1、高 考 总高 考 总 复 习 优 化 设 计复 习 优 化 设 计 GAO KAO ZONG FU XI YOU HUA SHE JIGAO KAO ZONG FU XI YOU HUA SHE JI 第第2 2节氮及其重要化合物节氮及其重要化合物第三单元第三单元 2022 备考要点素养要求 1.掌握氮元素单质及其重要 化合物的主要性质及应用。 2.了解氮元素单质及其重要 化合物的制备方法。 3.了解氮的重要化合物对环 境的影响。 1.宏观辨识与微观探析:能从不同层次 认识含氮化合物的多样性,并对其进行 分类。 2.科学探究与创新意识:能根据氮单质 及其化合物的性质提出有探究价值的 问题;能从
2、问题和假设出发,确定探究 目的,设计探究方法,进行实验探究。 考点一考点二考点三 考点一考点一氮气及氮的氧化物的性质氮气及氮的氧化物的性质 必备必备知识知识 自主自主预诊预诊 知识梳理 1.氮的固定 考点一考点二考点三 2.氮气 (1)物理性质:无色无味气体,密度比空气略小,难溶于水。 (2)化学性质: 考点一考点二考点三 写出有关反应的化学方程式: ; ; 。 3Mg+N2Mg3N2 N2+3H22NH3 N2+O22NO 考点一考点二考点三 3.氮的氧化物 (1)氮有多种价态的氧化物,氮元素从+1+5价都有对应的氧化物,如N2O、 、N2O3、NO2(或)、N2O5,其中属于酸性氧化物的是
3、N2O3、 。 NO N2O4 N2O5 考点一考点二考点三 (2)NO和NO2的性质比较。 物质NONO2 物理 性质 颜色无色红棕色 溶解性不溶于水易溶于水,能与水反应 化学 性质 与O2反应2NO+O2=2NO2 与H2O反应 3NO2+H2O=2HNO3+NO 制法 试剂Cu和稀硝酸Cu和浓硝酸 收集用排水法收集用向上排空气法收集 考点一考点二考点三 微点拨 (1)氮的氧化物都有毒,其中NO2与N2O4存在平衡:2NO2N2O4,因 此实验测得NO2的平均相对分子质量总是大于46。 (2)验证某无色气体为NO的方法是向无色气体中通入O2(或空气),无色气体 变为红棕色。 (3)NO能用
4、排水法收集,不能用排空气法收集;而NO2能用向上排空气法收 集,不能用排水法收集。 考点一考点二考点三 (4)氮氧化物对环境的污染。 光化学烟雾:NOx在紫外线作用下,与碳氢化合物发生一系列光化学反应, 产生了一种有毒的烟雾。 酸雨:NOx排入大气中,与水反应生成HNO3和HNO2,随雨雪降到地面形成 酸雨。 破坏臭氧层:NO2可使平流层中的臭氧减少,导致地面紫外线辐射量增加。 NO与血红蛋白结合使人中毒。 考点一考点二考点三 自我诊断 1.判断正误,正确的打“”,错误的打“”。 (1)N2分子的结构稳定,因而氮气不支持任何物质的燃烧。() (2)豆科植物通过根瘤菌吸收空气中的氮属于氮的固定,
5、是化学变化。( ) (3)NO2与水反应生成硝酸,故NO2是酸性氧化物。() (4)制取二氧化氮时,用水或NaOH溶液吸收尾气。() (5)溴蒸气和NO2都是红棕色气体,可用湿润的淀粉KI试纸和NaOH溶液鉴 别。() (6)汽车尾气中的氮氧化合物是由化合态氮转化来的。() 考点一考点二考点三 答案 (1)(2)(3)(4)(5)(6) 考点一考点二考点三 2.(1)汽车尾气中的CO、NOx在适宜温度下采用催化转化法处理,使它们相 互反应生成参与大气循环的无毒气体。写出NO被CO还原的化学方程式: 。 (2)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。如4NH3+6NO5N2+6H2O。 写出氨气转化NO
6、2生成无毒气体的化学方程式: ,氧化产物与还原产物的质量之比为。 考点一考点二考点三 (3)工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理。 NO2被烧碱溶液吸收时,生成两种钠盐,其物质的量之比为1 1,写出该反 应的化学方程式:。 NO与NO2按物质的量之比1 1被足量NaOH溶液完全吸收后只得到一 种钠盐,该钠盐的化学式是。 答案 (1)2CO+2NON2+2CO2 (2)8NH3+6NO27N2+12H2O4 3 (3)2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2ONaNO2 考点一考点二考点三 关键关键能力能力 考考向突破向突破 考向考向1氮及其化合物的性质氮及其化合物的性质 【典例1
