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第,12,讲氮及其化合物,考点一,考点二,考点三,高考真题演练,随堂过关训练,考点四,考点一,考点一氮气及氮的氧化物,必备知识梳理,夯实学科基础,1.,氮的存在和氮的固定,游离,人工,化合,2,氮气,(1),物理性质：无色无味气体，密度比空气略小，难溶于水。,(2),化学性,质,写出有关化学方程式,：,_,；,_,；,_,。,特别提醒,(,1)N,2,到,NO,2,不能一步转化完成。,(,2)Mg,3,N,2,只能干态制取，遇水强烈反应，生成氢氧化镁沉淀，放出氨气。,3.,氮的氧化物,(1),氮有多种价态的氧化物：,N,2,O,、,NO,、,N,2,O,3,、,NO,2,、,N,2,O,4,、,N,2,O,5,等，其中属于酸性氧化物的是,_,、,_,。,(2)NO,和,NO,2,性质的比较,NO,NO,2,物理性质,颜色,_,_,毒性,有毒,有毒,溶解性,不溶于水,易溶于水,化学性质,与,O,2,反应,2NO,O,2,=,=2NO,2,能与,H,2,O,反应,3NO,2,H,2,O,=,=2HNO,3,NO,N,2,O,3,N,2,O,5,无色,红棕色,特别提醒,(1),氮的氧化物都有毒，其中,NO,2,与,N,2,O,4,存在下列平衡：,2NO,2,N,2,O,4,，因此实验测得,NO,2,的相对分子质量总大于,46,。,(2),验证某无色气体为,NO,的方法是向无色气体中通入,O,2,(,或空气,),，无色气体变为红棕色。,(3)NO,与血红蛋白结合使人中毒。,4.,氮氧化物对环境的污染及防治,(1),常见的污染类型,光化学烟雾,NO,x,在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生一种有毒的烟雾,酸雨,NO,x,排入大气中后，与水反应生成,HNO,3,和,HNO,2,，随雨雪降到地面,破坏臭氧层,NO,2,可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加,(2),常见的,NO,x,尾气处理方法,碱液吸收法：,_,_,_,、,_,_,_,。,NO,2,、,NO,的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是,n,(NO,2,)_,n,(NO),，一般适合于工业尾气中,NO,x,的处理。,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,2,),或,NO,x,与,CO,在一定温度下催化转化为无毒气体,(N,2,和,CO,2,),，一般适用于汽车尾气的处理。,2NO,2,2NaOH,=,=NaNO,3,NaNO,2,H,2,O,NO,2,NO,2NaOH,=,=2NaNO,2,H,2,O,5,氮的氧化物的有关计算,(1),关系式法,NO,和,O,2,的混合气体通入水中,由,2NO,O,2,=,=2NO,2,和,3NO,2,H,2,O,=,=2HNO,3,NO,得总反应为,4NO,3O,2,2H,2,O,=,= 4HNO,3,。,NO,2,和,O,2,的混合气体通入水中,由,3NO,2,H,2,O,=,=2HNO,3,NO,和,2NO,O,2,=,=2NO,2,得总反应为,4NO,2,O,2,2H,2,O,=,= 4HNO,3,。,NO,、,NO,2,和,O,2,三种混合气体通入水中,先按,3NO,2,H,2,O,=,=2HNO,3,NO,计算出生成,NO,的体积，再加上原来混合气体中,NO,体积，再按,(1),计算。,(2),电子守恒法,NO,x,转化为硝酸时失去电子，如果是,NO,x,与,O,2,的混合气体，则反应中,O,2,得到的电子数与,NO,x,失去的电子数相等。,4NO,2,O,2,和,4NO,3O,2,从组成上均相当于,2N,2,O,5,，都与,N,2,O,5,H,2,O,=,=2HNO,3,等效；当,NO,、,NO,2,、,O,2,的混合气体溶于水时利用混合气体中,N,、,O,原子个数比进行分析判断。,易错易混辨析,(,错误的说明错因,),(1),固氮反应一定属于氧化还原反应。,(,),错因：,_,。,(2)N,2,分子的结构稳定，因而氮气不支持任何物质的燃烧。,(,),错因：,_,。,(,3)N,2,与,O,2,在放电条件下直接化合成,NO,2,。,(,),错因：,_,。,(,4)NO,2,与水反应生成硝酸，故,NO,2,是酸性氧化物。,(,),错因：,_,。,(,5),制取二氧化氮时，用水或,NaOH,溶液吸收尾气。,(,),错因：,_,。,Mg,可以在氮气中燃烧,放电条件下，,N,2,与,O,2,生成,NO,NO,2,与,H,2,O,反应生成,HNO,3,和,NO,，所以,NO,2,不是酸性氧化物,NO,2,与水反应生成硝酸和,NO,，不能用水吸收，但可以用,NaOH,溶液吸收,(6),溴蒸气和,NO,2,都是红棕色气体，可用湿润的淀粉,KI,试纸和,NaOH,溶液鉴别。