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文檔簡介
第14講氮及其化合物
目錄
考情分析1考點三硝酸硝酸鹽
網絡構建【夯基?必備基礎知識梳理】
1考點一氮及其氧化物知識點1硝酸
【夯基?必備基礎知識梳理】知識點2硝酸鹽
知識點1氮氣【提升?必考題型歸納】
知識點2氮的氧化物考向1考查硝酸的性質及實驗探究
【提升?必考題型歸納】考向2考查金屬與硝酸反應的多角度計算
考向1考查氮氣的性質及氮的固定
3考點四不同價態(tài)含氮物質的轉化
考向2考查氮的氧化物與環(huán)境污染
【夯基?必備基礎知識梳理】
0考點二氨筱鹽知識點1不同價態(tài)含氮物質的轉化
【夯基?必備基礎知識梳理】知識點2氮族元素的其它知識歸納
知識點1氨氣【提升?必考題型歸納】
知識點2鍍鹽考向1考查不同價態(tài)含氮物質的轉化關系
【提升?必考題型歸納】考向2考查不同價態(tài)含氮物質轉化的實驗
考向1考查氨、鍍鹽的性質及實驗探究
考向2考查噴泉實驗原理及應用考向3考查氮族元素的其他相關知識
考向3考查氨的實驗室制法及創(chuàng)新
真題感悟
考點要求考題統(tǒng)計考情分析
2023湖北卷1題,3分分析近三年全國高考試題,高考命題在本講有以下規(guī)律:
氮及其氧2022天津卷4題,3分1.從考查題型和內容上看,題型以選擇題、綜合推斷題、實驗
化物2021河北卷4題,3分題為主??疾閮热葜饕幸韵氯齻€方面:
2023新課標卷12題,6分(1)以新材料、新技術為背景或框圖推斷題綜合考查氮及其化合物
氨氣鏤
2022天津卷4題,3分相互轉化及生活應用;
士卜
rm.
2021全國甲卷9題,6分(2)以氮及其化合物的制備、性質的實驗為載體考查基本實驗操作
2023山東卷2題,2分及實驗的設計評價和實驗探究能力;
硝酸2022北京卷12題,3分(3)結合化學與生活考查氮氧化物對環(huán)境污染與防治及其預防措
2021河北卷10題,3分施等。
2.從命題思路上看,以側重考查實驗探究及其化學與生活的聯(lián)
系為主。
(1)選擇題:常以考查氮及其化合物的性質、檢驗方法、實際應用
及化學基本實驗操作為重點;
不同價態(tài)2023浙江1月卷6題,2分(2)非選擇題:以氮及其化合物的基礎知識為主線,以最新的信息
含氮物質2022江蘇卷8題,3分處理和知識的應用考查為重點,與物質結構、電化學、電解質溶
的轉化2021浙江6月卷16題,2分液等知識,考查學生綜合運用知識的能力。
根據高考命題的特點和規(guī)律,復習時要注意以下幾個方面:
(1)注重氮及其化合物在生活中的應用。
(2)結合相關工業(yè)生產注重氮及其化合物對環(huán)境質量的影響。
(3)氮及其化合物的性質。
氮原子及氮氣的結構
氮氣的物理性質
氮氣氮氣的化學性質
氮氣的用途
一氧化氮的物理性質
一氧化氮的化學性質
一氧化氮
一氧化氮的用途
一氧化氮的制法
氮的氧化物二氧化氮的物理性質
二氧化氮的化學性質
硝酸鹽二氧化氮的用途
二氧化氮的制法
考點一氮及其氧化物
?夯基?必備基礎知識梳理
知識點1氮氣
1.氮的固定
(1)自然固氮(a.雷電固氮:將N2轉化NQ;b.根瘤菌固氮將N2轉化NH4+)(2)人工固氮:合成氨工業(yè)
2.氮氣
(1)結構:
分子式:N2電子式:結構式:N=N
(2)物理性質:無色、無味的氣體,密度比空氣略小,在水中溶解度很小(體積比=1:0.02),在壓強為lOlKPa
下,氮氣在一195.8℃時變成無色液體,氮氣分子在一209.9C時變成雪花狀固體,N?空氣中N2的體積分數(shù)
紅為0.78。
(3)化學性質
氮
的
固
定
1)通常狀況下很難與其它物質發(fā)生化學反應
2)在一定條件下,能與一些物質發(fā)生化學反應
催化劑一
①與H2反應:N2+3H2海心言―2NH3;
占燃
②與某些金屬反應:3Mg+N2=Mg3N2
Mg3N2離子化合物,在水中強烈水解Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3T
③與O2反應:在通常情況下,與02不發(fā)生反應,但在放電或高溫的條件下能與02直接化合生成NO。
N2+O2放電或同組2N0(閃電、汽車引擎中發(fā)生的反應)
(4)用途:
①文物館將貴重文物保存在氮氣中。
②氮氣是合成氨工業(yè)的重要原料——合成氨,制化肥,HNO3?
