氮元素知识清单.doc

氮元素知识清单一、氮气1、氮气的物理性质：氮气是一种无色无味难溶于水的气体，常温下稳定，是空气的主要成分，沸点比氧气低，液化空气先得到的是液态的O2 。可用排水集气法收集（氮气与空气密度接近，不能用排空气法收集）。2、氮气的化学性质N2+O2闪电2NO N2+ 3H2 2NH3二、氨1、氨气的物理性质氨气是一种无色有刺激性气味的气体，易挥发，极易溶于水，1体积水能溶解700体积的氨气，氨气的收集用向下排空气法。2、喷泉实验 原理是氨气极易溶于水，圆底烧瓶内几乎形成真空，内外形成压强差。大气压将水压入圆底烧瓶中形成喷泉，若水中滴加了酚酞，喷泉就成红色。3、氨气的制备工业制法 N2+ 3H2 2NH3实验室制法Ca(OH)2 + 2NH4Cl加热 注意：不能用NaOH固体，因为玻璃管的主要成分SiO2强热下会和NaOH反应； 不能用(NH4)2CO3，加热分解会产生杂质气体CO2；而NH4NO3加热会爆炸将浓氨水滴加到NaOH固体中，NaOH固体溶于水放热，NH3H2O受热分解产生氨气4、氨气的化学性质氨气溶于水后显碱性：NH3+H2O NH3H2O NH4+ + OH-注意：1、氨水的密度小于水，氨水浓度越大，溶液密度越小2、氨气是高中所学溶于水后唯一显碱性的气体，故可用湿润的红色的石蕊试纸检验某气体，若试纸变蓝则一定是氨气。NH3H2O（一水合氨）的弱碱性Al3+ 3 NH3H2O Al(OH)3 + 3NH4+NH3 + HCl NH4Cl （现象：产生白烟，故可蘸取浓盐酸检验氨气） NH3+CO2+H2O NH4HCO3 2NH3+CO2+H2O (NH4)2CO3NH3的还原性（氨气中氮元素显负三价）氨的催化氧化： 氨气与氧化铜反应： 氨气与二氧化氮反应： 氨气与氯气反应： 5、铵盐NH4+的检验：取少量待测液，加入NaOH溶液然后加热生成气体，用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，试纸变蓝，则溶液中有NH4+铵盐的不稳定性NH4Cl加热 NH3+HCl NH4HCO3加热 NH3+CO2+H2O (NH4)2CO3加热 2NH3+CO2+H2ONH4NO3在不同温度下加热生成的气体不同，体积迅速膨胀并爆炸，可作炸药练习：“索尔维制碱法”工艺流程如图所示，请回答下列问题：（1）合成氨工业生产中所用的-Fe催化剂的主要成分是FeO和Fe2O3，某-Fe催化剂中FeO和Fe2O3的物质的量相等，其中Fe2+与Fe3+的物质的量之比为 ；（2）向饱和NaCl溶液中先通入 气体，效果更好，反应制得NaHCO3沉淀和NH4Cl溶液的化学程式为 （3）索尔维制碱法除了得到纯碱外，还会产生一种废渣 ，侯氏制碱法在此工业上改进，不再使用CaCO3制备CO2，而是在制备NH3的过程中制得CO2，则侯氏制碱法在得到纯碱的同时还制得了 ，此物质在农业上的用途是 。三、氮的氧化物1、N2O：俗称笑气，可作麻醉剂 NO：无色无味难溶于水的有毒气体N2O3：是HNO2的酸酐 ：N2O3+H2O 2HNO2NO2：红棕色有刺激性气味能溶于水且能与水反应的有毒气体 2NO2 N2O4N2O5：HNO3的酸酐：N2O5 + H2O 2HNO3注意：CO2会造成温室效应，但是不会形成酸雨；SO2、NO2会造成酸雨（pH 5.6）NO、NO2会造成光化学烟雾、破坏臭氧层。2、NO与NO2的化学性质 2NO+O2 2NO2 3NO2+H2O 2HNO3+NO =+ 2： =3+2： 练习1、标准状况下将10ml盛满NO2气体的试管倒置到水槽中，待反应完全后，若生成的HNO3都在试管中，则试管内稀硝酸的浓度是多少？ 2、将10ml盛满的NO2与O2的混合气体的试管倒置到水槽中，待完全反应后，试管剩余2ml气体，则原混合气体中NO2、O2的体积分别是？ 五、硝酸1、硝酸的物理性质纯的硝酸是无色的液体，可以和水以任意比例混溶，硝酸恒沸溶液质量分数为69.2%，相当于16mol/L，溶解了大量NO2的称为发烟硝酸，浓度为1216mol/L的称为浓硝酸，68mol/L的称为稀硝酸。