高中化學(xué)一輪復(fù)習(xí)課件硝酸氮及其化合物間的轉(zhuǎn)化

硝酸氮及其化合物間的轉(zhuǎn)化1.物理性質(zhì)硝酸是

色、易揮發(fā)、有

氣味的液體。

2.化學(xué)性質(zhì)(1)不穩(wěn)定性濃硝酸見光或者受熱會分解產(chǎn)生二氧化氮,化學(xué)方程式為

。

[注意]①市售濃硝酸呈黃色的原因:硝酸分解生成的NO2溶解在硝酸里。消除方法:向變色濃硝酸中通氧氣。②硝酸保存在棕色試劑瓶中,置于冷暗處,不能用橡膠塞。無刺激性4HNO32H2O+4NO2↑+O2↑(2)強氧化性從氮元素化合價角度看,HNO3中N元素顯+5價,處于氮元素的最高價,故HNO3具有很強的氧化性。硝酸無論濃、稀都有強氧化性,而且濃度越大,其氧化性越強。①與金屬反應(yīng)(寫出化學(xué)方程式)硝酸能溶解金、鉑外的幾乎所有金屬,且大多反應(yīng)生成硝酸鹽、氮氧化物和水。稀硝酸與銅反應(yīng):

。

濃硝酸與銅反應(yīng):

。

[微點撥]常溫下,鐵、鋁在濃硫酸或濃硝酸中發(fā)生鈍化,故可用鋁制或鐵制容器盛放濃硫酸或濃硝酸。3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2OCu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O②與非金屬C反應(yīng)(寫出化學(xué)方程式)

。

③與還原性化合物反應(yīng)(寫出離子方程式)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):

。

[注意]硝酸的還原產(chǎn)物一般為HNO3(濃)→NO2,HNO3(稀)→NO。C+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2↑+2H2O

(3)與有機物的反應(yīng)①與

反應(yīng)(取代反應(yīng)) +HNO3(濃) +H2O。②顯色反應(yīng)含有苯環(huán)的蛋白質(zhì)遇到濃硝酸時有白色沉淀產(chǎn)生,加熱后沉淀變?yōu)?/p>

色。

黃1.判斷正誤(正確的打“√”,錯誤的打“×”)(1)實驗室里用鋅粒與稀HNO3反應(yīng)制取H2(

)(2)銅與濃硝酸反應(yīng)生成NO2,而與稀硝酸反應(yīng)生成更低價的氧化物NO,則氧化性:稀硝酸>濃硝酸(

)×[解析]物質(zhì)的氧化性強弱與得電子多少無關(guān),而與得電子難易程度有關(guān)。×(3)將鐵屑放入稀HNO3中產(chǎn)生氣體,證明Fe比H2活潑(

)×(4)濃硝酸、濃硫酸的濃度大,書寫離子方程式時寫分子式,不拆寫為離子形式(

)×(5)常溫下,鋁遇濃硝酸或濃硫酸時會發(fā)生鈍化

(

)(6)含有4molHNO3的濃硝酸與足量銅粉充分反應(yīng),理論上生成NO2的分子數(shù)為2NA(

)√[解析]濃硝酸中的硝酸是完全電離的?！?/p>

D

1.用如圖所示裝置探究銅與硝酸的反應(yīng),實驗記錄如下:題組一硝酸的性質(zhì)步驟操作

現(xiàn)象①打開止水夾,擠壓膠頭滴管,使?jié)庀跛岬稳朐嚬墚a(chǎn)生紅棕色氣體,試管中溶液變?yōu)榫G色②一段時間后,關(guān)閉止水夾,推動注射器活塞使部分水進入試管注射器內(nèi)剩余的水被“吸入”試管;銅表面產(chǎn)生無色氣泡,試管中溶液變藍(lán),試管內(nèi)氣體逐漸變?yōu)闊o色③一段時間后,打開止水夾,拉動注射器活塞吸取少量無色氣體;拔下注射器,再拉動活塞吸入少量空氣注射器中無色氣體變?yōu)榧t棕色下列說法不正確的是

(

)A.①中反應(yīng)的化學(xué)方程式是Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2OB.②中注射器內(nèi)剩余的水被“吸入”試管的原因可能是NO2與H2O反應(yīng)導(dǎo)致壓強減小C.③中的實驗現(xiàn)象能證明②中Cu與硝酸反應(yīng)生成了NOD.待②中反應(yīng)停止后,向試管內(nèi)滴加少量稀硫酸,有氣體產(chǎn)生C

