高三化学一轮复习 4.14氮及其重要化合物 新人教版

1、学案学案14 氮及其重要化合物氮及其重要化合物轻松学教材轻松学教材一一 硝酸的性质硝酸的性质 用途用途硝酸硝酸物理性质物理性质: :纯硝酸是无色纯硝酸是无色 易挥发液体易挥发液体, ,与水互溶与水互溶, ,长久放置显长久放置显1 1黄黄色色化学性质化学性质具有具有2 2酸酸的通性的通性, ,但与金属反应不能生成但与金属反应不能生成H H2 2, ,稳定性弱稳定性弱, ,受热或见光易分解受热或见光易分解: :4HNO4HNO3 3或光照或光照 3 34NO4NO2 2+O+O2 2+2H+2H2 2O O强氧化性强氧化性Cu+4HNOCu+4HNO3 3( (浓浓)=)=Cu(NOCu(NO3

2、3) )2 2+2NO+2NO2 2+2H+2H2 2O O3Cu+8HNO3Cu+8HNO3 3( (稀稀)=)=3Cu(NO3Cu(NO3 3) )2 2+2NO+4H+2NO+4H2 2O OC+4HNOC+4HNO3 3( (浓浓) ) COCO2 2+4NO+4NO2 2+2H+2H2 2O O常温下常温下, ,冷的浓冷的浓HNOHNO3 3对对AlAl FeFe有钝化作用有钝化作用王水王水: :由由1 1体积浓硝酸与体积浓硝酸与3 3体积浓盐酸混合体积浓盐酸混合所得所得, ,能溶解能溶解AuAu PtPt用途用途: :制炸药制炸药 染料染料 塑料塑料 硝酸盐等硝酸盐等二二 氨的性质

3、氨的性质 制法制法 用途用途氨氨物理性质物理性质:无无色有色有刺激性刺激性气味的气味的气气体体,极易极易溶溶于水于水,易易液化液化化学性质化学性质与酸反应与酸反应NH3+HClNH4Cl现象现象:产生产生白烟白烟NH3+HNO3NH4NO3现象现象:产生产生白烟白烟NH3+CO2+H2ONH4HCO32434333:OAlO4NO6H O3NHAl OH3NHeFeFOH2323232O4NH5O3NHH3NHH与反应催化剂与某些盐溶液反应324323:NHH ONHOHNHH ONH,32NHH O氨弱电解质氨水主要存在形式溶质挥发 保存时要放于阴凉处易密封3222NH2H OCaCl:()

4、: 422232NH ClCa OHN3H2NH高温高压催化剂实验室制法制法工业制法343332,:,:NHHClNH HCONaNONHH O 432243NH ClNHH OCONH NONaOH属于离子化合物溶于水受热分解铵盐与共热产生易氨气易碱用途用途:工业原料工业原料(生产生产氮肥氮肥 硝酸硝酸等等),有机合成有机合成原料原料,制冷剂制冷剂特别提醒特别提醒:1.加热固态铵盐和碱的混合物加热固态铵盐和碱的混合物一般加热一般加热NH4Cl和和Ca(OH)2的混合物的混合物:()2 423222NH ClCa OHNHCaCl2H O(1)装置装置:固体固体+固体固体 气体气体(与用与用K

5、ClO3或或KMnO4制制O2的装的装置相同置相同) (2)收集收集:只能用向下排空气法只能用向下排空气法 (3)干燥干燥:用碱石灰用碱石灰(NaOH和和CaO固体的混合物固体的混合物) (4)检验检验:用湿润的红色石蕊试纸置于试管口用湿润的红色石蕊试纸置于试管口,若试纸变蓝色若试纸变蓝色,说明氨已收集满了说明氨已收集满了;将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口,若若有白烟生成有白烟生成,说明已收集满了说明已收集满了 (5)环保措施环保措施:收集时收集时,一般在管口塞一团用水或稀一般在管口塞一团用水或稀H2SO4浸湿的棉花球浸湿的棉花球,可减小可减小NH3与空气的对流速度

6、与空气的对流速度,收集到纯净的收集到纯净的NH3,同时也可避免污染空气同时也可避免污染空气 2.加热浓氨水加热浓氨水( ):( ): 32321NHH O NHH O2反应原理装置3.浓氨水中加固态碱性物质浓氨水中加固态碱性物质(1)反应原理反应原理:,(),3232432NHH ONHH ONHOHCaO NaOHNH H O浓氨水中存在以下平衡加入固态碱性物质 如碱石灰等 使平衡逆向移动 同时反应放热 促进的分解(2)装置装置:体验热身体验热身1.已知气体的摩尔质量越小已知气体的摩尔质量越小,扩散速度越快扩散速度越快 如图所示为气体如图所示为气体扩散速度的实验扩散速度的实验,两种气体扩散相

7、遇时形成白色烟环两种气体扩散相遇时形成白色烟环 下列关下列关于物质甲于物质甲 乙的判断正确的是乙的判断正确的是( )A.甲是浓氨水甲是浓氨水,乙是浓硫酸乙是浓硫酸B.甲是浓盐酸甲是浓盐酸,乙是浓氨水乙是浓氨水C.甲是浓氨水甲是浓氨水,乙是浓盐酸乙是浓盐酸D.甲是浓硝酸甲是浓硝酸,乙是浓氨水乙是浓氨水答案答案:C解析解析:由图示知由图示知,甲气体扩散速度快甲气体扩散速度快,乙气体扩散速度慢乙气体扩散速度慢 由于由于浓硫酸具有难挥发性浓硫酸具有难挥发性,与乙能扩散相矛盾与乙能扩散相矛盾,故故A项错误项错误;由于由于M(HCl)M(NH3),因此因此,HCl气体的扩散速度比气体的扩散速度比NH3气体

