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文檔簡介
知識清單11氮及其重要化合物
清單速覽
知識點01氮及其氧化物知識點02硝酸
知識點03氨和鍍鹽知識點04氮及其化合物的相互轉化
知識點05氮氧化物和硝酸的有關計算
思維導圖
H工業(yè)上合成氨)
:物理性質)
愚氣的性質:
I氮及其氧化物:化學性質)■垂晶氣、氧氣、鎂反應)
,氮的氧化物)—(N。、NO2的性質)
氧化物對環(huán)境的影響及防治)
(物理性質)
(不穩(wěn)定
(硝酸)
{與還原性物質反應)
{與有機物反應)
硝酸的工業(yè)制法
(意的分子結構和物理性質)
氮及其重要化合物
(與水反應)(氨水的性質及應用)
(與酸和鹽的反應)
氨氣的化學性質
(氨的催化氧化)
(還原性)
(與。2、CECu。反應)
(化學性質)(不穩(wěn)定性、與堿反應)
(Si)(銀根黯子的檢驗)
(反應原理、裝置)
(快速制取氨氣的方法)
(氮及其化合物的相互轉化自然界中嬴的循
“價-類”二維圖)
,NOx、。2和HzO的計算)
就氧化物、硝酸的有關計算I(金屬與硝酸反應的計算)
知識梳理
知識點01氮及其氧化物
梳理歸納
1.氮元素的存在和氮的固定
(1)氮元素的存在
游離態(tài):N2(空氣中體積分數(shù)約為78%)
化合態(tài):動植物體內的蛋白質中,還有部分存在于土壤、海洋里的硝酸鹽和鏤鹽中。
⑵氮的固定
①含義:將大氣中游離態(tài)的氮轉化為氮的化合物的過程。
②分類:
?放由
/自然固氮[高能固氮(N2+°22N°)
氮的固定?物口凰(科/物弓普?日胤)
‘人工固氮|合成氨(N2+3H2催化劑2NH3)
[仿生固氮
2.氮氣分子結構和性質
(1)氮分子的結構
氮氣分子的電子式為:N三N:,結構式為N三N。
(2)氮氣的化學性質
放電或高溫
①與。2化合:N2+O2=========2NOo
占燃
②鎂在氮氣中燃燒:3Mg+N2=====Mg3N2o
③與氫氣化合:N2+3H2喟化[土2NH3;應用:工業(yè)上合成氨。
(3)用途
①氮氣常用作保護氣,如焊接金屬、填充燈泡、保存食品等。
②氮氣是合成氨、制硝酸的重要原料。
③液氮可用作制冷劑,應用于醫(yī)學、科技等領域。
3.氮的氧化物
(1)氮的氧化物
N的化合價+1+2+3+4+5
對應氧化物用0(笑氣)
NON2O3NO?、N2O4N2O5
其中屬于酸性氧化物的是和對應的酸分別是(亞硝酸)和0
N2O3N2O5,HNC>2HNO3
(2)NO和NO2的比較
性質
NONO2
色、態(tài)、味無色、無味的氣體紅棕色、有刺激性氣味的氣體
溶解性難溶于水與水反應
毒性有毒,大氣污染物之一有毒,大氣污染物之一
與水反應不反應3NO2+H2O=2HNO3+NO
與氧氣反應不反應
2NO+O2=2NO2
(3)NOX的收集和檢驗
①NO采用排水法收集,不用排空氣法收集;NO?采用排空氣法收集,不用排水法收集。
②NO的檢驗:通入。2(或空氣),無色氣體變?yōu)榧t棕色。
4.氮氧化物對環(huán)境的污染及防治
(1)氮氧化物的來源
氮氧化物(NOx)主要包括NO和NO2?;剂系娜紵?、硝酸生產和機動車輛尾氣的排放是氮氧
化物的主要來源。
(2)氮氧化物的危害
①形成酸雨:
NO2形成酸雨的過程為3NO2+H2O=2HNO3+NO(用化學方程式表示)。
②光化學煙霧
在日光照射下,NO2使氧氣經過復雜的反應生成臭氧(。3),臭氧與空氣中的一些碳氫化合物在紫外線
照射下發(fā)生作用后,產生了一種有毒的煙霧,人們稱之為光化學煙霧。
③破壞臭氧層:NO2可使平流層中的臭氧減少,導致地面紫外線輻射量增加。
@NO與血紅蛋白結合使人中毒。
(3)氮氧化物污染治理方法
催化劑
①汽車尾氣“催化轉化法":2CO+2NO===2cO2+N2
②氨還原法:
催化劑催化劑]
6NO+4NH3==R=5N2+6H2。;6NO2+8NH3==苣=7N2+12H2O
③堿液吸收法:
2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O;NO+NO2+2NaOH=NaNO2+H2O
