魯科版2024年高中化學(xué)大一輪復(fù)習(xí)第4章 第22講氮及其氧化物硝酸

第22講氮及其氧化物硝酸[復(fù)習(xí)目標(biāo)]1.了解氮及其氧化物的主要性質(zhì)及應(yīng)用；了解氮氧化物對(duì)環(huán)境的影響。2.掌握硝酸的性質(zhì)及應(yīng)用?？键c(diǎn)一氮及其氧化物1．氮的固定2．氮?dú)?1)物理性質(zhì)：____色____味的氣體，密度比空氣略小，____溶于水。(2)化學(xué)性質(zhì)寫出有關(guān)化學(xué)方程式：①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________；③________________________________________________________________________。(3)下列氮?dú)獾挠猛緮⑹鲋?，分別應(yīng)用了氮?dú)獾氖裁葱再|(zhì)？①文物館將貴重文物保存在氮?dú)庵衉________________________________________________。②氮?dú)馐呛铣砂惫I(yè)的重要原料___________________________________________________。③雷電是自然界重要的固氮方式___________________________________________________。④醫(yī)療上，液氮是常見的冷凍劑__________________________________________________________________________________________________________________________________。3．氮的氧化物(1)氮有多種價(jià)態(tài)的氧化物，氮元素從＋1→＋5價(jià)都有對(duì)應(yīng)的氧化物，如N2O、____、N2O3、NO2(或________)、N2O5，其中屬于酸性氧化物的是N2O3、________。(2)NO和NO2的比較性質(zhì)NONO2色、味、態(tài)水溶性易溶于水毒性有毒，大氣污染物之一有毒，大氣污染物之一與水反應(yīng)不反應(yīng)3NO2＋H2O=2HNO3＋NO與氧氣反應(yīng)不反應(yīng)提醒①NO2與N2O4存在下列平衡：2NO2N2O4，因此實(shí)驗(yàn)測(cè)得NO2的平均相對(duì)分子質(zhì)量總大于46。②驗(yàn)證某無(wú)色氣體為NO的方法是向該無(wú)色氣體中通入O2(或空氣)，無(wú)色氣體變?yōu)榧t棕色。4．氮氧化物對(duì)環(huán)境的污染及防治(1)常見的污染類型①光化學(xué)煙霧：NOx在紫外線作用下，與碳?xì)浠衔锇l(fā)生一系列光化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生了一種有毒的煙霧。②酸雨：NOx排入大氣中后，與水反應(yīng)生成HNO3和HNO2，隨雨雪降到地面。③破壞臭氧層：NO2可使平流層中的臭氧減少，導(dǎo)致地面紫外線輻射量增加。④NO與血紅蛋白結(jié)合使人中毒。(2)常見的NOx尾氣處理方法①堿液吸收法工業(yè)尾氣中的NOx常用堿液吸收處理，NO2、NO的混合氣體能被足量燒堿溶液完全吸收的條件是n(NO2)≥n(NO)。②催化轉(zhuǎn)化法在催化劑、加熱條件下，氨可將氮氧化物轉(zhuǎn)化為無(wú)毒氣體(N2)，或NOx與CO在一定溫度下催化轉(zhuǎn)化為無(wú)毒氣體(N2和CO2)。一般適用于汽車尾氣的處理。1．固氮反應(yīng)一定屬于氧化還原反應(yīng)()2．N2與O2在放電條件下直接化合成NO2()3．可用NO2與水反應(yīng)制取硝酸，故NO2是酸性氧化物()4．利用AgNO3、CCl4和蒸餾水均可鑒別NO2和溴蒸氣()5．NO2通入FeSO4溶液中始終無(wú)明顯現(xiàn)象()一、氮?dú)?、NO和NO2的性質(zhì)1．氮是生命活動(dòng)不可缺少的重要元素。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．液氮可用于醫(yī)學(xué)和高科技領(lǐng)域，制造低溫環(huán)境B．點(diǎn)燃的鎂條在氮?dú)庵胁环磻?yīng)C．氮?dú)馐枪I(yè)合成氨的原料之一D．氮的固定是將大氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)化成氮的化合物2．下列有關(guān)氮的氧化物的說(shuō)法正確的是()A．NO和NO2混合氣體的尾氣可以用水吸收B．4.6gNO2和N2O4混合氣體中含有的氧原子數(shù)目小于0.2NAC．用濕潤(rùn)的淀粉-KI試紙鑒別Br2(g)和NO2D．除去NO中混有少量NO2氣體時(shí)，可以用水洗滌后再干燥二、氮的氧化物與O2、H2O反應(yīng)定量關(guān)系應(yīng)用3．將盛有12mLNO2和O2的混合氣體的量筒倒立于水槽中，充分反應(yīng)后，還剩余2mL無(wú)色氣體。(1)若剩余的氣體是_______________，則NO2、O2的體積分別是________________________。(2)若剩余的氣體是_______________，則NO2、O2的體積分別是________________________。三、廢氣中氮氧化物的治理4．(1)汽車尾氣中的CO、NOx在適宜溫度下采用催化轉(zhuǎn)化法處理，使它們相互反應(yīng)生成參與大氣循環(huán)的無(wú)毒氣體。寫出NO被CO還原的化學(xué)方程式：____________________________________________________________________________________________________________。(2)用氨可將氮氧化物轉(zhuǎn)化為無(wú)毒氣體。如4NH3＋6NOeq\o(=,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))5N2＋6H2O，寫出氨氣轉(zhuǎn)化NO2的化學(xué)方程式：________________________________________________________________，該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質(zhì)量之比為________________________________________。(3)工業(yè)尾氣中氮的氧化物常采用堿液吸收法處理。①NO2被燒堿溶液吸收時(shí)，生成兩種鈉鹽，其物質(zhì)的量之比為1∶1，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②NO與NO2按物質(zhì)的量之比1∶1被足量NaOH溶液完全吸收后只得到一種鈉鹽，該鈉鹽的化學(xué)式是________________。