7、】 (2019江苏化学,16)N2O、NO和NO2等氮氧化物是空气污染物, 含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。 (1)N2O的处理。N2O是硝酸生产中氨催化氧化的副产物,用特种催化剂能 使N2O分解。NH3与O2在加热和催化剂作用下生成N2O的化学方程式为 。 (2)NO和NO2的处理。已除去N2O的硝酸尾气可用NaOH溶液吸收,主要反 应为 考点一考点二考点三 下列措施能提高尾气中NO和NO2去除率的有(填字母)。 A.加快通入尾气的速率 B.采用气、液逆流的方式吸收尾气 C.吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液 吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤,得到NaNO2晶体,该晶体中的主要杂 质是
8、(填化学式);吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是 (填化学式)。 考点一考点二考点三 (3)NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾气,可提高尾气中NO的去除 率。其他条件相同,NO转化为N的转化率随NaClO溶液初始pH(用稀盐 酸调节)的变化如下图所示。 在酸性NaClO溶液中,HClO氧化NO生成 Cl-和N,其离子方程式为。 NaClO溶液的初始pH越小,NO转化率越 高。其原因是。 考点一考点二考点三 答案 (1)2NH3+2O2N2O+3H2O(2)BC NaNO3NO(3)3HClO+2NO+H2O=3Cl-+2N+5H+溶液pH越 小,溶液中HClO的浓度越大,氧化NO的
9、能力越强 考点一考点二考点三 考点一考点二考点三 (3)在酸性条件下,氧化剂HClO+2e-Cl-,还原剂NO-3e-N,根据电子 守恒和原子守恒,写出离子方程式:2NO+3HClO+H2O=2N+3Cl-+5H+。 溶液pH越小,c(HClO)越大,氧化NO的能力越强。 考点一考点二考点三 归纳总结常见的NOx尾气处理方法 (1)碱液吸收法。 2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是 n(NO2)n(NO)。一般适合工业尾气中NOx的处理。 (2)催化转化法。 在催化剂、加热条
10、件下,氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2),NOx与CO在 一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2)。一般适用于汽车尾气的处理。 考点一考点二考点三 对点演练1(2020吉林德惠实验中学期中)NH3催化还原NO是重要的烟气脱 硝技术,其反应过程与能量关系如下图1所示;研究发现在以Fe2O3为主的催 化剂上可能发生的反应过程如图2所示。下列说法正确的是() 图1图2 考点一考点二考点三 A.NH3催化还原NO为吸热反应 B.过程中NH3断裂非极性键 C.过程中NO为氧化剂,Fe2+为还原剂 D.脱硝的总反应为:4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g) 考点一考点二
