1、专题专题7氮与社会可持续发展氮与社会可持续发展专题整合专题整合知识网络系统构建知识网络系统构建核心归纳素养整合核心归纳素养整合一、氮及其化合物的性质及转化关系1.氮及其化合物的转化。氮及其化合物的转化。2.氮及其化合物的特殊性质。氮及其化合物的特殊性质。(1)NH3的水溶液呈碱性。的水溶液呈碱性。(2)稀硝酸、浓硝酸都具有强氧化性稀硝酸、浓硝酸都具有强氧化性,与金属反应均不生成与金属反应均不生成H2。3.特征反应。特征反应。(1)特征反应条件。特征反应条件。(2)反应物的浓度不同反应物的浓度不同,产物不同产物不同,如稀硝酸与如稀硝酸与Cu反应生成反应生成NO,浓硝酸与浓硝酸与Cu反应生成反应生
2、成NO2。4.特征转化关系特征转化关系。 【例题【例题1】 如图是如图是AE五种含氮物质相互转化的关系图。五种含氮物质相互转化的关系图。其中其中A、B、C、D常温下都是气体常温下都是气体,且且B为红棕色气体。为红棕色气体。(1)写出写出AE各物质的化学式各物质的化学式:A、B、C、D、E。 (2)写出写出各步反应的化学方程式各步反应的化学方程式: 。 。 。 。 。 答案答案:(1)N2NO2NONH3HNO3 2NO+O22NO23Cu+8HNO3(稀稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2O3NO2+H2ONO+2HNO3解析解析:根据根据B为含氮元素的气体和红棕色气体判断出为含氮元素的气体
3、和红棕色气体判断出B是是NO2,以此为突破口推断其他物质。以此为突破口推断其他物质。二、实验简答题解题思路解决实验简答题的一般思路是解决实验简答题的一般思路是:明确实验目的明确实验目的(该实验要求该实验要求我们做什么我们做什么);明确题干、题图含义明确题干、题图含义(认真理解实验的设计思路、认真理解实验的设计思路、每一个装置的设计意图每一个装置的设计意图),理解题目给我们完成实验目的提供理解题目给我们完成实验目的提供了什么依据和有效信息了什么依据和有效信息;明确解答问题的落点是什么明确解答问题的落点是什么,即试题即试题给我们设置了什么样的问题情景给我们设置了什么样的问题情景,要求我们回答什么问
4、题。要求我们回答什么问题。如果理清了思路如果理清了思路,问题就会迎刃而解。有时候甚至不能百分问题就会迎刃而解。有时候甚至不能百分之百理解题意之百理解题意,只要运用好解题技巧只要运用好解题技巧,也会收到理想的效果。也会收到理想的效果。【例题【例题2】 NOx(主要指主要指NO和和NO2)是大气主要污染物之一是大气主要污染物之一,有效去除大气中的有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。可以利用是环境保护的重要课题。可以利用NH3与与NOx反应消除反应消除NOx。(1)实验室制取实验室制取NH3,发生装置可以选择上图中的发生装置可以选择上图中的,反应反应的化学方程式为的化学方程式为 。 (2)欲
5、收集一瓶干燥的氨气欲收集一瓶干燥的氨气,选择上图中的装置选择上图中的装置,其连接顺序为其连接顺序为:发发生装置生装置(按气流方向按气流方向,用小写字母表示用小写字母表示)。 (3)在有氧条件下在有氧条件下,新型催化剂新型催化剂M能催化能催化NH3与与NOx反应生成反应生成N2。NH3与与NO2生成生成N2的反应中的反应中,当生成当生成1 mol N2时时,转移电子的物质转移电子的物质的量为的量为 mol。 (4)用酸性用酸性CO(NH2)2水溶液也可以吸收水溶液也可以吸收NOx,吸收过程中存在吸收过程中存在HNO2与与CO(NH2)2生成生成N2和和CO2的反应。该反应的化学方程式的反应。该反
