（北京專用）2019版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第13講 氮及其化合物課件.ppt

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第13講氮及其化合物,一、氮?dú)夂偷难趸?一)氮?dú)獾男再|(zhì)通常情況下,N2化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定,只在高溫、放電、催化劑等條件下才能發(fā)生一些化學(xué)反應(yīng)。寫出相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式:,教材研讀,(二)氮的氧化物1.NO和NO2,2.人類活動(dòng)對(duì)自然界氮循環(huán)和環(huán)境的影響(1)固氮及影響a.含義:使空氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)氮。b.方法c.影響(2)NOx的污染a.氮氧化物:主要有NO、N2O、NO2、N2O3、N2O4、N2O5等,其中NO和,NO2是最主要的空氣污染物。b.污染源:石油產(chǎn)品的燃燒和煤的燃燒,汽車尾氣及工業(yè)廢氣的排放,農(nóng)田土壤及動(dòng)物排泄物中含氮化合物的轉(zhuǎn)化等。c.污染,(3)對(duì)生產(chǎn)中氮氧化物污染的防治a.控制進(jìn)入自然界的有害物質(zhì)的數(shù)量。b.增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)對(duì)有害物質(zhì)的吸收能力。自測(cè)1俗話說(shuō)“雷雨發(fā)莊稼”,這說(shuō)明雷雨中含有能被植物吸收利用的化合態(tài)的氮,請(qǐng)同學(xué)們寫出三個(gè)有關(guān)的化學(xué)方程式:(1)N2+O22NO;(2)2NO+O22NO2;(3)3NO2+H2O2HNO3+NO。,自測(cè)2(1)怎樣收集NO、NO2氣體?(2)如何鑒別NO2與溴蒸氣?,答案(1)收集NO用排水法,收集NO2用向上排空氣法。(2)將二者分別通入AgNO3溶液中,產(chǎn)生沉淀者為溴蒸氣(或其他合理答案)。解析(1)NO只能用排水法收集,不能用排空氣法收集;而NO2只能用向上排空氣法收集,不能用排水法收集。(2)由于NO2和Br2在性質(zhì)上有不少相似性:①均具有氧化性,②溶于水均有酸生成,③均可與堿反應(yīng),④均為紅棕色等,所以不能用淀粉KI試紙、pH試紙、NaOH溶液來(lái)鑒別;但二者性質(zhì)又有差別,可以用下列溶液或方法鑒別:①AgNO3溶液;②CCl4溶液;③水洗法。,二、氨和銨鹽(一)氨的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.結(jié)構(gòu):電子式為①HH。2.物理性質(zhì):無(wú)色、有刺激性氣味的氣體,密度比空氣小,易液化,極易溶于水。3.化學(xué)性質(zhì)(1)與水反應(yīng)NH3+H2ONH3H2ON+OH-NH3是中學(xué)化學(xué)中唯一能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙②變藍(lán)的氣體,常用此性質(zhì)檢驗(yàn)NH3。,(2)與氧氣反應(yīng)(氨的催化氧化)③4NH3+5O24NO+6H2O(寫化學(xué)方程式)。(二)銨鹽的性質(zhì)和N的檢驗(yàn)1.銨鹽的性質(zhì)(1)易溶于水的離子化合物(2)與堿反應(yīng)N+OH-NH3↑+H2O(3)受熱分解如NH4ClNH3↑+HCl↑,(4)水解反應(yīng)N+H2ONH3H2O+H+2.N的檢驗(yàn)(1)取樣品與堿共熱,用濕潤(rùn)的④紅色石蕊試紙檢驗(yàn)產(chǎn)生的氣體,觀察試紙是否變藍(lán);(2)取樣品與堿共熱,用蘸有⑤濃鹽酸的玻璃棒檢驗(yàn)產(chǎn)生的氣體,觀察是否有白煙產(chǎn)生。