氮及其化合物导学案(学生版).doc

(完整版)氮及其化合物导学案(学生版)氮及其化合物 考点1氮气及氮的氧化物1。 氮元素的存在在自然界中，氮元素既有态,也有态，大部分氮元素以态的形式存在于空气中。2. 氮气的物理性质颜色:,状态：，气味：，水溶性：溶于水。3。 氮气的化学性质常温下,氮气的化学性质稳定，通常情况下不易发生化学反应。写出下列反应的化学方程式。(1) 工业上合成NH3：.(2） N2和O2在放电条件下生成NO：。（3) Mg在N2中燃烧：。4. 氮的固定（1） 含义：将的氮转变为的氮。(2） 方式:、生物固氮、工业固氮。5. 氮的氧化物氮有多种价态的氧化物:N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等.完成NO和NO2的比较：NONO2物理性质颜色毒性溶解性化学性质与O2反应2NO+O22NO2与H2O反应3NO2+H2O2HNO3+NO实验室制法（用化学方程式表示）3Cu+8HNO3（稀）3Cu(NO3）2+2NO+4H2OCu+4HNO3（浓)Cu（NO3)2+2NO2+2H2O注意：（1) 氮的氧化物都是大气污染物。空气中NO2是造成光化学烟雾的主要因素(2) NO2既有氧化性又有还原性，以氧化性为主.NO2能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝例题1(2013上海高考）一定条件下，将0.1L CO、0。2L CO2、0.1L NO、0.2L NO2和0。2L NH3混合，然后通过分别盛有足量蒸馏水、饱和碳酸氢钠溶液和氢氧化钠溶液的三个洗气瓶（洗气瓶排列顺序不确定）。假设气体通过每个洗气瓶都能充分反应，则尾气(已干燥)（）A。 可能是单一气体 B。 不可能含有一氧化碳C。 可能存在原气体中的两种气体 D. 成分和洗气瓶的排列顺序无关变式1NOx是汽车尾气中的主要污染物之一.(1） NOx能形成酸雨，写出NO2转化为HNO3的化学方程式：。(2) 在汽车尾气系统中装置催化转化器，可有效降低NOx的排放。当尾气中空气不足时，NOx在催化转化器中被还原成N2排出。写出NO被CO还原的化学方程式：.(3） 通过NOx传感器可监测NOx的含量,其工作原理示意图如下图所示。2 Pt电极上发生的是(填“氧化”或“还原）反应。1 写出NiO电极的电极反应式：。微课1书写减少氮氧化物排放的化学方程式 图1 图2 图3（1) 汽车排出的尾气中也含有氮氧化物，为避免污染,常给汽车安装尾气净化装置。净化装置里装有催化剂，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的机理如图1所示.写出净化过程中的总化学方程式： .（2） TiO2在紫外线照射下会使空气中的某些分子产生活性基团OH，OH能将NO、NO2氧化，如图2所示，OH与NO2反应的化学方程式为NO2+OHHNO3.写出OH与NO反应的化学方程式：。（3） 用乙烯作为还原剂将氮的氧化物还原为N2是燃煤烟气的一种脱硝(除NOx)技术。其脱硝机理如图3，写出该脱硝过程中乙烯和NO2反应的化学方程式：。 考点2氨气及铵盐1。 氨气(1) 氨气的物理性质:颜色：；气味：；密度：比空气；溶解性：溶于水（常温常压下，1体积水中大约可溶解体积氨气）;熔、沸点低,易液化。(2) 氨气的化学性质与水反应：NH3+H2ONH3H2O计算氨水浓度时通常将视作溶质，氨水的浓度越大，密度。弱碱性：NH3H2O络合性：Ag+2NH3H2O与酸反应：实质是NH3+H+与O2反应：4NH3+5O2(3） NH3的用途液氨可用作。NH3是一种重要的化工原料,可用来制硝态氮肥、铵态氮肥、尿素等。2。 铵盐(1) 铵盐的物理性质：色晶体,溶于水。(2) 铵盐的化学性质热不稳定性NH4ClNH4HCO3与碱溶液的反应N+OH,氨气能使试纸变色（可用于检验铵盐）.(3） N的检验未知液呈碱性湿润的色石蕊试纸变色，则证明含N。例题2下列说法正确的是()A。 氨气与氯气相遇可能冒白烟 B。 氨气通入浓硫酸或浓硝酸中会被氧化C. 氨气可以由所有铵盐受热分解得到 D. 