第4章-第4讲化学课件

1 1了解氮气稳定的原因及用途。了解氮气稳定的原因及用途。了解氮气稳定的原因及用途。了解氮气稳定的原因及用途。2 2了解了解了解了解NONO、NONO2 2的性质。的性质。的性质。的性质。3 3了解氮的氧化物及含磷洗涤剂对环境及人类健康的影了解氮的氧化物及含磷洗涤剂对环境及人类健康的影了解氮的氧化物及含磷洗涤剂对环境及人类健康的影了解氮的氧化物及含磷洗涤剂对环境及人类健康的影 响。响。响。响。4 4了解氨气、铵盐的性质及用途；掌握氨气的实验室制法。了解氨气、铵盐的性质及用途；掌握氨气的实验室制法。了解氨气、铵盐的性质及用途；掌握氨气的实验室制法。了解氨气、铵盐的性质及用途；掌握氨气的实验室制法。5 5掌握铵根离子的检验。掌握铵根离子的检验。掌握铵根离子的检验。掌握铵根离子的检验。6 6掌握硝酸的性质和用途。掌握硝酸的性质和用途。掌握硝酸的性质和用途。掌握硝酸的性质和用途。第四讲氮及其化合物第四讲氮及其化合物1涉及氮及其化合物转化的综合推断。涉及氮及其化合物转化的综合推断。2HNO3、NH3的的制制法法及及其其重重要要性性质质的的综合实验探究。综合实验探究。3NOx对对大大气气的的影影响响及及治治理理措措施施，NO、NO2的性质及有关综合计算。的性质及有关综合计算。游离态游离态 化合态化合态 高能高能 仿生仿生 生物生物 2氮气氮气(1)物理性质物理性质纯纯净净的的N2是是一一种种无无色色无无味味的的气气体体，难难溶溶于于水水，在在空气中约占总体积的空气中约占总体积的 。(2)化学性质化学性质通常情况下，通常情况下，N2化学性质很稳定，在高温、高压、放电、催化学性质很稳定，在高温、高压、放电、催化剂等条件下也能发生一些化学反应。化剂等条件下也能发生一些化学反应。3氮的氧化物氮的氧化物氮氮有有多多种种价价态态的的氧氧化化物物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。完成等。完成NO和和NO2的比较表：的比较表：NO（不成盐氧化物）（不成盐氧化物）（不成盐氧化物）（不成盐氧化物）NO2物物理理性性质质颜色颜色毒性毒性溶解性溶解性化化学学性性质质与与O2反应反应2NOO2=2NO2与与H2O反应反应3NO2H2O=2HNO3NO无色无色红棕色红棕色有毒有毒有毒有毒不溶不溶能溶能溶NONONONO2 2实验室制法实验室制法(填化学方程填化学方程式式)3Cu8HNO3(稀稀)=3Cu(NO3)22NO4H2OCu4HNO3(浓浓)=Cu(NO3)22NO22H2O与人体、与人体、环境的关系环境的关系与血红蛋白结合使与血红蛋白结合使人中毒人中毒转化成转化成NO2形成酸形成酸雨、光化学烟雾雨、光化学烟雾破坏臭氧层破坏臭氧层形成酸雨、光化学烟形成酸雨、光化学烟雾雾 氮的氧化物对环境有什么影响？氮的氧化物对环境有什么影响？提示提示(1)形成硝酸型酸雨。形成硝酸型酸雨。(2)形成光化学烟形成光化学烟雾。(3)破坏臭氧破坏臭氧层。无无 有刺激性有刺激性 易易 700 NH3H2O、与酸反应与酸反应a蘸蘸有有浓浓盐盐酸酸的的玻玻璃璃棒棒与与蘸蘸有有浓浓氨氨水水的的玻玻璃璃棒棒靠靠近近，其其现现象为象为 ，将浓盐酸改为，将浓盐酸改为，也也会会出出现现相同的现象。化学方程式为：相同的现象。化学方程式为：。b 与与 CO2等等 酸酸 性性 氧氧 化化 物物 反反 应应：NH3 CO2H2O=NH4HCO3或或2NH3CO2H2O=(NH4)2CO3还原性还原性氨的催化氧化化学方程式为：氨的催化氧化化学方程式为：。有白烟生成有白烟生成浓硝酸浓硝酸HClNH3=NH4Cl，NH3HNO3=NH4NO3(3)实验室制法实验室制法化学方程式为：化学方程式为：。(4)主要用途。主要用途。化工原料，用于制硝酸、铵盐、纯碱、尿素，用作制冷剂。化工原料，用于制硝酸、铵盐、纯碱、尿素，用作制冷剂。2NH32H2O 2 2铵盐铵盐铵盐铵盐(1)(1)物理性质：都是无色或白色晶体，易溶于水。物理性质：都是无色或白色晶体，易溶于水。物理性质：都是无色或白色晶体，易溶于水。物理性质：都是无色或白色晶体，易溶于水。(2)(2)化学性质化学性质化学性质化学性质不稳定性：不稳定性：不稳定性：不稳定性：a aNHNH4 4ClCl受热分解：受热分解：受热分解：受热分解：b bNHNH4 4HCOHCO3 3受热分解受热分解受热分解受热分解：用于氯化铵的分离和除杂用于氯化铵的分离和除杂用于氯化铵的分离和除杂用于氯化铵的分离和除杂 干干干干燥燥燥燥NHNH3 3能能能能用用用用浓浓浓浓硫硫硫硫酸酸酸酸、P P2 2OO5 5、无无无无水水水水氯氯氯氯化化化化钙钙钙钙吗吗吗吗？如果不能可选用什么干燥剂？如果不能可选用什么干燥剂？如果不能可选用什么干燥剂？如果不能可选用什么干燥剂？提示提示提示提示不能，因不能，因不能，因不能，因为为浓浓HH2 2SOSO4 4与与与与NHNH3 3反反反反应应，P P2 2OO5 5吸水后生成磷酸也能与吸水后生成磷酸也能与吸水后生成磷酸也能与吸水后生成磷酸也能与NHNH3 3反反反反应应，无无无无水水水水氯氯化化化化钙钙也能与也能与也能与也能与NHNH3 3反反反反应应，CaClCaCl2 2+8NH+8NH3 3=CaCl=CaCl2 28NH8NH3 3 可以可以可以可以选选用固体用固体用固体用固体NaOHNaOH或或或或碱石灰碱石灰碱石灰碱石灰。