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第四節(jié)氨氮的氧化物硝酸,1．掌握非金屬氮及其重要化合物的主要性質(zhì)，了解氮及其化合物的應(yīng)用。2．了解氮的氧化物對(duì)大氣的污染及其防治。,【考綱要求】,知識(shí)點(diǎn)一：氮?dú)饧暗难趸?南方P72頁,一、氮?dú)猓?2.化學(xué)性質(zhì):,1.物理性質(zhì)：在常溫下是一種無色、無味的氣體；密度比空氣略小，難溶于水。,通常情況下，很不活潑。,[練習(xí)]寫出Mg3N2與H2O反應(yīng)的化學(xué)方程式。,Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑,氮的固定,用途：,制備：,1.合成氨2保護(hù)氣,空氣液化,1.關(guān)于氮?dú)獾男再|(zhì)的說法中，錯(cuò)誤的是A、通常情況下，氮?dú)庑再|(zhì)很不活潑B、可在氧氣中燃燒，生成一氧化氮C、氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，其原因是兩原子間的化學(xué)鍵非常牢固D、跟氫氣在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，氮?dú)馐茄趸瘎?B,對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練,2、下列反應(yīng)表示氮的固定作用的是：A、NH3經(jīng)催化氧化為NOB、NO與O2反應(yīng)生成NO2C、N2與H2在一定條件下合成NH3D、由NH3制碳酸氫銨和尿素,C,固氮：由游離態(tài)變?yōu)榛蠎B(tài)的過程,3、（07上海理綜10）將空氣中氮?dú)廪D(zhuǎn)化成氮的化合物的過程稱為固氮。下圖中能實(shí)現(xiàn)人工固氮的是（）,D,1.氮元素的常見正價(jià)有：+1、+2、+3、+4、+5所以氮的氧化物種類較多：如N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。其中N2O3和N2O5分別為HNO2和HNO3的酸酐,二、氮的氧化物,2、NO、NO2性質(zhì)比較,南方P72頁,南方P72頁,NO和NO2是最主要的空氣污染物。光化學(xué)煙霧：氮氧化物在紫外線作用下，與碳?xì)浠衔锇l(fā)生一系列光化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生一種有毒的煙霧。酸雨：NOx排入大氣中后，與熟睡反應(yīng)生成HNO3和HNO2，隨雨水降到地面。水體污染：水體富營養(yǎng)化。,,,,無色,紅棕色,有毒,有毒,不溶于水,易溶于水,2NO+O2=2NO2,不反應(yīng),不反應(yīng),3NO2+H2O=2HNO3+NO,3Cu+8HNO3(稀)=4H2O+3Cu(NO3)2+2NO↑,Cu+4HNO3(濃)=2H2O+Cu(NO3)2+2NO2↑,排水集氣法,向上排空氣法,在試管中接觸空氣后變紅棕色,呈紅棕色,4.以下有關(guān)NO2氣體的描述中，說法正確的是A、據(jù)反應(yīng)3NO2+H2O=2HNO3+NO知，NO2是HNO3的酸酐B、據(jù)反應(yīng)2NO2(g)=N2O4（g）ΔH＜0，要制得較純凈的NO2，需高溫、低壓環(huán)境C、據(jù)反應(yīng)Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O和3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，可知濃HNO3的氧化性不如稀HNO3強(qiáng)D、NO2、Br2(g)同為紅棕色氣體，可用濕潤的淀粉KI試紙鑒別,B,對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練,5．下列關(guān)于一氧化氮的敘述正確的是(),A．一氧化氮是一種紅棕色的氣體B．常溫常壓下，一氧化氮不能與空氣中的氧氣直接化合C．一氧化氮可由氮?dú)夂脱鯕庠诜烹姉l件下直接化合得到D．