一中网校高一化学备考串讲-第七讲

天津一中网校“高效应试班”备考串讲期末复习 第七讲 学科：化学 教师姓名：李翠松氮及其化合物一、知识梳理1、氮的氧化物：NO2和NON2O2 2NO，生成的一氧化氮很不稳定： 2NOO2 = 2NO2一氧化氮：无色气体，有毒，能与人血液中的血红蛋白结合而使人中毒（与CO中毒原理相同），不溶于水。是空气中的污染物。二氧化氮：红棕色气体（与溴蒸气颜色相同）、有刺激性气味、有毒、易液化、易溶于水，并与水反应：3NO2H2O2HNO3NO，此反应中NO2既是氧化剂又是还原剂。以上三个反应是“雷雨固氮”、“雷雨发庄稼”的反应。2、硝酸（HNO3）：（1）硝酸物理性质：纯硝酸是无色、有刺激性气味的油状液体。低沸点（83）、易挥发，在空气中遇水蒸气呈白雾状。98%以上的硝酸叫“发烟硝酸”，常用浓硝酸的质量分数为69%（2）硝酸的化学性质：具有一般酸的通性，稀硝酸遇紫色石蕊试液变红色，浓硝酸遇紫色石蕊试液先变红（H作用）后褪色（浓硝酸的强氧化性）。用此实验可证明浓硝酸的氧化性比稀硝酸强。浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂，能氧化大多数金属，但不放出氢气，通常浓硝酸产生NO2，稀硝酸产生NO，如：Cu4HNO3(浓)Cu(NO3)22NO22H2O3Cu8HNO3(稀)3Cu(NO3)22NO4H2O反应还原剂与氧化剂物质的量之比为12；反应还原剂与氧化剂物质的量之比为32。常温下，Fe、Al遇浓H2SO4或浓HNO3发生钝化，（说成不反应是不妥的），加热时能发生反应：Fe6HNO3(浓)Fe(NO3)33NO23H2O当溶液中有H和NO3时，相当于溶液中含HNO3，此时，因为硝酸具有强氧化性，使得在酸性条件下NO3与具有强还原性的离子如S2、Fe2、SO32、I、Br （通常是这几种）因发生氧化还原反应而不能大量共存。（有沉淀、气体、难电离物生成是因发生复分解反应而不能大量共存。）3、氨气（NH3）（1）氨气的物理性质：无色气体，有刺激性气味、比空气轻，易液化，极易溶于水，1体积水可以溶解700体积的氨气（可做红色喷泉实验）。浓氨水易挥发出氨气。（2）氨气的化学性质：a.溶于水溶液呈弱碱性：NH3H2ONH3H2ONH4OH生成的一水合氨NH3H2O是一种弱碱，很不稳定，受热会分解：NH3H2ONH3 H2O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NH3，而不是NH3H2O。氨水中的微粒：H2O、NH3、NH3H2O、NH4、OH、H(极少量，水微弱电离出来)。喷泉实验的原理：是利用气体极易被一种液体吸收而形成压强差，使气体容器内压强降低，外界大气压把液体压入气体容器内，在玻璃导管尖嘴处形成美丽的“喷泉”。喷泉实验成功的关键：（1）气体在吸收液中被吸收得既快又多，如NH3、HCl、HBr、HI、NO2用水吸收，CO2、SO2，Cl2、H2S等用NaOH溶液吸收等。（2）装置的气密性要好。（3）烧瓶内的气体纯度要大。b.氨气可以与酸反应生成盐：NH3HClNH4Cl NH3HNO3NH4NO3 2NH3H2SO4(NH4)2SO4因NH3溶于水呈碱性，所以可以用湿润的红色石蕊试纸检验氨气的存在，因浓盐酸有挥发性，所以也可以用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近集气瓶口，如果有大量白烟生成，可以证明有NH3存在。（3）氨气的实验室制法：1）原理：铵盐与碱共热产生氨气2）装置特点：固固气体，与制O2相同。3）收集：向下排空气法。