三、硝酸三、硝酸1物理性质物理性质色味态：色味态：；挥发性：；挥发性：；水溶性：；水溶性：；发发烟烟硝硝酸酸：。2化学性质化学性质(1)强强酸酸性性：稀稀硝硝酸酸能能使使紫紫色色石石蕊蕊试试液液变变 色色，浓浓硝硝酸酸能能使石蕊试液先变使石蕊试液先变 色，微热后褪色。色，微热后褪色。(2)不稳定性：浓硝酸显黄色，是因为不稳定性：浓硝酸显黄色，是因为，说明浓硝酸具有，说明浓硝酸具有 性性，化学方程式为化学方程式为。无色有刺激性气味的液体无色有刺激性气味的液体易挥发易挥发与水以任意比互溶与水以任意比互溶质量分数大于质量分数大于98%的硝酸的硝酸红红红红HNO3分解产分解产生的生的NO2溶解在硝酸中溶解在硝酸中不稳定不稳定(3)强氧化性强氧化性与金属的反应与金属的反应a除除Pt、Au、Ti外，大部分金属均能与外，大部分金属均能与HNO3反应。反应。bCu与浓、稀与浓、稀HNO3发生反应的化学方程式分别为发生反应的化学方程式分别为 ，。cFe、Al遇冷的浓遇冷的浓HNO3或浓或浓H2SO4能发生能发生 ，故故可可以以用铁质、铝质容器贮存冷的浓用铁质、铝质容器贮存冷的浓HNO3、浓、浓H2SO4。Cu4HNO3(浓浓)=Cu(NO3)22NO22H2O3Cu8HNO3(稀稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O钝化钝化与非金属反应与非金属反应与与浓浓HNO3反反应应时时，非非金金属属单单质质一一般般被被氧氧化化为为最最高高价价氧氧化化物物或最高价含氧酸，如碳与浓或最高价含氧酸，如碳与浓HNO3反应的化学方程式为反应的化学方程式为。与与某某些些还还原原性性化化合合物物或或离离子子的的反反应应，例例如如：H2S、SO2、HBr、HI、FeCl2等。等。王水：由王水：由 与与 按按体体积积比比13混混合合所所得得，具有更强的氧化性，能使具有更强的氧化性，能使Au、Pt溶解。溶解。3主要用途主要用途 化工原料，用于制硝酸盐、染料、炸药等。化工原料，用于制硝酸盐、染料、炸药等。浓硝酸浓硝酸浓盐酸浓盐酸 久久置置的的硝硝酸酸呈呈黄黄色色，如如何何除除去去？怎怎样样保保存存硝硝酸？酸？提提示示硝硝酸酸分分解解产生生的的NO2溶溶解解于于浓硝硝酸酸显黄黄色色，除除去去的的方法是通入足量的氧气。方法是通入足量的氧气。硝酸通常用棕色硝酸通常用棕色细口瓶密封保存，置于冷暗口瓶密封保存，置于冷暗处。三种理解三种理解三种理解三种理解1 1对对对对N N2 2性质的理解性质的理解性质的理解性质的理解N N2 2的的的的稳稳定定定定性性性性是是是是相相相相对对的的的的，物物物物质质的的的的性性性性质质不不不不是是是是一一一一成成成成不不不不变变的的的的，当当当当外外外外界条件界条件界条件界条件发发生生生生变变化化化化时时物物物物质质的性的性的性的性质质也可能改也可能改也可能改也可能改变变。2 2有关氨水的理解有关氨水的理解有关氨水的理解有关氨水的理解氨氨氨氨气气气气或或或或液液液液氨氨氨氨溶溶溶溶于于于于水水水水得得得得氨氨氨氨水水水水，氨氨氨氨水水水水的的的的密密密密度度度度都都都都比比比比水水水水小小小小，并并并并且且且且氨氨氨氨水水水水浓浓度度度度越越越越大大大大密密密密度度度度越越越越小小小小。计计算算算算氨氨氨氨水水水水浓浓度度度度时时，溶溶溶溶质质是是是是NHNH3 3而而而而不不不不是是是是NHNH3 3 HH2 2OO。两个注意两个注意1制氨气时药品的选择制氨气时药品的选择制制氨氨气气时，选用用的的铵盐及及碱碱都都有有一一定定的的要要求求。选铵盐时，不不选(NH4)2CO3、NH4HCO3、NH4NO3等等，因因它它们受受热易易分分解解，使使产生生的的NH3中中混混有有较多多的的杂质气气体体，另另外外NH4NO3易易爆爆炸炸；选碱碱时，用用消消石石灰灰而而不不用用NaOH或或KOH，因因NaOH、KOH具具有有吸吸湿湿性性，易易结块，不不利利于于产生生氨氨气气，且在高温下均能腐且在高温下均能腐蚀玻璃。玻璃。2喷泉实验成败的关键喷泉实验成败的关键(1)装装置置气气密密性性良良好好；(2)烧瓶瓶要要干干燥燥；(3)气气体体的的纯度度要要大。大。必考点必考点33 有关氮的氧化物计算题的守恒解题方法有关氮的氧化物计算题的守恒解题方法【典例典例1】(2013绍绍兴兴模模拟拟)室室温温时时，在在容容积积为为a mL的的试试管管中中充充满满NO2气气体体，然然后后倒倒置置在在水水中中到到管管内内水水面面不不再再上上升升时时为为止止；再再通通入入b mL O2，则则管管内内液液面面又又继继续续上上升升，测测得得试试管管内内最最后后剩剩余余气气体体为为c mL，且且该该气气体体不不支支持持燃燃烧烧。则则a、b、c的的关系是关系是 ()。Aa4b3c Ba4bcCa b4 1 Da b4 3答案答案A【应用应用应用应用1 1】(2013(2013 长长长长春春春春质质质质检检检检)如如如如图图图图所所所所示示示示，相相相相同同同同条条条条件件件件下下下下，两两两两个个个个容容容容积积积积相相相相同同同同的的的的试试试试管管管管分分分分别别别别装装装装满满满满NONO2 2和和和和NONO气气气气体体体体，分分分分别别别别倒倒倒倒置置置置于于于于水水水水槽槽槽槽中中中中，然然然然后后后后通通通通过过过过导导导导管管管管缓缓缓缓慢慢慢慢通通通通入入入入氧氧氧氧气气气气，边边边边通通通通边边边边慢慢慢慢慢慢慢慢摇摇摇摇动动动动试试试试管管管管，直直直直到到到到两两两两个个个个试试试试管管管管内内内内充充充充满满满满液液液液体体体体。