【優(yōu)化探究】2015屆高考化學一輪復習課件：3-4《生產(chǎn)生活中的含氮化合物》（蘇教版）

考綱展示 1 了解氮單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用 2 了解氮單質(zhì)及其重要化合物對環(huán)境質(zhì)量的影響 第四單元生產(chǎn)生活中的含氮化合物 一 氮氣 一氧化氮 二氧化氮1 氮元素的存在與氮的固定2 N2的性質(zhì) 1 物理性質(zhì)無色無味氣體 密度比空氣略小 難溶于水 主干知識 2 化學性質(zhì)3 一氧化氮和二氧化氮 1 雷雨發(fā)莊稼 的反應(yīng)原理雨水中的HNO3滲入土壤與礦物質(zhì)作用生成硝酸鹽 其中硝酸根離子被植物根系吸收 轉(zhuǎn)化為植物生長所需的養(yǎng)料 2NO O2 2NO2 3NO2 H2O 2HNO3 NO 2 NO和NO2的性質(zhì)比較 3 氮的氧化物對環(huán)境的污染 氮氧化物的產(chǎn)生氮肥的生產(chǎn) 金屬的冶煉和汽車等交通工具排放的廢氣 危害形成和光化學煙霧 破壞臭氧層 防治使用清潔能源 減少氮氧化物排放 為汽車安裝尾氣凈化裝置 對生產(chǎn)化肥 硝酸工廠排放的尾氣進行回收處理等 酸雨 1 根據(jù)氮在元素周期表中的位置可知氮元素是一種活潑的非金屬 為什么氮氣很穩(wěn)定 提示 氮氣的性質(zhì)不僅與原子結(jié)構(gòu)有關(guān) 還與氮分子的構(gòu)成有關(guān) 氮氣分子中的N N鍵 鍵能很大 分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定 故氮氣很穩(wěn)定 2 NO2溶于水生成HNO3 NO2是不是酸性氧化物 提示 不是 酸性氧化物與對應(yīng)酸中元素的化合價相同 NO2與HNO3中氮元素的化合價不同 二 氨和銨鹽1 NH3的結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì) 2 氨的化學性質(zhì) 3 制法與用途 2 用途 制硝酸 銨鹽 純堿 作制冷劑 4 銨鹽 1 物理性質(zhì) 都是無色或白色晶體 易溶于水 2 化學性質(zhì) 不穩(wěn)定性 a NH4Cl受熱分解 填化學方程式 b NH4HCO3受熱分解 與堿反應(yīng) 離子方程式 a 稀溶液中不加熱 b 加熱時或濃溶液 3 NH的檢驗 點撥 1 NH3是非電解質(zhì) 溶于水 部分NH3與H2O反應(yīng)生成NH3 H2O 但在計算氨水的質(zhì)量分數(shù) 物質(zhì)的量濃度時溶質(zhì)仍按NH3處理 2 銨鹽與堿在溶液中反應(yīng)時寫離子方程式 不在溶液中反應(yīng)時寫化學方程式 三 硝酸1 物理性質(zhì)硝酸是無色易揮發(fā)的液體 有刺激性氣味 打開盛濃硝酸的試劑瓶 會在空氣中產(chǎn)生白霧 2 化學性質(zhì) 1 強酸性 具有酸的通性 2 不穩(wěn)定性 反應(yīng)的方程式為 市售濃硝酸呈黃色的原因是 生成的NO2溶于硝酸中所致 3 強氧化性 與金屬 銅與稀HNO3反應(yīng)的化學方程式為 銅與濃硝酸反應(yīng)的化學方程式為 濃硝酸常溫下使Fe Al 王水 V 濃鹽酸 V 濃硝酸 溶解Be Au 與非金屬反應(yīng) 如濃硝酸與C的反應(yīng)的化學方程式為 3Cu 8HNO3 稀 3Cu NO3 2 2NO 4H2O Cu 4HNO3 濃 Cu NO3 2 2NO2 2H2O 鈍化 3 1 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) 如稀硝酸與FeSO4溶液反應(yīng)的離子方程式為 將石蕊試液滴入濃硝酸中或?qū)庀跛岬卧谒{色石蕊試紙上 均會先變紅 后變白 試解釋試紙變白色的原因 提示 濃硝酸有強氧化性 將石蕊氧化而使試紙被漂白了 自我診斷 1 將NH3通入CuSO4溶液中能使Cu2 還原為Cu 2 N2 NO2不能一步完成 3 氨水是一種弱堿 能使紅色石蕊試紙變藍 4 Fe NO3 2溶液中存在平衡 Fe2 2H2O Fe OH 2 2H 加入鹽酸后平衡左移 溶液綠色變深 5 硝酸被還原時 還原產(chǎn)物只能為NO或NO2 6 實驗室收集NO應(yīng)用排水法 不能用排空氣法 1 制備干燥氨氣所需的藥品是 