4）验满：a.湿润的红色石蕊试纸（NH3是唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体）b.蘸浓盐酸的玻璃棒(产生白烟)5) 干燥：用碱石灰（NaOH与CaO的混合物）或生石灰在干燥管或U型管中干燥。不能用CaCl2、P2O5、浓硫酸作干燥剂，因为NH3能与CaCl2反应生成CaCl28NH3。P2O5、浓硫酸均能与NH3反应，生成相应的盐。所以NH3通常用碱石灰干燥。6) 吸收：在试管口塞有一团湿的棉花其作用有两个：一是减小氨气与空气的对流，方便收集氨气；二是吸收多余的氨气，防止污染空气。（4）氨气的用途：液氨易挥发，汽化过程中会吸收热量，使得周围环境温度降低，因此，液氨可以作制冷剂。4、铵盐铵盐均易溶于水，且都为白色晶体（很多化肥都是铵盐）。(1)受热易分解，放出氨气：NH4ClNH3HCl NH4HCO3NH3H2OCO2(2)干燥的铵盐能与碱固体混合加热反应生成氨气，利用这个性质可以制备氨气：2NH4ClCa(OH)22NH3CaCl22H2O(3)NH4的检验：样品加碱混合加热，放出的气体能使湿的红色石蕊试纸变蓝，则证明该物质会有NH4。二、典型例题（一）氮的氧化物溶于水的几种情况（1）NO2或NO2与N2（非O2）的混合气体溶于水时可依据：3NO2+H2O=2HNO3+NO利用气体体积变化差值进行计算。（2）NO2和O2的混合气体溶于水， 由4NO2+O2+2H2O=4HNO3可知，当体积比V（NO2）V（O2）（3）NO和O2同时通入水中时，其反应是：4NO+2O2=4NO2，4NO2+O2+2H2O=4HNO3，总反应式为：4NO+3O2+2H2O=4HNO3当体积比V（NO）V（O2）（4）NO、NO2、O2三种混合气体通入水中，可先按（1）求出NO2与H2O反应生成的NO的体积，再加上原混合气体中的NO的体积即为NO的总体积，再按（3）方法进行计算。例1. 将充满NO2和O2混合气体10ml的量筒，倒立在盛有水的水槽中，充分反应后剩余1mL的无色气体，求混合气体中NO2和O2各多少毫升？例2标准状况下,将NO2和O2按4:1体积比充满一烧瓶,烧瓶倒置于水中待液面稳定(假设溶质不向外扩散),则烧杯内溶液的物质的量浓度为(mol/L) （ ）A. 1/22.4B.0.8C.1/28D.1/42例3室温时，在体积相同的容器内混合下列气体，混合后压强最小的是（ ）A100 mL H2和50 mL O2B100 mL HCl和100 mL NH3C100mL NO和100mL O2D100mL N2和200 mL H2例4工业废气NO、NO2是造成大气污染的气体之一，工业上常用原理：NOx + NH3N2 + H2O，使其转化为无毒的N2，现有NO、NO2的混合3.0L，可与3.5L相同状况的NH3完全反应，全部转化为N2，则在原混合气体中NO和NO2的物质的量之比是（ ）A1:1B2:1 C3:1 D1:3（二）硝酸的性质例5常温下，向15mol/L的HNO3溶液中加入下列物质，反应速率最快，现象最明显的是（ ）A、Al B、Cu C、Fe D、C例6下列块状金属在常温时能全部溶于足量浓HNO3的是（ ）A、Ag B、Cu C、Al D、Fe例7向由Fe、Cu组成的混合物中，加入一定量的稀HNO3，反应完全后，剩余金属的质量为m1g，再向其中加一定量的稀H2SO4，充分振荡后，剩余金属的质量为m2g，则m1、m2之间的关系为（ ）A、m1m2 B、m1m2 C、m1m2 D、无法确定例8铜和硝酸反应的物质的量的关系如图所示，纵坐标表示消耗铜的物质的量，横坐标表示消耗硝酸的物质的量，坐标图中各条线表示下列反应：A、铜和浓硝酸 B、铜和稀硝酸 C、铜和被还原的浓硝酸 D、铜和被还原的稀硝酸（1）Q表示反应 ； （2）P表示反应 ； （3）S表示反应 ；（4）T表示反应 。