高中化學(xué)第1輪總復(fù)習(xí) 第4章 第13講 氮和氮的化合物 C（化學(xué)人教版）全國版

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1、考點考點1 氨和銨鹽氨和銨鹽1氨氣和氨水 氨氣是無色、有刺激性氣味的氣體，密度比空氣小，易液化，極易溶于水(常溫常壓下，1體積水約能溶解700體積的氨氣)。氨氣能與水、氯化氫、氧氣等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，其中與水反應(yīng)的產(chǎn)物NH3H2O是一種弱堿。(1)濃氨水易揮發(fā)，具有強烈的刺激性氣味。(2)不穩(wěn)定性，受熱易分解(氨水應(yīng)密封于玻璃瓶中，置于冷暗處保存)。(3)有腐蝕性，對眼睛黏膜有強烈的刺激性，使用時要特別小心。萬一濺入眼睛，應(yīng)用水清洗。(4)氨水密度小于水，當(dāng)把氨水稀釋時，隨質(zhì)量分?jǐn)?shù)的減小，氨水的密度增大。 氨水的性質(zhì)：氨水是氨氣溶于水形成的混合物，純凈的氨水是無色液體。電離方程式：NH3+H2ON

2、H3H2O +OH-。+4NH(5)弱堿性，具有堿的通性： (與易揮發(fā)的酸反應(yīng)產(chǎn)生白煙，可用于檢驗氨氣、氨水的存在)。氨水是很好的沉淀劑，能使Al3+、Fe3+、Mg2+分別轉(zhuǎn)化成Al(OH)3、Fe(OH)3、Mg(OH)2沉淀，但氨水中滴加Ag+溶液開始出現(xiàn)沉淀AgOH，繼續(xù)滴加沉淀即溶解生成銀氨溶液。氨水遇酸、酸性氧化物可以成鹽，根據(jù)氨水與酸的量關(guān)系分別得到正鹽和酸式鹽。如：氨水中通入過量二氧化硫的離子方程式為： 。324NHH ONHOH322NHH OSO43NHHSO2銨鹽與銨根離子的檢驗 NH3獲取1個H+形成 ，所有銨鹽都是離子晶體，都易溶于水，銨鹽不穩(wěn)定，受熱易分解(銨鹽的分

3、解比較復(fù)雜，并非都生成對應(yīng)的酸和氨氣)；銨鹽與強堿反應(yīng)生成NH3H2O，加熱放出NH3(能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán))，該原理可用于 的檢驗。+4NH+4NH例例1 制取氨氣并完成噴泉實驗(圖中夾持裝置均已略去)。 (1)寫出實驗室制取氨氣的化學(xué)方程式_。2NH4Cl+Ca(OH)2 2NH3+CaCl2+2H2O (2)收集氨氣應(yīng)使用_法，要得到干燥的氨氣可選用_做干燥劑。堿石灰 向下排空氣法例例1 制取氨氣并完成噴泉實驗(圖中夾持裝置均已略去)。 _。(4)如果只提供如圖2的裝置，請說明引發(fā)噴泉的方法。打開止水夾，用手(熱手巾等)將燒瓶捂熱，氨氣受熱膨脹，趕出玻璃導(dǎo)管內(nèi)的空氣，氨氣與水接觸，

4、即發(fā)生噴泉 【解析】 (1)實驗室制氨氣的常用方法是用氯化銨與消石灰共熱。(2)收集氨氣只能用向下排空氣法，干燥也只能用堿石灰等堿性干燥劑，不能用濃硫酸和無水CaCl2。(3)引發(fā)噴泉的原理是氨極易溶于水，使燒瓶內(nèi)氣壓迅速減小。sup7() sup7() 【點評】 噴泉實驗的原理是容器內(nèi)外存在較大的壓強差。使容器內(nèi)外產(chǎn)生較大的壓強差的方法有：1減小容器內(nèi)壓強(1)容器內(nèi)氣體極易溶于水；(2)容器內(nèi)氣體易與溶液中的某種成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而被吸收。例如氨氣溶于水、CO2溶于濃NaOH等。2增大容器內(nèi)壓強例如人造噴泉等?？键c考點2 實驗室制實驗室制NH3的方法的方法實驗室制備氨氣時應(yīng)注意的問題(1)制

