高考化学一轮精品教学案 4.4 氮及其重要化合物课件.ppt

第四节氮及其重要化合物 解读考纲 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 二 氨和铵盐1 氨 1 结构与物理性质 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nh是弱碱的阳离子 水解反应离子方程式 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 思考1 如何除去浓hno3的黄色 思考2 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 思考1 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 思考2 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 答案 b 2 下列变化中 属于物理变化的是 a 氮的固定b 加热nh4cl晶体 受热后由试管底部移到试管上部c 液氨汽化d 加热氨水得到nh3 答案 c 答案 a 4 研究表明 一氧化氮吸入治疗法可快速改善sars重症患者的缺氧状况 缓解病情 病毒学研究证实 一氧化氮对sars病毒有直接抑制作用 下列对一氧化氮的叙述正确的是 a 一氧化氮是一种红棕色的气体b 一氧化氮的摩尔质量为30c 常温常压下 一氧化氮能与空气中的氧气直接化合d 一氧化氮易溶于水 不能用排水法收集 答案 c 5 下列对于硝酸的认识 不正确的是 a 浓hno3和稀hno3都具有氧化性b 铜与hno3的反应属于置换反应c 金属与hno3反应不产生氢气d 可用铁和铝制容器盛装浓hno3 答案 b 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 3 喷泉实验 1 容器a内气体极易溶于水或容器a内气体易与烧杯b中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a内气体时 由于气体大量溶解或与b内溶液中的溶质发生化学反应 从而使容器a内气压迅速降低 在外界大气压作用下 烧杯b中液体迅速进入容器a 通过尖嘴导管喷出 形成喷泉 下表列出的气体与吸收剂 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 使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 例1 已知氨可以与灼热的氧化铜反应得到氮气和金属铜 用如图中的装置可以实现该反应 回答下列问题 1 a中加入的物质是 发生反应的化学方程式是 2 b中加入的物质是 其作用是 3 实验时在c中观察到的现象是 发生反应的化学方程式是 4 实验时在d中观察到的现象是 d中收集到的物质是 检验该物质的方法和现象是 解析 根据反应原理 反应物为氨气和氧化铜 可以判断试管a为制取氨气的装置 因此装入的药品可知 b中要装入碱石灰 以除去h2o g 加热后 黑色氧化铜变为红色的铜 生成的水和未反应的氨气生成氨水留在了d中 而氮气通过排水法进行收集 检验氨气可利用其碱性 检验水可以用无水硫酸铜 思维深化 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 变式训练1 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 2 某学生利用以下装置制备氨气 并完成氨气的喷泉实验 请回答下列问题 1 装置a中发生反应的化学方程式为 2 装置b中所盛的试剂是 3 如果将制备氨气的实验装置和氨气的喷泉实验装置组合为一整套实验装置 用字母表示接口的连接顺序为 c 4 组装好装置 检查装置的气密性后 加入试剂关闭k3 打开k1 k2 给a装置中试管加热 当 填写现象 时 说明烧瓶中氨气已收集满 用装置c进行喷泉实验 上部烧瓶已装满干燥氨气 引发水上喷的操作是 5 装置e的作用 6 第 4 问中提到 组装好装置 检查装置的气密性后 这一组装好的装置检查气密性的方法是 解析 本题主要考查了氨气的制备及喷泉实验的完成 装置a用于制备氨气 装置b用于干燥氨气 装置c用于收集氨气做喷泉实验 根据装置d的双球特点知 d可以吸收氨气且能防止倒吸 装置e中长颈漏斗可以起到安全作用 根据整套实验装置连接的基本原则连接装置 然后结合实验思考一些细节问题 添加一些必要装置 再结合装置特点考虑导管口连接方式 就可以解决问题 3 某研究性学习小组在做氯气的喷泉实验 装置如右图 发现含有酚酞的naoh溶液喷入烧瓶后溶液的红色褪去 甲 乙两位同学对此现象分别做了如下推测 甲 因为氯气与naoh溶液反应 使溶液碱性减弱甚至呈酸性 所以溶液红色褪去 乙 因为氯气溶于水并与水反应生成hclo 由于hclo的氧化漂白作用而使溶液褪色 1 验证甲同学的推测是否正确的方法是 验证乙同学的推测是否正确的方法是 2 如果将naoh溶液改成酸性kmno4溶液 把cl2换成so2气体 试问用图示所给装置完成喷泉实验是否合理 填 合理 或 不合理 如果认为不合理 请说明你的理由 3 类似 褪色喷泉实验 还有多种 变色的喷泉实验 请你按实验要求 分别设计1个 变色喷泉实验 并填写下列表格 答案 1 取烧瓶中的无色溶液加入足量的naoh溶液 如果溶液恢复红色 则可证明甲同学的推测是正确的如果加入足量的naoh溶液后不能恢复红色 则说明乙同学的推测是正确的 2 不合理kmno4溶液可与橡胶塞橡胶管均反应 也不能盛放在倒置的胶头滴管中 3 其他合理答案也可 解析 本题是将教材上的演示实验进行了改进和拓展 并与实验探究问题结合在一起 探究验证氯气使含酚酞的氢氧化钠褪色的原因 若乙同学的说法正确 