一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集解析：NO是一種無色難溶于水的氣體，可以用排水法收集；常溫常壓下，NO容易與氧氣直接化合生成NO2。答案：C,對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練,NO2和溴蒸氣的鑒別方法,思考與交流,3、NO、NO2均為大氣污染物，且有毒。NO與CO相仿，能與人體血紅蛋白相結(jié)合;氮的氧化物對(duì)環(huán)境的污染:①NOX是造成光化學(xué)煙霧的主要因素;②形成酸雨;③破壞臭氧層。汽車尾氣污染已不容忽視。,汽車尾氣無害化處理反應(yīng)為：,催化劑,練習(xí)：南方p77及時(shí)鞏固1、2,2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2ONO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O,尾氣吸收原理。但如果只有NO不能被NaOH吸收,知識(shí)點(diǎn)二、硝酸,練習(xí)：南方p77及時(shí)鞏固5,硝酸的性質(zhì),1、物理性質(zhì)：,純硝酸是、有氣味、易的液體；98%以上的硝酸叫發(fā)煙硝酸。,2、化學(xué)性質(zhì)：,⑴酸的通性,ａ.與指示劑作用：稀硝酸使藍(lán)色石蕊試紙變紅；濃硝酸使藍(lán)色石蕊試紙先變紅后褪色。,ｂ.與活潑金屬反應(yīng),但不產(chǎn)生H2。,c.與堿性氧化物反應(yīng)：比較與CuO、FeO的反應(yīng)。,ｄ.與堿反應(yīng):比較與NaOH、Cu(OH)2的反應(yīng)。,e.與鹽反應(yīng):比較與CaCO3、Na2SO3的反應(yīng)。,無色,刺激性,揮發(fā),2、化學(xué)性質(zhì)：,思考1：1、硝酸應(yīng)如何保存？2、久置的硝酸為什么呈黃色？,⑵硝酸的不穩(wěn)定性硝酸的分解反應(yīng)化學(xué)方程式：,濃HNO3應(yīng)避光保存在棕色瓶中。濃硝酸分解產(chǎn)生的NO2溶于HNO3而顯黃色。,常見的需要放在棕色瓶中的溶液有哪些?,濃HNO3、氯水、溴水等。,A、在濃硝酸中放入銅片：（1）開始反應(yīng)的化學(xué)方程式為：；實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為。（2）若銅有剩余，則反應(yīng)將結(jié)束時(shí)的反應(yīng)方程式是_________________________________。（3）待反應(yīng)停止后，再加入少量25％的稀硫酸，這時(shí)銅片上又有氣泡產(chǎn)生，其原因是____。,⑶硝酸的強(qiáng)氧化性,H2SO4提供H+，NO3-繼續(xù)與Cu發(fā)生3Cu+8H＋+2NO3－=3Cu2＋+2NO↑+4H2O,Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,固體不斷溶解，溶液逐漸變藍(lán)，產(chǎn)生紅棕色氣體,南方P74頁重點(diǎn)一,B、鋁、鐵遇冷的濃硝酸產(chǎn)生____________現(xiàn)象，即濃硝酸將它們表面氧化成一層薄而致密的氧化物薄膜、阻止了進(jìn)一步反應(yīng)的緣故。(1)鐵在過量的濃硝酸中加熱發(fā)生離子反應(yīng)為：____________________________________(2)過量的鐵在稀硝酸中發(fā)生離子反應(yīng)為：____________________________________活潑金屬跟稀硝酸反應(yīng)，由于金屬的強(qiáng)還原性，還原產(chǎn)物較為復(fù)雜。如：4Mg+10HNO3（稀）=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O。(3)王水（濃硝酸和濃鹽酸體積比________）能使Pt、Au溶解。,鈍化,3Fe+8H++2NO3-==3Fe2++2NO↑+4H2O,1:3,C.與非金屬反應(yīng)（例如非金屬C）,C+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2↑+2H2O,[規(guī)律]與濃HNO3反應(yīng)時(shí)，非金屬單質(zhì)一般被氧化為高價(jià)氧化物或高價(jià)含氧酸。