(三)氨氣的制法1.氨氣的實(shí)驗(yàn)室制法(1)原理:⑥銨鹽與堿共熱,產(chǎn)生氨氣。實(shí)驗(yàn)室常用反應(yīng)的化學(xué)方程式為:⑦2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。,(2)制取裝置:如圖所示。1)收集:由于氨氣⑧易溶于水,密度比空氣⑨小,所以只能用向下排空氣法收集。2)檢驗(yàn):a.用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙(變藍(lán));b.將蘸有濃鹽酸的玻璃,棒接近管口(產(chǎn)生白煙)。3)棉花團(tuán)的作用:在收集NH3的試管口放置一團(tuán)松軟的干棉花,是為了防止試管內(nèi)的NH3與試管外的空氣形成對(duì)流,以便在較短時(shí)間內(nèi)收集到較為純凈的氨氣。2.氨氣的工業(yè)制法N2+3H22NH3,自測(cè)3判斷正誤,正確的劃“√”,錯(cuò)誤的劃“?”。(1)向AgNO3溶液中滴加過(guò)量氨水,溶液澄清,說(shuō)明Ag+與NH3H2O能大量共存()(2)可用蘸濃鹽酸的棉棒檢驗(yàn)輸送氨氣的管道是否漏氣()(3)液氨汽化時(shí)要吸收大量的熱,可用作制冷劑()(4)實(shí)驗(yàn)室用NH4Cl和Ca(OH)2制備NH3涉及氧化還原反應(yīng)()(5)檢驗(yàn)N時(shí),往試樣中加入NaOH溶液,微熱,用濕潤(rùn)的藍(lán)色石蕊試紙檢驗(yàn)逸出的氣體()(6)用玻璃棒蘸取濃氨水點(diǎn)到紅色石蕊試紙上,試紙變藍(lán)色,是因?yàn)闈獍彼蕢A性(),?,?,?,√,√,√,自測(cè)4(1)現(xiàn)有1molL-1的氨水,則該溶液中NH3H2O的物質(zhì)的量濃度是1molL-1嗎?為什么?(2)為什么蘸有濃氨水和濃鹽酸的兩支玻璃棒靠近時(shí)會(huì)產(chǎn)生白煙?蘸有濃氨水和濃硫酸的兩支玻璃棒靠近時(shí)是否也產(chǎn)生白煙?,答案(1)不是。NH3H2O是弱電解質(zhì),在水溶液中部分電離,溶液中NH3、N、NH3H2O的物質(zhì)的量濃度和為1molL-1。(2)濃氨水和濃鹽酸均有揮發(fā)性,揮發(fā)出來(lái)的NH3和HCl在空氣中相遇,化合生成NH4Cl固體小顆粒,即為白煙。濃硫酸沒(méi)有揮發(fā)性,故不能形成白煙。三、硝酸1.物理性質(zhì)(1)純硝酸為無(wú)色、有①刺激性氣味的②液體。(2)硝酸沸點(diǎn)較低,易揮發(fā),在空氣中遇水蒸氣形成白霧。(3)質(zhì)量分?jǐn)?shù)在69%以上的硝酸稱為濃硝酸。,,2.化學(xué)性質(zhì)(1)強(qiáng)酸性稀硝酸使紫色石蕊試液變紅。(2)不穩(wěn)定性a.濃硝酸不穩(wěn)定,見(jiàn)光或受熱易分解,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:③4HNO3(濃)2H2O+4NO2↑+O2↑。b.存放:濃HNO3應(yīng)盛放在④棕色試劑瓶里,并存放在⑤黑暗陰涼處。c.濃硝酸常呈黃色是HNO3分解產(chǎn)生的NO2溶于硝酸的緣故,去掉硝酸中黃色的方法是通入少量O2,發(fā)生的反應(yīng)為:⑥4NO2+O2+2H2O4HNO3。,(3)強(qiáng)氧化性a.與金屬的反應(yīng)(大部分金屬能與硝酸反應(yīng))Cu與濃、稀硝酸均能反應(yīng),化學(xué)方程式分別為:Cu+4HNO3(濃)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O、⑦3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。常溫下,鐵、鋁遇冷的濃HNO3能發(fā)生⑧鈍化。b.與非金屬的反應(yīng),如C+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2↑+2H2O。