易錯辨析
(1)固氮反應一定屬于氧化還原反應(4)
提示:固氮是將大氣中游離態(tài)的氮轉化為氮的化合物的過程。
⑵N2與。2在放電條件下直接化合成NC)2(X)
錯因:N2與。2在放電條件下生成NO。
(3)用向上排空氣法收集銅粉與稀硝酸反應產生的氣體(X)
錯因:Cu與稀硝酸生成NO,NO與空氣中的。2反應,不能用排空氣法收集。
(4)NC>2溶于水時,NO2是氧化劑,水是還原劑(x)
錯因:NO?與H2O反應,NO2既是氧化劑又是還原劑。
(5)可用NO,與水反應制取硝酸,故NO2是酸性氧化物(x)
錯因:NO2與H2O反應生成HNO3和NO,所以NO2不是酸性氧化物。
(6)CO、NO、NO2都是大氣污染氣體,在空氣中都穩(wěn)定存在(x)
錯因:NO與氧氣反應生成NO2。
(7)利用AgNO3溶液、CC14和H2O均可鑒別NO,和濕蒸氣(4)
提示:NO?與水反應生成HNC>3和NO,溶液呈無色,Br2溶于水得到呈黃色的漠水溶液,Br2與反應
生成HBr和HBrO,HBr與反應生成淡黃色AgBr沉淀,NC%不溶于CCI4,B0易溶于CCL呈橙紅色。
(8)NC>2通入FeSCU溶液中,無明顯現(xiàn)象(x)
錯因:NO?與水反應生成HNC)3,HNO3具有強氧化性,能氧化Fe2+。
(8)可用濕潤的淀粉碘化鉀試紙鑒別NO2與黑蒸氣(x)
錯因:NO?與水反應生成HNC)3,HNO3具有強氧化性,能將KI氧化為k,Br2也能將KI氧化為b。
(9)一定條件下,1molM可與3moi氏充分反應反應生成NH3,轉移的電子數(shù)為6叫(、)
錯因:氮氣與氫氣反應生成氨氣是可逆反應。
(10)SO2>CO2、NO2都是可形成酸雨的氣體(x)
錯因:SC>2和NC)2都是可形成酸雨的氣體,CO2不能形成酸雨。
專項提升
一、氮氣的性質及應用
1.Mg能與空氣中的。2、N2和C02反應。
占燃
(l)Mg與C02反應的方程式為:2Mg+CO2=2=二=2MgO+C,該反應屬于四種基本反應類型中的置換
反應。
(2)Mg與N2反應生成Mg3N2=
①Mg3M的電子式:+匚Wp-Mg2+,Mg2+與N3-的半徑大小為:Mg2+<N3-
@Mg3N2與水反應的方程式:Mg3N2+6H2O===3Mg(OH)2;+2NH3T
@Mg3N2與過量鹽酸反應的方程式:Mg3N2+8HCl===3MgCb+2NH4cl
2.除去N2中的02的方法是通過灼熱的銅粉。
二、氮氧化物的性質及應用
1.NC>2與H2。的反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比為1:2。
2.NO2與。2的混合氣體被水完全吸收轉化為HNO3的化學方程式:
,NO與。2的混合氣體被水完全吸收轉化為HNO3的化學方程式:
答案:3NO2+H2O=2HNO3+NO4NO+3O2+2H2O=4HNO3
3.NO2和澳蒸氣均為紅棕色氣體,你用哪些實驗方法鑒別二者?寫出所用試劑和區(qū)別的現(xiàn)象。
方案一:試齊!J,現(xiàn)象o
方案二:試劑,現(xiàn)象=
方案三:試劑,現(xiàn)象o
答案:方案一:AgNO3溶液N02中AgNC>3溶液無明顯變化,澳蒸氣中產生淺黃色沉淀
方案二:CCL(或汽油)NO2中CCL(或汽油)仍為無色,浪蒸氣中CCL(或汽油)的顏色加深
方案三:蒸儲水NO2中蒸儲水不變色,澳蒸氣中水的顏色加深(其他合理的答案均正確)
4.NO2與N2O4存在下列平衡:2NC>2N2O4△“<0。
(l)2molNO與1molO2反應,所得氣體分子數(shù)小于2必。
(2)實驗測得NO2的平均相對分子質量大于46o
(3)將NO2氣體加熱,紅棕色變深;②加壓:顏色先變深后變淺,比加壓前深。
三、氮氧化物對環(huán)境的影響
1.汽車尾氣中的CO、N(X在適宜溫度下采用催化轉化法處理,使它們相互反應生成參與大氣循環(huán)的無
毒氣體。寫出NO與CO反應的化學方程式:,該反應中NO表
現(xiàn)為性。
催化劑
答案:2co+2NO及=N2+2CO2氧化
2.用氨可將氮氧化物轉化為無毒氣體。氨氣與NO?反應的化學方程式為:
該反應中NC)2表現(xiàn)為性,氧化產物與還原產物的物質的量之比為=
催化劑
答案:8NH3+6NC)2^U7N2+12H2O氧化4:3
3.工業(yè)尾氣中氮的氧化物常采用堿液吸收法處理。
(1)NC>2被燒堿溶液吸收時,生成兩種鈉鹽,其物質的量之比為1:1,寫出該反應的化學方程式:
,[molNCh參加反應,轉移的電子數(shù)為。
(2)NO與NO2按物質的量之比1:1被足量NaOH溶液完全吸收后只得到一種鈉鹽,寫出該反應的化
學方程式:。
答案:(1)2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O05NA
(2)NO+NO2+2NaOH===2NaNO2+H2O
知識點02硝酸
梳理歸納
1.硝酸的物理性質
硝酸是一種無色,易揮發(fā),具有刺激性氣味的液體。能與水以任意比互溶。
2.硝酸的化學性質
(1)硝酸是一元強酸,具有酸的通性。
寫出下列反應的離子方程式:
①硝酸和氫氧化鈉反應:H++OH=H20O
②硝酸和氧化鈉反應:2H++Na2O=2Na++H20o
2
③硝酸和碳酸鈣反應:2H++CaCO3=Ca++C02t+H2OO
(2)不穩(wěn)定性
受執(zhí)或光昭
硝酸不穩(wěn)定,見光或受熱易分解,化學方程式為:4HNO3======2H2O+4NO2T+O2TO
硝酸的保存方法:密封貯存在低溫、避光處。
市售硝酸常因溶有少量NO2略顯黃色。
(3)硝酸的強氧化性
硝酸是一種氧化性很強的酸,能與大多數(shù)金屬(除Au、Pt等少數(shù)金屬以外)、許多非金屬以及有機
物發(fā)生氧化還原反應。
①HNO3與金屬反應
濃硝酸、稀硝酸分別與Cu的反應方程式:
Cu+4HNO式濃)=CU(NO3)2+2NC>2.T+2H2。
3Cu+8HNC>3(稀)===3CU(NC>3)2+2NOf+4H2O
②硝酸與非金屬的反應
寫出C與濃硝酸反應的方程式:C+4HNC)3(濃)=a=CO2t+4NO2T+2H2Oo
③常溫下濃硝酸可以使鋁、鐵等金屬發(fā)生鈍化??梢杂娩X質或鐵質容器盛放濃硝酸。
④與其他還原性物質反應
稀硝酸與Fe2+、H2S>I>SO2、SO前反應的離子方程式:
3Fe2++4H++NO,=3Fe3++NOT+2H2O
3H2s+2H++2NO,=3S1+2N0f+4H2O
+-
6I+8H+2NO3=3I2+2NOT+4H2O
+
3SO2+2H2O+2NOr=3SOF+2NOT+4H
+
3SOF+2H+2NOr=3SOF+2NOt+H2O
(4)與有機物反應
NO,
①硝化反應(與、^反應):XZ+HNO
3+比0;
②顏色反應:含有苯基的蛋白質遇到濃硝酸時變黃色。
3.硝酸的工業(yè)制備原理
寫出上述轉化的化學方程式。
?N2+3H2高鼠-2NH3O
②4NH3+5O2=2^=4NO+6H2O1,
@2NO+O2=2NO2O
@3NO2+H2O=2HNO3+NOo
易錯辨析
(1)實驗室也可用鋅粒與稀硝酸制取氫氣(x)
錯因:HNC)3有強氧化性,與金屬反應時不放出H2。
(2)常溫下,鐵、鋁在濃硝酸中的鈍化為化學變化(4)
提示:鐵、鋁遇濃硝酸時,在金屬表面生成一層致密的氧化膜。
⑶可用稀硝酸與FeS固體反應制取H2s(*)
錯因:HNO3會將一2價的硫氧化成單質硫。
(4)銅溶于稀硝酸不能體現(xiàn)硝酸的酸性(x)
錯因:Cu與HNO3反應,生成CU(NO3)2,體現(xiàn)HNO3的酸性。
(5)在酸性條件下,NO5與「、Fe2+、SOF等離子能大量共存(x)
錯因:NO]在酸性條件下有強氧化性,會將「、Fe2+、SOH等還原性離子氧化。
(9)濃硝酸氧化性很強,常溫下就可以和碳發(fā)生反應(x)
提示:濃硝酸與碳在加熱條件下才能反映。
(10)濃硝酸的還原產物是NO2,稀硝酸的是還原產物NO(X)
錯因:硝酸的還原產物不只有NO2和NO,很稀的硝酸還原產物也可能為N2O、N2或NH4NO3。
專項提升
一、硝酸的性質及應用
1.將濃硝酸存放在無色試劑瓶中,一段時間后觀察到溶液變黃,用化學方程式解釋變黃的原因,由此得
到啟示,如何保存濃硝酸?
