资源简介 (共116张PPT)第2课时 氨和铵盐课程 标准 1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解氨的主要性质和制备。2.通过实验探究,了解铵盐的主要性质,认识铵盐在农业生产中的应用和对生态环境的影响目 录1、基础知识·准落实2、关键能力·细培养3、教学效果·勤检测4、学科素养·稳提升基础知识·准落实1梳理归纳 高效学习分点突破(一) 氨气的性质1. 氨的物理性质(1)物理性质(2)探究氨的水溶性实验 操作 在干燥的圆底烧瓶里充满NH3,用带有玻璃管和胶头滴管(预先吸入水)的橡胶塞塞紧瓶口。倒置烧瓶,使玻璃管插入盛有水的烧杯中(预先在水中滴入少量酚酞溶液)。打开弹簧夹,挤压胶头滴管,使水进入烧瓶,观察并描述现象实验 操作 ①装置的气密性要好;②烧瓶中氨的纯度越高越好;③连接装置时要迅速,防止空气进入烧瓶;④氨在烧瓶内保存时间不要太长实验现象 烧杯里的液体经玻璃管喷入烧瓶,形如喷泉,溶液变成 结论 氨 溶于水,氨的水溶液呈 性 红色 易 碱 2. 氨的化学性质(1)与水的反应①NH3溶于水时,会与水结合生成NH3·H2O,并部分发生电离形成N 和OH-: 。②氨的水溶液俗称 ,显 性,能使酚酞溶液变 或使红色石蕊试纸变 。 NH3+H2O NH3·H2O N +OH - 氨水 弱碱 红 蓝 (2)与酸的反应氨可以与酸反应生成 。将两根分别蘸取浓氨水和浓盐酸的玻璃棒靠近时,会产生大量 ,发生反应的化学方程式为 。(3)与O2的反应NH3中氮元素显 价,具有 性,在加热和催化剂条件下,能被O2氧化生成NO和H2O,化学方程式为 。 铵盐 白烟 NH3+HCl NH4Cl -3 还原 4NH3+5O2 4NO+6H2O 1. 管道工人用浓氨水检验氯气管道是否漏气,如果管道某处漏气,会产生白色烟雾,原理是什么?氨遇浓硫酸也会产生白烟吗?(已知2NH3+3Cl2 N2+6HCl)提示:若氯气管道漏气,发生反应:2NH3+3Cl2 N2+6HCl、NH3+HCl NH4Cl,产生的白烟是固体NH4Cl;难挥发性酸,如H2SO4、H3PO4不能形成蒸气,与氨不会产生白烟。2. 某同学组装了一套喷泉实验装置,如图所示。(1)如何操作才能引发该喷泉实验?是先挤出胶头滴管中的水还是先打开止水夹?提示:先打开止水夹,然后挤出胶头滴管中的水,氨极易溶于水,烧瓶内气体压强减小,外界大气压将水压入烧瓶内,形成喷泉。(2)某同学做喷泉实验时,打开止水夹后将胶头滴管内的水挤入烧瓶内,并未产生喷泉,试分析实验失败可能的原因是什么?提示:装置气密性不好;收集的NH3纯度较低;烧瓶不干燥等。3. 根据下列信息写出对应的化学方程式。(1)将NH3通过灼热的CuO后,黑色固体变红色,并产生无毒无污染气体。提示:2NH3+3CuO 3Cu+N2+3H2O。(2)NO、NO2分别与NH3在催化剂、加热条件下反应生成无毒无污染气体。提示:8NH3+6NO2 7N2+12H2O、4NH3+6NO 5N2+6H2O。1. 氨水、液氨和一水合氨的区别氨水 液氨 一水合氨化学式 — NH3 NH3·H2O分类 混合物,含多种成分 纯净物,氢化物 一元弱碱成分 H2O、NH3、NH3·H2O、N 、OH-、H+(极少) NH3 NH3·H2O联系 氨溶于水形成氨水,氨水中含有NH3和NH3·H2O 2. 喷泉实验(1)使烧瓶内外产生较大压强差的两种方法方法 装置 成因减小 内压方法 装置 成因增大 外压(2)常见产生喷泉实验的组合气体 NH3 HCl SO2、CO2、NO2、Cl2 NO2和O2吸收剂 水或盐酸 水或氢氧化钠溶液 浓氢氧化钠溶液 水提醒(1)NO2溶于水能形成喷泉,但溶液不能充满烧瓶,NO2和O2的混合气体体积比4∶1也能形成喷泉,溶液充满烧瓶。(2)求氨水的质量分数、物质的量浓度时,视溶质为NH3。(3)氨水密度小于1 g·mL-1,且浓度越大,密度越小。(4)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,在推断题中作为解题突破口。(5)NH3为非电解质,NH3·H2O为弱电解质,氨水为混合物,既不是电解质也不是非电解质。1. 如图是实验室进行氨溶于水的喷泉实验装置,下列叙述不正确的是( )A. 该实验说明氨气极易溶于水,可用来做喷泉实验B. 进入烧瓶中的液体颜色由无色变为红色,说明氨水呈碱性C. 形成喷泉的原因是氨气溶于水后,烧瓶内的气压小于大气压D. 用氯气代替氨气,利用此装置也可进行喷泉实验解析: A项,NH3极易溶于水,可用来做喷泉实验;B项,氨水呈碱性,能使酚酞试液变红色;C项,NH3极易溶于水,使烧瓶内的气压小于大气压,在压强差的作用下,烧杯中的水沿导管迅速向上流动,从而形成喷泉;D项,Cl2在水中的溶解度较小,不能用于做喷泉实验。2. 氨是一种重要的化工原料。下列关于氨性质的描述不正确的是( )A. 有刺激性气味,密度比空气的小B. 将蘸有浓氨水与浓盐酸的玻璃棒靠近产生白烟C. 能使湿润的蓝色石蕊试纸变红D. 其水溶液能使酚酞溶液变红解析: NH3是有刺激性气味的无色气体,密度小于空气;浓盐酸有挥发性,故两玻璃棒靠近有白烟即NH4Cl产生;能使湿润的蓝色石蕊试纸变红的气体是酸性气体,NH3是碱性气体;NH3的水溶液呈碱性,能使酚酞溶液变红。3. 下列关于氨水的叙述正确的是( )A. 氨水呈碱性,是因为氨水是一种弱碱B. 氨水和液氨成分相同C. 氨水的密度小于水,且浓度越大,密度越大D. 氨水中含有的微粒有NH3、NH3·H2O、N 、OH-等解析: 氨水呈碱性是因为氨水中的NH3·H2O在水中发生部分电离,使溶液显碱性,A错误;氨水是一种混合物,液氨是纯净物,二者成分不同,B错误;氨水的密度随浓度增大而减小,C错误。分点突破(二) 铵盐1. 铵盐铵根离子(N )与酸根离子形成的化合物。农业上常用的铵态氮肥,如 、 、 等都属于铵盐。2. 铵盐的物理性质绝大多数铵盐 于水。 NH4HCO3 (NH4)2SO4 NH4NO3 易溶 (1)不稳定性(写出对应的化学方程式)①NH4Cl受热分解: 。②NH4HCO3受热分解: 。 NH4Cl NH3↑+HCl↑ NH4HCO3 NH3↑+H2O+CO2↑ 3. 铵盐的化学性质(2)与碱反应(NH4)2SO4与NaOH反应的化学方程式: 。NH4Cl和Ca(OH)2反应的化学方程式: 。与碱溶液反应的离子方程式: 。 (NH4)2SO4+2NaOH Na2SO4+2H2O+2NH3↑ 2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O N +OH- NH3↑+H2O 4. N 检验(1)实验探究现象: 。结论:铵盐与强碱在加热条件下反应生成 ,离子方程式为 。 试管中有气泡产生,试纸变蓝 氨气 N +OH- NH3↑+H2O 应用:①检验铵根离子的存在;②制取氨。(2)N 检验方法取溶液(或固体)少许于小试管中,滴加浓NaOH溶液,加热,能产生使湿润的 试纸 的气体证明N 的存在,反之则没有。注意:铵盐与碱反应时,浓溶液或加热情况下以NH3形式逸出。 红色石蕊 变蓝 1. 下列关于铵盐的说法中正确的是( )A. 所有铵盐受热均可以分解,其产物中都有氨B. 所有铵盐都易溶于水,且其中的N元素均呈-3价C. 向氯化铵溶液中加入浓烧碱溶液共热时反应的离子方程式为N+OH- NH3↑+H2OD. 氯化铵和氯化钠的固体混合物可用升华法分离解析: 有的铵盐(如NH4Cl)受热分解产生氨,有的铵盐受热分解不产生氨,如硝酸铵分解不生成氨:NH4NO3 N2O↑+2H2O,A错误;绝大多数铵盐易溶于水,但不是所有铵盐中的氮元素均呈-3价,如硝酸铵中硝酸根离子中的氮元素是+5价,B错误;可用加热法分离NH4Cl和某些固体(不分解、不升华的固体)的混合物,但其过程为先受热分解,再降温化合,而不是升华,D错误。2. 检验铵盐的方法是将待检物取出少量放入试管中,然后( )A. 加热,将红色石蕊试纸放在试管口检验B. 加水溶解,用红色石蕊试纸检验溶液的酸碱性C. 加入碱溶液,加热,再滴入酚酞溶液D. 加入苛性钠溶液,加热,将湿润的红色石蕊试纸放在试管口检验解析: 铵盐与碱溶液共热反应生成氨,检验铵盐的方法是向少量待检物中加入NaOH溶液,加热后产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则证明该物质是铵盐,D项正确。分点突破(三) 氨气的实验室制法探究一:实验室制取氨如图为实验室制取氨的简易装置示意图。【交流讨论】1. 试管A中加热NH4Cl和Ca(OH)2固体制取氨的反应原理是什么(用化学方程式表示)?实验室里用该装置还能制取哪种气体?提示:2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2H2O+2NH3↑;用该装置还可以制取O2(2KClO3 2KCl+3O2↑)。2. 如何检验试管B中已收集满氨?提示:将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。3. 试管B管口塞上棉花的作用是什么?提示:防止氨与空气对流,便于收集到较纯净的氨。探究二:氨的制取及性质探究如图是某化学兴趣小组对氨的制取和性质实验的改进装置,其中装置中的a、b、c、d、e、f均为注射器(部分)。【交流讨论】4. B装置中注射器c装有浓氨水,若将浓氨水注入氢氧化钠固体,即可制取氨。请你结合氨水的性质等知识,说明产生氨的原因。如果将氢氧化钠固体换成氧化钙固体,其他不变,还能产生氨吗?提示:氢氧化钠固体溶于水的过程是放热的,温度升高能够促使NH3·H2O分解放出氨;氧化钙与水反应也放出热量,所以也可以产生氨。5. 打开K2,关闭其他开关,将注射器c的浓氨水慢慢注入试管中,看到注射器b中的现象是什么?若关闭K1、K2、K4、K6,打开K3、K5,如何判断C装置中的烧瓶已经收集满氨?待烧瓶中充满氨,关闭K5,打开K6,将会观察到哪些现象?提示:可以看到注射器b中产生大量白烟,因为发生反应:NH3+HCl NH4Cl,白烟为NH4Cl固体小颗粒;待注射器e中棉团(酚酞)变红,说明氨已经收集满;关闭K5,打开K6,f中的湿润的红色石蕊试纸变为蓝色。6. 某同学根据铵盐受热分解的性质,认为可以采用加热NH4Cl来制取氨,你认为正确吗?为什么?提示:不正确。NH4Cl受热分解得到NH3和HCl,两种气体在试管口遇冷又反应生成NH4Cl,得不到氨。1. 原理NH4Cl和Ca(OH)2的固体混合物加热。2. 装置(1)发生装置:固体+固体 气体。(2)净化装置:通常用碱石灰干燥氨气。3. 收集方法向下排空气法收集。4. 验满方法(1)方法一:用湿润的红色石蕊试纸放置在试管口附近,若变蓝,说明已经收集满。(2)方法二:用蘸取浓盐酸的玻璃棒靠近试管口,若有白烟生成,说明已经收集满。5. 尾气处理在吸收氨气尾气时要防止倒吸,常采用的装置有6. 实验室制取氨气的其他方法(1)加热浓氨水反应原理:NH3·H2O NH3↑+H2O。(2)浓氨水与生石灰混合反应原理:将浓氨水滴加到固态碱性物质(如CaO等)上,消耗浓氨水中的水,同时放热,OH-浓度的增大也有利于促进NH3·H2O分解产生NH3。