必修1專題4-氮及其重要化合物-(六校-宋君平)

精銳教育學(xué)科教師輔導(dǎo)講義講義編號學(xué)員編號：年級：高一課時數(shù)：3學(xué)員姓名：輔導(dǎo)科目：化學(xué)學(xué)科教師：宋君平課題氮及其重要化合物授課日期及時段教學(xué)目的1.掌握氮元素單質(zhì)及其化合物的主要性質(zhì)，了解其應(yīng)用。2.了解氮元素單質(zhì)及其化合物對環(huán)境質(zhì)量的影響。3.掌握氨、銨鹽、硝酸的主要化學(xué)性質(zhì)。教學(xué)內(nèi)容【課前檢測】1．氮?dú)獾男再|(zhì)是〔〕A.只有氧化性B.只有復(fù)原性C.既有氧化性又有復(fù)原性D.既沒有氧化性又沒有復(fù)原性2．以下現(xiàn)象的產(chǎn)生與人為排放大氣污染物氮氧化物無關(guān)的是〔〕A.閃電B．光化學(xué)煙霧C．酸雨D．臭氧空洞3．以下物質(zhì)不與氨反響的是()A．H2SO4B．HCl氣體C．NaOHD．H2O4.以下物質(zhì)中可用來枯燥NH3的是()A.濃H2SO4 B.堿石灰 C.P2O5 D.無水CaCl25．以下氣體易液化，遇揮發(fā)性酸時冒白煙，而且適宜作致冷劑的是()A.N2B.NH3C.NOD.NO26．以下材料制成的容器既不能用來盛放鹽酸，也不能用來盛放濃HNO3的是()A．Al B.Sn C.Cu D.Pt7．為除去鍍在鋁外表的銅鍍層，可選用的試劑是()A.稀硝酸B.濃硝酸C.濃硫酸D.濃鹽酸答案：1.C2.A3.C4.B(濃硫酸會和氨氣生成硫酸銨，P2O5和冷水反響會生成極毒的偏磷酸，和熱水反響生成無毒的正磷酸，都有酸生成，所以會和氨氣反響，特別強(qiáng)調(diào)的是既然是除水，說明氨氣中帶有水，如果用無水硫酸銅也是不能除去的，因?yàn)镃uSO4可以和NH3絡(luò)合,形成相當(dāng)于結(jié)晶水合物到結(jié)晶氨合物。同理氨氣和氯化鈣生成一種絡(luò)合物“八氨合氯化鈣”〔CaCl2·8NH3)，所以也是不能枯燥氨氣的〕5.B6.B(Al會和鹽酸反響，但不會和濃硝酸反響，Cu會和濃硝酸反響但不會和鹽酸反響，Pt兩個都不反響)7.B(題意就是能和Cu反響不能和Al反響的物質(zhì)，鐵和鋁在弄硝酸中鈍化)【知識梳理】一、氮?dú)饧暗难趸?.物理性質(zhì)

顏色氣味毒性密度溶解性N2無色無味無毒比空氣稍小難溶于水NO無色無味有毒比空氣稍大不溶于水NO2紅棕色有刺激性氣味有毒比空氣稍大與水發(fā)生反響2.化學(xué)性質(zhì)(1)氮?dú)猗倥c氧氣反響②與氫氣反響3.氮氧化物A、NO和NO2(1)物理性質(zhì)

NONO2色態(tài)無色氣體紅棕色氣體氣味無味刺激性氣味毒性有毒有毒(2)相互轉(zhuǎn)化①NO→NO2：2NO＋O2===2NO2②NO2→NO：3NO2＋H2O===2HNO3＋NOB、氮氧化物的來源及危害(1)來源：氮肥的生產(chǎn)、金屬的冶煉和汽車尾氣的排放。(2)危害：形成酸雨、產(chǎn)生光化學(xué)煙霧、破壞臭氧層。二、氨和銨鹽1．氨氣〔NH3〕：〔1〕分子結(jié)構(gòu)：由極性鍵形成的三角錐形的極性分子，N原子有一孤對電子；N-3價，為N元素的最低價態(tài)〔2〕物理性質(zhì)：無色、刺激性氣味的氣體，密度比空氣小，極易溶于水，常溫常壓下1體積水能溶解700體積的氨氣，易液化〔可作致冷劑〕〔3〕化學(xué)性質(zhì)：①與水反響：氨水呈堿性，原理：NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-氨氣是唯一能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)色的氣體，常用此性質(zhì)檢驗(yàn)氨氣。②與酸反響與揮發(fā)性酸(如濃鹽酸、硝酸)的反響：NH3+HCl=NH4Cl現(xiàn)象：產(chǎn)生白煙與硫酸反響：2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4③與鹽反響：向AlCl3溶液中滴加氨水反響的離子方程式為：Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+④氨氣的復(fù)原性NH3中的N呈—3價，所以NH3具有復(fù)原性，能被O2、CuO、NOx、Cl2等物質(zhì)氧化。a.4NH3+5O24NO+6H2O(工業(yè)制硝酸的根底)b.2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2Oc.3Cl2+8NH3==N2+6NH4Cl2．銨鹽△〔1〕物理性質(zhì)：白色晶體，易溶于水△△〔2〕化學(xué)性質(zhì)：①受熱分解：NH4HCO3＝NH3↑+H2O+CO2↑〔30℃△△NH4Cl＝NH3↑+HCl↑△△②與堿反響：Ca〔OH〕2+2NH4Cl＝CaCl2+2NH3↑+2H2O△銨鹽與堿溶液反響的離子方程式：NH4++OH-＝NH3↑+H2O〔該性質(zhì)可用于氨氣的制取和銨根離子的檢驗(yàn)〕〔3〕NH4+的檢驗(yàn)：取少量樣品，與堿混合于試管中，加熱。將濕潤的紅色石蕊試紙靠近管口，試紙變藍(lán)色，說明樣品中含有NH4+；也可以將蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近管口，假設(shè)有白煙產(chǎn)生，說明樣品中含有NH4+?！?〕氮肥(1)分類名稱硫酸銨氯化銨碳酸氫銨硝酸銨碳酰二胺俗名硫銨氯銨碳銨硝銨尿素化學(xué)式(NH4)2SO4NH4ClNH4HCO3NH4NO3CO(NH2)2類別銨態(tài)氮肥硝態(tài)氮肥有機(jī)氮肥(2)使用考前須知(ⅰ)貯存：密封放在陰涼處。(ⅱ)施用：埋在土壤中，防止與堿性肥料(如草木灰)混用。3．