③雷電是自然界重要的固氮方式。
④醫(yī)療上,液氮是常見的冷凍劑。
(5)工業(yè)制法:
1)分離液態(tài)空氣:空氣降溫加壓>液化空氣逐漸升溫>N:
2)耗氧法:空氣碳熱燒>混合氣體通由儂溶液>會
知識點2氮的氧化物
1.氮有多種價態(tài)的氧化物,氮元素從+1?+5價都有對應的氧化物,如N2O、NO、N2O3、NO2(或N2O4)、
N2O5,其中N2O5、XzQi分別是硝酸、亞硝酸(HNO2)的酸酊。
2.NO和NO2的比較
NONO2
物色態(tài)味無色、無味、氣體紅棕色、刺激性氣味、氣體
理密度密度略大于空氣密度比空氣大
性
熔沸點很低低,易液化
質
溶解性不溶易溶
毒性有毒有毒
與水不反應3NO2+H2O=2HNO3+NO
NO2既是氧化劑,又是還原劑
與堿不反應2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O
NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O
化
氧化性2NO+2CO=2CO2+N22NO2+2KI=I2+2KNO2
學
還原性2NO+O=2NO可使KMnCU褪色
性22
可使KMnCU褪色
質
與。2混合,4NO+3O2+2H2O=4HNO34NO2+O2+2H2O=4HNO3
通入水中
3CU+8HNO3(稀)==3CU(NO3)2CU+4HNO3(濃)===CU(NO3)2+2NO2
實驗室制取
+2NOT+4H2OT+2H2O
收集方法排水法向上排空氣法
【特別提醒】①NO2與N2O4存在下列平衡:2NO2^^N2O4,因此實驗測得NO2的平均相對分子質量總大
于46。②驗證某無色氣體為NO的方法是向該無色氣體中通入02(或空氣),無色氣體變?yōu)榧t棕色。
3.氮的氧化物溶于水的幾種情況分析
1)NO2或NO?與N2混合氣體溶于水時,3NO2+H2O==2HNO3+NO,利用氣體體積變化差進行計算。
2)N02與。2的混合氣體溶于水,由3NO2+H2O==2HNO3+NO及2NO+C)2==2NO2,得:
4NO2+O2+2H2O==4HNO3,可知,
=4:1,恰好完全反應
r(NO2):r(02)<>4:1,NO其量,剩余氣體為NO
.<4:1,5過量,剩余氣體為。2
3)NO和02同時通入水中時,其反應是2NO+O2==2NC)2①,3NO2+H2O==2HNO3+NO②,將①x3+②x2
得總反應式為:4NO+3O2+2H2O==4HNO3?
=4:3,恰好完全反應
V(NO):V(O2)J>4:3,乘馀NO
<4:3,剩余。2
4)NO、NO2、O2三種混合氣體通入水中,可先按情況(1)求出NO2與H2O反應生成的NO的體積,再加
上原混合氣體中的NO的體積即為NO的總體積,再按情況(3)進行計算。
4.氮氧化物對環(huán)境的污染及防治
1)常見的污染類型
①光化學煙霧:NO*.在紫外線作用下,與碳氫化合物發(fā)生一系列光化學反應,產生了一種有毒的煙霧。
②酸雨:NQ<排入大氣中后,與水反應生成HNCh和HNCh,隨雨雪降到地面,形成酸雨pH<5.6,酸雨的
主要危害是能直接破壞農作物、森林、草原,使土壤、湖泊酸化,還會加速建筑物、橋梁、工業(yè)設備、運
輸工具及電信電纜的腐蝕。
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。
2)常見的NO,尾氣處理方法
①堿液吸收法:2NO2+2NaOH===NaNC)3+NaNO2+H2O;NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O
NO2、NO的混合氣體能被足量燒堿溶液完全吸收的條件是?(N02)>n(N0)o一般適合工業(yè)尾氣中NQ<的處
理。
②催化轉化法:在催化劑、加熱條件下,氨可將氮氧化物轉化為無毒氣體(N2),或NQ,與CO在一定溫度下
催化轉化為無毒氣體(叱和CO2)o一般適用于汽車尾氣的處理。
—*東條件一*審冬件
③氨氣吸收法:8NH3+6NO27N2+12H2O4NH3+6NO5N2+6H2O
.提升?必考題型歸納
考向1考查氮氣的性質及氮的固定
例1.(2023?天津河東?統(tǒng)考二模)自然界中時刻存在著氮的轉化。下圖為N2分子在催化劑作用下發(fā)生一系
列轉化示意圖。
下列敘述正確的是
A.N2NH3,NJ^fNO均屬于氮的固定
B.使用催化劑a、b均可以提高單位時間內生成物的產量
C.催化劑a、b表面均發(fā)生了極性共價鍵的斷裂
D.在催化劑a作用下,氮原子發(fā)生了氧化反應
【分析】把游離態(tài)的氮轉化為氮的化合物,稱為氮的固定;氧化還原反應中元素化合價升高,發(fā)生氧化反
應,元素化合價降低,發(fā)生還原反應;化學反應的實質是舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的形成,同種原子形
成的共價鍵稱為非極性共價鍵,不同原子形成的共價鍵稱為極性共價鍵;催化劑可以提高化學反應速率,
據此分析解答。
【解析】A.把游離態(tài)的氮轉化為氮的化合物,稱為氮的固定,N2-NH3屬于氮的固定,NH3-NO不屬于
氮的固定,A錯誤;B.催化劑可以提高化學反應速率,可以提高單位時間內生成物的產量,B正確;C.催化
劑a作用下,N2-NH3,斷裂非極性共價鍵N=N鍵;催化劑b作用下,NH3->NO,斷裂極性共價鍵N-H鍵,
C錯誤;D.催化劑a作用下,N2-NH3,氮原子化合價從0降低至-3價,發(fā)生了還原反應,D錯誤;故答案
為:B?