,D.與還原性化合物反應(yīng):,與含S2－、SO32－、Fe2+、I－等的化合物反應(yīng)。,3Fe2++4H++NO3－=3Fe3++NO↑+2H2O,3SO32－+2H++2NO3－=3SO42-+2NO↑+H2O,E、與有機(jī)物的反應(yīng)：,[訓(xùn)練1]下列事實(shí)體現(xiàn)了硝酸的什么性質(zhì)？A.強(qiáng)氧化性B.酸性C.不穩(wěn)定性D.揮發(fā)性（1）硝酸存放在棕色瓶中密封保存()。（2）濃硝酸可以和銅反應(yīng)()。（3）木炭和濃硝酸反應(yīng)()。（4）鋅和硝酸不產(chǎn)生H2()。（5）氧化銅溶于硝酸()。（6）不用硝酸制SO2氣體()。（7）用鐵槽存放濃硝酸()。（8）檢驗(yàn)SO32-時(shí)不能先用硝酸酸化()。,CD,AB,A,A,A,B,A,A,2.下列反應(yīng)中，濃硝酸既表現(xiàn)氧化性，又表現(xiàn)出酸性的是（雙選）A.濃硝酸中滴入石蕊試液并微熱B.氧化亞鐵與濃硝酸反應(yīng)C.氫氧化鋁與濃硝酸反應(yīng)D.碳與濃硝酸,AB,練習(xí)：南方p73自主測(cè)評(píng)5,一、氨氣的性質(zhì)：必修一P97-P99,1、極易溶于水（1：700）,NH3+H2ONH3H2ONH+4+OH-,——噴泉實(shí)驗(yàn),2、與酸反應(yīng)（堿性）,——白煙現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn),NH3+H+=NH4+,3、催化氧化（還原性）,——工業(yè)制硝酸法,知識(shí)點(diǎn)三氨和銨鹽,二、銨鹽的性質(zhì)：必修一P98,物性：常溫下都是晶體（固體），易溶于水，都為離子化合物。,——并不一定得到氨氣,——檢驗(yàn)NH4+的方法,練習(xí)：南方p77及時(shí)鞏固4,2.氨氣的實(shí)驗(yàn)室制法：,(2)實(shí)驗(yàn)裝置(發(fā)生、凈化、收集、驗(yàn)滿、尾氣吸收等):,1.工業(yè)制法：,南方P75頁重點(diǎn)二,三、氨氣的制法：,南方P75【例2】某同學(xué)用下列裝置(固定、加熱儀器和橡膠管略)進(jìn)行有關(guān)氨氣制取的實(shí)驗(yàn)探究。,①,②,③,④,⑤,⑥,⑦,(1)若用裝置①制取NH3，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為：__________________；若要測(cè)定生成的NH3的體積，則必須選擇的裝置是________(填裝置序號(hào))，裝置中所盛試劑應(yīng)具有的性質(zhì)是______________________________________________。(2)若用裝置②制取并收集干燥的NH3，燒瓶內(nèi)裝的試劑是________，分液漏斗中裝的試劑是________，收集裝置應(yīng)選擇________(填裝置序號(hào))。,③⑦,2NH4Cl＋Ca(OH)2,2NH3↑＋CaCl2＋2H2O,氨氣難溶于該試劑，且該試劑不易揮發(fā)，不與氨氣反應(yīng),濃氨水,⑥,CaO(或NaOH；或堿石灰),四、NH4+的檢驗(yàn)方法：,1、先將其與強(qiáng)堿共熱逸出NH32、用濕潤紅色石蕊試紙或濃鹽酸檢驗(yàn)逸出的氨氣。,練習(xí)：南方p73自主測(cè)評(píng)3、4,,五、用途,[練習(xí)]某學(xué)生課外活動(dòng)小組利用右圖所示裝置分別做如下實(shí)驗(yàn)：（1）在試管中注入某紅色溶液，加熱試管，溶液顏色逐漸變淺，冷卻后恢復(fù)紅色，則原溶液可能是____溶液；加熱時(shí)溶液由紅色逐漸變淺的原因是：。（2）在試管中注入某無色溶液，加熱試管，溶液變?yōu)榧t色，冷卻后恢復(fù)無色，則此溶液可能是____________溶液；加熱時(shí)溶液由無色變?yōu)榧t色的原因是：,稀氨水和酚酞,氨水顯堿性使酚酞變紅，加熱，氨氣逸出，顏色變淺,亞硫酸和品紅,溶解的SO2使品紅褪色，加熱，SO2揮發(fā)，品紅恢復(fù)原來的顏色。