11、考点三 答案D 解析 根据图1所示,反应物总能量高于生成物总能量,为放热反应,故NH3催 化还原NO为放热反应,A错误;NH3断裂的是NH极性键,B错误;NO反应生 成N2,化合价由+2价变为0价,化合价降低,NO得电子为氧化剂,Fe2+在反应 前后没有发生变化,为催化剂,C错误;由图2可知,脱硝的总反应的化学方程 式为4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g),D正确。 考点一考点二考点三 考向考向2氮氧化物溶于水的定量计算氮氧化物溶于水的定量计算 【典例2】 如图所示,将相同条件下的m体积NO和n体积O2同时通入倒立 于水槽中且盛满水的试管内,充分反应后,试管内残
12、留体积的气体,该气 体与空气接触后立即变为红棕色。则m与n的比值为() A.3 2 B.2 3 C.8 3 D.3 8 考点一考点二考点三 答案C 考点一考点二考点三 深度指津 氮的氧化物与O2、H2O反应的计算 (1)利用关系式求解。 氮的氧化物溶于水的过程中所发生的反应有: 3NO2+H2O=2HNO3+NO,2NO+O2=2NO2。 叠加后得4NO2+O2+2H2O=4HNO3; 4NO+3O2+2H2O=4HNO3; NO2+NO+O2+H2O=2HNO3。 考点一考点二考点三 若NO2、O2的混合气体通入水中,由式可知其体积比有: 考点一考点二考点三 若NO、NO2、O2的混合气体通
13、入水中,当 V(NO) V(NO2) V(O2)=1 1 1时,恰好转化为HNO3,即按式反应。当 V(NO) V(NO2) V(O2)1 1 1时,可先将NO2转化为NO,然后再按照NO 和O2溶于水的反应进行计算。 考点一考点二考点三 (2)依据氮氧原子个数比求解。 通过上述方程式的关系,我们不难发现:无论是哪种情况,生成HNO3的NO、 NO2、O2中氮氧原子个数比都为2 5。都等效于硝酸的酸酐N2O5与H2O 的反应。在解题时,我们也可以利用这个关系来进行分析判断,并最终得出 结论。 考点一考点二考点三 (3)利用电子守恒关系求解。 从氧化还原反应的电子得失角度分析上述反应,都是氮的氧
14、化物被氧气氧 化生成硝酸。 解题时,可以根据氮的氧化物失电子总数=氧气得电子总数的关系来求解。 考点一考点二考点三 对点演练2在一定条件下,将NO2和O2的混合气体12mL通入足量水中,充分 反应后剩余2mL气体(同温同压下),则原混合气体中氧气的体积为() 1.2mL2.4mL3mL4mL A. B.C.D. 考点一考点二考点三 答案D 考点一考点二考点三 考点二考点二氨铵盐的性质氨铵盐的性质 必备必备知识知识 自主自主预诊预诊 知识梳理 1.氨的分子结构与物理性质 电子式密度气味水溶性 比空气 气 味 极易溶于水,常温下,1体积水大 约可以溶解体积氨 小 刺激性 700 考点一考点二考点三
15、 2.氨的化学性质 (1)与水反应。 NH3H2ONH3+H2O 考点一考点二考点三 (2)与酸的反应。 蘸有浓盐酸、的玻璃棒分别与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近,其 现象为。 化学方程式分别为。 (3)与盐溶液的反应。 如过量氨水与AlCl3溶液反应的离子方程式为 。 浓硝酸 有白烟生成 HCl+NH3=NH4Cl、HNO3+NH3=NH4NO3 考点一考点二考点三 (4)氨气的还原性。 性质方程式 催化氧化 被CuO氧化2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O 被氯气氧化 2NH3+3Cl2=N2+6HCl 或8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl 被氮氧化物 氧化 6NO+4NH3=5N2+6H
16、2O 6NO2+8NH3=7N2+12H2O 4NH3+5O24NO+6H2O 考点一考点二考点三 微点拨 (1)NH3是中学化学中唯一的碱性气体,能使湿润的红色石蕊试纸变 蓝,可在推断题中作为解题突破口。 (2)氨水呈碱性,NH3H2O属于一元弱碱,计算氨水的浓度时,溶质按NH3进行 计算。 考点一考点二考点三 3.氨气的实验室制法 考点一考点二考点三 氨气的用途:化工原料,用于制硝酸、铵盐、纯碱、尿素,用作制冷剂。 考点一考点二考点三 4.铵盐的性质 (1)铵盐的物理性质。 绝大多数铵盐都是白色固体,易溶于水。 (2)铵盐的化学性质。 考点一考点二考点三 自我诊断 1.判断正误,正确的打“