5、氨氣所用的銨鹽不能用硝銨、碳銨。因為加熱過程中NH4NO3可能發(fā)生爆炸性的分解反應(yīng)，發(fā)生危險，且產(chǎn)物復(fù)雜；而碳銨受熱極易分解產(chǎn)生CO2，使生成的NH3中混有CO2雜質(zhì)。(2)消石灰不能用NaOH、KOH代替，原因：在高溫下NaOH、KOH能腐蝕試管。NaOH、KOH具有吸濕性，易結(jié)塊，不利于產(chǎn)生NH3。(3)多余的氨要吸收掉(可在導(dǎo)管口放一團(tuán)用水或鹽酸浸濕的棉花球)，避免污染空氣。 (4)氨的干燥劑不能選用濃H2SO4、無水CaCl2、P2O5等，它們均能與NH3發(fā)生反應(yīng)。 (5)NH3極易溶于水，在制備收集、過程中，應(yīng)盡可能地不與水接觸，以減少損失和防止倒吸現(xiàn)象。 (6)檢驗氨氣時紅色石蕊試

6、紙要濕潤，因為氨氣溶于水后： 產(chǎn)生的OH-，表現(xiàn)堿性。 (一)制取氨氣(1)實驗室常用加熱氯化銨固體和氫氧化鈣固體的混合_。(2)實驗室還可在_(填一種試劑)中滴加濃氨水的方法快速制取少量氨氣。物來制取氨氣，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：例例2(2011江蘇省揚州中學(xué)月考江蘇省揚州中學(xué)月考)某?；瘜W(xué)研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在學(xué)習(xí)了氨的性質(zhì)后討論：運用類比的思想，既然氨氣具有還原性，能否像H2那樣還原CuO呢？他們設(shè)計實驗制取氨氣并探究上述問題。請你參與該小組的活動并完成下列研究：2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3+2H2O 氫氧化鈉固體(或生石灰或堿石灰)(二)實驗探究該小組成員設(shè)計實驗探

7、究氨氣還原性及其產(chǎn)物，實驗裝置(夾持及尾氣處理裝置未畫出)圖如下：(1)該裝置在設(shè)計上有一定的缺陷，為確保實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，你對該裝置的改進(jìn)措 施 是_。在裝置A和B之間增加裝有堿石灰的干燥管 (二)實驗探究該小組成員設(shè)計實驗探究氨氣還原性及其產(chǎn)物，實驗裝置(夾持及尾氣處理裝置未畫出)圖如下：(2)利用改進(jìn)后的裝置進(jìn)行實驗，觀察到CuO變?yōu)榧t色物質(zhì)，無水CuSO4變藍(lán)，同時生成一種無污染的氣體。請寫出NH3與CuO反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。3CuO+2NH3 3Cu+N2+3H2O(三)問題討論(1)有同學(xué)認(rèn)為：NH3與CuO反應(yīng)生成的紅色物質(zhì)中可能含有Cu2O。已知Cu2O是紅色粉末，是一種堿性

8、氧化物，在酸性溶液中，Cu+能自身發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Cu2+和Cu。請你設(shè)計一個簡單的實驗檢驗該紅色物質(zhì)中是否含有Cu2O：_。取少量樣品，加入稀H2SO4，若溶液出現(xiàn)藍(lán)色，說明紅色物質(zhì)中含有Cu2O，反之，則沒有(2)在解決了問題(1)后，又有同學(xué)提出：Cu2O與CuO的熱穩(wěn)定性哪個更強？于是他們進(jìn)行了如下實驗：取98 g Cu(OH)2固體，加熱到80 100 時，得到黑色固體粉末，繼續(xù)加熱到1000 以上，黑色粉末全部變成紅色粉末A。冷卻后稱量，A的質(zhì)量為72 g。據(jù)此可推得A為_，由此得到的結(jié)論是_。CuO比Cu2O的熱穩(wěn)定性差 Cu2O 【解析】 在NH3中氮元素顯-3價，處于最低