A成光昭
答案:4HNO3(濃)2H2O+4NO2T+O2T,濃硝酸應保存在棕色試劑瓶中,并置于陰涼處。
2.向一定量的濃硝酸中加入過量的銅片。
①反應開始階段產生色氣體,化學方程式為?
②反應進行一段時間后又產生無色氣體,此時的化學方程式為。
③待反應停止后,再加入少量的稀硫酸,這時Cu片上又有氣泡產生,原因是
答案:①紅棕Cu+4HNO3(i^)=Cu(NO3)2+2NO2?+2H2O
②3Cu+8HNC>3(稀)=3Cu(NC>3)2+2NOT+4H2O
③加入稀硫酸后,氫離子與原溶液中硝酸根離子構成強氧化性酸,又能與過量的銅反應
3.將鐵粉溶于稀硝酸,鐵元素的存在形式可能為①、②、③0
答案:①Fe(NC)3)3②Fe(NO3)2③Fe(NC>3)3和Fe(NC)3)2
4.將相同質量的銅分別與足量的濃硝酸、稀硝酸反應。
(1)消耗的硝酸的物質的量之比為,被還原的硝酸的物質的量之比為,相同條件下
產生的氣體的體積之比為O
(2)反應中轉移的電子總數(shù)濃硝酸稀硝酸(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)用排水法收集氣體,理論上收集到氣體的體積(填“相等”、“不相等”)
相同
答案:⑴3:21:33:1⑵等于(3)相等
4.往兩支分別裝有淺綠色的Fe(NC>3)2和FeSCU溶液的試管中分別逐滴加入稀鹽酸時,溶液的顏色變化應
該是:前者,后者O
答案:變棕黃色基本不變
二、硝酸反應產物的實驗探究
某校課外活動小組為了探究銅與稀硝酸反應產生的氣體主要是NO而設計了下列實驗,裝置如圖所示
(加熱裝置和固定裝置均已略去)。圖中K為止水夾(處于關閉狀態(tài)),F(xiàn)是一半空的注射器。請回答有關問
題:
(1)設計裝置A的目的是。
(2)在完成(1)中的“操作”后,將裝置B中銅絲插入稀硝酸并微熱,觀察到裝置B中的現(xiàn)象是
;B中反應的離子方程式為.
(3)裝置E和F的作用是;為實現(xiàn)此作用,其操作方法是
(4)裝置D的作用是吸收多余的氮氧化物,防止污染空氣,兼有的功能。
答案:(1)產生CO2,趕走裝置中的空氣,防止因NO與。2反應生成NO2而產生干擾
(2)Cu絲表面產生氣泡,稀硝酸液面上方仍為無色,溶液變藍3Cu+8H++2N(K=3CU2++2NOT+4H2。
(3)驗證NO的生成將注射器中的空氣推入E中,若氣體變?yōu)榧t棕色則說明生成了NO
(4)防止倒吸
知識點03氨和錢鹽
梳理歸納
一、氨氣的性質及應用
i.氨氣的物理性質
氨氣是無色、有刺激性氣味、密度比空氣小,極易溶于水的氣體,常溫時,1體積水大約溶解700
體積的氨氣,氨易被液化。
液態(tài)氨汽化時要吸收大量的熱,使周圍的溫度急劇下降,因此液態(tài)氨在工業(yè)上常作制冷劑。
2.氨氣的化學性質
氨水(顯堿性)
與水反應
2口+與酸反應E-還原性、43
(1)氨與水的反應:
①氨氣大部分與水反應生成NH3H2O,NH3H2O部分電離為NHI和OH-:
NH3+H2ONH3H2ONH4+OH-
應用:檢驗氨氣的方法是用濕潤的紅色石蕊試紙(或pH試紙)檢驗,試紙變藍色。
②氨水的成分與性質:
氨水中含有的粒子有NH3-H2。、NH3、NH4,印0、OH>H+。
