当前位置:首页>文档>第14讲氮及其化合物(讲)-2023年高考化学一轮复习讲练测(全国通用)(原卷版)_05高考化学_通用版(老高考)复习资料_2023年复习资料_一轮复习

第14讲氮及其化合物(讲)-2023年高考化学一轮复习讲练测(全国通用)(原卷版)_05高考化学_通用版(老高考)复习资料_2023年复习资料_一轮复习

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第 14 讲 氮及其化合物 目录 第一部分:网络构建(总览全局) 第二部分:知识点精准记忆 第三部分:典型例题剖析 高频考点1 考查氮及其氧化物的性质和应用 高频考点2 考查硝酸的性质及应用 高频考点3 考查氨气、铵盐及NH +检验 4 高频考点4 考查氮及其化合物的转化关系及应用 高频考点5 考查喷泉实验及拓展应用 高频考点6 考查氮氧化物有关计算 正文 第一部分:网络构建(总览全局) 第二部分:知识点精准记忆 知识点一 氮气及其氧化物 1.氮的固定 (1)自然固氮(a.雷电固氮:将N 转化NO;b.根瘤菌固氮将N 转化NH +)(2)人工固氮:合成氨工业 2 2 4 2.氮气 (1)结构: 分子式:N 电子式: 结构式:N≡N 2(2)物理性质:无色、无味的气体,密度比空气略小,在水中溶解度很小(体积比=1:0.02),在压强为 101KPa下,氮气在—195.8℃时变成无色液体,氮气分子在—209.9℃时变成雪花状固体,N 空气中N 的体 2 2 积分数红为0.78。 (3)化学性质 1)通常状况下很难与其它物质发生化学反应 2)在一定条件下,能与一些物质发生化学反应 ①与H 反应:N+3H 2NH ; 2 2 2 3 ②与某些金属反应:3Mg+N MgN 2 3 2 MgN 离子化合物,在水中强烈水解MgN+6HO=3Mg(OH) +2NH ↑ 3 2 3 2 2 2 3 ③与O 反应:在通常情况下,与O 不发生反应,但在放电或高温的条件下能与O 直接化合生成NO。 2 2 2 N+O 2NO(闪电、汽车引擎中发生的反应) 2 2 (4)用途: ①文物馆将贵重文物保存在氮气中。 ②氮气是合成氨工业的重要原料——合成氨,制化肥,HNO。 3 ③雷电是自然界重要的固氮方式。 ④医疗上,液氮是常见的冷冻剂。 (5)工业制法: 1)分离液态空气: 2)耗氧法: 3.氮的氧化物 (1)氮有多种价态的氧化物,氮元素从+1~+5价都有对应的氧化物,如NO、NO、NO、NO (或NO)、 2 2 3 2 2 4 NO,其中NO、NO 分别是硝酸、亚硝酸(HNO)的酸酐。 2 5 2 5 2 3 2 (2)NO和NO 的比较 2NO NO 2 物 色态味 无色、无味、气体 红棕色、刺激性气味、气体 理 密度 密度略大于空气 密度比空气大 性 质 熔沸点 很低 低,易液化 溶解性 不溶 易溶 毒性 有毒 有毒 与水 不反应 3NO +H O=2HNO +NO 2 2 3 NO 既是氧化剂,又是还原剂 2 与碱 不反应 2NO +2NaOH=NaNO +NaNO +H O 2 3 2 2 NO+NO +2NaOH=2NaNO +H O 2 2 2 化 氧化性 2NO+2CO=2CO +N 2NO +2KI=I +2KNO 2 2 2 2 2 学 还原性 2NO+O =2NO 可使KMnO 褪色 2 2 4 性质 可使KMnO 褪色 4 与 O 混合, 4NO+3O +2H O=4HNO 4NO +O +2H O=4HNO 2 2 2 3 2 2 2 3 通入水中 实验室制取 3Cu+8HNO ( 稀 )===3Cu(NO ) Cu+4HNO ( 浓 )===Cu(NO ) +2NO 3 3 2 3 3 2 2 +2NO↑+4H O ↑+2H O 2 2 收集方法 排水法 向上排空气法 【特别提醒】①NO 与NO 存在下列平衡:2NO NO ,因此实验测得NO 的平均相对分子质量总大 2 2 4 2 2 4 2 于46。