2020年湖北地区化学科高二专题三 氮族元素

氮族元素复习一、氮族元素相似性和递变性1、元素B是第三周期的主族元素，B在周期表中与邻近的元素A、C、D、E的位置如图所示。已知该五种元素的核电荷数之和为85，回答下列问题：ABCDE1）B元素的原子序数是 ，原子结构示意图是 。2）元素符号分别是A B C D E 3）A、B、C三种元素的非金属性由强到弱的顺序是 ；它们的最高价氧化物的水化物的酸性由强到弱的是 。 4）B、D、E三种元素单质的氧化性由强到弱的顺序是 ；它们的氢化物的还原性由强到弱的是 。二、 氮气的分子结构和性质.问题1：写出三种有关氮的固定的化学反应方程式.问题2：写出镁条在空气中燃烧的现象：Mg燃烧，发出耀眼的白光，生成白色粉末；若将产物投入水中发现有气体冒出，该气体能使湿润红色石蕊试纸变蓝，且溶液中出现白色胶状沉淀，写出反应方程式Mg3N2 + 6 H2O = 3Mg(OH)2 + 2 NH3三氮的氧化物的性质.1NO、NO2的性质问题1：用湿润的淀粉KI试纸鉴别NO2、Br2蒸汽，结果均变蓝，说明什么？应如何鉴别？问题2：硝酸工业中产生的尾气（NO、NO2）是大气污染物，通常可用 溶液进行吸收处理.2有关NO、NO2溶于水的计算问题标况下充满NO2、O2混合气体的试管倒立在水槽中，水面上升，最后试管内全部充满了液体，求（1）原混合气体中NO2和O2的体积比（2）混合气体的平均摩尔质量（3）如不考虑溶质向试管外的扩散，求试管内溶液的物质的量浓度。容积为30ml充满NO2、O2混合气体的试管倒立在水槽中，最后试管内剩余气体5ml, 则 原混合气体中O2的体积为 ml，或 ml。 10mL二氧化碳、一氧化氮混合气体通过足量的过氧化钠后，使气体体积减少3mL，则：(1).二氧化碳、一氧化氮的体积比为多少？(2).若气体体积减少一半，则一氧化氮、二氧化碳的体积比为多少？(3).减少的体积可以大于总体积的1/2吗？为什么？将3LNO2气体依次通过下列三个分别装有足量的饱和NaHCO3溶液浓H2SO4Na2O2的装置后，用排水法收集残留气体为 （ ）A. 1LNO B. 2LO2 C. 1LNO和0.5LO2 D. 0.25LO2三.磷1.存在：在自然界中没有 态的磷存在，磷主要以 盐的形式存在于矿石中。2.物理性质：磷的两种同素异形体白磷和红磷的比较 白 磷红 磷分子结构分子式 、 体型、键角 ，是 晶体结构复杂，是 晶体颜色 色蜡状固体 粉未密度（g/cm3） 1.82 2.34 溶解性不溶于 ，易溶于 不溶于 ，也不溶于 毒性剧毒无毒着火点 ，易自燃240，可燃保存少量保存在 中贮存在密闭瓶中相互转化 白磷红磷3磷的性质和用途.问题1： 解释下列现象，并写出有关化学方程式.(1)刚擦燃的安全火柴产生白烟. 红磷燃烧时产生P2O5白烟, 2 P + 5 O2 = 2 P2O5(2)把安全火柴头放入试管中，加热试管，在缺氧条件下火柴头可自动燃烧.火柴头既有氧化剂KClO3，又含可燃物质S.(3)燃烧后的火柴头投入H2O2,H2O2迅速放出气体. 燃烧后的火柴头中含有MnO2，催化作用.4.磷的化合物：*五氧化二磷（P2O5）：是磷酸和偏磷酸（HPO3）的酸酐,有极强的 性,是一种 性干燥剂。P2O5不能干燥 等 性气体。P2O5吸水：P2O5+H2O（冷）=2HPO3（剧毒） P2O5+3H2O（热）=2H3PO4（无毒）*磷酸：a.无色晶体，与水以任意比例互溶，有吸湿性，属非氧化性酸，沸点高。b.具有酸的通性，是三元中强酸，是一种高沸点酸。能与碱中和、与NaBr、NaI作用。练一练：试写出H3PO4与NaOH反应的离子方程式：n（NaOH）：n（H3PO4）=1: n（NaOH）：n（H3PO4）=2: n（NaOH）：n（H3PO4）=3: 1.下列关于磷酸的说法正确的是和偏磷酸具有相同的酸酐易潮解是一种共价化合物无毒工业上可以用白磷或磷酸钙来制取室温下，磷酸是一种无色粘稠的液体A.全部正确 B.只C.只 D.只2.下列不属于红磷的用途的是A.制高纯度的H3P04 B.制农药 C.制安全火柴 D.制烟幕弹 3. 同物质的量浓度、同体积的分别与同物质的量浓度的溶液完全反应，消耗溶液的体积比为（ ） A. 1:2:3B. 3:2:1C. 1:1:1D. 2:1:3四氨的分子结构和性质.1.氨的物理性质纯净的氨气是 色、 的气体。氨很容易 ,液氨气化要 大量热量，故液氨常用作 剂。