高中化学精细讲解期末专练:生活中的含氮化合物章节

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资源描述
111第一课时氮氧化物的产生及转化1N2占空气体积的78%,是一种无色无味难溶于水的气体,化学性质比较稳定,可用作保护气。2工业上制取氧气用的是分离液态空气法,利用液态氮和液态氧的沸点不同进行分离。3打磨好的镁带在空气中燃烧可能发生的反应为:2MgO22MgO、3MgN2Mg3N2、2MgCO22MgOC。一、氮元素的作用(1)氮是生命的基础。(2)植物生长:氮能使植物枝叶茂盛,叶片增大。二、氮氧化物的产生及转化“雷雨发庄稼”中发生的化学反应有:N2O22NO,2NOO2=2NO2,3NO2H2O=2HNO3NO。三、NO和NO2的性质性质一氧化氮二氧化氮物理性质颜色无色红棕色状态气体气体气味无味刺激性气味密度比空气略大比空气大溶解性难溶于水易溶于水毒性有毒有毒化学性质与氧气反应2NOO2=2NO2与水反应3NO2H2O=2HNO3NO四、氮氧化物的来源、危害和防治1来源氮肥的生产、金属的冶炼和汽车尾气的排放。2危害(1)形成酸雨。(2)产生光化学烟雾。(3)破坏臭氧层。3防治(1)使用洁净能源,减少氮氧化物排放。(2)转化汽车尾气。(3)废气处理。1为什么“雷雨发庄稼”?答案:在电闪雷鸣的雨天,由于放电,空气中的N2和O2反应生成了NO,NO又被O2氧化成NO2,NO2在雨水中与水反应生成硝酸,随雨水淋洒到土壤中,并与土壤中的矿物质作用生成能被植物吸收的硝酸盐,完成自然固氮的过程,这就是雷雨发庄稼的原因。2连连看。气体收集方法SO2 a排水法Cl2 NO b向上排空气法NO2 N2 c向下排空气法H2 答案:bbabaac3汽车尾气中的NO是怎样产生的?答案:汽车的火花塞放电,使N2和O2发生反应生成了NO。4哪些方法可以区别NO和NO2两种气体?答案:观察颜色;看溶于水后体积变化情况。5如何区分红棕色的NO2和Br2蒸气?答案:溶于水或AgNO3溶液。溶于水得无色溶液的是NO2,和AgNO3溶液生成淡黄色沉淀的是Br2。有关氮的氧化物溶于水的计算1有关化学方程式2NOO2=2NO23NO2H2O=2HNO3NO4NO2O22H2O=4HNO34NO3O22H2O=4HNO32不同情况及剩余气体的体积序号气体反应剩余气体剩余气体的量NO2NOV(NO2)NO2NONOV(NO)原V(NO2)NO2O241无041NOV(NO2)4V(O2)NOO243无043NOV(NO)V(O2)b若ab,则xb,NO过量,余n(NO)(b)molb mol mol;若ab,则xbNO若ab剩余O28(9分)氮氧化物进入大气后,不仅会形成硝酸型酸雨,还可能形成光化学烟雾。因此必须对含有氮氧化物的废气进行处理。(1)用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物,反应的化学方程式如下:NO2NO2NaOH=2NaNO2H2O在该反应中,氧化剂是_,还原剂是_。(2)汽车尾气中含有一氧化氮和一氧化碳,经过排气管中的催化转化器转化为对大气无污染的物质。写出该反应的化学方程式:_。(3)在一定条件下氨气亦可用来将氮氧化物转化为无污染的物质。写出氨气和二氧化氮在一定条件下反应的化学方程式:_。解析:(1)在该反应中NO2中的氮元素化合价降低作氧化剂,NO中氮元素化合价升高作还原剂。(2)根据质量守恒定律结合题目信息可知,一氧化氮与一氧化碳反应后生成的对大气无污染的物质应为氮气和二氧化碳。