9、價，因此具有較強還原性，能被O2、Cl2等強氧化劑反應(yīng)，也能被CuO等較弱氧化劑氧化。CuO在常溫下比較穩(wěn)定，但加熱到高溫時，分解生成Cu2O，說明高溫下Cu2O比CuO穩(wěn)定。 【點評】 氨氣的性質(zhì)是重要的考點，內(nèi)容較多，如溶于水、與酸反應(yīng)、還原性、實驗性制法等?？键c考點3 氮的氧化物氮的氧化物1氮的氧化物及其對大氣的污染NO是無色、難溶于水的氣體，在常溫下它很容易與空氣中的O2化合生成NO2。NO2是紅棕色、有刺激性氣味的有毒氣體，易溶于水。它與水反應(yīng)生成HNO3和NO，工業(yè)上利用這一反應(yīng)制硝酸；常溫下，NO2部分迅速二聚為無色的N2O4。NO和NO2都是大氣污染物，空氣中的NO和NO2污染

10、物主要來自石油產(chǎn)品和煤燃燒的產(chǎn)物、汽車尾氣、制硝酸工廠的廢氣?？諝庵械腘O2是造成光化學(xué)煙霧的主要因素。22NO2N2O4DH0的應(yīng)用通?！凹儍簟钡腘O2和N2O4并不純，因為常溫、常壓下能發(fā)生反應(yīng)：2NO2N2O4，由于此反應(yīng)可逆，導(dǎo)致一些物理量發(fā)生改變。例如：(1)收集NO2 1 mol時在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積應(yīng)小于22.4 L。(2)標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4 L NO2的質(zhì)量大于46 g。(3)NO與O2混合后，相對分子質(zhì)量應(yīng)大于按體積比求得的數(shù)值。(4)溫度影響“2NO2N2O4”平衡體系，其他條件不變，體系顏色隨溫度改變而改變。升高溫度，氣體顏色變深；降低溫度，氣體顏色變淺。(5)當(dāng)NO2、N

11、2O4溶于水時，要考慮平衡移動。3有關(guān)NO、NO2和O2的混合氣體與水反應(yīng)的計算：組合類型 反應(yīng)原理 NO2、N2； NO、O2組合3NO2+H2O=2HNO3+NO NO、O2組合 2NO+O2=2NO2 3NO2+H2O=2HNO3+NO 即無論NO或O2過量均為：4NO+3O2+2H2O=4HNO3 NO2、O2組合3NO2+H2O=2HNO3+NO 2NO+O2=2NO2 若O2過量：4NO2+O2+2H2O=4HNO3 若NO2過量：先討論4NO2+O2+2H2O=4HNO3 后討論3NO2+H2O=2HNO3+NO 續(xù)表組合類型 反應(yīng)原理 NO、NO2、 O2組合 由2NO+O2=

12、2NO2 3NO2+H2O=2HNO3+NO可得： 4NO+3O2+2H2O=4HNO3 4NO2+O2+2H2O=4HNO3也可得： aNO+bNO2+(3a/4+b/4)O2+ (a+b)/2H2O =(a+b)HNO3特別地：a=bNO+NO2+O2+H2O=2HNO3 注意得失電子守恒在解題中的運用。例例3 將V mL NO和NO2的混合氣體通過水吸收后得到a mL無色氣體A，將此無色氣體A與等體積氧氣混合，再通過水充分吸收后，收集到5 mL無色氣體B。(1)A氣體是_，B氣體是_。(2)A氣體的體積是_mL。(3)V值的范圍是_。NOO22020V60 【解析】 NO、NO2混合氣體