2、硝酸的化学性质具有酸的通性，但不与金属生成H2，通常稀硝酸反应生成NO，浓硝酸反应生成NO2不稳定性 4HNO3光照/加热 4NO2+O2+2H2O强氧化性金属铁、铝常温下遇浓硝酸会钝化（生成致密的氧化物薄膜）3Cu+8HNO3 3Cu(NO3)2+2NO+ 4H2OCu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2+ 2H2O金属铜与浓硝酸反应的现象： 六、硝酸盐：NO、NO2与NaOH溶液反应： NO2与NaOH溶液反应 综合练习：1、下列离子方程式书写正确的是（ ）A、将大量的CO2通入Ca(ClO)2溶液中：CO2+H2O+Ca2+2ClO- CaCO3+ 2HClOB、明矾溶液中滴加Ba(OH)2溶液至SO42-完全沉淀：Al3+Ba2+SO42-+3OH-BaSO4+Al(OH)3C、100ml2mol/FeBr2溶液中通入2.24L标准状况下的氯气：2Fe2+2Br-+2Cl2 2Fe3+Br2+4Cl-D、硝酸钾与稀硫酸的混合溶液中加入铜片：3Cu+ 8H+ 2NO3- 3Cu2+2NO+ 4H2O2、在某稀溶液中含4 mol KNO3和2.5 mol H2SO4，向其中加入1.5mol Fe粉，充分反应（已知NO3-被还原为NO）。下列说法正确的是（ ）A反应后生成NO的体积为28 L B所得溶液中C(Fe2+)：C(Fe3+)=1:1C所得溶液中C(NO3-)=2.75mol/L D所得溶液中溶质只有FeSO4和K2SO43、氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2，某同学在实验室中对NH3与NOx反应进行了探究。回答下列问题：(1)氨气的制备氨气的发生装置可以选择上图中的_，反应的化学方程式为_ 预收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为：发生装置_(按气流方向，用小写字母表示)。(2)氨气与二氧化氮的反应将上述收集到的NH3充入注射器X中，硬质玻璃管Y中加入少量催化剂，充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。操作步骤实验现象解释原因打开K1，推动注射器活塞，使X中的气体缓慢通入Y管中Y管中_反应的化学方程式_将注射器活塞退回原处并固定，待装置恢复到室温Y管中有少量水珠生成的气态水凝集打开K2_4、固体硝酸盐加热易分解且产物较复杂。某学习小组以Mg(NO3)2为研究对象，拟通过实验探究其热分解的产物，提出如下4种猜想：甲：Mg(NO3)2、NO2、O2 乙：MgO、NO2、O2 丙：Mg3N2、O2 丁：MgO、NO2、N2（1）实验前，小组成员经讨论认定猜想丁不成立，理由是_。查阅资料得知：2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O针对甲、乙、丙猜想，设计如下图所示的实验装置（图中加热、夹持仪器等均省略）：（2）实验过程取器连接后，放人固体试剂之前，关闭k，微热硬质玻璃管（A），观察到E 中有气泡连续放出，表明 称取Mg(NO3)2固体3 . 79 g置于A中，加热前通人N2以驱尽装置内的空气，其目的是_；关闭K，用酒精灯加热时，正确操作是先_然后固定在管中固体部位下加热。 观察到A 中有红棕色气体出现，C、D 中未见明显变化。 待样品完全分解，A 装置冷却至室温、称量，测得剩余固体的质量为1 . 0g 取少量剩余固体于试管中，加人适量水，未见明显现象。（3）实验结果分析讨论 根据实验现象和剩余固体的质量经分析可初步确认猜想_是正确的。 根据D 中无明显现象，一位同学认为不能确认分解产物中有O2，因为若有O2，D中将发生氧化还原反应 （填写化学方程式），溶液颜色会褪去；小组讨论认定分解产物中有O2存在，未检侧到的原因是_ 小组讨论后达成的共识是上述实验设计仍不完善，需改进装里进一步研究。5、某课外活动小组根据镁与CO2的反应设计实验探究镁与NO2的反应。甲同学推测产物是MgO和N2；乙同学推测产物除了MgO和N2外，固体中还可能含有Y。该小组同学设计了以下装置探究镁与NO2反应的固体产物，并测定其组成。 实验开始时，先关闭止水夹后打开弹簧夹，再打开分液漏斗活塞，当硬质玻璃管充满红综色气体后，打开止水夹，关闭弹簧夹，最后点燃酒精灯。这样做的目的是 装置B中的试剂可以选用 A、浓硫酸 B、无水氯化钙 C、五氧化二磷 D、碱石灰装置C中盛装氢氧化钠溶液的作用是： 为保证生