8、慢气体慢,故故B项错误项错误,C项正确项正确;由于由于M(HNO3)M(NH3),因此因此,HNO3气体的气体的扩散速度比扩散速度比NH3气体慢气体慢,与图示相矛盾与图示相矛盾,故故D项错误项错误 2.(2009聊城模拟聊城模拟)把少量把少量NO2气体通入过量小苏打溶液中气体通入过量小苏打溶液中,再再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管,最后收最后收集到的气体是集到的气体是( )A.氧气氧气B.二氧化氮二氧化氮C.二氧化氮和氧气二氧化氮和氧气D.二氧化氮和一氧化氮二氧化氮和一氧化氮答案答案:C解析解析:少量少量NO2气体通入过量的小苏打溶

9、液中气体通入过量的小苏打溶液中,逸出的气体为逸出的气体为NO CO2,二者物质的量比为二者物质的量比为1 2,同时还有少量水蒸气逸出同时还有少量水蒸气逸出,再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管,CO2与过氧化钠反应生成的与过氧化钠反应生成的O2与与NO反应生成反应生成NO2,且且O2有剩余有剩余,逸逸出的少量水蒸气与过氧化钠反应生成出的少量水蒸气与过氧化钠反应生成O2,所以最后收集到的所以最后收集到的气体是气体是NO2和和O2 3.将相同质量的铜分别和过量浓硫酸将相同质量的铜分别和过量浓硫酸 稀硝酸反应稀硝酸反应,下列叙述正确的是下列

10、叙述正确的是( )A.反应速率反应速率:两者相同两者相同B.消耗硝酸的物质的量消耗硝酸的物质的量:前者多前者多,后者少后者少C.反应生成气体的颜色反应生成气体的颜色:前者浅前者浅,后者深后者深D.反应中转移的电子总数反应中转移的电子总数:前者多前者多,后者少后者少答案答案:B解析解析:首先写铜与浓首先写铜与浓 稀硝酸反应的化学方程式稀硝酸反应的化学方程式,分分别为别为:Cu+4HNO3(浓浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O 3Cu+8HNO3(稀稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O 选项选项A,因反应物浓度越大因反应物浓度越大,反应速率越快反应速率越快,因此反应速度因此反应速度;

11、选项选项B,若反应消耗的若反应消耗的Cu为为 1 mol ,则反应则反应消耗消耗HNO3 4 mol,反应反应消耗硝酸消耗硝酸 mol,;选项选项C,因因NO2为红棕色气为红棕色气体体,NO为无色气体为无色气体,则反应生成气体的颜色则反应生成气体的颜色较深较深,较浅较浅;选选项项D,若反应中若反应中Cu全部耗尽全部耗尽,则转移的电子数应相等则转移的电子数应相等 834.一定条件下一定条件下,将等体积的将等体积的NO和和O2的混合气体置于试管中的混合气体置于试管中,并并将试管倒立于水槽中将试管倒立于水槽中,充分反应后剩余气体的体积为原总体积充分反应后剩余气体的体积为原总体积的的( )A.1/4B

12、.3/4C.1/8D.3/8答案答案:C解析解析:本题常见错误是误选本题常见错误是误选A,其原因是已算出消耗其原因是已算出消耗O23/4体积体积,剩余剩余1/4体积体积,没有把剩余的没有把剩余的1/4体积体积O2换算成原总体积的体积换算成原总体积的体积分数分数 NO和和O2反应生成反应生成NO2,NO2溶于水又会生成溶于水又会生成NO 2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO由方程式可知等体积混合时由方程式可知等体积混合时,O2过量过量,中生成的中生成的NO会再被会再被O2氧化氧化,多次循环多次循环,将将两方程式合并成两方程式合并成4NO+3O2+2H2O=4HNO3 NO和和

13、O2等体积混合等体积混合,剩余剩余O21/4体积体积,原混合气体原混合气体2体积体积,剩余气体为原气体体积的剩余气体为原气体体积的1/8 5.在标准状况下在标准状况下,用以下气体做喷泉实验用以下气体做喷泉实验,请根据情况请根据情况,填写烧填写烧瓶中溶液中溶质的物质的量浓度瓶中溶液中溶质的物质的量浓度(假设溶质不能扩散出去假设溶质不能扩散出去) (1)用用HCl气体喷泉结束后气体喷泉结束后,水充满烧瓶水充满烧瓶,则溶液中溶质的物质则溶液中溶质的物质的量浓度为的量浓度为_;(2)用用NH3喷泉结束后喷泉结束后,水充满烧瓶水充满烧瓶,则溶液中溶质的物质的量则溶液中溶质的物质的量浓度为浓度为_;0.0

14、45 mol/L0.045 mol/L(3)用用NO2气体喷泉结束后气体喷泉结束后,水充至烧瓶容积的水充至烧瓶容积的 处处,则溶液中则溶液中溶质的物质的量浓度为溶质的物质的量浓度为_;(4)用用NO2和和O2按按4 1体积比混合体积比混合,喷泉结束后喷泉结束后,水充满烧瓶水充满烧瓶,则则溶液中溶质的物质的量浓度为溶液中溶质的物质的量浓度为_ 230.045 mol/L0.036 mol/L解析解析:(1)设烧瓶体积为设烧瓶体积为V L,喷泉实验后喷泉实验后,溶液的体积为溶液的体积为V 6.某化学小组模拟工业生产制取某化学小组模拟工业生产制取HNO3,设计下图所示装置设计下图所示装置,其其中中a

15、为一个可持续鼓入空气的橡皮球为一个可持续鼓入空气的橡皮球 (1)写出装置写出装置A中主要反应的化学方程式中主要反应的化学方程式_ (2)已知已知1 mol NO2与液态水反应生成与液态水反应生成HNO3溶液和溶液和NO气体放气体放出热量出热量46 kJ,写出该反应的热化学方程式写出该反应的热化学方程式_ 假如该反应是一个可逆反应假如该反应是一个可逆反应,欲欲提高提高NO2的转化率的转化率,可采取的措施是可采取的措施是(填字母填字母)_ A.降低温度降低温度B.升高温度升高温度C.减小压强减小压强D.增大压强增大压强AD(3)实验结束后实验结束后,关闭止水夹关闭止水夹b c,将装置将装置D浸入冰

