第2節(jié) 氮及其化合物,-2-,考綱要求:1.了解氮元素單質及其重要化合物的主要性質及應用。 2.了解氮元素單質及其重要化合物對環(huán)境質量的影響。,-3-,基礎梳理,考點突破,氮氣及其氧化物 1.氮元素在自然界中的存在,-4-,基礎梳理,考點突破,(2)化學性質 氮氣的化學性質比較穩(wěn)定,在高溫或放電時可與某些物質反應,N2既可能表現(xiàn)氧化性,又可能表現(xiàn)還原性:,-5-,基礎梳理,考點突破,-6-,基礎梳理,考點突破,-7-,基礎梳理,考點突破,-8-,基礎梳理,考點突破,自主鞏固 判斷正誤,正確的畫“”,錯誤的畫“”。 (1)固氮反應一定屬于氧化還原反應 ( ) (2)氮的氧化物都是大氣污染物 ( ) (3)氮的固定只有在高溫、高壓、催化劑的條件下才能實現(xiàn)( ) (4)NO只能用排水法收集,不能用排空氣法收集 ( ) (5)NO2為無色有毒的氣體 ( ) (6)汽車尾氣中含有氮的氧化物,是造成環(huán)境污染的來源之一 ( ),-9-,基礎梳理,考點突破,-10-,基礎梳理,考點突破,-11-,基礎梳理,考點突破,2.電子守恒法 當NOx轉化為硝酸時要失去電子,如果是NOx與O2混合,則反應中O2得到的電子數(shù)與NOx失去的電子數(shù)相等。,-12-,基礎梳理,考點突破,例1將30 mL NO2和O2的混合氣體通入倒置于水槽且裝滿水的量筒中,充分反應后,量筒內(nèi)剩余5 mL氣體,則原混合氣體的體積組成是( ) A.NO2:17 mL,O2:13 mL B.NO2:27 mL,O2:3 mL C.NO2:15 mL,O2:15 mL D.NO2:25 mL,O2:5 mL,答案,解析,-13-,基礎梳理,考點突破,跟蹤訓練 1.將盛有12 mL NO2和O2的混合氣體的量筒倒立于水槽中,充分反應后,還剩余2 mL無色氣體,則原混合氣體中O2的體積和剩余的2 mL氣體分別是(A) A.1.2 mL,NO B.2.4 mL,O2 C.3.5 mL,O2 D.4 mL,NO,答案,解析,-14-,基礎梳理,考點突破,2.(2016遼寧大連檢測)室溫下,在容積為a mL的試管中充滿NO2氣體,然后倒置在水中至管內(nèi)水面不再上升;再通入b mL O2,則管內(nèi)液面又繼續(xù)上升,測得試管內(nèi)最后剩余氣體為c mL,且該氣體不能支持燃燒,則a、b、c的關系是( ) A.a=4b+3c B.a=4b+c C.ab=41 D.ab=43,答案,解析,-15-,基礎梳理,考點突破,3.無色的混合氣體甲,可能含NO、CO2、NO2、NH3、N2中的幾種,將100 mL甲氣體經(jīng)過下圖各裝置,結果得到酸性溶液,而幾乎無氣體剩余,則甲氣體的組成為( ),A.NH3、NO2、N2 B.NH3、NO、CO2 C.NH3、CO2、NO2 D.NO、CO2、N2,答案,解析,-16-,基礎梳理,考點突破,氨和銨鹽,-17-,基礎梳理,考點突破,-18-,基礎梳理,考點突破,-19-,基礎梳理,考點突破,2.銨鹽 (1)物理性質:都是無色或白色晶體,都易溶于水。 (2)化學性質“三解”。 “熱解”不穩(wěn)定,受熱易分解。