17、”,错误的打“”。 (1)因为NH4HCO3受热易分解,故可用作氮肥。() (2)用生石灰与浓氨水混合制得的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,说明 NH3为碱性气体。() (3)检验溶液中是否含有N:取少量试液置于试管中,加入NaOH溶液并加 热,用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体。() (4)加热盛有NH4Cl的试管,试管底部固体消失,试管口有晶体凝结,说明 NH4Cl固体可以升华。() (5)可用蘸浓盐酸的棉棒检验输送氨气的管道是否漏气。() 考点一考点二考点三 答案 (1)(2)(3)(4)(5) 考点一考点二考点三 2.(2020甘肃武威模拟)氮元素形成的化合物种类十分丰富。请根据以下工
18、 业制硝酸的原理示意图回答含氮化合物相关的问题: 考点一考点二考点三 (1)下列有关NH3的说法不正确的是。 A.工业合成NH3需要在高温高压及催化剂条件下进行 B.NH3可用来生产碳铵和尿素等化肥 C.NH3可用浓硫酸或无水氯化钙干燥 D.NH3受热易分解,须置于冷暗处保存 (2)NH3极易溶于水,标准状况下,用充满NH3的烧瓶做喷泉实验,水充满整个 烧瓶后所形成溶液的物质的量浓度为molL-1。 (3)氨气燃烧生成N2的化学方程式为 。 考点一考点二考点三 考点一考点二考点三 关键关键能力能力 考考向突破向突破 考向考向1氨和铵盐的性质及应用氨和铵盐的性质及应用 【典例1】 (2020辽宁
19、阜新海州高级中学月考)某小组同学欲探究NH3的催 化氧化反应,按下图装置进行实验。A、B装置可选用的药品:浓氨水、 H2O2溶液、蒸馏水、NaOH固体、MnO2。 考点一考点二考点三 (1)NH3催化氧化的化学方程式是。 (2)甲、乙两同学分别按上图装置进行实验。一段时间后,装置G中的溶液 都变成蓝色。 甲观察到装置F中有红棕色气体,生成红棕色气体的化学方程式是 。 乙观察到装置F中只有白烟生成,白烟的成分是(填化学 式)。 用离子方程式解释装置G中溶液变成蓝色的原因: 。 考点一考点二考点三 (3)为帮助乙实现在装置F中也观察到红棕色气体,可在原实验的基础上进 行改进: 甲认为可调节K1和K
20、2控制A、B装置中的产气量,应(填“增加” 或“减少”)装置A中的产气量,或(填“增加”或“减少”)装置B中的产 气量。 乙认为可在装置E、F间增加装置,该装置可以是(填字母序 号)。 考点一考点二考点三 (4)为实现该反应,也可用下图所示的装置替换题给装置中虚线框部分: 化合物X为。NH4HCO3的作用是。 考点一考点二考点三 答案 (1)4NH3+5O24NO+6H2O(2)2NO+O2=2NO2NH4NO3 3Cu+8H+2N=3Cu2+2NO+4H2O(3)增加减少abc (4)Na2O2NH4HCO3受热分解放出NH3,同时放出的CO2和H2O分别与 Na2O2反应生成O2 考点一考
21、点二考点三 解析 (1)氨的催化氧化反应中,氨气被氧气氧化生成一氧化氮,化学方程式 为4NH3+5O24NO+6H2O。 (2)氨气发生催化氧化反应生成一氧化氮,一氧化氮极易与氧气化合生成 二氧化氮:2NO+O2=2NO2,所以装置F中有红棕色气体产生;乙观察到装 置F中只有白烟生成,是由于氨气和硝酸反应NH3+HNO3=NH4NO3,生成了 白色的NH4NO3固体;在装置G中,生成的二氧化氮和水反应生成硝酸和 一氧化氮,该反应的化学方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO,金属铜与硝酸 发生反应3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O,对应的离子方程式 为3Cu+8H