16、水中浸入冰水中,现象是现象是_ (4)装置装置C中浓中浓H2SO4的作用是的作用是_ (5)请你帮助该化学小组设计实验室制取请你帮助该化学小组设计实验室制取NH3的另一种方案的另一种方案_ 颜色变浅颜色变浅吸收多余的吸收多余的NH3加热浓氨水制取加热浓氨水制取NH3或向或向NaOH或或CaO固体上固体上滴加浓氨水制取滴加浓氨水制取NH3(6)干燥管中的碱石灰用于干燥干燥管中的碱石灰用于干燥NH3,某同学思考是否可用无某同学思考是否可用无水氯化钙代替碱石灰水氯化钙代替碱石灰,并设计右图所示装置并设计右图所示装置(仪器固定装置省仪器固定装置省略未画略未画)进行验证进行验证 实验步骤如下实验步骤如下

17、:用烧瓶收集满干燥的氨气用烧瓶收集满干燥的氨气,立即塞上如图所示的橡胶塞立即塞上如图所示的橡胶塞 正立烧瓶正立烧瓶,使无水氯化钙固体滑入烧瓶底部使无水氯化钙固体滑入烧瓶底部,摇动摇动,可以观察可以观察到的现象是到的现象是_,由此由此,该同学得该同学得出结论出结论:不能用不能用CaCl2代替碱石灰代替碱石灰 气球膨胀气球膨胀重点探究重点探究一一 氮及其重要化合物的转化规律氮及其重要化合物的转化规律1.氮及其化合物间的转化关系氮及其化合物间的转化关系.34222 NH NHNHNH和的比较及氨和铵盐的性质【例【例1】在】在 1 L 1 mol/L的氨水中的氨水中( ).1mol.O1mol.1mo

18、l334323324A1 mol NHBNHNHCNHHDNHNHH O NH含有分子含和之和为含含之和为答案答案:D:,3324NH NHH ONHD解析 氨水中含氮粒子共有和故由物质守恒可知应选 【方法归纳】【方法归纳】 氨水中的成分较复杂氨水中的成分较复杂,关键抓住关键抓住N元元素存在的微粒及素存在的微粒及N元素守恒元素守恒 类比迁移类比迁移1.下列关于氨水的说法中下列关于氨水的说法中,不正确的是不正确的是( )A.氨水和液氨不同氨水和液氨不同,氨水是混合物氨水是混合物,液氨是纯净物液氨是纯净物B.氨水中物质的量浓度最大的粒子是氨水中物质的量浓度最大的粒子是NH3H2O(除水外除水外)C

19、.氨水显弱碱性氨水显弱碱性,故通常保存在金属容器中故通常保存在金属容器中答案答案:C./,1mol/ L3243D1 mol LNHH O NHNH在氨水中的物质的量浓度之和为解析解析:氨水是氨气溶于水所得溶液氨水是氨气溶于水所得溶液,是混合物是混合物,溶液中有多种粒溶液中有多种粒子子 而液氨是纯净物而液氨是纯净物,组成就是氨分子组成就是氨分子;当氨溶于水后当氨溶于水后,大部分大部分氨与水结合氨与水结合,形成形成NH3H2O,而而NH3H2O是弱碱是弱碱,只有少部分电只有少部分电,();,;: ()()()/4323243NHOHNHH Oc NHH Oc NHc NH1 mol L离电离出和

20、因此在氨水中物质的量浓度最大的是除水外 氨水对许多金属有腐蚀作用 故一般情况下 氨水存放在陶瓷坛橡皮袋等里面 根据氮原子守恒二二 氮的氧化物溶于水的计算氮的氧化物溶于水的计算1.方程式法方程式法(1)有关化学反应方程式有关化学反应方程式3NO2+H2O=2HNO3+NO4NO2+O2+2H2O=4HNO34NO+3O2+2H2O=4HNO32NO+O2=2NO2(2)不同情况及剩余气体的体积不同情况及剩余气体的体积(3)NO2 NO O2三者组成的混合气体溶于水三者组成的混合气体溶于水:若先按若先按反应后反应后,再据表再据表进行计算进行计算 若先按若先按反应后反应后,再据表再据表进行计算进行计

21、算 2.原子组成法原子组成法4NO2+O2和和4NO+3O2从组成上均相当于从组成上均相当于2N2O5的组成的组成,即即1.(1)中的中的两种情况中的总反应式都与两种情况中的总反应式都与N2O5+H2O=2HNO3等效等效 这不仅是记忆这不仅是记忆1.(1)中的中的二式的方法二式的方法,也为上述问也为上述问题的解决提供了新的思路题的解决提供了新的思路,即利用混合气体中的即利用混合气体中的N O原子个原子个数比进行分析判断数比进行分析判断 3.电子守恒法电子守恒法当当NO2或或NO转化为转化为HNO3时要失去电子时要失去电子,若上述两种气体与若上述两种气体与O2混合通入水中时混合通入水中时,O2

22、得电子得电子,且得失电子数必然相等且得失电子数必然相等,这是电这是电子守恒法解答此类题目的依据子守恒法解答此类题目的依据 特别提醒特别提醒:因为水溶液中发生反应因为水溶液中发生反应3NO2+H2O=2HNO3+NO,所以无论何种情况下水溶液中不所以无论何种情况下水溶液中不会剩余会剩余NO2 当当NO2与与N2O4的混合气体作用于的混合气体作用于H2O时时,不要忽视由于不要忽视由于NO2的消耗的消耗,N2O4会转化为会转化为NO2 【例【例2】足量铜与一定量浓硝酸反应】足量铜与一定量浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和得到硝酸铜溶液和NO2 N2O4 NO的混合气体的混合气体,这些气体与这些气体与1.6

23、8 L O2(标准状况标准状况)混混合后通入水中合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸所有气体完全被水吸收生成硝酸 若向所得硝若向所得硝酸铜溶液中加入酸铜溶液中加入5 mol/L NaOH溶液至溶液至Cu2+恰好完全沉淀恰好完全沉淀,则则消耗消耗NaOH溶液的体积是溶液的体积是( )A.60 mLB.45 mLC.30 mLD.15 mL答案答案:A分析分析:考查氧化还原反应及复分解反应有关知识考查氧化还原反应及复分解反应有关知识,利用氧化还利用氧化还原反应得失电子守恒进行相关计算原反应得失电子守恒进行相关计算 n(O2)=1.68 L22.41.68.,22.4/. . ,. ,. ./

