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文檔簡(jiǎn)介
第03講氮及其重要化合物
目錄
01考情透視?目標(biāo)導(dǎo)航........................................................
02知識(shí)導(dǎo)圖?思維引航........................................................
03考點(diǎn)突破?考法探究........................................................
考點(diǎn)一氮?dú)饧暗难趸?....................................................
知識(shí)點(diǎn)1氮的固定和氮?dú)?...........................................................
知識(shí)點(diǎn)2氮氧化物...................................................................
知識(shí)點(diǎn)3氮氧化物對(duì)環(huán)境的污染及防治...............................................
考向1氮循環(huán)........................................................................
考向2氮及其化合物的轉(zhuǎn)化..........................................................
考向3氮氧化物溶于水的問(wèn)題分析....................................................
考點(diǎn)二氮?dú)廨^鹽..............................................................
知識(shí)點(diǎn)1氨的分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì).......................................................
知識(shí)點(diǎn)2氨的實(shí)驗(yàn)室制法............................................................
知識(shí)點(diǎn)3錢鹽及NH:的檢驗(yàn)..........................................................
考向1氨氣的性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)室制法......................................................
考向2噴泉實(shí)驗(yàn).....................................................................
考點(diǎn)三硝酸..................................................................
知識(shí)點(diǎn)1硝酸的性質(zhì)................................................................
知1識(shí)點(diǎn)2硝酸工業(yè)制法..............................................................
考向1硝酸的性質(zhì)...................................................................
考向2硝酸與金屬的有關(guān)計(jì)算.......................................................
考向3氮及其化合物的性質(zhì)與應(yīng)用....................................................
04真題練習(xí)?命題洞見........................................................
04真題練習(xí)?命題洞見........................................................
考點(diǎn)要求考題統(tǒng)計(jì)考情分析
本講單獨(dú)考查含氮化合物的性質(zhì)的可
氮及其氮所2023湖北卷1題,3分;2022天津卷4題,3分;2022
能性不大,但與其相關(guān)的內(nèi)容會(huì)分散
氧化物北京卷12題,4分;2021河北卷2題,3分
在一些題目中進(jìn)行考查。選擇題常從
2023新課標(biāo)卷12題,6分;2023遼寧卷3題,3分;宏觀辨識(shí)與微觀探析角度考查氮的固
氨氣、鏤鹽2023浙江1月5題,2分;2022天津卷4題,3分;2021定、氮氧化物的回收利用,具有一定