2.甲、乙兩同學(xué)用如圖所示裝置進行實驗,探究硝酸與鐵反應(yīng)的產(chǎn)物。文獻記載:ⅰ.在濃硝酸和活潑金屬反應(yīng)過程中,隨著硝酸濃度的降低,其產(chǎn)物有+4價、+2價、-3價等氮的化合物。ⅱ.FeSO4+NO?Fe(NO)SO4(棕色)

(ΔH<0)。ⅲ.NO2和NO都能被酸性KMnO4溶液氧化吸收。甲的實驗操作和現(xiàn)象記錄如下:實驗操作實驗現(xiàn)象打開彈簧夾,通入一段時間CO2,關(guān)閉彈簧夾—打開分液漏斗活塞,將濃硝酸緩慢滴入三頸燒瓶中,關(guān)閉活塞無明顯現(xiàn)象加熱三頸燒瓶,反應(yīng)開始后停止加熱

①A中有紅棕色氣體產(chǎn)生,一段時間后,氣體顏色逐漸變淺;B中溶液變棕色;C中溶液紫色變淺

②反應(yīng)停止后,A中無固體剩余請回答下列問題:(1)滴入濃硝酸,加熱前沒有明顯現(xiàn)象的原因是

。

(2)檢驗是否生成-3價氮的化合物,應(yīng)進行的實驗操作是

。

常溫時,鐵遇濃硝酸形成致密氧化膜,阻止反應(yīng)進一步發(fā)生(答鈍化也可)

[解析]

B中發(fā)生反應(yīng)FeSO4+NO?Fe(NO)SO4(棕色),加熱后,上述平衡逆向移動,無色氣體NO逸出,在空氣中變?yōu)榧t棕色,而溶液顏色變淺或變成淺綠色。(3)甲同學(xué)取少量B中溶液,加熱,實驗現(xiàn)象是

。

請用平衡移動原理解釋原因:

。

甲同學(xué)依據(jù)該現(xiàn)象得出的結(jié)論是A中有NO生成。棕色溶液顏色變淺(或淺綠),有無色氣體逸出,且在空氣中變?yōu)榧t棕色FeSO4+NO?Fe(NO)SO4(棕色)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),加熱后平衡逆向移動[解析]

NO2與水反應(yīng)生成NO,故可把濃硝酸換成稀硝酸,若A中無紅棕色氣體生成,但B中溶液變?yōu)樽厣?可證明A中有NO生成。(4)乙同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)得出A中有NO生成的證據(jù)不足。為獲取充足的證據(jù),乙同學(xué)仍采用該裝置和操作進行對照實驗,乙同學(xué)作出的改變是

,證明有NO生成的實驗現(xiàn)象是

。濃硝酸換成稀硝酸A中沒有紅棕色氣體生成,B中溶液變?yōu)樽厣}組二硝酸與金屬反應(yīng)的計算1.

我國“殲-20”飛機某鐵鋁合金零件,取其8.0g溶于足量的稀硝酸中,金屬無剩余。產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為4.23L。向溶液中加過量的氫氧化鈉溶液出現(xiàn)紅褐色沉淀,且部分溶解,小心收集沉淀,洗滌干凈、烘干、稱量得10.7g,加熱分解至恒重,得固體質(zhì)量為8.0g。合金中Fe與Al的物質(zhì)的量之比為(

)∶∶8

∶7 ∶6B

2.

向200mL2mol·L-1HNO3溶液中逐漸加入鐵粉至過量(假設(shè)生成的氣體只有一種),在此過程中,n(Fe2+)隨n(Fe)變化如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是(

)A.該過程中產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下氫氣4.48LB.向c點處的反應(yīng)液中加入稀鹽酸后無明顯現(xiàn)象C.圖中a、bD.當(dāng)加入鐵粉nmol時(0.1<n<0.15),溶液中n(Fe3+n)molD

[方法技巧]

“四法”突破金屬與硝酸的計算原子守恒法

HNO3與金屬反應(yīng)時,一部分HNO3起酸的作用,以N的形式存在溶液中;一部分作為氧化劑轉(zhuǎn)化為還原產(chǎn)物,這兩部分中氮原子的總物質(zhì)的量等于反應(yīng)消耗的HNO3中氮原子的物質(zhì)的量得失電子守恒法

HNO3與金屬的反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng),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)的量電荷守恒法

HNO3過量時反應(yīng)后溶液中(不考慮OH-),c(N)=c(H+)+nc(Mn+)(Mn+代表金屬離子)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進行相關(guān)計算,且溶液中要符合電荷守恒1.自然界中氮的循環(huán)2.借助“價—類”二維圖,構(gòu)建氮及其化合物的知識結(jié)構(gòu),寫出圖中相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。①

;

②

;

③

;

④

;

⑤

;

⑥

;

