1、2022-2023必修第二册必修第二册第五章化工生产中的重要非金属第二节 氮及其化合物单质单质氧化物氧化物盐盐酸酸碱碱氢化物氢化物NH3N2NONO2HNO3NH3H2ONO3NH4+H2O2/放电放电或高温或高温O2H2O碱碱酸酸H2O-30+2+4+5物质类别物质类别元素价态元素价态氮及其化合物的转化写出有关化学方程式:N2NH3:_。NH3NO:_。NONO2:_。NO2HNO3:_。4NH3+5O2 4NO+6H2O2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO N2+3H2 2NH3高温高压催化剂氮气发生还原反应氨气发生氧化反应NO发生氧化反应NO2既发生氧化反应也发生还原
2、反应思考讨论思考讨论 1.1.对对硝酸强氧化性的正确认识硝酸强氧化性的正确认识本质本质 HNOHNO3 3中的中的+5+5价氮元素具有很强的得电子能力价氮元素具有很强的得电子能力(1)1)浓硝酸能使紫色石蕊溶液先变红浓硝酸能使紫色石蕊溶液先变红,后褪色。后褪色。(2)(2)反应温度越高反应温度越高,硝酸浓度越大硝酸浓度越大,其氧化性越强。其氧化性越强。(3)(3)硝酸与铁反应硝酸与铁反应,当硝酸过量时当硝酸过量时,产物为产物为Fe(NOFe(NO3 3)3 3,当铁过量时为当铁过量时为Fe(NOFe(NO3 3)2 2。(4)(4)在中性和碱性溶液中不表现强氧化性在中性和碱性溶液中不表现强氧化
3、性,但在酸性溶液中表现强氧化但在酸性溶液中表现强氧化性性,与与I I-、FeFe2+2+、S S2-2-等不能共存。等不能共存。BrBr-与与 在中性、碱性条件下能共存在中性、碱性条件下能共存,而在酸性条件下因发生氧化还原反而在酸性条件下因发生氧化还原反应应而不能而不能大量共存。大量共存。3NO3NO23SO 学习学习 目标目标第第6课时课时 硝酸与金属反应的计算硝酸与金属反应的计算 原子原子守恒法守恒法 Cu+4HNO Cu+4HNO3 3(浓浓)=Cu(NO=Cu(NO3 3)2 2+2NO+2NO2 2 +2H+2H2 2O OHNOHNO3 3与金属反应时，一部分与金属反应时，一部分H
4、NOHNO3 3起酸的作用以起酸的作用以NONO3 3-的形式存在于溶液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的量等于反应消耗的HNOHNO3 3物质的量。物质的量。n n(反应的硝酸反应的硝酸)=n()=n(被还原的硝酸被还原的硝酸)+n()+n(未被还原的硝酸未被还原的硝酸)=n(=n(被反应的硝酸被反应的硝酸)+2n(Cu)+2n(Cu2+2+)金属金属与硝酸反应的与硝酸反应的计算计算例1、38.4克的Cu与适量的浓HNO3反应，铜全部溶解，共收集到22.4L气体，则反应消
5、耗HNO3的物质的量为 _ n n(反应的硝酸反应的硝酸)=n()=n(被还原的硝酸被还原的硝酸)+n()+n(未被还原的硝酸未被还原的硝酸)=n(=n(被反应的硝酸被反应的硝酸)+2n(Cu)+2n(Cu2 2+)=22.4L/22.4L/mol+2=22.4L/22.4L/mol+238.4g/64g/mol38.4g/64g/mol =2.2mol2.2mol例例2.25.6mgCu2.25.6mgCu跟含有跟含有1.41.41010-3-3 molmol的硝酸恰好完全反应的硝酸恰好完全反应,反应完毕反应完毕后收集到的气体在标准状况下的体积为后收集到的气体在标准状况下的体积为()()A
6、A7.84 mL B7.84 mL B13.44 mL 13.44 mL C C15.68 mL D15.68 mL D17.92 mL17.92 mL解析：扩放数据解析：扩放数据,简化计算简化计算n(Cu)=0.4mol,n(Cu)=0.4mol,生成生成0.4molCu(NO0.4molCu(NO3 3)2 2,故生成故生成气体为气体为1.4mol-0.4mol1.4mol-0.4mol2=0.6mol2=0.6mol，气体体积为，气体体积为0.60.622.4=13.44L22.4=13.44L。B B电子得失守恒法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
7、于金属电子的物质的量。例例3.3.某二价金属与硝酸反应时，金属与硝酸所消耗的某二价金属与硝酸反应时，金属与硝酸所消耗的物质的物质的量之比为量之比为2:52:5，则，则HNOHNO3 3的还原产物是的还原产物是 （）A.NH A.NH4 4NONO3 3 B.NB.N2 2O C.NO D.NOO C.NO D.NO2 2解析解析:若二价金属若二价金属(M)(M)为为2mol,2mol,生成生成2molM(NO2molM(NO3 3)2 2,未被还原的硝酸未被还原的硝酸4mol,4mol,被还被还原的硝酸原的硝酸1mol,1mol,根据得失电子数相等根据得失电子数相等,HNO,HNO3 3中中N