,(,),错因：,_,。,(7)CO,、,NO,、,NO,2,都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在。,(,),错因：,_,。,(8),用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反应产生的气体。,(,),错因：,_,。,(9)NO,2,溶于水时，,NO,2,是氧化剂，水是还原剂。,(,),错因：,_,。,溴蒸气和,NO,2,都能使湿润的淀粉,KI,试纸变蓝。,NO,与空气中的,O,2,反应,Cu,与稀硝酸生成,NO,，,NO,与空气中的,O,2,反应，不能用排空气法收集,NO,2,与,H,2,O,反应，,NO,2,既是氧化剂又是还原剂,深度思考,(1),结合,N,2,、,NO,、,NO,2,的化学性质，用化学方程式解释,“,雷雨发庄稼,”,的科学道理,。,_,。,(2)NO,2,和溴蒸气均为红棕色气体，你用哪些实验方法鉴别二者？写出所用试剂和区别的现象。,方案一：试剂,_,，,现象,_,。,方案二：试剂,_,，,现象,_,。,方案三：试剂,_,，,现象,_,。,2NO,O,2,=,=2NO,2,3NO,2,H,2,O,=,=2HNO,3,NO,AgNO,3,溶液,NO,2,中,AgNO,3,溶液无明显变化，溴蒸气中产生浅黄色沉淀,CCl,4,(,或汽油,),NO,2,中,CCl,4,(,或汽油,),仍为无色，溴蒸气中,CCl,4,(,或汽油,),的颜色加深,蒸馏水,NO,2,溶于水，溶液无色，溴蒸气溶于水，溶液为橙,色,题组强化训练,形成关键能力,题组一,氮及其氧化物的性质和应用,1,德国科学家格哈德,埃特尔的成就之一是证实了气体在固体催化剂表面进行的反应，开创了表面化学的方法论。在汽车尾气净化装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示。下列说法正确的是,(,),A,NO,2,是该过程的最终产物,B,NO,和,O,2,必须在催化剂表面才能反应,C,汽车尾气的主要污染成分是,CO,2,和,NO,D,该催化转化的总化学方程式：,2NO,O,2,4CO,4CO,2,N,2,答案：,D,解析：,A,项，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程中先生成二氧化氮，然后在催化剂表面和一氧化碳反应，最终生成无毒气体，起到尾气净化的作用，错误；,B,项，,NO,和,O,2,在常温下就会发生反应，错误；,C,项，汽车尾气的主要污染成分是,CO,、,NO,、,NO,2,等，错误；,D,项，尾气处理净化的目的是把有毒的污染气体在催化剂作用下转化为空气中的无毒成分，化学方程式为,2NO,O,2,4CO,4CO,2,N,2,，正好是过程图中的变化，正确。,2,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 gL,1,B,等于,2.054 gL,1,C,在,1.369 gL,1,和,2.054 gL,1,之间,D,大于,2.054 gL,1,答案：,D,解析：,一氧化氮与氧气恰好发生反应生成了二氧化氮，,2NO,O,2,=,=,2NO,2,2 1 2,22.4 mL 11.2 mL 22.4 mL,反应后生成了,22.4 mL,二氧化氮，假设二氧化氮的体积不变，则容器中气体的密度为,(NO,2,),2.054 gL,1,，因存在转化平衡：,2NO,2,N,2,O,4,，则混合气体的体积小于,22.4 mL,，所以容器中气体的密度应大于,2.054 gL,1,。,题组二氮氧化物对环境的污染及防治,3,光化学烟雾是由氮氧化物、碳氢化合物等发生光化学反应形成的二次污染物，形成过程如图所示。下列说法正确的是,(,),A,光化学烟雾中各成分都具有强还原性,B,汽车尾气排放的氮氧化物来源于燃油中的含氮物质,C,燃油汽车安装废气净化装置有利于遏制光化学烟雾的发生,D,同一地区，相同条件下，冬季比夏季更易生成光化学烟雾,答案：,C,解,析：,根据图示，光化学烟雾中含,O,3,、,HNO,3,等强氧化性物质，故,A,错误；汽车燃油一般是汽油，汽油来自石油的分馏和裂化，石油是多种碳氢化合物组成的混合物，不含,N,元素，故,B,错误；燃油汽车安装废气净化装置，可减少,NO,、碳氢化合物等污染物的排放，有利于遏制光化学烟雾的发生，故,C,正确；夏季日照强度大，是光化学烟雾的多发季节，故,D,错误。