N2+3H2

2NH3N2+O2

2NO4NH3+5O2

4NO+6H2O2NO+O2

=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+4H2O+2NO↑2.借助“價—類”二維圖,構(gòu)建氮及其化合物的知識結(jié)構(gòu),寫出圖中相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。⑦

;

⑧

;

⑨

;

⑩

。

HNO3+NaOH=NaNO3+H2ONH3+H2O?NH3·H2ONH3+HCl=NH4Cl2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑(其他合理答案均可)1.研究氮及其化合物的性質(zhì),可以有效改善人類的生存環(huán)境。氮及其化合物的“價—類”二維圖如下,B是紅棕色氣體。下列有關(guān)說法中不正確的是(

)A.工業(yè)上以A、空氣和水為原料生成硝酸B.由A→N2,從原理上看,A可與NO反應(yīng)實現(xiàn)C.由B→NO,必須加入還原劑才能實現(xiàn)轉(zhuǎn)化D.物質(zhì)B與水反應(yīng),生成1molC時轉(zhuǎn)移電子數(shù)為NA(設(shè)NA為阿伏伽德羅常數(shù)的值)C[解析]由題圖可知,物質(zhì)A、B、C分別代表NH3、NO2、HNO3。工業(yè)上制硝酸,以NH3、空氣和水為原料,實現(xiàn)轉(zhuǎn)化:NH3→NO→NO2→HNO3,A正確。根據(jù)氧化還原反應(yīng)規(guī)律,NH3和NO發(fā)生價態(tài)“歸中反應(yīng)”,可生成N2和H2O,B正確。NO2與水反應(yīng)生成HNO3和NO,故NO2→NO轉(zhuǎn)化不一定加入還原劑,C錯誤。NO2→HNO3,N元素由+4價升高到+5價,故生成1molHNO3時轉(zhuǎn)移電子數(shù)為NA,D正確。[解析]A、H為空氣中的主要成分,分別為N2、O2中的一種,氣體B能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán),則B為NH3,A能與氨反應(yīng)生成D與X,X為常見液體,氣體D遇到A很快變成紅棕色的E,可推知A為O2,H為N2,D為NO,X為H2O,E為NO2,E與X反應(yīng)生成F,I是紫紅色金屬單質(zhì),應(yīng)為Cu,F與Cu反應(yīng)得到G、X(水)、D(NO),故F為HNO3,G為Cu(NO3)2。C屬于金屬氧化物,與B(NH3)反應(yīng)得到X(水)、H(氮氣)、I(Cu),根據(jù)元素守恒可知C為CuO,據(jù)此分析答題。回答下列問題:(1)B的化學(xué)式為

,C的化學(xué)式為

,

D的化學(xué)式為

。

(2)寫出B的實驗室制法的化學(xué)方程式:

。

(3)寫出反應(yīng)①的化學(xué)方程式:

。

(4)寫出反應(yīng)②的離子方程式:

。NH3CuONO2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O4NH3+5O24NO+6H2O

1.關(guān)于氮及其重要化合物的變化關(guān)系如圖:下列說法不正確的是 (

)A.路線①②③是工業(yè)生產(chǎn)硝酸的主要途徑B.路線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷電固氮生成硝酸的主要途徑C.上述所有反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)D.上述反應(yīng)中只有③屬于氮的固定題組

氮及其化合物間的轉(zhuǎn)化D[解析]工業(yè)上生產(chǎn)硝酸涉及反應(yīng):4NH3+5O2

4NO+6H2O(路線①),2NO+O2

=2NO2(路線②),3NO2+H2O=2HNO3+NO(路線③),即路線①②③是工業(yè)生產(chǎn)硝酸的主要途徑,A正確。在放電條件下,氮氣和氧氣發(fā)生反應(yīng)N2+O2

2NO(路線Ⅰ);NO不穩(wěn)定,易被氧氣氧化為NO2:2NO+O2

=2NO2(路線Ⅱ),NO2溶于水生成HNO3:3NO2+H2O=2HNO3+NO(路線Ⅲ),B正確。圖中N的化合價分別為-3價(NH3)、0價(N2)、+2價(NO)、+4價(NO2)、+5價(HNO3),上述反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng),C正確。反應(yīng)Ⅰ和N2→NH3為空氣中的氮氣轉(zhuǎn)變?yōu)楹衔?屬于氮的固定,其他反應(yīng)是氮的化合物之間的轉(zhuǎn)化,不是氮的固定,D錯誤。2.

部分含氮物質(zhì)的分類與相應(yīng)氮元素的化合價關(guān)系如圖所示。下列說法中錯誤的是(

)A.從氮元素的化合價角度考慮,a有還原性、c都是大