②验证某无色气体为NO的方法是向该无色气体中通入O(或空气),无色气体变为红棕色。 2 (3)氮的氧化物溶于水的几种情况分析 1)NO 或NO 与N 混合气体溶于水时,3NO +H O==2HNO +NO,利用气体体积变化差进行计算。 2 2 2 2 2 3 2)NO 与O 的混合气体溶于水,由3NO +H O==2HNO +NO及2NO+O ==2NO ,得: 2 2 2 2 3 2 2 4NO +O +2H O==4HNO ,可知, 2 2 2 3 3)NO 和 O 同时通入水中时,其反应是 2NO+O ==2NO ①,3NO +H O==2HNO +NO ②,将 2 2 2 2 2 3 ①×3+②×2得总反应式为:4NO+3O +2H O==4HNO 。 2 2 3 4)NO、NO 、O 三种混合气体通入水中,可先按情况(1)求出NO 与HO反应生成的NO的体积,再加 2 2 2 2 上原混合气体中的NO的体积即为NO的总体积,再按情况(3)进行计算。(4)氮氧化物对环境的污染及防治 1)常见的污染类型 ①光化学烟雾:NO 在紫外线作用下,与碳氢化合物发生一系列光化学反应,产生了一种有毒的烟雾。 x ②酸雨:NO 排入大气中后,与水反应生成HNO 和HNO ,随雨雪降到地面,形成酸雨pH<5.6,酸雨的 x 3 2 主要危害是能直接破坏农作物、森林、草原,使土壤、湖泊酸化,还会加速建筑物、桥梁、工业设备、运 输工具及电信电缆的腐蚀。 ③破坏臭氧层:NO 可使平流层中的臭氧减少,导致地面紫外线辐射量增加。 2 ④NO与血红蛋白结合使人中毒。 2)常见的NO 尾气处理方法 x ①碱液吸收法:2NO +2NaOH===NaNO +NaNO +HO;NO +NO+2NaOH===2NaNO +HO 2 3 2 2 2 2 2 NO 、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是 n(NO )≥n(NO)。一般适合工业尾气中NO 的处 2 2 x 理。 ②催化转化法:在催化剂、加热条件下,氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N ),或NO 与CO在一定温度 2 x 下催化转化为无毒气体(N 和CO)。一般适用于汽车尾气的处理。 2 2 ③氨气吸收法:8NH +6NO ======7N+12HO 4NH +6NO=======5N+6HO 3 2 2 2 3 2 2 知识点二 氨、铵盐 一、氨 1.氨的分子结构 分子式 电子式 结构式 空间构型 分子极性 NH 三角锥形 极性分子 3 键角107°18′ 2.氨的物理性质 通常状况下,氨是一种无色、有刺激性气味的气体,密度比空气小,极易溶于水(常温常压下,体积 比为1∶700),氨的水溶液称为氨水。氨在加压下容易液化,液氨气化时吸收大量的热,使周围环境温度 急剧降低,工业上可使用液氨作制冷剂。 3.氨的化学性质 (1)氨与水的反应 NH +HO NH ·H O NH+OH- 3 2 3 2 a.氨溶于水得氨水,氨水是混合物,溶液中存在的微粒有三种分子:NH ·H O、NH 、HO;三种离子: 3 2 3 2 NH +、OH-及少量的H+。 4 b.NH·H O为可溶性一元弱碱,具有碱的通性。氨水可使紫色石蕊试液变蓝,故常用湿润的红色石蕊试纸 3 2 检验NH 的存在。 3c.NH ·H O不稳定,易分解:NH ·H O NH ↑+HO。 3 2 3 2 3 2 【特别提醒】①NH 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,可在推断题中作为解 3 题突破口。 ②氨水呈碱性,NH ·H O属于一元弱碱,计算氨水的浓度时,溶质按NH 进行计算。 