考點(diǎn)二硝酸1．物理性質(zhì)硝酸是____色、____揮發(fā)、____________氣味的液體。2．化學(xué)性質(zhì)(1)不穩(wěn)定性反應(yīng)：________________________________________________________________________。(2)強(qiáng)氧化性硝酸無(wú)論濃、稀都具有強(qiáng)氧化性，而且濃度越大，氧化性越強(qiáng)。①與金屬反應(yīng)稀硝酸與銅反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________；濃硝酸與銅反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________。②與非金屬反應(yīng)濃硝酸與C反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________。③與還原性化合物反應(yīng)硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋等還原性物質(zhì)。稀硝酸與FeSO4溶液反應(yīng)的離子方程式：________________________________________________________________________________________________________________________。(3)與有機(jī)物反應(yīng)①硝化反應(yīng)(與反應(yīng))：________________________________________________________________________；②顯色反應(yīng)：含有苯環(huán)的蛋白質(zhì)遇到濃硝酸加熱后變____色。1．常溫下，鐵、鋁在濃硝酸中的鈍化為化學(xué)變化()2．可用稀HNO3與FeS固體反應(yīng)制取H2S()3．銅、碳分別與濃HNO3反應(yīng)，都體現(xiàn)了濃硝酸的強(qiáng)氧化性和酸性()4．在酸性條件下，NOeq\o\al(－,3)與I－、Fe2＋、SOeq\o\al(2－,3)等離子均不能大量共存()5．Cu在KNO3溶液和稀H2SO4中均不溶解，但能溶解在其混合液中()6．試管內(nèi)壁上的銀鏡可用稀HNO3除去，也可用氨水除去()7．濃HNO3和氯水均用棕色試劑瓶保存，其原理相同()8．濃HNO3濺到皮膚上，皮膚會(huì)變黃()一、金屬與硝酸反應(yīng)的定性分析1．用動(dòng)態(tài)觀點(diǎn)理解Cu與濃HNO3的反應(yīng)向一定量的濃硝酸中加入過量的銅片。(1)反應(yīng)開始階段產(chǎn)生__________色氣體，化學(xué)方程式為______________________________。(2)反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后又產(chǎn)生無(wú)色氣體，此時(shí)的化學(xué)方程式為________________________。(3)待反應(yīng)停止后，再加入少量的稀硫酸，這時(shí)Cu片上又有氣泡產(chǎn)生，原因是_______________________________________________________________________________________。二、金屬與硝酸反應(yīng)的定量計(jì)算2．將32.64g銅與140mL一定濃度的硝酸反應(yīng)，銅完全溶解，產(chǎn)生的NO和NO2混合氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2L。請(qǐng)回答下列問題：(1)NO的體積為____L，NO2的體積為______L。(2)參加反應(yīng)的HNO3的物質(zhì)的量是________________________________________________。(3)待產(chǎn)生的氣體全部釋放后，向溶液中加入VmLamol·L－1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2＋全部轉(zhuǎn)化成沉淀，則原硝酸溶液的濃度為_________________________________mol·L－1。(4)欲使銅與硝酸反應(yīng)生成的氣體在NaOH溶液中全部轉(zhuǎn)化為NaNO3，至少需要30%的雙氧水________g。3．(2022·河北唐山高三期末)向含xmolHNO3和ymolH2SO4的混合稀溶液中緩慢加入鐵粉，其氧化產(chǎn)物與所加鐵粉的物質(zhì)的量關(guān)系如圖所示：回答下列問題：(1)Oa段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為______________________________________________________________________________________________________________________________。(2)dc段表示的是________(填“Fe2＋”或“Fe3＋”)物質(zhì)的量變化。(3)x＝________，y＝________。(4)反應(yīng)至c點(diǎn)，可收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體為________L。金屬與硝酸反應(yīng)計(jì)算的思維流程1．正誤判斷，正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”。(1)濃HNO3和稀HNO3與Cu反應(yīng)的還原產(chǎn)物分別為NO2和NO，故稀HNO3氧化性更強(qiáng)(2021·河北，10D)()(2)向濃HNO3中插入紅熱的炭，產(chǎn)生紅棕色氣體，證明炭可與濃HNO3反應(yīng)生成NO2(2021·山東，5C)()2．(2022·江蘇，8)氮及其化合物的轉(zhuǎn)化具有重要應(yīng)用。下列說(shuō)法不正確的是()A．自然固氮、人工固氮都是將N2轉(zhuǎn)化為NH3B．侯氏制堿法以H2O、NH3、CO2、NaCl為原料制備NaHCO3和NH4ClC．工業(yè)上通過NH3催化氧化等反應(yīng)過程生產(chǎn)HNO3D．多種形態(tài)的氮及其化合物間的轉(zhuǎn)化形成了自然界的“氮循環(huán)”3．(2022·北京，12)某MOFs的多孔材料剛好可將N2O4“固定”，實(shí)現(xiàn)了NO2與N2O4分離并制備HNO3，如圖所示：已知：2NO2(g)N2O4(g)ΔH＜0下列說(shuō)法不正確的是(