化學(xué)課件第13講　氮及其化合物

化學(xué)北京版第13講氮及其化合物一、氮氣和氮的氧化物(一)氮氣的性質(zhì)通常情況下,N2化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定,只在高溫、放電、催化劑等條件下才

能發(fā)生一些化學(xué)反應(yīng)。寫出相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式:

教材研讀1.NO和NO2

NONO2物理性質(zhì)顏色無色③紅棕

色

毒性有毒④有毒

溶解性不溶于水與H2O反應(yīng)化學(xué)性質(zhì)與O2反應(yīng)⑤2NO+O2

2NO2

—

與H2O反應(yīng)—⑥3NO2+H2O

2HNO3+NO

實驗室制法

3Cu+8HNO3(稀)

3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2OCu+4HNO3(濃)

Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O(二)氮的氧化物2.人類活動對自然界氮循環(huán)和環(huán)境的影響(1)固氮及影響a.含義:使空氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)氮。b.方法

c.影響

(2)NOx的污染a.氮氧化物:主要有NO、N2O、NO2、N2O3、N2O4、N2O5等,其中NO和NO2是最主要的空氣污染物。b.污染源:石油產(chǎn)品的燃燒和煤的燃燒,汽車尾氣及工業(yè)廢氣的排放,農(nóng)

田土壤及動物排泄物中含氮化合物的轉(zhuǎn)化等。c.污染(3)對生產(chǎn)中氮氧化物污染的防治a.控制進(jìn)入自然界的有害物質(zhì)的數(shù)量。b.增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)對有害物質(zhì)的吸收能力。自測1俗話說“雷雨發(fā)莊稼”,這說明雷雨中含有能被植物吸收利用

的化合態(tài)的氮,請同學(xué)們寫出三個有關(guān)的化學(xué)方程式:(1)

;(2)

;(3)

。答案(1)N2+O2

2NO(2)2NO+O2

2NO2(3)3NO2+H2O

2HNO3+NO自測2(1)怎樣收集NO、NO2氣體?(2)如何鑒別NO2與溴蒸氣?答案(1)收集NO用排水法,收集NO2用向上排空氣法。(2)將二者分別通入AgNO3溶液中,產(chǎn)生沉淀者為溴蒸氣(或其他合理答案)。解析(1)NO只能用排水法收集,不能用排空氣法收集;而NO2只能用向

上排空氣法收集,不能用排水法收集。(2)由于NO2和Br2在性質(zhì)上有不少相似性:①均具有氧化性,②溶于水均

有酸生成,③均可與堿反應(yīng),④均為紅棕色等,所以不能用淀粉KI試紙、

pH試紙、NaOH溶液來鑒別;但二者性質(zhì)又有差別,可以用下列溶液或

方法鑒別:①AgNO3溶液;②CCl4溶液;③水洗法。二、氨和銨鹽(一)氨的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.結(jié)構(gòu):電子式為①

。2.物理性質(zhì):無色、有刺激性氣味的氣體,密度比空氣小,易液化,極易溶

于水。3.化學(xué)性質(zhì)(1)與水反應(yīng)NH3+H2O

NH3·H2O

N

+OH-NH3是中學(xué)化學(xué)中唯一能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙②變藍(lán)