3 2 3 (2)氨与酸的反应:氨气与酸反应生成铵盐 NH +HCl=NH Cl(白烟) 3 4 NH +HNO =NHNO (白烟) 3 3 4 3 2NH +H SO =(NH)SO 3 2 4 4 2 4 注:蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近,其现象为有白烟生成,将浓盐酸改为浓硝酸,也会 出现相同的现象。 (3)与盐溶液的反应:一般生成难溶的碱,如氯化铁溶液与氨水反应:Fe3++3NH·H O==Fe(OH) ↓+3NH+ 3 2 3 4 又如过量氨水与AlCl 反应的离子方程式:Al3++3NH ·H O===Al(OH) ↓+3NH。 3 3 2 3 注:与Cu2+、Zn2+、 Ag+反应先生成沉淀Cu(OH) 、Zn(OH) 、 Ag O,继续加入NH ·H O或通入NH ,沉 2 2 2 3 2 3 淀溶解,分别生成Cu(NH )2+、Zn(NH )2+、 Ag(NH)+。 3 4 3 4 3 2 (4)氨的还原性 a.催化氧化:4NH +5O 4NO+6HO(用于工业制硝酸)。 3 2 2 b.在纯氧中燃烧:4NH +3O=====2N+6HO。 3 2 2 2 c.与氯气反应:2NH +3Cl===N+6HCl或8NH +3Cl===N+6NH Cl(用于检验Cl 管道泄漏)。 3 2 2 3 2 2 4 2 d.与CuO反应:2NH +3CuO N+3Cu+3HO(用于实验室制少量N)。 3 2 2 2 4.氨的实验室制法 (1)原理:利用复分解反应强碱制弱碱 2 NHCl +Ca(OH) CaCl +2NH↑+2H O 4 2 2 3 2 (2)药品的选择: ①铵盐:制取NH 时,一般用NH Cl而不用NH NO 、(NH )SO 或(NH )CO,原因如下: 3 4 4 3 4 2 4 4 2 3 铵盐 不选用的理由 NH NO 受热分解,会发生爆炸,不安全 4 3 (NH )SO 与Ca(OH) 反应时生成CaSO,反应物呈块状,不利于NH 逸出,且反应后试管难清洗 4 2 4 2 4 3 (NH )CO 受热分解会产生CO,使收集到的NH 不纯 4 2 3 2 3 ②碱:一般用熟石灰,不用NaOH或KOH,因为NaOH或KOH易吸水结块,而且对玻璃仪器腐蚀性较 强。(3)装置:固-固反应加热装置(同制O) 2 ①发生装置的试管口略向下倾斜; ②加热温度不宜过高,并用酒精灯外焰由前向后逐渐加热。 (4)干燥:碱石灰(或固体NaOH、固体CaO) 【特别提醒】不能用浓HSO 、CaCl 干燥,CaCl 与NH 反应:CaCl +8NH= CaCl ·8 NH。 2 4 2 2 3 2 3 2 3 (5)收集:向下排空气法收集。 收集装置和反应装置的试管和导管必须是干燥的。由于氨气的密度比空气小,因此收集氨气时,导管 应插入接近试管的底部。 (6)验满: ①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。 (7)尾气吸收:多余的氨要吸收掉(可在导管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球),以避免污染空气。 但多余气体在尾气吸收时要防止倒吸。常采用的装置有: (6)氨气的其它实验室制法 方法 化学方程式(或原理) 气体发生装置 加热浓氨水 NH ·H O NH ↑+HO 3 2 3 2 NaOH溶于水放热,促使氨水分解。且OH-浓 浓氨水+固体NaOH 度的增大有利于NH 的生成 3 CaO与水反应,使溶剂(水)减少;反应放热, 浓氨水+固体CaO 促使氨水分解。化学方程式为 NH ·H O+ 3 2 CaO===NH ↑+Ca(OH) 3 2 二、铵盐及NH的检验1.铵盐 (1)铵盐的物理性质:铵盐都是离子化合物,都是白色固体,均易溶于水。 (2)铵盐的化学性质 1)不稳定性 a.NH Cl受热分解:NH Cl NH ↑+HCl↑(用于除去或分离铵盐)。 