,4.,工业上常采用生物硝化法将,转化为,来处理氨氮废水，工作流程如图，下列说法错误的是,(,),A,生物硝化法处理废水，会导致水体,pH,逐渐下降：,2H,H,2,O,B,长期过量使用,NH,4,Cl,等铵态化肥，易导致土壤酸化，水体富营养化,C,检验,所需的试剂是浓,NaOH,溶液、湿润的蓝色石蕊试纸,D,微生物保持活性的,pH,范围为,7,9,，可以加入石灰石来调节水体的,pH,答案：,C,解,析：,NH,4,Cl,水解呈酸性，长期过量使用会导致土壤酸化，也会导致水体富营养化，,B,项正确；检验,应使用红色石蕊试纸，,C,项错误；生物硝化法处理废水会使水体呈酸性，可以加入石灰石与,H,反应来调节水体的,pH,，,D,项正确,。,题组三,NO,x,与,H,2,O,、,O,2,反应的计算,5,在一定条件下，将,NO,2,和,O,2,的混合气体,12 mL,通入足量水中，充分反应后剩余,2 mL,气体,(,同温同压下,),，则原混合气体中氧气的体积为,(,),1.2 mL,2.4 mL,3 mL,4 mL,A,B,C,D,答案：,D,解析：,混合气体通入水中，涉及的反应有,4NO,2,O,2,2H,2,O,=,=4HNO,3,，,3NO,2,H,2,O,=,=2HNO,3,NO,。剩余气体为,NO,或,O,2,。若剩余的气体是,O,2,，则,V,(NO,2,),(12,2)mL,8 mL,，,V,(O,2,),12 mL,8 mL,4 mL,。若剩余的气体是,NO(2 mL),6 mL NO,2,，则,V,(O,2,),(12,6)mL,1.2 mL,。,6,如图所示，相同条件下，两个容积相同的试管分别装满,NO,2,和,NO,气体，分别倒置于水槽中，然后通过导管缓慢通入氧气，边通边慢慢摇动试管，直到两个试管内充满液体。假设试管内的溶质不向水槽中扩散，则两个试管内溶液物质的量浓度之比为,(,),A,1,1 B,5,7 C,7,5 D,4,3,答案：,A,解,析：,NO,2,、,NO,装满试管，则体积相同，根据阿伏加德罗定律：,n,(NO,2,),n,(NO),，根据氮原子守恒所得硝酸的物质的量相同，溶液的体积相同，所以两个试管中溶液物质的量浓度之比为,1,1,。,考点二,必,备知识梳理,夯实学科基础,1,.,物理性质：,硝酸是无色易,_,的液体，有,_,气味。,2,化学性质,(,1),不稳定性反应：,_,。,挥发,刺激性,(2),强氧化性,浓、稀硝酸均具有强氧化性，浓度越大，氧化性越强，其还原产物的价态越高。还原产物一般为,HNO,3,(,浓,),_,，,HNO,3,(,稀,),_,。,能与金属反应,稀硝酸与铜反应的化学方程式：,_,浓硝酸与铜反应的化学方程式：,_,能与非金属反应,浓硝酸与,C,反应的化学方程式：,_,能与还原性,化合物反应,可氧化,Fe,2,、,H,2,S,、,SO,2,、,Na,2,SO,3,、,HI,等还原性物质。,如与,FeSO,4,溶液反应,：,_,_,_,NO,2,NO,3Cu,8HNO,3,(,稀,),=,=3Cu(NO,3,),2,2NO,4H,2,O,Cu,4HNO,3,(,浓,),=,=Cu(NO,3,),2,2NO,2,2H,2,O,C,4HNO,3,(,浓,),CO,2,4NO,2,2H,2,O,=,=3Fe,3,NO,2H,2,O,特,别提醒,常温下，铁、铝遇浓硝酸能发生,“,钝化,”,，并非不反应，故浓硝酸可以用铁桶盛放,。,(3),与有机物反应,硝化反应,(,与,反应,),：,_,；,显色反应：含有苯基的蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。,3,工业制法,(1)NH,3,在催化剂作用下与,O,2,反应生成,NO,：,_,。,(2)NO,进一步氧化生成,NO,2,：,_,。,(,3),用水吸收,NO,2,生成,HNO,3,：,_,。,2NO,O,2,=,=2NO,2,3NO,2,H,2,O,=,=2HNO,3,NO,易错易混辨析,(,错误的说明错因,),(1),实验室也可用锌粒与稀硝酸制取氢气,(,),错因：,_,。,(2),常温下，铁、铝在浓硝酸中的钝化为化学变化,(,),错因：,_,。,(,3),可用稀硝酸与,FeS,固体反应制取,H,2,S(,),错因：,_,。,(,4),铜溶于稀硝酸不能体现硝酸的酸性,(,),错因：,_,。,(,5),过量的铜与浓硝酸反应，产物中一定有,NO,。,(,),错因：,_,。,HNO,3,有强氧化性，与金属反应时不放出,H,2,HNO,3,会将,2,价的硫氧化成单质硫,Cu,与,HNO,3,反应，生成,Cu(NO,3,),2,，体现,HNO,3,的酸性,(6)Fe,与稀硝酸、稀硫酸反应均有气泡产生，说明,Fe,与两种酸均发生置换反应。,(,),错因：,_,。,(7)1 mol Fe,与足量的稀硝酸反应，转移,2,N,A,个电子。,(,),错因：,_,。,(8),在酸性条件下,与,I,、,Fe,2,、,等离子能大量共存,(,),错因：,_,。,(9),向稀硝酸中加入,Na,2,SO,3,溶液，发生反应的离子方程式为,2H,=,=SO,2,H,2,O,。,(,),错因：,_,。