全國(guó)甲卷9題,6分;2021浙江1月10題,2分的創(chuàng)新性;非選擇題常結(jié)合工藝流程、
實(shí)驗(yàn)、化學(xué)反應(yīng)原理考查硝酸、氨氣、
2024?湖北卷8題,3分;2023山東卷2題,2分;2022
硝酸鍛鹽等物質(zhì)的性質(zhì),要關(guān)注守恒法在
山東卷12題,4分;2021湖北卷2題,3分
化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用,具有一定的綜合
性;磷及其化合物一般會(huì)結(jié)合物質(zhì)結(jié)
不同價(jià)態(tài)氮2023湖南卷1題,3分;2022江蘇卷8題,3分;2022構(gòu)等進(jìn)行考查,碎及其化合物會(huì)以新
的物質(zhì)相互北京卷12題,3分;2022湖南卷9題,3分;2021河材料、新技術(shù)為背景結(jié)合工藝流程、
轉(zhuǎn)化北卷10題,3分;2021浙江6月16題,2分物質(zhì)結(jié)構(gòu)等進(jìn)行考查,具有一定的應(yīng)
用性。
復(fù)習(xí)目標(biāo):
1.了解N2、NO、NO2的性質(zhì)。
2.掌握硝酸的性質(zhì)和用途,結(jié)合金屬與HNO3的反應(yīng),掌握守恒法的計(jì)算技巧。
3.了解氨氣、鐵鹽的性質(zhì)及用途;掌握氨氣的實(shí)驗(yàn)室制法。
4.掌握錢根離子的檢驗(yàn)。
5.了解氮的化合物對(duì)環(huán)境的影響。
0
〃知識(shí)舄圖?鼎儂g\\
放電條件下與氧氣反應(yīng)生成NO
〔一定條件下與氫氣反應(yīng)生成氮?dú)?/p>
/_〔氮?dú)猓?/p>
與Mg反應(yīng)生成氮化鎂
易液化、極易溶于水
與酸反應(yīng)生成錢鹽
'催化氧化生成NQ
氮?dú)膺€與氧氣反應(yīng)「在氧氣中燃燒生
、厚.與氯氣反應(yīng)-------------------------
性[與C11O反應(yīng)
、與水反應(yīng):氮的水溶液是氮水
—
/---------固體,易落于水
嚴(yán)熱分解______________________________
氮、錢鹽〔與堿反應(yīng)生成氨氣
聾錢根離子的檢驗(yàn):力口強(qiáng)堿,
化〔用淳涌紅色出檻試紙,變藍(lán)
翕
,紅棕色氣體
二氧化氮、與水反應(yīng)
用Cu與濃硝
[囁反應(yīng)前取
十化哈無(wú)色氣體
[一氧化氮日氧氣反應(yīng)
用C11與稀硝
[酸反應(yīng)制取
弱酸
亞硝酸
既有氧化,性又有還原,性
硝酸具有酸的逋性
塞溫使鐵、鋁鈍化
出肖酸強(qiáng)氧化,住寫非金屬反應(yīng)
他琴源釐僵性
看暮霍黛泡瞿瑞鬣螯分解,
X__________
考占至布?考44軍交
考點(diǎn)一氮?dú)饧暗难趸?/p>
知識(shí)固本
知識(shí)點(diǎn)1氮的固定和氮?dú)?/p>
i.氮的固定
一圖直歪一用(空氣中體積分?jǐn)?shù)約為78%)
氮元素|髏一分為自然固氮和人工固氮
一磊卷一存在于動(dòng)植物體內(nèi)、土壤和水體中
2.氮?dú)?/p>
(1)物理性質(zhì):無(wú)色無(wú)味氣體,密度比空氣略小,難溶于水。
(2)化學(xué)性質(zhì)
一
氮
N=N的
共價(jià)鍵牢固固
分子穩(wěn)定定
一
【名師提醒】
1.氮的非金屬性很強(qiáng),但N2非常穩(wěn)定,其原因是氮氮三鍵很強(qiáng)。
2,氮的固定是指將大氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為氮的化合物的過(guò)程,可簡(jiǎn)單表示為N2f含氮化合物。
知識(shí)點(diǎn)2氮氧化物
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、NO、N2O3、NO2(或N2O4)、
N2O5,其中屬于酸性氧化物的是N2O3、N2O5O
2.NO和NO2的比較
性質(zhì)
NONO2
顏色、氣味、狀態(tài)無(wú)色、無(wú)味氣體紅棕色、有刺激性氣味氣體
溶解性不溶于水易溶于水
毒性有毒,大氣污染物之一有毒,大氣污染物之一
不反應(yīng)
與水反應(yīng)3NO2+H2O=2HNO3+NO
與氧氣反應(yīng)不反應(yīng)
2NO+O2=2NO2
NO與血紅蛋白結(jié)合使人中毒,NO、NO2導(dǎo)致光化學(xué)煙霧、
對(duì)環(huán)境的影響
形成酸雨及破壞臭氧層
【名師提醒】
1.NO2與N2O4存在下列平衡:2NO2=^N2O4,因此涉及NO2的分子數(shù)目都要考慮該平衡的存在,
故1molNO2中分子數(shù)小于NA。
2.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。
3.驗(yàn)證某無(wú)色氣體是NO的方法是向無(wú)色氣體中通入。2(或空氣),無(wú)色氣體變?yōu)榧t棕色。
4.NO2既有氧化性又有還原性,以氧化性為主。NO2能使?jié)駶?rùn)的淀粉-KI試紙變藍(lán)。
知識(shí)點(diǎn)3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:NO*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)生的一種有毒的煙霧。