4 4 3 △ b.NH HCO 或(NH )CO 受热分解:NH HCO NH ↑+CO↑+HO;(NH )CO 2NH ↑+CO ↑+H O 4 3 4 2 3 4 3 3 2 2 4 2 3 3 2 2 c.硝酸铵的分解有四种情况: ①110 ℃时分解:NH NO =HNO+NH ↑ 4 3 3 3 ②185 ℃~200 ℃分解:NH NO =NO↑+2HO 4 3 2 2 ③230°C以上,同时有弱光:2NH NO =2N ↑+O ↑+4H O 4 3 2 2 2 ④在400°C以上时,剧烈分解发生爆炸:4NH NO =3N ↑+2NO↑+8H O 4 3 2 2 2 注:一般情况下写为5NH NO 4N+2HNO +9H O 4 3 2 3 2 d.硫酸铵分解两种情况 ①硫酸铵在280℃就开始分解,分解产物放出氨气而生成硫酸氢铵(酸式硫酸铵): (NH )SO =NH+NHHSO ; 4 2 4 3 4 4 ②513℃时则硫酸铵完全分解,分解放出氨气、氮气、二氧化硫及水: 3(NH )SO =3SO↑+6H O+N↑+4NH↑ 4 2 4 2 2 2 3 2)与碱反应 a.在稀溶液中不加热:NH+OH-===NH ·H O。 3 2 b.加热时或浓溶液:NH+OH- NH ↑+HO。 3 2 ③铵盐溶于水易水解:NH+HO NH ·H O+H+。 2 3 2 2.NH的检验 未知液――→呈碱性――→使湿润的红色石蕊试纸变蓝色,则证明含NH。 知识点三 硝酸 硝酸盐 一、硝酸 1.物理性质 无色,易挥发,具有刺激性气味的液体,易溶于水。浓硝酸常因为溶解有NO 而呈黄色。质量分数为 2 69%的硝酸为常用浓硝酸。98%以上的硝酸称之为发烟硝酸。 2.化学性质(1)硝酸具有酸的通性 ①与金属反应:一般不生成氢气 ②与碱性氧化物反应:如CuO、NaO、Fe O 等 2 2 3 ③与碱反应:Cu(OH) 、NaOH等 2 ④与盐反应:NaHCO 、NaCO 等 3 2 3 ⑤与指示剂反应:浓硝酸可使石蕊先变红后褪色 【特别提醒】在利用HNO 的酸性时,要注意考虑它的强氧化性。如FeO与稀硝酸反应时的方程式应是: 3 3FeO+10HNO (稀)==3Fe(NO )+NO↑+5HO,而不是FeO+2HNO (稀)==Fe(NO )+H O。 3 3 3 2 3 3 2 2 (2)不稳定性 硝酸是不稳定性酸,受热或者光照易分解,所以实验室中常用棕色瓶储存硝酸。 4HNO(浓) =====2HO+4NO ↑+O↑。 3 2 2 2 (3)强氧化性 由于HNO 中的+5价氮元素有很强的得电子能力,在硝酸参与的氧化还原反应中,几乎全部是+5价氮 3 被还原,故硝酸具有强氧化性。硝酸无论浓、稀都有强氧化性,而且浓度越大,氧化性越强。硝酸的强氧 化性规律:①温度越高,硝酸越浓,其氧化性越强。 ②与硝酸反应时,还原剂一般被氧化成最高价态。 ①浓硝酸能使紫色石蕊试液先变红,后褪色。 ②与非金属单质C、S、P等在加热条件下反应,非金属元素被氧化成酸性氧化物。如: C+4HNO (浓) CO↑+4NO↑+2H O, 3 2 2 2 △ S+6HNO (浓) HSO +6NO↑+2H O。 3 2 4 2 2 ③金属与HNO 反应一般不生成H ,浓HNO 一般被还原为NO ,稀HNO 一般被还原为NO,极稀HNO 3 2 3 2 3 3 可被还原成NH ,生成NH NO 等。 3 4 3 3Cu+8HNO (稀)==3Cu(NO )+2NO↑+4HO 3 3 2 2 Cu+4HNO (浓)==Cu(NO )+2NO↑+2H O 3 3 2 2 2 【特别提醒】浓硝酸与Cu反应时,若Cu过量,反应开始时浓硝酸的还原产物为NO ,但随着反应的进行, 2 硝酸变稀,其还原产物将为NO,最终应得到NO 与NO的混合气体,可利用氧化还原反应过程中化合价 2升降总数相等的守恒规律求解有关Cu、HNO 和混合气体之间的量的关系。 3 ④钝化:常温时,冷的浓硝酸、浓硫酸可使铝、铁表面生成致密的氧化膜,阻止酸与金属的进一步反应, 这种现象叫钝化。