,Fe,与稀硫酸反应为置换反应，,Fe,与稀硝酸不是置换反应,1 mol Fe,与足量稀硝酸反应，转移,3N,A,个电子,在酸性条件下有强氧化性，会将,I,、,Fe,2,、,等还原性离子氧化,稀硝酸中和,Na,2,SO,3,发生的离子反应为,2H,=,=,2NO,H,2,O,特别提醒,(1)HNO,3,与金属反应一般不能产生,H,2,。,(2),硝酸的还原产物不只有,NO,2,和,NO,，很稀的硝酸还原产物也可能为,N,2,O,、,N,2,或,NH,4,NO,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,3,的离子反应常见的易错问题,忽视,在酸性条件下的强氧化性。在酸性条件下,不能与,Fe,2,、,I,、,、,S,2,等还原性较强的离子大量共存。,在书写离子方程式时，忽视,HNO,3,的强氧化性，将氧化还原反应简单地写成复分解反应，如易错易混辨析中的,(3),深度思考,(1),将浓硝酸存放在无色试剂瓶中，一段时间后观察到溶液变黄，用化学方程式解释变黄的原因，由此得到启示，如何保存浓硝酸？,_,。,(2),用动态观点理解,Cu,与浓,HNO,3,的反应,向一定量的浓硝酸中加入过量的铜片。,反应开始阶段产生,_,色,气体，化学方程式,为,_,。,反应进行一段时间后又产生无色气体，此时的化学方程式为,_,。,待反应停止后，再加入少量的稀硫酸，这时,Cu,片上又有气泡产生，原因是,_,。,浓硝酸应保存在棕色试剂瓶中，并置于阴凉处。,红棕,Cu,4HNO,3,(,浓,),=,=Cu(NO,3,),2,2NO,2,2H,2,O,3Cu,8HNO,3,(,稀,),=,=3Cu(NO,3,),2,2NO,4H,2,O,加入稀硫酸后，氢离子与原溶液中硝酸根离子构成强氧化性酸,，,又,能与过量的铜反应,4,金属与硝酸反应的计算,(1),金属与硝酸反应计算的思维流程,(2),“,四法,”,突破金属与硝酸的计算,原子守恒法,HNO,3,与金属反应时，一部分,HNO,3,起酸的作用，以,的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂转化为还原产物，这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的,HNO,3,中氮原子的物质的量,得失电子,守恒法,HNO,3,与金属的反应属于氧化还原反应，,HNO,3,中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量,电荷守恒法,HNO,3,过量时反应后溶液中,(,不考虑,),c,(H,),nc,(M,n,)(M,n,代表金属离子,),离子方程,式计算法,金属与,H,2,SO,4,、,HNO,3,的混合酸反应时，由于硝酸盐中,在,H,2,SO,4,提供,H,的条件下能继续与金属反应，因此此类题目应用离子方程式来计算，先作过量判断，然后根据完全反应的金属或,H,或,进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒,题组强化训练,形成关键能力,题组一,硝酸的性质及应用,1,下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论正确的是,(,),A.,由,中的红棕色气体，可推知反应还有氧气产生,B.,红棕色气体表明,中木炭与浓硝酸发生了反应,C.,由,不能说明浓硝酸具有氧化性,D.,的气体产物中检测出,CO,2,，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应,答案：,A,2,某化学兴趣小组进行了有关,Cu,、稀硝酸、稀硫酸化学性质的实验，实验过程如图所示。下列有关说法正确的是,(,),A,.,实验,中溶液呈蓝色，试管口有红棕色气体产生，说明,HNO,3,被,Cu,还原为,NO,2,B.,实验,中滴加稀硫酸，铜片继续溶解，说明稀硫酸的氧化性比稀硝酸的强,C.,实验,发生反应的化学方程式为,3Cu,Cu(NO,3,),2,4H,2,SO,4,=,=4CuSO,4,2NO,4H,2,O,D.,由上述实验可得出结论：,Cu,在常温下既可以和稀硝酸反应，又可以和稀硫酸反应,答案：,C,解,析：,稀硝酸被,Cu,还原为,NO,，故,A,错误；,Cu,与稀硫酸不反应，但硝酸铜在酸性条件下具有硝酸的强氧化性，继续与,Cu,反应，稀硫酸的氧化性比稀硝酸弱，故,B,错误；实验,发生反应的化学方程式为,3Cu,Cu(NO,3,),2,4H,2,SO,4,=,=4CuSO,4,2NO,4H,2,O,，故,C,正确；由上述实验可得出结论：,Cu,在常温下可以和稀硝酸反应，故,D,错误,。,题组二硝酸反应产物综合实验探究,3,某同学研究浓硝酸与,KSCN,溶液的反应，进行如图所示实验。,已知：,SCN,能被氧化为黄色的,(SCN),2,，,(SCN),2,可聚合为红色的,(SCN),x,。