(2)酸雨:NQ.排入大氣中后,與水反應(yīng)生成HNCh和HNCh,隨南雪降到地面。
(3)破壞臭氧層:N02可使平流層中的臭氧減少,導(dǎo)致地面紫外線輻射量增加。
(4)N0與血紅蛋白結(jié)合使人中毒。
2.常見的NQ,尾氣處理方法
(1)堿液吸收法
2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNCh+H2O,NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O
Nth、NO的混合氣體能被足量燒堿溶液完全吸收的條件是〃(NC)2巨"(NO),一般適合工業(yè)尾氣中NO,
的處理。
(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NO,與CO在一定溫度下催化轉(zhuǎn)化為
無(wú)毒氣體(N2和C02),一般適用于汽車尾氣的處理。
考向洞察
考向1氮循環(huán)
【例1】自然界的氮循環(huán)如圖所示。下列說(shuō)法中,不正確的是()
A.工業(yè)合成氨屬于人工固氮
B.雷電作用下N2與02發(fā)生化學(xué)反應(yīng)
C.在氮循環(huán)過(guò)程中不涉及氧化還原反應(yīng)
D.含氮無(wú)機(jī)物與含氮有機(jī)化合物可相互轉(zhuǎn)化
【答案】C
【解析】工業(yè)合成氨是將N2與H2在一定條件下反應(yīng)生成NH3,屬于人工固氮,A正確;雷電作用下
N2與02發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成NO,B正確;N2與。2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成NO的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng),所以在氮
循環(huán)過(guò)程中涉及氧化還原反應(yīng),C錯(cuò)誤;由氮循環(huán)的示意圖可知,通過(guò)生物體可以將鍍鹽和蛋白質(zhì)相互轉(zhuǎn)化,
實(shí)現(xiàn)了含氮無(wú)機(jī)物與含氮有機(jī)化合物的相互轉(zhuǎn)化,D正確。
【名師點(diǎn)睛】
根瘤菌生物轉(zhuǎn)化
NO;動(dòng)植物遺d本燃料
燃
微
植物生
氮燒
吸帔物分
閃電,麗、°;
Im°4NO解
進(jìn)入水體進(jìn)入水體NO;
氣和土壤和土壤NH:氮氧化物
人工合成轉(zhuǎn)化NH;、NO;NH
NH33
【變式訓(xùn)練】自然界中氮循環(huán)的部分過(guò)程如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()
|----------1--------大氣中的氮<-----------盤查--------------
上I動(dòng)物口制造蛋白質(zhì)
雷電工業(yè)合成氨!It
豆科植物的根瘤排泄物加遺體
]I細(xì)菌分解
------?氨或鍍鹽?-------1—遺體^—植物八
I-----?亞硝酸鹽
---------------------------L*硝酸鹽--------------
A.雷電是使大氣中的氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽的最主要方式
B.氨或鏤鹽轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽屬于氮的固定
C.多數(shù)蛋白質(zhì)在動(dòng)物體內(nèi)被直接吸收
D.研究自然界中的元素循環(huán)有利于解決環(huán)境和資源問(wèn)題
【答案】D
【解析】雷電只能使大氣中的少量氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽,A項(xiàng)錯(cuò)誤;氮的固定指氮?dú)廪D(zhuǎn)化為含氮化合物的
過(guò)程,B項(xiàng)錯(cuò)誤;多數(shù)蛋白質(zhì)在動(dòng)物體內(nèi)水解成氨基酸后被吸收,C項(xiàng)錯(cuò)誤;研究自然界中的元素循環(huán)有利
于解決環(huán)境和資源問(wèn)題,D項(xiàng)正確。
考向2氮及其化合物的轉(zhuǎn)化
【例2】(2024?廣東省江門市期中)現(xiàn)有氮及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖,則下列說(shuō)法不正確的是()
①
②③
NH-N,fNO->NO7—?HNO,
“III-III
A.上述所有反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)
B.“一場(chǎng)雷雨,一場(chǎng)肥”路線I、n、ni是模擬雷電固氮的過(guò)程
C.反應(yīng)①中每生成1molNO,轉(zhuǎn)移4moi電子
D.S元素也能發(fā)生類似的轉(zhuǎn)化,最終得到硫酸
【答案】C
【解析】A項(xiàng),上述所有反應(yīng)過(guò)程中N元素的化合價(jià)都發(fā)生改變,故都是氧化還原反應(yīng),A正確;B
項(xiàng),N2和。2在雷電作用下生成NO,NO會(huì)迅速被O2氧化為NO2,NC>2和H2O反應(yīng)獲得硝酸,即路線I、II、