13、通過水吸收后生成的氣體為NO，當(dāng)NO與O2等體積混合并通過水時，由反應(yīng)4NO+3O2+2H2O=4HNO3可知此時O2過量，取值范圍的討論通常用極限法倒推，當(dāng)氣體全部為NO或NO2時，V分別等于多少。 【點評】 NO、NO2、O2與水反應(yīng)的有關(guān)題型的解題思路抓住兩點：1利用兩個總關(guān)系式；2確定剩余氣體是NO還是O2?？键c考點4 硝酸硝酸金屬與硝酸反應(yīng)計算的常用方法1原子守恒法HNO3與金屬反應(yīng)時，一部分HNO3起酸的作用，以 的形式存在于溶液中；一部分作氧化劑轉(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。2電子守恒法HNO3與金屬的反應(yīng)屬氧化還原反應(yīng)，H

14、NO3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。依據(jù)電子守恒法來解題，是解決氧化還原反應(yīng)計算題的重要方法之一。3NO3離子方程式計算法金屬與H2SO4、HNO3的混合酸反應(yīng)時，由于硝酸鹽中 在H2SO4提供H+的條件下能繼續(xù)與金屬反應(yīng)，因此此類題目應(yīng)用離子方程式來計算，先作過量判斷，然后根據(jù)完全反應(yīng)的金屬或H+或NO進(jìn)行相關(guān)計算。3NO例例4 足量銅與一定量濃硝酸反應(yīng)得到硝酸銅溶液和NO2、N2O4、NO的混合氣體，這些氣體與1.68 L O2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)混合后通入水中，所有氣體完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸銅溶液中加入5molL-1NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀，則消耗NaO

15、H溶液的體積是() A60 mL B45 mL C30 mL D15 mLA【解析】 根據(jù)題意可知將題中的反應(yīng)過程表示如下： 從中我們可以看出：在整個反應(yīng)過程中失電子的物質(zhì)為Cu，而得電子的物質(zhì)為O2，HNO3中的N元素在整個過程中最終沒有變價(即反應(yīng)前與反應(yīng)后的價態(tài)相同)。因此利用氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒規(guī)律得出： n(Cu)2=n(O2)4，n(Cu)=2n(O2)=2 =0.15 mol。11.6822.4LL mol然 后 加 氫 氧 化 鈉 溶 液 時 發(fā) 生 C u2 + 2 O H-=Cu(OH)2，所以n(OH-)=2n(Cu2+)，因此V(NaOH)=0.06 L=60 m

16、L。 【點評】 有關(guān)氧化還原反應(yīng)的解題要抓住本質(zhì)電子得失守恒，再依據(jù)原子守恒計算。3NO2+H2O=2HNO3+NO,2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+3H2O，NO+3NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O；NO+2HNO3=3NO2+H2O等。要特別重視。氮元素有多種化合價，-3，+1，+2，+3，+4，+5，N元素顯負(fù)價的化合物有氨氣和銨鹽，顯正價的有氧化物、HNO3、HNO2和硝酸鹽、亞硝酸鹽。由于低價具有還原性，高價具有氧化性，所以其中有一些歧化和歸中反應(yīng)，1.(2011江蘇省前黃高級中學(xué)江蘇省前黃高級中學(xué))在相同狀況下，將下列四種混合氣體：體積比為3 1的NH3和N2

17、；體積比為1 1的NO2和N2；體積比為1 1的NO2和O2；體積比為4 1的NO2和O2，分別置于相同的四支試管中并倒置于水槽中，充分反應(yīng)后液面上升高度分別為h1、h2、h3、h4，下列關(guān)系正確的是( ) Ah1h2h3h4 Bh4h3h2h1 Ch4h1h3h2 Dh2h3h1h4C2.(2011岳陽市一中質(zhì)量檢測岳陽市一中質(zhì)量檢測)一定量的鐵與一定量的濃HNO3反應(yīng)，得到硝酸鐵溶液和NO2、N2O4、NO的混合氣體，這些氣體與3.36 L O2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)混合后通入水中，所有氣體完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸鐵溶液中加入2 molL-1的NaOH溶液至Fe3+恰好沉淀，則消耗NaOH

