1、考纲展示 1.了解氮单质及其重要化合物的主要性质及应用。2.了解氮单质及其重要化合物对环境质量的影响。,第四单元 生产生活中的含氮化合物,一、氮气、一氧化氮、二氧化氮 1氮元素的存在与氮的固定2N2的性质 (1)物理性质 无色无味气体，密度比空气略小，难溶于水。,主干知识,(2)化学性质3一氧化氮和二氧化氮 (1)“雷雨发庄稼”的反应原理雨水中的HNO3渗入土壤与矿物质作用生成硝酸盐，其中硝酸根离子被植物根系吸收，转化为植物生长所需的养料。,2NOO2=2NO2,3NO2H2O=2HNO3NO,(2)NO和NO2的性质比较,(3)氮的氧化物对环境的污染 氮氧化物的产生 氮肥的生产、金属的冶炼和
2、汽车等交通工具排放的废气。 危害 形成 和光化学烟雾、破坏臭氧层。 防治 使用清洁能源，减少氮氧化物排放；为汽车安装尾气净化装置；对生产化肥、硝酸工厂排放的尾气进行回收处理等。,酸雨,1根据氮在元素周期表中的位置可知氮元素是一种活泼的非金属，为什么氮气很稳定？ 提示：氮气的性质不仅与原子结构有关，还与氮分子的构成有关；氮气分子中的NN键，键能很大，分子结构稳定，故氮气很稳定。 2NO2溶于水生成HNO3，NO2是不是酸性氧化物？ 提示：不是。酸性氧化物与对应酸中元素的化合价相同。NO2与HNO3中氮元素的化合价不同。,二、氨和铵盐 1NH3的结构与物理性质,2氨的化学性质,3制法与用途(2)用
3、途：制硝酸、铵盐、纯碱、作制冷剂。,4铵盐 (1)物理性质：都是无色或白色晶体，易溶于水。 (2)化学性质 不稳定性： aNH4Cl受热分解：(填化学方程式)； bNH4HCO3受热分解：； 与碱反应： 离子方程式： a稀溶液中不加热： ； b加热时或浓溶液： ；,(3)NH的检验点拨 (1)NH3是非电解质，溶于水，部分NH3与H2O反应生成NH3H2O，但在计算氨水的质量分数，物质的量浓度时溶质仍按NH3处理。 (2)铵盐与碱在溶液中反应时写离子方程式，不在溶液中反应时写化学方程式。,三、硝酸 1物理性质 硝酸是无色易挥发的液体，有刺激性气味，打开盛浓硝酸的试剂瓶，会在空气中产生白雾。 2
4、化学性质 (1)强酸性：具有酸的通性。 (2)不稳定性 反应的方程式为：市售浓硝酸呈黄色的原因是： 。,生成的NO2溶于硝酸中所致,(3)强氧化性 与金属： 铜与稀HNO3反应的化学方程式为：； 铜与浓硝酸反应的化学方程式为：。 浓硝酸常温下使Fe、Al 。 王水：V(浓盐酸)V(浓硝酸) ，溶解Be、Au。 与非金属反应： 如浓硝酸与C的反应的化学方程式为：。,3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O,Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O,钝化,31,与还原性化合物反应： 硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2等还原性物质； 如稀硝酸与FeSO
5、4溶液反应的离子方程式为： 。将石蕊试液滴入浓硝酸中或将浓硝酸滴在蓝色石蕊试纸上，均会先变红，后变白，试解释试纸变白色的原因。 提示：浓硝酸有强氧化性，将石蕊氧化而使试纸被漂白了。,自我诊断 1将NH3通入CuSO4溶液中能使Cu2还原为Cu。() 2N2NO2不能一步完成。() 3氨水是一种弱碱，能使红色石蕊试纸变蓝 。() 4Fe(NO3)2溶液中存在平衡：Fe22H2OFe(OH)22H，加入盐酸后平衡左移，溶液绿色变深。() 5硝酸被还原时，还原产物只能为NO或NO2。() 6实验室收集NO应用排水法，不能用排空气法。(),1制备干燥氨气所需的药品是( ) ANH4Cl溶液 NaOH溶
6、液 CaCl2固体 B饱和氨水 CNaOH溶液 NH4Cl晶体 浓H2SO4 DNH4Cl固体 碱石灰 Ca(OH)2,氨气的实验室制法与性质,答案：D,1氨气的实验室制法 (1)加热固态铵盐和碱的混合物,(2)浓氨水中加固态碱性物质,2.氨气的溶解性实验问题 (1)喷泉实验的基本原理 气体在液体中溶解度很大，在短时间内产生足够的压强差(负压)，则打开止水夹后，大气压将烧杯内的液体压入烧瓶中，在尖嘴导管口形成喷泉。(2)形成喷泉的气体与液体组合 aNH3、HCl、SO2、NO2与水组合能形成喷泉； b酸性气体与NaOH溶液组合能形成喷泉。,(3)操作方法：按如图装置连接好，先打开止水夹，将胶头