,三、氮氧化物有關(guān)計(jì)算,1.原理:將NO2(或NO)和O2同時(shí)通水中發(fā)生如下反應(yīng)：3NO2+H2O=2HNO3+NO2NO+O2=2NO2,(1)4NO2+O2+2H2O=4HNO3,(2)4NO+3O2+2H2O=4HNO3,附加知識(shí),以上兩個(gè)反應(yīng)不斷循環(huán)，逐步計(jì)算非常復(fù)雜。通常用總反應(yīng)式進(jìn)行計(jì)算，可大大簡化計(jì)算，兩個(gè)總反應(yīng)式如下：,遷移應(yīng)用1將盛有12mLNO2和O2的混合氣體的量筒倒立于水槽中，充分反應(yīng)后，還剩余2mL無色氣體，則原混合氣體中O2的體積是（）A、1.2mLB、2.4mLC、3.6mLD、4mL,AD,【訓(xùn)練】將充滿NO2和O2混合氣體的量筒倒立于水中，充分反應(yīng)后，保持氣體壓強(qiáng)不變，水進(jìn)入至量筒容積的一半處停止了，則原混合氣體中NO2和O2的體積比是多少？,遷移應(yīng)用2將32.64g銅與140mL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11.2L。請(qǐng)回答：(1)NO的體積為mol，NO2的體積為mol。(2)待產(chǎn)生的氣體全部釋放后，向溶液中加入VmLamol/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。,0.26,0.24,57.8,3.某元素的單質(zhì)與足量濃HNO3反應(yīng)時(shí)，參加反應(yīng)的單質(zhì)與HNO3的物質(zhì)的量之比為1∶4，則反應(yīng)后的產(chǎn)物中，該元素的價(jià)態(tài)為（雙選）()A.+1B.+2C.+3D.+4,BD,【鏈接高考】,1．【2015新課標(biāo)Ⅰ卷理綜化學(xué)】我國清代《本草綱目拾遺》中記敘無機(jī)藥物335種，其中“強(qiáng)水”條目下寫道：“性最烈，能蝕五金其水甚強(qiáng)，五金八石皆能穿第，惟玻璃可盛?！边@里的“強(qiáng)水”是指（）A．氨水B．硝酸C．醋D．鹵水,B,2．【2015北京理綜化學(xué)】下列關(guān)于自然界中氮循環(huán)（如右圖）的說法不正確的是（）A．氮元素均被氧化B．工業(yè)合成氨屬于人工固氮C．含氮無機(jī)物和含氮有機(jī)物可相互轉(zhuǎn)化D．碳、氫、氧三種元素也參與了氮循環(huán),A,3．【2015海南化學(xué)】0.1mol下列氣體分別與1L0.lmolL-1的NaOH溶液反應(yīng)，形成的溶液pH最小的是（）A．NO2B．SO2C．SO3D．CO24．【2015海南化學(xué)】下列敘述正確的是（）A．稀鹽酸可除去燒瓶內(nèi)殘留的MnO2B．可用磨口玻璃瓶保存NaOH溶液C．稀硝酸可除去試管內(nèi)壁的銀鏡D．煮沸自來水可除去其中的Ca(HCO3)2,C,CD,5．【2015上?！肯铝形镔|(zhì)見光不會(huì)分解的是A．HClOB．NH4ClC．HNO3D．AgNO36．【2015四川】用右圖所示裝置除去含CN－、Cl－廢水中的CN－時(shí)，控制溶液PH為9~10，陽極產(chǎn)生的ClO－將CN－氧化為兩種無污染的氣體，下列說法不正確的是A．用石墨作陽極，鐵作陰極B．陽極的電極反應(yīng)式為：Cl－+2OH－－2e－=ClO－+H2OC．陰極的電極反應(yīng)式為：2H2O+2e－=H2↑+2OH－D．除去CN－的反應(yīng)：2CN－+5ClO－+2H+=N2↑+2CO2↑+5Cl－+H2O,B,D,7．【2015安徽節(jié)選】常溫下，將除去表面氧化膜的Al、Cu片插入濃HNO3中組成原電池（圖1），測(cè)得原電池的電流強(qiáng)度（I）隨時(shí)間（t）的變化如圖2所示，反應(yīng)過程中有紅棕色氣體產(chǎn)生。0-t1時(shí)，原電池的負(fù)極是Al片，此時(shí)，正極的電極反應(yīng)式是,溶液中的H+向極移動(dòng)，t1時(shí)，原電池中電子流動(dòng)方向發(fā)生改變，其原因是。