III是雷電固氮生成硝酸的主要途徑,B正確;C項(xiàng),反應(yīng)①中N元素的化合價(jià)由-3價(jià)變成+2價(jià),故每生成
1molNO,轉(zhuǎn)移5moi電子,C錯(cuò)誤;D項(xiàng),H2s被氧化生成S,S與。2反應(yīng)生成SO2,SO2被O2催化劑
作用下生成SO3,SO3與水反應(yīng)得到硫酸,D正確;故選C。
【思維建?!?/p>
(1)氮?dú)馀c氧氣反應(yīng)的條件為放電,而一氧化氮與氧氣在常溫下就可反應(yīng),且反應(yīng)速率較大。
(2)N2()4,、2NC)2的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。
(3)二氧化氮?dú)怏w中存在一定量的四氧化二氮。
【變式訓(xùn)練】氮及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法簿誤的是()
A.路線①②③是工業(yè)生產(chǎn)硝酸的主要途徑
B.路線I、n、in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.氮?dú)饪稍谧懔康难鯕庵型ㄟ^(guò)一步反應(yīng)生成NO2
【答案】D
【解析】氮?dú)夂脱鯕庠诜烹娀蚋邷貤l件下反應(yīng)生成NO,NO與O2反應(yīng)生成NO2,所以氮?dú)馀c足量氧氣
不能通過(guò)一步反應(yīng)生成NC)2,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
考向3氮氧化物溶于水的問(wèn)題分析
【例3】將充有mmLNO和nmLNO2的量筒倒立于水槽中,然后通入mmLO2,若m<n,則充分反應(yīng)
后,量筒內(nèi)剩余的氣體體積為()
H—m
A.3(加一〃)mLB.(m+n)mLC.(機(jī)—")mLD.-—mL
【答案】D
【解析】發(fā)生反應(yīng):4NO2+02+2H2O=4HNO3,4NO+3O2+2H2O=4HNO3,故NO與NCh按1:1
混合的總反應(yīng)為NO+NO2+O2+H2O=2HNO3,充有〃7mLNO和〃mLNO2的量筒倒立于水槽中,然后
通入加mLCh,由于冽<〃,故按總反應(yīng)進(jìn)行,NC)2有剩余,剩余NO?的體積為〃mL—冽mL=(〃一MmL,
再發(fā)生反應(yīng):3NO2+H2O=2HNO3+NO,故生成NO的體積為匚2mL。
3
【思維建?!?/p>
無(wú)論是單一氣體(NO2),還是NO、NO?、O2中的兩者的混合氣體,反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是3NO2+H2O=2HNO3
+N0,2NO+O2=2NO2,故若有氣體剩余只能是NO或O2,不可能是NO?。
(1)若NO和O2通入水中,總反應(yīng)式為4NO+3O2+2H2O==4HNO3(NO:。2=4:3)。
⑵若NO2和。2通入水中,總反應(yīng)式為4NO2+O2+2H2O=4HNO3(NO2:02=4:1)。
【變式訓(xùn)練】在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,將。2和NO2按1:4體積比充滿干燥燒瓶,把燒瓶倒置于水中,瓶?jī)?nèi)液體
逐漸上升,假設(shè)燒瓶?jī)?nèi)溶液不擴(kuò)散,最終燒瓶?jī)?nèi)溶液里溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為()
141_1
A.—mol-L1B.-molL1C.—molL1D.—molL1
1452842
【答案】C
【解析】設(shè)燒瓶的體積為VL,由4NO+0+2HO=4HNO知N0的體積為-VL.又0和N0的
22232522
體積比為1:4,所以最終液體充滿整個(gè)燒瓶,溶液的體積為VL,N02的物質(zhì)的量為4/L+22.4L-mo「i=L/
528
moL所以硝酸的物質(zhì)的量濃度為工Kmol-KL=-Lmol-L-'o
2828
考點(diǎn)二氨和錢鹽
知識(shí)點(diǎn)1氨的分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
1.氨的分子結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)
電子式密度顏色、氣味水溶性
極易溶于水(1:
HxNi
?X比空氣小無(wú)色、有強(qiáng)烈刺激性氣味
H700)
2.氨的化學(xué)性質(zhì)
氨水(顯堿性)
:與水反應(yīng)
與酸反應(yīng)—3還原性0+2
NHt-
NH3-------->N2、N0
(1)氨與水的反應(yīng):NH3+H2O=----NH3H2ONHT+QHQ
(2)氨與酸的反應(yīng):蘸有濃鹽酸的玻璃棒與蘸有濃氨水的玻璃棒靠近,其現(xiàn)象為有白煙生成,將濃鹽酸
改為濃硝酸,也會(huì)出現(xiàn)相同的現(xiàn)象?;瘜W(xué)方程式:
NH3+HCI=NH4CKNH3+HNO3=NH4NO3?
3+
(3)與鹽溶液的反應(yīng),如過(guò)量氨水與A1C13反應(yīng)的離子方程式:Al+3NH3-H2O=A1(OH)3;+3NH:?