24、2L0 075 molL mol0 075 mol 40 3 mol0 3 molCuOH0 3 molV NaOH0 3 mol0 06 L60 mL5 mol L故该反应转移的电子总数为铜在反应中共失去电子使完全沉淀需共所以【方法归纳】【方法归纳】 本题巧用电子守恒法使问题简单本题巧用电子守恒法使问题简单 常用的守常用的守恒法如电荷守恒恒法如电荷守恒 质量守恒质量守恒 电子守恒等电子守恒等 类比迁移类比迁移2.室温时室温时,在容积为在容积为a mL的试管中充满的试管中充满NO2气体气体,然后倒置在然后倒置在水中到管内水面不再上升时为止水中到管内水面不再上升时为止,再通入再通入b mL O2

25、,则管内液则管内液面又继续上升面又继续上升,测得试管内最后剩余气体为测得试管内最后剩余气体为c mL,且该气体不且该气体不能支持燃烧能支持燃烧 则则a b的关系是的关系是( )A.a=4b+3c B.a=4b+cC.a b=4 1 D.a b=4 3答案答案:A解析解析:b mL O2反应掉反应掉NO2为为4b mL,因剩余气体不能支持燃烧因剩余气体不能支持燃烧,故为故为NO 余余c mL NO,需过量需过量NO2 3c mL,由由N守恒守恒,则则a=4b+3c 难点探究难点探究硝酸的强氧化性的特殊表现硝酸的强氧化性的特殊表现1.硝酸与金属的反应硝酸与金属的反应(1)金属与硝酸反应一般不生成金

26、属与硝酸反应一般不生成H2 浓浓HNO3一般被还原为一般被还原为NO2,稀稀HNO3一般被还原为一般被还原为NO (2)铁与稀硝酸反应铁与稀硝酸反应,先生成先生成Fe(NO3)3,若若Fe过量过量,Fe(NO3)3再和再和Fe反应生成反应生成Fe(NO3)2 (3)铜与浓铜与浓HNO3反应反应,若若Cu过量过量,开始时硝酸的还原产物为开始时硝酸的还原产物为NO2,随着反应的进行随着反应的进行,浓浓HNO3变稀变稀,硝酸的还原产物为硝酸的还原产物为NO,最最终应得到终应得到NO2和和NO的混合气体的混合气体 解答有关计算问题时解答有关计算问题时,可利可利用电子得失守恒的方法用电子得失守恒的方法

27、2.硝酸与变价金属氧化物反应硝酸与变价金属氧化物反应如如FeO与稀与稀HNO3反反应应:3FeO+10HNO3(稀稀)=3Fe(NO3)3+NO+5H2O,反应中反应中,硝酸既表现了氧化性硝酸既表现了氧化性,又表现了酸性又表现了酸性 而不而不能认为发生反应能认为发生反应:FeO+2HNO3=Fe(NO3)2+H2O .,33322233NONOHNOFeSISOBr离子共存判断中的在极弱酸性中性或碱性条件下氧化性很弱或几乎没有氧化性 但溶液中有大量存在时就表现出强氧化性 此时不能与 等还原性离子共存:,;(), (),;,333NONOc Hc HNO特别提醒 硝酸与金属反应的实质是在酸性环境

28、中显示强氧化性 与不活泼的金属发生氧化还原反应 在中性或碱性溶液中无氧化性的氧化性强弱与有关越大的氧化性越强 反之越弱 故浓硝酸的氧化性强于稀硝酸【例【例3】将】将32.64 g铜与铜与140 mL一定浓度的硝酸反应一定浓度的硝酸反应,铜完全铜完全溶解产生溶解产生NO和和NO2的混合气体在标准状况下的体积为的混合气体在标准状况下的体积为11.2 L 请回答请回答:(1)NO的体积为的体积为_L,NO2的体积为的体积为_L (2)待产生的气体全部放出后待产生的气体全部放出后,向溶液中加入向溶液中加入V mL a mol/L的的NaOH溶液溶液,恰好使溶液中的恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀全

29、部转化成沉淀,则原硝酸则原硝酸溶液的浓度为溶液的浓度为_mol/L (3)欲使铜与硝酸反应生成的气体在欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为溶液中全部转化为NaNO3,至少需要质量分数为至少需要质量分数为30%的双氧水的双氧水_g 5.824 5.37657.8分析分析:(1)设混合气体中设混合气体中NO NO2的物质的量分别为的物质的量分别为x y,根据根据气体的总体积为气体的总体积为11.2 L,有有:x+y=0.5 mol .“”,:.32 63xy4 mol246x5 824y5 376根据 得失电子守恒 有解得 ,. 3332 HNONOHNO0 5 mol在反应中一部

30、分变成气体 一部分以的形式留在溶液中生成气体的的物质的量为,.()/.23333333NaOHCuNaNO10 aV molNOHNO10 aV molaV 100 5c HNOmol L0 14加入溶液至正好使溶液中全部沉淀时 溶液中只有其质的量为即以形式留在溶液中的的物质的量为所以(3)NO NO2变成变成NaNO3需要失去的电子总数等于需要失去的电子总数等于Cu与与HNO3反应时失去的电子总数反应时失去的电子总数,即即:0.51 mol2=1.02 mol 故需要用做氧化剂的故需要用做氧化剂的H2O2的物质的量为的物质的量为0.51 mol,即需质量即需质量分数为分数为30%的的H2O2