自然界中的氮循環(huán)A.氮的固定(1)概念：將游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)的氮的方法。(2)分類氮的固定eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(______固氮\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(高能固氮,生物固氮)),人工固氮______固氮\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(_________,仿生固氮))))B.自然界中的氮循環(huán)三、硝酸1、物理性質(zhì)無色、易揮發(fā)〔在空氣中遇水蒸氣呈白霧狀〕，有刺激性氣味的液體。2、化學(xué)性質(zhì)⑴強(qiáng)酸性：稀硝酸使紫色石蕊試液變紅色，濃硝酸使紫色石蕊試液先變紅色后褪色。⑵不穩(wěn)定性4HNO3(濃)eq\o(=====,\s\up7(光或△),\s\do5())4NO2↑＋O2↑＋2H2O由于濃硝酸溶有分解出的NO2氣體，所以濃硝酸一般為黃色，其保存方法是：棕色細(xì)口瓶置于冷暗處。⑶強(qiáng)氧化性①能與Au、Pt以外的所有金屬反響，如Cu與濃、稀硝酸的反響方程式：Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O、3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O注意：有些金屬(如Al、Fe等)在冷的濃硝酸中發(fā)生鈍化。故可以用鐵、鋁容器運(yùn)輸冷的濃硝酸。②與非金屬的反響碳與濃硝酸反響的化學(xué)方程式：C+4HNO3CO2↑+4NO2↑+2H2O③與某些復(fù)原性物質(zhì)反響〔如FeO〕化學(xué)方程式：3FeO+10HNO3(稀)=3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O3、NO3離子的檢驗(yàn)：晶體或濃溶液與濃硫酸、Cu共熱時，假設(shè)產(chǎn)生紅棕色氣體那么含NO3；假設(shè)為稀溶液那么先濃縮。4.工業(yè)上制硝酸【重難點(diǎn)突破】一、有關(guān)氮的氧化物溶于水的計算3NO2＋H2O===2HNO3＋NO①2NO＋O2===2NO2②由方程式①×2＋②得：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3③由方程式①×2＋②×3得：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3④氮的氧化物溶于水的計算大致有以下三種類型：1．NO和NO2的混合氣體NO和NO2的混合氣體溶于水時僅涉及反響①，可利用氣體體積變化差值進(jìn)行計算：V剩＝V(NO)原＋eq\f(1,3)V(NO2)2．NO2和O2的混合氣體NO2和O2的混合氣體溶于水時涉及反響③，其計算依據(jù)如下：3．NO和O2的混合氣體NO和O2的混合氣體溶于水時涉及反響④，其計算依據(jù)如下：特別提醒：NO2與O2的混合氣體通入水時剩余的氣體可能是O2，也可能是NO，NO2是不會剩余的，因過量的NO2會與H2O反響生成NO。例1、將10mL充滿NO2和O2的混合氣體的試管倒置在水槽中，反響停止后試管內(nèi)剩余2mL的無色氣體，求原混合氣體中NO2和O2各多少毫升？【思路點(diǎn)撥】解答此題要考慮以下兩點(diǎn)：(1)NO2完全轉(zhuǎn)化成HNO3，剩余O20.2mL。(2)O2完全反響，剩余的NO2與H2O反響，轉(zhuǎn)化為2mL的NO?！窘馕觥渴Ｓ?mL氣體可能是NO或O2，分兩種情況討論：(1)剩余的是NO，可以看成先發(fā)生了反響：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3。剩余的NO2又與水作用，最終有2mLNO產(chǎn)生。由反響3NO2＋H2O===2HNO3＋NO得剩余的NO2體積為2mL×3＝6mL。那么原有O2體積為(10mL－6mL)×eq\f(1,4＋1)＝0.8mL，NO2體積為10mL－0.8mL＝9.2mL。(2)剩余的是O2，那么有10mL－2mL＝8mL是NO2和O2的混合氣體按反響：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3進(jìn)行。所以NO2的體積為8mL×eq\f(4,1＋4)＝6.4mL，O2體積為10mL－6.4mL＝3.6mL?！敬鸢浮考僭O(shè)剩余的氣體是NO，那么NO2和O2的體積分別為9.2mL和0.8mL；假設(shè)剩余的氣體是O2，那么NO2和O2的體積分別為6.4mL和3.6mL。假設(shè)上題中的10mL氣體為NO與O2的混合氣體，其組成是怎樣的？【提示】發(fā)生反響：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，那么參加反響的NO為8mL×0.575＝4.6mL，O2為8mL×0.425＝3.4mL。剩余2mL氣體假設(shè)為NO，那么NO為6.6mL，O2為3.4mL；假設(shè)為O2，那么NO為4.6mL，O2為5.4mL。變式訓(xùn)練將VmLNO和NO2的混合氣體通過水吸收后，得到amL無色氣體A。將此無色氣體A與等體積的O2混合，通過水充分吸收后，得到5mL無色氣體B，試答復(fù)：(1)A氣體是________，B氣體是________。(2)A氣體的體積是________mL。(3)V的取值范圍是__________。解析：(1)NO、NO2混合氣體與水反響后只能得到無色氣體NO，即A為NO。NO與O2等體積混合后與水反響，據(jù)4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3知，剩余氣體為O2。