(4)氨的還原性一氨的催化氧化,化學(xué)方程式:4NH3+5O2蹩型4NO+6H20。
【名師點(diǎn)晴】
氨水、液氨和一水合氨的區(qū)別
氨水液氨一■水合氨
化學(xué)式—
NH3NH3H2。
分類混合物,多成分物,非電解質(zhì)純凈物,氫化物一元弱堿
成分NH3、NH3H2O,NH]、OH->H+(極少)
NH3NH3H2。
聯(lián)系氨溶于水形成氨水,氨水中含有NH3和NH3-H2。
知識(shí)點(diǎn)2氨的實(shí)驗(yàn)室制法
1.原理:2NH4Cl+Ca(OH)2=^=2NH3T+CaCL+2H2O。
2.裝置:“固體+固體上一氣體”(與用KClCh或KM11O4制O2的裝置相同)。
3.收集:只能用向下排空氣法。
4.驗(yàn)滿方法:A.將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙置于試管口,試紙變藍(lán)色;B.將蘸有濃鹽酸的玻璃棒置于試
管口,現(xiàn)象是有白煙產(chǎn)生。
5.尾氣處理:收集時(shí),一般在管口塞一團(tuán)用水或稀硫酸浸濕的棉花球,可減小NIL與空氣的對(duì)流速度,
收集到純凈的NH3,同時(shí)也可避免污染空氣。
【名師點(diǎn)晴】
實(shí)驗(yàn)室制取氨的其他方法
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-----NH3T+H2O
濃氨水+固體NaOH溶于水放熱,促使氨水分解。且
NaOHOIT濃度的增大有利于NR的生成
CaO與水反應(yīng),使溶劑(水)減少;反應(yīng)u
濃氨水+固體
放熱,促使氨水分解?;瘜W(xué)方程式為
CaOa
NH3H2O+CaO==NH3T+Ca(OH)2
知識(shí)點(diǎn)3鏤鹽及NH】的檢驗(yàn)
1.鏤鹽的物理性質(zhì)
絕大多數(shù)錢鹽都是白色固體,都易溶于水。
2.鏤鹽的化學(xué)性質(zhì)
NH4OA
一*NH4C1--NH3f+HCIt
鉉NH<HCO3△
ANH,HC()3-NH3f+CO2
鹽eNaOH
?NHt+OH-NHj*+H2O
3.NHl的檢驗(yàn)
未知液色一呈堿性^^濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)色,則證明含NH九
考向洞察
考向1氨氣的性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)室制法
【例1】下列裝置用于實(shí)驗(yàn)室探究NH3的性質(zhì),其中能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖牵ǎ﹐
1
登-水
A.制取NH3B.干燥NH3C.驗(yàn)證還原性D.吸收尾氣
【答案】C
【解析】固體氯化鏤受熱分解生成氨氣和氯化氫,氨氣和氯化氫遇冷又結(jié)合生成氯化鏤,得不到氨氣,
A項(xiàng)錯(cuò)誤;濃硫酸會(huì)和氨氣反應(yīng),不能用濃硫酸干燥氨氣,B項(xiàng)錯(cuò)誤;氨氣和氧化銅在加熱條件下反應(yīng),黑
色的氧化銅轉(zhuǎn)化為紅色的銅,說(shuō)明氨氣有還原性,C項(xiàng)正確;漏斗浸入水中過(guò)多,起不到防倒吸的作用,D
項(xiàng)錯(cuò)誤。
【變式訓(xùn)練】用下列實(shí)驗(yàn)裝置和方法進(jìn)行相應(yīng)實(shí)驗(yàn),能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖牵ǎ?/p>
A.用甲裝置制備干燥的氨
B.用乙裝置收集Cu與濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體并測(cè)量其體積
C.用丙裝置除去CO?中含有的少量HC1
D.用丁裝置吸收NH3并防止倒吸
【答案】A
【解析】B項(xiàng),Cu與濃硝酸反應(yīng)生成N02,N02會(huì)與H2O反應(yīng),錯(cuò)誤;C項(xiàng),C02也可與Na2c。3溶
液反應(yīng),錯(cuò)誤;D項(xiàng),苯的密度小,不能使氣體與水分離,應(yīng)將苯換成CC14,將氣體通入CC14中以防止倒
吸,錯(cuò)誤。