NH3H2O為可溶性一元弱堿,易揮發(fā),不穩(wěn)定,易分解:NH3-H2。上NH3T+H2O。
(2)氨與酸的反應
濃鹽酸、濃硝酸等揮發(fā)性酸遇氨會產生白煙,利用這點可以檢驗濃氨水或氨的存在。
硫酸難揮發(fā),與氨氣反應時不能觀察到白煙生成。
濃氨水與鹽酸、硝酸和硫酸反應的化學方程式:
HC1+NH3=NH4CKNH3+HNO3=NH4NO32NH3+H2SO4=(NH4)2SO4
應用:工業(yè)上用氨氣與酸反應制取錢鹽,鍍鹽都能溶于水,是使用最廣泛的化肥。
(3)與鹽溶液的反應
3
如過量氨水與A1C13反應的離子方程式:Al++3NH3-H2O=A1(OH)3;+3NH4(1
(4)氨的還原性
NH3中的氮元素的價態(tài)為一3價,因此NH3不僅能被催化氧化生成NO,在純氧中燃燒能生成N2。
在一定條件下,NH3還能被Cb、CuO及氮氧化物等氧化。
氨的催化氧化:4NH3+5O2==^=4NO+6H2O,應用:工業(yè)上制取硝酸。
占燃
氨氣在純氧中燃燒:4NH3+3O2=====2N2+6H2O。
氨氣與氯氣反應:8NH3+3C12===N2+6NH4CI,應用:用濃氨水檢驗氯氣的泄漏。
3.噴泉實驗原理及應用
(1)實驗原理
燒瓶內外產生壓強差,當燒瓶內壓強明顯小于外界壓強時就會產生噴泉。
噴泉實驗能否成功的關鍵因素:
①盛氣體的燒瓶必須干燥;②氣體要充滿燒瓶;③燒瓶不能漏氣(實驗前應先檢查裝置的氣密性);
④所用氣體能大量溶于所用液體或氣體與液體快速反應。
(2)常見噴泉的形成主要有以下兩類:
①極易溶于水的氣體(NE、HC1、SO2等)與水可形成噴泉。
②酸性氣體(HC1、S02,NO2、CO2、H2S等)與NaOH(aq)也能形成噴泉。
二、鐵鹽及氨氣的實驗室制法
1.錢鹽
(1)鍍鹽的物理性質
通常把錢根離子和酸根離子形成的離子化合物稱為錢鹽,它們多為無色、易溶于水的晶體。
(2)鍍鹽的化學性質
①不穩(wěn)定性:鏤鹽不穩(wěn)定,受熱易分解。
NH4C1分解的化學方程式為:NH4C1NH3t+HClf
NH4HCO3分解的化學方程式為:NH4HCO3白NH3T+CO2T+H2O
②與堿反應:
鏤鹽與堿溶液反應的離子方程式:
+
a.在稀溶液中不加熱:NH+OH===NHH^OO
43
+△
b.加熱時或濃溶液:NH4+0H-=====NH3t+H2O?
(3)鍍鹽的檢驗方法
向鍍鹽中加入NaOH溶液,加熱,將濕潤的紅色石蕊試紙靠近管口,若試紙變藍,證明樣品中含有
NHt=
2.氨氣的實驗室制法
(1)反應原理
加熱固態(tài)銹鹽和堿的混合物,一般加熱NH4cl和Ca(OH)2的混合物,反應的方程式為:2NH4CI+
△
Ca(OH)2===CaCl2+2NH3t+2H2Oo
(2)實驗裝置
Ca(OH)2
和NH4cl
棉花
(3)NH3的干燥:堿石灰,不能用P2O5、濃H2so4、CaCb干燥。
堿石灰
堿石灰
(4)驗滿方法:
①用濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口,試紙變藍色;
②將蘸有濃鹽酸的玻璃棒置于試管口,現(xiàn)象是有白煙產生。
(5)尾氣處理
收集時,一般在管口塞一團用水或稀硫酸浸濕的棉花球,作用是:
①防止NH3與空氣對流,提高NH3的純度和收集速度;
②吸收多余的氨氣,防止污染空氣。
多余氣體進行尾氣吸收防止倒吸,常采用下列裝置和措施。
3.實驗室快速制取氨氣的方法
固體NaOH
或生石灰
(1)加熱濃氨水制氨,利用NH3H2O=H2O+NH3t0其裝置如圖甲所示。
(2)濃氨水與生石灰:利用生石灰和水反應減少水的同時放出大量的熱,使NE逸出。其裝置如圖乙
所示。
(3)濃氨水和固體NaOH:利用NaOH的吸水性和溶于水放熱的性質,使NH3逸出。其裝置如圖乙所
z]\O
易錯辨析
(1)液氨制冷、碘的升華、NH4CI氣化都不涉及化學變化(X)
錯因:NH4C1氣化是NH4C1分解生成NH3與HC1,是化學變化。
(2)能用加熱法除去NaCl中的NH4cl的原因是NH4cl為強酸弱堿鹽(x)
錯因:原因是NH4cl受熱分解生成氣體揮發(fā)。
1
(3)現(xiàn)有1molL-的氨水,則該溶液中NH3H2O的濃度是1molL-^x)
錯因:氨水中還含有NH3、NH4,故c(NH3?H2O)〈lmol-LT。
(4)濃氨水可檢驗氯氣管道是否漏氣(Y)
提示:Cb能將氨氣氧化:8NH3+3C12==N2+6NH4C1,可以看到有白煙生成。
(5)因為NH4HCO3受熱易分解,所以可用作氮肥(x)
錯因:NH4HCO3中含有氮元素,可用作氮肥,與受熱易分解無關。
(6)液氨可用作制冷劑,是因為其汽化時吸收大量的熱(T)
提示:液氨汽化時會吸收大量的熱,使環(huán)境溫度降低。
(7)氨水呈堿性,是因為NH3溶于水發(fā)生反應:NH3+H2ONH4+OH-(X)
錯因:氨水呈堿性,是因為NH3H2O電離出了OH:NH3H2ONH4+OH-0
(8)鐵鹽都不穩(wěn)定,受熱分解都生成NH3(X)
錯因:并不是所有的鐵鹽都受熱生成NH3,NH4NO3N2OT+2H2OO
(9)向某溶液中加入稀NaOH溶液,濕潤的紅色石蕊試紙不變藍,則原溶液中一定無NHl(x)
錯因:因為NE極易溶于水,稀溶液中NH3會溶解在水中。
(10)NH4HCO3與足量NaOH溶液共熱時,發(fā)生反應的離子方程式為NH4+OH-=^=NH3f+H2O(x)
錯因:HCO5也能與NaOH溶液反應,NH:+HCOr+2OH-^^NH3T+COF+2H2Oo
(11)某同學根據鐵鹽受熱分解的性質,認為可以采用加熱NH4cl分解的方法來制取氨(x)
錯因:NH4cl分解產生的NH3和HC1又重新反應生成NH4C1O
(12)為加快產生NH3的速率,實驗室可以用NaOH固體和NH4cl固體反應制NH3(x)
錯因:不能用NaOH代替,原因是NaOH具有吸濕性,易結塊,不利于產生氨,在加熱條件下還會嚴重
的腐蝕試管。
專項提升
一、氨和鍍鹽的性質及應用
1.施肥時,草木灰(有效成分為K2co3)不能與NH4cl混合使用的原因是:K2c。3與NH4cl反應生成氨氣
會降低肥效。
2.用濃氯化鍍溶液處理過的舞臺幕布不易著火,其原因是①氯化鍛分解吸收熱量,降低了溫度;②氯化
鏤分解產生的氣體隔絕了空氣。
3.蘸有濃硝酸的玻璃棒與蘸有濃氨水的玻璃棒靠近,能產生白煙現(xiàn)象嗎?簡述原因。若將濃硝酸改為濃
硫酸也會出現(xiàn)相同的現(xiàn)象嗎?