【答案】B
【變式訓練1】(2023?湖南婁底?統(tǒng)考模擬預測)開發(fā)常壓旋轉滑行弧實現(xiàn)高效固氮具有廣闊的應用前景,如
圖所示:
下列敘述正確的是
A.N?和。2在光照或風能作用下直接生成NO?
B.上述過程包括4NO+3O2+2HQ=4HNC)3
C.NH4NO3中陰、陽離子空間結構相同
/--H—0
D.HNO,分子如圖所示]?,HNC)3和N?3都存在分子內氫鍵
。/%
【解析】A.氮氣和氧氣在放電條件下生成一氧化氮,不能生成二氧化氮,故A錯誤;B.由圖可知,上述過
程包括上述過程包括一氧化氮與氧氣和水反應生成硝酸,反應的化學方程式為4NO+3C>2+2H2O=4HNC)3,
故B正確;C.鏤根離子中氮原子的價層電子對數(shù)為4、孤對電子對數(shù)為1,離子的空間結構為正四面體形,
硝酸根離子中氮原子的價層電子對數(shù)為3、孤對電子對數(shù)為0,離子的空間結構為平面三角形,兩者的空間
結構不同,故C錯誤;D.氨分子只能形成分子間氫鍵,不能形成分子內氫鍵,故D錯誤;故選B。
【答案】B
【變式訓練2】(2023?湖南長沙?長沙一中??家荒#┲参飳Φ氐奈者^程如下,下列說法錯誤的是
根瘤菌。,,
植物吸收
N2—NH3/NHr=*N(5—*NOrK
A.過程①叫做氮的固定B.澆水和松土有利于過程②
C.過程③中NO;發(fā)生氧化反應D.高溫有利于加快過程④
【解析】A.①過程將游離態(tài)的氮氣轉化成了化合態(tài)的NH3或錢根離子,屬于氮的固定,A正確;B.澆水有
利于NH3和NH:溶解于水中,松土有利于氧氣進入土中從而與NH3和NH:反應生成NO:,B正確;C.過程
③NO]中N失電子轉化為NO;,發(fā)生氧化反應,C正確;D.高溫下植物的活性降低,不利于其吸收NO;,
同時硝酸鹽高溫下不穩(wěn)定,易分解,也不利于植物吸收NO],D錯誤;故答案選D。
【答案】D
【特別提醒】1.氮的氧化物都有毒,其中NO2與N2O4存在下列平衡:2NO2^^N2O4,因此實驗測得NO2
的平均相對分子質量總大于46,也沒有純凈NO2和N2O4氣體。
2.驗證某無色氣體是NO的方法是向無色氣體中通入02(或空氣),無色氣體變?yōu)榧t棕色。
3.NO2>NO可用堿液處理,如NaOH溶液吸收原理為NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O>2NO2+
2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O?
4.NO2雖然與水反應生成HNO3,但不是硝酸的酸酎。NO2既有氧化性又有還原性,以氧化性為主。如NO2
能使?jié)駶櫟牡矸垡坏饣浽嚰堊兯{:2NO2+2KI=2KNO2+12。
5.鑒別NO?和浪蒸氣常用①AgNCh溶液、②H2。、③CCL。
考向2考查氮的氧化物與環(huán)境污染
例2.(2023?江蘇?統(tǒng)考二模)煤燃燒時,煙氣中NO含量隨溫度和氧氣含量的變化如圖所示。下列說法不正
確的是
E
d
s
翻
/
O
N
-HT-
S
77℃
A.燃煤過程中發(fā)生了氮的固定B.燃煤溫度越高NO,污染越重
C.含氧量越高越容易生成NOD.煤燃燒不影響自然界氮循環(huán)
【解析】A.燃煤過程中氮氣轉化為一氧化氮,發(fā)生了氮的固定,A正確;B.由圖可知,隨著溫度升高,一
氧化氮的含量升高,污染加重,B正確;C.由圖可知,從下到上氧氣濃度升高,一氧化氮含量升高,則含氧
量越高越容易生成NO,C正確;D.由圖可知,煤燃燒將氮氣轉化為一氧化氮,污染環(huán)境,影響了氮循環(huán),
D錯誤;故選D。
【答案】D
【變式訓練】(2023?山東煙臺?統(tǒng)考二模)實驗室通過反應:2NO+Na.O,=2NaNO2NaNO20下列實驗
裝置不能達到實驗目的的是
石棉絨
Na2O2
丙
A.用裝置甲制備NOB.用裝置乙干燥NO
C.用裝置丙制備NaNO?D.用裝置丁處理尾氣
【解析】A.甲中利用稀硝酸和碳酸鈣反應生成的二氧化碳先排盡裝置中的空氣,然后用Cu與稀硝酸反應
制備NO,故A正確;B.裝置乙中堿石灰可干燥NO,故B正確;C.丙中發(fā)生2NO+Na2O2=2NaNO2,故C