c.硝酸還能與其他還原劑,如H2S、SO2、Na2SO3、FeSO4、KI、NaBr等發(fā)生氧化還原反應(yīng)。d.王水濃HNO3和濃鹽酸按體積比1∶3混合即得王水,它的氧化性更強(qiáng),能溶解,Pt、Au等金屬。3.N的檢驗(yàn)待測(cè)液(濃)藍(lán)色溶液+紅棕色氣體。若待測(cè)液較稀,相當(dāng)于Cu與稀HNO3反應(yīng),產(chǎn)生無(wú)色氣體NO,現(xiàn)象不明顯,因此可將稀溶液濃縮后再檢驗(yàn)。4.用途制化肥、炸藥、染料等。,自測(cè)5久置的濃硝酸呈黃色,如何消除?怎樣保存濃硝酸?,答案濃硝酸見(jiàn)光或受熱發(fā)生分解,生成的NO2溶于濃硝酸使其顯黃色,所以消除的方法是通入O2(或空氣),使其發(fā)生反應(yīng)4NO2+O2+2H2O4HNO3。濃硝酸應(yīng)保存在棕色試劑瓶中,并置于陰涼處。,,自測(cè)6判斷正誤,正確的劃“√”,錯(cuò)誤的劃“?”。(1)濃、稀硝酸都能使藍(lán)色石蕊試紙最終變?yōu)榧t色()(2)硝酸能與Na2CO3反應(yīng),但不生成CO2()(3)硝酸可與Na2S反應(yīng)制得H2S氣體()(4)過(guò)量的銅與濃硝酸反應(yīng)有一氧化氮生成()(5)常溫下,鋁和鐵在濃HNO3中“鈍化”,說(shuō)明鋁和鐵與濃HNO3不反應(yīng)()(6)將可調(diào)高度的銅絲伸入稀HNO3中,溶液變藍(lán),說(shuō)明Cu與稀HNO3發(fā)生置換反應(yīng)()(7)用濃HNO3與Cu反應(yīng)制備NO2()(8)向裝有Fe(NO3)2溶液的試管中加入稀H2SO4,在管口觀察到有紅棕色氣體產(chǎn)生,這是因?yàn)镠NO3分解生成了NO2(),√,√,?,?,?,?,?,?,考點(diǎn)突破,考點(diǎn)一有關(guān)氮的氧化物的計(jì)算,考點(diǎn)三金屬與硝酸反應(yīng)的規(guī)律和相關(guān)計(jì)算(教師用書專用),考點(diǎn)二氨的綜合考查,1.關(guān)系式法(1)NO2和O2的混合氣體溶于水的計(jì)算由4NO2+O2+2H2O4HNO3可知,當(dāng)體積比:V(NO2)∶V(O2)(2)NO與O2同時(shí)通入水中2NO+O22NO2,4NO2+2H2O+O24HNO3總反應(yīng)方程式為4NO+3O2+2H2O4HNO3,當(dāng)體積比:V(NO)∶V(O2),考點(diǎn)一有關(guān)氮的氧化物的計(jì)算,2.原子守恒法4NO2+O2和4NO+3O2從組成上均相當(dāng)于2N2O5,上述兩個(gè)總反應(yīng)都與N2O5+H2O2HNO3等效。當(dāng)混合氣體溶于水時(shí)利用混合氣體中N、O原子個(gè)數(shù)比進(jìn)行分析判斷。N(N)∶N(O),典例1一個(gè)大試管的容積為27mL,收集滿二氧化氮?dú)怏w,把它倒扣在盛滿水的水槽里同時(shí)通入氧氣,一段時(shí)間后,量筒里剩余氣體體積為2mL。則通入的O2體積可能是5.25mL或8.75mL。,解析27mLNO2與水反應(yīng)生成的NO為9mL,通入O2后發(fā)生反應(yīng)4NO+3O2+2H2O4HNO3。若剩余的2mL氣體為O2,則V(O2)=2mL+9mL=8.75mL;若剩余的2mL氣體為NO,則參與反應(yīng)的NO為7mL,消耗的O2為7mL=5.25mL。,1-1容積為50mL的量筒內(nèi)充滿二氧化氮和氧氣的混合氣體,將其倒置在盛滿水的水槽里,一段時(shí)間后,量筒里剩余氣體體積為5mL。則原混合氣體中NO2和O2的體積比可能是18∶7或43∶7。,解析若剩余的5mL氣體為O2,則參加反應(yīng)4NO2+O2+2H2O4HNO3的NO2和O2的總體積為50mL-5mL=45mL,則原混合氣體中NO2的體積為45mL=36mL,O2的體積為50mL-36mL=14mL,即NO2與O2的體積比為36∶14=18∶7。