(2)設(shè)A氣體的體積為x，那么x－eq\f(3,4)x＝5mL，x＝20mL。(3)按極限取值法，假設(shè)VmL全為NO，那么V＝20；假設(shè)VmL全為NO2，那么V＝60，故其取值范圍為：20<V<60。答案：(1)NOO2(2)20(3)20<V<60二、常見的環(huán)境問題環(huán)境污染污染源污染物防治措施酸雨煤、石油等化石燃料的燃燒，汽車尾氣等工廠廢氣SO2、NOx開發(fā)利用新能源；化石燃料脫硫或固硫，廢氣用氨水、堿液吸收溫室效應(yīng)煤、石油、天然氣等化石燃料的燃燒CO2等溫室氣體減少化石燃料的使用、開發(fā)利用新能源；植樹造林光化學(xué)煙霧汽車尾氣、化肥廠、硝酸廠廢氣中的氮氧化物、碳?xì)浠衔锍粞?、醛、酮、酸、過氧乙酰硝酸酯等減少汽車尾氣中有毒氣體的排放；對工廠廢氣進(jìn)行吸收處理臭氧層空洞使用含氟氯烴的冰箱、空調(diào)等氟氯烴、氮氧化物限制或停止氟氯烴的使用赤潮含一定量氮和磷等植物營養(yǎng)物質(zhì)的生活污水、工業(yè)廢水氮、磷等營養(yǎng)元素工業(yè)、生活用水處理后排放，限制使用含磷洗滌劑白色污染難降解塑料的丟棄廢棄塑料減少使用和加強(qiáng)回收，使廢塑料再利用、再循環(huán)，研制開發(fā)可降解塑料例2、工業(yè)廢氣氮氧化物是主要的大氣污染源之一。近年來發(fā)現(xiàn)許多生物體組織中存在少量NO，它有擴(kuò)張血管、免疫、增強(qiáng)記憶的功能，成為當(dāng)前生命科學(xué)的研究熱點(diǎn)。(1)NO在大氣層中可發(fā)生反響：NO＋O3―→NO2＋O，NO2＋O―→NO＋O2，從反響過程中看，NO是一種________劑，從最終結(jié)果看NO是一種________劑。(2)假設(shè)使NO轉(zhuǎn)化為無毒氣體,據(jù)氧化復(fù)原反響原理，可選用NH3消除NO對環(huán)境的污染，該反響的化學(xué)方程式為____________________________?！窘馕觥?1)將兩個反響相加得總反響為：2O3===3O2。在反響過程中，NO在第一個反響中以反響物參與反響，又在第二個反響中以生成物出現(xiàn)，總反響中NO的質(zhì)量及性質(zhì)都沒有改變，符合催化劑的定義，所以NO是催化劑。但是在第一個反響中，NO被氧化成NO2，作復(fù)原劑。(2)NH3中氮元素顯－3價，具有復(fù)原性，NO中氮元素顯＋2價，具有氧化性，從理論上說，二者能夠發(fā)生氧化復(fù)原反響,發(fā)生化合價“歸中”反響，都變成無毒的N2，NH3中的氫元素和NO中的氧元素結(jié)合成水?！敬鸢浮?1)復(fù)原催化(2)4NH3＋6NOeq\o(=====,\s\up17(一定條件))5N2＋6H2O變式訓(xùn)練汽車尾氣(含有烴類、CO、SO2與NO等物質(zhì))是城市空氣的污染源。治理的方法之一是在汽車的排氣管上裝一個“催化轉(zhuǎn)換器”(用鉑、鈀合金作催化劑)，它的特點(diǎn)是使CO與NO反響，生成可參與大氣生態(tài)環(huán)境循環(huán)的無毒氣體，并促使烴類充分燃燒及SO2的轉(zhuǎn)化。(1)寫出CO與NO反響的化學(xué)方程式：_____________________________。(2)“催化轉(zhuǎn)換器”的缺點(diǎn)是在一定程度上提高了空氣的酸度，其原因是_____________________________。(3)控制城市污染源的方法可以有________。A．開發(fā)氫能源B．使用電動車C．植樹造林D．戴上呼吸面具解析：在催化劑作用下把CO和NO都轉(zhuǎn)化為參與大氣生態(tài)環(huán)境循環(huán)的無毒氣體，即NO轉(zhuǎn)化為N2、CO轉(zhuǎn)化為CO2，反響的化學(xué)方程式為：2NO＋2COeq\o(=====,\s\up17(催化劑))2CO2＋N2。同時SO2也在催化劑的作用下轉(zhuǎn)化為SO3，從而提高了空氣的酸度?？刂瞥鞘锌諝馕廴驹粗饕菧p少煤和汽油的使用。答案：(1)2CO＋2NOeq\o(=====,\s\up17(催化劑))2CO2＋N2(2)SO2轉(zhuǎn)化為SO3，產(chǎn)生硫酸酸霧(3)AB三、氨的化學(xué)性質(zhì)1．與水反響：NH3＋H2ONH3·H2ONH4+＋OH－。前一個可逆符號表示NH3與水反響為一可逆反響，后一個可逆符號表示NH3·H2O為弱電解質(zhì)，只能局部電離出OH－和NH4+，為一元弱堿，具有堿的通性。包括使酚酞試液顯紅色，紅色石蕊試紙變藍(lán)。NH3·H2O不穩(wěn)定，受熱易分解：NH3·H2Oeq\o(=====,\s\up7(△))NH3↑＋H2O。氨水的密度小于1g·mL－1，且溶液越濃密度越小。2．與酸反響——表現(xiàn)堿性NH3＋HCl===NH4ClNH3＋HNO3===NH4NO3(NH3與揮發(fā)性酸反響有白煙產(chǎn)生，可用濃鹽酸檢驗(yàn)NH3)3．氨中氮元素處于其最低價態(tài)－3價，具有復(fù)原性，易與氧化劑(Cl2、O2、CuO等)反響4NH3＋5O2eq\o(=====,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))4NO＋6H2O例3、有關(guān)氨的性質(zhì)的表達(dá)正確的選項(xiàng)是()A．氨能在空氣中燃燒B．氨水呈堿性C．氨氣和酸相遇都能產(chǎn)生白色煙霧D．在反響NH3＋H＋===NH4+中，氨氣失去電子，被氧化【解析】A項(xiàng)氨不能在空氣中燃燒。C項(xiàng)氨氣與不揮發(fā)性酸不能產(chǎn)生白煙。D項(xiàng)此反響元素的化合價都未改變，沒有電子得失?！