1、专题 14 氮及其化合物氮的氧化物转化中的易错点NO 在常温下很容易与空气中的 O2化合生成 NO2,无色的 NO 在空气中迅速被氧化成红棕色的 NO2,利用此性质可检验 NO 的存在;NO 2溶于水生成硝酸和一氧化氮,工业上利用这一原理制取硝酸;实验室收集 NO只能用排水法,收集 NO2只能用向上排空气法。【易错典例 1】把少量 NO2气体通入过量小苏打溶液中,再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管,最后收集到的气体是( )A氧气 B二氧化氮C二氧化氮和氧气 D二氧化氮和一氧化氮【答案】CNH3性质认识误区1氨气与酸反应因为氨易跟酸反应生成盐,所以不能用浓硫酸作氨气的干燥剂。同理,
2、氨气与氯化氢气体不能共存;在中学化学中 NH3是唯一能与酸反应生成盐的气体;气态氢化物与最高价氧化物所对应的水化物发生化合反应,这是氮元素有别于其他元素的特征;在实验中,只有浓硝酸、浓盐酸等挥发性酸遇 NH3才会产生白烟,硫酸、磷酸等难挥发性酸遇 NH3不产生白烟现象。2NH 3是中学化学中唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,常用此性质检验 NH3的存在。【易错典例 2】下列说法正确的是( )A只滴加氨水鉴别 NaCl、AlCl 3、MgCl 2、Na 2SO4四种溶液B将 NH4Cl 溶液蒸干制备 NH4Cl 固体C因为 NH3能使酚酞溶液变红,NH 3可用于设计喷泉实验D浓氨水可检验氯气
3、管道漏气【答案】D氨气制备认识误区1实验室制备 NH3,除了用 Ca(OH) 2和 NH4Cl 反应外,还可用浓氨水的分解(加 NaOH 或 CaO)制取,而检验 NH 须用浓 NaOH 溶液并加热,用湿润的红色石蕊试纸检验生成的气体,以确定 NH 的存在。 4 42铵盐:制取 NH3时,一般选用 NH4Cl 而不用 NH4NO3、 (NH 4) 2SO4或(NH 4) 2CO3。原因如下:铵盐 不选用的理由NH4NO3 受热分解,易发生爆炸,不安全 (NH 4) 2SO4与 Ca(OH) 2反应时生成 CaSO4,反应物呈块状,不利于 NH3逸出,且反应后试管难以清洗(NH 4) 2CO3
4、受热分解产生 CO2,导致收集到的 NH3不纯3.收集 NH3时,把一团干燥的棉花放在试管口,以防止与空气对流;收集完毕,尾气处理时,应放一团用稀硫酸浸湿的棉花放在试管口,以吸收 NH3。【易错典例 3】某研究小组要快速制取干燥的氨气,提供的药品有:浓氨水、氯化铵固体、氢氧化钠固体、蒸馏水、碱石灰,提供的仪器如下所示(必要的塞子、玻璃导管、橡胶管、固定装置和尾气处理装置略去) 。(1)需选择的药品是 ,该小组选择的药品混合后快速放出氨气的原因_,选择的仪器是 (填序号) 。(2)若用下图甲装置收集 NH3,如何判断烧瓶中已收集满 NH3?_。(3)图乙中胶头滴管中的水挤入烧瓶后,观察到的现象是
5、_。硝酸性质中认识误区1浓 HNO3显黄色是因为溶有 NO2,而工业上制备的盐酸显黄色,是因为溶有 Fe3 。2硝酸、浓 H2SO4、次氯酸具有强氧化性,属于氧化性酸,其中 HNO3、HClO 见光或受热易分解。3铜与浓 HNO3反应在试管内就能看到红棕色的 NO2,而与稀 HNO3反应时需在试管口才能看到红棕色气体。4HNO 3与金属反应的实质是 NO 在酸性条件下显示强氧化性;在中性或碱性环境中 NO 则无氧化性。 3 3浓 HNO3的氧化性强于稀 HNO3。【易错典例 4】硝酸铜是制备 CuZnAl 系催化剂的重要原料,制取硝酸铜现有三种设计方案可供选用:Cu 与稀硝酸反应制取:3Cu8
6、HNO 3(稀)= =3Cu(NO 3) 22NO4H 2OCu 与浓硝酸反应制取:Cu4HNO 3(浓)= =Cu(NO 3) 22NO 22H 2O通氧气于铜屑与稀硝酸的体系中制取:2Cu4HNO 3O 2=2Cu(NO 3) 22H 2O下列说法正确的是( )A制取相同量的硝酸铜需硝酸的量最多B制取相同量的硝酸铜产生的有毒气体比多C三种方案中硝酸的利用率D三种方案的反应都可以在铁制容器中进行【答案】C【解析】制取相同量的硝酸铜需硝酸的量:,所以 A 错误,C 正确。1属于人工固氮的是A工业合成氨 B闪电时,氮气转化为 NOC用 NH 3和 CO 2 合成尿素 D用硫酸吸收氨气得到硫酸铵【