22、+2N=3Cu2+2NO+4H2O。 考点一考点二考点三 (3)为了充分氧化氨气,氧气需过量,故需增加氧气的量或减少氨气的量。 由气体的干燥装置可知,A为制氧气的装置,B为制取氨气的装置,因此可增 加装置A中的产气量或减少装置B中的产气量;E装置是氨气的催化氧化 装置,从装置中出来的气体中有氧气、氨气、一氧化氮和水蒸气,因发生反 应4NO+2H2O+3O2=4HNO3,NH3+HNO3=NH4NO3会产生白烟,为避免F中 生成硝酸铵,实现在F中看到红棕色的二氧化氮,需除去水蒸气或氨气,需在 装置E、F间增加一个装置,该装置可以将氨气或水蒸气除去,a中碱石灰可 吸收水蒸气,也可以通过防倒吸的b装
23、置吸收氨气,还可以通过浓硫酸吸收 氨气和水蒸气,故选abc。 考点一考点二考点三 (4)为实现反应2NO+O2=2NO2,还需要氧气,碳酸氢铵受热分解生成氨气、 水和二氧化碳,放出的CO2和H2O可与Na2O2反应生成O2,则X为Na2O2。 考点一考点二考点三 方法技巧 N的检验 考点一考点二考点三 对点演练1NH3是一种重要的化工原料,可以制备一系列物质(见图)。下列 说法正确的是() A.NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥 B.NH4Cl、HNO3和Na2CO3受热时都易分解 C.NH3和NO2在一定条件下可发生氧化还原反应 D.图中所涉及的反应均为氧化还原反应 考点一考点二考点三
24、答案C 解析 NaHCO3不是常用的化肥,A项错误;Na2CO3受热时不易分解,B项错 误;8NH3+6NO2=7N2+12H2O,C项正确;碳酸氢钠受热分解的反应不是氧化 还原反应,D项错误。 考点一考点二考点三 考向考向2氨气的制取及实验探究氨气的制取及实验探究 【典例2】 (2020百校联盟摸底)某研究性学习小组设计用如图所示实验装 置(夹持仪器省略)制取干燥的氨气并验证NH3具有还原性,请回答下列问 题: 考点一考点二考点三 (1)实验室制备氨气有多种方法,现欲用NH4Cl与Ca(OH)2反应制取NH3,则 甲中的气体发生装置为(从中选用);用浓氨水与生石灰反应也 可制取NH3,反应的
25、化学方程式为。 (2)装置丙用于收集NH3,应将导管(填“a”或“b”)延长至接近集气瓶 底,装置乙中盛放的试剂为,装置己的作用为 (答两点)。 (3)若装置丁中黑色固体变红,则装置戊中现象为。 考点一考点二考点三 答案 (1)BCaO+NH3H2O=Ca(OH)2+NH3 (2)b碱石灰吸收未反应完的NH3,防止空气中水蒸气进入装置戊中 (3)白色固体变为蓝色 考点一考点二考点三 解析 (1)铵盐与氢氧化钙反应需要加热,且反应中有水生成,应选装置B;氧 化钙与一水合氨反应生成氢氧化钙和氨气。 (2)氨气密度比空气小,应用向下排空气法收集,所以将b管延伸至接近集气 瓶底;氨气是碱性气体,可用碱
26、石灰干燥;氨气与氧化铜反应时,氨气是过量 的,装置己的作用是吸收未反应完的NH3,防止空气中水蒸气进入装置戊中。 (3)氨气与氧化铜反应生成铜和水,所以装置戊中的现象为白色固体变为蓝 色。 考点一考点二考点三 归纳总结 实验室制取氨气的简易方法 方法 化学方程式(或原理) 气体发生装置 加热浓氨水 NH3H2ONH3+H2O 考点一考点二考点三 方法 化学方程式(或原理) 气体发生装置 浓氨水+ 固体NaOH NaOH溶于水放热,促使NH3H2O分解, 且OH-浓度的增大有利于NH3的逸出 浓氨水+ 固体CaO CaO与水反应,使溶剂(水)减少;反应放 热,促使NH3H2O分解,NH3逸出。化
27、学 方程式为 NH3H2O+CaO=NH3+Ca(OH)2 考点一考点二考点三 对点演练2下列制备NH3并制取氨水的装置正确且能达到实验目的的是( ) 考点一考点二考点三 答案D 解析 A项,加热固体时试管口应略向下倾斜,错误;B项,带有水蒸气的氨气 能与五氧化二磷反应,不能用五氧化二磷干燥氨气,错误;C项,氨气密度小 于空气,应用向下排空气法收集,错误;D项,氨气极易溶于水,但不溶于四氯 化碳,可通过四氯化碳层再进入水层吸收氨气,可防止倒吸,正确。 考点一考点二考点三 考点三考点三硝酸硝酸 必备必备知识知识 自主自主预诊预诊 知识梳理 1.物理性质 硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体。