钝化其实也是硝酸强氧化性的表现,利用金属Al和Fe的这种性质,我们可以用Al或Fe 制的容器来盛装浓硫酸或浓硝酸。 ⑤硝酸与铁反应时,产物符合以下规律 ⑥与还原性化合物反应: 硝酸可氧化HS、SO 、NaSO 、HI、Fe2+等还原性物质。如稀硝酸与FeSO 溶液反应的离子方程式: 2 2 2 3 4 3Fe2++4H++NO===3Fe3++NO↑+2HO。 2 (4)与有机物反应 ①硝化反应(与苯反应): +HNO(浓)――→ +HO; 3 2 ②显色反应:含有苯基的蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。 【易错提醒】(1)HNO 与金属反应一般不能产生H。 3 2 (2)还原产物一般为 HNO(浓)→NO ,HNO(稀)→NO;很稀的硝酸还原产物也可能为 NO、N 或 3 2 3 2 2 NH NO 。 4 3 (3)硝酸与金属反应时既表现氧化性又表现酸性。 (4)涉及HNO 的离子反应常见的易错问题 3 ①忽视NO在酸性条件下的强氧化性。在酸性条件下NO不能与Fe2+、I-、SO、S2-等还原性较强的离子大 量共存。 ②在书写离子方程式时,忽视HNO 的强氧化性,将氧化还原反应简单地写成复分解反应。 3 3.硝酸的用途 (1)在工业上可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等; (2)在有机化学中,浓硝酸与浓硫酸的混合液是重要的硝化试剂。 4.硝酸工业制法的反应原理 ①NH 在催化剂作用下与O 反应生成NO: 3 2 4NH +5O 4NO+6HO。 3 2 2 ②NO进一步氧化生成NO :2NO+O===2NO 。 2 2 2③用水吸收NO 生成HNO: 2 3 3NO +HO===2HNO+NO。 2 2 3 5.硝酸的保存 ①保存硝酸:棕色瓶(避光)、玻璃塞(橡胶塞易被氧化)、阴凉处(防热)。 ②存放的浓硝酸中,因分解产生的NO 溶于HNO 而使其呈黄色。与工业盐酸中因含Fe3+而呈黄色易混。 2 3 【特别提醒】(1)硝酸浓度不同,其还原产物不同,一般为 HNO(浓)→NO ,HNO(稀)→NO,HNO(极 3 2 3 3 稀)→N O或NH。 2 (2)“钝化”并非不反应。 (3)浓硝酸能使紫色石蕊溶液先变红,后褪色。 二、硝酸盐 1.概念:硝酸盐,是硝酸HNO3与金属反应形成的盐类。由金属离子(或铵离子)和硝酸根离子组成。常 见的硝酸盐有硝酸钠、硝酸钾、硝酸铵、硝酸钙、硝酸铅、硝酸铈等。 2.物理性质:硝酸盐几乎全部易溶于水,只有硝酸脲微溶于水,碱式硝酸铋难溶于水,所以溶液中硝酸根 不能被其他绝大多数阳离子沉淀。 3.化学性质 (1)不稳定性:固体的硝酸盐加热时能分解放出氧,其中最活泼的金属的硝酸盐仅放出一部分氧而变成 亚硝酸盐,其余大部分金属的硝酸盐,分解为金属的氧化物、氧气和二氧化氮。 a.按金属活动性顺序表,钾到钠的硝酸盐受热分解生成亚硝酸盐和氧气:2KNO 2KNO+O↑; 3 2 2 b.按金属活动性顺序表,镁到铜的硝酸盐受热分解生成金属的氧化物、氧气和二氧化氮:2Cu(NO ) 3 2 2CuO+4NO+O↑; 2 2 c.按金属活动性顺序表,铜以后的硝酸盐受热分解生成金属单质、氧气和二氧化氮:2AgNO 3 2Ag+2NO+O↑ 2 2 (2)硝酸盐在高温或酸性水溶液中是强氧化剂,但在碱性或中性的水溶液几乎没有氧化作用。 知识点四 氮及其化合物的相互转化 1.理清氮元素的化合价与氧化性、还原性之间的关系(即氮气及其化合物的价类二维图) 氮元素有多种可变化合价,物质的种类较多,在复习时要从物质类别和价态变化理解这些物质之间的 转化关系。2.构建氮气及其化合物转化网络 3.