敬鸢浮緽變式訓(xùn)練氨水顯弱堿性的主要原因是()A．通常狀況下，氨氣在水中的溶解度不大B．氨水中的NH3·H2O電離出少量的OH－C．溶于水的氨分子只有少量發(fā)生電離D．氨本身的堿性弱解析：選B。氨氣溶于水后大局部與水結(jié)合生成一水合氨(NH3·H2O)，NH3·H2O僅有小局部電離成NH4+和OH－，因此顯弱堿性，它既不是因?yàn)榘睔庠谒械娜芙舛炔淮?，也不是因?yàn)榘狈肿与婋x的少(在水溶液里氨分子是不電離的)，更不是因?yàn)榘北旧淼膲A性弱。四、氨氣的實(shí)驗(yàn)室制法1．反響原理：2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=====,\s\up7(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O2．發(fā)生裝置：固體＋固體eq\o(――→,\s\up7(△))氣體。(1)收集裝置和反響裝置的試管和導(dǎo)管必須是枯燥的；(2)發(fā)生裝置的試管口略向下傾斜；(3)由于氨氣的密度比空氣小，因此收集氨氣時，導(dǎo)管應(yīng)插入試管的底部；(4)加熱溫度不宜過高，并用酒精燈外焰由前向后逐漸加熱。3．凈化裝置：盛有堿石灰或NaOH固體的枯燥管(或U形管)。4．收集方法：只能用向下排空氣法。5．尾氣吸收：棉花用稀硫酸浸濕，吸收氨氣，防止多余的氨氣逸出，污染空氣。6．驗(yàn)滿方法：(1)將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口處，假設(shè)試紙變藍(lán)，那么說明氨氣已收集滿。(2)用玻璃棒蘸取濃鹽酸靠近試管口處，假設(shè)產(chǎn)生白煙，那么說明氨氣已收集滿。特別提醒：(1)收集氨氣的試管口堵一團(tuán)棉花的作用：防止氨氣和空氣發(fā)生對流，提高收集速率和氨氣的純度。(2)不能用濃硫酸、P2O5作枯燥劑，也不能用無水CaCl2作枯燥劑,前兩者與氨氣反響生成相應(yīng)的鹽，后者那么是因?yàn)榘l(fā)生如下反響：CaCl2＋8NH3===CaCl2·8NH3。(3)不能用NH4NO3和NH4HCO3代替NH4Cl，前者受熱可能發(fā)生爆炸，后者因自身受熱分解產(chǎn)生CO2，而使制得的氨氣不純。(4)不能用NaOH、KOH代替熟石灰,因?yàn)镹aOH、KOH易潮解而使反響物板結(jié)，而且在加熱時對試管有較強(qiáng)的腐蝕性，易使試管破裂。例4、現(xiàn)有化學(xué)試劑：NH4Cl濃溶液、生石灰及常用枯燥劑，制取枯燥、純潔的氨氣。(1)請從下面的儀器中選擇制取氨氣的發(fā)生裝置________(寫序號，要求使用的儀器最少且合理)。(2)寫出用NH4Cl濃溶液與生石灰反響制取氨氣的理由_____________________________。(3)實(shí)驗(yàn)操作時，關(guān)鍵之處是_____________________________。理由是_____________________________。(4)枯燥氨氣應(yīng)選用的枯燥劑是_____________________________?！舅悸伏c(diǎn)撥】解答此題，要注意以下三點(diǎn)：(1)利用實(shí)驗(yàn)室銨鹽和堿反響制氨氣的本質(zhì)分析反響原理。(2)利用反響物的特點(diǎn)和制備原理確定反響裝置。(3)氨氣極易溶于水，盡可能防止水的干擾。【解析】銨鹽和堿反響制氨氣的本質(zhì)是：NH4+＋OH－eq\o(=====,\s\up7(△))NH3↑＋H2O，在該實(shí)驗(yàn)中，NH4Cl濃溶液提供NH4+，生石灰和水反響生成氫氧化鈣提供OH－，反響過程中放出的熱量提供加熱條件，所以用NH4Cl濃溶液與生石灰反響可以制取氨氣。該裝置的類型為“固體＋液體―→氣體”，所以應(yīng)該選擇裝置D。因?yàn)榘睔鈽O易溶于水，所以如果把生石灰加到NH4Cl濃溶液中，產(chǎn)生的氨氣會大量溶于水，不容易生成；而將NH4Cl濃溶液逐滴滴加到生石灰中，生石灰可以充分吸收水，有利于氨氣的生成?！敬鸢浮?1)D(2)生石灰遇水生成氫氧化鈣并放熱，氫氧化鈣和氯化銨受熱生成氨氣[或CaO＋H2O===Ca(OH)2，放熱反響，Ca(OH)2＋2NH4Cleq\o(=====,\s\up7(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O](3)將NH4Cl濃溶液逐滴滴加到生石灰中生石灰可以充分吸收水，在水較少條件下反響易發(fā)生，NH3易生成(4)堿石灰(或NaOH固體)【規(guī)律方法】以氨水為原料制氨氣的方法和裝置方法原理裝置加熱濃氨水NH3·H2Oeq\o(=====,\s\up7(△),\s\do5())NH3↑＋H2O濃氨水和NaOH固體混合NaOH固體溶于水放出大量的熱，加速氨水的分解生石灰和濃氨水混合CaO和水反響放出大量的熱，加速氨水的分解變式訓(xùn)練氨氣是化學(xué)實(shí)驗(yàn)室常需制取的氣體。實(shí)驗(yàn)室制取氨氣通常有兩種方法：①用固體氫氧化鈣與氯化銨共熱；②在常溫下用固體氫氧化鈉與濃氨水反響。(1)如下圖的制取裝置圖中，方法①應(yīng)選用裝置______(填“A”或“B”，下同)，方法②應(yīng)選用裝置________。(2)在制取后，如果要枯燥氨氣，應(yīng)選用的枯燥劑是________。A．濃硫酸B．固體氫氧化鈉C．五氧化二磷(3)檢驗(yàn)集氣瓶中是否收集滿氨氣的方法是_________________________________。解析：A裝置適用于固體與固體加熱制氣體，B裝置適用于液體與固體(或液體)不加熱制氣體。NH3為堿性氣體，只能用堿性枯燥劑枯燥。檢驗(yàn)NH3一般用濕潤的紅色石蕊試紙。