(3)根据质量守恒定律结合题目信息可知,氨气和二氧化氮反应后生成的无污染的物质为氮气和水。答案:(1)NO2NO(2)2NO2CON22CO2(3)6NO28NH37N212H2O第二课时氮肥的生产和使用1农作物所需肥料主要有氮肥、磷肥和钾肥。2检验NH的试剂是:NaOH溶液、湿润的红色石蕊试纸,现象:试纸变蓝色。3NH3H2O是弱电解质,电离方程式为:NH3H2ONHOH。一、氨气1工业合成氨化学方程式为N23H22NH3。2氨气的物理性质颜色气味密度溶解性是否易液化无色刺激性气味比空气小极易溶于水,1体积水溶解700体积氨气易液化3氨气的化学性质(1)与水反应:化学方程式:NH3H2ONH3H2O。氨水显碱性的原因:NH3H2ONHOH。喷泉实验:装置如图:操作:打开橡胶管上的止水夹,挤压胶头滴管。现象:产生红色喷泉。(2)与酸反应:与盐酸反应的化学方程式:NH3HCl=NH4Cl;与硫酸反应的化学方程式:2NH3H2SO4=(NH4)2SO4。4氨的用途液氨用作制冷剂、制硝酸等;氨水可作化肥,但氨易挥发,因此常将氨制备成各种固态铵盐加以使用。二、铵盐1物理性质多数铵盐为白色晶体,易溶于水。2化学性质(1)受热易分解:氯化铵分解的化学方程式:NH4ClNH3HCl。(2)与碱反应:NH4Cl和Ca(OH)2反应的化学方程式:2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O。3常见的氮肥铵态氮肥其他名称硫酸铵氯化铵碳酸氢铵硝酸铵硝酸钾尿素俗名硫铵、肥田粉氯铵碳铵硝铵化学式(NH4)2SO4NH4ClNH4HCO3NH4NO3KNO3CO(NH2)24铵盐的保存与施用(1)密封保存并放在阴凉通风处。(2)避免铵态氮肥与碱性肥料混合施用。三、氮的固定(1)定义:将游离态的氮转化为化合态的氮。(2)方式:生物固氮、自然固氮和工业固氮。1氨水中的溶质包括哪些微粒?答案:NH3、NH3H2O、NH、OH、H。2蘸有浓氨水的玻璃棒,靠近蘸有浓盐酸的玻璃棒时,有何现象,若靠近蘸有浓H2SO4的玻璃棒时,有何现象?答案:前者产生白烟,因为浓盐酸挥发出的HCl与NH3反应生成NH4Cl固体(白烟),后者不产生白烟,因为H2SO4不易挥发。3喷泉实验成功的关键因素有哪些?答案:气密性好,氨气干燥,氨气足量。4能否用加热的方法分离I2和NH4Cl固体?答案:不能。I2加热易升华,NH4Cl受热分解生成的NH3和HCl又可以生成NH4Cl。5已知草木灰显碱性,能否与铵态氮肥混合施用?答案:不能,碱与铵盐反应放出NH3,使肥效降低。液氨和氨水、氨和铵的比较1液氨和氨水的区别液氨氨水物质成分纯净物(非电解质)混合物(NH3H2O为弱电解质)粒子种类NH3NH3、NH3H2O、H2O、NH、OH、H2氨(NH3)和铵(NH)的区别氨(NH3)铵(NH)类别分子(电中性)阳离子(带1个单位正电荷)存在能单独存在只存在于氨水或铵盐中性质可与水或酸反应可与碱(OH)反应相互转化NH3NH3重要提示(1)NH3是中学化学中唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,常用此性质检验NH3的存在。(2)氨水溶液浓度越大,密度越小。(3)NH3H2O很不稳定,受热就会分解生成氨气和水:NH3H2ONH3H2O。氨水应密封保存,放在阴凉处。由于氨水对许多金属有腐蚀作用,所以不能用金属容器盛装,一般盛装在玻璃容器或橡胶袋或陶瓷坛或内涂沥青的铁桶里。