28、微点拨 实验室常用浓硝酸的质量分数为69%,物质的量浓度约为16molL- 1,95%以上的硝酸称为“发烟硝酸”。 考点一考点二考点三 2.化学性质 (1)不稳定性。 反应的化学方程式为。 微点拨 (1)市售浓硝酸呈黄色,是因为硝酸分解生成的NO2溶解在硝酸里。 (2)硝酸要保存在棕色试剂瓶中,并置于冷暗处,不能用橡胶塞。 4HNO34NO2+O2+2H2O 考点一考点二考点三 (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。 与金属反应。 稀硝酸与铜反应:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O; 浓硝酸与铜反应:Cu+4HNO3(浓)=Cu(N
29、O3)2+2NO2+2H2O。 与非金属反应。 浓硝酸与C的反应: C+4HNO3(浓)CO2+4NO2+2H2O。 考点一考点二考点三 与还原性化合物反应。 硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2+等还原性物质。稀硝酸与 FeSO4溶液反应的离子方程式为。 考点一考点二考点三 微点拨 (1)硝酸浓度越大,其还原产物的价态越高。浓硝酸对应还原产物 为NO2,稀硝酸对应还原产物为NO。 (2)常温下,铁、铝遇浓硝酸能发生“钝化”,“钝化”并不是不反应,故常温下 浓硝酸可以用铁桶盛放。 考点一考点二考点三 3.工业制法 (1)NH3在催化剂作用下与O2反应生成NO: 。 (2)NO进
30、一步氧化生成NO2:。 (3)用水吸收NO2生成HNO3:。 4NH3+5O24NO+6H2O 2NO+O2=2NO2 3NO2+H2O=2HNO3+NO 考点一考点二考点三 自我诊断 1.判断正误,正确的打“”,错误的打“”。 (1)浓硝酸在光照下久置会变黄。() (2)将铁屑放入稀硝酸中证明Fe比H活泼。() (3)向稀硝酸中滴加Na2SO3溶液:S+2H+=SO2+H2O。() (4)将可调高度的铜丝伸入稀硝酸中,溶液变蓝,说明铜与稀硝酸发生置换 反应。() (5)稀硝酸可除去试管内壁的银镜。() (6)常温下,将浓硝酸滴加到用砂纸打磨过的铝条上,会产生红棕色气体。( ) 考点一考点二考
31、点三 答案 (1)(2)(3)(4)(5)(6) 考点一考点二考点三 2.在浓硝酸中放入铜片,回答下列问题。 (1)反应开始时的化学方程式为。实 验现象为。 (2)若铜有剩余,则反应将要结束时的化学方程式为 。 (3)待反应停止后,再加入少量25%的稀硫酸,这时铜片上又有气泡产生,其 原因是。 考点一考点二考点三 答案 (1)Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O铜片逐渐溶解,溶液逐 渐变蓝,有红棕色气体逸出(2)3Cu+8HNO3(稀) =3Cu(NO3)2+2NO+4H2O(3)加入稀硫酸后,H+与原溶液中的N形成 HNO3溶液,又能与过量的Cu反应 考点一考点二考点
32、三 关键关键能力能力 考考向突破向突破 考向考向1硝酸的性质及应用硝酸的性质及应用 【典例1】 (2020福建师大附中期中)某实验小组欲探究浓硝酸的性质。 .木炭与浓硝酸反应: (1)甲同学设计了图1装置,认为若有红棕色气体产生就说明木炭与浓硝酸 发生了反应。写出木炭与浓硝酸反应的化学方程式: 。 考点一考点二考点三 (2)乙同学认为红棕色气体不能作为木炭与浓硝酸反应的证据,其理由是 。 (3)乙同学设计了图2装置实验,木炭能燃烧,并产生红棕色气体。针对该实 验现象,乙同学做出如下假设: 假设a:; 假设b:红热木炭使HNO3分解产生NO2,NO2可能具有助燃性,木炭燃烧; 假设c:红热木炭使