答案：(1)AB(2)B(3)將濕潤的紅色石蕊試紙靠近集氣瓶口，假設(shè)試紙變藍(lán)，說明NH3已集滿(或其他合理答案)五、硝酸的強(qiáng)氧化性硝酸具有強(qiáng)氧化性是由于HNO3中的＋5價氮元素有很強(qiáng)的得電子能力，在硝酸參與的氧化復(fù)原反響中，幾乎全部是＋5價氮被復(fù)原。主要表現(xiàn)：1．濃硝酸能使紫色石蕊試液先變紅，后褪色。2．與非金屬單質(zhì)C、S、P等在加熱條件下反響，非金屬元素生成相應(yīng)的酸性氧化物。3．金屬與HNO3反響一般不生成H2，濃HNO3一般被復(fù)原成NO2，稀HNO3一般被復(fù)原為NO，極稀的HNO3可被復(fù)原成NH3，生成NH4NO3。4．在利用HNO3的酸性時，要注意考慮它的強(qiáng)氧化性。如FeO與稀硝酸反響時的化學(xué)方程式應(yīng)是3FeO＋10HNO3(稀)===3Fe(NO3)3＋NO↑＋5H2O,而不是FeO＋2HNO3(稀)===Fe(NO3)2＋H2O。5．硝酸與鐵反響時，產(chǎn)物符合以下規(guī)律：6．注意NO3-在離子共存問題的判斷中的特殊性。在水溶液中，NOeq\o\al(－,3)本無氧化性，但當(dāng)水溶液中有大量H＋存在時，NOeq\o\al(－,3)就表現(xiàn)出強(qiáng)氧化性，如在有H＋、NOeq\o\al(－,3)存在的溶液中就不能存在Fe2＋、S2－、I－、SO42-、Br－等復(fù)原性離子。例5、將紅熱的黑色固體單質(zhì)甲放入一黃色的溶液乙中，充分反響后，產(chǎn)生由兩種氣體組成的混合氣體A，A在常溫下不與空氣作用，將A做如下的實(shí)驗(yàn)：(1)推斷各物質(zhì)的化學(xué)式：甲________；乙________；丙________；A________；B________；C________。(2)寫出甲與乙反響的化學(xué)方程式：_____________________________?！窘馕觥繌念}意來看應(yīng)是C和濃硝酸反響產(chǎn)生混合氣體A，即NO2和CO2，通入H2O時，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，所得氣體為NO和CO2的混合氣體，無色溶液為HNO3；依次可得出B、C、D分別為CaCO3、NO、Cu(NO3)2?！敬鸢浮?1)C濃HNO3CuNO2和CO2CaCO3NO(2)C＋4HNO3(濃)eq\o(=====,\s\up7(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O變式訓(xùn)練往2支分別裝有淺綠色的Fe(NO3)2和FeSO4溶液的試管中分別逐滴參加稀鹽酸時，溶液的顏色變化應(yīng)該是()A．前者根本沒有改變，后者變棕黃色B．前者變棕黃色，后者也變棕黃色C．前者變棕黃色，后者根本沒有改變D．前者、后者都根本沒有變化解析：選C。根據(jù)S＋H2eq\o(=====,\s\up17(△))H2S、S＋O2eq\o(=====,\s\up17(點(diǎn)燃))SO2、2H2S＋SO2===3S＋2H2O得，H2S中的硫元素全部轉(zhuǎn)化為單質(zhì)S，而SO2中的硫元素只有1/2轉(zhuǎn)化為單質(zhì)S，故得到硫粉的質(zhì)量為8g＋4g＝12g。六、硝酸與金屬反響的計算3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2OCu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O1．電子守恒硝酸中N原子得到的電子數(shù)等于金屬原子失去的電子數(shù)。2．原子守恒硝酸與金屬反響時，N原子一局部以NOeq\o\al(－,3)形式存在，另一局部轉(zhuǎn)化為復(fù)原產(chǎn)物，這兩局部中N原子的物質(zhì)的量與反響消耗的HNO3的物質(zhì)的量相等。當(dāng)都有2mol氣體生成時，讀表：濃硝酸mol稀硝酸mol參加反響的硝酸48被復(fù)原的硝酸22起酸性作用的硝酸26由表得出結(jié)論：(1)n(被復(fù)原的硝酸)＝n(生成的氣體)(2)n(參加反響的硝酸)＝n(被復(fù)原的硝酸)＋n(起酸性的硝酸)(3)n(起酸性的硝酸)＝2×n(參加反響的銅)特別提醒：此類題目在計算過程中，要始終聯(lián)想到上述守恒關(guān)系,借用守恒法可起到事半功倍的效果。例6、向濃硝酸中參加銅片，答復(fù)以下問題：(1)銅片有剩余，且反響結(jié)束時的化學(xué)方程式為____________________________。(2)反響停止后銅片有剩余，再參加少量的稀硫酸，銅片上又有氣泡產(chǎn)生，其原因是____________________________。(3)假設(shè)將12.8g銅跟一定量的濃硝酸反響,銅耗盡后,共產(chǎn)生氣體5.6L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，那么消耗HNO3的物質(zhì)的量是________，所得氣體的平均相對分子質(zhì)量是________?！舅悸伏c(diǎn)撥】解答此題需要深入認(rèn)識①Cu＋HNO3(在濃稀之間)―→Cu(NO3)2＋NO↑＋NO2↑＋H2O；②化學(xué)反響的實(shí)質(zhì)都是Cu、H＋、NOeq\o\al(－,3)之間的反響。【解析】(2)Cu與濃HNO3、稀HNO3反響的實(shí)質(zhì)都是Cu、H＋、NOeq\o\al(－,3)之間的反響。HNO3全部反響后，溶液里還有NOeq\o\al(－,3)，加稀硫酸后，又具備了Cu、H＋、NOeq\o\al(－,3)反響的條件。(3)反響中共消耗n(HNO3)＝n(NO、NO2)＋2n(Cu)＝5.6L/22.4L·mol－1＋2×12.8g/64g·mol－1＝0.65mol。