考向2噴泉實(shí)驗(yàn)
【例2】課外活動(dòng)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)的4個(gè)噴泉實(shí)驗(yàn)方案如圖所示,下列有關(guān)操作不可熊引發(fā)噴泉的是
A.擠壓裝置①的膠頭滴管使CC14全部進(jìn)入燒瓶,片刻后打開止水夾
B.擠壓裝置②的膠頭滴管使NaOH溶液全部進(jìn)入燒瓶,片刻后打開止水夾
C.用鼓氣裝置從裝置③的a處不斷鼓入空氣并打開止水夾
D.在裝置④的水槽中慢慢加入濃硫酸并打開止水夾
【答案】B
【解析】壓難溶于NaOH溶液,不能使燒瓶?jī)?nèi)外形成較大壓強(qiáng)差,故不能引發(fā)噴泉。
【思維建?!?/p>
噴泉實(shí)驗(yàn)的發(fā)生裝置及操作方法
(W)
引發(fā)操作:
原裝置:打開活塞,擠壓膠頭滴管的膠頭,使少量水進(jìn)入燒瓶。
裝置⑴:向?qū)Ч苤型ㄈ胍欢康腍2s和SO2,現(xiàn)象為有淡黃色固體生成,燒瓶?jī)?nèi)壁附有水珠,NaOH溶
液上噴形成噴泉。
裝置(II):打開①處的活塞并向燒瓶中緩慢通入少量的HC1氣體后關(guān)閉該活塞,等充分反應(yīng)后再打開②
處的活塞,觀察到先有白煙產(chǎn)生,后產(chǎn)生噴泉。
裝置(III):擠壓膠頭滴管,然后打開導(dǎo)管上部的兩個(gè)活塞,則右邊燒瓶出現(xiàn)噴白煙的現(xiàn)象,再打開導(dǎo)管
下部活塞,則可產(chǎn)生雙噴泉。
【變式訓(xùn)練】在如圖所示的裝置中,干燥燒瓶?jī)?nèi)盛有某種氣體,燒杯和膠頭滴管內(nèi)盛放某種液體。擠
壓膠頭滴管的膠頭,下列與實(shí)驗(yàn)事實(shí)不相管的是()
選項(xiàng)氣體液體噴泉顏色
ACl2飽和食鹽水黃綠色噴泉
紅色噴泉
BNH3含有酚酰的H2O
CHC1AgNO3溶液白色噴泉
含有酚醐的溶液紅色噴泉
DCO2NaOH
【答案】A
【解析】A項(xiàng),CL在飽和食鹽水中溶解度較小,不會(huì)形成黃綠色噴泉,與事實(shí)不相符;B項(xiàng),氨氣易
溶于水,其水溶液呈堿性,能使酚醐變紅,可形成紅色噴泉,與事實(shí)相符;C項(xiàng),HC1和AgNCh溶液反應(yīng)
生成AgCl沉淀,反應(yīng)后燒瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)減小,能形成白色噴泉,與事實(shí)相符;D項(xiàng),含有酚酬的NaOH溶液顯
紅色,CO2能和NaOH溶液反應(yīng),形成紅色噴泉,與事實(shí)相符。
考點(diǎn)三硝酸
--------------OU-CMH,
知識(shí)J
知識(shí)點(diǎn)1硝酸的性質(zhì)
1.物理性質(zhì)
硝酸是無(wú)色、易揮發(fā)、有刺激性氣味的液體。
2.化學(xué)性質(zhì)
具有酸的通性
苯、甲苯強(qiáng)酸性與金屬、非金
硝化反應(yīng)-JTU強(qiáng)氧化性
有機(jī)
"屬及還原性
反應(yīng)----------
顯色反應(yīng)蛋白質(zhì)
不穩(wěn)定性化合物反應(yīng)
NO2
(1)不穩(wěn)定性
反應(yīng):4HNC>3(濃)薪焦2H2O+4NO2T+O2T。
⑵強(qiáng)氧化性
硝酸無(wú)論濃、稀都有強(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):3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NOT+4H2。;
濃硝酸與銅反應(yīng):Cu+4HNO3(?=CU(NO3)2+2NO2T+2H2O。
②與非金屬反應(yīng):
濃硝酸與C的反應(yīng):C+4HNC>3(濃)^^CO2T+4NO2T+2H2。。
③與還原性化合物反應(yīng):
硝酸可氧化H?S、SO2、Na2sCh、HLFe?+等還原性物質(zhì)。
稀硝酸與FeSCU溶液反應(yīng)的離子方程式:3Fe2++4H++NO,==3Fe3++NOT+2H20。
(3)與有機(jī)物反應(yīng)
NO2
①硝化反應(yīng)(與Q反應(yīng)):。+HN()3(濃)[^J-+H2O.