假假假假设设设设试试试试管管管管内内内内的的的的溶溶溶溶质质质质不不不不向向向向水水水水槽槽槽槽中中中中扩扩扩扩散散散散，则则则则两两两两个个个个试试试试管管管管内内内内溶溶溶溶液液液液物物物物质质质质的的的的量浓度之比为量浓度之比为量浓度之比为量浓度之比为 ()。A A1 1 1 1 B B5 5 7 7 C C7 7 5 5 D D4 4 3 3解析解析根据反根据反应化学方程式：化学方程式：4NO2O22H2O=4HNO34NO3O22H2O=4HNO3生生成成HNO3的的物物质的的量量取取决决于于NO2与与NO的的体体积，由由于于NO2与与NO体体积相相同同，生生成成HNO3的的物物质的的量量相相等等，即即两两试管管中中HNO3的的浓度相等。度相等。答案答案A必考点必考点34 喷泉实验原理及延伸喷泉实验原理及延伸1喷泉实验装置图喷泉实验装置图2喷泉实验的原理喷泉实验的原理当当挤挤压压胶胶头头滴滴管管胶胶头头，使使少少量量水水进进入入烧烧瓶瓶后后，由由于于烧烧瓶瓶内内的的气气体体易易易易溶溶溶溶于于于于水水水水，所所以以烧烧瓶瓶内内的的气气压压迅迅迅迅速速速速减减减减小小小小，产产生生负负压压，烧杯里的液体在大气压的作用下被压入烧瓶而形成喷泉。烧杯里的液体在大气压的作用下被压入烧瓶而形成喷泉。3实验的注意事项实验的注意事项(1)整整个个实实验验装装置置要要求求密密闭闭性性好好、不不漏漏气气，这这也也是是气气体体实实验的基本要求。验的基本要求。(2)收集氨气的圆底烧瓶要绝对干燥。收集氨气的圆底烧瓶要绝对干燥。(3)烧瓶里的氨气必须集满，并尽可能做到随用随制。烧瓶里的氨气必须集满，并尽可能做到随用随制。4实验原理的延伸实验原理的延伸(1)用用水水吸吸收收NH3制制氨氨水水或或处处理理合合成成氨氨废废气气，为为防防止止倒倒吸吸，须用倒置漏斗。须用倒置漏斗。(2)只只要要烧烧瓶瓶里里的的气气体体易易溶溶于于滴滴管管和和烧烧杯杯中中的的液液体体，就就能能形形成喷泉，因此能产生喷泉现象的气体还有：成喷泉，因此能产生喷泉现象的气体还有：烧瓶中气体烧瓶中气体HCl、HBr、HI SO2、NO2、CO2滴管中液体滴管中液体水水浓浓NaOH溶液溶液【典例典例2】喷泉是一种常见的自然现象，其产生原因是存在压强差。喷泉是一种常见的自然现象，其产生原因是存在压强差。(1)图图甲甲中中，为为化化学学教教学学中中所所用用的的喷喷泉泉实实验验装装置置。在在烧烧瓶瓶中中充满干燥气体，胶头滴管及烧杯中盛有液体。充满干燥气体，胶头滴管及烧杯中盛有液体。下列组合中不可能形成喷泉的是下列组合中不可能形成喷泉的是 ()。AHCl和和H2O BO2和和H2OCNH3和和H2O DCO2和和NaOH溶液溶液ENO2和和H2O设设若若用用D组组合合做做喷喷泉泉实实验验，烧烧杯杯中中的的液液体体一一一一定定定定是是NaOH溶溶液吗？液吗？_。B不一定不一定不一定不一定，只要胶只要胶只要胶只要胶头头滴管中盛有足滴管中盛有足滴管中盛有足滴管中盛有足够够的的的的浓浓碱溶液足碱溶液足碱溶液足碱溶液足以把以把以把以把烧烧瓶中的瓶中的瓶中的瓶中的COCO2 2吸收即可吸收即可吸收即可吸收即可(2)(2)某某某某学学学学生生生生积积积积极极极极思思思思考考考考产产产产生生生生喷喷喷喷泉泉泉泉的的的的其其其其他他他他办办办办法法法法，并并并并设设设设计计计计了了了了如如如如图图图图乙乙乙乙所示的装置。所示的装置。所示的装置。所示的装置。在在在在图图图图乙乙乙乙的的的的锥锥锥锥形形形形瓶瓶瓶瓶中中中中，分分分分别别别别加加加加入入入入足足足足量量量量的的的的下下下下列列列列物物物物质质质质，反反反反应应应应后后后后可可可可能产生喷泉的是能产生喷泉的是能产生喷泉的是能产生喷泉的是 ()。A ACuCu与稀盐酸与稀盐酸与稀盐酸与稀盐酸 B BNaHCONaHCO3 3与与与与NaOHNaOH溶液溶液溶液溶液C CCaCOCaCO3 3与稀硫酸与稀硫酸与稀硫酸与稀硫酸 D DNHNH4 4HCOHCO3 3与稀盐酸与稀盐酸与稀盐酸与稀盐酸这种方法产生喷泉的原理这种方法产生喷泉的原理这种方法产生喷泉的原理这种方法产生喷泉的原理是是是是D锥形瓶中形瓶中发生反生反应：NH4HCO3HCl=NH4ClCO2H2O，随着，随着CO2气体的气体的产生，生，锥形瓶中的形瓶中的压强强增增大而大而产生生“喷泉泉”在在图图乙乙锥锥形形瓶瓶外外放放一一水水槽槽，瓶瓶中中加加入入酒酒精精，水水槽槽中中加加入入水水后后，再再加加入入足足量量的的下下列列物物质质，结结果果也也产产生生喷喷泉泉。水水槽槽中中加加入入的物质可以是的物质可以是（）A浓硫酸浓硫酸 B食盐食盐 C硝酸钾硝酸钾 D硫酸铜硫酸铜这种方法产生喷泉的原理是这种方法产生喷泉的原理是_。比比较较图图甲甲和和图图乙乙两两套套装装置置，从从产产生生喷喷泉泉的的原原理理来来分分析析，图图甲甲_上上部部烧烧瓶瓶内内气气体体压压强强；图图乙乙_下下部部锥锥形形瓶瓶内气体压强内气体压强(填填“增大增大”或或“减小减小”)。