2024高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第四章非金屬元素及其重要化合物第16講氮及其化合物學(xué)案

PAGE25-第16講氮及其化合物一、氮1．氮元素在自然界中的存在及氮的固定2．氮?dú)?N2)(1)物理性質(zhì)：無(wú)色無(wú)味的氣體，密度比空氣略小，eq\o(□,\s\up3(01))難溶于水，熔點(diǎn)、沸點(diǎn)很低。(2)化學(xué)性質(zhì)N2的電子式為eq\o(□,\s\up3(02))eq\o\al(·,·)N??Neq\o\al(·,·)，結(jié)構(gòu)式為eq\o(□,\s\up3(03))N≡N，由于分子中含有的氮氮三鍵鍵能很大，分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在通常狀況下，化學(xué)性質(zhì)很不活潑。①與氧氣反應(yīng)：eq\o(□,\s\up3(04))N2＋O2eq\o(=,\s\up10(放電或高溫))2NO(汽車尾氣中產(chǎn)生氮的氧化物和雷電固氮)。②與氫氣反應(yīng)：eq\o(□,\s\up3(05))N2＋3H2eq\o(,\s\up10(催化劑),\s\do10(高溫、高壓))2NH3(工業(yè)合成氨的反應(yīng)原理)。③與Mg反應(yīng)：eq\o(□,\s\up3(06))3Mg＋N2eq\o(=,\s\up10(點(diǎn)燃))Mg3N2。二、氮的氧化物1．氮有多種價(jià)態(tài)的氧化物，如eq\o(□,\s\up3(01))N2O、eq\o(□,\s\up3(02))NO、eq\o(□,\s\up3(03))NO2、eq\o(□,\s\up3(04))N2O4、N2O3、N2O5等，其中屬于酸性氧化物的是eq\o(□,\s\up3(05))N2O3、N2O5。2．NO和NO2性質(zhì)的比較留意：收集方法：NO采納排水法，NO2采納向上排空氣法。三、氨和銨鹽1．氨的分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(1)分子結(jié)構(gòu)分子式：eq\o(□,\s\up3(01))NH3，電子式：eq\o(□,\s\up3(02))eq\a\vs4\al(H\o\al(·,·)\o(N,\s\up6(··),\s\do15(\o(··)),\s\do15(H))\o\al(·,·)H)，空間構(gòu)型：eq\o(□,\s\up3(03))三角錐形。屬于極性分子。(2)物理性質(zhì)無(wú)色有eq\o(□,\s\up3(04))刺激性氣味的氣體，密度比空氣eq\o(□,\s\up3(05))小，易液化，可用作eq\o(□,\s\up3(06))制冷劑，eq\o(□,\s\up3(07))極易溶于水(約1∶700)，可由eq\o(□,\s\up3(08))噴泉試驗(yàn)證明。(3)化學(xué)性質(zhì)①與水反應(yīng)：eq\o(□,\s\up3(09))NH3＋H2ONH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－，氨的水溶液叫氨水，呈弱堿性。a．組成：三種分子：eq\o(□,\s\up3(10))NH3、H2O、NH3·H2O；三種離子：eq\o(□,\s\up3(11))NHeq\o\al(＋,4)、OH－、H＋。b．性質(zhì)：氨水質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，其密度越eq\o(□,\s\up3(12))小。c．NH3·H2O為可溶性一元弱堿，易揮發(fā)，不穩(wěn)定，易分解：NH3·H2Oeq\o(=,\s\up10(△))eq\o(□,\s\up3(13))NH3↑＋H2O。(可用于制備少量NH3)②氨氣與酸反應(yīng)a．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eq\o(□,\s\up3(14))有白煙生成，將濃鹽酸改為eq\o(□,\s\up3(15))濃硝酸，也會(huì)出現(xiàn)相同的現(xiàn)象?；瘜W(xué)方程式為eq\o(□,\s\up3(16))HCl＋NH3=NH4Cl、eq\o(□,\s\up3(17))NH3＋HNO3=NH4NO3。b．與CO2等酸性氧化物反應(yīng)：NH3＋CO2＋H2O=NH4HCO3或2NH3＋CO2＋H2O=(NH4)2CO3。③NH3的還原性氨的催化氧化：eq\o(□,\s\up3(18))4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up10(催化劑),\s\do10(△))4NO＋6H2O；與CuO的反應(yīng)：eq\o(□,\s\up3(19))2NH3＋3CuOeq\o(=,\s\up10(△))3Cu＋N2＋3H2O；與Cl2的反應(yīng)：eq\o(□,\s\up3(20))2NH3＋3Cl2=6HCl＋N2(或8NH3＋3Cl2=6NH4Cl＋N2)。④與鹽溶液反應(yīng)將氨水加入下列溶液，完成下表：2．氨氣的制法(1)工業(yè)制法：eq\o(□,\s\up3(01))N2＋3H2eq\o(,\s\up10(高溫、高壓),\s\do10(催化劑))2NH3。(2)試驗(yàn)室制法試驗(yàn)裝置凈扮裝置3．銨鹽及NH4的檢驗(yàn)(1)銨鹽的物理性質(zhì)大多數(shù)銨鹽是eq\o(□,\s\up3(01))白色固體，均易溶于水。