2024高考化学总复习一轮复习-第16讲-硝酸-含氮物质之间的转化.pptx

高考总,复习优化设计,GAO KAO ZONG FU XI YOU HUA SHE JI,第,16,讲 硝酸,含氮物质之间的转化,第三章,2024,内容索引,01,02,03,考点一硝酸,考点二含氮物质之间的转化,真题,演练 角度,拓展,复习目标,1,掌握硝酸的性质及用途。,2,了解氮及其化合物的性质及转化关系。,考点一硝酸,必备,知识 自主,预诊,1,.,物理性质,硝酸是无色、,易,挥发、有,刺激性,气味的液体。,2,.,化学性质,(1),不稳定性,浓硝酸不稳定,见光或受热易发生分解,化学方程式为,4,HNO,3,(,浓,)2H,2,O+4NO,2,+O,2,。,保存于棕色试剂瓶,并置于阴凉,处,与金属,反应,稀硝酸与铜反应的化学方程式,:,3Cu+8HNO,3,(,稀,),=,3Cu(NO,3,),2,+2NO+4H,2,O,浓硝酸与铜反应的化学方程式,:,Cu+4HNO,3,(,浓,),=,Cu(NO,3,),2,+2NO,2,+2H,2,O,与非金,属反应,浓硝酸与,C,反应的化学方程式,:,C+4HNO,3,(,浓,),CO,2,+4NO,2,+2H,2,O,与还原性,化合物反应,硝酸可氧化,Fe,2+,、,H,2,S,、,SO,2,、,Na,2,SO,3,、,HI,等还原性物质。如稀硝酸与,FeSO,4,溶液反应的离子方程式,:,3Fe,2,+,+4H,+,+,=,3Fe,3+,+NO+2H,2,O,(3),与有机化合物的,反应,显色反应,:,含有苯环的蛋白质遇到浓硝酸时变,黄,色。,旁栏边角,(,必修第一册,“,发烟硝酸,”),什么是,“,发烟硝酸,”?“,发烟硝酸,”,具有强氧化性吗,?,提示,HNO,3,质量分数为,95%,以上的浓硝酸,在空气中挥发出硝酸蒸气会产生,“,发烟,”,现象,通常又叫发烟硝酸。发烟硝酸具有强氧化性。,易错辨析,(1),常温下,铁、铝在浓硝酸中钝化属于化学变化。,(,),(2),实验室中常用,FeS,固体与稀硝酸反应制取,H,2,S,气体。,(,),(3),铜、碳单质均能与浓硝酸发生反应,都体现了浓硝酸的酸性和强氧化性。,(,),关键,能力 考,向突破,考向,1,实验探究硝酸与金属的反应,例,1,.,某同学进行如下实验,:,序号,实验过程,实验现象及部分结论,将铜粉加入试管中,再加入稀硝酸,溶液变蓝,液面上方呈浅红棕色,;,至不再产生气泡时,铜粉有剩余,剩余溶液呈酸性,继续向,中试管加入少量,NaNO,3,固体,又产生气泡,铜粉减少,液面上方呈浅红棕色,取饱和,Cu(NO,3,),2,溶液,加入少量固体,NaNO,3,和铜粉,无明显变化,下列说法不正确的是,(,),A.HNO,3,氧化性的强弱与其浓度大小有关,B.,、,中铜粉减少的原因能用相同的离子反应解释,C.,中余液呈酸性的主要原因是,Cu,2+,+,2H,2,O Cu(OH),2,+2H,+,D.,用一定浓度的,H,2,SO,4,与,NaNO,3,溶液也能使铜粉溶解,答案,C,解析,将铜粉加入试管中,再加入稀硝酸,稀硝酸与铜反应生成,NO,、硝酸铜和,H,2,O,溶液变蓝,NO,为无色气体,NO,遇,O,2,又变为红棕色的,NO,2,;,继续向,中试管加入少量固体,NaNO,3,由于铜粉剩余,溶液为酸性,加入硝酸钠,等同于加入了一定量的硝酸,则稀硝酸与铜又反应生成,NO,、硝酸铜和水,NO,气体遇,O,2,又变为红棕色的,NO,2,同时可知,中剩余溶液呈酸性是硝酸有剩余。