正確;D.丁中吸收尾氣的導氣管需深入液面以下,而且NO與氧氣反應的用量不好控制與操作,多余的NO
可能會從支管口溢出,不能達到尾氣處理的目的,故D錯誤;故選D。
【答案】D
考點二氨錢鹽
夯基?必備基礎知識梳理
知識點1氨氣
1.氨的分子結構
分子式電子式結構式空間構型分子極性
H—N-H
H義N義II1三角錐形極性分子
NH?Xr
3IIH鍵角107°18
2.氨的物理性質
通常狀況下,氨是一種無色、有刺激性氣味的氣體,密度比空氣小,極易溶于水(常溫常壓下,體積
比為1:700),氨的水溶液稱為氨水。氨在加壓下容易液化,液氨汽化時吸收大量的熱,使周圍環(huán)境溫度急
劇降低,工業(yè)上可使用液氨作制冷劑。
3.氨的化學性質
(1)氨與水的反應
NH3+H2O''NH3H2O''NH:+OH
a.氨溶于水得氨水,氨水是混合物,溶液中存在的微粒有三種分子:NH3H2O>NH3、H2O;三種離子:NH4\
OIF及少量的H+。
b.NH3-H2O為可溶性一元弱堿,具有堿的通性。氨水可使紫色石蕊試液變藍,故常用濕潤的紅色石蕊試紙檢
驗NH3的存在。
C.NH3H2O不穩(wěn)定,易分解:NH3H2O^LNH3T+H2OO
【特別提醒】①NH3是中學化學中唯一的堿性氣體,能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍,可在推斷題中作為解
題突破口。
②氨水呈堿性,NH3H2O屬于一元弱堿,計算氨水的濃度時,溶質按NH3進行計算。
(2)氨與酸的反應:氨氣與酸反應生成錢鹽
NH3+HC1=NH4C1(白煙)
NH3+HNO3=NH4NO3(白煙)
2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4
注: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
出現(xiàn)相同的現(xiàn)象。
3++
(3)與鹽溶液的反應:一般生成難溶的堿,如氯化鐵溶液與氨水反應:Fe+3NH3-H2O==Fe(OH)3;+3NH4
3+
又如過量氨水與AlCb反應的離子方程式:Al+3NH3-H2O===A1(OH)3;+3NHt0
2
注:與CP、Zn\Ag+反應先生成沉淀CU(OH)2、Zn(OH)2.Ag2O,繼續(xù)加入NH3H2O或通入NH3,沉
2+
淀溶解,分別生成CU(NH3)42+、Zn(NH3)4\Ag(NH3)2o
(4)氨的還原性
a.催化氧化:4NH3+5O2a4N0+6H20(用于工業(yè)制硝酸)。
占燃
b.在純氧中燃燒:4NH3+3O2====2N2+6H2Oo
c.與氯氣反應:2NH3+3C12===N2+6HC1或8NH3+3Cb===N2+6NH4cl(用于檢驗Cl2管道泄漏)。
d.與CuO反應:2NH3+3CUOW=N2+3CU+3H2。(用于實驗室制少量N2)。
4.氨的實驗室制法
(1)原理:利用復分解反應強堿制弱堿
2NH4C1+Ca(OH)2=^=CaCb+2NH3T+2H2O
(2)藥品的選擇:
①鐵鹽:制取NH3時,一般用NH4cl而不用NH4NO3、(NH4)2SC)4或(NH4)2CC)3,原因如下:
錢鹽不選用的理由
NH4NO3受熱分解,會發(fā)生爆炸,不安全
(NH4)2SO4與Ca(OH)2反應時生成CaSCU,反應物呈塊狀,不利于NH3逸出,且反應后試管難清洗
)
(NH42CO3受熱分解會產生co2,使收集到的NH3不純
②堿:一般用熟石灰,不用NaOH或KOH,因為NaOH或KOH易吸水結塊,而且對玻璃儀器腐蝕性較強。
(3)裝置:固一固反應加熱裝置(同制。2)
①發(fā)生裝置的試管口略向下傾斜;
②加熱溫度不宜過高,并用酒精燈外焰由前向后逐漸加熱。
(4)干燥:堿石灰(或固體NaOH、固體CaO)
【特另!)提醒】不能用濃H2so4、CaCL干燥,CaCL與NH3反應:CaCl2+8NH3=CaCl2-8NH3=
(5)收集:向下排空氣法收集。
收集裝置和反應裝置的試管和導管必須是干燥的。由于氨氣的密度比空氣小,因此收集氨氣時,導管應
插入接近試管的底部。
(6)驗滿:
①用濕潤的紅色石蕊試紙放置在試管口附近,若變藍,說明已經收集滿。
②用蘸取濃鹽酸的玻璃棒靠近試管口,若有白煙生成,說明已經收集滿。
