验室制取氨气中 按氮元素被氧化 被还原 既不被氧化又不被还原的顺序排列 正确的是 A B C D 解析 大气固氮发生的反应为N2 O2 2NO 氮元素被氧化 硝酸银分解的化学方程式为2AgNO3 2Ag 2NO2 O2 氮元素被还原 实验室制取氨气的化学方程式为2NH4Cl Ca OH 2 CaCl2 2NH3 2H2O 该反应属于非氧化还原反应 因此A项符合题意 A 闪电 光 40 2 2009年上海化学卷 用浓氯化铵溶液处理过的舞台幕布不易着火 其原因是 幕布的着火点升高 幕布的质量增加 氯化铵分解吸收热量 降低了温 氯化铵分解产生的气体隔绝了空气A B C D 解析 处理后的幕布不易着火 主要原因有两个 一是NH4Cl分解吸收热量 降低了环境温度 二是NH4Cl分解生成的NH3 HCl可以有效隔绝幕布与空气接触 B 41 3 2009年四川卷 关于浓度均为0 1mol L 1的三种溶液 氨水 盐酸 氯化铵溶液 下列说法不正确的是 A c NH4 B 水电离出的c H C 和 等体积混合后的溶液 c H c OH c NH3 H2O D 和 等体积混合后的溶液 c NH4 c Cl c OH c H 解析 A项 氨水是弱电解质 部分电离 NH4Cl是强电解质 完全电离 故NH4Cl溶液中c NH4 较大 B项 同浓度的盐酸电离得到的c H 要大于氨水电离得到的c OH 对水电离的抑制盐酸大于氨水 B项错 C项 和 等体积混合后得到的是NH4Cl溶液 在该溶液中存在下列关系 电荷守恒 c Cl c OH c H c NH4 物料守恒 c Cl c NH4 c NH3 H2O 将二式合并得c H c OH c NH3 H2O D项 与 等体积混合所得溶液呈碱性 故c NH 4 c Cl c OH c H B 42 请