向饱和,Cu(NO,3,),2,溶液加入少量固体,NaNO,3,和铜粉,三者不反应,无明显变化。,中有硝酸剩余,但不能将铜全部溶解,故硝酸的氧化性与浓度有关,A,正确,;,、,中铜粉减少的原因均为硝酸和铜发生了氧化还原,反,应,:,考向,2,金属与硝酸反应的计算,例,2,.,向,200 mL 2 molL,-1,HNO,3,溶液中逐渐加入铁粉至过量,(,假设生成的气体只有一种,),在此过程中,n,(Fe,2+,),随,n,(Fe),变化如图所示。下列有关说法正确的是,(,),A.,该过程中产生标准状况下的氢气,4.48 L,B.,向,c,点处的反应液中加入稀盐酸后无明显现象,C.,图中,a,=1.5,、,b,=1.5,D.,当加入铁粉,n,mol,时,(0.1,n,0.15),溶液中,n,(Fe,3+,)=(0.3-2,n,)mol,题图解读,向稀硝酸中加入铁粉至过量,发生反应分析如下,:,O,b,Fe+4HNO,3,(,稀,),=,Fe(NO,3,),3,+NO+2H,2,O,反应生成,Fe,3+,b,c,2Fe(NO,3,),3,+Fe,=,3Fe(NO,3,),2,Fe,3+,转化为,Fe,2+,答案,D,解析,硝酸与铁反应先生成硝酸铁、,NO,和水,不生成氢气,A,错误,;,c,点处的溶液是硝酸亚铁溶液,若加入盐酸,H,+,、,和,Fe,2+,发生氧化还原反应生成,Fe,3+,溶液变为棕黄色,B,错误,;,向硝酸中加入铁粉首先发生的反应为,Fe+4HNO,3,=,Fe(NO,3,),3,+NO+2H,2,O,硝酸的物质的量为,0.4,mol,则消耗铁的物质的量为,0.1,mol,b,=0.1,生成硝酸铁,0.1,mol,Fe,过量时又发生反应,2Fe(NO,3,),3,+Fe,=3,Fe(NO,3,),2,生成硝酸亚铁为,0.15,mol,则,a,=0.15,C,错误,;,根,据上述,分析,当加入铁粉,n,mol,时,(0.1,n,0.15),参加反应,2Fe(NO,3,),3,+Fe,=,3Fe(NO,3,),2,的铁为,(,n,-0.1),mol,消耗硝酸铁为,2(,n,-0.1),mol,则溶液中,n,(Fe,3+,)=0.1,mol-2(,n,-0.1),mol=(0.3-2,n,),mol,D,正确。,归纳总结,1,.,硝酸与金属反应的,3,个易错点,2,.,硝酸与金属反应计算的思维,模型,对点训练,1,.,某同学设计实验探究金属与硝酸的反应,如下,:,步骤,现象,Fe,表面产生大量无色气泡,液面上方变为红棕色,Fe,表面产生少量红棕色气泡后,迅速停止,Fe,、,Cu,接触后,其表面均产生红棕色气泡,下列说法不正确的是,(,),A.,中气体由无色变红棕色的化学方程式,:2NO+O,2,=,2NO,2,B.,中的现象说明,Fe,表面形成致密的氧化层,阻止,Fe,进一步反应,C.,对比,、,中现象,说明稀硝酸的氧化性强于浓硝酸,D.,针对,中现象,在,Fe,、,Cu,之间连接电流表,可判断,Fe,是否被氧化,答案,C,解析,铁放入稀硝酸中首先发生反应,Fe+4HNO,3,=,Fe(NO,3,),3,+NO+2H,2,O,NO,逸出,NO,遇到,O,2,生成,NO,2,气体由无色变为红棕色,A,正确,;,铁放入浓硝酸中,在常温下会发生钝化,即在,Fe,表面形成致密的氧化膜,阻止,Fe,进一步反应,B,正确,;,浓硝酸的氧化性强于稀硝酸,C,错误,;,在铁、铜之间加一个电流表,根据电子的流向,可判断铁是否被氧化,若电子由铁移动到铜,则说明铁被氧化,D,正确。