(3)城城市市中中常常见见的的人人造造喷喷泉泉及及火火山山爆爆发发的的原原理理与与上上述述_(填填“图甲图甲”或或“图乙图乙”)装置的原理相似。装置的原理相似。A浓H2SO4溶于水溶于水时，放出大量的，放出大量的热，温度升高使，温度升高使锥形瓶中的酒形瓶中的酒精精挥发加快，瓶内加快，瓶内压强强增大，从而形成增大，从而形成“喷泉泉”减小减小增大增大增大增大图乙图乙图乙图乙解解析析(1)中中O2难溶溶于于水水，不不能能使使烧瓶瓶中中的的压强减减小小。只只要要胶胶头滴滴管管中中物物质能能把把CO2几几乎乎完完全全吸吸收收，使使烧瓶瓶中中的的压强减减小小，即即可可形形成成喷泉泉。(2)NH4HCO3与与盐酸酸反反应产生生CO2气气体体，使使锥形形瓶瓶内内的的压强增增大大。浓H2SO4溶溶于于水水放放出出大大量量的的热使酒精使酒精挥发，锥形瓶内形瓶内压强增大。增大。(1)减小减小烧瓶内瓶内压强容器内气体极易溶于水；容器内气体极易溶于水；容容器器内内气气体体易易与与溶溶液液中中的的某某种种成成分分发生生化化学学反反应而而被被吸吸收收。,当当外外部部的的水水或或溶溶液液接接触触容容器器内内气气体体时，由由于于气气体体大大量量溶溶解解或或与与溶溶液液中中的的某某种种成成分分发生生化化学学反反应而而被被吸吸收收，从从而而使使容容器器内内气气压迅迅速速降降低低，在在外外界界大大气气压作作用用下下，外外部部液液体体迅迅速速进入入容容器器，通通过尖尖嘴嘴导管管喷出，形成出，形成喷泉。泉。(2)增增大大烧瓶瓶外外压强,容容器器内内的的液液体体由由于于受受热挥发(如如浓盐酸酸、浓氨氨水水、酒酒精精等等)或或由由于于发生生化化学学反反应，容容器器内内产生生大大量量气气体体。使使容容器器内内压强迅迅速速增增大大，促促使使容容器器内内液液体体迅迅速速向向外外流流动，也也能能形形成成喷泉泉。例如例如喷雾器、人造器、人造喷泉等均是利用了此原理。泉等均是利用了此原理。【应用应用2】大大气气压压强强对对许许多多物物理理实实验验和和化化学学实实验验有有着着重重要要影影响响，制制取取氨气并完成喷泉实验氨气并完成喷泉实验(图中夹持装置已略去图中夹持装置已略去)。(1)写写 出出 实实 验验 室室 制制 取取 氨氨 气气 的的 化化 学学 方方 程程 式式：_。(2)收收集集氨氨气气应应使使用用_法法，要要得得到到干干燥燥的的氨氨气气可可选选用用_作干燥剂。作干燥剂。(3)用用如如图图1装装置置进进行行喷喷泉泉实实验验，上上部部烧烧瓶瓶已已装装满满干干燥燥氨氨气气，引发水上喷的操作是引发水上喷的操作是_。该实验的原理是该实验的原理是_。(4)如果只提供如图如果只提供如图2的装置，请说明引发喷泉的方法。的装置，请说明引发喷泉的方法。_。解解析析前前两两问根根据据已已学学知知识可可以以作作答答。后后两两问喷泉泉实验的的原原理理主主要要是是使使盛盛有有氨氨气气的的烧瓶瓶内内压强降降低低，利利用用内内外外压强差差形形成成喷泉泉，无无论是是图1还是是图2要要引引发喷泉泉，想想办法法使使氨氨气气溶溶解解于水即可。于水即可。必考点必考点35 典型的气体制备实验典型的气体制备实验氨的实验室制法氨的实验室制法【典例典例3】如如图图所所示示分分别别是是某某课课外外活活动动小小组组设设计计的的制制取取氨氨气气并并用用氨氨气气进行喷泉实验的三组装置，回答下列问题：进行喷泉实验的三组装置，回答下列问题：(1)用用A图所示的装置可制备干燥的图所示的装置可制备干燥的NH3：反反应应的的化化学学方方程程式式为为_。装装 置置 中中 收收 集集 NH3的的 试试 管管 口口 放放 置置 棉棉 花花 团团 的的 作作 用用 是是_。干干燥燥管管中中干干燥燥剂剂能能否否改改用用无无水水CaCl2？_(填填“能能”或或“不不能能”)，理理由由是是_(用化学方程式表示用化学方程式表示)。(2)用用B图所示的装置可快速制取较大量图所示的装置可快速制取较大量NH3：用用化化学学方方程程式式表表示示浓浓氨氨水水滴滴入入CaO中中有有大大量量NH3逸逸出出的的过过程：程：_。检检验验NH3是是否否收收集集满满的的实实验验方方法法是是_。(3)用用C图图所所示示的的装装置置进进行行喷喷泉泉实实验验，上上部部烧烧瓶瓶已已充充满满干干燥燥氨氨气气，引引发发水水上上喷喷的的操操作作是是_，该该实实验的原理是验的原理是_。用用蘸蘸取取少少许浓盐酸酸的的玻玻璃璃棒棒靠靠近近收收集集NH3的的容容器器口口，若若产生生白白烟烟，说明明已已收收集集满NH3，反反之之，则没没有有收收集集满；或或用用湿湿润的的红色色石石蕊蕊试纸靠靠近近收收集集NH3的的容容器器口口，若若湿湿润的的红色色石石蕊蕊试纸变蓝，则说明明NH3已已收收集集满，反反之之，则没没有有收收集集满。(3)先先打打开开止止水水夹，然然后后将将胶胶头滴滴管管中中的的水水快快速速挤出出即即可可，这是是因因为NH3极极易易溶溶于于水水，胶胶头滴滴管管中中挤出出的的水水吸吸收收了了大大量量的氨气致使的氨气致使烧瓶内瓶内压强迅速减小而形成迅速减小而形成喷泉。泉。实验室典型的气体发生装置实验室典型的气体发生装置【应用应用3】下列装置能达到实验目的的是下列装置能达到实验目的的是 ()。