18、溶液的體積是( ) A300 mL B150 mL C120 mL D90 mLA3.(2011湖北大冶實驗高中月考湖北大冶實驗高中月考)把SO2通入Fe(NO3)3溶液中，溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色，但立即又變?yōu)樽攸S色，這時若滴入BaCl2溶液，會產(chǎn)生白色沉淀。在上述一系列變化過程中，最終被還原的是( ) ASO2 BCl- CFe3+ DD3NO4.(2011河南焦作十一中期中考試河南焦作十一中期中考試)下圖中A、B、C分別是某課外活動小組設(shè)計的制取氨氣并進(jìn)行噴泉實驗的三組裝置示意圖，制取NH3選用試劑如圖所示，回答下列問題：_。(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：裝

19、置中收集NH3的試管口放置棉花團(tuán)的作用是干燥管中干燥劑能否改用無水CaCl2 _ ，理由是_。破壞空氣對流使NH3充滿試管不能CaCl2+8NH3=CaCl28NH3_。2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3+2H2O_。(2)用B圖所示的裝置可快速制取較大量NH3擬作噴泉實驗。根據(jù)B圖所示的裝置及試劑回答下列問題：用化學(xué)方程式表示濃氨水滴入CaO中有大量NH3逸出的過程：_CaO+H2O=Ca(OH)2，反應(yīng)放熱，NH3H2O NH3+H2O檢驗NH3是否收集滿的實驗方法是_。 用玻璃棒蘸取少許濃鹽酸靠近收集NH3的試管口，若產(chǎn)生白煙，說明試管已收集滿NH3，反之，則沒有收集滿；

20、或用濕潤的紅色石蕊試紙靠近收集NH3的試管口，若濕潤的紅色石蕊試紙變藍(lán)，則說明NH3已收集滿，反之，則沒有收集滿(3)用C圖所示的裝置進(jìn)行噴泉實驗，上部燒瓶已充滿干燥氨氣，引發(fā)水上噴的操作是_，該實驗的原理是_。若測得C裝置燒瓶中NH3的質(zhì)量是相同狀況下相同體積H2質(zhì)量的10倍，則噴泉實驗完畢后，燒瓶中水可上升至燒瓶容積的_(填“幾分之幾”)。 NH3極易溶解于水，致使燒瓶內(nèi)壓強 迅速減小3/4打開止水夾擠出膠頭滴管中的水1.(2011湖北省孝感高中綜合測試湖北省孝感高中綜合測試)如圖在同溫同壓下，兩個等體積的干燥圓底燒瓶中分別充滿：NH3NO2進(jìn)行噴泉實驗。經(jīng)充分反應(yīng)后，瓶內(nèi)溶液的物質(zhì)的量濃

21、度的比較關(guān)系為( )BA B=C D不能確定2.(2011安徽省屯溪一中期中安徽省屯溪一中期中)X、Y、Z、W、Q均為含氮的化合物，我們不了解它們的化學(xué)式，但知道它們在一定條件下有如下轉(zhuǎn)換關(guān)系(未配平)：(1)XW+O2；(2)Z+Y+NaOHH2O+W(3)Y+SO2Z+SO3(4)Q+YZ+H2O(5)X+Cu+H2SO4(濃)Cu2+Y+ 則這五種化合物中氮的化合價由高到低的順序為( )AX Y Z W Q BX Z Y Q WCX Y W Z Q DW X Z Q YC2-4SO3.將相同質(zhì)量的銅片分別和過量濃硝酸、稀硝酸反應(yīng)，下列敘述正確的是( )A反應(yīng)速率，兩者相同B消耗硝酸的物質(zhì)的量：前者多，后者少C反應(yīng)生成氣體的顏色：前者淺，后者深D反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)：前者多，后者少B 【解析】 銅片與濃、稀HNO3的反應(yīng)方程式分別為:Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O,3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O 因濃度越大反應(yīng)速率越大，所以A錯；又因NO2為紅棕色，NO為無色，所以C錯；因兩種酸都過量，銅完全溶解，所以轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等，D錯；由方程式不難看出，同質(zhì)量的銅消耗濃HNO3多，故選B。