(2)銨鹽的化學(xué)性質(zhì)(3)NHeq\o\al(＋,4)的檢驗(yàn)未知液eq\o(→,\s\up10(OH－),\s\do10(△))潮濕的eq\o(□,\s\up3(05))紅色石蕊試紙變eq\o(□,\s\up3(06))藍(lán)色，則證明含NHeq\o\al(＋,4)。四、硝酸1．物理性質(zhì)硝酸是無(wú)色易揮發(fā)的液體，有刺激性氣味。2．化學(xué)性質(zhì)(1)強(qiáng)酸性與eq\o(□,\s\up3(01))鹽酸、硫酸并稱三大強(qiáng)酸。(2)強(qiáng)氧化性①HNO3與金屬反應(yīng)時(shí)，不產(chǎn)生H2。a．與除Au、Pt外大部分金屬反應(yīng)(如Cu)：與濃硝酸：eq\o(□,\s\up3(02))Cu＋4HNO3(濃)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。與稀硝酸：eq\o(□,\s\up3(03))3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。b．常溫下濃硝酸使Fe、Aleq\o(□,\s\up3(04))鈍化。②與非金屬(如木炭)反應(yīng)eq\o(□,\s\up3(05))C＋4HNO3(濃)eq\o(=,\s\up10(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。③與某些還原性化合物(如Fe2＋、SO2、SOeq\o\al(2－,3)、H2S、S2－、HI、I－等)反應(yīng)，稀硝酸與Fe2＋反應(yīng)的離子方程式為eq\o(□,\s\up3(06))3Fe2＋＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。(3)不穩(wěn)定性①反應(yīng)方程式：eq\o(□,\s\up3(07))4HNO3(濃)eq\o(=,\s\up10(光照))4NO2↑＋O2↑＋2H2O。②硝酸保存在eq\o(□,\s\up3(08))棕色試劑瓶中，置于冷暗處，不能用橡膠塞。③市售濃硝酸呈黃色的緣由是eq\o(□,\s\up3(09))濃HNO3分解生成NO2，NO2溶于濃硝酸呈黃色。1．推斷正誤，正確的畫“√”，錯(cuò)誤的畫“×”，并指明錯(cuò)因。(1)濃硝酸中滴加紫色石蕊溶液，最終變?yōu)榧t色。(×)錯(cuò)因：濃HNO3中滴加石蕊溶液，先變紅，后褪色。(2)加熱盛有NH4Cl固體的試管，試管底部固體消逝，試管口有晶體凝聚，說(shuō)明NH4Cl固體可以升華。(×)錯(cuò)因：NH4Cl加熱時(shí)，先分解生成NH3和HCl，離開(kāi)熱源后NH3與HCl又化合生成NH4Cl。(3)在試驗(yàn)室里，NO和NO2均用排水法收集。(×)錯(cuò)因：NO2與水發(fā)生反應(yīng)，不能用排水法收集。(4)可用NO2與水反應(yīng)制取硝酸，故NO2是酸性氧化物。(×)錯(cuò)因：NO2與水反應(yīng)除生成HNO3外，還有NO生成，是特別氧化物。(5)通過(guò)灼熱的鎂粉，可除N2中的少量氧氣。(×)錯(cuò)因：加熱時(shí)N2與Mg反應(yīng)生成Mg3N2。(6)CO、NO、NO2都是大氣污染氣體，在空氣中都穩(wěn)定存在。(×)錯(cuò)因：NO極易與空氣中的O2反應(yīng)生成NO2，NO2也極易與空氣中的H2O(g)反應(yīng)生成HNO3和NO。(7)N2與O2在放電條件下干脆化合成NO2。(×)錯(cuò)因：N2與O2在放電條件下生成的是NO。2．教材改編題(據(jù)人教必修一P103T5)某同學(xué)用濾紙折成一個(gè)紙蝴蝶并噴灑一種溶液(保持潮濕)，掛在鐵架臺(tái)上。另取一只盛某種溶液的燒杯，放在紙蝴蝶的下方(如圖)。過(guò)一會(huì)兒，發(fā)覺(jué)紙蝴蝶變?yōu)榧t色。下表的組合中，能夠?qū)崿F(xiàn)上述變更的是________。①②③④紙蝴蝶上的噴灑液石蕊酚酞酚酞石蕊小燒杯中的溶液濃鹽酸濃氨水NaOH溶液濃硫酸答案①②解析燒杯中的溶質(zhì)必需是易揮發(fā)的物質(zhì)，濃HCl易揮發(fā)遇潮濕的石蕊紙蝴蝶變?yōu)榧t色，氨水易揮發(fā)與潮濕的酚酞紙蝴蝶變?yōu)榧t色。3．下列有關(guān)氮及其化合物的說(shuō)法不正確的是()A．硝酸應(yīng)保存在棕色試劑瓶里B．銨態(tài)氮肥不宜與堿性肥料混合施用C．常溫下鐵、鋁不與濃硝酸反應(yīng)D．NO可用排水法收集，NO2可用向上排空氣法收集答案C解析A項(xiàng)，硝酸不穩(wěn)定，見(jiàn)光易分解，所以應(yīng)保存在棕色試劑瓶里；B項(xiàng)，銨態(tài)氮肥的水溶液呈酸性，與堿性肥料混合施用會(huì)產(chǎn)生氨氣，導(dǎo)致肥效降低；C項(xiàng)，常溫下鐵、鋁遇濃硝酸鈍化，鈍化是金屬表面被氧化產(chǎn)生了一層致密的氧化物愛(ài)護(hù)膜，阻擋了金屬的進(jìn)一步反應(yīng)，并不是不反應(yīng)，故錯(cuò)誤?？键c(diǎn)eq\a\vs4\al(一)氮和氮的氧化物[解析]雷雨天氣發(fā)生如下反應(yīng)：N2＋O2eq\o(=,\s\up10(放電))2NO；2NO＋O2=2NO2；3NO2＋H2O=2HNO3＋NO。故選C。[答案]C1．將游離態(tài)氮轉(zhuǎn)變?yōu)榛蠎B(tài)氮的過(guò)程叫氮的固定，固定氮的方式有自然固氮和人工固氮。