1、第13講：氮及其化合物【內(nèi)容與解析】本節(jié)課復(fù)習(xí)的內(nèi)容是硫及其化合物的性質(zhì)與應(yīng)用。主要是兩個內(nèi)容：1二氧化硫的性質(zhì)。2硫酸的性質(zhì)。二氧化硫的性質(zhì)主要體現(xiàn)在二氧化硫的四個性質(zhì)上，酸性氧化物、二氧化硫的還原性、二氧化硫的氧化性、二氧化硫的漂白性。硫酸的性質(zhì)上，主要是濃硫酸的三大特性：吸水性、脫水性、強氧化性。所以就在于這些性質(zhì)的區(qū)別上?！窘虒W(xué)目標(biāo)與解析】1教學(xué)目標(biāo)1.了解氮元素單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)和應(yīng)用。2了解氮元素單質(zhì)及其重要化合物對環(huán)境質(zhì)量的影響。2目標(biāo)解析1. 了解硫元素單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用。就是指二氧化硫的四個性質(zhì)，濃硫酸的三大特性。2了解硫元素單質(zhì)及其重要化合物對環(huán)境

2、質(zhì)量的影響。就是指二氧化硫會造成酸雨，硫酸型酸雨，而且是隨時間的變化酸雨的PH值會越來越小。所以就有酸雨的防護問題?！締栴}診斷分析】本節(jié)中學(xué)生感到困難的地方就是在于復(fù)習(xí)過程中，在濃硫酸的計算上，要掌握的是不能用濃硫酸的量來進行計算，因為濃硫酸的量一定要過量，所以就要搞清硫酸在計算過程中到底反應(yīng)了多少物質(zhì)這是硫酸計算的關(guān)鍵。再就是二氧化硫性的判斷，很多同學(xué)會把二氧化硫的漂白性，與還原性搞不清楚，這就是要掌握，無機物質(zhì)的顏色是不能漂白的。【教學(xué)條件支持】這節(jié)課主要是通過PPT這個手段，因為這樣能加快復(fù)習(xí)的速度，節(jié)約復(fù)習(xí)的時間。特別是二氧化硫的四個性質(zhì)與濃硫酸的三大特性上，這樣，學(xué)生更能掌握這兩種物

3、質(zhì)的性質(zhì)?！緩?fù)習(xí)過程】一、氮氣1物理性質(zhì)通常情況下，N2為無色無味的氣體，不溶于水。2化學(xué)性質(zhì)(1)與O2反應(yīng)：N2O22NO。(2)工業(yè)合成氨：N23H22NH3。(3)與Mg反應(yīng)：3MgN2Mg3N2。二、氮的氧化物NONO2物理性質(zhì)顏色無紅棕色毒性有毒有毒溶解性不溶溶化學(xué)性質(zhì)與O2反應(yīng)2NOO2=2NO2與H2O反應(yīng)3NO2H2O=2HNO3NO與人體、環(huán)境的關(guān)系與血紅蛋白結(jié)合，使人中毒轉(zhuǎn)化成NO2形成酸雨、光化學(xué)煙霧形成酸雨、光化學(xué)煙霧三、氨氣1物理性質(zhì)顏色：無色，氣味：刺激性氣味，密度：比空氣小，溶解性：常溫常壓下，1體積水中溶解700體積氨。2化學(xué)性質(zhì)(1)與水反應(yīng)氨水顯堿性，反應(yīng)

4、原理為：NH3H2ONH3H2ONHOH。(2)與酸反應(yīng)與濃鹽酸的反應(yīng)為：NH3HCl=NH4Cl?，F(xiàn)象為：產(chǎn)生大量白煙。(3)與鹽反應(yīng)向AlCl3溶液中滴加氨水，反應(yīng)的離子方程式為：Al33NH3H2O=Al(OH)33NH。(4)與氧氣反應(yīng)化學(xué)方程式為：4NH35O24NO6H2O。3制法(1)實驗室制法NH4Cl和Ca(OH)2共熱反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Ca(OH)22NH4ClCaCl22NH32H2O。(2)工業(yè)制法N23H22NH3。四、銨鹽1物理性質(zhì)銨鹽是由銨離子和酸根離子構(gòu)成的化合物，都是白色或無色晶體，都易溶于水。2化學(xué)性質(zhì)(1)受熱分解NH4Cl、NH4HCO3受熱分解的化學(xué)