31、溶液的质量为溶液的质量为:. /. %0 51 mol34 g mol57 8 g30【方法归纳】【方法归纳】 硝酸与金属反应时硝酸与金属反应时,金属被氧化生成金属阳离金属被氧化生成金属阳离子子,硝酸被还原为低价氮的化合物硝酸被还原为低价氮的化合物 所遵循的规律必须符合三所遵循的规律必须符合三个守恒个守恒:一一:电子得失要守恒电子得失要守恒 根据这个守恒根据这个守恒,往往求氮元素被还原后往往求氮元素被还原后的价态的价态,根据价态确定反应产物根据价态确定反应产物 二二:N元素守恒元素守恒 硝酸与金属活动性顺序表中氢以后的金属发硝酸与金属活动性顺序表中氢以后的金属发生作用时生作用时,浓硝酸的还原产

32、物主要是浓硝酸的还原产物主要是NO2,稀硝酸的还原产物稀硝酸的还原产物主要是主要是NO 若金属和一定量浓硝酸恰好反应若金属和一定量浓硝酸恰好反应,则产生的气体则产生的气体为为NO NO2的混合气体的混合气体,无论硝酸的还原产物是无论硝酸的还原产物是NO NO2还还是两者的混合物是两者的混合物,n(HNO3)还原还原=n(气体气体),n(HNO3)消耗消耗=n(气气)()()()323anaNONONONHNO体金属为金属的化合价 或溶液中的和释放出的或中 的物质的量之和等于原的物质的量:,(,),n332MHNOOHFeFeFeFeFe三 溶液中要符合电荷守恒和所带正电荷总数应等于所带负电荷总

33、数 因为这种溶液中浓度很小 可被忽略 另外 如果变价金属与硝酸反应 例如当不足时生成过量时生成类比迁移类比迁移3.在铁与铜的混合物中在铁与铜的混合物中,加入一定量的稀加入一定量的稀HNO3,充分反应后剩充分反应后剩余金属余金属m1 g,再向其加入一定量的稀再向其加入一定量的稀H2SO4,充分振荡后充分振荡后,剩余剩余金属金属m2 g 则则m1和和m2之间的关系是之间的关系是( )A.m1一定大于一定大于m2B.m1可能等于可能等于m2C.m1一定等于一定等于m2D.m1可能大于可能大于m2答案答案:A解析解析:铁和铜的混合物与一定量铁和铜的混合物与一定量HNO3反应反应,当金属剩余当金属剩余,

34、HNO3耗尽耗尽,但生成物中含有但生成物中含有Fe(NO3)2或或Cu(NO3)2 若再向其中加若再向其中加入稀入稀H2SO4,则继续发生则继续发生:, 323322Fe4HNOFeNO2H O3Cu8H2NO3Cu4H O2NO或使金属的质量减少实验探究实验探究 喷泉实验喷泉实验1.氨气的喷泉实验原理氨气的喷泉实验原理氨气极易溶于水氨气极易溶于水,当烧瓶中的氨气溶于水时当烧瓶中的氨气溶于水时(喷泉装置中胶头喷泉装置中胶头滴管挤出的几滴水滴管挤出的几滴水),烧瓶内的气体压强减小烧瓶内的气体压强减小,形成烧瓶内外气形成烧瓶内外气体压强差体压强差,烧杯内的水在大气压作用下沿着导气管上升冲入烧烧杯内

35、的水在大气压作用下沿着导气管上升冲入烧瓶内而形成喷泉瓶内而形成喷泉 2.只要气体易溶于吸收剂只要气体易溶于吸收剂,均可做喷泉实验均可做喷泉实验 吸收剂可以是水吸收剂可以是水,也可以是酸液也可以是酸液 碱液等碱液等 如下列可用于做喷泉实验的试剂如下列可用于做喷泉实验的试剂:3.喷泉实验成败的关键喷泉实验成败的关键(1)装置气密性要好装置气密性要好;(2)烧瓶要干燥烧瓶要干燥;(3)气体的纯度要大气体的纯度要大 走出误区走出误区硝酸的强氧化性实质上是硝酸的强氧化性实质上是 的强氧化性的强氧化性,但是但是NO-3的强的强氧化性需要一个前提氧化性需要一个前提,即在酸性条件下即在酸性条件下 在中性或碱性

36、条件下在中性或碱性条件下,溶液中的溶液中的 不表现强氧化性不表现强氧化性 3NO3NO一定量的浓一定量的浓HNO3与足量的铜片反应与足量的铜片反应,仅凭静态的反应分析仅凭静态的反应分析动态的变化动态的变化,往往出错往往出错 浓硝酸与铜片反应初期浓硝酸与铜片反应初期,还原产物一还原产物一般是二氧化氮气体般是二氧化氮气体,随着浓度降低随着浓度降低,还原产物会变为一氧化氮还原产物会变为一氧化氮气体等气体等 冷的浓冷的浓HNO3遇到某些金属遇到某些金属(如如Fe Al)时会发生钝化现象时会发生钝化现象 钝化并不是不反应钝化并不是不反应,而是金属表面被氧化成一层致密的氧化而是金属表面被氧化成一层致密的氧

37、化膜膜 因材施教因材施教一一 物质的特征颜色物质的特征颜色有色固体有色固体:红色红色:Cu Cu2O Fe2O3(红棕色红棕色);(红红)褐褐色色:Fe(OH)3;黄色黄色:AgI;浅黄色浅黄色:S Na2O2 AgBr;蓝蓝色色:Cu(OH)2;紫黑色紫黑色:KMnO4 I2;黑色黑色:炭粉炭粉 CuO FeO FeS CuS Ag2S PbS;白色白色:Fe(OH)2 CaCO3 BaSO4 AgCl BaSO3 :()()()()() ()232y4xFeFeCuMnOFe SCNx16有色溶液浅绿色 黄色 蓝色 紫红色 红色 有色气体有色气体:Cl2(黄绿色黄绿色) Br2(g)(红棕

38、色红棕色) NO2(红棕色红棕色) I2(紫色紫色) O3(淡蓝色淡蓝色) 二二 特殊性质或特殊组成特殊性质或特殊组成(1)既能与强酸反应又能与强碱反应既能与强酸反应又能与强碱反应:金属单质金属单质:Al,氧化氧化物物:Al2O3,氢氧化物氢氧化物:Al(OH)3 (2)既能与强碱水溶液反应生成氢气既能与强碱水溶液反应生成氢气,又能与氢氟酸反应生成又能与氢氟酸反应生成氢气氢气:硅硅 (3)氢氧化钙在水中的溶解度随温度的升高而减小氢氧化钙在水中的溶解度随温度的升高而减小 (4)单质单质C与与SiO2的反应等的反应等 (5)氨气氨气 氯化氢易溶于水氯化氢易溶于水,氨气可做制冷剂氨气可做制冷剂 (6