名师点拨(1)干燥NH3时不能用CaCl2,因为NH3会和CaCl2反应生成CaCl2·8NH3等物质。(2)氨尾气处理时防倒吸原理(结合装置分析)将NH3通入a装置时,因为NH3极易溶于水,使制取NH3的装置内的压强小于大气压强,水被吸入漏斗,水面下降,与漏斗口分离,在重力作用下,漏斗中的水又回落到烧杯中,达到防倒吸的目的;b装置与a装置相似,水倒吸进入球形干燥管中,因其容积较大,可达到防倒吸的目的;c装置利用了NH3不溶于CCl4而易溶于水的原理;d装置的水倒吸后留存于试剂瓶中,不会进入前面的装置。1. 如图是实验室制取氨气的装置和选用的试剂,其中错误的是( )A. ①③B. ②③C. ①④D. ②④解析: NH4Cl固体受热分解生成的NH3和HCl在管口遇冷重新生成NH4Cl固体,①错误;浓氨水滴入氧化钙中,CaO与水反应生成Ca(OH)2,同时放出大量的热,促使NH3·H2O分解释放出NH3,②正确;加热氢氧化钙和氯化铵固体的混合物,试管口要略低于试管底部,③错误;加热浓氨水,促使NH3·H2O分解释放出NH3,④正确。2. (2024·绍兴高一期中)下列关于氨气的说法,不正确的是( )A. 氨气易液化,汽化时吸热,可用作制冷剂B. 氨气既可以用浓硫酸干燥也可以用碱石灰干燥C. 用水吸收氨气可用图1所示装置防止倒吸D. 氨气密度比空气密度小,可用图2所示装置收集NH3解析: 氨气易液化,汽化时吸热,可用作制冷剂,A正确;氨气与浓硫酸反应生成硫酸铵,所以不能用浓硫酸干燥氨气,B错误;氨气在水中的溶解度大,而在CCl4中的溶解度小,CCl4的密度比水的密度大在下层,NH3通入CCl4层,可防止倒吸,C正确;氨气密度比空气密度小,可采用向下排空气法收集,即短管进、长管出,D正确。3. 某同学在实验室中利用如图装置制备NH3:(1)如果选用A装置作为氨气的发生装置,则反应的化学方程式为 。解析: 实验室加热NH4Cl和Ca(OH)2固体混合物来制取氨气,反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O。 2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O (2)选择图中的装置,欲收集一瓶干燥的氨气,装置的使用顺序为A→ → → → (按气流方向,用大写字母表示)。解析: 制取的氨气中混有水蒸气,需干燥除去,故发生装置后连接装置C,氨气极易溶于水,密度比空气小,可采用向下排空气法收集,收集装置选择装置D,为防止水蒸气混入,在集气瓶后连接干燥装置C,装置F进行尾气处理,故装置连接顺序为CDCF。 C D C F 关键能力·细培养2互动探究 深化认知常见气体的制备、除杂、收集和尾气处理(探究与创新)【典例】 拟用如图装置制取表中的四种干燥、纯净的气体(图中铁架台、铁夹、加热及气体收集装置均已略去;必要时可以加热;a、b、c、d表示相应仪器中加入的试剂)。选项 气体 a b c dA CO2 盐酸 CaCO3 饱和Na2CO3溶液 浓硫酸B NH3 饱和NH4Cl溶液 消石灰 H2O 固体NaOHC Cl2 浓盐酸 KMnO4 饱和NaCl溶液 浓硫酸D SO2 浓H2SO4 铜屑 浓H2SO4 固体NaOH下列可以得到干燥纯净的气体的选项是( )提示:根据反应装置知,反应物必须是固液混合物(可加热),根据洗气装置知,气体不能与洗液反应,否则收集不到气体,根据干燥装置知,干燥剂只能吸收水且不能与要收集的气体反应。二氧化碳与饱和Na2CO3溶液反应,应用饱和碳酸氢钠溶液吸收HCl气体,A错误;氨气易溶于水,所以不能用水洗气,B错误;氯气在饱和NaCl溶液中溶解度较小,可以除去其中的氯化氢杂质,C正确;二氧化硫能够与NaOH反应,收集不到二氧化硫气体,D错误。【规律方法】气体的制备一般按照气体的发生→净化干燥→收集→尾气处理顺序连接。1. 气体的发生装置(1)加热固体药品制取气体(图①),如制取氨气。(2)固体与液体反应不加热制取气体(图②),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(图③),如制取氯气。2. 气体的净化干燥装置如果用液体试剂来除杂就选用图A装置,如果用固体试剂来除杂就选用图B、C装置。3. 气体的收集装置气体收集装置的选择要根据气体的水溶性、是否与氧气反应及气体的密度。一般有排空气法、排液(水)法,也可将气体直接装入贮气袋中。(1)排空气法(2)排液(水)法4. 尾气处理装置对于有毒或对空气有污染的气体,要进行尾气处理。可以选择用吸收剂吸收、燃烧或装袋集中处理的方法。【迁移应用】1. 如图装置用于气体的干燥、收集和尾气吸收,其中X、Y、Z对应都正确的是( )选项 X Y ZA 无水硫酸铜 氯气 饱和食盐水B 氢氧化钠固体 氨气 水C 氯化钙 二氧化硫 氢氧化钠溶液D 碱石灰 一氧化氮 氢氧化钠溶液解析: Cl2尾气吸收应该用氢氧化钠溶液,不能用饱和食盐水,A错误;氨气不能用向上排空气法收集,B错误;氯化钙可用于干燥二氧化硫气体,二氧化硫可用向上排空气法收集,最后用氢氧化钠溶液吸收尾气,C正确;一氧化氮气体与氧气反应,不能用排空气法收集,D错误。2. 某化学实验小组同学利用以下装置制备氨,并探究氨的性质(部分仪器已略去)。请回答下列问题:(1)实验室制备氨的化学方程式为 。解析: 实验室制取氨的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O。 2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O (2)用装置B收集氨时,氨的进气口是 (填“a”或“b”),说明选择的理由: 。解析:氨的密度比空气的小,可用向下排空气法收集,进气导管要伸到烧瓶底部。 a 氨的密度比空气的密度小 (3)打开装置B中的止水夹c,若观察到烧瓶内产生了红色喷泉,则说明氨具有的性质是 , 。解析: 能形成喷泉,证明氨极易溶于水;观察到红色喷泉,说明氨溶于水形成的溶液显碱性。 极易溶于水 溶于水形成的溶液呈碱性 (4)为防止环境污染,以下装置(盛放的液体均为水)可用于吸收多余氨的是 (填字母)。解析: A项装置不利于氨的吸收,B、D两项装置能防止倒吸,C项装置会发生倒吸。 BD 教学效果·勤检测3强化技能 查缺补漏1. 关于铵盐的叙述:①铵盐易溶于水;②铵盐中氮元素均为-3价;③铵盐受热易分解;④铵盐只能跟碱反应,不能跟酸反应;⑤铵态氮肥不宜跟碱性物质(如草木灰)混合使用。其中正确的是( )A. ①②③④⑤ B. ①③⑤C. ③④⑤ D. ①②④解析: 铵盐都易溶于水,受热易分解,铵态氮肥不能与草木灰混用,①③⑤正确;NH4NO3中氮元素的化合价为-3价、+5价,②错误;NH4HCO3既能与碱反应,又能与酸反应,④错误。2. 下列关于氨的叙述中错误的是( )A. 氨易液化,常用作制冷剂B. 氨易溶解于水,因此可用来做喷泉实验C. 氨极易溶解于水,因此氨水比较稳定D. 氨溶于水,溶液显弱碱性,因此可使酚酞溶液变红解析: 氨易液化,常用作制冷剂,A正确;极易溶于水的气体(如NH3、HCl等)可用来做喷泉实验,B正确;NH3·H2O不稳定,受热发生分解反应(NH3·H2O NH3↑+H2O),放出氨,C错误;氨水显弱碱性,可使酚酞溶液显红色,D正确。3. 喷泉实验装置如图所示。应用下列各组气体—溶液,能出现喷泉现象的是( )选项 气体 溶液A H2S 稀盐酸B HCl 稀氨水C NO 稀H2SO4D CO2 饱和NaHCO3溶液解析: 由于H2S不与稀盐酸反应且在稀盐酸中溶解度较小,所以不能使烧瓶中气体压强显著减小,因此不能形成喷泉现象,A错误;由于HCl气体极易溶于水且能与稀氨水反应,所以二者相遇会使烧瓶中气体压强显著减小,从而形成喷泉现象,B正确;NO既不溶于水也不能与稀H2SO4反应,所以二者无法形成喷泉现象,C错误;CO2不与饱和NaHCO3溶液反应且在饱和NaHCO3溶液中溶解度较小,所以不能形成喷泉现象,D错误。4. (2024·重庆高一期中)NH3是一种重要的化工原料,可以制备一系列物质(如图所示),下列说法正确的是( )A. NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥B. NH4Cl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O2都要用纯氧解析: NH4Cl是常用化肥,而NaHCO3为小苏打,不含N、P、K元素,A错误;NH4Cl受热生成NH3、HCl,Na2CO3受热不易分解,B错误;NH3和NO2中氮元素存在中间价态,一定条件下可发生氧化还原反应,C正确;NO与O2的反应不需要用纯氧,D错误。5. 甲、乙、丙三位同学分别用如下三套实验装置及化学药品(其中碱石灰为固体氢氧化钠和生石灰的混合物)制取氨。请你参与探究,并回答下列问题:(1)三位同学制取氨的化学方程式是 。解析: 根据题述装置图可知,三位同学制取氨的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O。(2)三位同学用上述装置制取氨时,其中一位同学没有收集到氨(实验操作都正确),你认为没有收集到氨的同学是 (填“甲”“乙”或“丙”)。解析: 氨是碱性气体,能与浓硫酸反应,所以没有收集到氨的同学是乙。 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O 乙 (3)为确定试管内是否已收集满氨,应将湿润的红色石蕊试纸置于收集气体的试管口处,若观察到 ,则说明氨已收集满。解析:若观察到试纸变蓝,则说明氨已收集满。 试纸变蓝 (4)三位同学都认为他们的实验装置还可用于加热碳酸氢铵固体来制取纯净的氨,你判断能够达到实验目的的同学是 (填“甲”“乙”或“丙”)。解析: 碳酸氢铵分解生成氨、水和CO2,要得到纯净的氨需要除去CO2和H2O,需要利用碱石灰,因此能够达到实验目的的同学是丙。 丙 学科素养·稳提升4内化知识 知能升华1. (2023·西安高一大联考)合成氨大大提高了农作物的产量,同时也是制取硝酸、炸药等的原料。下列说法中正确的是( )A. N2和H2在点燃或光照条件下可合成NH3B. NH3和HNO3溶于水后都能导电,故二者都是电解质C. NH3遇到浓盐酸会发生反应产生大量白烟D. 由NH3制HNO3的过程中,氮元素被还原1234567891011解析: N2和H2合成氨的条件是高温、高压、催化剂,在点燃或光照条件下不反应,A错误;NH3溶于水,其水溶液是NH3·H2O电离的N 和OH-导电,NH3·H2O是电解质,NH3是非电解质,HNO3属于电解质,B错误;浓盐酸易挥发,NH3与挥发的HCl反应生成NH4Cl固体,反应时产生大量的白烟,C正确;由氨制备硝酸的过程中N的化合价由-3价→+5价,化合价升高,被氧化,D错误。12345678910112. 关于铵盐的叙述不正确的是( )A. 常温下,都是易溶于水的晶体B. 可用作氮肥C. 对热的稳定性差,加热分解时一定产生NH3和酸D. 