氨气比PH3易液化是因为NH键的键能比P-H键的键能大变式2探究氨气及铵盐性质的过程中，下列根据实验现象得出的结论不正确的是()A。 将集有氨气的试管倒扣于水槽中，液体迅速充满试管,说明氨气极易溶于水B. 将pH=11的氨水稀释1 000倍，测得pH8,说明NH3H2O为弱碱C. 加热NH4HCO3固体，观察到固体逐渐减少,试管口有液滴产生,说明NH4HCO3受热不稳定D。 将红热的铂丝伸入右图所示的锥形瓶中，瓶口出现少量红棕色气体，说明氨气的氧化产物为NO21。 NH3的实验室制法(1） 方法一:加热固态铵盐和碱的混合物.一般加热NH4Cl和Ca(OH）2 的混合物。原理：2NH4Cl+Ca（OH）2CaCl2+2NH3+2H2O装置：固体+固体气体（与用KClO3或KMnO4制O2的装置相同）.收集:只能用向下排空气法。干燥：用碱石灰（NaOH和CaO固体的混合物），不能用CaCl2。验满：用湿润的红色石蕊试纸置于试管口,试纸变蓝色；或将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生。注意事项：收集时，一般在试管口塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球,可减小NH3与空气的对流速率，收集到纯净的NH3，同时也可避免污染空气.（2） 方法二：加热浓氨水。原理：NH3H2ONH3+H2O装置：(3） 方法三：浓氨水中加固态碱性物质（如NaOH粉末)。原理：浓氨水中存在平衡NH3+H2ONH3H2ON+OH-，加入固态碱性物质(如CaO、NaOH、碱石灰等)，使平衡逆向移动，同时反应放热，促进NH3H2O的分解。装置:2。 NH3的催化氧化反应4NH3+5O24NO+6H2O 4NH3+6NO5N2+6H2O 8NH3+6NO27N2+12H2O 考点3硝酸1. 硝酸的性质（1） 硝酸的物理性质纯硝酸是色、有气味、易的液体,能跟水以互溶,常用浓硝酸的质量分数为，“发烟硝酸的浓度为。(2） 硝酸的化学性质强酸性与CaCO3反应:CaCO3+2HNO3Ca(NO3）2+CO2+H2O稀硝酸遇石蕊试液，（填现象）.浓硝酸遇石蕊试液,（填现象）。不稳定性HNO3受热或光照分解的化学方程式为。强氧化性常温下,Fe、Al遇冷、浓硝酸(填现象)。Cu与稀硝酸反应:Cu与浓硝酸反应：C与浓硝酸反应:2。 硝酸的用途硝酸是一种重要化工原料，常用来制造、等。例题3等质量的下列物质与足量稀硝酸反应，放出NO物质的量最多的是（)A。 FeO B。 Fe2O3 C. FeSO4 D. Fe3O4变式3(2013江苏学测)对于1L HNO3和H2SO4的混合溶液，若HNO3和H2SO4物质的量浓度存在如下关系：c(H2SO4）+c(HNO3）=1。2molL1。则理论上最多能溶解铜的物质的量为(）A. 0。80mol B. 0.72mol C. 0。45mol D. 0.40mol硝酸的工业生产1. 工业生产中的物质转化：NH3NONO2HNO32. 主要原料:氨气、空气、水3。 主要原理： （1） 4NH3+5O24NO+6H2O (2） 2NO+O22NO2 （3) 3NO2+H2O2HNO3+NO4。 尾气处理: NO+NO2+2NaOH2NaNO2+H2O 2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O【随堂检测】1. 下列装置适用于实验室制氨气并验证氨气的某化学性质,其中能达到实验目的的是(）A. 用装置甲制取氨气 B. 用装置乙除去氨气中的水蒸气C。 用装置丙验证氨气具有还原性 D。 用装置丁吸收尾气2。 一定质量的铁和足量的稀硝酸或浓硝酸完全反应,在相同条件下，用排水集气法收集产生的气体.下列叙述一定正确的是(）A. 硝酸浓度越大，消耗的硝酸越少 B。 硝酸浓度不同，生成Fe(NO3)3的物质的量相同C。 硝酸浓度越大，产生的气体越少 D. 用排水集气法收集到的气体在相同状况下体积相同3。 红热的木炭与浓硝酸共热产生的气体等分为和两份，第份先通过适量蒸馏水，再导入少量石灰水；第份直接通入少量石灰水。