下列分析错误的是,(,),A.,中溶液变红，是由于生成了,(SCN),2,B.,取少量,中的溶液加入,BaCl,2,溶液，产生白色沉淀，证明最终有,生成,C.,分析,知，,(SCN),2,聚合为,(SCN),x,的速率大于硝酸氧化,SCN,的速率,D.,向溶有,NO,2,的浓硝酸中加几滴,KSCN,溶液，溶液先变红后迅速褪色并产生大量红棕色气体，证明,NO,2,能催化浓硝酸氧化,(SCN),x,的反应,答案：,A,解,析：,由,“,已知,”,信息可知，,(SCN),x,呈红色，,A,项错误。由,中溶液立即变红可知，,(SCN),2,聚合为,(SCN),x,的速率远大于硝酸氧化,SCN,的速率，,C,项正确。取少量,中溶液加入,BaCl,2,溶液中，产生白色沉淀，,中浓硝酸过量，溶液呈酸性，则白色沉淀是硫酸钡，证明最终有,生成，,B,项正确。对比可知，当溶液中溶有,NO,2,时，溶液变红后迅速褪色；未溶有,NO,2,时，溶液变红后需静置一段时间后才剧烈反应，迅速褪色，故,NO,2,能催化浓硝酸氧化,(SCN),x,的反应，,D,项正确,。,4,某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是,NO,而设计了下列实验，装置如图所示,(,加热装置和固定装置均已略去,),。图中,K,为止水夹,(,处于关闭状态,),，,F,是一半空的注射器。请回答有关问题,：,(1),设计装置,A,的目的是,_,。,产生,CO,2,，赶走装置中的空气，防止因,NO,与,O,2,反应生成,NO,2,而产生干扰,(2),在完成,(1),中的,“,操作,”,后，将装置,B,中铜丝插入稀硝酸并微热，观察到装置,B,中的现象是,_,；,B,中反应的离子方程式为,_,。,(3),装置,E,和,F,的作用,是,_,；,为实现此作用，其操作方法是,_,。,(4),装置,D,的作用是吸收多余的氮氧化物，防止污染空气，兼有,_,的功能。,Cu,丝表面产生气泡，稀硝酸液面上方仍为无色，溶液变蓝,=,=3Cu,2+,2NO,4H,2,O,验证,NO,的生成,将注射器中的空气推入,E,中，若气体变为红棕色则说明生成了,NO,防止倒吸,题组三,金属与硝酸反应的计算,5,取,x,g,铜镁合金完全溶于浓硝酸中，反应过程中硝酸被还原只产生,8 960 mL,的,NO,2,气体和,672 mL,的,N,2,O,4,气体,(,都已折算到标准状况,),，在反应后的溶液中加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量为,17.02 g,。则,x,等于,(,),A.8.64,B,9.20,C,9.00,D,9.44,答案：,B,解析：,反应流程为,x,g,17.02 g,m,(OH,),，而,OH,的物质的量等于镁、铜失去电子的物质的量，等于浓,HNO,3,得电子的物质的量，即,n,(OH,),1,2,1,0.46 mol,，所以,x,g,17.02 g,0.46 mol,17 gmol,1,9.20 g,。,6,足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和,NO,2,、,N,2,O,4,、,NO,的混合气体，将这些气体与,1.68 L O,2,(,标准状况,),混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入,5 molL,1,NaOH,溶液至,Cu,2,恰好完全沉淀，则消耗,NaOH,溶液的体积是,(,),A.60 mL B,45 mL C,30 mL D,15 mL,解析：,由题意可知，,Cu,失去的电子数与,O,2,得到的电子数相等。即,n,(Cu),2,n,(O,2,),2,0.15 mol,。根据质量守恒及,NaOH,和,Cu(NO,3,),2,的反应可得关系式：,n,(NaOH),2,n,Cu(NO,3,),2,2,n,(Cu),0.3 mol,，则,V,(NaOH),0.06 L,60 mL,。,答案：,A,考点三,必备知识梳理,夯实学科基础,1.,氨的物理性质与喷泉实验,(1),氨的分子结构与物理性质,电子式,密度,气味,水溶性,(,常温,),比空气,_,_,气味,极易溶于水,(,体积比约,1,700),小,刺激性,(2),喷泉实验及拓展应用,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。,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。