,2,.4.6 g,铜和镁的合金完全溶于浓硝酸,若反应中硝酸被还原只产生,4 480 mL,的,NO,2,气体和,336 mL,的,N,2,O,4,气体,(,都已折算到标准状况,),在反应后的溶液中,加入足量,NaOH,溶液,生成沉淀的质量为,(,),A.9.02 gB.8.51 g,C.8.26 gD.7.04 g,答案,B,解析,最终生成的沉淀为,Mg(OH),2,和,Cu(OH),2,则沉淀的质量等于合金质量加上与,Mg,2+,、,Cu,2+,结合的,OH,-,的质量。由于金属阳离子结合,OH,-,的物质的量就是金属失去电子的物质的量,根据得失电子守恒可知,金属失去电子,的,考点二含氮物质之间的转化,必备,知识 自主,预诊,1,.,氮及其重要化合物的,“,价,类,”,二维图,从物质类别和氮元素化合价两个维度,总结、归纳氮及其重要化合物的性质与转化关系是掌握该部分内容的重要方法之一。,2,.,图示应用,根据上图中物质的转化关系,写出相应的离子,(,或化学,),方程式。,关键,能力 考,向突破,考向,含氮物质之间的相互转化,例题,.(2023,广东揭阳模拟,),下图是某元素常见物质的,“,价,类,”,二维图,其中,d,为红棕色气体,f,和,g,均为正盐且焰色试验的火焰为黄色。下列说法不正确的是,(,),A.e,的浓溶液可以用铝槽车运输,B.,气体,a,、,c,均可用浓硫酸干燥,C.,常温下,将充满,d,的密闭烧瓶置于冰水中,烧瓶内红棕色变浅,D.d,可与,NaOH,溶液反应生成,f,和,g,答案,B,解析,由题干信息可知,d,为红棕色气体氧化物,则,d,为,NO,2,说明题给图示为,N,元素的,“,价,类,”,二维图,则,a,为,NH,3,、,b,为,N,2,、,c,为,NO,、,e,为,HNO,3,;f,和,g,均为正盐且焰色试验的火焰为黄色,说明,g,、,f,含有,Na,+,则,f,为,NaNO,3,、,g,为,NaNO,2,。,e,的浓溶液即为浓硝酸,由于常温下铝在浓硝酸中发生钝化,故可以用铝槽车运输浓硝酸,A,正确,;NH,3,不能用浓硫酸干燥,NO,可用浓硫酸干燥,B,错误,;d,为,NO,2,常温下,存在反应,2NO,2,(g,)N,2,O,4,(g,),H,0,将充满,NO,2,的密闭烧瓶置于冰水中,平衡正向移动,故烧瓶内红棕色变浅,C,正确,;d,为,NO,2,NO,2,可与,NaOH,溶液发生反应,2NO,2,+2NaOH,=,NaNO,3,+NaNO,2,+H,2,O,即,NO,2,可与,NaOH,溶液反应生成,NaNO,3,和,NaNO,2,D,正确。,归纳总结,含氮物质之间的相互转化关系及,分析,(1)“,歧化反应,”,同一物质中某元素的化合价在同一反应中既升高又降低。,例如,3NO,2,+H,2,O,=,2HNO,3,+NO,2NO,2,+2NaOH,=,NaNO,3,+NaNO,2,+H,2,O,。,(2)“,归中反应,”,不同物质中同一元素的不同化合价在同一反应中只靠拢,不交叉。例如,NO,2,+NO+2NaOH,=,2NaNO,2,+H,2,O,6NO+4NH,3,5N,2,+6H,2,O,。,对点训练,(2023,广东茂名五校联考,),部分含氮物质的分类与相应氮元素的化合价关系如图所示。