②顯色反應(yīng):含有苯基的蛋白質(zhì)遇到濃硝酸時(shí)變黃色。
【名師提醒】
1.市售濃硝酸呈黃色的原因是硝酸分解生成的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,置于陰涼處,不能用橡膠塞。
3.強(qiáng)氧化性:從氮元素化合價(jià)角度看,HN03中N元素顯+5價(jià),處于最高價(jià),故HNCh具有很強(qiáng)的氧
化性。硝酸無(wú)論濃、稀都有強(qiáng)氧化性,而且濃度越大,其氧化性越強(qiáng)。
知識(shí)點(diǎn)2硝酸工業(yè)制法
催化劑
1.NH3在催化劑作用下與。2反應(yīng)生成NO:4NH3+5O2△4NO+6H2。;
2.NO進(jìn)一步氧化生成NO2:2NO+O2=2NO2;
3.用水吸收NO2生成HNCh:3NO2+H2O2HNO3+NO。
【名師點(diǎn)晴】
NH3.空氣
熱交換器出典原料氣預(yù)熱
NH吧空氣
轉(zhuǎn)化器普查區(qū)座*4NH3+5O^差駕N0+6H2°
NO、?、N2
設(shè)備反應(yīng)
熱交換器---------.2NO+O2=2NO2
N.、N2
設(shè)備反應(yīng)
吸收塔3NO2+H2O2HNO3+NO
考向洞察
考向1硝酸的性質(zhì)
【例1】(2024?北京市昌平區(qū)二模)下述實(shí)驗(yàn)中均有紅棕色氣體產(chǎn)生,對(duì)比分析所得結(jié)論不正確的是()
C=3尸
紅熱木炭
_/灼熱碎玻璃/紅熱木炭b
匕濃HN03
濃HNC)30—濃HN03
①②③
A.①中發(fā)生了反應(yīng)4HNO3A4NO2T+O2T+2H2。
B.由②中產(chǎn)生紅棕色氣體可推測(cè)木炭與濃硝酸發(fā)生了反應(yīng)
C.由③中有紅棕色可推測(cè)出濃硝酸可能具有揮發(fā)性
D.③的氣體產(chǎn)物中檢測(cè)出C02,不能得出木炭與濃硝酸發(fā)生反應(yīng)的結(jié)論
【答案】B
【解析】A項(xiàng),濃硝酸受熱易分解,故①中發(fā)生的反應(yīng)為:4HNO3A4NO2T+O2T+2H2O,A錯(cuò)誤;B項(xiàng),
紅熱木炭會(huì)使?jié)庀跛崾軣岱纸馍啥趸?、氧氣和水,則紅棕色氣體不能表明②中木炭與濃硝酸發(fā)生了
反應(yīng),B錯(cuò)誤;C項(xiàng),③中紅棕色氣體表明濃硝酸揮發(fā)產(chǎn)生的硝酸蒸氣與紅熱木炭反應(yīng)生成二氧化碳、二氧
化氮和水,反應(yīng)中氮元素的化合價(jià)降低被還原,硝酸是氧化劑,二氧化氮是還原產(chǎn)物,C正確;D項(xiàng),紅熱
木炭可與空氣中氧氣反應(yīng)生成二氧化碳,則③的氣體產(chǎn)物中檢測(cè)出二氧化碳不能說(shuō)明木炭一定與濃硝酸發(fā)
生了反應(yīng),D正確;故選B。
【名師點(diǎn)睛】
1.濃、稀硝酸均具有強(qiáng)氧化性,濃度越大,氧化性越強(qiáng),其還原產(chǎn)物的價(jià)態(tài)越高。濃硝酸與金屬反應(yīng)
的過(guò)程中,濃度逐漸減小,還原產(chǎn)物有可能是N02和NO的混合物。
2.硝酸與具有還原性的弱酸鹽(如Na2so3、Nai等)、堿性氧化物、堿以及其他還原劑反應(yīng)時(shí),優(yōu)先發(fā)
生氧化還原反應(yīng)。
3.在應(yīng)用硝酸的氧化性分析離子是否共存時(shí),要注意溶液中H+和NO?的組合,它們相當(dāng)于HNO3,
能夠氧化具有強(qiáng)還原性的離子,而單純的NO,不能氧化這些離子。
【變式訓(xùn)練】在通風(fēng)櫥中進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn):
現(xiàn)象Fe表面產(chǎn)生大量無(wú)色氣泡,液面上Fe表面產(chǎn)生少量紅棕色氣泡后,迅速
方變?yōu)榧t棕色停止
下列說(shuō)法中不正確的是()
A.I中氣體由無(wú)色變紅棕色的化學(xué)方程式為2NO+O2=2NO2