A NH4Cl溶液NaOH溶液CaCl2固體B 飽和氨水C NaOH溶液NH4Cl晶體濃H2SO4D NH4Cl固體堿石灰Ca OH 2 氨氣的實驗室制法與性質(zhì) 答案 D 1 氨氣的實驗室制法 1 加熱固態(tài)銨鹽和堿的混合物 2 濃氨水中加固態(tài)堿性物質(zhì) 2 氨氣的溶解性實驗問題 1 噴泉實驗的基本原理氣體在液體中溶解度很大 在短時間內(nèi)產(chǎn)生足夠的壓強差 負壓 則打開止水夾后 大氣壓將燒杯內(nèi)的液體壓入燒瓶中 在尖嘴導管口形成噴泉 2 形成噴泉的氣體與液體組合a NH3 HCl SO2 NO2與水組合能形成噴泉 b 酸性氣體與NaOH溶液組合能形成噴泉 3 操作方法 按如圖裝置連接好 先打開止水夾 將膠頭滴管中的水擠入燒瓶即可 特別提醒 1 實驗室用其他方法制取少量氨氣時的注意事項 加熱濃氨水法 也可以快速制取少量氨氣 但純度較低 碳酸銨或碳酸氫銨受熱分解法 但需要用堿石灰除去同時產(chǎn)生的CO2和H2O 2 干燥氨氣不能用濃硫酸 無水氯化鈣和無水硫酸銅 3 吸收氨氣 或HCl 時要注意防止倒吸 可用于吸收氨氣 或HCl 并能防倒吸的常用裝置為 4 氨水的密度小于1g cm 3 且濃度越大 密度越小 典例1 有甲 乙兩位同學想利用下列裝置及化學試劑 對實驗室制取并收集氨氣的實驗進行改進 化學試劑 NH4Cl固體 濃氨水 固體NaOH 1 甲同學想方便快速制取少量氨氣 應(yīng)選擇的裝置是 填序號 選用試劑是 填序號 選用上述試劑制氨氣的理由是 實驗過程中 制氣時的實驗操作是 2 乙同學建議 把教材中實驗室制取氨氣的收集裝置由大試管改為集氣瓶且瓶口向上收集氨氣 并確保不污染環(huán)境 請你根據(jù)其設(shè)想回答 若用排氣法收集氨氣 請在方框內(nèi)畫出其氣體收集裝置和尾氣吸收裝置 標出所用試劑 自選 名稱 若用排液集氣法收集NH3 可選用的試劑是 填序號 A H2OB 濃硫酸C CCl4D 飽和NaCl溶液 解析 實驗室快速制取氨氣可以用濃氨水和生石灰或固體NaOH 可以選用裝置B 氨氣的密度比空氣小 集氣瓶口向上時進氣管應(yīng)較短一些 這樣可以使密度較大的空氣排出 為了防止氨氣污染環(huán)境可以進行尾氣吸收 由于氨氣極易溶于水 所以需要防止倒吸 2 如圖 C 1 某同學用下列裝置 固定 加熱儀器和橡膠管略 進行有關(guān)氨氣制取的實驗探究 回答下列問題 1 若用裝置 制取NH3 其反應(yīng)的化學方程式為 若要測定生成的NH3的體積 則必須選擇的裝置是 填裝置序號 該裝置中所盛試劑應(yīng)具有的性質(zhì)是 2 若用裝置 制取并收集干燥的NH3 燒瓶內(nèi)裝的試劑是 分液漏斗中裝的試劑是 收集裝置應(yīng)選擇 填裝置序號 解析 1 裝置 適用于固 固加熱制取氣體 制取NH3時選用試劑NH4Cl和Ca OH 2 若測定NH3的體積 必須用排液體法 而NH3極易溶于水 故不能用排水法 所用的液體必須不與NH3反應(yīng) 也不溶解NH3才符合條件 2 裝置 是固 液反應(yīng) 不需加熱的裝置 制取NH3時 可用濃氨水和堿石灰作用 金屬與HNO3的反應(yīng)規(guī)律和相關(guān)計算 2 14g銅 銀合金與足量的某濃度的硝酸反應(yīng) 將放出的氣體與1 12L 標準狀況下 氧氣混合 通入水中恰好全部被吸收 則合金中銅的質(zhì)量為 A 9 6gB 6 4gC 3 2gD 1 6g 解得n Cu 0 05mol 則m Cu 0 05mol 64g mol 3 2g 答案 C 1 反應(yīng)規(guī)律 1 HNO3與金屬反應(yīng)一般不生成H2 2 濃硝酸 金屬 硝酸鹽 NO2 H2O 稀硝酸 金屬 硝酸鹽 NO H2O 稀硝酸也可能被還原為N2 N2O NH3和NH4NO3等 3 硝酸與金屬反應(yīng)時既表現(xiàn)氧化性又表現(xiàn)酸性 4 濃硝酸與銅反應(yīng)時 若銅過量 反應(yīng)開始時濃硝酸被還原為NO2 但隨著反應(yīng)的進行 硝酸變稀 其還原產(chǎn)物變?yōu)镹O 5 鐵與稀硝酸反應(yīng)時 鐵過量 氧化產(chǎn)物為Fe2 鐵不足 氧化產(chǎn)物為Fe3 2 金屬與硝酸反應(yīng)的計算方法 1 原子守恒法 消耗HNO3的物質(zhì)的量 生成的硝酸鹽中NO的物質(zhì)的量 