(7)尾氣吸收:多余的氨要吸收掉(可在導管口放一團用水或稀硫酸浸濕的棉花球),以避免污染空氣。
但多余氣體在尾氣吸收時要防止倒吸。常采用的裝置有:
(6)氨氣的其它實驗室制法
方法化學方程式(或原理)氣體發(fā)生裝置
加熱濃氨水NH3H2O^^NH3T+H2O
NaOH溶于水放熱,促使氨水分解。且OIF濃
濃氨水+固體NaOH
度的增大有利于NH3的生成
CaO與水反應,使溶劑(水)減少;反應放熱,促=1
濃氨水+固體CaO使氨水分解?;瘜W方程式為NH-HO+
32士
CaO===NH3T+Ca(OH)2
5.噴泉實驗及拓展應用
1)噴泉實驗的原理
使燒瓶內外在短時間內產生較大的壓強差,利用大氣壓將燒瓶下面燒杯中的液體壓入燒瓶內,在尖嘴
導管口形成噴泉。
2)形成噴泉的類型
下面是幾種常見的能形成噴泉的氣體和吸收劑。
CO2、C12、NO、O2、NC)2、O2
氣體
HC1NH3NO2
so2>H2S(4:3)(4:1)
吸收劑水、NaOH溶液水NaOH溶液水水水
3)噴泉實驗的發(fā)散裝置和實驗操作
裝置(I)向錐形瓶通入少量空氣,將少量水壓入燒瓶,導致大量氨溶解,形成噴泉。
裝置(II)省去了膠頭滴管,用手(或熱毛巾等)捂熱燒瓶,氨受熱膨脹,趕出玻璃導管內的空氣,氨與水接觸,
即發(fā)生噴泉(或用浸冰水的毛巾“冷敷”燒瓶,使水進入燒瓶中,瓶內氨溶于水)。
裝置(III)在水槽中加入能使水溫升高的物質致使錐形瓶內酒精因升溫而揮發(fā),錐形瓶內氣體壓強增大而產生
噴泉。
裝置(IV)向導管中通入一定量的H2s和S02,現(xiàn)象為有淡黃色粉末狀物質生成,瓶內壁附有水珠,NaOH溶
液上噴形成噴泉。
裝置(V)打開①處的止水夾并向燒瓶中緩慢通入等體積的HC1氣體后關閉該止水夾,等充分反應后再打開②
處的止水夾,觀察到先有白煙產生,后產生噴泉。
裝置(VI)中,擠壓膠頭滴管,然后打開導管上部的兩個活塞,則在右面燒瓶出現(xiàn)噴煙現(xiàn)象,再打開導管下部
活塞,則可產生雙噴泉。
4)噴泉實驗產物的濃度計算
關鍵是確定所得溶液中溶質的物質的量和溶液的體積,標準狀況下的氣體進行噴泉實驗后所得溶液的物質
的量濃度:
(l)HCkNH3、NO2氣體或它們與其他不溶于水的氣體混合時:所得溶液的物質的量濃度為擊mol-L-1o
(2)當是NO2和02的混合氣體且體積比為4:1時,C(HNC>3)=/molL'o
知識點2倍鹽NHj的檢驗
1.用鹽
(1)鍍鹽的物理性質:鏤鹽都是離子化合物,都是白色固體,均易溶于水。
(2)鐵鹽的化學性質
1)不穩(wěn)定性
a.NH4cl受熱分解:NFUCiaNHsT+HClf(用于除去或分離錢鹽)。
八△
:
b.NH4HCO3或(NH4)2CC)3受熱分解:NH4HCO3===NH3T+CO2T+H2O;(NH4)2CO3^=2NH3T+CO2t+H2O
C.硝酸鏤的分解有四種情況:
①litre時分解:NH4NO3=HNO3+NH3T
②185℃~200℃分解:NH4NO3=N2OT+2H2O
③23(FC以上,同時有弱光:2NH4NO3=2N2T+O2T+4H2。
④在40(TC以上時,劇烈分解發(fā)生爆炸:4NH4NO3=3N2t+2NO2t+8H2O
注:一般情況下寫為5NH4NO3=^4N2+2HNO3+9H2O
d.硫酸鏤分解兩種情況
①硫酸鏤在280℃就開始分解,分解產物放出氨氣而生成硫酸氫錢(酸式硫酸銹):(NH4)2SO4=NH3+NH4HSC)4;
②513°C時則硫酸鏤完全分解,分解放出氨氣、氮氣、二氧化硫及水:
3(NH4)2SO4=3SO2f+6H20+N2T+4NH3T
2)與堿反應
a.在稀溶液中不加熱:NHt+0H==NH3H2OO
b.加熱時或濃溶液:NHt+OH-^=NH3T+H2OO
+
3)鍍鹽溶于水易水解:NHt+H2O^^NH3H2O+HO鏤鹽溶液可能顯酸性,如強酸的錢鹽溶液;可能呈
中性,如醋酸鍍溶液;也可能呈堿性,如碳酸鏤溶液。
2.NH。的檢驗
未知液厘一呈堿性二^使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍色,則證明含NH:o
【易錯提醒】向某鹽中加入強堿溶液,用濕潤的紅色石蕊試紙進行檢驗,若試紙沒有變藍,則不能說明鹽
中不含有NH4+,因為鹽中含有NH4+,加入強堿溶液后,需要加熱才能產生NH3。