,气体,HCl,NH,3,CO,2,、,Cl,2,、,SO,2,、,H,2,S,NO,2,NO,、,O,2,、,(4,3),NO,2,、,O,2,(4,1),吸收剂,水、,NaOH,溶液,水,NaOH,溶液,水,水,水,喷泉实验的发散装置和实验操作,装置,(,),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,(,),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,(,),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,(,),向导管中通入一定量的,H,2,S,和,SO,2,，现象为有淡黄色粉末状物质生成，瓶内壁附有水珠，,NaOH,溶液上喷形成喷泉。,装置,(,),打开,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,处的止水夹，观察到先有白烟产生，后产生喷泉。,装置,(,),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。,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：,HCl,、,NH,3,、,NO,2,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,molL,1,。,当是,NO,2,和,O,2,的混合气体且体积比为,4,1,时，,c,(HNO,3,),molL,1,。,2,氨的化学性质,(1),氨气与水的反应,OH,，氨气溶于水得氨水。,氨水中含有的微粒：,_,_,_,。,NH,3,H,2,O,为可溶性一元弱碱，易挥发，不稳定，易分解：,NH,3,H,2,O,NH,3,H,2,O,。,(2),氨气与酸的反应,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,_,，将浓盐酸改为,_,_,_,，也会出现相同的现象。化学方程式：,HCl,NH,3,=,=NH,4,Cl,、,NH,3,HNO,3,=,=NH,4,NO,3,。,(3),氨气与盐溶液的反应,如过量氨气与,AlCl,3,溶液反应的离子方程式：,NH,3,H,2,O,、,NH,3,、,H,2,O,、,、,OH,、,H,有白烟生成,浓硝酸,(4),氨气的还原性,性质,化学方程式,催化氧化,4NH,3,5O,2,4NO,6H,2,O,被,CuO,氧化,2NH,3,3CuO,3Cu,N,2,3H,2,O,被氯气氧化,2NH,3,3Cl,2,=,=N,2,6HCl,或,8NH,3,3Cl,2,=,=N,2,6NH,4,Cl,被氮氧化物氧化,6NO,4NH,3,5N,2,6H,2,O,6NO,2,8NH,3,7N,2,12H,2,O,3.,氨气的实验室制法,(1),常规方法：固固,氨气,2NH,4,Cl,Ca(OH),2,2NH,3,CaCl,2,2H,2,O,碱石灰,向下排空气,蓝色,白烟,(2),其他方法,方法,化学方程式,(,或原理,),发生装置,加热浓氨水,NH,3,H,2,O,NH,3,H,2,O,浓氨水,NaOH(s),NaOH,溶于水放热，促使氨水分解，且,OH,浓度的增大有利于,NH,3,的生成,浓氨水,CaO(s),CaO,与水反应，使溶剂,(,水,),减少；反应放热，促使氨水分解。化学方程式：,NH,3,H,2,O,CaO,=,=NH,3,Ca(OH),2,(3),实验装置的创新,4,铵盐及,的检验,(1),铵盐的物理性质,铵盐都是,_,色,固体，均,_,于水。,(2),铵盐的化学性,质,的检验,白,易溶,NH,4,Cl,NH,3,HCl,NH,4,HCO,3,NH,3,CO,2,H,2,O,OH,NH,3,H,2,O,易错易混辨析,(,错误的说明错因,),(1),氨水中含氮微粒中最多的微粒是,(,),错因：,_,。,(2),氨气遇到浓盐酸、硫酸都会发生反应，产生白烟。,(,),错因：,_,。,(,3),用浓,NH,4,Cl,溶液处理过的舞台幕布不易着火是因为,NH,4,Cl,隔绝了空气。,(,),错因：,_,。,(,4),铵盐都易溶于水，其水溶液均呈酸性。,(,),错因：,_,。,(,5),向某无色溶液中加入稀,NaOH,溶液，把湿润的红色石蕊试纸放在试管口，不变蓝，则原溶液中不含,(,),错因：,_,。,氨气溶于水，大部分与水反应生成,NH,3,H,2,O,，故含氮微粒最多的是,NH,3,H,2,O,氨气遇到浓盐酸、浓硝酸等挥发性酸产生白烟，遇到浓硫酸无此现象,氯化铵受热分解，吸收热量,碳酸铵、碳酸氢铵水溶液呈碱性,铵盐的稀溶液与稀,NaOH,溶液混合，若不加热，生成的,NH,3,较难逸出,(6),浓氨水可检验氯气管道是否漏气,(,),错因：,_,。,(7),能用加热法除去,NaCl,中的,NH,4,Cl,的原因是,NH,4,Cl,为强酸弱碱盐,(,),错因：,_,。,(8),现有,1 molL,1,的氨水，则该溶液中,NH,3,H,2,O,的浓度是,1 molL,1,(,),错因：,_,。