跟强碱共热时,有氨气放出1234567891011解析: 根据铵盐的物理性质,绝大多数铵盐为无色或白色晶体,都易溶于水,A正确;铵盐中含有铵根离子,含有氮元素,可以作为氮肥使用,B正确;铵盐不稳定,受热易分解,非氧化性酸的铵盐能生成相应的酸和氨气,如碳酸铵、氯化铵,氧化性酸的铵盐分解会发生氧化还原反应,一般不生成氨气,如硝酸铵,C错误;铵盐与强碱反应,符合“盐与碱反应生成新盐和新碱”,生成氨气,D正确。12345678910113. 为了检验某固体物质中是否含有N ,你认为下列试纸和试剂用到的是( )①蒸馏水 ②NaOH溶液 ③红色石蕊试纸④蓝色石蕊试纸 ⑤稀硫酸A. ①②④ B. ①②③C. ②③ D. ①③⑤解析: 固体溶于NaOH溶液后,加热,若含有N ,则发生N +OH- NH3↑+H2O,NH3能使湿润(用到蒸馏水)的红色石蕊试纸变蓝,故选B。12345678910114. 下列叙述错误的是( )A. 利用图1装置可制取NH3B. 将干燥的红色石蕊试纸接近图2中a处,可观察到试纸变蓝C. 图2中收集完NH3后,取下试管,在导管口b处堵上浸有稀硫酸的棉花可防止NH3污染空气D. 进行图3所示实验时,可观察到液体迅速充满试管并变为红色,说明NH3极易溶于水,其水溶液显碱性1234567891011解析: 利用氯化铵与氢氧化钙反应制备氨气,反应为固体与固体在加热条件下制备气体,可以用题图1装置制备,A正确;氨气不能使干燥的红色石蕊试纸变蓝,B错误;稀硫酸可以吸收氨气,防止氨气污染空气,C正确;氨气溶于滴有酚酞溶液的水中,可观察到液体迅速充满试管并变为红色,说明气体氨气极易溶于水,其水溶液显碱性,D正确。12345678910115. 已知:CCl4是一种液体,其密度比水的密度大、不溶于水,NH3不溶于CCl4。下列装置用于实验室制氨气或验证氨气的化学性质,其中不能达到实验目的的是( )A. 用装置甲不能制取氨气B. 用装置乙除去氨气中的水蒸气C. 用装置丙验证氨气具有还原性D. 用装置丁吸收尾气1234567891011解析: 实验室采用装置甲制取氨气时,分液漏斗中盛装浓氨水,圆底烧瓶中盛放氢氧化钠固体或生石灰,图示药品使用不正确,不能用来制取氨气,A正确;氨气能与浓硫酸反应生成硫酸铵,不能用浓硫酸干燥氨气,B错误;丙装置中发生反应:2NH3+3CuO N2+3Cu+3H2O,可以验证氨气具有还原性,C正确;氨气不与水直接接触,能起防倒吸的作用,D正确。12345678910116. 如图所示,利用培养皿探究NH3的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水,立即将另一表面皿扣在上面。下表中对实验现象所进行的解释错误的是( )1234567891011选项 实验现象 解释A 浓盐酸附近产生白烟 NH3与HCl反应生成NH4Cl固体B 浓硫酸附近无现象 NH3与浓硫酸不反应C 氯化物溶液变浑浊 该溶液可能是AlCl3溶液D 干燥的红色石蕊试纸不变色,湿润的红色石蕊试纸变蓝 NH3的水溶液显碱性1234567891011解析: 浓氨水具有挥发性,向NaOH固体上滴加浓氨水,由于NaOH与H2O作用放热从而使NH3挥发。NH3能与HCl发生化合反应生成NH4Cl白色固体,NH3也能与H2SO4发生化合反应,生成(NH4)2SO4,A项正确,B项错误;NH3与氯化物溶液反应生成沉淀,该氯化物可以是AlCl3或MgCl2等,C项正确;NH3溶于水生成NH3·H2O,NH3·H2O是可溶性碱,D项正确。12345678910117. 氮元素是地球大气中含量最多的元素,请完成下列有关问题:(1)写出氮元素的原子结构示意图: 。解析:N原子核外有7个电子,则N原子结构示意图为 。1234567891011(2)N2的结构式: 。 N≡N 解析: N2分子中含有三键,其结构式为N≡N。1234567891011(3)通常情况下,氮气性质不活泼,其原因是 (填字母)。A. 氮分子是双原子分子B. 氮元素的非金属性很强C. 氮原子的半径较小D. 破坏氮分子中的化学键很难 D 解析:通常情况下,氮气性质不活泼,其原因是氮气分子中存在N≡N键,氮氮三键性质稳定,破坏时需要吸收很高的能量,所以氮气性质不活泼,故答案为D。1234567891011(4)氨是一种重要的化工原料,请写出工业合成氨的化学方程式: 。 N2+3H2 2NH3 解析:氨是一种重要的化工原料,工业上利用氮气和氢气化合生成氨气,则合成氨的化学方程式为N2+3H2 2NH3。1234567891011(5)NH4NO3是常用的铵态氮肥,在施用时若受热会分解而降低肥效。不能用于检验NH3的方法是 (填字母)。A. 气体能使湿润的酚酞试纸变红B. 气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝C. 气体与蘸有浓硫酸的玻璃棒靠近D. 气体与蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近 C 1234567891011解析:氨气溶于水,溶液呈碱性,能使酚酞试液变红,该操作可以检验氨气的存在,A不选;氨气是碱性气体,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,该操作可以检验NH3,B不选;浓硫酸是难挥发性的酸,此操作不能用于检验氨气,C选;浓盐酸有挥发性,挥发出的氯化氢分子和氨气反应生成白色的烟,该操作可以检验氨气,D不选。12345678910118. 下列离子方程式书写正确的是( )A. 实验室用氯化铵和熟石灰制氨:N +OH- NH3↑+H2OB. NaOH溶液与NH4Cl溶液混合加热:N +OH- NH3·H2OC. 氨水中加入盐酸:NH3·H2O+H+ N +H2OD. 氨水中加入氯化铁溶液:Fe3++3OH- Fe(OH)3↓1234567891011解析: A项,该反应属于固体间的加热反应,不能写成离子形式,错误;B项,加热条件下NH3·H2O分解为NH3和H2O,离子方程式应为N +OH- NH3↑+H2O,错误;D项,一水合氨是弱碱,不能完全电离,离子方程式应为Fe3++3NH3·H2O Fe(OH)3↓+3N ,错误。12345678910119. 现用传感技术测定喷泉实验中三颈烧瓶内的压强变化来认识喷泉实验的原理。下列说法不正确的是( )1234567891011A. 制取氨气时烧瓶中的固体常用CaOB. 将湿润的红色石蕊试纸置于三颈烧瓶口c处,试纸变蓝,说明NH3已经集满C. 关闭a,用单孔塞(插有吸入水的胶头滴管)塞紧颈口c,打开b,完成喷泉实验,电脑绘制三颈烧瓶内压强变化曲线如图2,则E点时喷泉最剧烈D. 工业上,若出现液氨泄漏,喷稀盐酸比喷洒NaHCO3溶液处理效果好1234567891011解析: CaO能与水反应,使c(OH-)增大,同时放出大量的热,有利于氨气的逸出,A正确;氨气和水反应生成一水合氨,一水合氨电离出氢氧根离子而导致氨水溶液呈碱性,红色石蕊试液遇碱变蓝色,所以检验三颈烧瓶集满NH3的方法是将湿润的红色石蕊试纸靠近瓶口c,试纸变蓝色,证明NH3已收集满,B正确;三颈烧瓶内气体与外界大气压强之差越大,其反应速率越快,C点压强最小、大气压不变,所以大气压和C点压强差最大,则喷泉最剧烈,C错误;稀盐酸显酸性,碳酸氢钠溶液显碱性,氨水溶液显碱性,因此氨气在酸性溶液中的吸收效率高于碱性溶液中的吸收效率,D正确。123456789101110. (2024·辽宁六校高一期末)实验小组同学探究NH3与Cl2的反应,装置如图所示。常温常压下,将氨收集在薄膜保鲜袋(无弹性)中,氯气收集在反应管中,关闭K,按图连接好装置;将氨压入反应管,充分反应后打开K,下列说法错误的是( )A. 反应开始后,保鲜袋逐渐被吸入反应管B. 反应过程中,反应管中产生白烟C. 打开K后,水会倒吸入反应管D. 上述反应原理可用于检验输送氯气的管道是否泄漏1234567891011解析: NH3与Cl2混合后,发生反应:8NH3+3Cl2 6NH4Cl+N2,40 mL NH3与15 mL Cl2刚好完全反应,此时气体由55 mL变为5 mL,反应管内气体的压强减小,必然导致薄膜保鲜袋进入反应管,最终使反应管内气体的压强等于大气压强。反应开始后,反应管内气体压强减小,保鲜袋逐渐被吸入反应管,A正确;反应过程中,反应管中生成NH4Cl固体,产生白烟,B正确;打开K后,因反应管内气体的压强等于大气压强,所以水不会倒吸入反应管,C错误;利用上述反应原理,可判断管道是否泄漏氯气,D正确。123456789101111. 某化学学习小组设计实验制取氨气并探究氨气的有关性质:(1)已知NH3难溶于有机溶剂四氯化碳(CCl4),该小组成员设计实验制备氨气并探究氨气的还原性及产物,提供实验装置如图:1234567891011①装置C中发生反应的化学方程式为 。②根据上述提供的装置正确的连接顺序为 (用各接口序号表示)。③该装置在设计上有一定的缺陷,你对该装置的改进措施是 。 2NH4Cl+Ca(OH)2 2NH3↑+CaCl2+2H2O g→ab→ef→d 在装置C和A之间连接一个盛有碱石灰的干燥管 1234567891011解析:①在装置C中用NH4Cl固体与Ca(OH)2固体混合加热制取NH3,则发生反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2 2NH3↑+CaCl2+2H2O;②装置连接顺序:制取氨气→氨还原性验证→产物水的检验→尾气处理,所以装置正确的接口连接顺序为g→ab→ef→d;③氨气还原CuO生成水,为防止氨气中混入水蒸气的干扰,制取的氨气必须干燥,不能选择酸性干燥剂和无水氯化钙,可选用碱石灰干燥,即在装置C和A之间连接一个盛有碱石灰的干燥管。1234567891011(2)利用改进后的装置进行实验,观察到CuO全部变为红色物质,无水CuSO4变蓝,同时生成一种无污染的气体。请写出NH3与CuO反应的化学方程式: 。 2NH3+3CuO N2+3Cu+3H2O 1234567891011解析:氨气还原CuO的现象为黑色固体全部变为红色物质,无水CuSO4变蓝,同时生成一种无污染的气体N2,即氨气还原CuO生成H2O、Cu和N2,反应的化学方程式为2NH3+3CuO N2+3Cu+3H2O。1234567891011(3)有同学认为:NH3与CuO反应生成的红色物质中可能含有Cu2O。请你设计一个简单的实验检验该红色物质中是否含有Cu2O: 。(已知:Cu2O+2H+ Cu+Cu2++H2O) 取少量样品于试管中,加入稀硫酸,若溶液出现蓝色,说明红色物质中含有Cu2O;反之,则没有 1234567891011解析: 根据信息:Cu2O+2H+ Cu+Cu2++H2O可知,Cu2O能与稀硫酸、HCl等非氧化性酸反应,生成蓝色溶液,所以设计的实验方案是取少量样品于试管中,加入稀硫酸,若溶液出现蓝色,说明红色物质中含有Cu2O;反之,则没有Cu2O。1234567891011(共95张PPT)第3课时 硝酸 酸雨及防治课程 标准 1.