B.II中的現(xiàn)象說(shuō)明常溫下鐵在濃硝酸中發(fā)生鈍化
C.過(guò)量鐵與稀硝酸反應(yīng)生成亞鐵鹽
D.對(duì)比I、II中現(xiàn)象,說(shuō)明稀HN03的氧化性強(qiáng)于濃HN03
【答案】D
【解析】無(wú)色NO遇氧氣生成紅棕色氣體NO2,I中氣體由無(wú)色變紅棕色的化學(xué)方程式為2NO+O2=2NO2,
A正確;II中現(xiàn)象說(shuō)明Fe在冷的濃HNO3中鈍化,B正確;鐵與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸鐵,過(guò)量鐵把硝酸鐵
還原為硝酸亞鐵,C正確;硝酸的濃度越大,其氧化性越強(qiáng),濃硝酸氧化性大于稀硝酸,D錯(cuò)誤。
考向2硝酸與金屬的有關(guān)計(jì)算
[例2](2024?湖南省名校聯(lián)考期中)將2.56gCu投入U(xiǎn)mLlOmolL1硝酸中,恰好完全反應(yīng),向反應(yīng)后
的溶液中加入40mLamolL-'NaOH溶液,Cu2+恰好完全沉淀,將生成的氣體與bmolO2一起通入足量NaOH
溶液中,氣體恰好被完全吸收生成cmolNaNCh。下列判斷正確的是()
A.生成的氣體中只有NOB.a=3
C.b=0.02D.c=0.08
【答案】C
【解析】A項(xiàng),2.56gCu的物質(zhì)的量為尋^7=().04mo1,若生成的氣體中只含有NO,由方程式
64g/mol
032
3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NOf+4H2O可知,0.04molCu需要消耗-^-molHNCh,而12mLiOmoll/硝酸中
032
n(HNO3)=0.12mol,-^-mol<0.12mol,說(shuō)明還會(huì)發(fā)生反應(yīng)Cu+4HNO3=Cu(NO3)2+2NO2f+2H2O,生成的氣體
有NO和NO2,A錯(cuò)誤;B項(xiàng),2.56gCu的物質(zhì)的量為壬號(hào)'R.CHmol,投入12mLi0mol-L」硝酸中,恰
好完全反應(yīng),向反應(yīng)后的溶液中加入40mLamol-L」NaOH溶液,CW恰好完全沉淀,貝!Jn[Cu(OH)2]=0.04mol,
則n(NaOH)=0.08mol,NaOH溶液的濃度為"配M=amol/L=2mol/L,a=2,B錯(cuò)誤;C項(xiàng),將生成的氣體與
0.04L
bmolCh一起通入足量NaOH溶液中,氣體恰好被完全吸收生成cmolNaNCh,由得失電子守恒可知,。2得
到的電子數(shù)和Cu失去的電子數(shù)相等,則bmolx4=0.04molx2,貝Ub=0.02,C正確;D項(xiàng),Cu和HNCh溶液
反應(yīng)完全后,生成NO、NCh的混合氣體,加入NaOH溶液后溶液中存在NaNCh,則NO、NO2的總物質(zhì)的
量為0.12mol-0.08moi=0.04mol,由N元素守恒可知,氣體恰好被完全吸收生成n(NaNC)3尸0.04moLc=0.04,
D錯(cuò)誤;故選C。
【思維建模】
1.硝酸與金屬反應(yīng)的計(jì)算模型
2.計(jì)算技巧
(1)原子守恒法:HNO3與金屬反應(yīng)時(shí),一部分HN03起酸的作用,反應(yīng)后以N03-的形式存在于溶液中;
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HN03的物質(zhì)的量。
(2)得失電子守恒法:HN03與金屬的反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng),HNCh中氮元素得到的電子的物質(zhì)的量等
于金屬失去的電子的物質(zhì)的量。
(3)電荷守恒法:HNO3過(guò)量時(shí)反應(yīng)后的溶液(不
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