(1)自然固氮eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(雷雨天產(chǎn)生NO氣體,豆科植物根瘤菌固氮))(2)人工固氮：合成氨工業(yè)。2．氮的氧化物氮元素有＋1、＋2、＋3、＋4、＋5五種正價(jià)，五種正價(jià)對(duì)應(yīng)六種氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5。其中N2O3和N2O5分別是HNO2和HNO3的酸酐。它們都是空氣污染物，空氣中的氮氧化物是造成光化學(xué)污染的主要因素。另外，在思索某些問(wèn)題時(shí)，要留意：2NO2N2O4對(duì)氣體體積及平均相對(duì)分子質(zhì)量的影響。3．氮氧化物對(duì)環(huán)境的污染及防治(1)常見(jiàn)的污染類型①光化學(xué)煙霧：NOx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)生了一種有毒的煙霧。②酸雨：NOx排入大氣中后，與水反應(yīng)生成HNO3和HNO2，隨雨雪降到地面。③破壞臭氧層：NO2可使平流層中的臭氧削減，導(dǎo)致地面紫外線輻射量增加。④NO與血紅蛋白結(jié)合使人中毒。(2)常見(jiàn)的NOx尾氣處理方法①堿液汲取法2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2ONO2＋NO＋2NaOH=2NaNO2＋H2ONO2、NO的混合氣體能被足量燒堿溶液完全汲取的條件是n(NO2)≥n(NO)。一般適合工業(yè)尾氣中NOx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NOx與CO在確定溫度下催化轉(zhuǎn)化為無(wú)毒氣體(N2和CO2)。一般適用于汽車尾氣的處理。反應(yīng)方程式為4NH3＋6NOeq\o(=,\s\up10(催化劑),\s\do10(△))5N2＋6H2O8NH3＋6NO2eq\o(=,\s\up10(催化劑),\s\do10(△))7N2＋12H2O2NO＋2COeq\o(=,\s\up10(催化劑),\s\do10(△))N2＋2CO22NO2＋4COeq\o(=,\s\up10(催化劑),\s\do10(△))N2＋4CO21．Murad等三位教授提出NO在人體內(nèi)有獨(dú)特的功能，關(guān)于NO的敘述正確的是()①NO可以是某些含低價(jià)氮物質(zhì)氧化的產(chǎn)物②NO是亞硝酸的酸酐③NO可以是某些含高價(jià)氮物質(zhì)還原的產(chǎn)物④NO是無(wú)色氣體，在空氣中可變?yōu)榧t棕色A．全部 B．①③④C．②③④ D．①④答案B解析NO中氮的化合價(jià)處于中間價(jià)態(tài)，它可以是還原產(chǎn)物，如HNO3→NO，也可以是氧化產(chǎn)物，如NH3→NO；HNO2的酸酐是N2O3；NO是無(wú)色氣體，可被空氣中的氧氣氧化為紅棕色的NO2。2．汽車尾氣主要含有CO2、CO、SO2、NOx等物質(zhì)，漸漸成為城市空氣污染的主要來(lái)源之一。(1)汽車尾氣中的CO來(lái)自于____________，NO來(lái)自于________________。汽車尾氣對(duì)環(huán)境的危害主要有__________________(至少填兩種)。(2)NOx能形成酸雨，寫出NO2轉(zhuǎn)化為HNO3的化學(xué)方程式：____________。(3)汽車尾氣中的CO、NOx在相宜溫度下采納催化轉(zhuǎn)化法處理，使它們相互反應(yīng)生成參與大氣循環(huán)的無(wú)毒氣體。寫出NO被CO還原的化學(xué)方程式____________________________。答案(1)汽油的不完全燃燒N2與O2在汽車汽缸內(nèi)的高溫環(huán)境下的反應(yīng)形成硝酸型酸雨、導(dǎo)致光化學(xué)煙霧、產(chǎn)生溫室效應(yīng)(任填兩種即可)(2)3NO2＋H2O=2HNO3＋NO(3)2CO＋2NOeq\o(=,\s\up10(催化劑),\s\do10(△))N2＋2CO2解析(1)汽車汽缸內(nèi)不斷進(jìn)行著汽油的燃燒反應(yīng)，當(dāng)空氣不足時(shí)，汽油不完全燃燒，會(huì)產(chǎn)生CO；當(dāng)空氣過(guò)量時(shí)，N2和O2在放電或高溫條件下反應(yīng)生成NO。汽車尾氣對(duì)環(huán)境的危害很大，可以形成硝酸型酸雨，導(dǎo)致光化學(xué)煙霧，產(chǎn)生溫室效應(yīng)。(3)CO、NOx反應(yīng)后生成的無(wú)毒氣體為CO2和N2?？键c(diǎn)eq\a\vs4\al(二)氮的氧化物的簡(jiǎn)潔計(jì)算[解析](1)設(shè)NO的體積為V(NO)，NO2的體積為V(NO2)，依據(jù)方程式知，處理NO需NH3：eq\f(2,3)V(NO)，處理NO2需NH3：eq\f(4,3)V(NO2)，則eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(VNO＋VNO2＝3.0L,\f(2,3)VNO＋\f(4,3)VNO2＝3.5L))解得V(NO)＝0.75L，V(NO2)＝2.25LV(NO)∶V(NO2)＝1∶3。(2)①生成兩種鈉鹽，必定是NO2的歧化反應(yīng)，依據(jù)量的關(guān)系可知兩種鹽分別為NaNO3和NaNO2。