结合真实情境并通过实验探究,了解硝酸的主要性质,认识硝酸在工业和农业生产中的重要意义。2.结合真实情境,认识硫、氮的化合物对生态环境的影响,了解酸雨及防治目 录1、基础知识·准落实2、关键能力·细培养3、教学效果·勤检测4、学科素养·稳提升基础知识·准落实1梳理归纳 高效学习分点突破(一) 硝酸1. 物理性质色、 挥发、具有 气味的液体,能与水以任意比混溶。2. 化学性质 无 易 刺激性 (1)酸性:硝酸是一元强酸,电离方程式:HNO3 H++N 。(2)不稳定性(用化学方程式表示): 。①不纯的HNO3呈黄色,是HNO3分解产生的 溶于其中造成的。②温度越高、光线越强、浓度越大,越易分解。③保存: 试剂瓶,并放置在 。 4HNO3 4NO2↑+O2↑+2H2O NO2 棕色 阴凉处 (3)强氧化性Ⅰ.实验探究实验物质 稀硝酸 浓硝酸实验 现象 试管内开始产生少量 色气体,反应逐渐加快,气体在试管口变为 色,溶液逐渐变 ,铜丝逐渐变 试管内产生大量 色气体,溶液逐渐变 ,铜丝逐渐变 实验 结论 常温下,稀硝酸与铜缓慢反应生成 常温下,浓硝酸与铜迅速剧烈反应生成 无 红棕 蓝 细 红棕 绿 细 NO NO2 硝酸浓度不同,与金属反应的产物也不同:①浓硝酸与Cu反应的化学方程式为 ;②稀硝酸与Cu反应的化学方程式为 。常温下,浓硝酸使 钝化。除金、铂等外,浓硝酸几乎能氧化所有的金属。 Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 铁、铝 Ⅱ.硝酸的强氧化性及反应归纳提醒(1)硝酸强氧化性的本质是酸性条件下N 中+5价氮得电子被还原,产物为低价含氮物质,即使与较活泼金属反应,一般也不产生H2,即氧化性:N >H+。(2)硝酸还原产物随其浓度的降低,含氮物质化合价降低,一般产物有NO2、NO、N2O、N 等。(3)常温下浓硝酸能使Fe、Al钝化,但加热时可以继续反应。写出每一步反应的化学方程式,并指出含氮物质发生的是氧化反应还是还原反应。3. 硝酸的工业制法① 。② 。③ 。④ 。 N2+3H2 2NH3,还原反应 4NH3+5O2 4NO+6H2O,氧化反应 2NO+O2 2NO2,氧化反应 3NO2+H2O 2HNO3+NO,氧化反应和还原反应 4. 应用硝酸是一种重要的化工原料,可用于制造化肥、农药、炸药、染料和硝酸盐等,在实验室里是一种重要的化学试剂。1. 浓硝酸可以氧化非金属单质,如加热条件下可将C氧化为CO2,同时生成红棕色气体,反应的化学方程式为 ,体现浓硝酸的 性。提示:C+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O;氧化。2. 将铜片置于具支试管的底部(如图),通过分液漏斗加入2 mL稀硝酸。反应结束后有Cu剩余,再向溶液中加入稀硫酸,会有什么现象?提示:会有气泡产生。反应结束后溶液中含有Cu(NO3)2,再向溶液中加入稀硫酸,H2SO4提供H+,由离子方程式:8H++2N+3Cu 3Cu2++2NO↑+4H2O可知,会有NO气体生成。3. 硝酸是无机化学工业中三大强酸之一,具有酸类的通性。材料一 由于硝酸同时具有氧化性和酸性,硝酸也被用来精炼金属:先把不纯的金属氧化成硝酸盐,排除杂质后再还原。大量浓硝酸可以用铝槽车储存运输,稀硝酸应用不锈钢或玻璃钢增强塑料槽车或储罐输送或储存。少量硝酸采用耐酸陶瓷坛或玻璃瓶包装。铝是硝酸理想的容器。材料二 如表实验中均有红棕色气体产生。① ② ③(1)由材料一可知硝酸能够与所有金属单质反应吗?硝酸与金属能生成氢气吗?提示:硝酸能与除金、铂等外的金属反应。硝酸的氧化性是由+5价的氮元素表现的,故不会生成氢气。(2)材料一中提到“铝是硝酸理想的容器”是因为铝不与硝酸反应吗?若不是,则原因是什么?提示:铝是硝酸理想的容器,原因是浓硝酸具有强氧化性,常温下将铝的表面氧化为致密的氧化膜,隔绝了铝与硝酸的接触,若加热则反应继续。(3)材料二中,哪个装置中的现象表明浓硝酸表现了强氧化性?解释各实验现象的原因。提示:都不能。①中的碎玻璃不与浓硝酸反应,但仍有红棕色气体产生,说明浓硝酸受热分解产生了二氧化氮和氧气;通过①分析可知,浓硝酸受热可以分解产生二氧化氮和氧气,所以②中红棕色气体可能来自硝酸分解,即不能表明②中木炭与浓硝酸发生反应;实验③中木炭没有与浓硝酸接触,生成的红棕色气体二氧化氮只能是挥发出的硝酸蒸气与红热木炭反应或是挥发出的硝酸受热分解,从而生成了二氧化氮。1. 下列反应中硝酸既能表现出酸性又表现出氧化性的是( )A. 使石蕊试液变红B. 与铜反应放出NO气体,生成Cu(NO3)2C. 与Na2CO3反应放出CO2气体,生成NaNO3D. 与S单质混合共热时生成H2SO4和NO2解析: 在题述反应A、C项中HNO3均表现出酸性。在B、D项中HNO3中氮元素的化合价均降低,表现出氧化性,并且在B项中又有Cu(NO3)2生成,说明此反应中HNO3还表现出酸性。2. 某实验过程如图所示,③试管中的现象是( )A. 无明显现象,因稀硫酸不与铜反应B. 铜片溶解,产生无色气体,该气体遇到空气不变色C. 铜片溶解,放出红棕色有刺激性气味的气体D. 铜片溶解,产生无色气体,该气体在试管口变为红棕色解析: 加入稀硫酸,相当于加入H+,溶液中的H+和N 使铜片继续溶解生成NO,NO遇空气被氧化成红棕色的NO2。3. 某学习小组为研究铜与浓硝酸、稀硝酸反应的差异,设计了如图所示的实验装置。A. 反应开始前通入过量的CO2气体,目的是排除装置内的空气B. A中反应的离子方程式:Cu+2N +4H+ Cu2++2NO2↑+2H2OC. 当B中0.03 mol铜粉被氧化时,B中产生NO气体的物质的量大于0.02 molD. C装置中装入一定量的水进行尾气处理下列说法不正确的是( )解析: 反应开始前通入过量的CO2气体,目的是排除装置内的空气,A正确;A中铜与浓硝酸反应的离子方程式为Cu+2N +4H+ Cu2++2NO2↑+2H2O,B正确;B中发生反应:3NO2+H2O 2HNO3+NO、3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,因此当B中有0.03 mol铜粉被氧化时,B中产生NO气体的物质的量大于0.02 mol,C正确;NO不溶于水,故C装置中装入一定量的水不能进行尾气处理,D错误。分点突破(二) 酸雨及防治1. 酸雨2. SO2与NO2的主要来源、危害和防治1. 硫和氮及其化合物对人类的生存和社会发展意义重大,但也造成了不少环境问题,下列说法正确的是( )A. 雷雨天气时空气中的少量N2可转化为NO2并随雨水落下B. PM2.5(微粒直径约为2.5×10-6 m)含氮分散质分散在空气中形成气溶胶,能产生丁达尔效应C. 二氧化硫和CO2均有毒,也是形成酸雨的主要污染性气体D. “酸雨”是由大气中的碳、氮、硫的氧化物溶于雨水造成的解析: A项,雷雨天气时空气中的N2、O2在雷电的作用下发生反应生成NO,然后NO与O2反应生成NO2,正确;B项,胶体粒子的直径在1~100 nm之间(10-9 m~10-7 m),而PM2.5微粒直径约为2.5×10-6 m,分散在空气中形成的分散系不属于胶体,故不能产生丁达尔效应,错误;C项,CO2不是引起酸雨的污染性气体,错误;D项,“酸雨”是由大气中的二氧化硫、氮氧化物以及它们在大气中发生反应后的生成物溶于雨水造成的,错误。2. 部分城市某日空气质量日报如下:城市 污染指数 首要污染物 空气质量等级SO2 NO2 PM10 A 98 23 67 SO2 ⅡB 47 29 35 SO2 ⅠC 62 80 113 PM10 ⅢD 52 76 59 NO2 Ⅰ(1)由表可知,空气质量日报中涉及的污染物主要是 和可吸入颗粒物(PM10)。解析:分析图表中的物质和数据可知,涉及的污染物主要是SO2、NO2和可吸入颗粒物(PM10)。 SO2、NO2 (2)SO2的排放是造成酸雨的主要因素。形成酸雨的过程之一可简单表示如下:请回答下列问题:①酸雨的pH (填“>”“<”或“=”)5.6。②反应b的化学方程式为 。< 2SO2+O2 2SO3 ③若用足量的氢氧化钠溶液吸收含二氧化硫的工业废气,写出该反应的离子方程式: 。解析: ①酸雨的pH<5.6。②根据流程图,反应b是二氧化硫的催化氧化反应,反应的化学方程式为2SO2+O2 2SO3。③用足量的氢氧化钠溶液吸收含二氧化硫的工业废气,该反应的离子方程式为2OH-+SO2 S+H2O。 2OH-+SO2 S +H2O 关键能力·细培养2互动探究 深化认知守恒法在金属与硝酸反应计算中的应用(归纳与论证)【典例】 将6.4 g铜加入50 mL a mol·L-1的硝酸溶液中,铜全部溶解,得到NO2和NO的混合气体。将反应后溶液稀释至100 mL,测得N 的浓度为3 mol·L-1。(1)混合气体中NO2和NO的总物质的量为 mol(用含a的式子表示)。提示:因为得到NO2和NO的混合气体,说明原硝酸溶液为浓硝酸。发生的反应有:Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O和3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。反应后溶液中含有n余(N )=0.1 L×3 mol·L-1=0.3 mol,由N原子守恒得n(NO2)+n(NO)=n总(HNO3)-n余(N )=(0.05a-0.3)mol。(2)稀释后的溶液中H+的物质的量浓度为 mol·L-1。提示:n(Cu2+)=n(Cu)= =0.1 mol,因为与Cu2+组合的n(N )=2n(Cu2+)=2×0.1 mol=0.2 mol,由N原子守恒,故溶液中与H+结合的n(N )=0.3 mol-0.2mol=0.1 mol,则c(H+)= =1.0 mol·L-1。(3)若标准状况下,NO2和NO的混合气体体积为2.24 L,则上题中a的值是 。提示:NO2和NO的混合气体的物质的量是0.1 mol,由(1)得n(NO2)+n(NO)=(0.05a-0.3)mol,即0.05a-0.3=0.1,则a=8。【规律方法】1. 思维模型2. 原子守恒法在解题中的应用HNO3与金属反应时,一部分HNO3起酸的作用,以N 的形式存在于溶液中,另一部分HNO3作为氧化剂转化为还原产物。这两部分HNO3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。n消耗(HNO3)=x·n[M(NO3)x]+n(NO2)+n(NO)。3. 电子守恒法在解题中的应用HNO3与金属的反应属于氧化还原反应,HNO3中氮原子得到的电子的物质的量等于金属失去的电子的物质的量,即金属失电子的物质的量=n(NO2)+3n(NO)。4. “离子方程式法”在解题中的应用金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时,由于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,先做少量、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。