若剩余的5mL氣體為NO,由3NO2+H2O2HNO3+NO可得反應(yīng)的NO2體積為15mL,則發(fā)生反應(yīng)4NO2+O2+2H2O4HNO3的NO2和O2的總體積為50mL-15mL=35mL,則原混合氣體中O2的體積為35mL=7mL,NO2的體積為50mL-7mL=43mL,即NO2與O2的體積比為43∶7。,1-2如下圖所示,將相同條件下的m體積NO和n體積O2同時(shí)通入倒立于水槽中且盛滿水的試管內(nèi),充分反應(yīng)后,試管內(nèi)殘留體積的氣體,該氣體與空氣接觸后立即變?yōu)榧t棕色。則m與n的比值為()A.3∶2B.2∶3C.8∶3D.3∶8,C,答案C剩余氣體與空氣接觸立即變?yōu)榧t棕色,說(shuō)明剩余氣體為NO,則體積的NO氣體與n體積的氧氣恰好完全反應(yīng),由4NO+3O2+2H2O4HNO3得=n,即m∶n=8∶3。,一、氨氣的實(shí)驗(yàn)室制法1.加熱NH4Cl和Ca(OH)2的混合物2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O特別提示選銨鹽時(shí),不選(NH4)2CO3、NH4HCO3、NH4NO3等,因它們受熱易分解,使產(chǎn)生的NH3中混有較多的雜質(zhì)氣體,另外NH4NO3受熱易發(fā)生爆炸;選堿時(shí),用消石灰而不用NaOH或KOH,因NaOH、KOH具有吸濕性,易結(jié)塊,不利于產(chǎn)生氨氣,且在高溫下均能腐蝕玻璃。,考點(diǎn)二氨的綜合考查,2.實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的其他方法,二、氨水的成分及性質(zhì)(1)組分三種分子:NH3、NH3H2O、H2O;三種離子:N、OH-、H+;粒子濃度大小順序?yàn)?c(NH3H2O)>c(OH-)>c(N)>c(H+)。(2)性質(zhì)①容易揮發(fā),盛濃氨水的試劑瓶瓶口常有白霧產(chǎn)生,久置溶液質(zhì)量減輕,濃度變小。②氨水質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大,其密度越小,因此質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x%的氨水與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3x%的氨水等體積混合后,所得氨水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于2x%。③氨水中存在平衡:NH3+H2ONH3H2ON+OH-,氨水呈堿性。,④氨水是很好的沉淀劑,能使Mg2+、Al3+、Fe2+、Fe3+、Ag+、Cu2+、Zn2+轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀,其中AgOH、Cu(OH)2、Zn(OH)2等沉淀能溶于過(guò)量氨水,生成配離子。,典例2(2015北京理綜,8)下列關(guān)于自然界中氮循環(huán)(如圖)的說(shuō)法不正確的是(),A.氮元素均被氧化B.工業(yè)合成氨屬于人工固氮C.含氮無(wú)機(jī)物和含氮有機(jī)物可相互轉(zhuǎn)化D.碳、氫、氧三種元素也參與了氮循環(huán),答案AA項(xiàng),人工固氮時(shí),N2+3H22NH3,氮元素被還原;B項(xiàng),把游離態(tài)的氮元素轉(zhuǎn)化為含氮化合物的過(guò)程是氮的固定,工業(yè)合成氨屬于人工固氮;C項(xiàng),硝酸鹽可轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì),動(dòng)植物遺體可轉(zhuǎn)化為氨或銨鹽,則含氮有機(jī)物和含氮無(wú)機(jī)物可相互轉(zhuǎn)化;D項(xiàng),在自然界氮循環(huán)過(guò)程中,碳、氫、氧三種元素也參與了循環(huán)。