被還原氮原子的物質(zhì)的量 2 電子守恒法 金屬失電子總數(shù) HNO3得電子總數(shù) 特別提醒 1 濃硝酸能與碳 硫 磷等非金屬單質(zhì)反應(yīng) 一般生成最高價含氧酸或最高價氧化物 不生成硝酸鹽 硝酸只表現(xiàn)氧化性 2 溶液混合時注意分析隱含的硝酸向稀硫酸中加入NaNO3等硝酸鹽 向Fe NO3 2等硝酸鹽溶液中加入鹽酸等的混合溶液中均存在隱含的硝酸 3 在制備氣體和檢驗離子時 慎選硝酸 實驗室制取H2S SO2 HI等氣體時 不能選硝酸 典例2 向27 2gCu和Cu2O的混合物中加入某濃度的稀硝酸0 5L 固體物質(zhì)完全反應(yīng) 生成NO和Cu NO3 2 在所得溶液中加入1 0mol L 1的NaOH溶液1 0L 此時溶液呈中性 金屬離子已完全沉淀 沉淀質(zhì)量為39 2g 下列有關(guān)說法不正確的是 A Cu與Cu2O的物質(zhì)的量之比為2 1B 硝酸的物質(zhì)的量濃度為2 6mol L 1C 產(chǎn)生的NO在標準狀況下的體積為4 48LD Cu Cu2O與硝酸反應(yīng)后剩余HNO3為0 2mol n Cu 0 2moln Cu2O 0 1mol利用氧化還原反應(yīng)中電子得失守恒可以求出 注 氮元素得電子數(shù)等于銅元素失電子總數(shù) 2 4mol L 1 注 n NaNO3 n NaOH 鈉元素守恒 剩余HNO3的物質(zhì)的量可以用以下兩種方法計算 方法一N元素守恒法 n HNO3 剩 n HNO3 總 2n Cu NO3 2 n NO 1 2mol 2 0 4mol 0 2mol 0 2mol 方法二根據(jù)溶液中NaOH的反應(yīng)建立守恒式 Cu NO3 2 2NaOHHNO3 NaOHn HNO3 剩 n NaOH 2n Cu NO3 2 1 0mol 2 0 4mol 0 2mol 答案 B 2 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 所得溶液中銅離子物質(zhì)的量濃度是 假設(shè)反應(yīng)后溶液體積不變 A 0 15mol LB 0 225mol LC 0 30mol LD 0 45mol L解析 溶液中同時存在H 和NO時就能夠與Cu發(fā)生反應(yīng) 該溶液中H 實際為0 06mol 應(yīng)該根據(jù)離子方程式進行計算 正確解答思路為 根據(jù) 根據(jù)各物質(zhì)量的關(guān)系可知 H 不足 應(yīng)根據(jù)H 進行計算 x 3 0 06mol 8 0 0225mol 因此 銅離子濃度為0 225mol L 答案 B 一 探究氨氣的還原性NH3中的氮為 3價 處于最低價 故NH3有還原性 在一定條件下可被O2 Cl2 CuO及氮的氧化物 NOx 氧化 其氧化產(chǎn)物既可以是N2 又可以是NO 1 氨氣的催化氧化實驗 氨氣的還原性和噴泉實驗 2 NH3被Cl2氧化Cl2足量時 2NH3 3Cl2 N2 6HClNH3過量時 8NH3 3Cl2 N2 6NH4Cl上述兩個反應(yīng)中還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比均為2 3 二 探究噴泉實驗的形成原理1 形成噴泉的原理形成噴泉最根本的原因是瓶內(nèi)外存在壓強差 當燒瓶內(nèi)氣體溶于液體或與之反應(yīng)時 瓶內(nèi)氣體大量減少 壓強降低 外界的大氣壓將液體壓入燒瓶內(nèi) 如此持續(xù) 最后液體將充滿燒瓶 2 常見噴泉的形成主要有以下兩類 1 極易溶于水的氣體 NH3 HCl SO2等 與水可形成噴泉 2 酸性氣體 HCl SO2 NO2 CO2 H2S等 與NaOH aq 也能形成噴泉 3 噴泉實驗成功的關(guān)鍵 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(yīng)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(yīng) 典例 固態(tài)化合物A由兩種短周期元素組成 可與水發(fā)生復分解反應(yīng) 甲組同學用下圖裝置 夾持裝置略 對其進行探究實驗 1 儀器B的名稱是 2 實驗中 中的試紙變藍 中黑色粉末逐漸變?yōu)榧t色并有M生成 則 中的試劑為 中發(fā)生反