（三）硝酸的有关化学计算硝酸与非金属反应，硝酸只作为 剂；硝酸与金属反应，硝酸既作 剂又起 作用，一般地，硝酸越浓，氧化性越强，稀硝酸的还原产物是 ，浓硝酸的还原产物是 。具体的还可以根据元素守恒、电子守恒等推断硝酸的还原产物及其相关物理量。例938.4克的Cu与适量的浓HNO3反应，铜全部溶解，共收集到22.4L气体，则反应消耗HNO3的物质的量为 。（守恒思想） 例10铜和镁的合金4.6g完全溶于浓硝酸，若反应中硝酸被还原只产生4480mL的NO2气体和336mL的N2O4气体(都已折算到标准状况)，在反应后的溶液中，加入足量的NaOH溶液，生成沉淀的质量为( ) A.9.02g B.8.51g C.8.26g D.7.04g例11将32.64g铜与140ml一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2L，（1）NO的体积为 L，NO2的体积为 （2）待产生的气体全部释放后，向溶液中加入V ml，a mol/L的NaOH溶液，恰好使溶夜中的Cu2+全部转化成沉淀，则原硝酸浓度为 。（3）（能力题）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 g。例12在浓硝酸中放入铜片开始反应的化学方程式为 ，实验现象为 若铜有剩余，则反应将要结束时的反应方程式为 待反应停止后，再加入少量的25%的稀硫酸，这时铜片上有 产生，原因是 。若将12.8g铜跟一定量的浓硝酸反应，铜耗完时，共产生5.6L标准状况下的气体，则所消耗的硝酸的物质的量是 ，所得气体的平均相对分子质量为 。（四）氨气的制备例13实验室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N2和H2混合气中加入铁触媒并加热至500C在浓氨水中加入NaOH固体并加热，气体用固体NaOH干燥D加热NH4HCO3，气体用P2O5干燥（五）综合实验例14为了检验Pb(NO3)2热分解的产物，有人用示意图2-8中的装置进行实验。(图中铁架台、铁夹和加热设备均略去)实验时在试管中放入研细的 Pb(NO3)2晶体；实验结束后，试管中得到黄色粉末(PbO)，U型管下部有少量液体X，集气瓶中收集到无色气体Y。 回答下面问题： (1)在装置中试管和U型管上的橡皮塞最好用锡包住，用橡皮管连接的两玻璃管口要相互紧靠，原因是_(2)液体X可能是_；气体Y可能是_。(3)导管口不再有气泡冒出时，停止反应，这时在操作上应注意_理由是 _。(4)用简单的实验证实(2)中的判断：对X的判断；对Y的判断(要求：怎样从水槽中取出集气瓶、实验方法、现象、结论)。 参考答案1、若O2过量，则V（NO2）=7.2mL, V（O2）=2.8mL；若NO2过量，则V（NO2）=8.6mL, V（O2）=1.4mL；2、C3、B 4、D 5、B 6、AB 7、A 8、（1）D （2）C （3）B （4）A 6、 2.2mol9、B 10、5.824 5.376L (aV10-3 +0.5) 0.14 molL 57.812、Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+2NO2+2H2O ；铜片溶解，有红棕色气体冒出，溶液由无色变成蓝色。3Cu+8H+2NO3 =3Cu2+2NO+4H2O无色气体 ；加入的稀硫酸