39、)组成为组成为A2B2型的物质可能为型的物质可能为Na2O2 H2O2 C2H2等等 三三 特殊反应现象特殊反应现象(1)焰色反应焰色反应:Na+(黄色黄色) K+(紫色紫色) (2)使品红溶液褪色的气体使品红溶液褪色的气体:SO2(加热后又恢复红色加热后又恢复红色) Cl2(加加热后不恢复红色热后不恢复红色) (3)白色沉淀白色沉淀Fe(OH)2置于空气中最终转变为红褐色置于空气中最终转变为红褐色Fe(OH)3沉淀沉淀(由白色由白色灰绿色灰绿色红褐色红褐色);遇遇SCN-颜色无明显变化颜色无明显变化,通通入入Cl2后显红色的是后显红色的是Fe 2+ (4)在空气中变为红色在空气中变为红色:N

40、O (5)气体燃烧火焰呈苍白色气体燃烧火焰呈苍白色:H2在在Cl2中燃烧中燃烧;在空气中点燃火在空气中点燃火焰呈蓝色或淡蓝色焰呈蓝色或淡蓝色 (6)使湿润的红色石蕊试纸变蓝使湿润的红色石蕊试纸变蓝:NH3 (7)使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝:Cl2 Br2 FeCl3 碘水等碘水等 (8)两气体接近出现白烟两气体接近出现白烟:HCl和和NH3;固体与气体反应产生白固体与气体反应产生白烟烟:钠在氯气中燃烧钠在氯气中燃烧,红磷在空气中燃烧红磷在空气中燃烧(白色烟雾白色烟雾) (9)遇遇OH-生成红褐色沉淀生成红褐色沉淀 遇苯酚显紫色遇苯酚显紫色 遇遇SCN-显红色的显红色的

41、是是Fe3+ (10)Br2在水中显黄橙色在水中显黄橙色,在有机溶剂中显橙红色在有机溶剂中显橙红色,I2在水中显在水中显深黄色深黄色,在有机溶剂中显紫红色在有机溶剂中显紫红色 四四 特殊反应特殊反应1.两种气体反应生成固体两种气体反应生成固体:NH3+HCl=NH4Cl2H2S+SO2=3S+2H2O2.一种物质分解生成三种物质一种物质分解生成三种物质,常见的反应有常见的反应有:2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2NH4HCO3 NH3+H2O+CO2(NH4)2CO3 2NH3+H2O+CO22KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2.:()O 3423422323223CH COO

42、NaNaOH CHNa CO2NH ClCa OHCaCl2NH2H2KClO MnO 2KCl3O两种固体加热反应生成气体4.能能“三合一三合一”的反应有的反应有:NH3+H2O+CO2=NH4HCO34Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)34NO2+O2+2H2O=4HNO34NO+3O2+2H2O=4HNO35.与水接触放出气体与水接触放出气体,常见的物质有常见的物质有:Na Na2O2 F2 Al2S3等等6.与与MnO2有关的反应有关的反应:() 2222232222222H O MnO 2H OO2KClO MnO 2KCl3O4HClMnOMnClCl2H O浓7.与与

43、Al2O3有关的反应有关的反应:4Fe:()232323232Fe O2AlAl OAl O2Al O4Al3O铝热反应高温电解熔融熔融 电解8.同一元素的氢化物和氧化物反应生成该元素的单质和水同一元素的氢化物和氧化物反应生成该元素的单质和水,此此元素为元素为N或或S 如如:2H2S+SO2=3S+2H2O 3224NH6NO5N6H O催化剂9.同一元素气态氢化物和最高价氧化物对应的水化物反应生同一元素气态氢化物和最高价氧化物对应的水化物反应生成盐成盐,该元素是该元素是N 如如:NH3+HNO3=H4NO3 10.向某无色溶液中加入少量强碱直至过量向某无色溶液中加入少量强碱直至过量,会产生白

44、色沉淀会产生白色沉淀继而沉淀又溶解继而沉淀又溶解,则原溶液中含有则原溶液中含有Al3+ ()(),333222Al3OHAl OHAl OHNaOHNaAlO2H OAlO向某无色溶液中加入少量稀酸直至过量 会产生白色沉淀继而沉淀又溶解 则原溶液中含有()()223332H OAlOHAl OHAl OH3HAl3H O11.向某澄清溶液中通入足量向某澄清溶液中通入足量CO2时有沉淀出现时有沉淀出现,则该溶液是则该溶液是饱和饱和Na2CO3溶液溶液 NaAlO2溶液溶液 Na2SiO3溶液溶液 CO2+H2O+Na2CO3=2NaHCO3CO2+2H2O+NaAlO2=NaHCO3+Al(OH

45、)32CO2+2H2O+Na2SiO3=2NaHCO3+H2SiO312.能被连续氧化的物质能被连续氧化的物质:NH3NONO2(O2) N2NONO2(O2)CCOCO2(O2) H2SSSO2SO3(O2)NaNa2ONa2O2(O2)13.短周期元素的置换反应短周期元素的置换反应:金属置换非金属金属置换非金属:2()( )2MgOC22222222342Na2H O2NaOHHMg2H OMg OHHMg2HClMgClH3Fe4H O gFe O4H2MgCO2高温点燃非金属置换非金属非金属置换非金属:2F2+2H2O=4HF+O2Cl2+H2S=2HCl+SSi( ) 2222CSi