②NO中氮的化合價(jià)為＋2價(jià)，NO2中氮的化合價(jià)為＋4價(jià)，二者以1∶1混合時(shí)與NaOH反應(yīng)生成一種鈉鹽，依據(jù)得失電子守恒可知，鈉鹽中氮的化合價(jià)為＋3，即為NaNO2。(3)②n(NO2)＝0.15mol，n(NO)＝0.05moleq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(Na2CO3＋NO2＋NO=2NaNO2＋CO2,0.05mol0.05mol0.05mol0.1mol))則單獨(dú)與Na2CO3反應(yīng)的NO2為0.15mol－0.05mol＝0.1moleq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(Na2CO3＋2NO2=NaNO3＋NaNO2＋CO2,0.05mol0.1mol0.05mol0.05mol))所以共生成NaNO3：0.05mol，NaNO2：0.15molc(Na2CO3)＝eq\f(0.1mol,0.2L)＝0.5mol·L－1。[答案](1)1∶3(2)①2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O②NaNO2(3)①Na2CO3＋2NO2=NaNO3＋NaNO2＋CO2②NaNO3：0.05molNaNO2：0.15mol0.5氮的氧化物與O2、H2O反應(yīng)的計(jì)算1．原理解答氮氧化物溶于水的計(jì)算問(wèn)題首先明確原理，無(wú)論是單一氣體(NO2)，還是NO、NO2、O2中的兩者或三者的混合氣體，反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是3NO2＋H2O=2HNO3＋NO,2NO＋O2=2NO2，故若有氣體剩余只能是NO或O2，不能是NO2。2．方法氮的氧化物與O2、H2O反應(yīng)的計(jì)算，常見(jiàn)的有兩種方法(1)加合式法①NO2和O2混合氣體溶于水的計(jì)算由4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3可知：V(NO2)∶V(O2)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(<4∶1O2過(guò)量，剩余氣體為O2,＝4∶1恰好完全反應(yīng),>4∶1NO2過(guò)量，剩余氣體為NO))②NO與O2同時(shí)通入水中2NO＋O2=2NO2、3NO2＋H2O=2HNO3＋NO總的化學(xué)方程式為4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3可知：V(NO)∶V(O2)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(<4∶3剩余O2,＝4∶3恰好完全反應(yīng),>4∶3剩余NO))(2)得失電子守恒法NO與O2的混合氣體通入水中發(fā)生反應(yīng)：2NO＋O2=2NO2、3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，在這當(dāng)中，存在著NO向NO2轉(zhuǎn)化、NO2向HNO3轉(zhuǎn)化的同時(shí)又生成NO的循環(huán)反應(yīng)。但總體來(lái)講，NO→HNO3，N的化合價(jià)上升是由于被O2氧化，因此可寫出在氧化還原反應(yīng)中得失電子數(shù)必定相等。3．在確定條件下，將NO2和O2的混合氣體12mL通入足量水中，充分反應(yīng)后剩余2mL氣體(同溫同壓下)，則原混合氣體中氧氣的體積為()①1.2mL②2.4mL③3mL④4mLA．①② B．②③C．③④ D．①④答案D解析4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3若剩余的氣體是O2，則V(NO2)＝eq\f(4,5)×(12－2)＝8mL，V(O2)＝12mL－8mL＝4mL。若剩余的氣體是NO(2mL)?6mLNO2。則V(O2)＝eq\f(1,5)×(12－6)＝1.2mL。4．如圖所示，相同條件下，兩個(gè)容積相同的試管分別裝滿NO2和NO氣體，分別倒置于水槽中，然后通過(guò)導(dǎo)管緩慢通入氧氣，邊通邊漸漸搖動(dòng)試管，直到兩個(gè)試管內(nèi)充溢液體。假設(shè)試管內(nèi)的溶質(zhì)不向水槽中擴(kuò)散，則(1)和(2)兩個(gè)試管內(nèi)溶液物質(zhì)的量濃度之比為()A．1∶1 B．4∶3C．5∶7 D．7∶5答案A解析設(shè)試管的體積為1L，水充溢整個(gè)試管，溶液的體積是1L，無(wú)論是NO2還是NO最終都轉(zhuǎn)變成了HNO3，依據(jù)氮元素守恒，生成的HNO3的物質(zhì)的量相等，則硝酸的物質(zhì)的量濃度相等，故選A?？键c(diǎn)eq\a\vs4\al(三)氨氣的性質(zhì)和試驗(yàn)室制取[解析](1)①制備氨氣，可用Ca(OH)2(s)和NH4Cl(s)混合加熱，可選用裝置A；也可采納加熱濃氨水的方法，此時(shí)可選用裝置B。②欲得到干燥的氨氣，首先要干燥(干燥管要大口進(jìn)，小口出)，其次要收集(氨氣密度比空氣小，要用向下排空氣法)，最終為尾氣處理(因氨氣極易溶于水，要用防倒吸的F裝置)。