設(shè)生成n(NO2)＝xmol，那么n(NO)＝(0.25－x)mol。反響中12.8gCu失電子0.4mol。根據(jù)氧化復(fù)原反響中電子得失守恒，得0.4mol＝xmol＋3×(0.25－x)mol，x＝0.175。那么n(NO2)＝0.175mol，n(NO)＝0.075mol，故eq\x\to(M)r＝(0.175×46＋0.075×30)/0.25＝41.2。【答案】(1)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(2)H2SO4電離出的H＋與原溶液中的NOeq\o\al(－,3)形成了具有強(qiáng)氧化性的HNO3(3)0.65mol41.2變式訓(xùn)練(2011年徐州高一檢測)將1.92g銅粉與一定量濃硝酸反響，當(dāng)銅粉完全作用時收集到氣體1.12L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。那么消耗硝酸的物質(zhì)的量是()A．0.12molB．0.11molC．0.09molD．0.08mol解析：選B。硝酸與銅反響時，硝酸濃度不同，復(fù)原產(chǎn)物不同，但整個反響過程中，硝酸轉(zhuǎn)化為NO2、NO和硝酸銅，所以此題可根據(jù)氮原子守恒求解。由題意知，隨著反響的進(jìn)行，硝酸濃度逐漸減小，銅完全反響，生成的氣體可能是NO2或NO2與NO的混合氣體，還有Cu(NO3)2生成，根據(jù)氮原子守恒，可求得消耗硝酸的物質(zhì)的量為：eq\f(2×1.92g,64g·mol－1)＋eq\f(1.12L,22.4L·mol－1)＝0.11mol。七、氧化復(fù)原反響方程式的配平1．配平原那么eq\x(質(zhì)量守恒)―→反響前后元素種類和原子個數(shù)不變eq\x(電子守恒)―→氧化劑和復(fù)原劑得失電子數(shù)相等eq\x(電荷守恒)―→離子方程式中等號兩邊電荷數(shù)相等2．配平步驟以反響Cu＋HNO3(稀)―→Cu(NO3)2＋NO↑＋H2O為例：(1)標(biāo)變價：標(biāo)明反響前后化合價有變化的元素的化合價。(2)列變化：列出元素化合價升高和降低的數(shù)值。(3)求總數(shù)：根據(jù)元素化合價升、降數(shù)的最小公倍數(shù),確定氧化劑、復(fù)原劑、氧化產(chǎn)物、復(fù)原產(chǎn)物的化學(xué)計量數(shù)。3Cu＋2HNO3(稀)―→3Cu(NO3)2＋2NO↑＋H2O(4)配系數(shù)：用觀察法配平其他物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)。3Cu＋8HNO3(稀)―→3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(5)細(xì)檢查：根據(jù)“配平原那么”檢查，將箭頭符號改為長等號。3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O例7、配平：KMnO4＋K2SO3＋H2SO4―→K2SO4＋MnSO4＋H2O【解析】配平的步驟是：(1)標(biāo)出被氧化、被復(fù)原元素在反響前后的化合價。Keq\o(M,\s\up6(＋7))nO4＋K2eq\o(S,\s\up6(＋4))O3＋H2SO4―→K2eq\o(S,\s\up6(＋6))O4＋eq\o(M,\s\up6(＋2))nSO4＋H2O(2)找出被氧化、被復(fù)原的元素的化合價變化的最小公倍數(shù)，使化合價升降總數(shù)相等。Keq\o(M,\s\up6(＋7))nO4＋K2S＋4O3＋H2SO4―→K2S＋6O4＋eq\o(M,\s\up6(＋2))nSO4＋H2O↓5×2↑2×5(3)確定氧化劑、復(fù)原劑、氧化產(chǎn)物、復(fù)原產(chǎn)物前面的化學(xué)計量數(shù)。2Keq\o(M,\s\up6(＋7))nO4＋5K2eq\o(S,\s\up6(＋4))O3＋H2SO4―→5K2eq\o(S,\s\up6(＋6))O4＋2eq\o(M,\s\up6(＋2))nSO4＋H2O↓5×2↑2×5(4)依金屬→非金屬→氫→氧的順序配平其他物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)。2Keq\o(M,\s\up6(＋7))nO4＋5K2eq\o(S,\s\up6(＋4))O3＋3H2SO4===6K2eq\o(S,\s\up6(＋6))O4＋2eq\o(M,\s\up6(＋2))nSO4＋3H2O↓5×2↑2×5(5)檢查各元素原子個數(shù)在反響前后是否相等。假設(shè)相等，化學(xué)方程式就配平了，假設(shè)是氧化復(fù)原反響的離子方程式還須檢查電荷是否守恒。通過以上五步，即得配平后的化學(xué)方程式為：2KMnO4＋5K2SO3＋3H2SO4===6K2SO4＋2MnSO4＋3H2O?！敬鸢浮?KMnO4＋5K2SO3＋3H2SO4===6K2SO4＋2MnSO4＋3H2O【規(guī)律方法】根據(jù)化合價升降只能定氧化劑、復(fù)原劑、氧化產(chǎn)物、復(fù)原產(chǎn)物前的系數(shù)，要注意最后對于表現(xiàn)酸性或其他性質(zhì)的物質(zhì)給予補(bǔ)足。變式訓(xùn)練配平：HCl(濃)＋MnO2eq\o(――→,\s\up7(△),\s\do5())MnCl2＋Cl2↑＋H2O。解析：此題屬反響物(HCl)局部被氧化的氧化復(fù)原反響，宜從生成物開始配平。Heq\o(C,\s\up6(－1))l＋eq\o(M,\s\up6(＋4))nO2eq\o(――→,\s\up7(△),\s\do5())eq\o(M,\s\up6(＋2))nCl2＋eq\o(Cl,\s\up6(0))2↑＋H2O；?