,2-1某小組的同學(xué)欲探究NH3經(jīng)一系列反應(yīng)得到HNO3和NH4NO3的過(guò)程,NH3的轉(zhuǎn)化過(guò)程如圖所示:甲、乙兩同學(xué)分別按如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。,用于A、B裝置中的可選藥品:濃氨水、30%H2O2溶液、蒸餾水、NaOH固體、MnO2。(1)儀器a的名稱是,裝置A的圓底燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。,裝置E有多種作用,下列關(guān)于裝置E的作用或其中所盛液體的說(shuō)法中,不正確的是(填字母)。a.使氨氣和氧氣充分混合b.控制通入氨氣和氧氣的體積比c.平衡裝置內(nèi)的壓強(qiáng)d.錐形瓶?jī)?nèi)液體是飽和食鹽水(2)甲同學(xué)先點(diǎn)燃酒精燈,再打開(kāi)K1、K2、K3、K4,反應(yīng)一段時(shí)間后,他認(rèn)為成功模擬了過(guò)程Ⅱ的反應(yīng),原因是其觀察到(填支持其觀點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象);甲同學(xué)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的氣體持續(xù)通入裝置H一段時(shí)間后,H中的溶液變成藍(lán)色,則其中銅片所參與反應(yīng)的離子方程式為,,若制得的氨氣僅按Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ的順序完全轉(zhuǎn)化為硝酸,欲使H裝置中所得溶液為純凈的CuSO4溶液(忽略Cu2+的水解),理論上所需氨氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為L(zhǎng)(假設(shè)硝酸與銅反應(yīng)產(chǎn)生的還原產(chǎn)物全部排出反應(yīng)裝置);從所得CuSO4溶液中得到CuSO45H2O晶體的方法是將溶液、、過(guò)濾、洗滌、干燥。(3)乙同學(xué)為模擬過(guò)程Ⅳ的反應(yīng),在甲同學(xué)操作的基礎(chǔ)上對(duì)該裝置進(jìn)行了下列各項(xiàng)中的一項(xiàng)操作,使G處圓底燒瓶中產(chǎn)生大量白煙,你認(rèn)為這項(xiàng)操作是(填字母)。a.關(guān)閉K3并熄滅酒精燈b.關(guān)閉K4并熄滅酒精燈c.關(guān)閉K3、K4并熄滅酒精燈,(4)丙同學(xué)認(rèn)為該系列實(shí)驗(yàn)裝置存在一處明顯的設(shè)計(jì)缺陷,你認(rèn)為該設(shè)計(jì)缺陷是。,答案(1)長(zhǎng)頸漏斗2H2O22H2O+O2↑d(2)G處圓底燒瓶中有紅棕色氣體產(chǎn)生3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O2.24蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶(3)a(4)缺少尾氣處理裝置解析(1)儀器a的名稱是長(zhǎng)頸漏斗;氨氣的干燥用堿石灰,應(yīng)放在球形干燥管中,故裝置B、D用于制取純凈、干燥的氨氣,裝置A、C用于制取純凈、干燥的氧氣,裝置A的圓底燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H2O22H2O+O2↑。裝置E有多種作用,如使氨氣和氧氣充分混合,通過(guò)觀察產(chǎn)生氣泡的速率控制通入氨氣和氧氣的體積比,平衡裝置內(nèi)的壓強(qiáng),但氨氣極易溶于水,錐形瓶?jī)?nèi)液體不能是飽和食鹽水。(2)若甲同學(xué)成功模擬了過(guò)程Ⅱ的反應(yīng),則應(yīng)有NO2生成,故觀察到G處圓,底燒瓶中有紅棕色氣體產(chǎn)生;NO2溶于水生成HNO3,HNO3可與Cu反應(yīng),則銅片所參與反應(yīng)的離子方程式為3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O。