掌握硫及其化合物之间的转化规律 1)横向转化为物质类别变化,非氧化还原反应,如 (1)氨气转化为铵盐:HCl+NH ===NHCl 3 4 (2)硝酸转化为硝酸盐:NaOH+HNO===NaNO +HO 3 3 2 2)纵向转化为化合价变化反应,是氧化还原反应,如 (1)NH 转化为N:3Cl+8NH === N +6NH Cl 3 2 2 3 2 4 (2)NH 转化为NO:5O+4NH =====4NO+6HO 3 2 3 2 3)歧化——同一物质中某元素的化合价在同一反应中既升高又降低。 如:3NO +HO===2HNO +NO 2 2 3 2NO +2NaOH===NaNO +NaNO +HO 2 3 2 2 4)归中——不同物质中同一元素的不同化合价在同一反应中只靠拢。 如:6NO+4NH 5N+6HO 3===== 2 2 NO +NO+2NaOH===2NaNO +HO 2 2 2 4.氮在自然界中的循环知识点五 喷泉实验及拓展应用 1.喷泉实验的原理 使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差,利用大气压将烧瓶下面烧杯中的液体压入烧瓶内,在尖嘴 导管口形成喷泉。 2.形成喷泉的类型 下面是几种常见的能形成喷泉的气体和吸收剂。 CO、Cl、 NO、O、 NO 、O 2 2 2 2 2 气体 HCl NH NO 3 2 SO 、HS (4∶3) (4∶1) 2 2 水、NaOH溶 吸收剂 水 NaOH溶液 水 水 水 液 3.喷泉实验的发散装置和实验操作 装置(Ⅰ)向锥形瓶通入少量空气,将少量水压入烧瓶,导致大量氨溶解,形成喷泉。 装置(Ⅱ)省去了胶头滴管,用手(或热毛巾等)捂热烧瓶,氨受热膨胀,赶出玻璃导管内的空气,氨与水接触,即发生喷泉(或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶,使水进入烧瓶中,瓶内氨溶于水)。 装置(Ⅲ)在水槽中加入能使水温升高的物质致使锥形瓶内酒精因升温而挥发,锥形瓶内气体压强增大而产 生喷泉。 装置(Ⅳ)向导管中通入一定量的HS和SO ,现象为有淡黄色粉末状物质生成,瓶内壁附有水珠,NaOH溶 2 2 液上喷形成喷泉。 装置(Ⅴ)打开①处的止水夹并向烧瓶中缓慢通入等体积的HCl气体后关闭该止水夹,等充分反应后再打开 ②处的止水夹,观察到先有白烟产生,后产生喷泉。 装置(Ⅵ)中,挤压胶头滴管,然后打开导管上部的两个活塞,则在右面烧瓶出现喷烟现象,再打开导管下 部活塞,则可产生双喷泉。 4.喷泉实验产物的浓度计算 关键是确定所得溶液中溶质的物质的量和溶液的体积,标准状况下的气体进行喷泉实验后所得溶液的物质 的量浓度: (1)HCl、NH 、NO 气体或它们与其他不溶于水的气体混合时:所得溶液的物质的量浓度为 mol·L-1。 3 2 (2)当是NO 和O 的混合气体且体积比为4∶1时,c(HNO)= mol·L-1。 2 2 3 知识点六 第ⅤA族元素其它知识归纳 1.肼(联氨) (1)结构: 分子式 电子式 结构式 结构简式 NH HN-NH 2 4 2 2 (2)碱性:二元弱碱,碱性比NH 弱。在水中的电离方式与氨相似,分两步进行:NH +HO NH+ 3 2 4 2 2 OH-、NH+HO NH+OH-。 2 2 2 (3)强还原性:①水合肼在碱性溶液中能将银、镍等金属离子还原成金属单质,如 2NH·H O+2Ag+ 2 4 2 ===2Ag↓+2NH+N↑+2HO;②能被氧气、HO 等氧化,可用作喷气式发动机推进剂、火箭燃料等。 2 2 2 2 2.As O、As O 和As S 2 3 2 5 2 3 (1)As O 俗称砒霜,微溶于水生成亚砷酸(H AsO ),可被过氧化氢氧化成砷酸(H AsO ),属于两性氧化物: 2 3 3 3 3 4 As O+6NaOH===2Na AsO +3HO,As O+6HCl===2AsCl +3HO。 2 3 3 3 2 2 3 3 2 (2)As O 遇热不稳定,在熔点(300℃)附近即失去O变成As O。 