答案:能,濃硝酸、濃氨水均有揮發(fā)性,揮發(fā)的HNC>3與NH3相遇生成白色固體小顆粒NH4NO3。
不會,因為濃硫酸難揮發(fā),不能在空氣中生成固體小顆粒。
4.(1)將氨與氯氣混合也會產生白煙,用化學方程式解釋產生白煙的過程o
(2)在飽和NH4C1溶液中滴加NaAK)2,產生刺激性氣味的氣體和白色沉淀,用離子方程式解釋其現(xiàn)象:
(3)實驗室常用飽和氯化鏤(NRCl)與亞硝酸鈉(NaNC)2)加熱來制取氮氣,寫出發(fā)生反應的化學方程式
答案:(1)2NH3+3C12=N2+6HC1,NH3+HC1=NH4C1
(2)NH4+AlOf+H2O=A1(OH)3J+NH3T
(3)NH4Cl+NaNO2NaCl+N2t+2H2O
二、氨、鍍鹽的性質實驗探究
1.某化學興趣小組利用下列圖示裝置探究氨的性質。
(1)①中濕潤的紅色石蕊試紙,用化學用語表示產生該現(xiàn)象的原因
(2)向②中滴入濃鹽酸,現(xiàn)象為,反應的化學方程式:o
(3)將灼熱的鉗絲伸入③中錐形瓶,可觀察到伯絲保持紅熱,有紅棕色氣體及少量白煙生成。該過程
會同時發(fā)生多個反應,寫出NH3和。2催化氧化的方程式,該反
應為(填“吸熱”或“放熱”)反應,錐形瓶中出現(xiàn)白煙,該物質的化學式為o
答案:⑴變藍NH3+H2ONH3H2ONH4+OH-
(2)產生白煙NH3+HC1==NH4C1
催化齊U
(3)4NH3+5O2=^=4NO+6H2O放熱NH4NO3
解析:(3)NH3和。2反應能使鉗絲保持紅熱,說明反應為放熱反應,生成的NO和再生成NC>2,NO2又
和H2O生成HNO3.HNO3遇到NH3生成NH4NO3小顆粒,故白煙成分為NH4NO3。
2.噴泉是一種常見的自然現(xiàn)象,其產生的原因是存在壓強差。
(1)裝置圖1中的氣體a可能為①氯氣、②氫氣、③氨、④氯化氫、⑤二氧化碳。打開裝置中的止水
夾,擠壓膠頭滴管,若液體b為水時,能產生噴泉現(xiàn)象的氣體a可能是(填序號,下同);若液體
b為氫氧化鈉濃溶液時,能產生噴泉現(xiàn)象的氣體a可能是o
(2)如果只提供如圖2的裝置(氣體為氨,液體為水),請說明引發(fā)噴泉的方法
答案:(1)③④①④⑤
(2)打開止水夾,用熱毛巾捂住圓底燒瓶至有氣泡從水中冒出,移去熱毛巾
解析:(1)氨和氯化氫極易溶于水;氯氣、氯化氫、二氧化碳都可以與濃NaOH溶液反應,使燒瓶內壓強
減小。(2)圖2則需先打開止水夾,再用熱毛巾捂住圓底燒瓶,發(fā)現(xiàn)有氣泡冒出后,移去熱毛巾即可,燒
瓶溫度降低,會使少量水進入燒瓶,從而引發(fā)噴泉。
三、氨氣的實驗室制法
1.下面是實驗室制取氨氣的裝置和選用的試劑,其中錯誤的是()
③④
A.①②B.③④C.①③D.②④
答案:C
解析:實驗室制取氨氣的方法有:錢鹽與堿加熱制取氨氣,常用NH4cl與Ca(OH)2反應,固體與固體反
試管口應略向下傾斜,③錯誤;在濃氨水中加入CaO,CaO與水反應使溶液中c(OH-)增大,消耗了水,
并且放出大量的熱,使NH3-H2。分解放出氨氣;加熱濃氨水,加快氨氣揮發(fā)。①是錯誤的,因為氯化鏤
分解生成的NH3與HC1冷卻后又生成NH4C1,不能得到NH3?
2.某化學興趣小組利用圖1裝置制備氨并探究相關性質。
(1)裝置A中,盛有濃氨水的儀器名稱為,燒瓶內藥品可選用0裝置B
的作用是_________________________
(2)實驗中觀察到C中CuO粉末變紅,D中無水硫酸銅變藍,并收集到一種單質氣體,則該反應相關
化學方程式為,該反應證明氨具有性o
(3)該實驗缺少尾氣吸收裝置,圖2中能用來吸收尾氣的裝置是(填裝置序號)。
答案:(1)分液漏斗堿石灰或生石灰干燥氨
(2)3CUO+2NH3=^=3CU+N2+3H2O
(3)U、III
知識點04氮及其化合物的相互轉化
■梳理歸納
1.含氮元素物質之間的轉化關系
。2,催化劑、△Cu,稀溶液
1
Ca(OH)2,AI純O2,點燃N。?,放電]、%0、
-N
NH4C1.u->NH3期2,高溫、|L)2、、HNC)3
rlClNHCu,濃溶液
高壓、催化劑|Mg,點燃
-HqMgaNzN2o4
(1)橫向轉化為物質類別變化,非氧化還原反應,例如:
①氨氣轉化為鏤鹽:HC1+NH3===MH4C1
②硝酸轉化為硝酸鹽:NaOH+HNO3===NaNO3+H2O