【迁移应用】1. 向50 mL 14.0 mol·L-1浓硝酸中加入足量铜,充分反应后收集到4.48 L(已换算成标准状况)NO和NO2混合气体(不考虑NO2与N2O4的相互转化)。则参加反应的铜的质量为( )A. 6.4 g B. 12.8 gC. 16.0 g D. 19.2 g解析: Cu足量,硝酸完全反应,生成Cu(NO3)2、NO、NO2和H2O。n(HNO3)=0.05 L×14.0 mol·L-1=0.7 mol,n(气体)= =0.2 mol。由氮原子守恒可知,0.7 mol=n[Cu(NO3)2]×2+0.2 mol,解得n[Cu(NO3)2]=0.25 mol,由铜原子守恒可知,n(Cu)=n[Cu(NO3)2],则参加反应的铜的质量为0.25 mol×64 g·mol-1=16.0 g,选C。2. 将Mg、Cu组成的2.64 g固体混合物投入适量稀硝酸中恰好完全反应,收集还原产物NO气体(还原产物只有一种)。然后向反应后的溶液中加入一定浓度的氢氧化钠溶液,使金属恰好沉淀完全,此时生成沉淀的质量为4.68 g,则反应过程中收集到NO气体(标准状况下)的体积为( )A. 8.96 L B. 0.896 LC. 4.48 L D. 0.448 L解析: 分析题意可知:M Mn+ M(OH)n。即金属失去电子的物质的量=参加反应的OH-的物质的量=HNO3得到电子的物质的量,参加反应的OH-的物质的量为 =0.12mol,n(NO)= =0.04 mol,所以反应过程中收集到NO气体的体积(标准状况下)为0.04 mol×22.4 L·mol-1=0.896 L,选B。教学效果·勤检测3强化技能 查缺补漏1. (2024·淮安高一期中)久置的浓硝酸呈黄色的原因是( )A. 浓硝酸本身有颜色B. 浓硝酸具有挥发性C. 浓硝酸与氧气反应生成有色物质D. 浓硝酸见光分解产生二氧化氮气体溶解在里面解析: 硝酸不稳定,见光易分解生成NO2使溶液呈黄色,所以久置的浓硝酸呈黄色的原因是浓硝酸见光分解产生NO2气体溶解在其中,D正确。2. 以下非金属氧化物与其引起的环境问题或危害及主要来源对应正确的是( )选项 氧化物 环境问题或危害 主要来源A CO2 酸雨 化石燃料的燃烧B SO2 光化学烟雾 汽车尾气的排放C NO2 温室效应 工厂废气的排放D CO 煤气中毒 煤炭的不完全燃烧解析: 形成酸雨的氧化物主要是SO2和氮氧化物;引起光化学烟雾的主要气体为NO2;CO2是造成温室效应的主要气体;CO会造成煤气中毒。3. (2024·绍兴高一期中)下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是( )选项 实验操作 实验现象 实验解释或结论A 过量的铁粉中加入稀硝酸,充分反应后,滴入KSCN溶液 溶液呈红色 稀硝酸将Fe氧化为Fe3+B 常温下,Fe、Al放入浓硝酸或浓硫酸中 无明显现象 Fe、Al与浓硝酸或浓硫酸不反应选项 实验操作 实验现象 实验解释或结论C 铝箔插入稀硝酸中 无明显现象 铝箔表面被硝酸氧化,形成致密的氧化膜D 用玻璃棒蘸取浓硝酸点到蓝色石蕊试纸上 试纸先变红色后褪色 浓硝酸具有酸性和强氧化性解析: 稀硝酸与铁粉反应,铁首先被氧化成Fe3+,过量铁粉又将Fe3+还原,最终得到Fe2+,滴入KSCN溶液不显红色,A错误;常温下,Fe、Al在浓硝酸或浓硫酸中发生钝化,生成致密的氧化膜阻止了反应进一步进行,B错误;铝箔能与稀硝酸反应放出气体,C错误。4. 下列有关硝酸的说法不正确的是( )A. HNO3和氯水用棕色试剂瓶保存,原理相同B. 将分别蘸有浓硝酸和浓氨水的玻璃棒相互靠近时,有白烟生成C. 常温下铁和铂都不溶于浓硝酸,原理相同D. 常温下,向浓硝酸中投入Fe片,不会产生大量的红棕色气体解析: A项,HNO3和氯水中的HClO见光都易分解,都应避光保存,正确;B项,浓硝酸和浓氨水都具有挥发性,HNO3与NH3化合生成白色固体小颗粒NH4NO3,正确;C项,铁在浓硝酸中钝化,而Pt与浓硝酸不反应,原理不同,错误;D项,常温下,向浓硝酸中投入Fe片,发生钝化,不会产生大量的红棕色气体,正确。5. 如图是用浓硝酸、铜片、水等试剂探究浓、稀硝酸的强氧化性并观察还原产物的实验装置。Ⅰ.浓硝酸的强氧化性实验将铜片置于具支试管的底部,在分液漏斗中加入约5 mL 浓硝酸,往具支试管中放入约2 mL浓硝酸。(1)具支试管中发生反应的化学方程式为 。解析: Cu与浓硝酸反应生成Cu(NO3)2、NO2和水,反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。 Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O (2)实验中观察到能证明浓硝酸具有强氧化性的现象是 。 试管中溶液变蓝,且有红棕色气体产生 解析:浓硝酸作氧化剂,能将Cu氧化成Cu2+(蓝色溶液),其还原产物是NO2(红棕色气体)。Ⅱ.稀硝酸的强氧化性实验(3)上述反应完成后,欲进一步证明稀硝酸也具有强氧化性,紧接的简便、合理的实验操作是 。解析:将浓硝酸稀释成稀硝酸,再与Cu发生反应,即可进一步证明稀硝酸的强氧化性。 向试管中加水将浓硝酸稀释 (4)能证明稀硝酸与铜反应产生NO的实验现象是 (填字母)。A. c中收集到无色气体B. c中收集到的无色气体接触空气后变为红棕色C. b中产生的无色气体接触空气后变为红棕色解析:NO为无色气体,遇空气中的O2转化成红棕色的NO2气体。 C 学科素养·稳提升4内化知识 知能升华1. 下列实验事实与硝酸性质不相符的一组是( )A. 浓硝酸使紫色石蕊试液先变红后褪色——酸性和强氧化性B. 不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性C. 要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性D. 能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去——强氧化性解析: 硝酸能使滴有酚酞的NaOH溶液红色褪去,原因是硝酸和NaOH发生了酸碱中和反应,体现的是硝酸的酸性,D项错误。1234567891011122. (2023·揭阳高一期末)下列反应既表现硝酸的氧化性,又表现硝酸的酸性的是( )A. NH3+HNO3 NH4NO3B. FeO+4HNO3(浓) Fe(NO3)3+2H2O+NO2↑C. CuO+2HNO3 Cu(NO3)2+H2OD. C+4HNO3(浓) CO2↑+2H2O+4NO2↑123456789101112解析: NH3和HNO3反应生成硝酸铵,硝酸只体现酸性,A错误;FeO和HNO3反应生成Fe(NO3)3,N 化合价不变,生成NO2的硝酸中N元素化合价降低,所以该反应中硝酸体现氧化性和酸性,B正确;CuO和HNO3反应生成硝酸铜,硝酸只体现酸性,C错误;C与浓硝酸反应,硝酸只体现氧化性,D错误。1234567891011123. 下列各组物质充分反应后,只能得到一种气体的是( )A. 木炭和浓硫酸共热B. Na2O2与足量的稀硫酸反应C. 足量的铜跟一定量的浓硝酸反应D. 汽油在汽车发动机中燃烧后排出的气体123456789101112解析: 木炭和浓硫酸加热反应生成CO2和SO2气体,得到两种气体,A错误;Na2O2与足量的稀硫酸反应生成氧气,只能得到一种气体,B正确;铜和浓硝酸反应生成NO2,浓硝酸变稀硝酸后和铜反应生成NO气体,得到两种气体,C错误;汽油在汽车发动机中燃烧后排出的气体为碳氢化合物、NOx、CO、CO2、O2,D错误。1234567891011124. 从经济效益和环境保护的观点出发,由铜制取硝酸铜最适宜的方法是( )A. Cu与浓硝酸 Cu(NO3)2B. Cu与稀硝酸 Cu(NO3)2C. Cu CuO Cu(NO3)2D. Cu+AgNO3 Cu(NO3)2123456789101112解析: A项,生成的NO2会造成大气污染,不正确;B项,生成的NO也会造成大气污染,不正确;C项,生成等量的硝酸铜所用的原料少,比较经济,又不会对环境造成污染,正确;D项,硝酸银成本较高,同时硝酸银会对环境造成一定的污染,主要是重金属污染,不正确。1234567891011125. 等质量的下列物质与足量稀硝酸反应,放出NO物质的量最多的是( )A. FeO B. Fe2O3C. FeSO4 D. Fe3O4解析: 根据得失电子守恒,还原剂提供的电子越多,氧化剂硝酸生成的NO的物质的量就越多。设四种物质的质量均为m g,则分别含有+2价铁的物质的量:A项, mol;B项,0;C项,mol;D项, mol。提供电子的物质的量最多的为FeO。1234567891011126. 38.4 mg铜跟适量的浓硝酸反应,铜全部作用后,共收集到22.4mL(标准状况)气体,则反应消耗的硝酸的物质的量可能是( )A. 1.0×10-3 mol B. 1.6×10-3 molC. 2.2×10-3 mol D. 2.4×10-3 mol123456789101112解析: 浓硝酸适量,在反应过程中变稀,实际上发生了两个反应:Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O、3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。反应消耗的HNO3包括起酸性作用和起氧化性作用的两部分,前者反应后以Cu(NO3)2形式存在,后者被还原后生成NO2、NO气体。从两个方程式看出Cu+2HNO3(酸)~Cu(NO3)2,HNO3(氧化剂)~NO2(或NO),所以反应消耗的HNO3的物质的量为 ×2+ =1.2×10-3 mol+1×10-3 mol=2.2×10-3 mol。1234567891011127. (2024·烟台高一开学考)氮元素形成的化合物种类十分丰富。请根据以下工业制硝酸的原理示意图回答下列问题:(1)与氮氧化物有关的全球或区域性大气环境问题有 (填字母)。a.酸雨 b.沙尘暴c.光化学烟雾 d.白色污染 ac 123456789101112解析:氮氧化物在紫外线的照射下,会与大气中的碳氢化物作用生成臭氧和形成光化学烟雾,同时氮氧化物经过一系列反应形成硝酸酸雨,所以“光化学烟雾“、“硝酸酸雨“的形成都与氮氧化合物有关,所以答案选a、c。123456789101112(2)NH3是重要的含氮化合物,写出氨合成塔中发生反应的化学方程式 ;氧化炉中所发生反应的化学方程式为 。 N2+3H2 2NH3 4NH3+5O2 4NO+6H2O 123456789101112解析: 氨合成塔中,N2和H2在高温、高压催化剂条件下反应生成NH3,反应的化学方程式为N2+3H2 2NH3;氧化炉中,在催化剂加热条件下,NH3被O2催化氧化为NO和H2O,反应的化学方程式为4NH3+5O2 4NO+6H2O。123456789101112(3)将过量的铜置入一定量的浓硝酸中,微热,充分反应后,放出两种气体,写出生成NO的反应化学方程式 ;若生成NO、NO2的体积比为1∶4,则分别生成NO、NO2的两个反应中消耗硝酸的物质的量之比是 。 