由反應(yīng)方程式知,若制得純凈的CuSO4溶液,硫酸和硝酸的物質(zhì)的量之比為3∶2,n(H2SO4)=0.15L1molL-1=0.15mol,則需硝酸的物質(zhì)的量為0.1mol,根據(jù)氮原子守恒可知,理論上所需氨氣的物質(zhì)的量為0.1mol,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為2.24L;從所得CuSO4溶液中得到CuSO45H2O晶體的方法是將溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥。(3)甲同學(xué)操作使G處圓底燒瓶中含有硝酸蒸氣,若要制得硝酸銨,應(yīng)再通入一定量的氨氣,故應(yīng)關(guān)閉K3并熄滅酒精燈。,2-2某學(xué)習(xí)興趣小組探究氨氣的制取實(shí)驗(yàn):(1)甲同學(xué)擬用下列實(shí)驗(yàn)方法制備氨氣,其中合理的是(填字母)。A.將氯化銨固體加熱分解收集產(chǎn)生的氣體B.將濃氨水滴入氫氧化鈉固體中,收集產(chǎn)生的氣體C.將碳酸氫銨加熱分解產(chǎn)生的氣體用堿石灰干燥D.將氯化銨稀溶液滴入氫氧化鈉固體中,收集產(chǎn)生的氣體(2)根據(jù)上述正確的原理,該同學(xué)欲用下列常見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)室制氣裝置制取氨氣,適宜的裝置是。,(3)氣體的性質(zhì)是氣體收集方法選擇的主要依據(jù)。下列性質(zhì)與收集方法無(wú)關(guān)的是(填序號(hào))。①密度②顏色③溶解性④熱穩(wěn)定性⑤與氧氣反應(yīng),,(4)下圖是甲同學(xué)設(shè)計(jì)的收集氨氣的幾種裝置,其中可行的是,集氣的原理是。,答案(1)BC(2)CD(3)②④(4)d利用氨氣密度小于空氣,采用短管進(jìn)氨氣,長(zhǎng)管出空氣,即可收集氨氣解析(1)氯化銨受熱分解產(chǎn)生氯化氫和氨氣,遇冷又轉(zhuǎn)化為氯化銨固體;用NH4Cl和NaOH反應(yīng)制取氨氣時(shí),應(yīng)用濃的NH4Cl溶液并加熱。(2)將濃氨水滴入氫氧化鈉固體中制氨氣用C裝置;將碳酸氫銨加熱分解產(chǎn)生的氣體用堿石灰干燥制氨氣選用D裝置。(3)氣體收集方法的選擇要考慮密度、溶解性及能否與空氣中成分反應(yīng)。(4)氨氣極易溶于水,密度比空氣小,故采用向下排空氣法收集。,1.反應(yīng)規(guī)律(1)HNO3與金屬的反應(yīng)一般,還原產(chǎn)物:濃HNO3→NO2,稀HNO3→NO。,考點(diǎn)三金屬與硝酸反應(yīng)的規(guī)律和相關(guān)計(jì)算(教師用書專用),(2)Cu與HNO3的反應(yīng)Cu與濃HNO3反應(yīng)時(shí),若Cu足量,開(kāi)始時(shí)還原產(chǎn)物為NO2,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,濃HNO3變稀,還原產(chǎn)物為NO,最終得到NO2與NO的混合氣體。(3)Fe與稀HNO3的反應(yīng)Fe過(guò)量,氧化產(chǎn)物為Fe2+;Fe不足,氧化產(chǎn)物為Fe3+。2.計(jì)算方法(1)原子守恒法HNO3與金屬反應(yīng)時(shí),一部分HNO3起酸性作用;另一部分HNO3作為氧化劑被還原,反應(yīng)產(chǎn)生的硝酸鹽及還原產(chǎn)物中氮原子的總物質(zhì)的量等于反應(yīng)消耗的HNO3中氮原子的物質(zhì)的量。,(2)得失電子守恒法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。