8、 N元素被还原成元素被还原成+1+1价价,应为应为N N2 2O;NHO;NH4 4NONO3 3中中N N元素的平均化合价为元素的平均化合价为+1+1价。答案价。答案ABAB。ABAB 例4：mgCu投入一定量浓硝酸中，铜完全溶解，生成气体颜色越来越浅，共收集到VmL气体。将盛有此气体的容器倒扣在水中，通入标准状况下一定体积的O2，恰好使气体完全溶于水中，则通入O2的体积的计算.方法：若从一般角度考虑，很难得出结论；但若利用得失电子守恒解，能得到铜失去的电子总数等于氧气 得到的电子总数，即有2n(Cu)=4n(O2)A.14 B.15 C.23 D.25练练1.物质的量之比为物质的量之比为2
9、5的锌与稀硝酸反应，若硝酸被还原的产物为的锌与稀硝酸反应，若硝酸被还原的产物为N2O，反应结束后锌没有剩余，则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸反应结束后锌没有剩余，则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是的物质的量之比是()答案答案A练2、1.92 g Cu投入到一定量的浓硝酸中，铜完全溶解，生成的气体的颜色越来越浅,共收集到 672 mL 的气体(标准状况下)，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()mLA168 B224 C 336 D504练3、铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、N
10、O的混合气体，这些气体与5.6LO2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。则消耗铜的质量为()A16g B32g C64g D无法计算HNO3过量时反应后溶液中（不考虑OH-）则有：c(NO3-)=c(H+)+nc(Mn+)(Mn+代表金属离子)。电荷守恒法例5.3.2 g铜与过量硝酸反应，硝酸被还原为NO2和NO。反应后溶液中含H+a mol,则此时溶液中含NO3-的物质的量为_mol。解析解析:反应后的溶液中溶质是反应后的溶液中溶质是:Cu(NO:Cu(NO3 3)2 2和和HNOHNO3 3。n(NOn(NO3 3-)=2n(Cu)+n(H)=2n(Cu)+n(H+)
11、=2)=20.05+a=(0.1+a)mol0.05+a=(0.1+a)mol(a+0.1)(a+0.1)利用离子方程式计算法金属与金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时的混合酸反应时，由于硝酸盐中由于硝酸盐中NO3-在在H2SO4 提供提供H+的条件下能继续与金属反应，因此，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。此类题目应用离子方程式来计算。先作过量判断先作过量判断，然后根据然后根据完全反应的金属或完全反应的金属或H+或或 NO3-进进行相关计算行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。，且溶液中要符合电荷守恒。例例6.6.1L1L稀硝酸和稀硫酸的混合液，其物质的量浓度分
12、别为稀硝酸和稀硫酸的混合液，其物质的量浓度分别为0.1mol/L0.1mol/L和和0.4mol/L0.4mol/L。若向该混合液中加入足量的铜粉，则最多能溶解铜粉。若向该混合液中加入足量的铜粉，则最多能溶解铜粉的质量为的质量为 ()()A.2.4g B.3.2gA.2.4g B.3.2g C.6.4g D.9.6g C.6.4g D.9.6g 解析解析:n(Hn(H+)=0.1+0.8=0.9(mol)=0.1+0.8=0.9(mol)n(NO n(NO3 3-)=0.1mol)=0.1mol 3Cu +8H 3Cu +8H+2NO+2NO3 3-=3Cu=3Cu2+2+2NO+4H+2NO
13、+4H2 2O O 3mol 8mol 2mol 3mol 8mol 2mol 0.9mol 0.1mol 0.9mol 0.1mol NO NO3 3-不足不足,溶解溶解n(Cu)=0.15mol;m(Cu)=9.6(g)n(Cu)=0.15mol;m(Cu)=9.6(g)B BA.0.15 molL1 B.0.2 molL1 C.0.075 molL1 D.0.45 molL1练练4.将将2.56 g铜粉加入铜粉加入100 mL 0.4 molL1的稀的稀HNO3溶液中，加热充分反应后再加溶液中，加热充分反应后再加入入100 mL 0.2 molL1的的H2SO4溶液，继续加热，待充分反应后，所得溶液中溶液，继续加热，待充分反应后，所得溶液中Cu2的物质的量浓度是的物质的量浓度是(忽略溶液体积变化忽略溶液体积变化)()A金属与酸再与碱反应：转移的电子的物质的量等于消耗的OH物质的量例7、将11.9 g由Mg、Al、Fe组成的合金溶于足量的NaOH溶液中，合金质量减少了2.7 g。另取等质量的合金溶于过量稀硝酸中，生成了6.72 L NO(标准状况下)，向反应后的溶液中加入适量NaOH溶液恰好使Mg2+、Al3+、Fe3+完全转化为沉淀，则沉淀的质量为()A22.1 g B27.2 g C30 g D无法计算总结