.提升?必考題型歸納
考向1考查氨、錢鹽的性質及實驗
例1.(2023?全國?模擬預測)如圖的“微型”實驗裝置(夾持裝置已略去)可用于氨氣的制取和檢驗。下列分析
錯誤的是
A.可分別向裝置A、B處加入藥品濃氨水與生石灰制取氨氣
B.裝置C處的干燥劑可用無水氯化鈣
C.裝置D處濕潤的紅色石蕊試紙變藍,說明氨氣遇水產生的物質呈堿性
D.裝置E處有白煙生成,說明氨氣與氯化氫發(fā)生化合反應生成氯化鏤
【解析】A.微型塑料滴管可以控制反應的速率,得到平穩(wěn)的氣流,相當于分液漏斗,由題意可知,題給裝
置可制取和檢驗氨氣,故A、B處分別盛裝濃氨水與生石灰,二者反應生成氫氧化鈣和氨氣,A正確;B.裝
置C處的作用是干燥氨氣,不能用無水氯化鈣來干燥,因為氨氣和無水氯化鈣會反應生成絡合物,B錯
誤;C.氨氣遇水時發(fā)生反應NH3+H2ONH3H2ONH:+OH,NJVH2。呈堿性,可以使?jié)駶櫟募t色
石蕊試紙變藍,C正確;D.氨氣可以與酸反應,加入濃鹽酸后,揮發(fā)出的HC1與NH3發(fā)生化合反應生成NH4C1,
D正確;答案選B。
【答案】B
【變式訓練1】(2023?廣東深圳.深圳市高級中學??寄M預測)氨氣是人工固氮的產物,易液化、極易溶于
水,加熱條件下能與氧化銅反應,如圖所示裝置制備氨氣并驗證氨氣的還原性,其中不能達到實驗目的的
是
A.用裝置甲生成氨氣B.用裝置乙干燥氨氣
C.用裝置丙驗證氨氣的還原性D.用裝置丁和戊分別收集氨氣和氮氣
【解析】由實驗裝置圖可知,裝置甲為氯化核與氫氧化鈣固體共熱反應制備氨氣,裝置乙中盛有的堿石灰
用于干燥氨氣,裝置丙中氨氣與氧化銅共熱反應驗證氨氣的還原性,裝置丁和戊分別用于收集氨氣和氮氣,
但氨氣的密度小于空氣,收集氨氣時應從短導氣管通入氨氣,否則無法收集氨氣,故選D。
【答案】D
【變式訓練2】(2023?湖南岳陽?統(tǒng)考二模)某小組探究NH3的催化氧化,實驗裝置圖如下。③中氣體顏色無
明顯變化,④中收集到紅棕色氣體,一段時間后,④中產生白煙。下列分析正確的是
A.②中NH4cl能用NH"NO3替代
催化齊!J
B.③、④中現(xiàn)象說明③中的反應是4NH3+5O。^-4NO+6H2。
A
c.④中白煙的主要成分是NH4cl
D.反應結束后若⑤中溶液變藍則溶液中一定含有CU(NC)3)2
【分析】由圖可知,①中高銃酸鉀受熱分解制備氧氣,裝置②中氯化鏤與氫氧化鈣共熱反應制備氨氣,裝
置③中氨氣在催化劑作用下與氧氣發(fā)生催化氧化反應生成一氧化氮,裝置④中反應生成的一氧化氮與過量
的氧氣反應生成二氧化氮,二氧化氮與水蒸氣反應生成硝酸,硝酸與氨氣反應生成硝酸銹,會有白煙產生,
裝置⑤中氮的氧化物與氧氣溶于水反應生成硝酸,硝酸與銅反應生成淡藍色的硝酸銅。
【解析】A.NH4NO3是氧化性鏤鹽,加熱時低溫生成NH3和HN03,隨著溫度升高,硝酸的強氧化性發(fā)揮
作用使生成的氨進一步被氧化生成氮氣和氮的氧化物,所以不能用NH4NO3跟Ca(0H)2反應制氨氣,故A
錯誤;B.由分析可知,③中氣體顏色無明顯變化、④中收集到紅棕色氣體,一段時間后產生白煙說明③中
氨氣在催化劑作用下與氧氣發(fā)生催化氧化反應生成一氧化氮,反應的化學方程式為
催化劑
4NH+5O^=4NO+6HO,故B正確;C.由分析可知,④中白煙的主要成分是硝酸鍛,故C錯誤;D.由
32A2
分析可知,一段時間后,裝置⑤中氮的氧化物與氧氣溶于水反應生成硝酸,硝酸與銅反應生成硝酸銅,溶
液中還可能存在CuSO4也呈藍色,故D錯誤;故選B。
【答案】B
【誤區(qū)警示】理解NH3性質應注意的問題
(DNH3是中學化學中唯一的堿性氣體,可在推斷題中作為解題的突破口,確定NH3的存在。
+
(2)氨水的成分是三分子:NH3、NH3H2O>H20;三離子:NH]、OH>H,氨水呈弱堿性。計算氨水濃度
時,溶質視為NH3。
考向2考查噴泉實驗原理及應用
例2.(2023?廣東肇慶.高要一中??级?如下裝置中,干燥燒瓶內盛有某種氣體,燒杯和滴管內盛放某種
溶液。擠壓滴管的膠頭,下列與實驗事實不相符的是
A.CO2(NaHCO3溶液)/無色噴泉B.NH3(H2。中含酚酚/紅色噴泉
C.NH3(H2。中含甲基橙)/黃色噴泉D.HCl(AgNC>3溶液)/白色噴泉