则石灰水的变化最可能为（)A. 不变浑浊，变乳白色 B. 变乳白色，不变浑浊C. 变乳白色，变乳白色 D. 不变浑浊，不变浑浊4。 判断下列说法是否正确。（1) 分别加热盛有NH4Cl和单质碘的试管，管口均有固体凝结。(）(2) 常温下铁能被浓硝酸钝化，可用铁质容器贮运浓硝酸.（)(3） 常温下，浓硝酸不跟铁发生化学反应，可用铁制容器盛装浓硝酸。（）(4） 液氨汽化时要吸收大量的热,可用作制冷剂。（）（5） 氨气显碱性,可用P2O5或无水CaCl2干燥.(）（6) 氮气化学性质通常不活泼，可将炽热的镁粉放在氮气中冷却.()(7) 向稀溶液中加入少量NaOH溶液，未产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，该溶液中一定不含N。(8) 标准状况下，6.72L NO2与水充分反应转移的电子数目为0.1NA。（）（9） 氨气具有氧化性，可用浓氨水检验氯气管道是否泄漏.(）(10） 加入铝粉能放出氢气的溶液中一定能大量存在C、Al、I、N等离子。()【课后检测】氮及其化合物1。 （2015盐城三模）下列装置应用于实验室制取NH3，并用AlCl3溶液吸收多余氨气制氢氧化铝，最后回收氯化铵的实验，能达到实验目的的是()A。 用装置甲制取NH3 B. 用装置乙吸收NH3制取Al（OH)3C。 用装置丙在不断搅拌下分离Al（OH)3和NH4Cl溶液 D。 用装置丁蒸干NH4Cl溶液并灼烧制NH4Cl2。 相同质量的铜片分别与体积相同且过量的浓硝酸、稀硝酸反应，二者比较相等的是（）A。 反应中氧化剂得到电子总数 B。 铜片消耗完所需时间C。 反应后溶液中铜离子的物质的量浓度（反应后溶液体积不变） D. 反应生成气体的体积(同温、同压）3。 （2015北京理综）下列关于自然界中氮循环（如下图）的说法不正确的是(）A。 氮元素均被氧化 B。 工业合成氨属于人工固氮C。 含氮无机物和含氮有机物可相互转化 D。 碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环4. 物质的量之比为13的锌与稀硝酸混合，若硝酸被还原的产物为N2O，反应结束后锌没有剩余，下列说法正确的是(）A. 在此反应中硝酸体现强氧化性,全部被还原 B。 向反应后的溶液中再加入金属铁，不再发生化学反应C. 该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸之比为14D。 该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸之比为155. 汽车排放的尾气中含有NO2，NO2是城市大气污染的主要污染物之一。在日光照射下，NO2发生一系列光化学烟雾的循环反应,从而不断产生O3，加重空气污染。反应过程为2NO22NO+2O；2NO+O22NO2；O+O2O3。下列对该反应过程及产物的叙述正确的是()A. NO2起催化剂作用 B. NO起催化剂作用C。 NO2只起氧化剂作用 D. O3与O2互为同分异构体6. 铵盐是一类重要的氮的化合物,设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是（)A。 1 mol N含有的电子数为11NA B。 N中N元素的化合价为-3,在氧化还原反应中常作氧化剂C。 0.1 L 3 molL-1NH4NO3溶液中氮原子数等于0。6NAD。 硫酸铵中既含有离子键又含有共价键,而氯化铵中只含有离子键7. 判断下列说法是否正确（用“”或“”回答)。(1)氯化铵、次氯酸都属于强电解质。(）(2）制二氧化氮时，用水或NaOH溶液吸收尾气。(）（3)液氨用作制冷剂不涉及化学变化。()(4)浓氨水可检验氯气管道漏气.()（5）将NH4Cl溶液蒸干制备NH4Cl固体。()(6）常温下，相同的铝片中分别加入足量的浓、稀硝酸,浓硝酸中铝片先溶解完。（）(7)只滴加氨水鉴别NaCl、AlCl3、MgCl2、Na2SO4四种溶液。()(8)标准状况下，22。4 L氨水含有NA个NH3分子。