46、O2COCH O gCOH高温五五 特殊反应条件特殊反应条件1.放电放电:223NO2NO3O2O放电放电2.光照光照O 223222HCl2HCl2HClO2HClO4HNO4NOO2H光照光照光照3.催化剂催化剂:O223322223222232N3H2NH4NH5O4NO6H2SOO2SO2H O2H OO2KClO2KCl3O催化剂高温高压催化剂催化剂催化剂催化剂4.电解电解:() 2322222222222Al O4Al3O2H O2HO2NaCl2NaClMgClMgCl2NaCl2H O2NaOHHCl通电通电通电熔融通电通电4224232322CuSO2H O2H SO2CuO

47、4AgNO2H O4HNO4AgO通电通电5.工业高温或化工生产工业高温或化工生产:():Si4HCl( )32224422342CaCOCaOCOSiO2CSi2COSi2ClSiCl SiCl2H3Fe4H O gFe O4H高温高温煅烧石灰石制生石灰通电硅的工业制法高温( )():NO2222332222223CH O gCOHN3H2NH4NH5O4NO6H O2NOO2NO 3NOH O2HNO催化剂高温高压高温氨气的工业制法催化剂工业制硝酸:2223222332244FeS11O2Fe O8SO2SOO2SO SOH OH SO催化剂工业制硫酸高温:3232232232CaCOSi

48、OCaSiOCONa COSiONa SiOCO高温工业制玻璃高温:()()O: 222222222Ca OH2ClCaClCa ClO2H2NaCl2H O2NaOHHCl制漂白粉电解电解饱和食盐水备用选题备用选题1.欲迅速除去铝壶中的水垢又不损坏铝壶欲迅速除去铝壶中的水垢又不损坏铝壶,最佳的方法是加入最佳的方法是加入下列物质中的下列物质中的( )A.浓盐酸浓盐酸B.稀硝酸稀硝酸C.冷的浓硫酸冷的浓硫酸D.冷的浓硝酸冷的浓硝酸答案答案:D解析解析:本题加入的试剂必须满足本题加入的试剂必须满足:能与水垢能与水垢CaCO3 Mg(OH)2反应反应,不能与铝反应不能与铝反应 浓盐酸和稀硝酸均能与铝

49、反应浓盐酸和稀硝酸均能与铝反应,冷的浓冷的浓硫酸尽管使铝钝化硫酸尽管使铝钝化,但与但与CaCO3反应不彻底反应不彻底(生成微溶物生成微溶物CaSO4),而冷的浓硝酸不但能与水垢反应而冷的浓硝酸不但能与水垢反应,还可使铝钝化还可使铝钝化,所以所以应选应选D 2.(2009济南统考济南统考)某同学仿照某同学仿照“喷泉喷泉”实验的原理实验的原理,在实验在实验室中做了一个室中做了一个“喷烟喷烟”实验实验,如图所示如图所示 他在甲他在甲 乙两个烧瓶乙两个烧瓶中分别充入中分别充入X Y两种无色气体两种无色气体,在胶头滴管中盛有含酚酞的在胶头滴管中盛有含酚酞的NaOH溶液溶液,实验时将胶头滴管内的液体挤入甲

50、烧瓶内实验时将胶头滴管内的液体挤入甲烧瓶内,然后然后打开止水夹打开止水夹,便可看到甲烧瓶中的导管口喷出白色的烟便可看到甲烧瓶中的导管口喷出白色的烟,同时同时甲烧瓶中的溶液颜色逐渐变浅甲烧瓶中的溶液颜色逐渐变浅 若已知若已知X Y是是HCl NH3 Cl2 O2 CH4 SO2 NO七种气体中的两种七种气体中的两种,则下列判断中则下列判断中,正确的是正确的是( )A.X是是NH3,Y是是HClB.X是是Cl2,Y是是CH4C.X是是SO2,Y是是O2D.X是是NO,Y是是O2答案答案:A解析解析:选项中只有选项中只有NH3与与HCl反应生成反应生成NH4Cl才能在甲烧瓶导才能在甲烧瓶导管口喷出白

51、色的烟管口喷出白色的烟 3.无色的混合气体甲无色的混合气体甲,可能含可能含NO CO2 NO2 NH3 N2中的中的几种几种,将将100 mL甲气体经过下图实验的处理甲气体经过下图实验的处理,结果得到酸性溶结果得到酸性溶液液,而几乎无气体剩余而几乎无气体剩余,则甲气体的组成为则甲气体的组成为( )A.NH3 NO2 N2B.NH3 NO CO2C.NH3 NO2 CO2D.NO CO2 N2答案答案:B解析解析:开始时混合气体为无色开始时混合气体为无色,故混合气体中无故混合气体中无NO2,通过浓硫通过浓硫酸后气体体积减小酸后气体体积减小,说明含有说明含有NH3,通过足量过氧化钠后气体通过足量过

52、氧化钠后气体显红棕色显红棕色,说明混合气体中含有说明混合气体中含有CO2和和NO,而最后将剩余气体而最后将剩余气体通入水中得到酸性溶液后几乎无气体剩余通入水中得到酸性溶液后几乎无气体剩余,说明原混合气体中说明原混合气体中无无N2 4.(2009德州质检德州质检)某金属单质跟一定浓度的硝酸反应某金属单质跟一定浓度的硝酸反应,假定假定只产生单一的还原产物只产生单一的还原产物,当参加反应的单质与被还原硝酸的物当参加反应的单质与被还原硝酸的物质的量之比为质的量之比为2 1时时,还原产物是还原产物是( )A.NO2B.N2C.NOD.N2O答案答案:D解析解析:若金属形成若金属形成+1价化合物价化合物,

53、则根据参加反应的单质与被还则根据参加反应的单质与被还原硝酸的物质的量之比为原硝酸的物质的量之比为2 1知知,N被还原成被还原成+3价化合物价化合物;若若金属形成金属形成+2价化合物价化合物,则则N被还原成被还原成+1价化合物价化合物;若金属形成若金属形成+3价化合物价化合物,则则N被还原为被还原为-1价化合物价化合物,因此选因此选D 5.某校化学研究性学习小组的同学在学习了氨的性质后讨论某校化学研究性学习小组的同学在学习了氨的性质后讨论:运用类比的思想运用类比的思想,既然氨气具有还原性既然氨气具有还原性,能否像能否像H2那样还原那样还原CuO呢呢?他们设计实验制取氨气并探究上述问题他们设计实验