,(9),液氨制冷、碘的升华、,NH,4,Cl,气化都不涉及化学变化,(,),错因：,_,。,原因是,NH,4,Cl,受热分解生成气体挥发,氨水中还含有,NH,3,、,，故,c,(NH,3,H,2,O)1 molL,1,NH,4,Cl,气化是,NH,4,Cl,分解生成,NH,3,与,HCl,，是化学变化,深度思考,(1),氨水含有哪些微粒？,_,。,(2),蘸有浓硝酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，能产生白烟现象吗？简述原因。若将浓硝酸改为浓硫酸也会出现相同的现象吗？,_,。,(3),用浓氯化铵溶液处理过的舞台幕布不易着火，其原因是,_,；,_,。,H,2,O,、,NH,3,H,2,O,、,NH,3,、,、,OH,、,H,能，浓硝酸、浓氨水均有挥发性，挥发的,HNO,3,与,NH,3,相遇生成白色固体小颗粒,NH,4,NO,3,。,不会。,氯化铵分解吸收热量，降低了温度,氯化铵分解产生的气体隔绝了空气,题组强化训练形成关键能力,题组一,氨气的性质及应用,1,化学与生活、生产密切相关，下列说法正确的是,(,),A,牺牲阳极的阴极保护法进行钢铁防腐时，钢铁与电源的负极相连,B,油脂进行皂化反应后，加入食盐分离出高级脂肪酸盐,C,纤维素供给人体能量时，先在体内水解成葡萄糖再被氧化,D,氨气作工业制冷剂时，先汽化再液化,答案：,B,解析：,A,项，牺牲阳极的阴极保护法是指把活泼金属与被保护金属相连，形成原电池，起到防止金属被腐蚀的目的，,而把金属与电源负极相连是外接电源的阴极保护法，错误；,B,项，油脂皂化反应是油脂在碱性条件下水解，生成高级脂肪酸盐，加入食盐可降低其溶解度，从而使其析出而分离，正确；,C,项纤维素不能被人体吸收，无法提供能量，错误；,D,项，,NH,3,本身是气体，当其作制冷剂时先液化然后再汽化吸热，错误,。,2,已知氨可以与灼热的氧化铜反应得到氮气和金属铜，用如图中的装置可以实现该反应。实验时,C,中粉末逐渐变为红色，,D,中出现无色液体。下列有关说法正确的是,(,),A,C,中氧化剂和还原剂的物质的量之比为,2,3,B,B,中加入的物质可以是碱石灰或无水氯化钙,C,D,中液体可以使干燥的红色石蕊试纸变蓝,D,A,中加入的固体，可以是,NH,4,HCO,3,或,NH,4,Cl,答案：,C,解析：,C,中氨可以与灼热的氧化铜反应得到氮气和金属铜，,N,元素的化合价由,3,价升高为,0,价，铜元素的化合价由,2,价降低为,0,价，根据得失电子守恒，氧化剂和还原剂的物质的量之比为,3,2,，故,A,错误；无水氯化钙能与氨反应，所以,B,中加入的物质可以是碱石灰，不能是无水氯化钙，故,B,错误；,D,中液体是氨水，可以使干燥的红色石蕊试纸变蓝，故,C,正确；,NH,4,Cl,加热分解为氨和氯化氢，试管口温度较低，氯化氢和氨化合生成氯化铵，不能用加热氯化铵来制备氨，故,D,错误,。,题组二,喷泉实验,3,如图是课外活动小组的同学设计的,4,个喷泉实验方案，下列有关操作不可能引发喷泉的是,(,),A,挤压装置,的胶头滴管使,CCl,4,全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹,B,挤压装置,的胶头滴管使,NaOH,溶液全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹,C,用鼓气装置从装置,的,a,处不断鼓入空气并打开止水夹,D,在装置,的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹,答案：,B,4,2020,全国卷,喷泉实验装置如图所示。应用下列各组气体溶液，能出现喷泉现象的是,(,),气体,溶液,A.,H,2,S,稀盐酸,B.,HCl,稀氨水,C.,NO,稀,H,2,SO,4,D.,CO,2,饱和,NaHCO,3,溶液,答案：,B,解析：,本题喷泉实验的原理是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，在尖嘴导管口处形成喷泉。,A,项，,H,2,S,气体不易溶于稀盐酸，烧瓶内外不能形成压强差，故不能形成喷泉，错误；,B,项，,HCl,极易溶于水，能与稀氨水迅速反应，使烧瓶内外形成较大的压强差，故可以形成喷泉，正确；,C,项，,NO,难溶于水，不能与稀硫酸反应，烧瓶内外不能形成压强差，故不能形成喷泉，错误；,D,项，,CO,2,不溶于饱和碳酸氢钠溶液且不能与饱和碳酸氢钠溶液反应，烧瓶内外不能形成压强差，故不能形成喷泉，错误。