常温常压下，1体积水中可溶解 体积NH3。2.氨的结构3. NH3的化学性质(1)氨与水的反应氨气的水溶液叫氨水，在氨水溶液中存在如下平衡： ，氨水显弱碱性，具有碱的通性，可使红色石蕊试纸变蓝，故常用湿润的红色石蕊试纸检验NH3的存在。氨水中存在的分子有 、 、 ，存在的离子有 、 、 ，但通常把 当作溶质,0.1mol/L氨水的含义是 。氨水的密度比水 ,而且密度随浓度的增大而 。 思维小火花：关于氨水的几个问题氨水是混合物，一水合氨是弱电解质。氨水是很好的沉淀剂，可使多种阳离子：Mg2、Fe3、Al3、Ag、Cu2等生成沉淀。其中AgOH、Cu(OH)2 等沉淀遇过量的氨水会生成络离子而溶解。如：向AlCl3溶液中加人过量氨水： 涉及氨水的离子方程式的书写a、氨水作反应物，用分子式NH3H2O表示。b、与强碱反应生成氨水时，如使用的反应物为浓溶液或在加热条件下，用下式表示： ;如使用的反应物为稀溶液，用下式表示： (2)与酸的反应：氨气与氯化氢反应： ，现象 氨气、二氧化碳依次通人饱和NaCl溶液中： (3) 与氧化剂反应：NH3和O2在催化剂存在下发生的化学反应为： ,此反应中的氧化剂是 、氧化产物是 ,电子转移的数目是 e-。NH3与CuO在加热条件下的反应 。 NH3与Cl2反应 4. 氨气的制法(1)氨气的实验室制法：用铵盐与碱共热。反应原理: 发生装置：固+固+加热型。与制备 和 气体相似收集方法：用 法收集。检验：a.用 试纸检验；b.用 检验。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与浓硫酸均能与NH3反应，生成相应的盐。所以NH3通常用 干燥。(2)浓氨水滴入碱石灰(或固体NaOH、生石灰)混合制 NH3 (3).工业制法: （二）.铵盐(NH4+)1.物理性质：铵盐 溶于水,均为 化合物。 2.结构：铵盐常温下为 晶体，含有 键、 键和 键，是由 元素组成的离子化合物。3.化学性质：不稳定性：铵盐受热都发生分解,不同物质、不同温度、分解产物有所不同。氯化铵的分解： 碳酸氢铵的分解： NH4NO3受热分解产物较复杂：a、N2O、H2O b、N2、O2、H2O由此可见：不是所有的铵盐分解都产生氨气思考：碘与氯化铵组成的固体混合物能用加热法分离吗？与碱反应 或 水解反应： 4.NH4的检验：NH4+ 鉴别的常用试剂: 有关的离子方程式 。操作及现象为： 5.用途：可用作氮肥，炸药，焊药。五硝酸的性质.1、硝酸的物理性质（1）纯硝酸是 色、有 气味的液体，密度为1.5027g/cm3。（2）低沸点（83）、易挥发，能跟水 互溶在空气中遇水蒸气呈 状。98%以上的硝酸叫“ 硝酸”，常用浓硝酸的质量分数为69%2、硝酸的化学性质（1）强酸性：具有酸的通性,稀硝酸遇石蕊试液变红色，浓硝酸遇紫色石蕊试液先变红（H+作用），随后褪色（氧化作用）。（2）硝酸的化学特性： .不稳定性 : 。 注意：a、硝酸越浓，越易分解。b、浓硝酸久置呈黄色，是由于硝酸分解产生的 溶于硝酸的缘故。可用 、 等方法消除该颜色。c、浓硝酸应盛放在带 塞的 瓶里，并存放在阴暗处。.强氧化性：HNO3中+5价N有很强的得电子能力，故HNO3与金属反应不放出H2；HNO3能与除Au、Pt外的金属反应。 a、常温下浓HNO3使Fe、Al ，但铁与稀HNO3或在加热的条件下与浓HNO3都能反应：如Fe(少量) + HNO3(浓)： 。 Fe(过量) + HNO3： 。b、能溶解Cu等不活泼金属Cu与浓HNO3反应： Cu与稀HNO3反应： c、与非金属反应碳与浓HNO3反应： 硫与浓HNO3反应： P与浓HNO3反应： d、与其它还原性物质的反应（如H2S、FeS、SO2、Na2SO3、HBr、HI等）Na2SO3+ HNO3(稀) )： 。e、王水：浓硝酸和浓盐酸（体积比为 ），它的氧化性比硝酸强，能溶解Pt、Au注意：在中性、碱性溶液中NO3-几乎与所有离子能大量共存,但在酸性较强时NO3-与某些还原性的离子不能大量共存。 不慎将浓硝酸弄到皮肤上，应立即 ，再用 洗涤。3、硝酸的制法：（1）实验室制法： 反应原理： （ 酸制 酸） 加热温度不宜过高是因为： 。 由于硝酸具有强烈的氧化性，对橡胶制品有强烈的腐蚀作用，不宜采用制Cl2的装置。常采用曲颈甑玻璃仪器制硝酸。