寫出下列反應的化學方程式:,-20-,基礎梳理,考點突破,-21-,基礎梳理,考點突破,-22-,基礎梳理,考點突破,2.下面是實驗室制取氨氣的裝置和選用的試劑,其中錯誤的是(A),-23-,基礎梳理,考點突破,-24-,基礎梳理,考點突破,1.促使噴泉形成的方法 (1)容器內(nèi)氣體極易溶于水或容器內(nèi)氣體易與溶液中的溶質發(fā)生化學反應。當外部的水或溶液接觸容器內(nèi)氣體時,由于氣體大量溶解或與溶液中的溶質發(fā)生化學反應,使容器內(nèi)壓強迅速降低,在外界大氣壓作用下,外部液體迅速進入容器,通過尖嘴導管噴出,形成噴泉。下表列出的氣體作用于吸收劑,就能形成噴泉。,-25-,基礎梳理,考點突破,(2)密閉容器內(nèi)的液體由于受熱揮發(fā)(如濃鹽酸、濃氨水、酒精等)或發(fā)生化學反應,容器內(nèi)產(chǎn)生大量氣體,容器內(nèi)壓強迅速增大,促使容器內(nèi)液體迅速向外流動,形成噴泉。如噴霧器、人造噴泉、火山噴發(fā)等均是此原理。 (3)成功的關鍵 盛氣體的燒瓶必須干燥;氣體要充滿燒瓶;燒瓶不漏氣;所用氣體能大量溶于所用液體或氣體與液體快速反應。,-26-,基礎梳理,考點突破,(4)噴泉實驗的裝置,-27-,基礎梳理,考點突破,2.氨氣的實驗室制法 (1)加熱固態(tài)銨鹽和堿的混合物:,-28-,基礎梳理,考點突破,-29-,基礎梳理,考點突破,-30-,基礎梳理,考點突破,(2)實驗室簡易制取NH3的幾種方法:,-31-,基礎梳理,考點突破,(3)氨氣實驗室制法的注意事項: 實驗室用固體銨鹽與堿共熱制NH3時,不能使用NH4HCO3、NH4NO3及NaOH固體,因為NH4HCO3受熱分解產(chǎn)生CO2,使制得的NH3不純;NH4NO3受熱時易發(fā)生爆炸;NaOH容易吸水結塊,不利于NH3的產(chǎn)生和逸出,且加熱條件下NaOH容易腐蝕玻璃。 干燥氨氣時不能選用酸性干燥劑,如濃硫酸、P2O5等,也不能選用無水CaCl2,因為它們均能與NH3發(fā)生反應,通常選用堿石灰。 吸收氨氣(或HCl)時要注意防止倒吸。 可用于吸收氨氣(或HCl)并能防倒吸的常用裝置為,-32-,基礎梳理,考點突破,例2 (2015山東威海模擬)某化學興趣小組利用圖一裝置制取氨氣并探究氨氣的有關性質。,-33-,基礎梳理,考點突破,-34-,基礎梳理,考點突破,(1)裝置A中燒瓶內(nèi)試劑可選用a、c、e(填序號)。 a.堿石灰 b.濃硫酸 c.生石灰 d.五氧化二磷 e.燒堿 (2)若探究氨氣的溶解性,需在K2的導管末端連接圖二裝置中的或(填序號)裝置,當裝置D中集滿氨氣后,關閉K1、K2,打開K3,引發(fā)噴泉的實驗操作是用熱毛巾將燒瓶焐熱(其他合理答案均可)。 (3)若探究氨氣的還原性,需打開K1、K3,K2處導管連接制取純凈、干燥氯氣的裝置。,解析,-35-,基礎梳理,考點突破,解析,-36-,基礎梳理,考點突破,技巧點撥:解答實驗室制備氣體的題目要從以下方面思考:反應原理 實驗裝置特點 操作步驟 儀器組裝順序 實驗現(xiàn)象 實驗數(shù)據(jù)分析 實驗結論等。描述實驗現(xiàn)象要全面,按陸(固體)、海(溶液)、空(氣體)的順序會更全面些。