5、方程式分別為：NH4ClNH3HCl；NH4HCO3NH3CO2H2O。(2)與強堿反應(yīng)：NH4NO3與NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式為：NH4NO3NaOHNH3NaNO3H2O。五、硝酸1物理性質(zhì)顏色：無色，揮發(fā)性：易揮發(fā)，氣味：刺激性氣味，溶解性：和水以任意比互溶。2化學(xué)性質(zhì)(1)酸的通性，但與活潑金屬反應(yīng)時不生成H2。(2)不穩(wěn)定性化學(xué)方程式為：4HNO34NO2O22H2O。久置的濃硝酸呈黃色，原因是：硝酸分解生成的NO2溶于HNO3，實驗室保存濃HNO3時，應(yīng)注意：放在低溫陰涼處。(3)強氧化性能與Pt、Au以外的所有金屬反應(yīng)，如Cu與濃、稀HNO3均可反應(yīng)，化學(xué)方程式分別為：Cu4HN

6、O3(濃)=Cu(NO3)22NO22H2O，3Cu8HNO3=3Cu(NO3)22NO4H2O。有些金屬(如Fe、Al等)在冷的濃HNO3中發(fā)生鈍化。與不活潑的木炭反應(yīng)的化學(xué)方程式為：C4HNO3(濃)CO24NO22H2O。與某些還原性化合物(如FeO等)反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3FeO10HNO3=3Fe(NO3)3NO5H2O。濃硝酸與濃鹽酸按1：3混合配制成王水，它的氧化性比硝酸更強，能溶解金、鉑等金屬?！纠?】室溫時，在容積為a mL的試管中充滿NO2氣體，然后倒置在水中到管內(nèi)水面不再上升時為止；再通入b mL O2，則管內(nèi)液面又繼續(xù)上升，測得試管內(nèi)最后剩余氣體為c mL，且該氣體不能

7、支持燃燒，則a、b的關(guān)系是()Aa4b3c Ba4bcCa：b4：1 Da：b4：3解析根據(jù)反應(yīng)3NO2H2O=2HNO3NO，a mL NO2產(chǎn)生 mL NO；通入b mL O2后發(fā)生反應(yīng)4NO3O22H2O=4HNO3，因為c mL氣體不能支持燃燒，所以c mL氣體為NO，則(c) ：b4：3，解得a4b3c。答案A變式1在容積為672 mL的燒瓶里充滿NO和NO2的混合氣體，將其倒立在水槽里，去塞后再通入280 mL氧氣，反應(yīng)恰好完成，且水充滿燒瓶(氣體體積都已折合為標(biāo)準(zhǔn)狀況，并假定燒瓶中的溶液不擴散)。下列有關(guān)敘述中正確的是()A總反應(yīng)為NONO2O2H2O=2HNO3B總反應(yīng)為4NO

8、8NO25O26H2O=12HNO3C生成HNO3的濃度接近0.3 molL1D生成HNO3的濃度約為0.45 molL1解析：要熟練掌握NO2和O2以及NO和O2與H2O充分反應(yīng)時的兩個總反應(yīng)式，并加以靈活應(yīng)用。(1)設(shè)參加反應(yīng)的NO2的體積為x，NO的體積為y。4NO2O22H2O=4HNO3x 4NO3O22H2O=4HNO3y ，。故參加反應(yīng)的NO2與NO物質(zhì)的量之比為2：1，則總反應(yīng)為4NO8NO25O26H2O=12HNO3，據(jù)氮元素質(zhì)量守恒可得生成的HNO3為0.03 molc(HNO3)0.045 molL1。(2)用電子守恒法列出方程直接求解。答案：B【例2】實驗室模擬合成氨

9、和氨催化氧化的流程如下：已知實驗室可用飽和亞硝酸鈉(NaNO2)溶液與飽和氯化銨溶液經(jīng)加熱后反應(yīng)制取氮氣。(1)從上圖中選擇制取氣體的合適裝置：氮氣_、氫氣_。(2)氮氣和氫氣通過甲裝置，甲裝置的作用除了將氣體混合外，還有_、_。(3)氨合成器出來經(jīng)冷卻的氣體連續(xù)通入乙裝置的水中吸收氨，_(“會”或“不會”)發(fā)生倒吸，原因是：_。(4)用乙裝置吸收一段時間氨后，再通入空氣，同時將經(jīng)加熱的鉑絲插入乙裝置的錐形瓶內(nèi)，能使鉑絲保持紅熱的原因是：_，錐形瓶中還可觀察到的現(xiàn)象是：_。(5)寫出乙裝置中氨氧化的化學(xué)方程式：_。(6)反應(yīng)結(jié)束后錐形瓶內(nèi)的溶液中含有H、OH、_、_離子。解析(1)實驗室中用飽