(2)縱向、斜向轉化為化合價變化反應,是氧化還原反應,例如:
①NH3轉化為N2:8NH3+3C12===N2+6NH4CI
催化劑
②NH3轉化為NO:4NH3+5O2=^=4NO+6H2O
(3)歧化一同一物質中某元素的化合價在同一反應中既升高又降低。例如:
NO2與水反應:3NO2+H2O=2HNO3+NO
NO2與NaOH溶液反應:2NC)2+2NaOH-NaNCh+NaNOz+EO
(4)歸中—不同物質中同一元素的不同化合價在同一反應中只靠攏。例如:
NO與NH3反應:6NO+4NH3q=5N2+6H2O
NO、NO2混合氣體與NaOH溶液反應:NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O
2.氮元素的“價一類二維圖”
氮元素有多種可變化合價,物質的種類較多,在復習時要從物質類別和價態(tài)變化理解這些物質之間
的轉化關系。
氮元素化合價
NO.;
一二:
-3NH3?NHrH2ONH
氫化物單質氧化物酸堿鹽物質類別
專項提升
氮及其化合物的相互轉化
i.如圖是氮元素的幾種價態(tài)與物質類別的對應關系,回答下列問題:
氮元素化合價
氣態(tài)氫單氧酸鹽物質類別
化物廟伐
物
(1)寫出N2的一種用途:。
(2)從N元素化合價分析,、具有氧化性和還原性。各舉一例說明(用化學方程式表示)
氧化性:=
還原性:o
(3)HNO3與圖中的物質C常用于檢驗C「的存在,則C的化學式為
(4)實驗室制取物質B的化學方程式為?
(5)NC>2與水反應生成物質A的化學方程式為。
(6)濃硝酸與木炭在加熱條件下反應的化學方程式為o
答案:(1)作保護氣、保存糧食(或合成氨、制硝酸等)
(2)N2+3H2百普化器2NH3(^N2+3MgMg3N2)N2+O2咚曳要哥2NO(3)AgNO3
△
(4)Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3T+2H2O
(5)3NO2+H2O=2HNO3+NO
(6)4HNC)3(濃)+C=△=CO2T+4NCM+2H2。
2.A、B、C、D是短周期元素形成的四種氣體單質。E、F均為氣體,且F為紅棕色。有關的轉化
關系如下圖所示(反應條件均已略去)
A
請回答下列問題:
(DD的化學式為o
(2)反應③的離子方程式為o
(3)Y和E在一定條件下可反應生成B和Z,這是一個具有實際意義的反應,可消除E對環(huán)境的污
染,該反應的化學方程式為o
(4)0.1mol-LT的X溶液和0.1molL1的Y溶液等體積混合,溶液呈性(填“酸”“堿”或
“中)原因是(用離子方程式說明)。
答案:(1)H2
+
(2)3NO2+H2O=2H+2NO3+NO
(3)4NH3+6NO=5N2+6H2。
+
⑷酸+
NH4+H2O^NH3H2O+H
解析:(1)本框圖突破口之一是“白煙”,是揮發(fā)性酸和氨氣相遇后的產物,由此可推知D是H2,突破口之
二是“紅棕色氣體",F(xiàn)應為NO?,反推可知E為NO,C為O2,Z為H?。,Y為NH3,X為HCLG為
HNO3=(3)中涉及反應是氧化還原反應中的歸中反應。⑷兩者恰好完全反應時生成NH4CI,錢根離子水解
而使溶液顯酸性。
知識點05氮氧化物和硝酸的有關計算
梳理歸納
一、NO,與水、氧氣反應的理解及有關計算
1.關系式法
(1)NO和02的混合氣體通入水中
由2NO+O2=2NC)2和3NO2+H2O=2HNO3+NO,得總反應為4NO+302+2H2O=4HNO3=
■(NO)4
=-,恰好完全反應;
r(o2)3
(2■^-^<(-NO,)剩余4氣體為。2;
■(。2)3
■(NO)4
(3p~,剩余氣體為NOo
r(o2)3
(2)NC>2和O2的混合氣體通入水中
由3NO2+H2O=2HNO3+NO和2NO+O2=2NO2,得總反應為4NO2+O2+2H2O=4HNO3=
■(NO2)4
=-,恰好完全反應;
K(02)1
■(NO2)4
②<-,剩余氣體為。2;
■(。2)1
r(NO)4
dP~-2>-,剩余氣體為NO。
■92)1
(3)NO、NO2和。2三種混合氣體通入水中
先按3NO2+H2O=2HNO3+NO計算出生成NO的體積,再加上原來混合氣體中NO體積,再按(1)
計算。
2.電子守恒法
NOx轉化為硝酸時
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