7、滴管中的水挤入烧瓶即可。 特别提醒 (1)实验室用其他方法制取少量氨气时的注意事项 加热浓氨水法，也可以快速制取少量氨气，但纯度较低； 碳酸铵或碳酸氢铵受热分解法，但需要用碱石灰除去同时产生的CO2和H2O。 (2)干燥氨气不能用浓硫酸、无水氯化钙和无水硫酸铜。,(3)吸收氨气(或HCl)时要注意防止倒吸。 可用于吸收氨气(或HCl)并能防倒吸的常用装置为：(4)氨水的密度小于1 gcm3，且浓度越大，密度越小。,典例1 有甲、乙两位同学想利用下列装置及化学试剂，对实验室制取并收集氨气的实验进行改进。化学试剂：NH4Cl固体 浓氨水 固体NaOH (1)甲同学想方便快速制取少量氨气，应选择的装
8、置是_(填序号)，选用试剂是_(填序号)。选用上述试剂制氨气的理由是_， 实验过程中，制气时的实验操作是_。,(2)乙同学建议，把教材中实验室制取氨气的收集装置由大试管改为集气瓶且瓶口向上收集氨气，并确保不污染环境，请你根据其设想回答： 若用排气法收集氨气，请在方框内画出其气体收集装置和尾气吸收装置，标出所用试剂(自选)名称。若用排液集气法收集NH3，可选用的试剂是(填序号)_。 AH2O B浓硫酸 CCCl4 D饱和NaCl溶液,解析 实验室快速制取氨气可以用浓氨水和生石灰或固体NaOH，可以选用装置B，氨气的密度比空气小，集气瓶口向上时进气管应较短一些，这样可以使密度较大的空气排出，为了防
9、止氨气污染环境可以进行尾气吸收，由于氨气极易溶于水，所以需要防止倒吸。(2)如图C,1某同学用下列装置(固定、加热仪器和橡胶管略)进行有关氨气制取的实验探究。回答下列问题： (1)若用装置制取NH3，其反应的化学方程式为_；若要测定生成的NH3的体积，则必须选择的装置是_(填装置序号)，该装置中所盛试剂应具有的性质是_。,(2)若用装置制取并收集干燥的NH3，烧瓶内装的试剂是_，分液漏斗中装的试剂是_，收集装置应选择_(填装置序号)。 解析：(1)装置适用于固固加热制取气体，制取NH3时选用试剂NH4Cl和Ca(OH)2。若测定NH3的体积，必须用排液体法，而NH3极易溶于水，故不能用排水法，
10、所用的液体必须不与NH3反应，也不溶解NH3才符合条件。(2)装置是固液反应，不需加热的装置，制取NH3时，可用浓氨水和碱石灰作用。,金属与HNO3的反应规律和相关计算,214 g铜、银合金与足量的某浓度的硝酸反应，将放出的气体与1.12 L(标准状况下)氧气混合，通入水中恰好全部被吸收，则合金中铜的质量为( ) A9.6 g B6.4 g C3.2 g D1.6 g,解得n(Cu)0.05 mol，则 m(Cu)0.05 mol64 g/mol3.2 g。 答案：C,1反应规律,(1)HNO3与金属反应一般不生成H2。 (2)浓硝酸金属硝酸盐NO2H2O， 稀硝酸金属硝酸盐NOH2O。 稀硝
11、酸也可能被还原为N2、N2O、NH3和NH4NO3等。 (3)硝酸与金属反应时既表现氧化性又表现酸性。 (4)浓硝酸与铜反应时，若铜过量，反应开始时浓硝酸被还原为NO2，但随着反应的进行，硝酸变稀，其还原产物变为NO。 (5)铁与稀硝酸反应时，铁过量，氧化产物为Fe2；铁不足，氧化产物为Fe3。 2金属与硝酸反应的计算方法 (1)原子守恒法：消耗HNO3的物质的量生成的硝酸盐中NO的物质的量被还原氮原子的物质的量 (2)电子守恒法：金属失电子总数HNO3得电子总数,特别提醒 (1)浓硝酸能与碳、硫、磷等非金属单质反应，一般生成最高价含氧酸或最高价氧化物、不生成硝酸盐，硝酸只表现氧化性。 (2)