的氣體,常用此性質(zhì)檢驗NH3。(2)與氧氣反應(yīng)(氨的催化氧化)③4NH3+5O2

4NO+6H2O

(寫化學(xué)方程式)。(二)銨鹽的性質(zhì)和N

的檢驗1.銨鹽的性質(zhì)(1)易溶于水的離子化合物(2)與堿反應(yīng)N

+OH-

NH3↑+H2O(3)受熱分解如NH4Cl

NH3↑+HCl↑(4)水解反應(yīng)N

+H2O

NH3·H2O+H+2.N

的檢驗(1)取樣品與堿共熱,用濕潤的④紅色石蕊

試紙檢驗產(chǎn)生的氣體,觀

察試紙是否變藍(lán);(2)取樣品與堿共熱,用蘸有⑤濃鹽酸

的玻璃棒檢驗產(chǎn)生的氣體,觀

察是否有白煙產(chǎn)生。(三)氨氣的制法1.氨氣的實驗室制法(1)原理:⑥銨鹽與堿

共熱,產(chǎn)生氨氣。實驗室常用反應(yīng)的化學(xué)方程式為:⑦2NH4Cl+Ca(OH)2

CaCl2+2NH3↑+2H2O

。(2)制取裝置:如圖所示。

1)收集:由于氨氣⑧易溶

于水,密度比空氣⑨小

,所以只能用向下排空氣法收集。2)檢驗:a.用濕潤的

紅色

石蕊試紙(變藍(lán));b.將蘸有濃鹽酸的玻璃棒接近管口(產(chǎn)生

白煙

)。3)棉花團(tuán)的作用:在收集NH3的試管口放置一團(tuán)松軟的干棉花,是為了防

止試管內(nèi)的NH3與試管外的空氣形成對流,以便在較短時間內(nèi)收集到較

為純凈的氨氣。2.氨氣的工業(yè)制法N2+3H2

2NH3

自測3判斷正誤,正確的劃“√”,錯誤的劃“×”。(1)向AgNO3溶液中滴加過量氨水,溶液澄清,說明Ag+與NH3·H2O能大量

共存

()(2)可用蘸濃鹽酸的棉棒檢驗輸送氨氣的管道是否漏氣

()(3)液氨汽化時要吸收大量的熱,可用作制冷劑

()(4)實驗室用NH4Cl和Ca(OH)2制備NH3涉及氧化還原反應(yīng)

()(5)檢驗N

時,往試樣中加入NaOH溶液,微熱,用濕潤的藍(lán)色石蕊試紙檢驗逸出的氣體

()(6)用玻璃棒蘸取濃氨水點到紅色石蕊試紙上,試紙變藍(lán)色,是因為濃氨

水呈堿性

()答案(1)×(2)√(3)√(4)×(5)×(6)√自測4(1)現(xiàn)有1mol·L-1的氨水,則該溶液中NH3·H2O的物質(zhì)的量濃度是

1mol·L-1嗎?為什么?(2)為什么蘸有濃氨水和濃鹽酸的兩支玻璃棒靠近時會產(chǎn)生白煙?蘸有

濃氨水和濃硫酸的兩支玻璃棒靠近時是否也產(chǎn)生白煙?答案(1)不是。NH3·H2O是弱電解質(zhì),在水溶液中部分電離,溶液中NH3、N

、NH3·H2O的物質(zhì)的量濃度和為1mol·L-1。(2)濃氨水和濃鹽酸均有揮發(fā)性,揮發(fā)出來的NH3和HCl在空氣中相遇,化

合生成NH4Cl固體小顆粒,即為白煙。濃硫酸沒有揮發(fā)性,故不能形成白

煙。三、硝酸1.物理性質(zhì)(1)純硝酸為無色、有①刺激性

氣味的②液

體。(2)硝酸沸點較低,易揮發(fā),在空氣中遇水蒸氣形成白霧。(3)質(zhì)量分?jǐn)?shù)在69%以上的硝酸稱為濃硝酸。2.化學(xué)性質(zhì)(1)強(qiáng)酸性稀硝酸使紫色石蕊試液變紅。(2)不穩(wěn)定性a.濃硝酸不穩(wěn)定,見光或受熱易分解,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:③4HNO3(濃)

2H2O+4NO2↑+O2↑

。b.存放:濃HNO3應(yīng)盛放在④棕

色試劑瓶里,并存放在⑤黑暗陰涼

處。c.濃硝酸常呈黃色是HNO3分解產(chǎn)生的NO2溶于硝酸的緣故,去掉硝酸中黃色的方法是通入少量O2,發(fā)生的反應(yīng)為:⑥4NO2+O2+2H2O

4HNO3

。(3)強(qiáng)氧化性a.與金屬的反應(yīng)(大部分金屬能與硝酸反應(yīng))Cu與濃、稀硝酸均能反應(yīng),化學(xué)方程式分別為:Cu+4HNO3(濃)

Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O、⑦3Cu+8HNO3(稀)