3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 1∶2 123456789101112解析: 将过量的铜置入一定量的浓硝酸中,微热,生成NO2的化学方程式为Cu+4HNO3(浓) Cu +2NO2↑+2H2O,生成NO的化学方程式为8HNO3(稀)+3Cu 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O;由化学方程式知,生成1 mol NO消耗4 mol HNO3、生成1 mol NO2消耗2 molHNO3,若生成NO、NO2的体积比为1∶4,则分别生成NO、NO2的两个反应中消耗HNO3的物质的量之比是4∶(2×4)=1∶2。1234567891011128. (2024·苏州高一期中)实验室模拟氨催化氧化法制硝酸的装置如图所示(无水CaCl2可用于吸收氨),下列说法错误的是( )A. 装置①②⑤依次盛装碱石灰、无水CaCl2、NaOH溶液B. 装置③中气体呈红棕色C. 装置④中溶液可使紫色石蕊溶液变红,说明有HNO3生成D. 通空气的主要作用是鼓出氨气,空气可用N2代替123456789101112解析: 空气通入浓氨水后,氨挥发出来,空气和氨的混合气体经过干燥后进入装有催化剂并加热的硬质玻璃管中,发生催化氧化反应:4NH3+5O2 4NO+6H2O,生成的气体经过无水CaCl2,除去氨和水蒸气,在装置③中NO与空气中的O2反应生成NO2,装置④中的水可以吸收NO2并生成HNO3,尾气中的NO、NO2在装置⑤中被吸收,防止污染,因此⑤中可以选用NaOH溶液。根据上述分析,装置①②⑤依次盛装碱石灰、无水CaCl2、NaOH溶液,A项正确;装置③中NO被氧化生成NO2,气体呈红棕色,B项正确;123456789101112装置④中发生反应:3NO2+H2O 2HNO3+NO,溶液显酸性,可使紫色石蕊溶液变红,C项正确;通空气的主要作用是鼓出氨并提供氧气,空气不能用N2代替,D项错误。1234567891011129. 酸雨的形成是一种复杂的大气化学和光化学过程,在清洁空气、污染空气中形成硫酸型酸雨的过程如下:123456789101112A. 光照是酸雨形成的必要条件之一B. 所涉及的变化均为氧化还原反应C. 污染指数越高形成酸雨的速率越快D. 优化能源结构能有效遏制酸雨污染解析: SO2变为激发态SO2,没有元素化合价的变化,不属于氧化还原反应,B错误。下列有关说法不正确的是( )12345678910111210. (2024·北京朝阳区高一期末)用体积相同的15 mol·L-1HNO3、4 mol·L-1HNO3分别将两份等质量的铜片完全溶解,发生如下反应:①4HNO3(浓)+Cu Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,所得溶液为绿色②8HNO3(稀)+3Cu 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,所得溶液为蓝色123456789101112用注射器分别取①、②中的少量溶液,夹上弹簧夹,完成如下实验:Ⅰ 向外拉动注射器活塞 ①中液面上方呈红棕色,…Ⅱ ②中无明显变化下列分析正确的是( )A. ①中产生NO2,②中产生NO,说明氧化性:稀硝酸>浓硝酸B. 溶解等量的Cu,消耗HNO3(浓)的物质的量多于HNO3(稀)C. Ⅰ中溶液上方呈红棕色是因为发生反应2NO+O2 2NO2D. 向外拉动注射器活塞时,①中气体颜色不会发生变化123456789101112解析: 氧化性强弱与获得电子数目多少无关,即与元素化合价变化多少无关,只与获得电子的能力有关,浓硝酸氧化性强于稀硝酸,A错误;依据两个化学方程式可知,溶解3 mol铜,与浓硝酸反应消耗12 mol HNO3,与稀硝酸反应消耗8 mol HNO3,消耗HNO3(浓)的物质的量多于HNO3(稀),B正确;Ⅰ中溶液中生成NO2,NO2本身为红棕色,C错误;NO2与N2O4存在2NO2N2O4,向外拉动注射器活塞时,相当于体积增大,气体颜色变浅,D错误。12345678910111211. 某实验小组采集硫酸型酸雨样品,随着时间的推移,多次测定该样品的pH,得到了表中数据:时间/h 0 8 16 24 32 40 48pH 5.0 4.8 4.5 4.3 4.2 4.0 4.0(1)酸雨样品放置时pH变化的主要原因是(用化学方程式表示) 。 SO2+H2O H2SO3,2H2SO3+O2 2H2SO4(或2SO2+2H2O+O2 2H2SO4) 123456789101112解析:酸雨放置时pH变小,其原因是雨水中的H2SO3被空气中的O2氧化所致。123456789101112(2)如果将刚取样的上述酸雨和自来水(用Cl2杀菌消毒)混合,pH将 (填“增大”“减小”或“不变”),原因是(用化学方程式表示) 。 减小 H2SO3+Cl2+H2O 2HCl+H2SO4 解析:雨水和自来水混合,应考虑H2SO3与自来水中的Cl2发生氧化还原反应而生成硫酸和盐酸,使酸性增强。123456789101112(3)你认为减少酸雨产生可采取的措施是 。①少用煤作燃料 ②把工厂烟囱造高 ③燃料脱硫 ④在已酸化的土壤中加石灰 ⑤开发新能源A. ①②③ B. ②③④⑤C. ①③⑤ D. ①③④⑤ C 解析:减少酸雨的形成必须减少SO2的排放,减少煤等化石燃料的使用,燃料脱硫、固硫,开发不含硫的新能源(如氢能、核能等),都是有效措施。12345678910111212. 某学习小组探究浓硝酸和稀硝酸氧化性的相对强弱,按如图装置进行实验(夹持仪器已略去)。实验结果表明浓硝酸能将NO氧化成NO2,而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。123456789101112可选药品:浓硝酸、3 mol·L-1稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳。已知:氢氧化钠溶液不与NO反应,但能与NO2反应。反应的化学方程式为2NO2+2NaOH NaNO3+NaNO2+H2O。请回答下列问题:123456789101112(1)为了避免有害气体排放到空气中,装置③④⑥中盛放的药品依次是 。解析:根据装置特点和实验目的,装置⑤用来收集NO,装置⑥中盛放NaOH溶液用来吸收NO2,因为实验结果表明稀硝酸不能氧化NO,所以装置③中应盛放稀硝酸。 3 mol·L-1稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液123456789101112(2)滴加浓硝酸之前的操作是检查装置的气密性,加入药品,打开弹簧夹后 。解析:由于装置中残存的空气能氧化NO,从而对实验产生干扰,所以滴加浓硝酸之前需要通入一段时间CO2来赶尽装置中的空气,同时也需将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内,防止反应产生的NO气体逸出。 通入CO2一段时间,关闭弹簧夹,将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内 123456789101112(3)装置②的作用是 ,发生反应的化学方程式是 。解析:装置②中盛放蒸馏水,使NO2与H2O反应生成NO。 将NO2转化为NO 3NO2+H2O 2HNO3+NO 123456789101112(4)该小组得出的结论所依据的实验现象是 。解析:NO通过稀硝酸后,若无红棕色NO2产生,说明稀硝酸不能氧化NO,所以装置③中液面上方没有颜色变化即可说明。装置④中盛放的是浓硝酸,若浓硝酸能氧化NO,则装置④中液面上方会产生红棕色气体。 装置③中液面上方气体仍为无色,装置④中液面上方气体由无色变为红棕色123456789101112(共81张PPT)第1课时 氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮课程 标准 1.了解N2、NO和NO2的主要物理性质和化学性质。2.结合实例认识氮的固定,认识N2、NO和NO2在生产中的应用和对生态环境的影响目 录1、基础知识·准落实2、关键能力·细培养3、教学效果·勤检测4、学科素养·稳提升基础知识·准落实1梳理归纳 高效学习分点突破(一) 氮气与氮的固定1. 氮元素原子结构与存在形态(1)氮元素原子结构氮元素原子结构示意图: ,位于第 周期第 族。氮原子的最外层有5个电子,既不容易得到3个电子,也不容易失去5个电子,因此,氮原子一般通过 与其他原子相互结合构成物质。 二ⅤA 共用电子对 2. 氮气(1)结构氮气分子内两个氮原子间以 结合,电子式为 ,结构式为 。(2)物理性质色、 味、 溶于水,密度与空气相近,约占空气体积的 。 共价三键 ∶N N∶ N≡N 无 无 难 ①与氢气反应: ;②与氧气反应: ;③与金属镁反应:N2+3Mg Mg3N2。 N2+3H2 2NH3 N2+O2 2NO (3)化学性质通常情况下很稳定,难与其他物质反应。3. 氮的固定(1)含义将大气中 的氮转化为 的过程叫做氮的固定。(2)分类 游离态 氮的化合物 1. 自然界中的氮循环如图所示,下列说法不正确的是( )A. ①中N2与O2反应生成NOB. ②中合成氨属于人工固氮C. ③中氮元素被氧化D. 氧元素参与了氮循环解析: 在放电条件下,氮气和氧气反应:N2+O2 2NO,A项正确;工业合成氨是将N2与H2在一定条件下反应生成NH3,属于人工固氮,B项正确;③中细菌还原硝酸根离子生成无污染的氮气,所以③中氮元素被还原,而不是被氧化,C项错误;分析氮循环示意图可知,氧元素参与了氮循环,D项正确。2. 在水体中部分含氮物质循环如图。图中转化属于氮的固定的是( )A. ③ B. ④C. ⑤ D. ⑥解析: 将N2转化为氮的化合物的过程叫氮的固定,因此循环图中只有转化⑤属于氮的固定。3. 下列有关氮气的叙述错误的是( )A. 氮气可作贮存水果、粮食的保护气B. 氮的非金属性比磷强,所以氮气的化学性质比磷活泼C. 在雷雨天,空气中的N2和O2反应生成NOD. 氮气既可作氧化剂,又可作还原剂解析: 氮气的化学性质很稳定,无毒,可以用作食品保护气,A正确;氮气分子中含N≡N,性质很稳定,化学性质不如磷活泼,B错误;在雷雨天,放电条件下,氮气与氧气反应生成一氧化氮,C正确;氮气中氮元素处于中间状态,既可作氧化剂,又可作还原剂,D正确。分点突破(二) NO和NO21. 物理性质及毒性(1)一氧化氮(NO)无色无味气体,密度比空气 , 溶于水, 毒。(2)二氧化氮(NO2)色气体,有 气味,密度比空气 ,易液化, 溶于水, 毒。 略大 不 有 红棕 刺激性 大 易 有 2. 化学性质(1)实验探究①在一支50 mL的注射器里充入20 mL NO,然后吸入5 mL水,用乳胶管和弹簧夹封住管口,振荡注射器。实验现象: 。原因解释: 。 