10、和NaNO2溶液和飽和NH4Cl溶液混合加熱的方法制取氮氣，可以選用鐵架臺、酒精燈、蒸餾燒瓶、分液漏斗配套，裝置用a，而H2的制取利用的是簡易啟普發(fā)生器裝置b。(2)甲裝置中濃硫酸能吸收H2O，同時控制氣體流速。(3)倒吸是對于一些極易溶于水(或其他溶劑)的氣體，如NH3、HCl等，由于氣體在水中大量溶解，導(dǎo)致出氣管中壓強減小，而發(fā)生倒吸現(xiàn)象，氨合成器出來的氣體中混有N2、H2等難溶于水的氣體，因此不能形成壓強差，不發(fā)生倒吸。(4)(5)由于4NH35O24NO6H2O是放熱反應(yīng)，故鉑絲保持紅熱，NO被空氣中O2氧化而生成紅棕色NO2氣體。(6)由于反應(yīng)過程中發(fā)生了如下反應(yīng)：4NH35O24N

11、O6H2O；2NOO2=2NO2；3NO2H2O=2HNO3NO；NH3HNO3=NH4NO3，因此溶液中含有NO、NH、H、OH等。答案(1)ab(2)干燥氣體控制氫氣和氮氣的流速(3)不會因為混合氣體中含有大量難溶于水的N2、H2(4)氨的氧化反應(yīng)是一個放熱反應(yīng)有紅棕色氣體產(chǎn)生(5)4NH35O24NO6H2O(6)NHNO變式2(2010福建省莆田市質(zhì)檢)實驗室可采用多種方法制取氨氣。(1)請從下圖中選擇最恰當(dāng)?shù)臍怏w發(fā)生裝置，將相應(yīng)字母標(biāo)號填入下表：方法試劑僅用濃氨水濃氨水、氫氧化鈉固體裝置(2)如何檢驗生成的氣體是氨氣？_。解析：(1)實驗室制取氨氣，可以采取加熱濃氨水的方法，裝置選擇

12、C；也可以選用氫氧化鈉固體和濃氨水，將濃氨水滴入NaOH固體中，NaOH固體溶解放熱，氨氣受熱揮發(fā)，裝置選擇B。(2)檢驗氨氣，可以利用氨氣能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的性質(zhì)檢驗。答案：(1)CB(2)把濕潤的紅色石蕊試紙靠近導(dǎo)管口，試紙變藍【例3】某高三研究性學(xué)習(xí)小組為了測定某銅銀合金的成分，將30. 0 g該合金溶于80 mL 13.5 mol/L的濃HNO3中，待合金完全溶解后，收集到氣體6.72 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，并測得溶液的c(H)1 mol/L。假設(shè)反應(yīng)后溶液的體積仍為80 mL，試計算：(1)被還原的硝酸的物質(zhì)的量；(2)合金中銀的質(zhì)量分數(shù)。解析(1)硝酸被還原后的產(chǎn)物是NO或NO2

13、，因為1 mol HNO3被還原得到1 mol NO或NO2，因此產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量即是被還原的HNO3的物質(zhì)的量。故被還原的硝酸的物質(zhì)的量n(HNO3)0.3 mol。(2)因為反應(yīng)后c(H)1 mol/L，說明硝酸過量。參加反應(yīng)的硝酸為：13.5 mol/L0.080 L1 mol/L0.080 L1 mol。設(shè)合金中Ag的物質(zhì)的量為x，Cu的物質(zhì)的量為y，根據(jù)質(zhì)量為30.0 g，可建立方程式：108 g/molx64 g/moly30.0 g，1 mol參加反應(yīng)的HNO3中有0.3 mol被還原，有0.7 mol起酸的作用生成硝酸鹽，據(jù)此有：x2y0.7 mol，聯(lián)立、式，解得：x0.1