(2)NH3和NO2在催化劑、確定溫度下可發(fā)生反應(yīng)8NH3＋6NO2eq\o(=,\s\up10(催化劑))7N2＋12H2O，故Y管中紅棕色氣體漸漸變淺；由化學(xué)方程式可以得出，反應(yīng)后氣體分子數(shù)削減，壓強(qiáng)減小，故打開(kāi)K2后，Z中NaOH溶液會(huì)產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象。[答案](1)①A2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up10(△))2NH3↑＋CaCl2＋2H2O(或BNH3·H2Oeq\o(=,\s\up10(△))NH3↑＋H2O)②dcfei(2)①紅棕色氣體漸漸變淺②8NH3＋6NO2eq\o(=,\s\up10(催化劑))7N2＋12H2O③Z中NaOH溶液產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象④反應(yīng)后氣體分子數(shù)削減，Y管中壓強(qiáng)小于外壓1．氨氣的特別性質(zhì)(1)氨是中學(xué)階段所學(xué)的唯一的堿性氣體，能使潮濕的紅色石蕊試紙變藍(lán)，利用這一點(diǎn)，可以在推斷題中作為解題的突破口。(2)氨水中含有三種分子(H2O、NH3·H2O、NH3)和三種離子(OH－、NHeq\o\al(＋,4)、H＋)，其中含量最多的是NH3·H2O(除H2O外)，但計(jì)算其物質(zhì)的量濃度和溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí)，氨水的溶質(zhì)以NH3代替。(3)氨水中存在平衡：NH3＋H2ONH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－。生成的一水合氨(NH3·H2O)是一種弱堿，很不穩(wěn)定，受熱會(huì)分解：NH3·H2Oeq\o(=,\s\up10(△))NH3↑＋H2O。當(dāng)一水合氨作反應(yīng)物時(shí)，在離子方程式中用分子式表示。2．試驗(yàn)室制備氨氣的留意事項(xiàng)(1)制取氨氣時(shí)所用的銨鹽不宜用硝酸銨、碳酸銨或碳酸氫銨。因?yàn)樵诩訜徇^(guò)程中，NH4NO3可能發(fā)生爆炸；而(NH4)2CO3、NH4HCO3受熱易分解產(chǎn)生CO2，使生成的NH3中混有較多的CO2雜質(zhì)。(2)消石灰不能用NaOH、KOH代替，一方面Ca(OH)2比NaOH便宜，另一方面NaOH、KOH具有吸濕性，易結(jié)塊，不利于產(chǎn)生NH3，且在加熱條件下易腐蝕試管。(3)氨是堿性氣體，不能用酸性干燥劑(濃硫酸、P2O5)干燥，也不能用CaCl2干燥，因?yàn)镃aCl2可以汲取NH3生成CaCl2·8NH3。(4)汲取氨氣時(shí)要留意防止倒吸。可用于汲取氨氣并能防倒吸的常用裝置為：(5)銨鹽受熱都能分解，但不是都產(chǎn)生NH3，如NH4NO3在200℃時(shí)分解生成N2O和H2O。3．試驗(yàn)室快速制取氨氣的方法方法化學(xué)方程式(或原理)氣體發(fā)生裝置加熱濃氨水NH3·H2Oeq\o(=,\s\up10(△))NH3↑＋H2O濃氨水＋固體NaOHNaOH溶于水放熱，促使一水合氨分解，且OH－濃度的增大有利于NH3的生成且放熱使溫度上升，氣體溶解度降低，促使NH3逸出濃氨水＋固體CaOCaO與水反應(yīng)，使溶劑(水)削減；反應(yīng)放熱，促使一水合氨分解，且放熱使溫度上升，氣體溶解度降低，促使NH3逸出?；瘜W(xué)方程式為NH3·H2O＋CaO=NH3↑＋Ca(OH)25．探究氨氣及銨鹽性質(zhì)的過(guò)程中，下列依據(jù)試驗(yàn)現(xiàn)象得出的結(jié)論不正確的是()A．將集有氨氣的試管倒扣于水槽中，液體快速充溢試管，說(shuō)明氨氣極易溶于水B．向氨水中加入濃氫氧化鈉溶液，加熱產(chǎn)生使潮濕的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體，說(shuō)明氨水中含有NHeq\o\al(＋,4)C．加熱NH4HCO3固體，視察到固體漸漸削減，試管口有液滴產(chǎn)生，說(shuō)明NH4HCO3受熱易分解D．將紅熱的Pt絲伸入右圖所示的錐形瓶中，瓶口出現(xiàn)少量的紅棕色氣體，說(shuō)明氨氣催化氧化的產(chǎn)物中有NO答案B解析B項(xiàng)，因?yàn)榘彼写嬖诎狈肿?，加熱氨氣逸出，也能使潮濕的紅色石蕊試紙變藍(lán)，不能證明是銨根離子與氫氧化鈉反應(yīng)產(chǎn)生的氨氣，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up10(Pt),\s\do10(△))4NO＋6H2O,2NO＋O2=2NO2，NH6．如圖所示分別是某課外活動(dòng)小組設(shè)計(jì)的制取氨氣的兩組裝置，回答下列問(wèn)題：(1)用A圖所示的裝置可制備干燥的NH3：反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)___________________________。裝置中收集NH3的試管口放置棉花團(tuán)的作用是____________________________。(2)用B圖所示的裝置可快速制取較大量NH3：①用文字和化學(xué)方程式表示濃氨水滴入CaO中有大量NH3逸出的過(guò)程：________________________________________________________________。