【解析】A.因NaHCCh溶液抑制CO2的溶解,則擠壓膠管的膠頭,氣壓變化不明顯,則不會形成噴泉,故
A錯誤;B.因氨氣極易溶于水,則擠壓膠管的膠頭,使燒瓶中的氣壓減小,且小于外界大氣壓,則形成噴泉,
又因氨水溶液顯堿性,酚猷遇堿變紅,故形成紅色噴泉,故B正確;C.因氨氣極易溶于水,則擠壓膠管的
膠頭,使燒瓶中的氣壓減小,且小于外界大氣壓,則形成噴泉,又因氨水溶液顯堿性,甲基橙遇堿變黃,
故形成黃色噴泉,故C正確;D.因HC1與AgNCh溶液反應生成白色的AgCl沉淀,則擠壓膠管的膠頭,使
燒瓶中的氣壓減小,且小于外界大氣壓,則形成噴泉,又因溶液中有白色的AgCL溶液變白,故形成白色
噴泉,故D正確;故選:Ao
【答案】A
【變式訓練】(2023?北京房山?統(tǒng)考一模)如圖所示的裝置中,燒瓶中充滿干燥氣體a,打開彈簧夾c,將滴
管中的液體b擠入燒瓶內,燒杯中的液體d呈噴泉狀噴出,最終幾乎充滿燒瓶。則a和b分別是
.d
a(干燥氣體)b(液體)
ANO2水
BNH3水
Cco2飽和NaHCOs溶液
DCH4澳的水溶液
【解析】A.NO2與水反應為3NO2+H2O=2HNCh+NO,NO難溶于水,液體不可能充滿燒瓶,A不正確;B.NH3
極易溶于水,造成燒瓶中壓強變小,形成噴泉,且水最終幾乎充滿燒瓶,B正確;C.CO2難溶于飽和NaHCCh
溶液,燒瓶內不可能形成噴泉,C不正確;D.CH4難溶于水,且不與澳單質反應,燒瓶內不可能形成噴泉,
D不正確;故選B。
【答案】B
【思維拓展】1.噴泉實驗原理:使燒瓶內外在短時間內產生較大的壓強差,利用大氣壓將燒瓶下面燒杯中的
液體壓入燒瓶內,在尖嘴導管口形成噴泉。形成噴泉的常見組合
①HC1、N%、NO2>NO與O2(4:3)、NCh與。2(4:1)溶于水。
②HC1、CO2>CI2、SO2溶于NaOH溶液。
2.常見的噴泉實驗裝置及引發(fā)方法
裝置I:打開止水夾一擠壓膠頭滴管的膠頭—使少量水進入燒瓶一燒瓶內形成負壓而產生噴泉。
裝置n:擠壓氣球-可使少量的溶液沿導管進入燒瓶一燒瓶內形成負壓而產生噴泉。
裝置ni:打開止水夾一用手(或熱毛巾等)捂熱燒瓶-氨氣受熱膨脹―氨氣通過導管與水接觸一產生噴泉。(或
用浸冰水的毛巾“冷敷”燒瓶,使水進入燒瓶,燒瓶內氨氣溶于水)
考向3考查氨的實驗室制法及創(chuàng)新
例3.(2023?全國?模擬預測)用濃氨水和堿石灰制取NH3,按照制取、干燥、收集、尾氣處理的順序進行實
驗。下列裝置能達到實驗目的的是
NH3f/
:‘贏灰無水氯化鈣
煤油、三
晝冢濃氨水
aJ1稀H2s
A.制取氨氣B.干燥氨氣C.收集氨氣D.吸收氨氣
【解析】A.堿石灰呈粉末狀且易溶于水,故濃氨水和堿石灰的反應不能在啟普發(fā)生器中進行,A不能達到
實驗目的;B.氨氣會與無水氯化鈣反應,故不能用無水氯化鈣干燥氨氣,B不能達到實驗目的;C.氨氣的密
度小于空氣的密度,可用向下排空氣法收集氨氣,并在試管口塞一團棉花,防止與空氣形成對流,C能達到
實驗目的;D.導管插入稀硫酸中,容易發(fā)生倒吸,D不能達到實驗目的。故選C。
【答案】C
【變式訓練】NH3、NH4CkNO.NO2、HNO3等是氮的重要化合物,工業(yè)合成氨的反應為N2(g)+3H2(g)峰?>
1
2NH3(g)AH=-92.4kJ?moloNH3可與酸反應制得鏤鹽,也可通過催化氧化生成NO,用于生產HNO3。濃氨
水加到生石灰中,放出大量熱量,促進NH3-H2O分解,可用于實驗室制取NH3。下列裝置用于實驗室中制
取干燥氨氣的實驗,其中能達到實驗目的的是
丙丁
A.用裝置甲制備氨氣B.用裝置乙除去氨氣中的少量水
C.用裝置丙收集氨氣D.用裝置丁吸收多余的氨氣
【答案】A
【解析】A.濃氨水遇堿石灰放出氨氣,實驗室可以用裝置甲制備氨氣,故選A;
B.濃硫酸和氨氣反應生成硫酸鏤,濃硫酸能吸收氨氣,不能用濃硫酸干燥氨氣,故不選B;
C.體系密閉,若用裝置丙收集氨氣,空氣無法排除,故不選C;
D.氨氣極易溶于水,漏斗口浸沒在水中,若用裝置丁吸收多余的氨氣,引起倒吸,故不選D;
選Ao
【思維拓展】NH3制取實驗3方面創(chuàng)新
(1)制取原理創(chuàng)新:實驗室不用鍍鹽和堿混合共熱,而將濃氨水滴加到固態(tài)堿性物質(如CaO、NaOH、堿石
灰等)上,快速制取NH3。
①隔離式②緩沖式③肚容式④容器⑤集氣式