无明显现象 NO不溶于水 ②打开弹簧夹,快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹,观察现象。振荡注射器,再观察现象。实验现象:气体变为 色,再振荡后气体又变为 色,同时注射器的活塞 。原因解释:NO与O2反应生成 ,气体变为 色;振荡后NO2溶于水生成 ,气体又变为 色,同时气体的总体积有所 。 红棕 无 向内移动 NO2 红棕 硝酸和NO 无 减小 (2)NO和NO2化学性质的比较物质 NO NO2与氧气反应 不反应与水反应 不反应 与氢氧化钠的反应 不反应 2NO2+2NaOH NaNO3+NaNO2+H2O2NO+O2 2NO23NO2+H2O 2HNO3+NO(3)NO和NO2的相互转化NO→NO2化学方程式:2NO+O2 2NO2;NO2→NO化学方程式:3NO2+H2O 2HNO3+NO。(4)对工业生产硝酸的启示工业上生产硝酸时,向吸收后的废气中再通入适量的氧气或空气,充分利用原料,并能减少NO的排放以保护环境。(5)氮氧化物中属于酸性氧化物的只有N2O3、N2O5;N2O、NO、NO2、N2O4都是不成盐氧化物,不是酸性氧化物;NO2易发生反应:NO2 N2O4(无色)。1. 下列关于NO和NO2的说法正确的是( )A. NO2是红棕色气体,易溶于水,属于酸性氧化物B. NO2可由N2和O2直接化合得到C. NO和NO2均既可以用排空气法收集又可以用排水法收集D. NO和NO2在一定条件下可以相互转化解析: NO2不是酸性氧化物,A项错误;在高温或放电条件下,N2和O2直接化合生成NO,NO与O2反应生成NO2,B项错误;NO易与空气中的氧气反应生成NO2,只能用排水法收集,NO2能与水反应,只能用排空气法收集,C项错误;NO和O2反应生成NO2,NO2与H2O反应生成HNO3和NO,D项正确。2. (2024·南京高一月考)NO2在火箭燃料中作为氧化剂。下列说法正确的是( )A. NO2属于酸性氧化物B. NO2经转化被植物吸收,属于氮的固定C. NO2为红棕色且有刺激性气味的气体D. 高温时N2与过量的氧气反应可直接生成NO2解析: NO2与NaOH溶液反应生成NaNO3、NaNO2和H2O,不属于酸性氧化物,A错误;氮的固定是指N2转化为化合物,B错误;NO2为红棕色且有刺激性气味的气体,C正确;高温时N2与过量的O2反应生成NO,NO和O2反应生成NO2,D错误。3. 无色的混合气体甲,可能含NO、CO2、NO2、N2中的几种,将一定量的气体甲经过如图实验的处理,结果得到酸性溶液,而几乎无气体剩余,则气体甲的组成为( )A. NO2、N2 B. NO、CO2C. NO2、CO2 D. NO、CO2、N2解析: 混合气体无色,说明气体中不含NO2;气体通过Na2O2后显红棕色,说明原混合气体中含有NO,且有与Na2O2反应生成O2的气体CO2;通入水中,溶液呈酸性,且几乎无气体剩余,说明原气体中不含N2。关键能力·细培养2互动探究 深化认知氮氧化物与H2O、O2反应的计算(归纳与论证)【典例1】 为了有效实现NO和NO2的相互转化,设计如下实验:按图组装好实验装置(夹持装置已省略),并检查装置的气密性,实验前用排水法收集NO。(1)打开止水夹,推动注射器活塞,使O2进入烧瓶。关上止水夹,首先观察到烧瓶中的现象是什么?写出产生此现象的化学方程式。提示:首先观察到的现象是烧瓶中的气体由无色变为红棕色,反应的化学方程式为2NO+O2 2NO2。(2)轻轻摇动烧瓶,观察到烧瓶中的现象是什么?利用化学方程式解释产生这种现象的原因是什么?提示:烧瓶中的红棕色气体又变为无色,且烧瓶内压强减小,烧杯中的水倒吸到烧瓶内,导致烧瓶中液面上升。摇动烧瓶,使得NO2与水发生反应:3NO2+H2O 2HNO3+NO。(3)假设烧瓶内充有100 mL NO,通入多少O2才能使水充满试管?提示:已知:2NO+O2 2NO2 ①,3NO2+H2O 2HNO3+NO ②,由反应的化学方程式①×3+②×2得:4NO+3O2+2H2O 4HNO3,即当NO和O2的体积比为4∶3时水可以充满试管,故需通入75 mL O2。【典例2】 工业生产硝酸时,能否将NO2完全转化为硝酸?写出转化过程的总反应化学方程式。提示:工业生产硝酸时,通入过量O2,可以把NO2完全转化为HNO3。化学方程式:3NO2+H2O 2HNO3+NO ①,2NO+O2 2NO2 ②,由①×2+②得总化学方程式:4NO2+O2+2H2O 4HNO3。【规律方法】1. NO2和O2混合气体与水反应由4NO2+O2+2H2O 4HNO3可知当体积比V(NO2)∶V(O2)2. NO和O2混合气体与水反应由4NO+3O2+2H2O 4HNO3可知当体积比V(NO)∶V(O2)3. 剩余气体的判断NO、O2不溶于水,但NO2溶于水且与水反应,所以氮氧化物溶于水的各种情况中,剩余气体可为NO或O2,但不可能是NO2或NO与O2同时剩余。【迁移应用】1. 有一支充有20 mL NO和NO2混合气体的试管,倒置于盛有水的水槽中,充分反应后,仍有12 mL无色气体,则原混合气体中NO和NO2体积比为(气体体积均在相同状况下测得)( )A. 2∶3 B. 3∶2C. 1∶4 D. 4∶1解析: 二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮,一氧化氮和水不反应且不溶于水,所以,剩余的气体为一氧化氮,设混合气体中二氧化氮的体积为V,则:3NO2+H2O 2HNO3+NO 气体体积减少 3 1 2 V 20 mL-12 mL=8 mL 所以V= =12 mL,即二氧化氮的体积为12 mL,则混合气体中一氧化氮的体积为20 mL-12 mL=8 mL,则原混合气体中NO和NO2体积比为8 mL∶12 mL=2∶3。2. 将V mL NO和NO2的混合气体通过足量水吸收后,得到a mL无色气体A,a mL该无色气体A与等体积O2混合,再通过水充分吸收后,收集到5 mL无色气体B。试回答:(1)A气体是 ,B气体是 。解析: NO2溶于水生成NO,故A为NO,NO与O2通入水中发生反应4NO+3O2+2H2O 4HNO3,二者等体积时,O2过量,故B为O2。 NO O2 (2)a= 。解析:4NO+3O2+2H2O 4HNO3 a mL mL依题意知:a- =5,a=20。 20 3. 如图所示,室温下向盛有3.0 mL NO的试管中缓缓通入1.5 mL O2(所有气体的体积均在标准状况下测定)。试回答下列问题:(1)写出观察到的现象(可不写满,也可补充):① ;② ;③ 。 通入O2,试管内气体由无色变为红棕色 试管内液面上升 试管内剩余无色气体 解析:通入的O2与NO反应生成NO2:2NO+O2 2NO2,所以看到有红棕色气体生成;生成的NO2溶于水:3NO2+H2O 2HNO3+NO,气体体积减小,所以会看到试管内液面上升;最终NO有剩余,所以试管内剩余无色气体。(2)上述过程中发生反应的化学方程式有 。解析:上述过程中发生反应的化学方程式有2NO+O2 2NO2、3NO2+H2O 2HNO3+NO。 2NO+O2 2NO2、3NO2+H2O 2HNO3+NO (3)最终试管中剩余的气体是 ,体积为 。解析:设1.5 mL O2全部参加反应,由总反应4NO+3O2+2H2O 4HNO3可知,V反应(NO)=V(O2)× =1.5 mL× =2.0 mL,而NO的总体积是3.0 mL,故剩余NO气体的体积是1.0 mL。 NO 1.0 mL 教学效果·勤检测3强化技能 查缺补漏1. 下列用途中应用了氮气的稳定性的是( )A. 以氮气为原料制硝酸B. 合成氨气和制氮肥C. 作食物保护气D. 镁可以和氮气反应解析: 利用N2制备硝酸,发生的反应为N2+3H2 2NH3、4NH3+5O2 4NO+6H2O、2NO+O2 2NO2、3NO2+H2O 2HNO3+NO,与N2的稳定性无关,A错误;根据A选项分析,合成氨气和制氮肥均与N2的稳定性无关,B错误;N2的化学性质相对稳定,因此N2常作食物保护气,与N2的稳定性有关,C正确;Mg能与N2反应生成Mg3N2,与N2的稳定性无关,D错误。2. (2024·北京丰台区高一期末)下列关于NO的描述不正确的是( )A. 无色气体B. 可用排空气法收集C. 难溶于水D. 由N2和O2在雷电作用下合成解析: NO为无色无味的气体,A正确;常温NO和O2发生反应,2NO+O2 2NO2,故不能用排空气法收集,B错误;NO是不溶于水的气体,C正确;N2和O2发生反应的条件是放电,反应生成NO,N2+O2 2NO,D正确。3. (2024·济宁高一期中)下列关于氮元素及氮气性质的说法中,错误的是( )A. 氮分子是双原子分子,氮在自然界中既以游离态存在又以化合态存在B. 氮气分子中的化学键很难破坏,氮元素的非金属性很强C. 反应N2+3Mg Mg3N2不属于氮的固定,工业合成氨的过程是固氮的过程D. 大气、陆地和水体中的氮元素在不停地进行着氮的循环解析: 氮气分子为双原子分子,空气中的氮气中氮为游离态,硝石中的氮为化合态,氮在自然界中既以游离态存在又以化合态存在,A正确;氮气分子中存在N≡N,氮氮三键性质稳定,破坏时需要吸收很高的能量,氮气分子中的化学键很难破坏,氮元素非金属性也很强,B正确;反应N2+3Mg Mg3N2中,氮元素由游离态变为化合态,属于氮的固定,工业合成氨的过程是固氮的过程,C错误;氮元素在自然界中循环,即N2→NO→NO2→HNO3→硝酸盐→氨基酸→蛋白质→N2,D正确。4. 下列有关NO2的说法正确的是( )A. NO2可由N2与O2在放电条件下直接制备B. NO2有毒,但因其易溶于水且与水反应,因此不属于大气污染物C. NO2既有氧化性也有还原性D. NO2为红棕色气体,因此将NO2通入水中,溶液显红棕色解析: N2和O2在放电或高温条件下反应生成NO,A错误;NO2属于大气污染物之一,B错误;NO2与H2O反应生成HNO3和NO,说明NO2既有氧化性又有还原性,C正确;NO2通入水中,生成NO和HNO3,溶液呈无色,D错误。5. 氮的氧化物(用NOx表示)是大气污染物,必须进行处理。(1)汽车尾气中主要含有CO2、CO、SO2、NOx等物质,这种尾气逐渐成为城市空气污染的主要来源之一。①汽车尾气中的CO来自 ,NO来自 。汽车尾气对环境的危害主要有 (至少填两种)。 汽油的不完全燃烧 N2与O2在汽车汽缸内高温环境下的反应 形成硝酸型酸雨、产生光化学烟雾、产生温室效应等(任填两种即可) ②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。反应的化学方程式可表示为 。解析: ①汽车汽缸内不断进行着汽油的燃烧反应,当空气不足时,汽油燃烧不完全,会产生CO;N2和O2在高温条件下反应生成NO。汽车尾气对环境的危害很大,可以形成硝酸型酸雨,产生光化学烟雾,产生温室效应等。②CO、NOx反应后生成的无毒气体为CO2和N2。 2xCO+2NOx 2xCO2+N2 (2)工业废气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理,若NO与NO2按物质的量之比为1∶1被足量的NaOH溶液完全吸收后得到一种钠盐,该钠盐的化学式是 。