氮的知识点及例题.doc

第四节 氮及其重要化合物一、氮的单质及其氧化物1.氮在自然界中的存在与转化(1)氮元素的存在与氮的固定2氮气(1)物理性质颜色：无色；气味：无味；状态：气体；密度：比空气小；溶解性：难溶于水。(2)化学性质3.NO和NO2的性质比较NONO2物理性质颜色无色红棕色毒性有毒有毒溶解性不溶能溶化学性质与O2反应2NOO2=2NO2与H2O反应3NO2H2O=2HNO3NO实验室制法(填化学方程式)3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2OCu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O与人体、环境的关系与血红蛋白结合使人中毒转化成NO2形成酸雨、光化学烟雾形成酸雨、光化学烟雾二、氨和铵盐1氨气物理性质无色、刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水，常温常压下1体积水能溶解700体积的氨气，易液化（可作致冷剂）2. 氨气化学性质（1）与水反应：氨水呈碱性，原理：NH3+H2ONH3H2ONH4+OH-氨气是唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体，常用此性质检验氨气。（2）与酸反应与挥发性酸(如浓盐酸、硝酸)的反应NH3+HCl=NH4Cl 现象：产生白烟 与硫酸反应：2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4（3）与盐反应：向AlCl3溶液中滴加氨水反应的离子方程式为：Al3+3 NH3H2O=Al(OH)3+3 NH4+（4）氨气的还原性NH3中的N呈3价，所以NH3具有还原性，能被O2、CuO、NOx、Cl2等物质氧化。3.实验室制法：2NH4ClCa(OH)22NH3CaCl22H2O。4用途：制HNO3、铵盐、纯碱、尿素，制冷剂等。5.铵盐（1）物理性质：都是无色或白色晶体，易溶于水。（2）化学性质：不稳定性： NH4HCO3 NH3 + H2O + CO2（30以上可分解）， NH4Cl NH3+ HCl与碱反应： a. 在稀溶液中不加热：b.加热时或浓溶液： （3）NH4+的检验：取少量样品，与碱混合于试管中，加热。将湿润的红色石蕊试纸靠近管口，试纸变蓝色，说明样品中含有NH4+；也可以将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近管口，若有白烟产生，说明样品中含有NH4+。未知液呈碱性湿润红色石蕊试纸变蓝色，则证明含NH。三、硝酸1、物理性质无色、易挥发（在空气中遇水蒸气呈白雾状），有刺激性气味的液体。2、化学性质（1）不稳定性市售浓硝酸呈黄色的原因是：硝酸分解生成的NO2溶解在硝酸里硝酸保存在棕色试剂瓶中，置于冷暗处，不能用橡胶塞。（2）强氧化性：硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大氧化性越强能与Au、Pt以外的所有金属反应，如Cu与浓、稀硝酸的反应方程式：Cu+4HNO3(浓)= Cu(NO3)2+2NO2+2H2O、3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O注意：有些金属(如Al、Fe等)在冷的浓硝酸中发生钝化。故可以用铁、铝容器运输冷的浓硝酸。与非金属的反应碳与浓硝酸反应的化学方程式：C+4HNO3 CO2+4NO2+2H2O与某些还原性物质反应（如FeO）化学方程式：3FeO+ 10HNO3(稀)= 3Fe(NO3)3+NO+5H2O3、NO3离子的检验：晶体或浓溶液与浓硫酸、Cu共热时，若产生红棕色气体则含NO3；若为稀溶液则先浓缩。(3)与有机物反应硝化反应(与C6H6反应)：C6H6+HNO3浓硫酸C6H5NO2+H2O颜色反应：蛋白质遇到浓硝酸时变黄色3.用途：化工原料，用于制化肥、染料、炸药等。【热点难点全析】一、氨气的实验室制法与性质1加热固态铵盐和碱的混合物(1)反应原理： 2NH4ClCa(OH)22NH3CaCl22H2O。 (2)装置：“固体固体气体”(与用KClO3或KMnO4制O2的装置相同)。 (3)收集：只能用向下排空气法。(4)干燥：用碱石灰(NaOH和CaO固体的混合物)。(5)验满方法：用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色；将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生。