②檢驗(yàn)NH3是否收集滿的試驗(yàn)方法是___________________________________________________________。答案(1)2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up10(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O削減NH3與空氣對(duì)流，收集到較純凈的NH3(2)①CaO＋H2O=Ca(OH)2，反應(yīng)放熱，NH3·H2Oeq\o(=,\s\up10(△))NH3↑＋H2O②用蘸有少許濃鹽酸的玻璃棒靠近收集NH3的容器口，若產(chǎn)生白煙，說(shuō)明容器內(nèi)已收集滿NH3，反之，則沒(méi)有收集滿(或用潮濕的紅色石蕊試紙靠近收集NH3的容器口，若潮濕的紅色石蕊試紙變藍(lán)，則說(shuō)明NH3已收集滿，反之，則沒(méi)有收集滿)(其他合理答案也可)解析(2)雖然一水合氨與生石灰不反應(yīng)，但是生石灰與水反應(yīng)猛烈且放熱，使大量氨氣逸出：NH3·H2Oeq\o(=,\s\up10(△))NH3↑＋H2O。考點(diǎn)eq\a\vs4\al(四)銨鹽NHeq\o\al(＋,4)的檢驗(yàn)[解析]加入10mL0.2mol·L－1的鹽酸與之充分反應(yīng)，收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的CO2氣體44.8mL(0.002mol)，說(shuō)明確定含有NH4HCO3，鹽酸完全反應(yīng)，碳酸氫銨不確定完全反應(yīng)，所以1.000g樣品中不確定含有NH4HCO30.316g，A錯(cuò)誤；①反應(yīng)加入了鹽酸引入氯離子，所得的溶液中加入硝酸酸化的硝酸銀溶液，若有白色沉淀生成，不能說(shuō)明原樣品中確定含有NH4Cl，B錯(cuò)誤；依據(jù)關(guān)系式2NH3～H2SO4，向另一份溶液中加入足量的eq\a\vs4\al(6mol·L－1)氫氧化鈉溶液，加熱，產(chǎn)生的氨氣的物質(zhì)的量為0.025L×0.15mol·L－1×2＝0.0075mol，原樣品的NHeq\o\al(＋,4)含量為eq\f(0.0075mol×2×18g·mol－1,1)×100%＝27%，C錯(cuò)誤；NH4HCO3、NH4Cl、NH4NO3中NHeq\o\al(＋,4)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為22.8%、33.6%、22.5%，而樣品中，NHeq\o\al(＋,4)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為27%，所以確定含有NH4Cl，故D正確。[答案]D1．銨鹽特例(1)銨鹽分解不確定產(chǎn)生NH3，如NH4NO3加熱到確定溫度時(shí)會(huì)發(fā)生爆炸，生成多種氣體。(2)銨鹽遇堿性物質(zhì)能發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氨，因此銨態(tài)氮肥不宜和堿性物質(zhì)(如含K2CO3的草木灰)混合施用。2．NHeq\o\al(＋,4)的檢驗(yàn)7．下列說(shuō)法中正確的是()A．全部銨鹽受熱均可以分解，產(chǎn)物均有NH3B．硝酸銨受熱易分解爆炸，試驗(yàn)室常用加熱氯化銨與氫氧化鈣的固體混合物制備氨氣C．在盛有硫酸亞鐵銨[(NH4)2Fe(SO4)2]溶液的試管中，滴加少量NaOH溶液，在試管口用潮濕的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)，試紙變藍(lán)D．銨鹽都易溶于水，其水溶液均呈酸性答案B解析銨鹽分解不確定產(chǎn)生NH3，如NH4NO3在400℃以上分解生成N2、NO2和H2O，A項(xiàng)錯(cuò)誤；Fe2＋比NHeq\o\al(＋,4)更易結(jié)合OH－，所以加入少量NaOH溶液，不會(huì)產(chǎn)生NH3，C項(xiàng)錯(cuò)誤；NH4HCO3、(NH4)2S溶液等均呈堿性，D項(xiàng)錯(cuò)誤。8．碳銨是一種較常運(yùn)用的化肥，它在常溫下易分解。某化學(xué)愛(ài)好小組對(duì)碳銨的成分存在疑問(wèn)，進(jìn)行了如下探究?！径ㄐ栽囼?yàn)】檢驗(yàn)溶液中的陰、陽(yáng)離子。取少量固體放入試管中，加入鹽酸，把生成的氣體通入澄清石灰水中，有白色沉淀生成。再另取少量碳銨放入試管中，加入濃NaOH溶液，加熱，用潮濕的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)生成的氣體，石蕊試紙變藍(lán)色。(1)依據(jù)試驗(yàn)現(xiàn)象，推想碳銨中含有的陰離子可能是________或________。(2)依據(jù)試驗(yàn)現(xiàn)象，碳銨與足量NaOH溶液加熱反應(yīng)的離子方程式可能是_____________________________________________________(任寫一種)。【定量試驗(yàn)】測(cè)定碳銨中C元素和N元素養(yǎng)量比。該愛(ài)好小組精確稱取ag碳銨，加熱使之分解，并把產(chǎn)物通入堿石灰中，如下圖所示。(3)碳銨固體應(yīng)放在________(填字母)中進(jìn)行加熱。A．大試管 B．蒸發(fā)皿C．燒瓶 D．坩堝(4)從平安的角度考慮，尾氣處理的裝置可以選用________(填字母)。