3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O

。常溫下,鐵、鋁遇冷的濃HNO3能發(fā)生⑧鈍化

。b.與非金屬的反應(yīng),如C+4HNO3(濃)

CO2↑+4NO2↑+2H2O。c.硝酸還能與其他還原劑,如H2S、SO2、Na2SO3、FeSO4、KI、NaBr等

發(fā)生氧化還原反應(yīng)。d.王水濃HNO3和濃鹽酸按體積比1∶3混合即得王水,它的氧化性更強(qiáng),能溶解

Pt、Au等金屬。3.N

的檢驗待測液(濃)

藍(lán)色溶液+紅棕色氣體。若待測液較稀,相當(dāng)于Cu與稀HNO3反應(yīng),產(chǎn)生無色氣體NO,現(xiàn)象不明顯,因此可將稀溶液濃縮后再檢驗。4.用途制化肥、炸藥、染料等。自測5久置的濃硝酸呈黃色,如何消除?怎樣保存濃硝酸?答案濃硝酸見光或受熱發(fā)生分解,生成的NO2溶于濃硝酸使其顯黃色,

所以消除的方法是通入O2(或空氣),使其發(fā)生反應(yīng)4NO2+O2+2H2O

4HNO3。濃硝酸應(yīng)保存在棕色試劑瓶中,并置于陰涼處。自測6判斷正誤,正確的劃“√”,錯誤的劃“×”。(1)濃、稀硝酸都能使藍(lán)色石蕊試紙最終變?yōu)榧t色

()(2)硝酸能與Na2CO3反應(yīng),但不生成CO2

()(3)硝酸可與Na2S反應(yīng)制得H2S氣體

()(4)過量的銅與濃硝酸反應(yīng)有一氧化氮生成

()(5)常溫下,鋁和鐵在濃HNO3中“鈍化”,說明鋁和鐵與濃HNO3不反應(yīng)()(6)將可調(diào)高度的銅絲伸入稀HNO3中,溶液變藍(lán),說明Cu與稀HNO3發(fā)生

置換反應(yīng)

()(7)用濃HNO3與Cu反應(yīng)制備NO2

()(8)向裝有Fe(NO3)2溶液的試管中加入稀H2SO4,在管口觀察到有紅棕色氣體產(chǎn)生,這是因為HNO3分解生成了NO2

()答案(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×(6)×(7)√(8)×1.關(guān)系式法(1)NO2和O2的混合氣體溶于水的計算由4NO2+O2+2H2O

4HNO3可知,當(dāng)體積比:V(NO2)∶V(O2)

(2)NO與O2同時通入水中2NO+O2

2NO2,4NO2+2H2O+O2

4HNO3考點突破考點一有關(guān)氮的氧化物的計算總反應(yīng)方程式為4NO+3O2+2H2O

4HNO3,當(dāng)體積比:V(NO)∶V(O2)

2.原子守恒法4NO2+O2和4NO+3O2從組成上均相當(dāng)于2N2O5,上述兩個總反應(yīng)都與N2O

5+H2O

2HNO3等效。當(dāng)混合氣體溶于水時利用混合氣體中N、O原子個數(shù)比進(jìn)行分析判斷。N(N)∶N(O)