12、溶液混合时注意分析隐含的硝酸 向稀硫酸中加入NaNO3等硝酸盐，向Fe(NO3)2等硝酸盐溶液中加入盐酸等的混合溶液中均存在隐含的硝酸。 (3)在制备气体和检验离子时，慎选硝酸 实验室制取H2S、SO2、HI等气体时，不能选硝酸。,典例2 向27.2 g Cu和Cu2O的混合物中加入某浓度的稀硝酸 0.5 L，固体物质完全反应，生成NO和Cu(NO3)2。在所得溶液中加入1.0 molL1的NaOH溶液1.0 L，此时溶液呈中性，金属离子已完全沉淀，沉淀质量为39.2 g。下列有关说法不正确的是( ) ACu与Cu2O的物质的量之比为21 B硝酸的物质的量浓度为2.6 molL1 C产生的NO
13、在标准状况下的体积为4.48 L DCu、Cu2O与硝酸反应后剩余HNO3为0.2 mol,n(Cu)0.2 mol n(Cu2O)0.1 mol 利用氧化还原反应中电子得失守恒可以求出：(注：氮元素得电子数等于铜元素失电子总数)2.4 molL1 注：n(NaNO3)n(NaOH)，钠元素守恒 剩余HNO3的物质的量可以用以下两种方法计算： 方法一 N元素守恒法： n(HNO3)剩n(HNO3)总2nCu(NO3)2n(NO) 1.2 mol20.4 mol0.2 mol 0.2 mol,方法二 根据溶液中NaOH的反应建立守恒式： Cu(NO3)22NaOH HNO3NaOH n(HNO3
14、)剩n(NaOH)2nCu(NO3)2 1.0 mol20.4 mol0.2 mol 答案 B,2在某100 mL的混合液中，硝酸和硫酸的物质的量浓度分别是0.4 mol/L、0.1 mol/L，向该混合液中加入1.92 g铜粉，加热，待充分反应后，所得溶液中铜离子物质的量浓度是(假设反应后溶液体积不变)( ) A0.15 mol/L B0.225 mol/L C0.30 mol/L D0.45 mol/L 解析：溶液中同时存在H和NO时就能够与Cu发生反应。该溶液中H实际为0.06 mol，应该根据离子方程式进行计算，正确解答思路为：根据,根据各物质量的关系可知，H不足，应根据H进行计算。x
15、30.06 mol80.0225 mol， 因此，铜离子浓度为0.225 mol/L。 答案：B,一、探究氨气的还原性 NH3中的氮为3价，处于最低价，故NH3有还原性，在一定条件下可被O2、Cl2、CuO及氮的氧化物(NOx)氧化，其氧化产物既可以是N2，又可以是NO。 1氨气的催化氧化实验,氨气的还原性和喷泉实验,2.NH3被Cl2氧化 Cl2足量时：2NH33Cl2=N26HCl NH3过量时：8NH33Cl2=N26NH4Cl 上述两个反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比均为23。,二、探究喷泉实验的形成原理 1形成喷泉的原理 形成喷泉最根本的原因是瓶内外存在压强差。当烧瓶内气体溶于液体
16、或与之反应时，瓶内气体大量减少，压强降低，外界的大气压将液体压入烧瓶内，如此持续，最后液体将充满烧瓶。 2常见喷泉的形成主要有以下两类 (1)极易溶于水的气体(NH3、HCl、SO2等)与水可形成喷泉； (2)酸性气体(HCl、SO2、NO2、CO2、H2S等)与NaOH(aq)也能形成喷泉。,3喷泉实验成功的关键 (1)盛气体的烧瓶必须干燥； (2)气体要充满烧瓶； (3)烧瓶不能漏气(实验前应先检查装置的气密性)； (4)所用气体能大量溶于所用液体或气体与液体快速反应。,【典例】 固态化合物A由两种短周期元素组成，可与水发生复分解反应。甲组同学用下图装置(夹持装置略)对其进行探究实验。(1
17、)仪器B的名称是_。,(2)实验中，中的试纸变蓝，中黑色粉末逐渐变为红色并有M生成，则中的试剂为_；中发生反应的化学方程式为_；V中的试剂为_。 (3)乙组同学进行同样实验，但装置连接顺序为，此时中现象为_，原因是_。 (4)经上述反应，2.5 g化合物A理论上可得0.56 L(标准状况)M，则A的化学式为_。 解析 (2)化合物A与水反应生成氨气，氨气经碱石灰干燥，与CuO反应生成红色的Cu，根据氧化还原反应原理可知Cu的化合价降低，NH3中N的化合价升高生成气体M(氮气)。(4)经浓硫酸吸收未反应,答案 (1)分液漏斗(3)红色石蕊试纸变蓝 CuO与氨气反应生成的水和未反应的氨气形成氨水，使红色石蕊试纸变蓝 (4)Mg3N2,