(6)环保措施：收集时，一般在管口塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球，可减小NH3与空气的对流速度，收集到纯净的NH3，同时也可避免污染空2加热浓氨水(1)反应原理：NH3H2ONH3H2O。(2)装置：右图3浓氨水中加固态碱性物质(1)原理： 浓氨水中存在以下平衡：NH3H2ONH3H2ONH OH，加入固态碱性物质(如CaO、NaOH、碱石灰等)， 使平衡逆向移动，促进了NH3H2O的分解。(2)装置：特别提醒加热铵盐和碱制氨气时：(1)不宜选用NH4NO3和NH4HCO3，NH4NO3受热易爆炸，NH4HCO3受热易分解产生CO2。(2)Ca(OH)2不宜用NaOH、KOH代替，原因是NaOH、KOH易吸湿，结块，不利于NH3的逸出。4.氨气的性质(1)氨气的催化氧化实验探究装置作用或现象提供氨气和氧气使氨气被催化氧化，红热状态的铂铑合金丝更加红热吸收剩余的氨气和生成的水蒸气看到有红棕色的气体产生(2)氨气的溶解性实验问题喷泉实验的基本原理气体在液体中溶解度很大，在短时间内产生足够的压强差(负压)，则打开止水夹后，大气压将烧杯内的液体压入烧瓶中，在尖嘴导管口形成喷泉。 形成喷泉的气体与液体组合a.NH3、HCl、SO2、NO2 与水组合能形成喷泉。 b.酸性气体与NaOH溶液组合能形成喷泉。 【典例1】实验室里可按下图所示的装置干燥、贮存某气体R，多余的气体可用水吸收，则R是()ANO2BHClCCH4 DNH3解析：由储气瓶的连接方式知，瓶内只能收集密度小于空气的气体，排除NO2、HCl；由尾气吸收装置知，该气体极易溶于水，排除CH4。答案： D二、硝酸与金属、非金属反应的一般规律1硝酸与金属反应的一般规律(1)金属与HNO3反应一般不生成H2，浓HNO3一般被还原为NO2，稀HNO3一般被还原为NO。(2)足量金属与一定量浓硝酸反应时，随着硝酸浓度的降低，产物也发生改变。(3)金属与HNO3反应的一般通式为金属浓硝酸金属硝酸盐NO2H2O反应中，表现氧化性(被还原)的HNO3占；表现酸性生成硝酸盐的HNO3占。金属稀硝酸金属硝酸盐NOH2O反应中，表现氧化性(被还原)的HNO3占；表现酸性生成硝酸盐的HNO3占。2硝酸与非金属反应的规律(1)浓硝酸能与碳、硫、磷等非金属单质反应，一般生成最高价含氧酸或最高价氧化物、二氧化氮和水。(2)与非金属反应，HNO3表现强氧化性，不表现酸性。3计算中的守恒思想的应用(1)原子守恒法HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NO的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂转化为还原产物，这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量。(2)得失电子守恒法HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。(3)电荷守恒法HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH)则有：c(NO)c(H)nc(Mn)(Mn代表金属离子)。(4)离子方程式计算法金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO在H2SO4提供H的条件下能继续与金属反应，因此此类题目应用离子方程式来计算，先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H或NO进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。【典例2】1.92 g Cu投入一定量的浓HNO3溶液中，Cu完全溶解，生成气体颜色越来越浅，共收集到标准状况下的气体672 mL，将盛有此气体的容器倒扣在水槽中，通入标准状况下一定体积的氧气，恰好使气体完全溶于水，则通入的氧气的体积为()A504 mL B336 mLC224 mL D168 mL解析从整个反应来看，CuCu2；HNO3NO、NO2HNO3，O2H2O，N元素的化合价在整个反应前后没有变化，则Cu失去电子的物质的量等于氧气得到电子的物质的量。所以O2在标准状况下的体积为22.4 L/mol103 mL/L336 mL。答案B