（2）工业制法：. NH3 + O2 . NO + O2 . NO2 + H2O 注意:a、氨氧化生成的NO由于反复氧化,所以原料氨气与产物硝酸的计算关系式理论应为：NH3:HNO3 = b、尾气（N0、NO2）处理：常用碱液吸收法 NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O ， 2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O1用铜与硝酸反应制硝酸铜，请设计一个实验方案，要求：不污染环境原料利用率高.用化学方程式表示实验方案.2把1.92 g Cu投入盛有一定量浓硝酸的试管中，当标准状况下收集1.12 L气体时，金属Cu恰好全部消耗.求反应中消耗硝酸的物质的量3将一定量的Fe和Fe203的混合物投入250 mL 18 mol/L的HN03溶液中，固体完全溶解后，在标准状况下生成112 L NO(假定还原后的产物仅此一种)，再向反应后的溶液中加入1 mol/L NaOH溶液，若要使铁元素完全沉淀下来，所加入的NaOH溶液的体积最少应为 ( ) A400 Ml B500 mL C450 mL D无法确定 4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VmL、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（3）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 g5某100mL硝酸和硫酸的混合液，其中硝酸的浓度为0.4mol/L，硫酸的浓度为0.1mol/L，向混合液中加入1.92g铜粉，微热，待充分反应后，试求产生气体的体积？6、工业上由氮气制得氨气，氨再经催化氧化最终制得硝酸，如用去标准状况下560m3空气中的氮气（按N2占空气体积的4/5计算），则理论上可制得12mol/ L的硝酸多少立方米（设反应过程中氮损失16%）？六、实验1.资料显示：“氨气可在纯氧中安静燃烧”。某校化学小组学生设计如下装置（图中铁夹等夹持装置已略去）进行氨气与氧气在不同条件下反应的实验。（1）用装置A制取纯净、干燥的氨气，大试管内碳酸盐的名称是 ；碱石灰的作用是_ 。（2）将产生的氨气与过量的氧气通到装置B（催化剂为铂石棉）中，用酒精喷灯加热：氨催化氧化的化学方程式是 ； 试管内气体变为红棕色，该反应的化学方程式是 。停止反应后，立即关闭B中两个活塞。一段时间后，将试管浸入冰水中，试管内气体颜色变浅，请结合化学方程式说明原因（3）将过量的氧气与A产生的氨气分别从a、b两管进气口通入到装置C中，并在b管上端点燃氨气：两气体通入的先后顺序是 ，其理由是 氨气燃烧的化学方程式是 。2欲用浓硝酸法(测定反应后生成气体的量)测 定某铜银合金中铜的质量分数，但资料表明：反应中除生成N02气体外还会有少量的NO生成；常温下NO2,与N2O4混合存在，在低于0时几乎只有无色的N2O4液体或晶体存在。为完成测定并验证确有NO生成，有人设计如下实验装置。 (1)实验开始前要先打开A部分的活塞K，持续通一段时间的氮气再关闭K1，这样做的目的是 （2)装置B瓶的作用是 (3)A中的反应停止后，打开D中的活塞K2，并通人氧气，若反应确有NO产生，则D中应出现的现象是 实验发现，通入氧气温度的高低对实验现象有较大影响，则为便于观察应通人 (填“冷”或“热”)的氧气。(4)为减小测量误差，在A中反应完成和D中出现现象后，还应继续进行的是 。(5)实验测得下列数据：所用铜银合金质量：15O g浓硝酸：40 mL 135 molL；实验后A中溶液体积：40mL、H+浓度1O molL。若设反应中硝酸既无挥发也无分解，则：参加反应的硝酸的物质的量为 ；若已测出反应后E装置的生成物中含氮元素的质量，则为确定合金中铜的质量分数还需要测定的数据是 。 (6)若实验只测定Cu的质量分数，不验证NO的产生，则在铜银合金与浓硝酸反应后，只需简单的实验操作就可以达到目的，请简述实验过程 七、推断题1、A、B、C、D、E五种物质能按图示变化（反应条件略）： 若A在通常状况下是固体，则A、B、C、D、E的化学式分别为：A_, B_, C_, D_, E_。 若A在通常状况下是气体，则A、B、C、D、E的化学式分别是：A_, B_, C_, D_, E_。2、A、B和丙均是由两种元素组成的常