(5)若灼燒后沒(méi)有固體殘余，稱量U形管在試驗(yàn)前后的質(zhì)量差為bg。由此測(cè)得N元素的質(zhì)量是________g。答案(1)HCOeq\o\al(－,3)COeq\o\al(2－,3)(2)NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(=,\s\up10(△))NH3↑＋H2O(或NHeq\o\al(＋,4)＋HCOeq\o\al(－,3)＋2OH－eq\o(=,\s\up10(△))NH3↑＋2H2O＋COeq\o\al(2－,3))(3)A(4)A(5)eq\f(14a－b,17)解析(2)碳銨中假如含有碳酸銨，離子方程式為NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(=,\s\up10(△))NH3↑＋H2O；碳銨中假如含有碳酸氫銨，離子方程式為NHeq\o\al(＋,4)＋HCOeq\o\al(－,3)＋2OH－eq\o(=,\s\up10(△))NH3↑＋2H2O＋COeq\o\al(2－,3)。(3)蒸發(fā)皿用于液體加熱；坩堝屬于開(kāi)放容器不利于收集；燒瓶太大；試管最合適。(4)B、C裝置簡(jiǎn)潔倒吸，D裝置密封不科學(xué)，A裝置可以防止倒吸，符合要求。(5)碳銨分解生成二氧化碳、水、氨氣，被堿石灰汲取的是二氧化碳和水，所以產(chǎn)生氨氣的質(zhì)量為(a－b)g，其中N元素的質(zhì)量為eq\f(14a－b,17)g。考點(diǎn)eq\a\vs4\al(五)硝酸的性質(zhì)及應(yīng)用[解析](2)－3價(jià)氮的化合物是NH3或銨鹽，而此反應(yīng)的環(huán)境呈酸性，故－3價(jià)氮的化合物應(yīng)是硝酸銨，可利用NHeq\o\al(＋,4)與OH－共熱產(chǎn)生NH3的性質(zhì)檢驗(yàn)。(3)B中發(fā)生反應(yīng)FeSO4＋NOFe(NO)SO4(棕色)，加熱后，上述平衡逆向移動(dòng)，無(wú)色氣體NO逸出，在空氣中變?yōu)榧t棕色，而溶液顏色變淺。(4)NO2與水反應(yīng)生成NO，故可把濃硝酸換成稀硝酸，若A中無(wú)紅棕色氣體生成，但B中溶液變?yōu)樽厣勺C明A中有NO生成。[答案](1)常溫時(shí)，鐵遇濃硝酸形成致密氧化膜，阻擋反應(yīng)進(jìn)一步發(fā)生(答“鈍化”也可)(2)取少量反應(yīng)后A中溶液于試管中，向其中加入足量濃NaOH溶液，加熱，用潮濕的紅色石蕊試紙接近試管口，若試紙變藍(lán)，則A中生成NHeq\o\al(＋,4)(3)棕色溶液顏色變淺，有無(wú)色氣體逸出，且在空氣中變?yōu)榧t棕色FeSO4＋NOFe(NO)SO4(棕色)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，加熱后，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)(4)濃硝酸換成稀硝酸A中沒(méi)有紅棕色氣體生成，B中溶液變?yōu)樽厣?．硝酸的性質(zhì)(1)硝酸與非金屬單質(zhì)反應(yīng)硝酸與非金屬單質(zhì)反應(yīng)時(shí)，非金屬單質(zhì)被氧化成最高價(jià)氧化物或其對(duì)應(yīng)的含氧酸，硝酸只表現(xiàn)氧化性，完全轉(zhuǎn)化為還原產(chǎn)物。如：C＋4HNO3(濃)eq\o(=,\s\up10(△))2H2O＋CO2↑＋4NO2↑S＋6HNO3(濃)eq\o(=,\s\up10(△))2H2O＋H2SO4＋6NO2↑(2)硝酸與金屬反應(yīng)①硝酸與金屬單質(zhì)反應(yīng)一般不產(chǎn)生氫氣。②硝酸與金屬單質(zhì)反應(yīng)時(shí)一部分被還原，一部分生成硝酸鹽，故硝酸既表現(xiàn)了酸性又表現(xiàn)了氧化性。③濃硝酸與金屬反應(yīng)時(shí)，若金屬過(guò)量，起先反應(yīng)時(shí)濃硝酸被還原為NO2，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，HNO3濃度降低，還原產(chǎn)物會(huì)變?yōu)镹O。④硝酸在氧化還原反應(yīng)中，其還原產(chǎn)物可能有多種價(jià)態(tài)的物質(zhì)：NO2、HNO2、NO、N2O、N2、NH4NO3等，這取決于硝酸的濃度和還原劑還原性的強(qiáng)弱，一般狀況下，硝酸的濃度越小，其還原產(chǎn)物的價(jià)態(tài)越低。試驗(yàn)證明，硝酸濃度越大，得電子的實(shí)力越強(qiáng)，因而其氧化實(shí)力越強(qiáng)。2．NOeq\o\al(－,3)在酸性條件下的強(qiáng)氧化性NOeq\o\al(－,3)在酸性條件下具有強(qiáng)氧化性，往往作為隱含條件出現(xiàn)在試題中，在解題中往往被忽視而形成易錯(cuò)點(diǎn)。常見(jiàn)的隱含形式有(1)在離子共存問(wèn)題中，NOeq\o\al(－,3)在酸性條件下不與具有較強(qiáng)還原性的離子如S2－、I－、Fe2＋等大量共存。(2)SOeq\o\al(2－,4)的檢驗(yàn)中不能用HNO3酸化、不能用Ba(NO3)2作沉淀劑，以防止SOeq\o\al(2－,3)的干擾。(3)向Ba(NO3)2溶液中通入還原性氣體SO2可得到BaSO4沉淀。(4)向Fe(NO3)2溶液中加入非氧化性酸，如鹽酸，F(xiàn)e2＋能被氧化為Fe3＋。