典例1一個大試管的容積為27mL,收集滿二氧化氮氣體,把它倒扣在

盛滿水的水槽里同時通入氧氣,一段時間后,量筒里剩余氣體體積為2mL。則通入的O2體積可能是

或

。答案5.25mL8.75mL解析27mLNO2與水反應(yīng)生成的NO為9mL,通入O2后發(fā)生反應(yīng)4NO+

3O2+2H2O

4HNO3。若剩余的2mL氣體為O2,則V(O2)=2mL+9mL×

=8.75mL;若剩余的2mL氣體為NO,則參與反應(yīng)的NO為7mL,消耗的O2為7mL×

=5.25mL。1-1容積為50mL的量筒內(nèi)充滿二氧化氮和氧氣的混合氣體,將其倒置

在盛滿水的水槽里,一段時間后,量筒里剩余氣體體積為5mL。則原混

合氣體中NO2和O2的體積比可能是

或

。答案18∶743∶7解析若剩余的5mL氣體為O2,則參加反應(yīng)4NO2+O2+2H2O

4HNO3的NO2和O2的總體積為50mL-5mL=45mL,則原混合氣體中NO2的體積

為45mL×

=36mL,O2的體積為50mL-36mL=14mL,即NO2與O2的體積比為36∶14=18∶7。若剩余的5mL氣體為NO,由3NO2+H2O

2HNO3+NO可得反應(yīng)的NO2體積為15mL,則發(fā)生反應(yīng)4NO2+O2+2H2O

4HNO3的NO2和O2的總體積為50mL-15mL=35mL,則原混合氣體中O2的體積為35mL×

=7mL,NO2的體積為50mL-7mL=43mL,即NO2與O2的體積比為43∶7。1-2如下圖所示,將相同條件下的m體積NO和n體積O2同時通入倒立于

水槽中且盛滿水的試管內(nèi),充分反應(yīng)后,試管內(nèi)殘留

體積的氣體,該氣體與空氣接觸后立即變?yōu)榧t棕色。則m與n的比值為

()

A.3∶2B.2∶3C.8∶3D.3∶8答案

C剩余氣體與空氣接觸立即變?yōu)榧t棕色,說明剩余氣體為NO,

則

體積的NO氣體與n體積的氧氣恰好完全反應(yīng),由4NO+3O2+2H2O

4HNO3得

=

n,即m∶n=8∶3?？键c二氨的綜合考查一、氨氣的實驗室制法1.加熱NH4Cl和Ca(OH)2的混合物2NH4Cl+Ca(OH)2

2NH3↑+CaCl2+2H2O

特別提示選銨鹽時,不選(NH4)2CO3、NH4HCO3、NH4NO3等,因它們受熱易分解,使產(chǎn)生的NH3中混有較多的雜質(zhì)氣體,另外NH4NO3受熱易

發(fā)生爆炸;選堿時,用消石灰而不用NaOH或KOH,因NaOH、KOH具有

吸濕性,易結(jié)塊,不利于產(chǎn)生氨氣,且在高溫下均能腐蝕玻璃。方法化學(xué)方程式(或原理)氣體發(fā)生裝置加熱濃氨水NH3·H2O

NH3↑+H2O

濃氨水+固體NaOHNaOH溶于水放熱,促使NH3逸出,且OH-濃度

的增大有利于NH3的生成

濃氨水+固體CaOCaO與水反應(yīng),使溶液中的OH-濃度增大,有利于NH3的生成;同時反應(yīng)放熱,利于NH3的逸出?；瘜W(xué)方程式為NH3·H2O+CaO

NH3↑+Ca(OH)2

2.實驗室制取氨氣的其他方法二、氨水的成分及性質(zhì)(1)組分三種分子:NH3、NH3·H2O、H2O;三種離子:N

、OH-、H+;粒子濃度大小順序為:c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(N

)>c(H+)。(2)性質(zhì)①容易揮發(fā),盛濃氨水的試劑瓶瓶口常有白霧產(chǎn)生,久置溶液質(zhì)量減輕,

濃度變小。②氨水質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大,其密度越小,因此質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x%的氨水與質(zhì)量分

數(shù)為3x%的氨水等體積混合后,所得氨水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于2x%。③氨水中存在平衡:NH3+H2O

NH3·H2O

N

+OH-,氨水呈堿性。④氨水是很好的沉淀劑,能使Mg2+、Al3+、Fe2+、Fe3+、Ag+、Cu2+、Zn2+

轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀,其中AgOH、Cu(OH)2、Zn(OH)2等沉淀能溶于過

量氨水,生成配離子。典例2某小組的同學(xué)欲探究NH3經(jīng)一系列反應(yīng)得到HNO3和NH4NO3的

過程,NH3的轉(zhuǎn)化過程如圖所示:

甲、乙兩同學(xué)分別按如圖所示裝置進(jìn)行實驗。用于A、B裝置中的可選藥品:濃氨水、30%H2O2溶液、蒸餾水、

NaOH固體、MnO2。(1)儀器a的名稱是

,裝置A的圓底燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程

式為

。裝置E有多種作用,下列關(guān)于裝置E的作用或其中所盛液體的說法中,不

正確的是

(填字母)。a.使氨氣和氧氣充分混合b.控制通入氨氣和氧氣的體積比c.平衡裝置內(nèi)的壓強(qiáng)d.錐形瓶內(nèi)液體是飽和食鹽水(2)甲同學(xué)先點燃酒精燈,再打開K1、K2、K3、K4,反應(yīng)一段時間后,他認(rèn)

為成功模擬了過程Ⅱ的反應(yīng),原因是其觀察到

(填支持其觀點的實驗現(xiàn)象);甲同學(xué)進(jìn)行的實驗中

產(chǎn)生的氣體持續(xù)通入裝置H一段時間后,H中的溶液變成藍(lán)色,則其中銅

片所參與反應(yīng)的離子方程式為

,若制得的氨氣僅按Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ的順序完全轉(zhuǎn)化為硝酸,欲使H裝置

中所得溶液為純凈的CuSO4溶液(忽略Cu2+的水解),理論上所需氨氣在

標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為

L(假設(shè)硝酸與銅反應(yīng)產(chǎn)生的還原產(chǎn)物全

部排出反應(yīng)裝置);從所得CuSO4溶液中得到CuSO4·5H2O晶體的方法是

將溶液

、

、過濾、洗滌、干燥。(3)乙同學(xué)為模擬過程Ⅳ的反應(yīng),在甲同學(xué)操作的基礎(chǔ)上對該裝置進(jìn)行

了下列各項中的一項操作,使G處圓底燒瓶中產(chǎn)生大量白煙,你認(rèn)為這項

操作是

(填字母)。a.關(guān)閉K3并熄滅酒精燈b.關(guān)閉K4并熄滅酒精燈c.關(guān)閉K3、K4并熄滅酒精燈(4)丙同學(xué)認(rèn)為該系列實驗裝置存在一處明顯的設(shè)計缺陷,你認(rèn)為該設(shè)

計缺陷是

。答案(1)長頸漏斗2H2O2

2H2O+O2↑d(2)G處圓底燒瓶中有紅棕色氣體產(chǎn)生3Cu+8H++2N

3Cu2++2NO↑+4H2O2.24蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶(3)a(4)缺少尾氣處理裝置解析(1)儀器a的名稱是長頸漏斗;氨氣的干燥用堿石灰,應(yīng)放在球形干

燥管中,故裝置B、D用于制取純凈、干燥的氨氣,裝置A、C用于制取純

凈、干燥的氧氣,裝置A的圓底燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H2O2

2H2O+O2↑。裝置E有多種作用,如使氨氣和氧氣充分混合,通過觀察產(chǎn)生氣泡的速率控制通入氨氣和氧氣的體積比,平衡裝置內(nèi)的壓強(qiáng),但氨氣極易溶于水,錐形瓶內(nèi)液體不能是飽和食鹽水。(2)若甲同學(xué)成功模擬了過程Ⅱ的反應(yīng),則應(yīng)有NO2生成,故觀察到G處圓

底燒瓶中有紅棕色氣體產(chǎn)生;NO2溶于水生成HNO3,HNO3可與Cu反應(yīng),

則銅片所參與反應(yīng)的離子方程式為3Cu+8H++2N

3Cu2++2NO↑+4H2O。由反應(yīng)方程式知,若制得純凈的CuSO4溶液,硫酸和硝酸的物質(zhì)

的量之比為3∶2,n(H2SO4)=0.15L×1mol·L-1=0.15mol,則需硝酸的物質(zhì)

的量為0.1mol,根據(jù)氮原子守恒可知,理論上所需氨氣的物質(zhì)的量為0.1mol,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為2.24L;從所得CuSO4溶液中得到CuSO4·5H2O晶體的方法是將溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥。(3)甲同學(xué)操作使G處圓底燒瓶中含有硝酸蒸氣,若要制得硝酸銨,應(yīng)再

通入一定量的氨氣,故應(yīng)關(guān)閉K3并熄滅酒精燈。方法指導(dǎo)尋找實驗裝置的缺陷問題的思考順序優(yōu)先考慮有無尾氣處理裝置;其次考慮有無防倒吸裝置;再次考慮氣體