则说明酚酞被氧化 再加入氢氧化钠不会变红色 而如果甲同学正确 再加入氢氧化钠溶液会变红色 用高锰酸钾溶液和so2进行喷泉实验 要考虑药品对仪器的影响 由于高锰酸钾具有强氧化性 会使橡胶 连接玻璃管的橡胶管 胶头滴管 氧化腐蚀 因此 该实验不合理 无色变红色是解题的关键 可以是含酚酞的水溶液遇氨气 红色变无色的情况可以是含酚酞的氢氧化钠溶液与氯化氢气体或so2 也就是酸性气体 相遇 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 h2o2 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反应再生成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 例2 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 答案 1 5 85 4 2 av 10 3 0 5 0 14 变式训练4 某金属单质跟一定浓度的硝酸反应 假定只产生单一的还原产物 当参加反应的单质与被还原硝酸的物质的量之比为2 1时 还原产物是 a no2b noc n2od n2 答案 c 5 某实验过程如图所示 则图 的试管中的现象是 a 无明显现象 因稀h2so4不与铜反应b 铜片溶解 产生无色气体 该气体遇到空气不变色c 铜片溶解 放出红棕色有刺激性气味的气体d 铜片溶解 产生无色气体 该气体在试管口变为红棕色 答案 d 解析 生成的cu no3 2在h2so4的酸性条件下相当于又有了hno3 铜片会继续溶解生成no 6 足量铜与一定量的浓硝酸反应 得到硝酸铜溶液和no2 no的混合气体4 48l 标准状况 这些气体与一定体积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5mol lnaoh溶液至cu2 恰好完全沉淀 则消耗naoh溶液的体积是60ml 下列说法不正确的是 a 参加反应的硝酸是0 5molb 消耗氧气的体积为1 68lc 此反应过程中转移的电子为0 6mold 混合气体中含no23 36l 答案 c 1 有关硝酸化学性质的叙述中 正确的是 a 浓 稀硝酸都能使蓝色石蕊试纸最终变为红色b 硝酸能与na2co3反应 但不生成co2c 硝酸可与na2s反应制得h2s气体d 浓硝酸因分解放出的no2又溶解于硝酸而呈黄色 答案 d 解析 硝酸是一种具有强氧化性的不稳定强酸 并且硝酸越浓 氧化性越强 浓硝酸的氧化性强于稀硝酸 表现在浓硝酸可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色 而稀硝酸只能使蓝色石蕊试纸变红但不褪色 由于硝酸是一种氧化性酸 可氧化许多还原性物质 因此硝酸与na2s反应不能生成h2s 与na2co3反应能生成co2 所以本题选d 2 如图所示的装置 用以制备某种干燥的纯净气体 该装置中所装的药品正确的是 a a中装浓硫酸 b中装盐酸b a中装浓盐酸 b中装浓硫酸c a中装氢氧化钠浓溶液 b中装浓氨水d a中装浓氨水 b中装氢氧化钠浓溶液 答案 b 解析 根据所给装置图和制备气体的原理可知 要制备少量某种干燥的纯净气体 b中所盛放的一定为干燥剂 而浓盐酸 浓氨水和浓naoh不可作干燥剂 故可用浓硫酸做干燥剂 制备干燥纯净的氯化氢气体 答案 d 4 某稀溶液中含有fe no3 3 cu no3 2 hno3 向其中逐渐加入铁粉 溶液中的fe2 的浓度和加入铁粉的物质的量之间的关系如图所示 则原溶液中fe no3 3 cu no3 2 hno3物质的量浓度之比为 a 1 1 4b 1 3 1c 3 3 8d 1 1 1 答案 a 5 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为 a b c d 不能确定 答案 c 解析 设圆底烧瓶的体积为vl 所含气体的物质的量为x 则c nh3 x vmol l 而3no2 h2o 2hno3 no c hno3 2 3xmol 2 3vl x vmol l 只要在同温同压下 单一气体 或某一气体中混有空气 如进行喷泉实验 在h2o中 后所得溶液的浓度均相同 它与液体上升高度无关 若为标准状况 则浓度为1 22 4mol l c项正确 a b c d 答案 a 7 如图是课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案 下列有关操作不可能引发喷泉现象的是 a 挤压装置 的胶头滴管使ccl4全部进入烧瓶 片刻后打开止水夹b 挤压装置 的胶头滴管使naoh溶液全部进入烧瓶 片刻后打开止水夹c 用鼓气装置从装置 的a处不断鼓入空气并打开止水夹d 向装置 的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹 答案 b 解析 根据喷泉实验的原理 要发生喷泉现象 必须使烧瓶中压强迅速下降 导致外界压强大于烧瓶中的压强 从而使烧杯 锥形瓶 中的液体压到烧瓶中产生喷泉现象 中的cl2易溶于ccl4 中的nh3易溶于水 所以可以使烧瓶中压强迅速下降 产生喷泉现象 中hcl和浓氨水反应 首先是浓硫酸注入水中放热使浓氨水放出氨气 同样也会导致烧瓶中压强减小 而 中h2不溶于naoh溶液 也不与naoh反应 所以不能发生喷泉现象 8 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 降低了温度 氯化铵分解产生的气体隔绝了空气a b c d 答案 b 解析 氯化铵分解吸收热量 能降低火焰温度 并且分解产物氯化氢和氨气能隔绝空气 均破坏了可燃物的燃烧条件 故能使幕布不宜着火 9 下图是中学化学中常见物质间的反应转化关系图 其中部分产物已略去 常