7、答案】A2下列说法中正确的是()ACO、NO、NO 2都是大气污染气体,在空气中都能稳定存在,都不是酸性氧化物BN 23H 2 2NH3、N 2O 2 2NO 都属于氮的固定,且 N2都表现还原性C向 BaCl2溶液中加入 Na2SO3产生沉淀,再通入 NO2,沉淀完全溶解D某无色溶液中加入氢氧化钠溶液并加热,产生的气体能使湿润红色石蕊试纸变蓝,该溶液一定含有 NH【答案】D【解析】NO 2与水反应生成硝酸和 NO,故 A 错误;N 23H 2 2NH3,氮元素化合价降低,N 2是氧化剂,表现氧化性,故 B 错误;向 BaCl2溶液中加入 Na2SO3产生 BaSO3沉淀,再通入 NO2,Ba
8、SO 3沉淀被氧化为 BaSO4沉淀,故 C 错误;铵盐与碱反应放出氨气,故 D 正确。3将 NO、O 2、NO 2的混合气体通入水中被完全吸收,当氧化剂与还原剂的物质的量之比为 1:3 时,NO、O 2、NO 2的体积之比为A4:9:24 B8:9:12 C1:2:5 D3:2:3【答案】C【解析】混合气体通入水中发生反应:2NO+O 2=2NO2、3NO 2+H2O=2HNO3+NO,混合气体被水完全吸收,发生的总反应为:4NO+3O 2+2H2O=4HNO3、4NO 2+O2+2H2O=4HNO3,氧化剂为 O2,还原剂为 NO 和 NO2,则 n(O 2):n(NO)+n(NO 2)=
9、1:3,根据得失电子守恒,3n(NO)+n(NO 2)=4n(O 2) ,解得 n(NO):n(O 2):n(NO 2)=1:2:5,则 NO、O 2、NO 2的体积比为 1:2:5,答案选 C。4下述实验中均有红棕色气体产生,对比分析所得结论错误的是A红棕色气体不能表明中木炭与浓硝酸产生了反应B由中的红棕色气体,推断产生的气体一定是混合气体C由说明浓硝酸具有挥发性,生成的红棕色气体为还原产物D的气体产物中检测出 CO2,由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应【答案】D5某学习小组设计实验探究 NO 与铜粉的反应并检验 NO,实验装置如图所示(夹持装置略)。实验开始前,向装置中通入一段时间的 N2
10、,排尽装置内的空气。已知:在溶液中.FeSO 4+NO Fe(NO)SO4(棕色),该反应可用于检验 NO。下列说法不正确的是A装置 F、I 中的试剂依次为水、硫酸亚铁溶液B若观察到装置 H 中红色粉末变黑色,则 NO 与 Cu 发生了反应C实验结束后,先熄灭酒精灯,再关闭分液漏斗的活塞D装置 J 收集的气体中一定不含 NO 【答案】D6依据图中氮元素及其化合物的转化关系,判断下列说法不正确的是( )AX 是 N2O5B可用排水法收集 NO、NO 2气体C工业上以 NH3、空气、水为原料生产硝酸D由 NH3N 2,从原理上看,NH 3可与 NO2反应实现【答案】B7利用如图装置进行“氨的催化氧
11、化”实验(固定装置略去) 。下列说法错误的是A装置 A 中盛放的药品可以是碳酸氢铵B装置 C 的右端可看到红棕色气体C若装置 B 中药品足量,则装置 D 生成的溶液可溶解铜粉D该装置可能引起倒吸,但不会造成环境污染【答案】D【解析】A、NH 4HCO3 NH3H 2OCO 2,生成的气体通过 Na2O2后,CO 2和 H2O 被吸收,转换成 O2,故A 正确;B、NO 与 O2反应生成红棕色 NO2,故 B 正确;C、NO 2溶于水生成硝酸,能与铜反应,故 C 正确;D、反应生成的混合物中,NO、NO 2均会造成环境污染,故 D 错误;故选 D。8氮及其化合物与生产生活关系密切。请完成下列填空
12、:(1)肼由 N、H 两种元素组成,它常用作火箭推进剂。肼的相对分子质量为 32,分子中 N、H 原子的个数比为 12,肼的分子式为_。16g 肼分子中所含的氮原子数与标准状况下_L N2中所含的氮原子数相等。(2)实验室常用下图所示装置制取并收集氨气。实验室制取氨气反应的化学方程式为_;图中方框内收集氨气的装置可选用_(填字母序号) ;尾气处理装置中使用倒扣漏斗的作用是_。(3)在盛有一定量浓硝酸的试管中加入 6.4g 的铜片发生反应。请回答下列问题:开始阶段,反应的化学方程式为_,若该反应共产生标准状况下气体 2.24L,则反应过程中被还原的 HNO3的物质的量为_。反应结束后铜片有剩余,再加入少量 20%的稀硫酸,这时铜片上又有气泡产生,反应的离子方程式为_。【答案】 N2H4 11.2 Ca(OH)2+2NH4Cl CaCl2 +2H2O+2NH3 C 防止烧杯中的水倒吸 Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO) 3+2NO2+2H 2O 0.1mol 3Cu+8H+2NO3 =3Cu2+2NO+4H 2O氨气极易溶于水,倒置漏斗有缓冲作用,气体能充分被吸收,从而防止倒吸;