↓2×1↑2×12HCl＋1MnO2eq\o(――→,\s\up7(△),\s\do5())1MnCl2＋1Cl2↑＋H2O；?4HCl＋1MnO2eq\o(――→,\s\up7(△),\s\do5())1MnCl2＋1Cl2↑＋2H2O；故配平后的化學(xué)方程式為：4HCl(濃)＋MnO2eq\o(=====,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。答案：4HCl(濃)＋MnO2eq\o(=====,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O【課堂練習(xí)】1、鑒別NO2氣體和Br2蒸氣，可用〔〕A．濕潤的淀粉KI試紙B．AgNO3溶液C．水D．燒堿溶液2、以下氣體不會造成大氣污染的是〔〕A．二氧化硫B．氮?dú)釩．一氧化碳D．一氧化氮3、以下物質(zhì)含氮量最高的是()A.硫銨 B.碳銨 C.硝銨 D.尿素4、在8NH3+3Cl2====6NH4Cl+N2反響中，假設(shè)有2molN2生成，發(fā)生氧化反響的物質(zhì)的量是()A.16molNH3B.8molNH3C.4molNH3D.3molNH5、某種常見的白色晶體Ａ，與鹽酸反響產(chǎn)生無刺激性氣味的氣體Ｂ；將Ｂ通入澄清石灰水中，石灰水變渾濁。假設(shè)在Ａ的水溶液中參加氫氧化鋇溶液，那么析出的白色沉淀Ｃ和無色氣體Ｄ；Ｄ可以使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)。加熱固體Ａ，可生成水、Ｂ和Ｄ，而且Ｂ和Ｄ的物質(zhì)的量之比為１∶１。根據(jù)以上事實(shí)，可以判斷出Ａ是_______，B是_________，C是_______。加熱固體Ａ生成水、Ｂ和Ｄ的化學(xué)方程式是_______________。答案1.BC2.B3.D4.C5.NH4HCO3CO2BaCO3NH4HCO3====NH3↑＋CO2↑＋Ｈ2O【課后作業(yè)】1.將22.4L某氣態(tài)氮氧化合物與足量的灼熱銅粉完全反響后，氣體體積11.2L〔體積均在相同條件下測定〕，那么該氮氧化合物的化學(xué)式為

〔

〕A．NO2

B．N2O2

C．N2O

D．N2O4【答案】A2.NO2是導(dǎo)致光化學(xué)煙霧的“罪魁禍?zhǔn)住敝弧O2可以用氫氧化鈉溶液吸收，或在一定條件下用氨氣〔NH3〕與其反響使之轉(zhuǎn)化為無污染的物質(zhì)，發(fā)生反響的化學(xué)方程式分別是：2NO2+2NaOH=M+NaNO3+H2O，8NH3+6NO2=7X+12H2O。那么M和X代表的物質(zhì)的化學(xué)式是A．NaNO2、N2B．HNO2、N2C．NO、HNO3D．Na3NO4【答案】A3.在汽車尾氣凈化裝置里，氣體在催化劑外表吸附與解吸作用的過程如下圖。以下說法錯誤的選項(xiàng)是〔〕A．NO2是該過程的中間產(chǎn)物B．NO和O2必須在催化劑外表才能反響C．汽車尾氣的主要污染成分包括CO和NOD．催化轉(zhuǎn)化總反響為：2NO+O2+4CO4CO2+N2【答案】B4.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,向該混合液中參加1.92g銅粉,加熱,待充分反響后,所得溶液中銅離子物質(zhì)的量濃度是mol/LB.0.225mol/LC.0.30mol/LD.0.45mol/L【答案】選B。【解析】溶液中同時存在H+和NO3-時就能夠與Cu發(fā)生反響。該溶液中H+實(shí)際為0.06mol，應(yīng)該根據(jù)離子方程式進(jìn)行計算，正確解答思路為：根據(jù)3Cu+8H++2NO3-====3Cu2++2NO↑+4H2O38230.03mol0.06mol0.04molX根據(jù)各物質(zhì)量的關(guān)系可知，H+缺乏，應(yīng)根據(jù)H+進(jìn)行計算。X=3×0.06mol÷8=0.0225mol,因此，銅離子濃度為0.225mol/L。5.(2011·深圳模擬)以下實(shí)驗(yàn)裝置中能到達(dá)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)【答案】選D。【解析】不能用分液法別離碘酒中的碘和酒精，因?yàn)槎呋ト堋H4Cl受熱分解，冷卻后又重新生成NH4Cl，故很難收集到NH3。C項(xiàng)中Cl2和HCl均可與NaOH反響，故不能用NaOH除去Cl2中的HCl，而應(yīng)采用飽和食鹽水除去Cl2中的HCl。6.(2011·北京四中模擬)常溫下，將等質(zhì)量的銅片、銀片鐵片、鋁片分別置于四個小燒杯中，然后分別加足量的濃硝酸，放出NO2氣體最多的是()A.銅片B.銀片C.鐵片D.鋁片【答案】選A?！窘馕觥胯F、鋁鈍化可排除，再根據(jù)化學(xué)方程式計算。鐵、鋁遇濃硝酸鈍化，銅、銀與濃硝酸反響的化學(xué)方程式為Cu+4HNO3(濃)====Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2OAg+2HNO3(濃)====AgNO3+NO2↑+H2O，根據(jù)上述關(guān)系可知等質(zhì)量的Cu、Ag、Fe、Al與足量濃硝酸反響，放出NO2最多的是Cu。7．〔2011·湖州一?！硨?1.2gCu完全溶于適量濃硝酸中，收集到氮的氧化物(含NO、N2O4、NO2)的混合物共0.9mol，這些氣體恰好能被500mL2mol/LNaOH溶液完全吸收，生成含NaNO3和NaNO2的鹽溶液，其中NaNO3的物質(zhì)的量為()A．0.2molB．0.4molC．0.8molD．