凈化裝置的正誤(包括試劑和順序);若在定量實驗中,還應(yīng)考慮有無防空

氣干擾裝置。2-1某學(xué)習(xí)興趣小組探究氨氣的制取實驗:(1)甲同學(xué)擬用下列實驗方法制備氨氣,其中合理的是

(填字

母)。A.將氯化銨固體加熱分解收集產(chǎn)生的氣體B.將濃氨水滴入氫氧化鈉固體中,收集產(chǎn)生的氣體C.將碳酸氫銨加熱分解產(chǎn)生的氣體用堿石灰干燥D.將氯化銨稀溶液滴入氫氧化鈉固體中,收集產(chǎn)生的氣體(2)根據(jù)上述正確的原理,該同學(xué)欲用下列常見的實驗室制氣裝置制取

氨氣,適宜的裝置是

。(3)氣體的性質(zhì)是氣體收集方法選擇的主要依據(jù)。下列性質(zhì)與收集方法

無關(guān)的是

(填序號)。①密度②顏色③溶解性④熱穩(wěn)定性⑤與氧氣反應(yīng)(4)下圖是甲同學(xué)設(shè)計的收集氨氣的幾種裝置,其中可行的是

,

集氣的原理是

。答案(1)BC(2)CD(3)②④(4)d利用氨氣密度小于空氣,采用短

管進(jìn)氨氣,長管出空氣,即可收集氨氣解析(1)氯化銨受熱分解產(chǎn)生氯化氫和氨氣,遇冷又轉(zhuǎn)化為氯化銨固

體;用NH4Cl和NaOH反應(yīng)制取氨氣時,應(yīng)用濃的NH4Cl溶液并加熱。(2)將濃氨水滴入氫氧化鈉固體中制氨氣用C裝置;將碳酸氫銨加熱分解

產(chǎn)生的氣體用堿石灰干燥制氨氣選用D裝置。(3)氣體收集方法的選擇要考慮密度、溶解性及能否與空氣中成分反

應(yīng)。(4)氨氣極易溶于水,密度比空氣小,故采用向下排空氣法收集。2-2某化學(xué)課外活動小組設(shè)計實驗探究氮的化合物的性質(zhì),裝置如下

圖所示,其中裝置A(未畫出)為氣體發(fā)生裝置。A中所用的固體試劑要

從下列物質(zhì)中選取:a.NH4HCO3b.NH4Clc.Ca(OH)2d.NaOH

檢查裝置的氣密性后,先將C處的鉑絲網(wǎng)加熱至紅熱,再將A處產(chǎn)生的氣

體通過裝置B,片刻后撤去C處的酒精燈。部分實驗現(xiàn)象如下:鉑絲繼續(xù)

保持紅熱,F處的銅片逐漸溶解。(1)實驗室在制取裝置A中的氣體時,若只選用一種試劑,該試劑是

(填代表備選試劑的字母);此時裝置A中主要用到的玻璃儀器有

(填名稱)。(2)裝置C中發(fā)生催化氧化反應(yīng)的化學(xué)方程式為

,裝置E中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。(3)假設(shè)A、B中的藥品充足,裝置F中可以觀察到的現(xiàn)象是

。(4)指導(dǎo)老師從安全與環(huán)保角度考慮,指出該套裝置中有兩處明顯的缺

陷,請你提出修改建議:

。答案(1)a試管、酒精燈、導(dǎo)管(不寫導(dǎo)管也可)(2)4NH3+5O2

4NO+6H2ONH3+H2SO4

NH4HSO4(3)銅片逐漸溶解并產(chǎn)生氣泡,溶液變?yōu)樗{(lán)色,在廣口瓶的上方可以看到

紅棕色氣體(4)在裝置E、F之間增加一個防倒吸裝置,在裝置F后面增加一個尾氣吸

收裝置解析(1)裝置A中既要產(chǎn)生NH3,也要產(chǎn)生能與Na2O2反應(yīng)產(chǎn)生O2的物

質(zhì),故制備裝置A中氣體的試劑為NH4HCO3固體,NH4HCO3受熱分解產(chǎn)