A B C D解解析析项收收集集NH3装装置置中中无无棉棉花花；项NH3通通入入CCl4中中，NH3不不溶溶于于CCl4，不不会会引引起起倒倒吸吸，逸逸出出的的NH3又又可可被被稀稀H2SO4吸吸收收；项向向长颈漏漏斗斗中中加加一一定定量量水水，没没过长颈漏漏斗斗的的下下端端，关关闭止止水水夹，再再加加一一定定量量的的水水，烧瓶瓶内内液液面面停停止止在在某某一一高高度度不不下下降降，长颈漏漏斗斗中中液液面面上上升升可可说明明气气密密性性良良好好，反反之之，气气密密性性不不好好；项，收收集集密密度度比比空空气气大大的的气气体体应长进短出。短出。答案答案C必考点必考点36 金属与硝酸反应的守恒计算金属与硝酸反应的守恒计算1金属与金属与HNO3反应的一般通式反应的一般通式(1)金属浓硝酸金属浓硝酸金属硝酸盐金属硝酸盐NO2H2O(2)金属稀硝酸金属稀硝酸金属硝酸盐金属硝酸盐NOH2O2计算方法计算方法(1)原子守恒法原子守恒法HNO3与与金金属属反反应应时时，一一部部分分HNO3起起酸酸的的作作用用，以以NO的的形形式式存存在在于于溶溶液液中中；一一部部分分作作为为氧氧化化剂剂转转化化为为还还原原产产物物，这这两两部部分分中中氮氮原原子子的的总总物物质质的的量量等等于于反反应应消消耗耗的的HNO3中中氮原子的物质的量。氮原子的物质的量。(2)得失电子守恒法得失电子守恒法HNO3与与金金属属的的反反应应属属于于氧氧化化还还原原反反应应，HNO3中中氮氮原原子子得得到电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。到电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。【典例典例4】(2013安安徽徽江江南南十十校校，13)将将9 g铜铜和和铁铁的的混混合合物物投投入入100 mL稀稀硝硝酸酸中中，充充分分反反应应后后得得到到标标准准状状况况下下1.12 L NO，剩剩余余4.8 g金金属属；继继续续加加入入100 mL等等浓浓度度的的稀稀硝硝酸酸，金金属属完完全全溶溶解解，又又得得到到标标准准状状况况下下1.12 L NO。若若向向反反应应后后的的溶溶液中加入液中加入KSCN溶液，溶液不变红，则下列说法正确的是溶液，溶液不变红，则下列说法正确的是()。A原混合物中铜和铁各原混合物中铜和铁各0.075 molB稀硝酸的物质的量浓度为稀硝酸的物质的量浓度为0.5 molL1C第一次剩余第一次剩余4.8 g金属为铜和铁金属为铜和铁D再再加加入入上上述述100 mL稀稀硝硝酸酸，又又得得到到标标准准状状况况下下1.12 L NO答案答案A有关金属与硝酸反应的相关计算的思维模型有关金属与硝酸反应的相关计算的思维模型【应用应用4】(2013石石家家庄庄质质检检)FeS与与一一定定浓浓度度的的HNO3反反应应，生生成成Fe(NO3)3、Fe2(SO4)3、NO2、N2O4、NO和和H2O，当当NO2、N2O4、NO的的物物质质的的量量之之比比为为1 1 1时时，实实际际参参加加反反应应的的FeS与与HNO3的物质的量之比为的物质的量之比为 ()。A1 6 B16 25C2 11 D1 7解解析析设生生成成的的NO2、N2O4、NO的的物物质的的量量均均为1 mol，则有有4 mol HNO3参参加加氧氧化化还原原反反应，共共得得到到6 mol电子子，当当1 mol FeS生生成成硝硝酸酸铁、硫硫酸酸铁时化化合合价价的的变化化为铁升升高高1，硫硫升升高高8，即即共共失失去去9 mol电子子，所所以以参参加加氧氧化化还原原反反应FeS与与HNO3的的物物质的的量量之之比比为16。但但是是生生成成物物中中还有有硝硝酸酸铁，因因而而有有一一部部分分硝硝酸酸起起了了酸酸性性介介质的的作作用用，通通过元元素素守守恒恒可可得得化化学方程式中学方程式中FeS与与HNO3的系数之比的系数之比为642，即，即17。答案答案D 简答答题评分分时是是按按答答题要要点点进行行的的，所所以以语言言叙叙述述要要符符合合逻辑关关系系，前前因因后后果果要要明明确确，分分点点叙叙述述“因因”应指指“化化学学原原理理”，只只有有紧扣扣原原理理去去分分析析问题，逐逐步步解解答答才才能能得得到到相相应分数，答分数，答题时要注意要注意语言的准确，化学用言的准确，化学用语的的规范。范。试卷采样试卷采样(10分分)如如图图所所示示，将将中中生生成成的的NH3缓缓缓缓经经过过通通入入充充满满干干燥燥Cl2的的试试管管中中，已已知知2NH33Cl2=N26HCl，试试回回答答下列问题：下列问题：当场指导当场指导答题要素答题要素(1)现象描述要全面：看到的、听到的、摸到的、象描述要全面：看到的、听到的、摸到的、闻到的。到的。(2)现象描述要准确：如象描述要准确：如A试管中管中、B处有有(3)按按“现象象结论”格格式式描描述述，忌忌现象象结论不不分分、由由结论推推现象、指出具体生成物的名称。象、指出具体生成物的名称。得分点及关键词得分点及关键词针对不同状不同状态可按以下模板回答：可按以下模板回答：(1)溶溶液液中中颜色色由由变成成，液液面面上上升升或或下下降降(形形成成液液面面差差)，溶溶液液变浑浊，生生成成(产生生)沉沉淀淀，溶溶液液发生生倒倒吸，吸，产生大量气泡生大量气泡(或有气体从溶液中逸出或有气体从溶液中逸出)，有液体溢出等。，有液体溢出等。(2)固固体体表表面面产生生大大量量气气泡泡，逐逐渐溶溶解解，体体积逐逐渐变小小(变细)，颜色由色由变成成等。等。