解析: NO中氮的化合价为+2价,NO2中氮的化合价为+4价,两者按物质的量之比为1∶1混合时与NaOH反应生成的钠盐中氮的化合价必然为+3价,即为NaNO2。 NaNO2 学科素养·稳提升4内化知识 知能升华1. (2024·大同高一月考)位于新疆、青海交界处的巍巍昆仑山区,有一条神秘的山谷——那棱格勒河中上游的魔鬼谷,山谷的牧草出奇的繁茂。这是由于“雷雨发庄稼”的缘故。下列元素在自然界中的转化与“雷雨发庄稼”有关的是( )A. Na B. CC. P D. N1234567891011解析: “雷雨发庄稼”的原因:空气中的 N2在放电条件下与O2直接化合生成无色且不溶于水的NO气体,N2+O2 2NO;NO的密度比空气略大,不稳定,常温下就易与空气中的 O2反应生成红棕色的NO2气体,NO2易与水反应生成HNO3和NO;HNO3随雨水淋洒到大地上,同土壤中的矿物相互作用,生成可溶于水的硝酸盐可作氮肥,植物生长得更好。12345678910112. 下列属于固氮过程的是( )A. N2与H2在一定条件下合成NH3B. NO与O2反应生成NO2C. NH3与O2反应生成NO和H2OD. 由NH3制备NH4HCO3解析: 固氮过程是把氮气转化为含氮化合物的过程,工业合成氨属于人工固氮。12345678910113. 下列关于氮气的说法中错误的是( )A. 通常情况下氮气性质很稳定,所以氮气可作食物保护气B. N2+O2 2NO,该反应是汽车尾气污染的主要原因之一C. 氮气在空气中约占空气体积的D. 在反应3Mg+N2 Mg3N2中,氮气作氧化剂1234567891011解析: 氮气分子中含有氮氮三键,通常情况下N2性质很稳定,可作食物保护气,A正确;氮气与氧气在高温下反应生成一氧化氮,一氧化氮有毒,为空气污染物,B正确;N2在空气中约占空气体积的 ,C错误;在反应3Mg+N2 Mg3N2中,氮气中氮元素化合价降低,所以N2作氧化剂,D正确。12345678910114. (2024·济南章丘区高一期末)实验室以空气和镁为原料制备Mg3N2的装置如图所示(夹持和加热装置略去)。下列说法正确的是( )A. 装置A、B中可依次加入浓硫酸、NaOH溶液B. 若去掉装置C,对产品纯度无影响C. 实验时应先加热装置C,通入一段时间空气后再加热装置DD. 装置E中碱石灰的作用是吸收尾气1234567891011解析: 要制备Mg3N2,需要除去空气中的O2、CO2和水蒸气,则装置A、B中可依次加入NaOH溶液、浓硫酸,A项错误;若去掉装置C,Mg与O2反应生成MgO,对产品纯度有影响,B项错误;实验时,应先加热装置C,通入一段时间空气除去O2,然后再加热装置D,C项正确;装置E中碱石灰的作用是吸收空气中的水蒸气和二氧化碳,D项错误。12345678910115. (2024·大同高一月考)氮是生物体的重要组成元素,也是维持高等动物生命活动的必需元素。氮的循环涉及地球上生物圈的方方面面。1234567891011A. 硝化过程中,含氮物质被还原B. 属于氮的固定C. 土壤中Fe2+和Fe3+的存在有利于从与其接触的水体中除去氮元素D. 氨氧化过程中,亚硝态氮元素原子与铵态氮元素原子理论物质的量之比为3∶4下列说法中,正确的是( )1234567891011解析: 由图示可知,硝化过程为 转化为 , 进一步转化为 ,该过程中N的化合价升高,含氮物质被氧化,A错误; 是含氮化合物转化为含氮化合物,不属于氮的固定,B错误;由图示可知,Fe2+能与 反应转化为N2,Fe3+能与 反应转化为N2,故土壤中Fe2+和Fe3+的存在有利于从与其接触的水体中除去氮元素,C正确;氨氧化过程中的反应为 +N2+2H2O,故亚硝态氮元素原子与铵态氮元素原子理论物质的量之比为1∶1,D错误。12345678910116. 如图所示,试管中盛装的气体呈红棕色,当倒扣在盛有水的水槽中时,试管内水面上升,但不能充满试管,当向试管内鼓入氧气后,可以观察到试管中水面继续上升,经过多次重复后,试管被水充满,对原试管中盛装的气体说法正确的是( )A. 可能是N2与NO2的混合气体B. 可能是NO气体C. 可能是NO与NO2的混合气体D. 只可能是NO2一种气体1234567891011解析: 试管中盛装的气体呈红棕色,那么一定有二氧化氮存在。根据题述现象可知,原试管中盛装的气体的成分可能为①NO2、②NO2和O2(少量)、③NO2和NO等。12345678910117. 如图所示,在注射器里吸入20 mL NO(标准状况下),然后吸入5mL水。若再吸入30 mL空气( 标准状况,按O2占空气总体积 计算),夹住弹簧夹,让内外大气压相同,观察现象。下列叙述不正确的是( )A. 可观察到注射器内气体由无色变成红棕色,最后变成无色B. 可观察到注射器的活塞缓缓向右移动C. 最终剩余气体体积约为36 mLD. 所得硝酸的浓度约为0.07 mol·L-1(假设所得硝酸的体积与吸入水的体积相同)1234567891011解析: NO与O2发生反应生成NO2,NO2与H2O发生反应生成HNO3和NO,化学方程式分别为2NO+O2 2NO2和3NO2+H2O 2HNO3+NO,总反应的化学方程式为4NO+3O2+2H2O 4HNO3。注射器中NO的体积为20 mL,O2的体积为30mL× =6 mL,气体体积之比等于其物质的量之比,根据4NO+3O2+2H2O 4HNO3可知,O2完全参与反应,消耗的O2为6mL,参与反应的NO为8 mL,最终剩余12 mL NO。1234567891011注射器内气体先由无色变成红棕色,然后慢慢变浅,最终气体为无色,A项正确;反应后气体体积为12 mL+(30 mL-6 mL)=36 mL,体积减小,故反应过程中注射器的活塞缓缓向左移动,B项错误,C项正确;生成n(HNO3)= ,故c(HNO3)=≈0.07 mol·L-1,D项正确。12345678910118. NSR技术能降低柴油发动机在空气过量条件下NOx的排放量,其工作原理如图所示。下列说法错误的是( )A. 降低NOx排放量可以减少酸雨的形成B. 储存过程中NOx被氧化C. 还原过程中消耗1 mol Ba(NO3)2转移的电子数为5NA(NA为阿伏加德罗常数的值)D. 通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原1234567891011解析: 大气中的NOx可形成硝酸型酸雨,降低NOx排放量可以减少酸雨的形成,A正确;储存过程中NO2转化为Ba(NO3)2,氮元素的价态升高,NOx被氧化,B正确;还原过程中消耗1 mol Ba(NO3)2转移的电子数为10NA,C错误;BaO转化为Ba(NO3)2储存NOx,还原性尾气与Ba(NO3)2反应生成BaO、N2和H2O,实现了NOx的还原,D正确。12345678910119. (2024·厦门高一期末)为实现零碳需求“氨经济”,目前已历经三代合成氨技术的开发和迭代。下列说法不正确的是( )A. 第一代合成氨技术中提供H2的反应是CH4+2H2O CO2+4H2B. 第三代合成氨的方法为6H2O+2N2 4NH3+3O2C. 在各代合成氨技术中,水均作还原剂D. 合成氨技术的迭代更新符合节能减排的理念1234567891011解析: 由图可知,第一代合成氨技术中提供H2的反应为高温下CH4与H2O反应生成CO2和H2,反应方程式为CH4+2H2O CO2+4H2,A正确;第三代合成氨技术为通电时H2O分解生成O2和H2,N2与H2合成氨气,总反应方程式为6H2O+2N2 4NH3+3O2,B正确;第一代合成氨技术中H2O转化为H2,H元素化合价降低,发生还原反应,水作氧化剂,C错误;第一代合成氨技术中需要高温制备H2和高温高压下合成氨,第二代合成氨需要在高温高压下合成氨,第三代合成氨技术通电时直接生成氨气,合成氨技术的迭代更新符合节能减排的理念,D正确。123456789101110. 氮氧化物会严重污染大气,所以实验室必须对含有氮氧化物的废气进行处理。用NaOH溶液可以吸收废气中的氮氧化物,反应化学方程式如下:①NO+NO2+2NaOH 2NaNO2+H2O②2NO2+2NaOH NaNO2+NaNO3+H2O(1)在反应①中,参加反应的氧化剂和还原剂的质量之比为 。解析:根据反应①可知,氧化剂(NO2)和还原剂(NO)的物质的量之比是1∶1,质量之比为23∶15。 23∶15 1234567891011(2)在反应②中,氧化产物是 ,还原产物是 (填化学式)。解析:在反应②中只有氮元素的化合价发生变化,所以NO2既是氧化剂也是还原剂,氧化产物为NaNO3,还原产物为NaNO2。 NaNO3 NaNO2 1234567891011(3)在反应①②中,参加反应的NaOH均为2 mol时,两个反应转移电子数的关系是① ②(填“>”“=”或“<”)。解析:反应①中2 mol NaOH参加反应时,转移1 mol电子,反应②中2 mol NaOH参加反应时,转移1 mol电子。 = 123456789101111. 某校化学兴趣小组用如图装置验证NO2的氧化性和NO的还原性。已知:①装置甲中发生的反应为Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。②硝酸具有挥发性,可将I-氧化成I2。请回答下列问题:1234567891011(1)装置乙中的现象是 。解析: 碘化钾被氧化为单质碘,碘使淀粉变蓝。(2)说明NO具有还原性的操作和现象是 。解析: 丙中NO2与水反应生成的NO会和氧气反应生成红棕色的NO2,证明NO具有还原性,故操作和现象为打开开关,挤压空气囊,丙中气体由无色变为红棕色。 乙试管中溶液变蓝色 打开开关,挤压空气囊,丙中气体由无色变为红棕色 1234567891011(3)小组一成员对实验设计提出了疑问,他认为乙中的现象不足以证明NO2的氧化性,他的理由是 。解析:浓硝酸具有挥发性,且NO2与水反应生成硝酸,硝酸具有强氧化性,也能将碘离子氧化成单质碘,使溶液变蓝,对NO2的性质检验造成干扰。 挥发出来的HNO3,以及NO2和水反应生成的HNO3,也可将I-氧化成I2,使溶液变蓝 1234567891011(4)小组另一成员为探究NO2的氧化性,进行如下实验(如图所示)。由图B和图C中的现象写出NO2和SO2反应的化学方程式: 。 NO2+SO2 NO+SO3 1234567891011解析: 题图B中“无色气体”,题图C中“有红棕色气体产生”,说明题图B中反应生成了NO,即NO2和SO2反应,NO2转化为NO,表现氧化性,而SO2则表现还原性,被氧化,硫元素化合价升高,只能变成+6价,应转化为SO3,故化学方程式为NO2+SO2 NO+SO3。1234567891011 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第1课时 氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮.pptx 第2课时 氨和铵盐.pptx 第3课时 硝酸 酸雨及防治.pptx