(5)向過(guò)量銅與確定量硝酸反應(yīng)后的混合物中加入非氧化性酸，銅能接著溶解。(6)向含還原性離子的酸性溶液中加入硝酸鹽，還原性離子可被氧化。3．硝酸與金屬反應(yīng)的計(jì)算方法(1)思維建模(2)計(jì)算方法原子守恒法HNO3與金屬反應(yīng)時(shí)，一部分HNO3起酸的作用，以NOeq\o\al(－,3)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HNO3中氮原子的物質(zhì)的量得失電子守恒法HNO3與金屬的反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)，HNO3中氮原子得電子的物質(zhì)的量等于金屬失電子的物質(zhì)的量離子方程式計(jì)算法金屬與H2SO4、HNO3的混合酸反應(yīng)時(shí)，由于硝酸鹽中NOeq\o\al(－,3)在H2SO4供應(yīng)H＋的條件下能接著與金屬反應(yīng)，因此此類題目應(yīng)用離子方程式來(lái)計(jì)算，先作過(guò)量推斷，然后依據(jù)完全反應(yīng)的金屬或H＋或NOeq\o\al(－,3)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算9．下列說(shuō)法正確的是()A．常溫下將濃HNO3滴入鐵粉中無(wú)明顯現(xiàn)象，故濃HNO3與鐵不反應(yīng)B．用如圖裝置進(jìn)行試驗(yàn)，將裝置①中的濃硝酸滴入裝置②用砂紙打磨過(guò)的鋁條中可視察到產(chǎn)生紅棕色氣體C．HNO3見(jiàn)光會(huì)分解D．向稀HNO3中滴加Na2SO3溶液：SOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=SO2↑＋H2O答案C解析常溫下濃HNO3使Fe鈍化，不是不反應(yīng)，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)中在常溫下鋁遇濃硝酸會(huì)發(fā)生鈍化，不會(huì)產(chǎn)生二氧化氮，錯(cuò)誤；C項(xiàng)中，硝酸見(jiàn)光和受熱均會(huì)分解，正確；D項(xiàng)中，HNO3與Na2SO3發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成SOeq\o\al(2－,4)與NO，錯(cuò)誤。10．將32.64g銅與140mL確定濃度的硝酸反應(yīng)，銅完全溶解，產(chǎn)生的NO和NO2混合氣體的體積為11.2L(已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)NO的體積為_(kāi)_______L，NO2的體積為_(kāi)_______L。(2)參與反應(yīng)的HNO3的物質(zhì)的量是____________。(3)待產(chǎn)生的氣體全部釋放后，向溶液中加入VmLamol·L－1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2＋全部轉(zhuǎn)化成沉淀，則原硝酸溶液的濃度為_(kāi)_______mol·L－1。(4)欲使銅與硝酸反應(yīng)生成的氣體在NaOH溶液中全部轉(zhuǎn)化為NaNO3，至少須要30%的雙氧水________g。答案(1)5.8245.376(2)1.52mol(3)eq\f(aV×10－3＋0.5,0.14)(4)57.8解析(1)n(Cu)＝eq\f(32.64g,64g·mol－1)＝0.51mol，設(shè)混合氣體中NO的物質(zhì)的量為x，NO2的物質(zhì)的量為y。依據(jù)氣體的總體積為11.2L，有：x＋y＝0.5mol。依據(jù)得失電子守恒，有：3x＋y＝(0.51×2)mol。解方程組得：x＝0.26mol，y＝0.24mol。則：V(NO)＝0.26mol×22.4L·mol－1＝5.824LV(NO2)＝11.2L－5.824L＝5.376L。(2)參與反應(yīng)的HNO3分兩部分：一部分沒(méi)有被還原，顯酸性，生成Cu(NO3)2；另一部分被還原成NO2和NO，所以參與反應(yīng)的HNO3的物質(zhì)的量為0.51mol×2＋0.5mol＝1.52mol。(3)HNO3在反應(yīng)中一部分變成氣體，一部分以NOeq\o\al(－,3)的形式留在溶液中包括Cu(NO3)2和可能剩余的HNO3。變成氣體的HNO3的物質(zhì)的量為0.5mol。加入NaOH溶液至正好使溶液中Cu2＋全部轉(zhuǎn)化為沉淀，則溶液中只有NaNO3，其物質(zhì)的量為aV×10－3mol，所以，c(HNO3)＝eq\f(aV×10－3＋0.5,0.14)mol·L－1。(4)由得失電子守恒得：2×n(Cu)＝2×n(H2O2)，eq\f(32.64g,64g·mol－1)×2＝n(H2O2)×2，n(H2O2)＝0.51mol，則m(H2O2)＝17.34g。需30%的雙氧水：17.34g÷30%＝57.8g。壓強(qiáng)差在化學(xué)試驗(yàn)中的應(yīng)用1通過(guò)壓強(qiáng)的變更，檢查裝置的氣密性檢查裝置氣密性的原理一般都是通過(guò)變更裝置內(nèi)氣體壓強(qiáng)實(shí)現(xiàn)的，若檢查氣密性的裝置本身是一個(gè)非氣密性裝置，則首先要處理成一個(gè)密閉體系。其敘述形式是：裝置形成封閉體系→操作(微熱、手