,-37-,基礎梳理,考點突破,跟蹤訓練 1.某研究性學習小組對實驗室制取NH3的方法進行了如下設計: (1)甲同學擬用濃氨水與固體NaOH制取NH3,并用圖裝置作為NH3的發(fā)生裝置。,-38-,基礎梳理,考點突破,(2)乙同學建議,把教材中實驗室制取氨氣的收集裝置由大試管改為集氣瓶且瓶口向上來收集氨氣,并確保不污染環(huán)境。請你根據(jù)其設想回答: 若用排空氣法收集NH3,請在圖的方框內(nèi)畫出其氣體收集裝置和尾氣吸收裝置,標出所用的試劑(自選)名稱。,解析,-39-,基礎梳理,考點突破,-40-,基礎梳理,考點突破,2.(2015濟南模擬)已知氨氣可以與灼熱的氧化銅反應得到氮氣和金屬銅,用示意圖中的裝置可以實現(xiàn)該反應。(夾持裝置已略去),解析,-41-,基礎梳理,考點突破,-42-,基礎梳理,考點突破,3.某研究小組要快速制取干燥的氨氣,提供的藥品有濃氨水、氯化銨固體、氫氧化鈉固體、蒸餾水、堿石灰,提供的儀器如圖所示(必要的塞子、玻璃導管、橡膠管、固定裝置和尾氣處理裝置已略)。,-43-,基礎梳理,考點突破,解析,-44-,基礎梳理,考點突破,硝酸 1.物理性質 硝酸是無色易揮發(fā)的液體,有刺激性氣味。 2.化學性質,-45-,基礎梳理,考點突破,-46-,基礎梳理,考點突破,3.用途 化工原料,用于制化肥、染料、炸藥等。,-47-,基礎梳理,考點突破,4.氮元素在自然界中的循環(huán)和對環(huán)境的影響 (1)氮元素在自然界中的循環(huán):,(2)對環(huán)境的影響:光化學煙霧、酸雨、富營養(yǎng)化等。,-48-,基礎梳理,考點突破,-49-,基礎梳理,考點突破,1.硝酸的性質,-50-,基礎梳理,考點突破,-51-,基礎梳理,考點突破,-52-,基礎梳理,考點突破,例3(2016重慶模擬)為了證明銅與稀硝酸反應產(chǎn)生一氧化氮,某校同學設計了一個實驗,其裝置如圖所示(加熱裝置和固定裝置均已略去)。A為注射器,B為兩端長短不等的U形管,C是裝有NaOH溶液的燒杯,D處是繞成螺旋狀的銅絲,K1、K2是止水夾。實驗步驟如下:,-53-,基礎梳理,考點突破,(1)實驗時,為了在D處收集到NO,以便觀察顏色,必須事先在注射器A中吸入一定量的空氣。然后關閉K1(填“關閉”或“打開”),從U形管左端注入稀硝酸,當看到U形管右端稀硝酸接觸橡膠塞時可以確定U形管中的空氣已被趕盡。,答案,解析,-54-,基礎梳理,考點突破,(3)如何證明D處聚集的是NO而不是H2?打開止水夾K1,把注射器中的空氣壓入U形管中,若觀察到D處氣體變紅棕色,則證明收集的是NO而不是H2。 (4)實驗現(xiàn)象觀察完畢,關閉止水夾K1,打開止水夾K2,在重力作用下,U形管右端的紅棕色混合氣體被酸液壓入NaOH溶液中吸收,消除了環(huán)境污染。,-55-,基礎梳理,考點突破,技巧點撥:1.HNO3與金屬反應的規(guī)律:金屬與硝酸反應一般不產(chǎn)生H2,且濃硝酸一般被還原為NO2,稀硝酸被還原為NO,隨著反應的進行,很稀的硝酸有可能被還原為N2O,甚至為NH4NO3,硝酸在反應中體現(xiàn)氧化性和酸性。 2.