(3)气气体体生生成成色色(味味)气气体体，气气体体由由色色变成成色，先色，先变后后(加深、加深、变浅、褪色浅、褪色)等。等。Hold住考向住考向考向考向1氮的氧化物的性质及相关计算氮的氧化物的性质及相关计算5年年8考考考向考向2氨和铵盐的性质及相关实验氨和铵盐的性质及相关实验5年年6考考考向考向3硝酸的性质及在工农业生产中的综硝酸的性质及在工农业生产中的综合应用合应用5年年6考考名师揭秘名师揭秘 氮氮及及其其化化合合物物的的有有关关知知识识是是每每年年高高考考的的必必考考内内容容。其其中中有有关关氮氮的的氧氧化化物物的的计计算算、金金属属与与硝硝酸酸反反应应的的相相关关计计算算、物物质质的的推推断断和和检检验验、以以工工业业、农农业业生生产产为为背背景景，有有关关氮氮的的化化合合物物的的实实验验探探究究和和评评价价，是是高高考考考考查查的的重重点点，2014年年高高考考对对此此部部分的考查将保持不变。分的考查将保持不变。2(2012江江苏苏单单科科，16)利利用用石石灰灰乳乳和和硝硝酸酸工工业业的的尾尾气气(含含NO、NO2)反反应应，既既能能净净化化尾尾气气，又又能能获获得得应应用用广广泛泛的的Ca(NO2)2，其部分工艺流程如下：，其部分工艺流程如下：(3)该该工工艺艺需需控控制制NO和和NO2物物质质的的量量之之比比接接近近1 1。若若n(NO)n(NO2)1 1，则则会会导导致致_；若若n(NO)n(NO2)1 1，则则会会导导致致_。(4)生生产产中中溶溶液液需需保保持持弱弱碱碱性性，在在酸酸性性溶溶液液中中Ca(NO2)2会会发发生生 分分 解解，产产 物物 之之 一一 是是 NO，其其 反反 应应 的的 离离 子子 方方 程程 式式 为为_。1(2012四四川川理理综综，28)甲甲、乙乙两两个个研研究究性性学学习习小小组组为为测测定定氨分子中氮、氢原子个数比，设计了如下实验流程：氨分子中氮、氢原子个数比，设计了如下实验流程：实实验验中中，先先用用制制得得的的氨氨气气排排尽尽洗洗气气瓶瓶前前所所有有装装置置中中的的空空气气，再再连连接接洗洗气气瓶瓶和和气气体体收收集集装装置置，立立即即加加热热氧氧化化铜铜。反反应应完完成成后，黑色的氧化铜转化为红色的铜。后，黑色的氧化铜转化为红色的铜。下下图图A、B、C为为甲甲、乙乙两两小小组组制制取取氨氨气气时时可可能能用用到到的的装装置置，D为盛有浓硫酸的洗气瓶。为盛有浓硫酸的洗气瓶。甲甲小小组组测测得得：反反应应前前氧氧化化铜铜的的质质量量m1 g、氧氧化化铜铜反反应应后后剩剩余余固固体体的的质质量量m2 g、生生成成氮氮气气在在标标准准状状况况下下的的体体积积V1 L。乙乙小小组组测测得得：洗洗气气前前装装置置D的的质质量量m3 g、洗洗气气后后装装置置D的的质质量量m4 g、生成氮气在标准状况下的体积、生成氮气在标准状况下的体积V2 L。请回答下列问题：请回答下列问题：(1)写出仪器写出仪器a的名称：的名称：_。(2)检查检查A装置气密性的操作是装置气密性的操作是_。(3)甲甲、乙乙两两小小组组选选择择了了不不同同的的方方法法制制取取氨氨气气。请请将将实实验验装装置置的字母编号和制备原理填写在下表的空格中。的字母编号和制备原理填写在下表的空格中。实验装实验装置置实验药品实验药品制备原理制备原理甲甲小小组组A氢氧化钙、氢氧化钙、硫酸铵硫酸铵反应的化学方程式为：反应的化学方程式为：_乙乙小小组组_浓氨水、氢浓氨水、氢氧化钠氧化钠用化学平衡原理分析氢氧化用化学平衡原理分析氢氧化钠的作用：钠的作用：_(4)甲甲小小组组用用所所测测数数据据计计算算出出氨氨分分子子中中氮氮、氢氢的的原原子子个个数数之之比为比为_。(5)乙乙小小组组用用所所测测数数据据计计算算出出氨氨分分子子中中氮氮、氢氢的的原原子子个个数数比比明明显显小小于于理理论论值值，其其原原因因是是_。为为此此，乙乙小小组组在在原原有有实实验验的的基基础础上上增增加加了了一一个个装装有有某某药药品品的的实实验验仪仪器器，重重新新实实验验。根根据据实实验验前前后后该该药药品品的的质质量量变变化化及及生生成成氮氮气气的的体体积，得出了合理的实验结果。该药品的名称是积，得出了合理的实验结果。该药品的名称是_。(5)未未参参加加反反应的的氨氨气气与与水水蒸蒸气气一一起起被被浓硫硫酸酸吸吸收收了了，导致致计算算中中水水的的质量量增增大大，求求得得氢原原子子的的物物质的的量量增增大大，最最终求求得得氨氨分分子子中中氮氮、氢原原子子个个数数比比明明显比比理理论值偏偏小小。可可以以选用用只吸收水分而不吸收氨气的只吸收水分而不吸收氨气的药品品(如碱石灰等如碱石灰等)及相及相应的装置。的装置。2(2009上上海海，4)用用浓浓氯氯化化铵铵溶溶液液处处理理过过的的舞舞台台幕幕布布不不易易着火。其原因是着火。其原因是 ()。幕幕布布的的着着火火点点升升高高幕幕布布的的质质量量增增加加氯氯化化铵铵分分解解吸吸收收热热量量，降降低低了了温温度度氯氯化化铵铵分分解解产产生生的的气气体体隔隔绝绝了了空气空气A B C D解解析析氯化化铵分分解解吸吸收收热量量，能能降降低低火火焰焰温温度度，并并且且分分解解产生生的的氯化化氢和和氨氨气气能能隔隔绝空空气气，破破坏坏了了可可燃燃物物的的燃燃烧条条件，故能使幕布不易着火。件，故能使幕布不易着火。