(4)NH和OH在溶液中不能大量共存,两者反应生成NH3H2O,注意不要把NH3H2O写成NH4OH。例1下列有关氨和铵盐说法正确的是()A氨和铵盐都易溶于水,都能生成NHB氨气溶于水,溶液呈碱性,是因为生成了大量的NH4OHC实验室制备氨气可用如图所示试剂和装置D工业上可用氨气作制冷剂解析氨气溶于水生成NH3H2O,它能部分电离出NH,铵盐溶于水可直接电离出NH,A正确;NH和OH不能大量共存,氨水中不会有大量的NH4OH,B不正确;实验室制备氨气用铵盐与Ca(OH)2加热制取,如用NH4Cl直接加热,得不到氨气,C不正确;工业上可使用液氨作制冷剂,D不正确。答案A两种制取氨气的简易方法(1)加热浓氨水法:NH3H2ONH3H2O(2)向固体烧碱(或CaO)中滴加浓氨水法(装置如图)A中的液体为浓氨水,B中的固体为NaOH(或CaO)。其中加入CaO时发生反应:CaONH3H2O=Ca(OH)2NH3喷泉实验1喷泉实验原理喷泉产生的本质原因是烧瓶内外形成气压差,由于烧瓶内气体的压强小于烧瓶外的压强,故液体被压入烧瓶内形成喷泉。产生气压差的方法有:(1)减小烧瓶内气压,如液体将气体吸收或反应等;(2)增大烧瓶外压强。2常见装置图(1)图甲装置形成“喷泉”是因为烧瓶内气体极易溶解于烧杯和滴管中的液体,使烧瓶内的压强突然减小而产生压强差形成“喷泉”。几种常见情况:气体HClNH3CO2、Cl2、H2S、SO2NO2、O2混合气体或NO、O2混合气体吸收剂水、NaOH溶液水、盐酸NaOH溶液H2O(2)图乙装置形成“喷泉”可采用使烧瓶受热的方法,瓶内气体膨胀,打开止水夹,气体与液体接触而溶解,使烧瓶内压强减小形成压强差而形成“喷泉”。(3)图丙装置下部锥形瓶中的物质相互反应产生气体,使锥形瓶内气体压强增大而产生压强差,将液体从锥形瓶中压入到烧瓶中形成“喷泉”。例2某同学在实验室中制取氨气,并用烧瓶收集。(1)将制得的氨气通过_(填药品)可得干燥氨气,收集时使用_法。(2)甲同学把制得的氨气组成如图所示装置,则引发喷泉实验的操作是_,该实验的原理是_。若液体未充满烧瓶,则可能的原因是_。(3)乙同学认为如果组装成图所示装置,也能完成喷泉实验。你认为他的观点正确吗?_,若正确,请写出引发喷泉的实验操作(若不正确,则不用作答)_。(4)丙同学组成图装置,并在锥形瓶内加入少量药品后塞上塞子同样引发了喷泉,则这种方法产生喷泉的原理为_,试举一例加入的药品_。解析(1)氨气是碱性气体,能与酸反应,也能与CaCl2反应,故干燥时应选用碱性干燥剂如碱石灰、固体NaOH等;氨气的密度比空气小,收集时应采用向下排空气法。(2)喷泉实验产生的根本原因是烧瓶内外产生了气压差,由于内部压强小于外部压强,故液体被压入烧瓶内形成喷泉。若液体未充满烧瓶,则说明NH3不纯,可能是在收集时混入空气,也可能烧瓶轻微漏气。(3)(4)对于如图所示三种装置在打开止水夹时由于导管内的空气阻断了烧瓶内的氨气和烧杯中水的直接接触,均不能使NH3溶于水而产生喷泉。图可加热烧瓶,使NH3体积膨胀排出导管内的空气;图可加大锥形瓶内气体压强使液体沿导管上升排出导管内的空气,从而使NH3迅速溶于水造成压强差引发喷泉。答案(1)碱石灰(或固体NaOH)向下排空气(2)打开弹簧夹,挤出胶头滴管中的水氨气极易溶于水,致使烧瓶内气体压强迅速减小,水迅速进入烧瓶中,形成喷泉制取的NH3不纯(或烧瓶轻微漏气)(3)正确打开弹簧夹,用手(或热毛巾等)将烧瓶捂热(4)增大锥形瓶内压强,使其大于烧瓶内压强而产生气压差CaCO3和盐酸(或Zn和稀H2SO4等)解答本题要明确以下三点:(1)实验室里氨气的干燥和收集方法。