(3)吸收裝置創(chuàng)新:接收式
考點三硝酸硝酸鹽
?夯基?必備基礎知識梳理
知識點1硝酸
1.物理性質
無色,易揮發(fā),具有刺激性氣味的液體,易溶于水。濃硝酸常因為溶解有NO2而呈黃色。質量分數(shù)為
69%的硝酸為常用濃硝酸。98%以上的硝酸稱之為發(fā)煙硝酸。
2.化學性質
具有酸的通性
稻仆用應苯、甲苯*強酸性與金屬、非金
硝化反應?予需硝'酸I強氧化性-屬及還原性化
顏色反應,蛋白質I'不穩(wěn)定性合物反應
NO2
(1)硝酸具有酸的通性
①與金屬反應:一般不生成氫氣
②與堿性氧化物反應:如CuO、Na2O>Fe2C>3等
③與堿反應:CU(OH)2、NaOH等
④與鹽反應:NaHCCh、Na2co3等
⑤與指示劑反應:濃硝酸可使石蕊先變紅后褪色
【特別提醒】在利用HNCh的酸性時,要注意考慮它的強氧化性。如FeO與稀硝酸反應時的方程式應是:
3FeO+10HNO3(稀)==3Fe(NO3)3+NOT+5H2。,而不是FeO+2HNO3(稀)==Fe(NO3)2+H2。。
(2)不穩(wěn)定性
硝酸是不穩(wěn)定性酸,受熱或者光照易分解,所以實驗室中常用棕色瓶儲存硝酸。
A或光照
4HNC)3(濃)2H2O+4NO2T+O2TO
(3)強氧化性
由于HNCh中的+5價氮元素有很強的得電子能力,在硝酸參與的氧化還原反應中,幾乎全部是+5價氮
被還原,故硝酸具有強氧化性。硝酸無論濃、稀都有強氧化性,而且濃度越大,氧化性越強。硝酸的強氧
化性規(guī)律:①溫度越高,硝酸越濃,其氧化性越強。②與硝酸反應時,還原劑一般被氧化成最高價態(tài)。
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C、S、P等在加熱條件下反應,非金屬元素被氧化成酸性氧化物。如:
C+4HNO3(濃)~^~CO2T+4NO2T+2H2。,
A
S+6HNO3(濃)^=H2SO4+6NO2t+2H2O?
③金屬與HNO3反應一般不生成H2,濃HNC>3一般被還原為NCh,稀HNO3一般被還原為NO,極稀HNO3
可被還原成NH3,生成NH4NO3等。
3CU+8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2+2NOT+4H2。
CU+4HNO3(濃)==Cu(NO3)2+2NChT+2H2。
【特別提醒】濃硝酸與Cu反應時,若Cu過量,反應開始時濃硝酸的還原產物為NCh,但隨著反應的進行,
硝酸變稀,其還原產物將為NO,最終應得到NO2與NO的混合氣體,可利用氧化還原反應過程中化合價升
降總數(shù)相等的守恒規(guī)律求解有關Cu、HNO3和混合氣體之間的量的關系。
④鈍化:常溫時,冷的濃硝酸、濃硫酸可使鋁、鐵表面生成致密的氧化膜,阻止酸與金屬的進一步反應,
這種現(xiàn)象叫鈍化。鈍化其實也是硝酸強氧化性的表現(xiàn),利用金屬A1和Fe的這種性質,我們可以用A1或Fe
制的容器來盛裝濃硫酸或濃硝酸。
⑤硝酸與鐵反應時,產物符合以下規(guī)律
一過量》Fe(NO)?
HNO-Fe與HNO,恰好反應Fe(NO3)2或Fe(NO3)3
5
?或Fe(NC>3)2和Fe(NO3)3
不足
Fe小-FefflOa
⑥與還原性化合物反應:
硝酸可氧化H2S、S02>Na2sO3、HLFe?+等還原性物質。如稀硝酸與FeSCX溶液反應的離子方程式:
2++3+
3Fe+4H+NOr===3Fe+NOt+2H2Oo
(4)與有機物反應
①硝化反應(與苯反應):
A濃硫酸|八廣7。2
\/+HNC>3(濃)一區(qū)一/+H2O;
②顯色反應:含有苯基的蛋白質遇到濃硝酸時變黃色。
【易錯提醒】(1)HNC>3與金屬反應一般不能產生H2。
⑵還原產物一般為HNO3(濃)-N02,HN03(?。狽O;很稀的硝酸還原產物也可能為N2O、N2或NH4NO3。
(3)硝酸與金屬反應時既表現(xiàn)氧化性又表現(xiàn)酸性。
(4)涉及HNO3的離子反應常見的易錯問題
①忽視NO?在酸性條件下的強氧化性。在酸性條件下NO?不能與Fe2+>I,SOf>S?一等還原性較強的離
子大量共存。
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