2013年高考化学 教材回归详析 4.4 氮及其重要化合物

1 第四节第四节 氮及其重要化合物氮及其重要化合物 考点梳理 1 了解氮单质及其重要化合物的主要性质及应用 2 了解氮单质及其重要化合物对环境质量的影响 一 氮的单质及其氧化物一 氮的单质及其氧化物 1 氮在自然界中的存在与转化 1 氮元素的存在与氮的固定 2 氮气 1 物理性质 颜色 无色 气味 无味 状态 气体 密度 比空气小 溶解性 难溶于水 2 化学性质 3 NO 和 NO2的性质比较 NONO2 颜色无色红棕色 毒性有毒有毒物理性质 溶解性不溶能溶 与 O2反应2NO O2 2NO2 化学性质 与 H2O 反应3NO2 H2O 2HNO3 NO 实验室制法 填化学方程式 3Cu 8HNO3 稀 3Cu NO3 2 2NO 4H2O Cu 4HNO3 浓 Cu NO3 2 2NO2 2H2O 2 与人体 环境的关系 与血红蛋白结合使人中毒 转化成 NO2形成酸雨 光化学烟雾 形成酸雨 光化学烟雾 二 氨和铵盐二 氨和铵盐 1 1 氨气 氨气物理性质 无色 刺激性气味的气体 密度比空气小 极易溶于水 常温常压下 1 体积水能溶解 700 体积的氨气 易液化 可作致冷剂 2 氨气氨气化学性质 1 与水反应 氨水呈碱性 原理 NH3 H2ONH3 H2ONH4 OH 氨气是唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体 常用此性质检验氨气 2 与酸反应与挥发性酸 如浓盐酸 硝酸 的反应 NH3 HCl NH4Cl 现象 产生白烟 与硫酸反应 2NH3 H2SO4 NH4 2SO4 3 与盐反应 向 AlCl3溶液中滴加氨水反应的离子方程式为 Al3 3 NH3 H2O Al OH 3 3 NH4 4 氨气的还原性 NH3中的 N 呈 3 价 所以 NH3具有还原性 能被 O2 CuO NOx Cl2等物质氧化 3 实验室制法 2NH4Cl Ca OH 22NH3 CaCl2 2H2O 4 用途 制 HNO3 铵盐 纯碱 尿素 制冷剂等 5 铵盐 1 物理性质 都是无色或白色晶体 易溶于水 2 化学性质 不稳定性 NH4HCO3 NH3 H2O CO2 30 以上可分解 NH4Cl NH3 HCl 3 与碱反应 a a 在稀溶液中不加热 在稀溶液中不加热 432 NHOHNHH O b b 加热时或浓溶液 加热时或浓溶液 432 NHOHNHH OA 3 NHNH4 4 的检验的检验 取少量样品 与碱混合于试管中 加热 将湿润的红色石蕊试纸靠近管口 试纸变蓝 色 说明样品中含有 NH4 也可以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 未知液呈碱性湿润红色石蕊试纸变蓝色 则证明含 NH OH 4 三 硝酸三 硝酸 1 物理性质 无色 易挥发 在空气中遇水蒸气呈白雾状 有刺激性气味的液体 2 化学性质 1 不稳定性 市售浓硝酸呈黄色的原因是 硝酸分解生成的 NO2溶解在硝酸里 硝酸保存在棕色试剂瓶中 置于冷暗处 不能用橡胶塞 2 强氧化性 硝酸无论浓 稀都有强氧化性 而且浓度越大氧化性越强硝酸无论浓 稀都有强氧化性 而且浓度越大氧化性越强 能与 Au Pt 以外的所有金属反应 如 Cu 与浓 稀硝酸的反应方程式 Cu 4HNO3 浓 Cu NO3 2 2NO2 2H2O 3Cu 8HNO3 稀 3Cu NO3 2 2NO 4H2O 注意 有些金属 如 Al Fe 等 在冷的浓硝酸中发生钝化 故可以用铁 铝容器运输冷的浓硝酸 与非金属的反应 碳与浓硝酸反应的化学方程式 C 4HNO3 CO2 4NO2 2H2O 与某些还原性物质反应 如 FeO 化学方程式 3FeO 10HNO3 稀 3Fe NO3 3 NO 5H2O 3 NO3离子的检验 晶体或浓溶液与浓硫酸 Cu 共热时 若产生红棕色气体则含 NO3 若为稀溶液则 先浓缩 3 与有机物反应 硝化反应 与 C6H6反应 4 C6H6 HNO3C6H5NO2 H2O 浓硫酸 颜色反应 蛋白质遇到浓硝酸时变黄色 3 用途 化工原料 用于制化肥 染料 炸药等 热点难点热点难点 一 氨气的实验室制法与性质一 氨气的实验室制法与性质 1 加热固态铵盐和碱的混合物 1 反应原理 2NH4Cl Ca OH 22NH3 CaCl2 2H2O 2 装置 固体 固体气体 与用 