(3)離子方程式計(jì)算法金屬與H2SO4、HNO3的混合酸反應(yīng)時(shí),由于硝酸鹽中的N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(lái)計(jì)算,先作過(guò)量判斷,然后根據(jù)完全反應(yīng)的金屬或H+或N的量進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。,典例3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,向該混合液中加入1.92g銅粉,加熱,待充分反應(yīng)后,所得溶液中銅離子的物質(zhì)的量濃度(不考慮溶液體積變化)是()A.0.15mol/LB.0.225mol/LC.0.30mol/LD.0.45mol/L,B,答案B反應(yīng)的離子方程式為3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O,分析可知H+不足,應(yīng)根據(jù)n(H+)進(jìn)行計(jì)算,所以n(Cu2+)=0.06mol=0.0225mol,c(Cu2+)==0.225mol/L。,3-1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1.68LO2(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NaOH溶液的體積是()A.60mLB.45mLC.30mLD.15mL,A,答案A由題意可知:HNO3HNO3,則Cu失去的電子數(shù)與O2得到的電子數(shù)相等,即n(Cu)=2n(O2)=2=0.15mol。根據(jù)關(guān)系式Cu~Cu(NO3)2~2NaOH可得n(NaOH)=2n(Cu)=0.3mol,則V(NaOH)==0.06L=60mL。,3-2將32.64g銅與140mL一定濃度的硝酸反應(yīng),銅完全溶解,產(chǎn)生的NO和NO2混合氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2L。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)NO的體積為L(zhǎng),NO2的體積為L(zhǎng)。(2)參加反應(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VmLamolL-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molL-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,至少需要30%的雙氧水g。,答案(1)5.8245.376(2)1.52mol(3)(4)57.8解析(1)n(Cu)==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。則x+y==0.5mol,3x+y=(0.512)mol,解得:x=0.26mol,y=0.24mol。則V(NO)=0.26mol22.4Lmol-1=5.824L,V(NO2)=11.2L-5.824L=5.376L。(2)參加反應(yīng)的HNO3分兩部分:一部分顯酸性,生成Cu(NO3)2;另一部分被還原成NO2和NO,所以參加反應(yīng)的HNO3的物質(zhì)的量為0.51mol2+0.5,mol=1.52mol。(3)HNO3在反應(yīng)中一部分變成氣體,一部分以N的形式留在溶液中。變成氣體的HNO3的物質(zhì)的量為0.5mol。加入NaOH溶液恰好使溶液中的Cu2+全部轉(zhuǎn)化為沉淀,此時(shí)溶液中的溶質(zhì)只有NaNO3,其物質(zhì)的量為10-3aVmol,也就是以N形式留在溶液中的HNO3的物質(zhì)的量為10-3aVmol。所以,c(HNO3)=molL-1。(4)由得失電子守恒得:2n(Cu)=2n(H2O2),n(H2O2)=n(Cu)=0.51mol,則m(H2O2)=17.34g,需30%的雙氧水:17.34g30%=57.8g。,