驗證稀硝酸與金屬反應的還原產(chǎn)物,需先在無氧條件下收集,氣體為無色,再通入O2,氣體變?yōu)榧t棕色。,-56-,基礎梳理,考點突破,跟蹤訓練 1.向硝酸鈉溶液中加入銅粉不發(fā)生反應,若加入某種鹽,則銅粉可以逐漸溶解,符合此條件的是( ) A.Fe(NO3)2 B.ZnSO4 C.NaHCO3 D.NaHSO4,答案,解析,-57-,基礎梳理,考點突破,2.在如圖所示的實驗裝置中,盛有足量水的水槽里放兩個燒杯,小燒杯里放有適量銅片和過量濃硝酸,小燒杯外面倒扣一大燒杯,請回答下列問題:,(1)實驗過程中,觀察到的主要現(xiàn)象是: 銅片表面產(chǎn)生氣泡; 銅片慢慢溶解并逐漸消失; 小燒杯中溶液的顏色逐漸變成藍色; 大燒杯中有紅棕色氣體生成,后來慢慢變成無色。,解析,-58-,基礎梳理,考點突破,-59-,基礎梳理,考點突破,3.(2015黑龍江哈三中模擬)硝酸是一種重要的化工原料,氨氧化法是工業(yè)生產(chǎn)中制取硝酸的主要途徑,某興趣小組在實驗室模擬氨氧化法制硝酸,實驗裝置如圖所示,回答下列問題:,(注:氯化鈣可以與NH3反應生成八氨合氯化鈣。) (1)儀器a的名稱為球形干燥管,其中加的試劑為堿石灰(合理答案均可)。,解析,-60-,基礎梳理,考點突破,(3)裝置D的作用是除去氨氣和水蒸氣;裝置G的作用是吸收尾氣。 (4)反應開始后,在裝置E中看到的現(xiàn)象是氣體變?yōu)榧t棕色。 (5)實驗結束后,證明有HNO3生成的操作是取少量F中的液體于試管中,滴加幾滴紫色石蕊,溶液變紅,證明有HNO3生成(合理答案均可)。 (6)為測定所制硝酸的濃度,反應結束后取20 mL裝置F中的液體,加水稀釋至1 000 mL后,取出20 mL加入錐形瓶中,滴加指示劑,然后用0.100 molL-1的NaOH溶液滴定,用去25 mL NaOH溶液,則反應制得的硝酸的濃度為6.25 molL-1。,-61-,缺陷:1.準備工作繁雜,實驗耗時長; 2.由于預先準備好的NH3往往出現(xiàn)漏氣、潮濕等現(xiàn)象導致實驗結果不理想; 3.NH3露置在空氣中,不符合綠色化學的理念,影響健康。,-62-,改進方案 將NH3的制備、收集和物理、化學性質的實驗合二為一,做到實驗簡單、現(xiàn)象明顯、效果良好。 實驗裝置圖:,-63-,操作步驟 1.檢查裝置的氣密性。方法是:由注射器向燒瓶中注入空氣,若燒杯中有氣泡產(chǎn)生,說明氣密性良好。 2.向燒杯中放入一塊濕潤的紅色石蕊試紙,打開止水夾1、2,由注射器向燒瓶中加入濃氨水,當紅色石蕊試紙變藍時關閉止水夾1、2。 3.由膠頭滴管擠入少量水,燒杯中加入滴有酚酞溶液的水,打開止水夾2,則看到形成美麗的紅色噴泉。,-64-,創(chuàng)新點 1.讓學生學會實驗室制取純凈的NH3的另一種方法。 2.實現(xiàn)NH3的制備、收集和物理、化學性質的實驗一體化,成功率、可信度更高,讓學生更加真實地去體驗理解NH3的物理和化學性質。 3.儀器簡單易取,操作輕松快捷、現(xiàn)象明顯,課堂耗時短,適合演示實驗。 4.盡可能地避免了NH3排到空氣中,環(huán)保且無污染。 5.對比效果明顯,很好地提高學生的興趣。