0.9mol【答案】A【解析】縱觀反響始終，容易看出只有兩種元素的價態(tài)有變化，其一是Cu到Cu(NO3)2，每個Cu升2價，失2個電子；另一個是HNO3到NaNO2，每個N降2價，得2個電子，所以51.2gCu共失電子0.8mol×2＝1.6mol，HNO3到NaNO2共得到電子1.6mol，故產(chǎn)物中NaNO2的物質(zhì)的量為0.8mol，又由N、Na守恒，可知，另一種產(chǎn)物NaNO3為0.2mol。8．某同學(xué)為檢驗(yàn)?zāi)橙芤褐惺欠窈谐Ｒ姷乃姆N無機(jī)離子，進(jìn)行了以下圖所示的實(shí)驗(yàn)操作。其中檢驗(yàn)過程中產(chǎn)生的氣體能使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍(lán)。由該實(shí)驗(yàn)?zāi)艿玫降恼_結(jié)論是()A．原溶液中一定含有SO42-B．原溶液中一定含有NH4+C．原溶液中一定含有Cl－D．原溶液中一定含有Fe3＋【答案】B【解析】使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體為NH3，由于整個轉(zhuǎn)化過程中沒有使用NH3或NH4+，故原溶液中一定有NH4+；假設(shè)原溶液中含有SO42-或HSOeq\o\al(－,3)，也能出現(xiàn)圖示中的轉(zhuǎn)化，原溶液不一定含有SO42-；由于第一步轉(zhuǎn)化使用了HCl，既使生成AgCl也不能斷定原溶液中一定有Cl－；原溶液中假設(shè)不含F(xiàn)e3＋而含F(xiàn)e2＋，在第一步轉(zhuǎn)化時Fe2＋被氧化為Fe3＋，故Fe3＋是否存在于原溶液中無法確定。9.〔2011·龍巖一檢〕二氧化氮〔NO2〕是重要的空氣污染物，科學(xué)家正尋求適宜的化合物G與適當(dāng)?shù)臈l件以進(jìn)行如下反響，從而將二氧化氮轉(zhuǎn)化為無毒的N2：NO2+G——N2+H2O+nY(反響未配平)上式中的n為系數(shù)，但也可以為0，而Y必須為任何無害的物質(zhì)。從反響機(jī)理分析，上述反響式中的G肯定不可以是 〔〕A．NH3 B．CO C．CH3CH2OH D．H2O2【答案】B10.能正確表示以下反響的離子方程式的是()A．向Fe(NO3)2稀溶液中參加鹽酸：3Fe2＋＋4H＋＋NO3－===3Fe3＋＋NO↑＋2H2OB．銅片與濃HNO3：Cu＋NO3－＋4H＋===Cu2＋＋NO↑＋2H2OC．氯化銨濃溶液跟濃NaOH溶液混合后加熱：NH4＋＋OH－eq\o(=====,\s\up7(△))NH3·H2OD．碳酸氫銨溶液與足量的NaOH溶液混合后加熱：NH4＋＋OH－eq\o(=====,\s\up7(△))NH3↑＋H2O【答案】A【解析】B項(xiàng)應(yīng)為Cu＋4H＋＋2NO3－===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O；C項(xiàng)應(yīng)為NH4＋＋OH－eq\o(=====,\s\up7(△))NH3↑＋H2O；D項(xiàng)中HCO3－也參與反響，應(yīng)為NH4＋＋HCO3－＋2OH－eq\o(=====,\s\up7(△))NH3↑＋CO32－＋2H2O。11.．有某硫酸和硝酸的混合溶液20mL，其中含有硫酸的濃度為2mol·L－1，含硝酸的濃度為1mol·L－1，現(xiàn)向其中參加0.96g銅粉，充分反響后(假設(shè)只生成NO氣體)，最多可收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體的體積為()A．89.6mLB．112mLC．168mLD．224mL【答案】D【解析】銅粉溶解于酸的離子方程式為3Cu＋8H＋＋2NO3－===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O0．015mol0.1mol0.02mol經(jīng)比擬Cu缺乏。由Cu的量求得生成NO為0.01mol，即標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體的體積為224mL。12.將相同質(zhì)量的銅分別和過量濃硝酸、稀硝酸反響，以下表達(dá)中正確的選項(xiàng)是()A．反響速率：兩者相同B．消耗硝酸的物質(zhì)的量：前者多，后者少C．反響生成氣體的顏色：前者淺，后者深D．反響中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)：前者多，后者少【答案】B【解析】由影響反響速率的條件可知，濃度越大，反響速率越大，A不正確；由Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O和3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O知，等質(zhì)量的Cu參加反響消耗的濃HNO3多，B正確；顯然C選項(xiàng)不正確；由于Cu的質(zhì)量相等，故反響過程中都生成Cu2＋時，二者轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)相等，D不正確。13.現(xiàn)有以下物質(zhì)：①氯水②氨水③濃硝酸④氫氧化鈉溶液⑤AgNO3溶液，其中必須保存在棕色試劑瓶里的是()A．①②③④⑤ B．①③⑤C．①③ D．①②④【答案】B【解析】見光易變質(zhì)的試劑一般保存在棕色試劑瓶中。14．(2011·惠州月考)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，硝酸發(fā)生氧化復(fù)原反響時，硝酸的濃度越稀，對應(yīng)復(fù)原產(chǎn)物中氮元素的化合價越低。現(xiàn)有一定量鋁粉和鐵粉的混合物與一定體積某濃度的稀硝酸充分反響，反響過程中無氣體放出。在反響結(jié)束后的溶液中，逐滴參加