6、应的化学方程式为为 。 解析解析:(1)由于制取氨气可以用由于制取氨气可以用2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+ 2NH3+2H2O,故可以选故可以选A装置装置;或利用或利用NH3H2O NH3+ H2O制取制取NH3,故也可以选故也可以选B装置。装置。(2)生成的生成的NH3中混有水蒸气中混有水蒸气,且氨气是碱性气体且氨气是碱性气体,可用碱石可用碱石灰干燥灰干燥,用向下排空气法收集用向下排空气法收集;在收集装置后在收集装置后,需用防倒吸的尾需用防倒吸的尾气处理装置气处理装置。(3)NH3、NO2中氮元素化合价分别为中氮元素化合价分别为-3价、价、+4价价,根据得失根据得失电子守恒和原子
7、守恒配平反应的化学方程式为电子守恒和原子守恒配平反应的化学方程式为8NH3+6NO2 7N2+12H2O,故生成故生成1 mol N2转移转移电子电子 mol。(4)HNO2中中N为为+3价价,CO(NH2)2中中N、C的化合价分别为的化合价分别为-3价、价、+4价价,依据得失电子守恒和原子守恒依据得失电子守恒和原子守恒,配平反应的化学方程式配平反应的化学方程式为为2HNO2+CO(NH2)22N2+CO2+3H2O。三、化学中无机框图推断题解题方法化学推断题是一类综合性较强的试题化学推断题是一类综合性较强的试题,它主要体现在对常见它主要体现在对常见元素的单质及其重要化合物的相关联系元素的单质
8、及其重要化合物的相关联系,对有关化学知识的对有关化学知识的认知程度和自学能力的综合考查。此类题能很好地检测出学认知程度和自学能力的综合考查。此类题能很好地检测出学生的知识和能力储备生的知识和能力储备,具有很高的区分度和很好的选拔功能。具有很高的区分度和很好的选拔功能。无机框图题由于题目字数少无机框图题由于题目字数少,题目及所提供的信息新颖且简题目及所提供的信息新颖且简洁洁,因此审题就显得尤为重要。因此审题就显得尤为重要。1.解题步骤一般分为四步。解题步骤一般分为四步。(1)审读审读仔细读题仔细读题,审清题意。读题审清题意。读题,包括阅读求解要求。包括阅读求解要求。求解要求往往能给学生以重要的启
9、示求解要求往往能给学生以重要的启示,这点不能忽略。这点不能忽略。(2)辨析辨析找准找准“题眼题眼”,即找准解题的突破口即找准解题的突破口,然后联系信然后联系信息及所学知识息及所学知识,应用正向或逆向思维、发散收敛思维、横向应用正向或逆向思维、发散收敛思维、横向纵向思维等多种思维方式纵向思维等多种思维方式,进行综合分析、推理。进行综合分析、推理。“辨析辨析”是是解题的关键。解题的关键。(3)解答解答看清要求看清要求,规范解答。规范解答。“解答解答”是解题的落脚点是解题的落脚点。(4)检验检验看推理是否符合题意。看推理是否符合题意。“检验检验”是解答正确的保是解答正确的保证。证。在上述各步中在上述
10、各步中,最重要的是第最重要的是第(2)步步:辨析解题的突破口。分辨析解题的突破口。分辨出了辨出了“题眼题眼”,其他问题就会迎刃而解。但第其他问题就会迎刃而解。但第(4)步也不要忽步也不要忽视。视。2.寻找寻找“题眼题眼”有下列一些途径。有下列一些途径。(1)从物质的组成、结构方面寻找。从物质的组成、结构方面寻找。(2)从典型性质去寻找。从典型性质去寻找。(3)从反应现象去寻找。从反应现象去寻找。(4)从反应类型去寻找。从反应类型去寻找。(5)从反应条从反应条件去寻找。件去寻找。3.常用解题方法。常用解题方法。推断题的解题方法有顺推法、逆推法、猜测论证法、迁移推断题的解题方法有顺推法、逆推法、猜
11、测论证法、迁移法、分割法、枚举法等。法、分割法、枚举法等。【例题【例题3】 从某物质从某物质A的水溶液出发有如图所示的转化关的水溶液出发有如图所示的转化关系系: 回答下列问题回答下列问题:(1)写出写出C、D、E的化学式的化学式:C;D;E。 (2)检验检验B溶液中阴离子的实验操作和实验现象是溶液中阴离子的实验操作和实验现象是 。(3)写出下列反应的离子方程式写出下列反应的离子方程式:A+足量足量NaOH溶液溶液 。 C、D按体积比按体积比1 1通入水中通入水中 。 A+H2O2 。 答案答案:(1)SO2NH3Na2SO3(2)取少量取少量B溶液加入试管中溶液加入试管中,加入足量稀盐酸加入足