33、HNO3分解产生O2,木炭在O2中燃烧; 假设d:红热木炭使HNO3分解产生NO2和O2,共同作用使木炭燃烧; 考点一考点二考点三 (4)设计实验证明假设b成立,请将实验方案补充完整。 实验方法:。 实验现象:木炭在该气体中持续燃烧,火焰迅速变亮,集气瓶中气体颜色变 浅直至无色,产生的气体能使澄清石灰水变浑浊,且遇空气不变色。 根据实验现象写出木炭与此气体反应的化学方程式: 。 考点一考点二考点三 .设计硝酸在不同条件下分解的实验,方案见下表: (5)分析上述现象,得出使硝酸成功分解的关键是。 考点一考点二考点三 答案 (1)C+4HNO3(浓)CO2+4NO2+2H2O(2)硝酸分解也能产生
34、红 棕色NO2气体(3)红热木炭直接和硝酸蒸气反应(4)将红热的木炭伸 入盛有NO2气体的集气瓶中2NO2+2CN2+2CO2(5)光照或加热 使硝酸蒸气(或硝酸分子)分解 考点一考点二考点三 解析 .(1)碳与浓硝酸反应生成二氧化碳、二氧化氮和水,该反应的化学 方程式为C+4HNO3(浓)CO2+4NO2+2H2O。 (2)浓硝酸不稳定,加热易分解生成二氧化氮,该反应的化学方程式为 4HNO34NO2+O2+2H2O,所以要想检验浓硝酸和碳反应不能根据是 否生成二氧化氮判断,要根据生成CO2判断。 (3)乙同学设计了图2装置实验,木炭能燃烧,并产生红棕色气体。图示中在 燃烧匙中红热的木炭可能
35、直接与硝酸反应产生二氧化氮气体,也可能是红 热木炭使HNO3分解产生红棕色NO2气体。 考点一考点二考点三 (4)设计实验证明红热木炭使HNO3分解产生NO2,NO2可能具有助燃性, 从而使木炭燃烧。可将红热的木炭伸入盛有NO2气体的集气瓶中,观察木 炭在NO2气体中持续燃烧,火焰迅速变亮,集气瓶中气体颜色变浅直至无色, 产生的气体能使澄清石灰水变浑浊,且遇空气不变色,可说明假设b成立; 木炭在NO2气体中燃烧,结合元素守恒分析,产生的气体能使澄清石灰水变 浑浊则为二氧化碳,另一种无色气体且遇空气不变色,则为氮气,据此可写 出该反应的化学方程式为2NO2+2CN2+2CO2。 考点一考点二考点
36、三 .(5)对充满浓硝酸的试管光照8小时,溶液不变黄,浓硝酸几乎不分解;对 充有少量浓硝酸的试管光照几分钟后看到液面上方出现红棕色,溶液变黄, 说明硝酸已经分解;先点燃处酒精灯,溶液沸腾后没有观察到红棕色气体 产生,其目的是使硝酸形成蒸气,点燃处酒精灯并加热试管中部,很快看 到大量红棕色气体产生,说明硝酸分子分解。由此可判断使硝酸成功分解 的关键是光照或加热使硝酸蒸气(或硝酸分子)分解。 考点一考点二考点三 易错警示 (1)浓硝酸能使紫色石蕊溶液先变红,后退色,该反应过程中浓硝 酸表现出强酸性和强氧化性。 (2)硝酸能够与绝大多数的金属(除Au、Pt外)反应,但不生成氢气;与变价金 属反应时,
37、金属能够被氧化为高价态。 (3)分析离子共存的问题时要注意H+和N共存时相当于稀硝酸,有较强 的氧化性。 考点一考点二考点三 对点演练1下列有关实验操作、现象、解释或结论都正确的是() 序号实验操作现象解释或结论 过量的Fe粉中加入稀硝酸, 充分反应后,滴入KSCN溶 液 溶液呈红色 稀硝酸将Fe氧化为Fe3+ 浓硝酸久置或光照变黄色HNO3不稳定易分解 Al箔插入稀硝酸中无现象 Al箔表面被HNO3氧化, 形成致密的氧化膜 用玻璃棒蘸取浓硝酸点到 蓝色石蕊试纸上 试纸先变红 色后退色 浓硝酸具有酸性和强 氧化性 考点一考点二考点三 A. B. C.D. 答案D 解析 过量的铁粉加入稀硝酸生成
38、Fe2+,加入KSCN溶液时颜色不变,故错 误;浓硝酸久置变黄是因为HNO3分解产生的NO2溶于HNO3溶液所致,故 正确;Al箔遇浓硝酸钝化,稀硝酸会使Al箔溶解,故错误;浓硝酸具有酸性 和强氧化性,可使蓝色石蕊试纸先变红色后退色,故正确。 考点一考点二考点三 考向考向2硝酸与金属反应的计算硝酸与金属反应的计算 【典例2】 (2020山东青岛二中调研)如图表示铁与不同浓度硝酸反应时, 各种还原产物(按物质的量计)的相对含量与硝酸浓度的关系,则下列说法 不正确的是() 考点一考点二考点三 A.一般来说,硝酸与铁反应的还原产物不是单一的 B.用一定量的铁粉与大量的9.75molL-1HNO3溶液