2 5 2 3 (3)As S 俗称雌黄,可溶于碱性硫化物或碱溶液中:As S +3NaS===2Na AsS ,As S +6NaOH===Na AsS 2 3 2 3 2 3 3 2 3 3 3 +NaAsO +3HO。也可以与SnCl 、发烟盐酸反应转化为雄黄(As S):2As S +2SnCl +4HCl===AsS + 3 3 2 2 4 4 2 3 2 4 4 2SnCl +2HS↑。雄黄和雌黄均可以与氧气反应生成As O。 4 2 2 3 第三部分:典型例题剖析高频考点1 考查氮及其氧化物的性质和应用 例1.(2022·江苏·阜宁县东沟中学模拟预测)下列有关氮及其化合物的性质与用途具有对应关系的是 A.N 难溶于水,可用作粮食保护气 2 B.氨水具有碱性,可用于去除烟气中的SO 2 C.NO 具有还原性,与NH 混合可用作火箭推进剂 2 2 4 D.HNO 具有氧化性,可用于生产氮肥NH NO 3 4 3 【特别提醒】1.氮的氧化物都有毒,其中 NO 与NO 存在下列平衡:2NO NO ,因此实验测得 2 2 4 2 2 4 NO 的平均相对分子质量总大于46,也没有纯净NO 和NO 气体。 2 2 2 4 2.验证某无色气体是NO的方法是向无色气体中通入O(或空气),无色气体变为红棕色。 2 3.NO 、NO可用碱液处理,如 NaOH溶液吸收原理为 NO +NO+2NaOH===2NaNO +HO、2NO + 2 2 2 2 2 2NaOH===NaNO +NaNO +HO。 3 2 2 4.NO 虽然与水反应生成HNO ,但不是硝酸的酸酐。NO 既有氧化性又有还原性,以氧化性为主。如 2 3 2 NO 能使湿润的淀粉-碘化钾试纸变蓝:2NO +2KI===2KNO +I。 2 2 2 2 5.鉴别NO 和溴蒸气常用①AgNO 溶液、②HO、③CCl 。 2 3 2 4 【变式训练】(2022·江苏扬州·一模)下列氮及其化合物的性质与用途具有对应关系的是 A. 性质稳定,可用作某些反应的保护气 B. 易溶于水,可用作制冷剂 C. 受热易分解,可用作氮肥 D. 呈红棕色,可用于制备硝酸 高频考点2 考查硝酸的性质及应用 例2.(2021·浙江绍兴·模拟预测)下述实验中均有红棕色气体产生,对比分析所得结论不正确的是 ① ② ③ A.由①中的红棕色气体,推断产生的气体一定是混合气体B.由②中的红棕色气体不能表明木炭与浓硝酸发生了反应 C.由③说明浓硝酸具有挥发性,生成的红棕色气体为还原产物 D.③的气体产物中检测出CO,由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应 2 【变式训练】(2022·玉溪市易门县第一中学模拟)硝酸与金属反应后所得还原产物与硝酸的浓度和金属的活 泼性有关。10 mL 0.5 mol·L-1 HNO 与0.048 g Mg恰好完全反应。若氮元素只被还原到一种价态,下列说 3 法不正确的是( ) A.HNO 作还原剂 3 B.HNO 浓度越低,N元素还原价态越低 3 C.反应中转移电子数为0.004 mol D.还原产物可能为NH NO 4 3 高频考点3 考查氨气、铵盐及NH检验 例3.(2022·上海市市西中学高三阶段练习)关于氨和铵盐的说法错误的是 A.氨气溶于水存在化学变化 B.氨的催化氧化属于人工固氮 C.氯化铵可以作金属焊接时除锈剂 D.碳酸氢铵受热易分解 【变式训练1】(NH 的性质)关于氨的下列叙述中,错误的是( ) 3 A.氨易液化,因此可用来作制冷剂 B.氨溶解于水显弱碱性,因此可使酚酞溶液变为红色 C.氨气遇到浓盐酸、硫酸都会发生反应,产生白烟现象 D.氨气可被氯气氧化生成N,同时还可能产生白烟现象 2 【误区警示】理解NH 性质应注意的问题 3 (1)NH 是中学化学中唯一的碱性气体,可在推断题中作为解题的突破口,确定NH 的存在。 3 3 (2)氨水的成分是三分子:NH 、NH ·H O、HO;三离子:NH、OH-、H+,氨水呈弱碱性。计算氨水浓度 3 3 2 2 时,溶质视为NH 。 