12、量稀盐酸,无明显现象无明显现象,再加入再加入BaCl2溶液产生白色沉淀溶液产生白色沉淀,证明证明B溶液中溶液中含有含有由由上述推断得出上述推断得出A为为NH4HSO3。由此。由此,其他问题就可较容易其他问题就可较容易地解决了。地解决了。四、实验室中气体的制备、净化收集及尾气处理1.气体的发生装置。气体的发生装置。(1)加热固体药品制取气体加热固体药品制取气体(图图1),如制取氨气如制取氨气。(2)固体与液体反应不加热制取气体固体与液体反应不加热制取气体(图图2),如制取二氧化碳如制取二氧化碳。 (3)固体与液体或液体与液体反应加热制取气体固体与液体或液体与液体反应加热制取气体(图图3),如制如
13、制取氯气。取氯气。2.气体的净化干燥装置。气体的净化干燥装置。结合气体杂质的性质结合气体杂质的性质,如果想用液体试剂来除杂就选用图如果想用液体试剂来除杂就选用图4装置装置,如果想用固体试剂来除杂就选用图如果想用固体试剂来除杂就选用图5、图、图6装置。装置。3.气体的收集装置。气体的收集装置。气体收集装置的选择要根据气体在水中的溶解性、是否与气体收集装置的选择要根据气体在水中的溶解性、是否与氧气反应及气体的密度。一般有排空气法、排液氧气反应及气体的密度。一般有排空气法、排液(水水)法法,也可也可将气体直接装入贮气袋中。将气体直接装入贮气袋中。(1)排空气法。排空气法。(2)排液排液(水水)法法。
14、 4.尾气处理装置。尾气处理装置。对于有毒或对空气有污染的气体对于有毒或对空气有污染的气体,要进行尾气处理。结合气要进行尾气处理。结合气体的性质可以选择用吸收剂吸收、燃烧或装袋集中处理的方体的性质可以选择用吸收剂吸收、燃烧或装袋集中处理的方法。法。【例题【例题4】 如图中如图中a、b、c表示相应仪器中加入的试剂表示相应仪器中加入的试剂,可可用图中装置制取、净化、收集气体的是用图中装置制取、净化、收集气体的是()。选项选项 气体气体abcANH3浓氨水浓氨水 生石灰生石灰碱石灰碱石灰BCO2盐酸盐酸碳酸钙碳酸钙饱和饱和NaHCO3溶液溶液CNO稀硝酸稀硝酸 铜屑铜屑H2ODNO2浓硝酸浓硝酸 铜
15、屑铜屑NaOH溶液溶液答案答案:B解析解析:A项项NH3应采用向下排空气法收集应采用向下排空气法收集,且固体干燥剂一般且固体干燥剂一般用干燥管或用干燥管或U形管盛装形管盛装;B项项,CaCO3+2HClCaCl2+CO2 +H2O,CO2中的中的HCl可用饱和可用饱和NaHCO3溶液除去溶液除去,并用向上排并用向上排空气法收集空气法收集CO2;C项项,NO不能用排空气法收集不能用排空气法收集;D项项,NO2能被能被NaOH溶液吸收。溶液吸收。五、喷泉实验的发散装置及操作方法喷泉实验是中学化学的重要实喷泉实验是中学化学的重要实验验,其本质是形成压强差而引发其本质是形成压强差而引发液体上喷液体上喷
16、,以教材中的装置以教材中的装置(发散发散源源)为基础可设计如图所示的多为基础可设计如图所示的多种不同的装置和采用不同的操种不同的装置和采用不同的操作作(如使气体溶于水、热敷或冷如使气体溶于水、热敷或冷敷、生成气体等敷、生成气体等)来形成喷泉。来形成喷泉。【例题【例题5】 利用如图所示的装置利用如图所示的装置,可以验证可以验证NH3和和HCl的有的有关性质。实验前关性质。实验前a、b、c止水夹均关闭止水夹均关闭。(1)若要在烧瓶若要在烧瓶中产生中产生“喷泉喷泉”现象现象,烧瓶烧瓶中不产生中不产生“喷泉喷泉”现象现象,其其操作操作方法方法是是 。 (2)通过挤压胶头滴管和控制止水夹通过挤压胶头滴管和控制止水夹,在在烧瓶烧瓶中产生中产生“喷泉喷泉”现象现象,烧瓶烧瓶中中不不产生产生“喷泉喷泉”现象现象,其操作方法是其操作方法是 。 答案答案:(1)先打开先打开a、b止水夹止水夹,再挤压胶头滴管再挤压胶头滴管(或先挤压胶头或先挤压胶头滴管滴管,再打开再打开a、b止水夹止水夹)(2)先打开先打开a、c止水夹止水夹,再挤压胶头滴管再挤压胶头滴管(或先打开或先打开a止水夹止水夹,挤压胶头滴管挤压胶头滴管,再打开再打开c止水夹止水夹)。片刻后。片刻后,关闭关闭a,然后打开然后打开b止止水夹水夹