()(9）通过灼热的镁粉除去N2中的O2.()(10）P2O5可用于干燥Cl2和NH3。(）8。 (2016湖北黄冈测试 ）某校实验小组的同学利用下图所示实验装置探究氨与氧化铜的反应(图中夹持、固定装置均略去）。（1）按图设计组装好仪器，先，再装入药品。(2)A中分液漏斗内应装B中固体试剂为.（3）打开分液漏斗活塞，加入试剂，点燃C处的酒精灯，一段时间后，观察到C中氧化铜全部转化成光亮的红色固体，F中集气瓶内收集到一种无色气态单质。写出装置C中反应的化学方程式: 。(4）E中浓硫酸的作用是。 （5)已知Cu2O也是红色的。下表为实验前后C装置的质量，通过计算可知反应后的产物中 (填“有、“无”或“无法确定”）Cu2O.空玻璃管实验前（样品+玻璃管）实验后（样品+玻璃管）59.60 g65.60 g64。64 g9。 （2014北京西城区一模)某小组对Cu与浓硝酸的反应进行研究。记录如下:装置药品现象实验10。64 g 铜片和20。0 mL浓硝酸铜片消失，得到绿色溶液A,放置较长时间后得到蓝色溶液B. Cu与浓硝酸反应的化学方程式是 。 探究实验1中溶液A呈绿色而不是蓝色的原因。（1)甲认为溶液呈绿色是由Cu2+浓度较大引起的。乙根据实验记录，认为此观点不正确，乙的依据是。（2)乙认为溶液呈绿色是由溶解的NO2引起的。进行实验2：先将NO2通入B中,再鼓入N2。结果证实假设成立。则以上两步操作对应的现象分别是、。(3）为深入研究，丙查阅资料，有如下信息：. 溶有NO2的浓硝酸呈黄色;水或稀硝酸中通少量NO2溶液呈无色。 NO2溶于水，会发生反应2NO2+H2OHNO3+HNO2。HNO2是弱酸,只能稳定存在于冷、稀的溶液中,否则易分解。. N能与Cu2+反应：Cu2+(蓝色)+4NCu（NO2。据此，丙进一步假设：a. 可能是A中剩余的浓硝酸溶解了NO2得到的黄色溶液与Cu(NO3)2的蓝色溶液混合而形成的绿色；b。 可能是A中生成了Cu(NO2使溶液呈绿色。丙进行如下实验：操作现象1. 配制与溶液A的c(H+）相同的HNO3溶液，取20.0 mL，通入NO2气体溶液呈黄色2。 再加0。01 mol Cu（NO3）2固体搅拌至完全溶解溶液变为绿色3. 加水稀释溶液立即变为蓝色1。 向20。0 mL 0.5 molL1Cu（NO3）2蓝色溶液中通入少量NO2溶液呈绿色2. 加入稀硫酸有无色气体放出，遇空气变红棕色，溶液很快变为蓝色亚硝酸分解的化学方程式是 。请用平衡原理解释加入稀硫酸后绿色溶液变蓝的原因: 。（4）根据实验得出结论：实验1中溶液A呈绿色的主要原因是,请依据实验现象阐述理由: .10。 （2015北京顺义一练)某种硬铝合金是由 Al、Cu、Mg三种金属组成,主要应用于耐热可焊的结构件及锻件.某研究小组欲探究该合金的性质并测定合金中铝的质量分数.(1)甲同学预测：该合金与10 molL1硝酸反应时有NO2气体生成，可能还有NO生成。查阅资料:常温下，NO2与N2O4混合存在,在低于0 时几乎只有无色的N2O4液体或晶体存在.设计如下装置进行实验.按下图连接装置并检验气密性后，称取5 g 合金放于圆底烧瓶中，并滴加10 molL-1硝酸.合金中Cu与稀硝酸反应的离子方程式是。C装置的目的是 。能证明有NO2生成的实验现象是，能证明有NO生成的实验操作与现象是 .实验进行至A中固体全部溶解后,未检验到有NO生成，甲同学认为硬铝合金与10 molL-1硝酸反应时没有NO生成。乙同学认为不能确定是否生成了NO,需补充操作才能证明，该操作是 .(2）为测定合金中铝的质量分数，丙同学查阅资料：部分金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表。金属离子开始沉淀时的pH沉淀完全的pHAl3+3.44.7Cu2+4。16.9Mg2+9.412.4pH7。8时，Al（OH)3开始溶解，pH10.8时Al（OH）3完全溶解。设计如下方案并进行实验：调节pH时，应控制pH的范围是。选用NaOH溶液调节pH，得到溶液B的离子方程式是 。Al(OH)3经过滤、洗涤、灼烧至恒重后称量，质量为8。5 g，则该合金中铝的质量分数是。8