答案答案B(2009北北京京理理综综，27)某某学学习习小小组组探探究究浓浓、稀稀硝硝酸酸氧氧化化性性的的相相对对强强弱弱，按按下下图图装装置置进进行行实实验验(夹夹持持仪仪器器已已略略去去)。实实验验表表明明浓浓硝硝酸酸能能将将NO氧氧化化成成NO2，而而稀稀硝硝酸酸不不能能氧氧化化NO。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。可可选选药药品品：浓浓硝硝酸酸、3 molL1稀稀硝硝酸酸、蒸蒸馏馏水水、浓浓硫硫酸酸、氢氢氧化钠溶液及二氧化碳氧化钠溶液及二氧化碳已知：氢氧化钠溶液不与已知：氢氧化钠溶液不与NO反应，能与反应，能与NO2反应。反应。2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O(1)实实验验应应避避免免有有害害气气体体排排放放到到空空气气中中。装装置置、中中盛放的药品依次是盛放的药品依次是_。(2)滴滴加加浓浓硝硝酸酸之之前前的的操操作作是是检检查查装装置置的的气气密密性性，加加入入药药品品，打开弹簧夹后打开弹簧夹后_。(3)装装 置置 中中 发发 生生 反反 应应 的的 化化 学学 方方 程程 式式 是是_。(4)装装置置的的作作用用是是_，发发生生反反应应的的化化学学方方程程式式是是_。(5)该该 小小 组组 得得 出出 的的 结结 论论 依依 据据 的的 实实 验验 现现 象象 是是_。(6)实实验验结结束束后后，同同学学们们发发现现装装置置中中溶溶液液呈呈绿绿色色，而而不不显显蓝蓝色色。甲甲同同学学认认为为是是该该溶溶液液中中硝硝酸酸铜铜的的质质量量分分数数较较高高所所致致，而而乙乙同同学学认认为为是是该该溶溶液液中中溶溶解解了了生生成成的的气气体体。同同学学们们分分别别设设计计了了以以下下4个个实实验验来来判判断断两两种种看看法法是是否否正正确确。这这些些方方案案中中可可行的是行的是(选填序号字母选填序号字母)_。a加热该绿色溶液，观察颜色变化加热该绿色溶液，观察颜色变化b加水稀释该绿色溶液，观察颜色变化加水稀释该绿色溶液，观察颜色变化c向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化d向向饱饱和和硝硝酸酸铜铜溶溶液液中中通通入入浓浓硝硝酸酸与与铜铜反反应应产产生生的的气气体体，观察颜色变化观察颜色变化解解析析本本题主主要要考考查HNO3的的性性质、化化学学实验设计和和评价价的的能力。能力。(1)根根据据装装置置特特点点和和实验目目的的，装装置置收收集集NO，装装置置中中盛盛放放NaOH溶溶液液吸吸收收NO2，因因为要要验证稀稀硝硝酸酸不不能能氧氧化化NO，所所以以装装置置中中应该盛盛放放稀稀硝硝酸酸。(2)由由于于装装置置中中残残存存的的空空气气能能氧氧化化NO而而对实验产生生干干扰，所所以以滴滴加加浓硝硝酸酸之之前前需需要要通通入入一一段段时间CO2赶赶走走装装置置中中的的空空气气，同同时也也需需将将装装置置中中导管管末端伸入倒置的末端伸入倒置的烧瓶内，防止反瓶内，防止反应产生的生的NO气体逸出。气体逸出。(3)Cu与与 浓 HNO3反反 应 生生 成成 Cu(NO3)2、NO2、H2O；Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O。(4)装装置置中中盛盛放放 蒸蒸 馏 水水，使使 NO2与与 H2O反反 应 生生 成成 NO：3NO2H2O=2HNO3NO。(5)NO通通过稀稀HNO3溶溶液液后后，若若无无红棕棕色色NO2产生生，说明明稀稀HNO3不不能能氧氧化化NO，所所以以盛盛放放稀稀HNO3装装置置的的液液面面上上方方没没有有颜色色变化化即即可可说明明。装装置置中中盛盛放放的的是是浓HNO3，若若浓HNO3能能氧氧化化NO，则装装置置液液面面的的上上方方会会产生生红棕色气体。棕色气体。(6)要要证明明是是Cu(NO3)2溶溶液液浓度度过高高或或是是溶溶解解了了NO2导致致装装置置中中溶溶液液呈呈绿色色，可可设计实验方方案案(a、c方方案案)将将溶溶解解的的NO2赶赶走走再再观察察颜色色变化化，也也可可在在Cu(NO3)2浓溶溶液液中中通通入入NO2进行行比比较观察察反反应后后的的颜色色变化化(d方方案案)，确确定定是是否否是是因因溶溶有有NO2引引起起的的。方方案案b中中由由于于Cu(NO3)2和和溶溶解解在在其其中中的的NO2浓度均可度均可发生生变化，无法确定是哪一种因素引起的。化，无法确定是哪一种因素引起的。答案答案(1)3 molL1稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液(2)通通入入CO2一一段段时时间间，关关闭闭弹弹簧簧夹夹，将将装装置置中中导导管管末末端端伸伸入倒置的烧瓶内入倒置的烧瓶内(3)Cu4HNO3(浓浓)=Cu(NO3)22NO22H2O(4)将将NO2转化为转化为NO3NO2H2O=2HNO3NO(5)装装置置中中液液面面上上方方气气体体仍仍为为无无色色，装装置置中中液液面面上上方方气气体由无色变为红棕色体由无色变为红棕色(6)acd【常常见见考考点点】化化学学是是一一门门以以实实验验为为基基础础的的学学科科，化化学学教教学学更更是是离离不不开开实实验验教教学学，实实验验教教学学可可以以使使学学生生观观察察到到语语言言难难以以表表达达清清楚楚的的实实验验现现象象，增增强强更更直直观观的的感感性性认认识识。