KClO3或 KMnO4制 O2的装置相同 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 验满方法 用湿润的红色石蕊试纸置于试管口 试纸变蓝色 将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口 有白烟产生 6 环保措施 收集时 一般在管口塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球 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 1 反应原理 NH3 H2ONH3 H2O 2 装置 右图 3 浓氨水中加固态碱性物质 1 原理 浓氨水中存在以下平衡 NH3 H2O N H3 H2O NH 4 OH 加入固态碱性物质 如 CaO NaOH 碱石灰等 使平衡逆向移动 促进了 NH3 H2O 的分解 2 装置 5 特别提醒 加热铵盐和碱制氨气时 1 不宜选用 NH4NO3和 NH4HCO3 NH4NO3受热易爆炸 NH4HCO3受热易分解产 生 CO2 2 Ca OH 2不宜用 NaOH KOH 代替 原因是 NaOH KOH 易吸湿 结块 不利于 NH3的逸出 4 氨气的性质 1 氨气的催化氧化实验探究 装置作用或现象 提供氨气和氧气 使氨气被催化氧化 红热状态的铂铑合金丝更加红热 吸收剩余的氨气和生成的水蒸气 看到有红棕色的气体产生 2 氨气的溶解性实验问题 喷泉实验的基本原理 气体在液体中溶解度很大 在短时间内产生足够的压强差 负压 则打开止水夹后 大气压将烧杯内的 液体压入烧瓶中 在尖嘴导管口形成喷泉 形成喷泉的气体与液体组合 a NH3 HCl SO2 NO2 与水组合能形成喷泉 b 酸性气体与 NaOH 溶液组合能形成喷泉 典例 1 实验室里可按下图所示的装置干燥 贮存某气体 R 多余的气体可用水吸收 则 R 是 6 A NO2 B HCl C CH4 D NH3 解析 由储气瓶的连接方式知 瓶内只能收集密度小于空气的气体 排除 NO2 HCl 由尾气吸收装置知 该气体极易溶于水 排除 CH4 答案 D 二 硝酸与金属 非金属反应的一般规律二 硝酸与金属 非金属反应的一般规律 1 硝酸与金属反应的一般规律 1 金属与 HNO3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 足量金属与一定量浓硝酸反应时 随着硝酸浓度的降低 产物也发生改变 3 金属与 HNO3反应的一般通式为 金属 浓硝酸 金属硝酸盐 NO2 H2O 反应中 表现氧化性 被还原 的 HNO3占 表现酸性生成硝酸盐的 HNO3占 1 2 1 2 金属 稀硝酸 金属硝酸盐 NO H2O 反应中 表现氧化性 被还原 的 HNO3占 表现酸性生成硝酸盐的 HNO3占 1 4 3 4 2 硝酸与非金属反应的规律 1 浓硝酸能与碳 硫 磷等非金属单质反应 一般生成最高价含氧酸或最高价氧化物 二氧化氮和 水 2 与非金属反应 HNO3表现强氧化性 不表现酸性 3 计算中的守恒思想的应用 1 原子守恒法 HNO3与金属反应时 一部分 HNO3起酸的作用 以 NO的形式存在于溶液中 一部分作为氧化剂转化 3 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 得失电子守恒法 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 电荷守恒法 HNO3过量时反应后溶液中 不考虑 OH 则有 c NO c H nc Mn Mn 代表金属离子 3 4 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 NO在 H2SO4提供 H 的条件下能继续与金属反应 3 7 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 NO进行相关 3 计算 且溶液中要符合电荷守恒 典例 2 1 92 g Cu 投入一定量的浓 HNO3溶液中 Cu 完全溶解 生成气体颜色越来越浅 共收集到标 准状况下的气体 672 mL 将盛有此气体的容器倒扣在水槽中 通入标准状况下 一定体积的氧气 恰好使 气体完全溶于水 则通入的氧气的体积为 A 504 mL