14、 mol，y0.3 mol，故w(Ag)100%36.0%。答案(1)0.3 mol(2)36.0%變式3將32.64 g銅與140 mL一定濃度的硝酸反應(yīng)，銅完全溶解產(chǎn)生的NO和NO2混合氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2 L。請回答：(1)NO的體積為_L，NO2的體積為_L。(2)待產(chǎn)生的氣體全部釋放后，向溶液中加入V mL a mol/L的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2全部轉(zhuǎn)化成沉淀，則原硝酸溶液的濃度為_mol/L。(3)欲使銅與硝酸反應(yīng)生成的氣體在NaOH溶液中全部轉(zhuǎn)化為NaNO3，至少需要30%的雙氧水_g。解析：(1)據(jù)電子得失守恒得：2n(Cu)3n(NO)1n(NO2)，

15、23解得V(NO)5.8 L，所以V(NO2)11.2 L5.8 L5.4 L。(2)原HNO3中的NO一部分變成氣體(0.5 mol)，另一部分變?yōu)镹aNO3(Va103 mol)，所以n(HNO3)(Va1030.5)mol，c(HNO3) mol/L。(3)由電子得失守恒得：2n(Cu)2n(H2O2)2n(H2O2)2n(H2O2)0.51 mol，則m(H2O2)17.34 g，需30%的雙氧水：17.34 g30%57.8 g。答案：(1)5.85.4(2)(aV1030.5)/0.14(3)57.8點評：物質(zhì)守恒定律體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科思想，守恒法解銅與硝酸反應(yīng)的計算題反映了化學(xué)學(xué)科思

16、想在化學(xué)計算中的應(yīng)用，因此此類題目是高考命題的重要形式。在解題時，可以衍生出“原子守恒(物料守恒)”“電子守恒”“電荷守恒”等具體方法?！灸繕?biāo)檢測】1.下列敘述不正確的是()ANH3易液化，液氨常用作制冷劑B與金屬反應(yīng)時，稀HNO3中的氮元素雖然可被還原為更低價態(tài)，但稀HNO3氧化性弱于濃HNO3C銨鹽受熱易分解，因此貯存銨態(tài)氮肥時要密封保存，并放在陰涼通風(fēng)處D硝酸電離出的H離子，能被Zn、Fe等金屬還原成H22如圖是課外活動小組的同學(xué)設(shè)計的4個噴泉實驗方案。下列有關(guān)操作不可能引發(fā)噴泉現(xiàn)象的是()A擠壓裝置的膠頭滴管使CCl4全部進入燒瓶，片刻后打開止水夾B擠壓裝置的膠頭滴管使NaOH溶液全部

17、進入燒瓶，片刻后打開止水夾C用鼓氣裝置從裝置的a處不斷鼓入空氣并打開止水夾D向裝置的水槽中慢慢加入足量濃硫酸并打開止水夾3同溫同壓下，在3支相同體積的試管中分別充有等體積混合的2種氣體，它們是NO和NO2，NO2和O2，NH3和N2?，F(xiàn)將3支試管均倒置于水槽中，充分反應(yīng)后，試管中剩余氣體的體積分別為V1、V2、V3，則下列關(guān)系正確的是()AV1V2V3 BV1V3V2 CV2V3V1 DV3V1V24將相同質(zhì)量的銅分別和過量濃硝酸、稀硝酸反應(yīng)，下列敘述正確的是()A反應(yīng)速率：兩者相同 B消耗硝酸的物質(zhì)的量：前者多，后者少C反應(yīng)生成氣體的顏色：前者淺，后者深 D反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)：前者多，后者少5實驗室常用的幾種氣體發(fā)生裝置如圖A、B、C所示：(1)實驗室可以用B或C裝置制取氨氣，如果用C裝置，通常使用的藥品是_。檢查C裝置氣密性是否良好的操作方法是_。(2)氣體的性質(zhì)是選擇氣體收集方法的主要依據(jù)。下列性質(zhì)與收集方法無關(guān)的是_(填序號，下同)。密度顏色溶解性熱穩(wěn)定性與氧氣反應(yīng)下圖是某學(xué)生設(shè)計的收集氣體的幾種裝置，其中不可行的是_。(3)若用A裝置與D裝置相連制取并收集X氣體，