3 【变式训练2】(2022·山东青岛·二模)为探究氨及铵盐性质,将 晶体装入如图所示T形三通管两 端,进行微型实验。下列说法错误的是 A.轻轻挤压任一乳胶头,若蒸馏水中有气泡冒出,则装置气密性良好 B.同时点燃两个酒精灯后,两端湿润的pH试纸均变蓝C.实验过程中竖直支管上方会出现白烟 D.停止加热后可以交替挤压两边乳胶头,使气体更充分吸收,减少污染 【变式训练3】(2022·福建泉州·模拟预测)用如图所示装置进行NH 与CuO反应的实验。下列说法错误 3 的是 A.加入药品前须检验装置的气密性 B.a中药品为氯化铵固体 C.b中固体变红,可能有Cu O生成 D.c中能收集到氨水,d中可收集到N 2 2 高频考点4 考查氮及其化合物的转化关系及应用 例4.(2022·石家庄市高三模拟)下列关于自然界中氮循环(如图)的说法错误的是( ) A.①和②均属于氮的固定 B.氢、氧元素也参与了自然界中的氮循环 C.④中每生成1 mol NO,消耗2 mol O 2 D.③和⑤过程中氮元素分别被还原和氧化 【变式训练】(2022·河北省三河市第一中学质检)如图是氮元素形成物质的价类二维图及氮循环的部分信息: 下列说法正确的是( ) ①可通过雷电作用将b转化为c,这是一种固氮方式②可通过加氧化剂将e转化为f ③a→c→d→f这几个反应中,均发生了N元素被氧化的反应 ④g只具有氧化性,还可能与碱发生反应 ⑤将f转化为d必须选用合适的还原剂才能实现 ⑥h可与f反应生成i A.①③⑤⑥ B.②③④ C.①③⑥ D.①④⑤ 高频考点5 考查喷泉实验及拓展应用 例5.(2022·北京市第一六六中学三模)用圆底烧瓶收集NH 后进行喷泉实验。对实验现象的分析正确的 3 是 A.烧瓶中形成喷泉,说明NH 与HO发生了反应 3 2 B.烧瓶中剩余少量气体,能证明NH 的溶解已达饱和 3 C.烧瓶中溶液为红色的原因是:NH +H O NH •H O NH +OH- 3 2 3 2 D.烧瓶中溶液露置在空气中一段时间后pH下降,能证明氨水具有挥发性 【变式训练】下图装置中,干燥烧瓶中盛有某种气体a,烧杯和滴管内盛有某种溶液b。挤压滴管的胶头, 下列与实验事实不相符的是 气体a 溶液b 实验现象 A SO NaOH溶液 无色喷泉 2 B NH HO含紫色石蕊 蓝色喷泉 3 2 C HCl HO含紫色石蕊 红色喷泉 2D Cl 饱和食盐水 无色喷泉 2 【题后归纳】下面是几种常见的能形成喷泉的气体和液体组合。 气体 HCl NH CO、Cl、SO 、HS NO NO、O(4∶3) NO 、O(4∶1) 3 2 2 2 2 2 2 2 2 吸 收 水、NaOH溶液 水 NaOH溶液 水 水 水 剂 高频考点6 考查氮氧化物有关计算 例6 将充有m mL NO和n mL NO 的量筒倒立于水槽中,然后通入m mL O,若m<n,则充分反应后,量 2 2 筒内剩余的气体体积为 A.3(m-n) mL B.(m+n) mL C.(m-n) mL D. mL 【名师点拨】氮氧化物溶于水的问题分析 无论是单一气体(NO ),还是NO、NO 、O 中的两者的混合气体,反应的实质是3NO +HO===2HNO + 2 2 2 2 2 3 NO,2NO+O===2NO,故若有气体剩余只能是NO或O,不可能是NO 。 2 2 2 2 (1)若NO和O 通入水中,总关系式为4NO+3O+2HO===4HNO (4∶3)。 2 2 2 3 (2)若NO 和O 通入水中,总关系式为4NO +O+2HO===4HNO (4∶1)。 2 2 2 2 2 3 【变式训练】如图为装有活塞的密闭容器,内盛 22.4 mL一氧化氮。若通入11.2 mL氧气(气体体积均在标 准状况下测定),保持温度、压强不变,则容器内物质的密度为( ) A.等于1.369 g·L-1 B.等于2.054 g·L-1 C.在1.369 g·L-1和2.054 g·L-1之间 D.大于2.054 g·L-1