54、制取氨气并探究上述问题 请你参与请你参与该小组的活动并完成下列研究该小组的活动并完成下列研究:(一一)制取氨气制取氨气(1)写出实验室制取氨气的化学方程式写出实验室制取氨气的化学方程式_;(2)在实验室中在实验室中,还可以用浓氨水与还可以用浓氨水与_(填写一种填写一种试剂试剂)快速制取少量氨气快速制取少量氨气;固体或生石灰或碱石灰等固体或生石灰或碱石灰等(3)有同学模仿排饱和食盐水收集氯气的方法有同学模仿排饱和食盐水收集氯气的方法,想用排饱和氯想用排饱和氯化铵溶液的方法收集氨气化铵溶液的方法收集氨气 你认为他能否达到目你认为他能否达到目的的?_(填填“能能”或或“否否”),理由是理由是_ 否否

55、氨气极易溶于水、氯化铵对氨气在水中的溶解度影响不大氨气极易溶于水、氯化铵对氨气在水中的溶解度影响不大(二二)该小组中某同学设计了下图所示的实验装置该小组中某同学设计了下图所示的实验装置(夹持及尾气夹持及尾气处理装置未画出处理装置未画出),探究氨气的还原性探究氨气的还原性:(1)该装置在设计上有一定缺陷该装置在设计上有一定缺陷,为保证实验结果的准确性为保证实验结果的准确性,对对该装置的改进措施是该装置的改进措施是_ (2)利用改进后的装置进行实验利用改进后的装置进行实验,观察到观察到CuO变为红色物质变为红色物质,无无水水CuSO4变蓝色变蓝色,同时生成一种无污染的气体同时生成一种无污染的气体

56、写出氨气与写出氨气与CuO反应的化学方程式反应的化学方程式_ 在装置与之间增加装有碱石灰的干燥管在装置与之间增加装有碱石灰的干燥管(三三)问题讨论问题讨论(1)有同学认为有同学认为:NH3与与CuO反应生成的红色物质中可能含有反应生成的红色物质中可能含有Cu2O 已知已知:Cu2O是一种碱性氧化物是一种碱性氧化物;在酸性溶液中在酸性溶液中,Cu+的的稳稳_()_ H222CuCuCuCuCu O定性比差请你设计一个简单的实验检验该红色物质中是否含有取少许样品，加入稀取少许样品，加入稀，若溶液出现蓝色，说，若溶液出现蓝色，说明红色物质中含有明红色物质中含有，反之则没有，反之则没有(2)在解决了问

57、题在解决了问题(1)后后,又有同学提出又有同学提出:Cu2O与与CuO的热稳定的热稳定性哪个更强性哪个更强?于是他们进行了如下实验于是他们进行了如下实验:取取98 g Cu(OH)2固体固体,加热至加热至80100 时时,得到黑色固体粉末得到黑色固体粉末,继续加热到继续加热到1 000 以上以上,黑色粉末全部变成红色粉末黑色粉末全部变成红色粉末A 冷却后称量冷却后称量,A的质量为的质量为72 g 据此可推得据此可推得,A的化学式为的化学式为_ 由此由此,得到得到的结论是的结论是_ 比比的热稳定性差的热稳定性差解析解析:A中除产生氨气外还产生水蒸气中除产生氨气外还产生水蒸气,为了避免水蒸气的影为

58、了避免水蒸气的影响响,应在应在A与与B之间增加干燥装置之间增加干燥装置;氨气与氨气与CuO反应产物可使无反应产物可使无水水CuSO4变蓝色变蓝色,说明产生了水说明产生了水,另外一种无污染的气体只能另外一种无污染的气体只能为氮气为氮气,据此可写出二者反应的化学方程式据此可写出二者反应的化学方程式 由于由于Cu+在酸性在酸性条件下可转化为条件下可转化为Cu2+,可在产物中加入硫酸可在产物中加入硫酸,观察反应的现象观察反应的现象;由由98 g Cu(OH)2分解时首先得到黑色粉末后又变成红色分解时首先得到黑色粉末后又变成红色知知,Cu2O比比CuO热稳定性强热稳定性强 高效作业高效作业一一 选择题选

59、择题1.(2009济宁一模济宁一模)北京北京2008奥运会金牌直径为奥运会金牌直径为70 mm,厚厚6 mm 某化学兴趣小组对金牌的成分提出猜想某化学兴趣小组对金牌的成分提出猜想:甲认为金牌是甲认为金牌是由纯金制成由纯金制成;乙认为金牌是由金银合金制成乙认为金牌是由金银合金制成;丙认为金牌是由丙认为金牌是由黄铜黄铜(铜锌合金铜锌合金)制成制成 为了验证他们的猜想为了验证他们的猜想,请你选择一种试请你选择一种试剂来证明甲剂来证明甲 乙乙 丙猜想的正误丙猜想的正误( )A.硫酸铜溶液硫酸铜溶液B.盐酸盐酸C.稀硝酸稀硝酸D.硝酸银溶液硝酸银溶液答案答案:C解析解析:硝酸不与金反应硝酸不与金反应,能

60、与银反应能与银反应,也能与铜也能与铜 锌反应锌反应,故若不故若不反应则是金反应则是金,能反应溶液不变蓝色则为金银合金能反应溶液不变蓝色则为金银合金,能反应溶液能反应溶液变蓝色则为黄铜变蓝色则为黄铜 2.下列对于硝酸的认识中不正确的是下列对于硝酸的认识中不正确的是( )A.浓硝酸和稀硝酸都具有氧化性浓硝酸和稀硝酸都具有氧化性B.铜与铜与HNO3的反应属于置换反应的反应属于置换反应C.金属与金属与HNO3反应一般不产生氢气反应一般不产生氢气D.可用铁或铝制品盛装浓硝酸可用铁或铝制品盛装浓硝酸答案答案:B解析解析: 在酸性环境中表现出较强氧化性在酸性环境中表现出较强氧化性,A项正确项正确;Cu与与H