,2H++NO3-+e-=NO2↑+H2O,正,Al在濃硝酸中發(fā)生鈍化，氧化膜阻止了Al進(jìn)一步反應(yīng),課后作業(yè)：《南方習(xí)題集》p349、10、11,【噴泉實(shí)驗(yàn)問題】,1.噴泉實(shí)驗(yàn)的原理,由于產(chǎn)生壓強(qiáng)差而形成噴泉——?dú)怏w迅速溶于水或某種水溶液中，容器內(nèi)壓強(qiáng)小于容器外水面的壓強(qiáng)，從而產(chǎn)生噴泉現(xiàn)象。根據(jù)這一原理，只要能夠造成容器內(nèi)氣體大量溶于液體，就可形成噴泉。,2.一般有以下幾種情況只要?dú)怏w易溶于吸收劑，均可作噴泉實(shí)驗(yàn)。吸收劑可以是水，也可以是酸液、堿液等。,南方P75方法指導(dǎo),3.操作方法和實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵,(1)操作方法,①按必修一課本實(shí)驗(yàn)4-9(P97)安裝好裝置。②打開橡皮管上的止水夾。③擠壓膠頭滴管，使少量水進(jìn)入燒瓶。觀察現(xiàn)象。,(2)噴泉實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵,①裝置氣密性要好；②燒瓶要干燥；③氣體的純度要大。,①下列組合中不可能形成噴泉的是()。,【例3】噴泉是一種常見的自然現(xiàn)象，其產(chǎn)生原因是存在壓強(qiáng)差。,甲,乙,(1)圖甲為化學(xué)教學(xué)中所用的噴泉實(shí)驗(yàn)裝置。在燒瓶中充滿干燥氣體，膠頭滴管及燒杯中盛有液體。,A．HCl和H2O,B．O2和H2O,C．NH3和H2O,D．CO2和NaOH溶液,E．NO2和H2O,,②若用D組合做噴泉實(shí)驗(yàn)，燒杯中的液體______(填“是”或“否”)需要NaOH溶液，原因是__________。(2)某學(xué)生積極思考產(chǎn)生噴泉的其他辦法，并設(shè)計(jì)了如圖乙所示的裝置。①在圖乙的錐形瓶中，分別加入足量的下列物質(zhì)，反應(yīng)后可能產(chǎn)生噴泉的（)。這種方法產(chǎn)生噴泉的原理是：是,____________________________________________。,A．Cu與稀鹽酸B．NaHCO3與NaOH溶液C．CaCO3與稀硫酸D．NH4HCO3與稀鹽酸,B,否,只要膠頭滴管中盛有足夠的濃NaOH溶液足以把燒瓶中的CO2吸收即可,D,錐形瓶中發(fā)生反應(yīng)：NH4HCO3＋HCl===NH4Cl＋CO2↑＋H2O，隨著CO2氣體的產(chǎn)生，錐形瓶中的壓強(qiáng)增大而產(chǎn)生“噴泉”,②在圖乙錐形瓶外放一水槽，錐形瓶中加入酒精，水槽中加入水后，再加入足量的下列物質(zhì)，結(jié)果也能產(chǎn)生噴泉。水槽,)。這種方法產(chǎn)生噴泉的原理是：,中加入的物質(zhì)可以是(____________________。,A．濃硫酸,B．食鹽,C．硝酸鉀,D．硫酸銅,③比較圖甲和圖乙兩套裝置，從產(chǎn)生噴泉的原理來分析，圖甲________上部燒瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)；圖乙________下部錐形瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)(填“增大”或“減小”)。(3)城市中常見的人造噴泉及火山爆發(fā)的原理與上述_____(填“圖甲”或“圖乙”)裝置的原理相似。,A,濃硫酸溶于水時(shí)，放出大量的熱，溫度升高使錐形瓶中的酒精揮發(fā)加快，瓶內(nèi)壓強(qiáng)增大，從而形成“噴泉”,減小,增大,圖乙,,制取氨氣并完成噴泉實(shí)驗(yàn)（圖中夾持裝置均已略去）。(1)用圖A所示裝置進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)，上部燒瓶已裝滿干燥的氨氣，引發(fā)噴泉的操作是：該實(shí)驗(yàn)的原理是:（2）如果只提供如圖中B所示裝置，引發(fā)噴泉的方法是（3）標(biāo)準(zhǔn)狀況下，若噴泉最終充滿整個(gè)燒瓶，則形成溶液的濃度是mol/L。,,,,,,,,1/22.4,