,题组三铵盐的性质及应用,5,“,封管实验,”,具有简易、方便、节约、绿色等优点，下列关于三个,“,封管实验,”,(,夹持装置未画出,),的说法正确的是,(,),A.,加热时，,中上部汇集了,NH,4,Cl,固体,B.,加热时，,中溶液变红，冷却后又都变为无色,C.,加热时，,中溶液红色褪去，冷却后溶液变红，体现,SO,2,的漂白性,D.,三个,“,封管实验,”,中所发生的化学反应都是可逆反应,答案：,A,解析：,加热时，,上部汇集了固体,NH,4,Cl,，是由于氯化铵不稳定，受热易分解，分解生成的氨气遇冷重新反应生成氯化铵，故,A,正确；加热时氨气逸出，,中颜色为无色，冷却后氨气溶解,中为红色，故,B,错误；二氧化硫与有机色素化合生成无色物质而具有漂白性，受热又分解，恢复颜色，所以加热时，,溶液变红，冷却后又变为无色，故,C,错误；可逆反应应在同一条件下进行，题中实验分别在加热条件下和冷却后进行，不是可逆反应，故,D,错误。,6,NH,4,ClO,4,可用作火箭燃料，,130,时会分解产生三种单质气体和水。实验室中通过,NaClO,4,与,NH,4,Cl,反应来制取,NH,4,ClO,4,，,NH,4,ClO,4,与,NaCl,的溶解度如下图。下列说法正确的是,(,),A.NH,4,ClO,4,分解后产生的气体通入紫色石蕊溶液中，溶液变红色,B.NH,4,ClO,4,分解后产生的气体通过足量,NaOH,溶液，再通过足量灼烧的铜网，可得到纯净的单质气体,C.NH,4,ClO,4,与,NaCl,的混合溶液分离时，应采取蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，得到,NH,4,ClO,4,固体粗产品,D.,在,NH,4,ClO,4,固体粗产品中加入,NaOH,浓溶液，加热，收集所得,NH,3,体积，可计算粗产品纯度,答案：,C,解析：,NH,4,ClO,4,分解后产生的三种单质气体为氮气、氯气、氧气，将产生的气体通入紫色石蕊溶液中，氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，使紫色石蕊溶液先变红后褪色，故,A,错误；,NH,4,ClO,4,分解后产生的三种单质气体为氮气、氯气、氧气，还会携带一部分水蒸气，将气体通过足量,NaOH,溶液，氯气与氢氧化钠反应，剩余的气体为氮气、氧气和水蒸气，再通过足量灼烧的铜网，氧气与铜反应，剩余的气体为氮气和水蒸气，不会得到纯净的单质气体，故,B,错误；如图所示，,NH,4,ClO,4,的溶解度随温度变化较大，而,NaCl,的溶解度随温度变化不大，故可用蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，得到,NH,4,ClO,4,固体粗产品，故,C,正确；在,NH,4,ClO,4,固体粗产品中加入,NaOH,浓溶液，生成一水合氨，一水合氨不稳定，加热分解出氨气，该反应为可逆反应，则根据收集所得,NH,3,体积，无法准确计算粗产品纯度，故,D,错误,。,题组四,氨气性质与制备实验综合,7,氨催化氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径，某同学用该原理在实验室探究硝酸的制备和性质，设计了如图,所示装置。,(1),某同学想用图,装置及试剂方便快速地制取少量氨气。,化学试剂：,NH,4,Cl,固体、,浓氨水、,NaOH,固体。,应,选择的装置是,_(,填字母,),，选用的试剂是,_(,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,_,。,B,NaOH,固体遇水放热，使氨气的溶解度降低，同时可使溶液中,c,(OH,),增大，促使,OH,NH,3,H,2,O,NH,3,H,2,O,平衡向右移动，从而使氨气逸出,将浓氨水逐滴滴加到,NaOH,固体上,(2),乙装置的作用是,_,_,_,；写出受热时丙装置中发生反应的化学方程式：,_,。,(3),当戊中观察到,_,现象，则说明已制得硝酸。某同学按图,组装仪器并检验装置气密性后进行实验，没有观察到此现象，请分析实验失败的可能原因,是,_,。,如,何改进装置：,_,。,(4),改进后待反应结束，将丁装置倒立在盛水的水槽中，会观察到的现象,是,_,。,干燥氧气和氨的混合气体,紫色石蕊溶液变红,过量的氨致使戊中溶液不一定呈酸性,在丙和丁之间连接盛有无水氯化钙的干燥管或盛有浓硫酸的洗气瓶,试管丁内水面慢慢上升，上升到一定高度不再变化,，,试,管内气体颜色由红棕色逐渐变淡至无色,解析,：,(,1),不加热制取,NH,3,是快速制取少量,NH,3,的措施，具体操作方法是把浓氨水滴到,NaOH,固体上,。,(,2),乙装置可干燥,NH,3,和,O,2,；,NH,3,和,O,2,在加热和,Cr,2,O,3,的催化作用下发生催化氧化反应,。,(,3)HNO,3,能使紫色石蕊溶液变红；由于,NH,3,过量，可能会与,HNO,3,反应，致使观察不到溶液变红的现象，故可在丙和丁之间连接一个能除去,NH,3,的装置。,考,点四,必备知识梳理,夯实学科基础,1.,氮在自然
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