第四节 氮及其重要化合物.doc

第四章 非金属及其化合物第四节氮及其重要化合物题目：氮及其重要化合物时间：2011.课时安排：两课时课时第一课时：考点1 第二课时：考点2 复习目标：1了解氮气的性质及应用。2了解氮的氧化物(NO、NO2)的性质及对环境的影响。3掌握氨气的结构、性质、制法和用途。4了解硝酸的氧化性。5能结合元素周期表相关知识进行元素及其化合物性质的推断。6结合金属与硝酸的反应，掌握守恒法的计算技巧。课前预习：自主评估1下列对氮的固定解释、分类都正确的是()选项事实解释(或化学方程式)固氮方式A雷雨肥庄稼3NO2H2O=2HNO3NO(主要)自然固氮B工业合成氨生物固氮C豆科植物的根瘤固氮吸收氮气转化成氨或铵盐生物固氮D工业合成尿素2NH3CO2=CO(NH2)2H2O人工固氮答案：C2常温下，下列各组气体等体积混合，充满试管倒立在水槽中，试管内气体体积不会明显减少的一组是(C)A.BC DNO、O2C2H4、H2NO2、O2Cl2、SO2NH3、O2CO、O23针对实验室制取氨气，下列说法不正确的是(B)A发生装置和实验室用KClO3制取O2的相同B用排饱和氯化铵溶液的方法收集氨气C氨气的验满可以用湿润的红色石蕊试纸或蘸有浓盐酸的玻璃棒放于试管口附近D所用的铵盐不是硝酸铵，因为硝酸铵易爆炸6将相同质量的铜分别和过量浓硝酸、稀硝酸反应，下列叙述正确的是(B)A反应速率：两者相同B消耗硝酸的物质的量：前者多，后者少C反应生成气体的颜色：前者浅，后者深D反应中转移的电子总数：前者多，后者少7已知A、B、C、D为气体，E、F为固体，G是氯化钙，它们之间的转换关系如下图所示：请回答下列问题：(1)D的化学式是_，E的化学式是_ Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O_。(2)A和B反应生成C的化学方程式是：_3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O_。(3)E和F反应生成D、H和G的化学方程式是：_ H2SO4提供H，NO3继续与Cu发生反应：3Cu8H2NO3=3Cu22NO4H2O _。 教学过程：【第一课时】考点1氮的氧化物溶于水的计算案例精析【例1】将盛有a mol NO2和b mol NO(标准状况下)混合气体的试管倒立于水槽中，再通入b mol O2，充分反应后试管里剩余气体的成分及物质的量决定于a与b的关系，请填写表格：(1)若a3，恰好完全反应时，b为多少？(2)若a4，b4，恰好完全反应时，生成HNO3的物质的量浓度为多少？(1)若a3，则与水反应后生成NO为1 mol，反应后NO的总量为(1b) mol，根据4NO3O22H2O=4HNO3可得恰好完全反应时，(1b)b43，故b3。(2)根据4NO2O22H2O=4HNO3可得4 mol NO2完全反应需O2 1 mol，还剩余3 mol O2，再根据4NO3O22H2O=4HNO3得3 mol O2可与4 mol NO恰好反应生成4 mol HNO3，故可生成HNO3为8 mol。故不剩余气体，HNO3溶液的浓度为 mol/L。变式探究1将24 mL NO、NO2的混合气体通入倒立于水槽中盛满水的量筒内，然后再向其中通入12 mL O2，充分反应后，量筒中剩余气体3 mL，求在相同状况下，原混合气体中NO和NO2的体积各是多少毫升？解析：本题计算必需用到反应方程式有，(1)4NO3O22H2O=4HNO3(2)4NO2O22H2O=4HNO3。若剩余气体为氧气，NO和NO2完全反应，氧气参加反应的体积为12 mL3 mL9 mL，再用(1)(2)两式可以列方程组求解；若剩余气体为NO，则原混合气体中的NO减去剩余气体的体积，可以根据(1)(2)两式列方程组求解。答案：若剩余气体为NO：V(NO)16.5 mL，V(NO2)7.5 mL若剩余气体为O2：V(NO)6 mL，V(NO2)18 mL。点评：本题是有关过量计算的典型题目，应该特别领会化学反应的起点和终点，以简化思维过程。【第二课时】考点2 氮气的三种实验室制法及NH4的检验 1.加热固态铵盐和碱的混合物（1）装置：“固体+固体气”(2)收集：只能用向下排空气法。(3)干燥：用碱石灰(NaOH和CaO固体的混合物)。(4)验满方法：a.用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色；b.将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生。(5)环保措施：收集时，一般在管口塞一团用水或稀H2SO4浸湿的棉花球，可减小NH3与空气的对流速度，收集到纯净的NH3，同时也可避免污染空气。2.加热浓氨水3. 浓氨水中加固态碱性物质（1）反应原理(2)装置：如图4NH4的检验(1)若试样为固体，可用两种方法来检验：取少量样品放入坩埚中，加入固态碱进行研磨。若闻到氨味，说明样品中含有NH4。取少量样品与碱混合于试管中，然后加热，将湿润的红色石蕊试纸靠近管口，试纸变蓝，说明样品中含有NH4；也可将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近管口，若有白烟产生，说明样品中含有NH4。(2)若试样为液体，可取少量液体注入试管中，再加入碱液，微热，然后用湿润的红色石蕊试纸或蘸有浓盐酸的玻璃棒检验。掌握物质的特征性反应是检验物质的关键，离子检验的一般步骤为：取少许溶解或加入试剂必要的操作描述现象得出结论。案例精析例2(2010山东省青岛质检)某学习兴趣小组探究氨气的制取实验：(1)甲同学拟用下列实验方法制备氨气，其中合理的是_ B _。A将氯化铵固体加热分解B将浓氨水滴入氢氧化钠固体中C将氢氧化钠固体加入浓氨水中D将氯化铵稀溶液滴入氢氧化钠固体中(2)根据上述正确的原理，该同学欲用下列常见的实验室制气装置制取氨气，适宜的装置是_ C _。(3)气体的性质是气体收集方法选择的主要依据，下列性质与收集方法无关的是_密度颜色溶解性 热稳定性与氧气反应(4)下图是甲同学设计收集氨气的几种装置，其中可行的是_ d _，集气的原理是：利用氨气密度小于空气，采用短管进氨气，长管出空气，即可收集氨气。变式探究2下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是()解析：A项，NH4Cl受热分解生成NH3和HCl，冷却后两者又化合生成NH4Cl；B项，CaOH2O=Ca(OH)2，同时放热，使平衡NH3H2O=NH3H2ONH4OH向逆反应方向移动，有利于NH3的产生和逸出；C项，反应原理正确，但试管口应略向下倾斜；D项，浓氨水受热挥发出NH3。答案：AC【第三课时】考点3金属与HNO3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NO2H2O(2)金属稀硝酸金属硝酸盐NOH2O2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NO3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)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。案例精析【例3】足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体与1.68 L O2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5 mol/L NaOH溶液至Cu2恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是(A)A60 mLB45 mLC30 mL D15 mL变式探究3将32.64 g铜与140 mL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11.2 L。请回答：(1)NO的体积为_5.824 L _L，NO2的体积为_5.376 _L。(2)参加反应的HNO3的物质的量是1.52 mol。(3)待产生的气体全部释放后，向溶液中加入V mol a mol/L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。(4)欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3，至少需要30%的双氧水_57.8 g。_g。解方程组得：x0.26 mol，y0.24 mol。则：V(NO)0.26 mol22.4 Lmol15.824 L。V(NO2)11.2 L5.824 L5.376 L。(