,-65-,典例 某研究性學習小組對氨氣的制法進行了如下設計: (1)下面是該小組同學提出的實驗室制備氨氣的幾種方案: A.硝酸銨固體與氫氧化鈉固體共熱 B.加熱分解NH4Cl晶體 C.將濃氨水逐滴加到新制的生石灰中,解析,-66-,基礎梳理,考點突破,請從上圖的儀器中選擇制取氨氣的發(fā)生裝置(要求儀器少、合理)D(寫編號)。 (2)該小組需收集干燥后的氨氣:,如選用如右圖所示的裝置,則氣體應由導管口X(填“X”或“Y”)導入(集氣瓶不能顛倒)。 若用排液集氣法收集氨氣,可選用的試劑是C(填字母)。 A.H2O B.濃硫酸 C.CCl4 D.NaCl飽和溶液,-67-,基礎梳理,考點突破,(3)用圖示裝置進行噴泉實驗,上部燒瓶已裝滿干燥氨氣,引發(fā)水上噴的操作是打開止水夾,擠出膠頭滴管中的水。,(4)若原燒瓶中氨氣是充滿的,進行噴泉實驗后,燒瓶內(nèi)溶液中溶質的物質的量濃度為0.045 molL-1(假定在標準狀況下)。,-68-,基礎梳理,考點突破,(1)取少量上述溶液,向其中加入硫酸鈉溶液,產(chǎn)生白色沉淀,加入稀硝酸沉淀不溶解; (2)另取少量該溶液,向其中加入足量的NaOH溶液并加熱,產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體。 則下列有關說法中不正確的是( ),答案,解析,-69-,基礎梳理,考點突破,2.實驗室制備氨氣,檢驗是否收集滿的正確方法是( ) A.用手扇動收集的氣體,有氣味則已收集滿 B.將潤濕的淀粉KI試紙接近瓶口,試紙變藍則已收集滿 C.將潤濕的紅色石蕊試紙伸入瓶內(nèi),試紙變藍則已收集滿 D.用玻璃棒一端蘸取濃鹽酸,接近瓶口,產(chǎn)生大量白煙,證明已收集滿,-70-,基礎梳理,考點突破,3.某小組利用如圖裝置制備氨氣,并探究氨氣的性質(部分儀器略去)。請回答:,-71-,基礎梳理,考點突破,解析,-72-,基礎梳理,考點突破,(4)為防止環(huán)境污染,以下裝置(盛放的液體均為水)可用于吸收多余氨氣的是(填序號)。,解析,-73-,基礎梳理,考點突破,解析,-74-,基礎梳理,考點突破,4.(2016福建晉江模擬)某中學化學研究性學習小組利用以下裝置制取并探究氨氣的性質。,解析,-75-,基礎梳理,考點突破,(2)A裝置還可用于制取氣體O2(或氧氣,其他合理答案也可)(只填一種)。 (3)若有21.4 g NH4Cl固體,最多可制取NH3(標準狀況)的體積是8.96 L (NH4Cl的摩爾質量為53.5 gmol-1)。 (4)實驗室收集氨氣的方法是向下排空氣法。 (5)C、D裝置中顏色會發(fā)生變化的是D(填“C”或“D”)。 (6)當實驗進行一段時間后,擠壓E裝置中的膠頭滴管,滴入12滴濃鹽酸,可觀察到的現(xiàn)象是有白煙生成。,-76-,基礎梳理,考點突破,(7)為防止過量氨氣造成空氣污染,需要在上述裝置的末端增加一個尾氣處理裝置,合適的裝置是F(填“F”或“G”)。 (8)生石灰與水作用放出熱量。實驗室利用此原理,往生石灰中滴加濃氨水,可以快速制取氨氣。你認為生石灰可用下列AB(填序號)物質代替。 A.堿石灰(NaOH和CaO的固體混合物) B.NaOH固體 C.硫酸 D.石灰石(含CaCO3),