化化学学实实验验教教学学中中力力求求利利用用最最少少的的实实验验药药品品获获得得最最佳佳的的实实验验效效果果、最最大大限限度度地地减减少少废废弃弃物物，在在化化学学实实验验过过程程中中要要渗渗透透绿绿色色化化学学思思想想，提提高高人人们们的的环环保保意意识识。近近几几年年的的高高考考命命题题中中也也充充分分体现了这一点。体现了这一点。【高考题型高考题型】简答题简答题【样样题题1】(2013南南京京高高三三模模拟拟)工工业业尾尾气气中中的的氮氮氧氧化化物物常常用用氨氨催催化化吸吸收收法法，原原理理是是NH3与与NOx反反应应生生成成无无毒毒物物质质。某某同同学学采采用用以以下下装装置置和和步步骤骤模模拟拟工工业业上上氮氮氧氧化化物物的的处处理理过过程。程。(一一)提供的装置提供的装置(二二)NH3的制取的制取(1)下下列列有有关关实实验验室室制制备备气气体体的的说说法法正正确确的的是是_(填填序序号号)。可可以以用用排排饱饱和和食食盐盐水水的的方方法法收收集集氯氯气气用用赤赤热热的的炭炭与与水水蒸蒸气气反反应应制制取取氢氢气气实实验验室室制制氧氧气气有有时时需需要要加加热热，有有时时不不需需要要加加热热用用无无水水氯氯化化钙钙干干燥燥氨氨气气用用浓浓盐盐酸酸洗洗涤涤高高锰锰酸钾分解制氧气的试管酸钾分解制氧气的试管(2)从从所所提提供供的的装装置置中中选选取取一一个个能能制制取取氨氨气气的的装装置置：_(填序号填序号)。(3)当当采采用用你你所所选选用用的的装装置置制制取取氨氨气气时时，相相应应反反应应的的化化学学方方程式是程式是_。(三三)模拟尾气的处理模拟尾气的处理选选用用上上述述部部分分装装置置，按按下下列列顺顺序序连连接接成成模模拟拟尾尾气气处处理理装装置置，回答有关问题：回答有关问题：(4)A中中反反应应的的离离子子方方程程式式为为_。(5)D装置中的液体可换成装置中的液体可换成_(填序号填序号)。aCuSO4 bH2O cCCl4 d浓硫酸浓硫酸(6)该该同同学学所所设设计计的的模模拟拟尾尾气气处处理理实实验验还还存存在在的的明明显显缺缺陷陷是是_。【样样题题2】为为了了证证明明铜铜与与稀稀硝硝酸酸反反应应产产生生一一氧氧化化氮氮，某某校校学学生生实实验验小小组组设设计计了了一一个个实实验验，其其装装置置如如下下图图所所示示(加加热热装装置置和和固固定定装装置置均均已已略略去去)，B为为一一个个用用金金属属丝丝固固定定的的干干燥燥管管，内内装装块块状状碳碳酸酸钙钙固固体体；E为为一一个个空空的的蒸蒸馏馏烧烧瓶瓶；F是是用用于于鼓入空气的双连打气球。鼓入空气的双连打气球。(1)实实验验时时，先先将将B装装置置下下移移，使使碳碳酸酸钙钙与与稀稀硝硝酸酸接接触触产产生生气气体体，当当C处处产产生生白白色色沉沉淀淀时时，立立刻刻将将B装装置置上上提提，使使之之与与稀稀硝硝酸酸 分分 离离。该该 组组 学学 生生 设设 计计 此此 步步 操操 作作 的的 目目 的的 为为_。(2)将将A中中铜铜丝丝放放入入稀稀硝硝酸酸中中，给给装装置置A微微微微加加热热，在在装装置置A中中 产产 生生 无无 色色 气气 体体，其其 反反 应应 的的 化化 学学 方方 程程 式式 为为_。(3)装装置置E中中开开始始时时出出现现浅浅红红棕棕色色气气体体，用用F向向E中中鼓鼓入入空空气气后后，可可观观察察到到烧烧瓶瓶E内内气气体体颜颜色色加加深深，产产生生上上述述现现象象的的原原因因是是_。(4)一一 段段 时时 间间 后后，C中中 白白 色色 沉沉 淀淀 溶溶 解解，其其 原原 因因 是是_。(5)装置装置D的作用是的作用是_。解解析析要要验证铜与与稀稀硝硝酸酸反反应生生成成一一氧氧化化氮氮，则应将将装装置置中中的的O2排排出出。当当B中中的的CaCO3与与稀稀硝硝酸酸接接触触时，生生成成CO2气气体体。CO2气气体体可可将将A中中空空气气排排尽尽，但但由由于于CO2的的密密度度大大于于空空气气的的密密度度，因因此此E中中采采用用向向下下排排空空气气法法是是不不能能将将空空气气排排尽尽的的。由由于于E中中有有残残留留的的少少量量O2，因因此此当当有有NO生生成成时，E中中有有少少量量的的NO2生生成成，从从F鼓鼓入入空空气气时，E中中生生成成的的NO2增增加加，红棕棕色色加加深深。随随着着反反应的的不不断断进行行，E中中生生成成的的NO2会会被被排排入入C，在在C中中与与水水反反应生生成成硝硝酸酸，将将原原来来生生成成的的CaCO3沉沉淀淀溶溶解解。D装装置置用用来吸收尾气，防止来吸收尾气，防止污染染环境。境。答案答案(1)产生二氧化碳，排出装置中的空气产生二氧化碳，排出装置中的空气(2)3Cu8HNO3(稀稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O(3)二二氧氧化化碳碳密密度度大大于于空空气气，未未能能排排尽尽烧烧瓶瓶中中的的空空气气，少少量量NO与与空空气气中中的的氧氧气气反反应应生生成成少少量量的的红红棕棕色色的的NO2；鼓鼓入入空空气气后，后，NO与氧气反应，生成大量的红棕色二氧化氮与氧气反应，生成大量的红棕色二氧化氮(4)二二氧氧化化氮氮与与水水反反应应生生成成硝硝酸酸，硝硝酸酸使使白白色色沉沉淀淀碳碳酸酸钙钙溶溶解解(5)吸收尾气，防止污染大气吸收尾气，防止污染大气