39、反应得到标准状况下气 体2.24L,则参加反应的硝酸的物质的量为0.1mol C.硝酸的浓度越大,其还原产物中价态越高的成分越多 D.当硝酸浓度为9.75molL-1时还原产物是NO、NO2、N2O,且其物质的量 之比为5 3 1 考点一考点二考点三 答案B 解析 根据图像可知硝酸的还原产物有多种,因此一般来说,硝酸与铁反应 的还原产物不是单一的,A正确;参加反应的硝酸包括被还原的,以及没有被 还原的(转化为硝酸盐),因此参加反应的硝酸的物质的量大于0.1mol,B错 误;根据图像可知随着硝酸浓度的升高,NO2的含量增大,这说明硝酸的浓度 越大,其还原产物中价态越高的成分越多,C正确;根据图像
40、可知当硝酸浓度 为9.75molL-1时还原产物是NO、NO2、N2O,且其物质的量之比为 10 6 2=5 3 1,D正确。 考点一考点二考点三 方法技巧 解金属与硝酸反应计算题的一般方法 考点一考点二考点三 对点演练2(2020江西南昌新建一中月考)1.52g铜镁合金完全溶解于50mL 密度为1.40gmL-1、质量分数为63%的浓硝酸中,得到NO2和N2O4的混合 气体1120mL(换算为标准状况),向反应后的溶液中加入1.0molL-1NaOH 溶液,当金属离子全部沉淀时,得到2.54g沉淀,下列说法不正确的是() A.该合金中铜与镁的物质的量之比是2 1 B.该浓硝酸中HNO3的物质
41、的量浓度是14.0molL-1 C.NO2和N2O4的混合气体中,NO2的体积分数是80% D.得到2.54g沉淀时,加入NaOH溶液的体积是600mL 考点一考点二考点三 答案D 考点一考点二考点三 深度指津 金属与硝酸反应的相关计算中守恒思想的应用 原子守恒 法 HNO3与金属反应时,一部分HNO3起酸的作用,产物中以N 的形式存在;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 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 电荷守恒 法 HNO3过量时,反应后溶
42、液中c(N)+c(OH-)=c(H+)+nc() (Mn+代表金属离子) 考点一考点二考点三 离子方程 式计算法 金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时,由于硝酸盐产生的 N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。先进行过量判断,然后根据完 全反应的金属或H+或N进行相关计算,且溶液中要符合电 荷守恒 考点一考点二考点三 网络构建 含氮元素物质之间的转化关系 考点一考点二考点三 网络构建 (1)歧化同一元素的化合价在同一反应中既升高又降低。 如:3NO2+H2O=2HNO3+NO 2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O (2)归中同一元素的不同化合价在同一反应中只靠拢。 如:6NO+4NH35N2+6H2O NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O (3)含氮物质的连续氧化。 考点一考点二考点三 核心速记 1.特殊的颜色:NO2红棕色气体 2.特殊的检验: 3.特殊的性质:硝酸具有不稳定性和强氧化性 考点一考点二考点三 核心速记 4.必记六反应: (5)Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O (6)3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O 更多精彩内容请登录志鸿优化网志鸿优化网 http:/www.zhyh.org/ 本本 课课 结结 束束