生NH3、CO2、H2O,組裝裝置A需要的主要玻璃儀器是試管、酒精燈及

導(dǎo)管。(2)裝置C中發(fā)生的是NH3的催化氧化反應(yīng):4NH3+5O2

4NO+6H2O。在此過程中,部分NH3沒有被氧化,導(dǎo)致進(jìn)入裝置D的氣體中含有NH3,所以裝置E中的濃硫酸用于吸收多余的NH3:NH3+H2SO4

NH4HSO4。(3)NO2氣體進(jìn)入裝置F后,會與H2O反應(yīng)生成HNO3和NO,Cu與稀硝酸反

應(yīng)生成Cu(NO3)2、NO和H2O,NO很容易被氧化,所以在裝置F的上部可

以看到紅棕色氣體。(4)由于NO2易與H2O發(fā)生反應(yīng),導(dǎo)致體系的壓強(qiáng)降低出現(xiàn)倒吸現(xiàn)象,所以

應(yīng)在裝置E、F之間增加一個防倒吸的裝置。裝置F的導(dǎo)管直接與大氣

相通,有毒的NO2、NO進(jìn)入大氣中導(dǎo)致環(huán)境污染,所以應(yīng)在裝置F的后面

增加一個尾氣吸收裝置。1.反應(yīng)規(guī)律考點三金屬與硝酸反應(yīng)的規(guī)律和相關(guān)計算(1)HNO3與金屬的反應(yīng)一般,還原產(chǎn)物:濃HNO3→NO2,稀HNO3→NO。(2)Cu與HNO3的反應(yīng)Cu與濃HNO3反應(yīng)時,若Cu足量,開始時還原產(chǎn)物為NO2,隨著反應(yīng)的進(jìn)

行,濃HNO3變稀,還原產(chǎn)物為NO,最終得到NO2與NO的混合氣體。(3)Fe與稀HNO3的反應(yīng)Fe過量,氧化產(chǎn)物為Fe2+;Fe不足,氧化產(chǎn)物為Fe3+。2.計算方法(1)原子守恒法HNO3與金屬反應(yīng)時,一部分HNO3起酸性作用;另一部分HNO3作為氧化

劑被還原,反應(yīng)產(chǎn)生的硝酸鹽及還原產(chǎn)物中氮原子的總物質(zhì)的量等于反應(yīng)消耗的HNO3中氮原子的物質(zhì)的量。(2)得失電子守恒法HNO3中氮原子得電子的物質(zhì)的量等于金屬失電子的物質(zhì)的量。(3)離子方程式計算法金屬與H2SO4、HNO3的混合酸反應(yīng)時,由于硝酸鹽中的N

在H2SO4提供H+的條件下能繼續(xù)與金屬反應(yīng),因此此類題目應(yīng)用離子方程式來計

算,先作過量判斷,然后根據(jù)完全反應(yīng)的金屬或H+或N

的量進(jìn)行相關(guān)計算。典例3在某100mL的混合液中,硝酸和硫酸的物質(zhì)的量濃度分別是0.4mol/L、0.1mol/L,向該混合液中加入1.92g銅粉,加熱,待充分反應(yīng)后,

所得溶液中銅離子的物質(zhì)的量濃度(不考慮溶液體積變化)是

()A.0.15mol/LB.0.225mol/LC.0.30mol/LD.0.45mol/L答案

B反應(yīng)的離子方程式為3Cu+8H++2N

3Cu2++2NO↑+4H2O,分析可知H+不足,應(yīng)根據(jù)n(H+)進(jìn)行計算,所以n(Cu2+)=

×0.06mol=0.0225mol,c(Cu2+)=

=0.225mol/L。3-1足量銅與一定量濃硝酸反應(yīng),得到硝酸銅溶液和NO2、N2O4、NO

的混合氣體,這些氣體與1.68LO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)混合后通入水中,所有氣體

完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸銅溶液中加入5mol·L-1NaOH

溶液至Cu2+恰好完全沉淀,則消耗NaOH溶液的體積是

()A.6