下列说法错误的是,(,),A.,从氮元素的化合价角度考虑,a,有还原性,B.b,、,c,都是大气污染物,可引起光化学烟雾,C.d,的溶液与金属银反应可生成,b,、,c,D.a,与,d,形成的化合物对水的电离没有影响,答案,D,解析,由题干,“,价,类,”,二维图可知,a,为,NH,3,b,为,NO,c,为,NO,2,或,N,2,O,4,d,为,HNO,3,。,a,为,NH,3,NH,3,中,N,元素的化合价为,-3,价,处于最低价,故从氮元素的化合价角度考虑,a,有还原性,A,正确,;b,、,c,分别为,NO,、,N,2,O,4,或,NO,2,都是大气污染物,可引起光化学烟雾,B,正确,;d,为,HNO,3,则,Ag,与浓硝酸反应生成,NO,2,Ag,与稀硝酸反应生成,NO,故,d,的溶液与金属银反应可生成,b,、,c,C,正确,;a,为,NH,3,d,为,HNO,3,a,与,d,形成的化合物,(NH,4,NO,3,),为强酸弱碱盐,其中弱碱阳离子能够发生水解,故对水的电离有促进作用,D,错误。,真题,演练 角度,拓展,角度,一硝酸的性质及应用,1,.,下述实验中均有红棕色气体产生,对比分析所得结论不正确的是,(,),A.,由,中的红棕色气体可推断产生的气体一定是混合气体,B.,红棕色气体不能表明,中木炭与浓硝酸发生了反应,C.,由,说明浓硝酸具有挥发性,生成的红棕色气体为还原产物,D.,的气体产物中检测出,CO,2,由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应,答案,D,解析,中浓硝酸受热分解,发生反应,4HNO,3,(,浓,)4NO,2,+O,2,+2H,2,O,产生的气体为混合气体,A,正确,;,由,可知,浓硝酸受热分解可生成红棕色气体,NO,2,则,中,“,产生红棕色气体,”,不能说明木炭能与浓硝酸发生反应,B,正确,;,根据,和,浓硝酸反应产生红棕色气体,NO,2,时需要加热,浓硝酸具有挥发性才可与上方红热木炭接触,同时,N,元素化合价降低,生成的,NO,2,为还原产物,C,正确,;,红热的木炭可与空气中的,O,2,反应生成,CO,2,D,错误。,角度,拓展,(1)(2021,广东卷,12A),将铜丝插入浓硝酸中制备,NO,。,(,),(2)(2021,河北卷,10D),浓硝酸和稀硝酸与,Cu,反应的还原产物分别为,NO,2,和,NO,故稀硝酸氧化性更强。,(,),(3)(2022,浙江,6,月选考,9C),浓硝酸与铁在常温下不能反应,所以可用铁质容器贮运浓硝酸。,(,),角度,二含氮物质之间的相互转化,2,.(2021,江苏卷,7),在指定条件下,下列选项所示的物质间转化能实现的是,(,),答案,C,解析,NO,不溶于水也不与水反应,A,错误,;,稀硝酸与,Cu,反应得到硝酸铜、水和,NO,得不到,NO,2,B,错误,;NO,有氧化性,CO,有还原性,在高温、催化剂条件下二者可发生氧化还原反应转化为无毒的,N,2,和,CO,2,C,正确,;O,3,有强氧化性,不能作还原剂将,N,还原,D,错误。,角度,拓展,部分含氮物质的分类与相应氮元素的化合价关系如图所示。下列说法错误的是,(,),A.a,可经催化氧化生成,b,B.b,为红棕色,可转化为,c,C.,密闭体系中,c,存在反应,2NO,2,N,2,O,4,D.d,的溶液与,Cu,反应可生成,b,或,c,B,本 课 结 束,