(2)喷泉实验引发的本质原因是使烧瓶内外产生压强差。(3)氨水的溶质视为NH3。1(对应考点一)在1 L 1 molL1氨水中()A含1 mol NH3氨分子B含NH3和NH之和为1 molC含1 mol NH3H2ODNH3、NH3H2O、NH之和为1 mol解析:1 L 1 molL1氨水中,溶解的NH3是1 mol,它在溶液中以下列三种微粒形式存在:NH3、NH3H2O、NH,据N原子守恒得NH3、NH3H2O、NH物质的量之和为1 mol。答案:D2(对应考点一)试管中盛有少量白色晶体,可能是铵盐,检验的方法是()A加水,将湿润的红色石蕊试纸放在试管口B加氢氧化钠溶液,加热,将湿润的红色石蕊试纸放在试管口C加氢氧化钠溶液,加热,滴入酚酞D加氢氧化钠溶液,加热,滴入紫色石蕊试剂解析:铵盐与碱反应产生NH3,通过湿润的红色石蕊试纸确定NH3存在即可证明NH存在,从而证明晶体为铵盐。C项和D项虽然指示剂都变色,但由于加入了NaOH溶液,无法说明是氨水还是NaOH使指示剂变色。答案:B3(对应考点二)如图为中学化学教材上的喷泉实验装置。在烧瓶中充满了干燥气体,胶头滴管及烧杯中分别盛有液体,下列各组中能形成这样的喷泉但液体不能充满烧瓶的是()AHCl和H2OB以41混合的NO2、O2混合气体和H2OCNO2和H2ODCO2和NaOH溶液解析:喷泉实验产生的根本原因是烧瓶内外产生气压差,当把胶头滴管内的液体挤入烧瓶时,四选项均可产生气压差形成喷泉,且HCl能完全溶于水,CO2完全与NaOH溶液反应,41混合的NO2和O2能恰好发生反应,4NO2O22H2O=4HNO3,故均可使液体充满烧瓶,但NO2与H2O反应时有NO生成,液体不能充满烧瓶。答案:C4(对应考点二)利用如图所示的装置,可以验证NH3和HCl的有关性质。实验前a、b、c活塞均关闭。(1)若要在烧瓶中产生“喷泉”现象,烧瓶中不产生“喷泉”现象,其操作方法是_。(2)若先打开a、c活塞,再挤压胶头滴管,在烧瓶中可观察到的现象是_。(3)通过挤压胶头滴管和控制活塞的开关,在烧瓶中产生“喷泉”现象,烧瓶中不产生“喷泉”现象,其操作方法是_。解析:(1)若要在烧瓶中产生喷泉实验,必然使烧瓶中压强小于大气压强,则根据NH3的性质,先打开a、b,再挤压胶头滴管即可。(2)若先打开a、c活塞,再挤压胶头滴管,则在a中NH3被水吸收,形成负压,中HCl进入中,HCl和NH3反应生成固体NH4Cl,生成白烟。(3)要在烧瓶中形成喷泉,就要形成负压,先打开a、c活塞,再挤压胶头滴管。片刻后,关闭a活塞,打开b活塞。答案:(1)先打开a、b活塞,再挤压胶头滴管胶头(2)烧瓶导管口处产生白烟(3)先打开a、c活塞,再挤压胶头滴管(或先打开a活塞,挤压胶头滴管,再打开c活塞),片刻后,关闭a,然后打开b活塞5(实验题)氨气是化学实验室常需制取的气体。实验室制取氨气通常有两种方法:用固体氢氧化钙与氯化铵共热;在常温下用固体氢氧化钠与浓氨水反应。(1)下面的制取装置图中,方法应选用装置_(填“A”或“B”,下同),方法应选用装置_。(2)在制取后,如果要干燥氨气,应选用的干燥剂是_。A浓硫酸B固体氢氧化钠C五氧化二磷(3)检验集气瓶中是否收集满氨气的方法是_。解析:A装置适用于固体与固体加热制气体,B装置适用于液体与固体(或液体)不加热制气体。NH3为碱性气体,只能用碱性干燥剂。检验NH3一般用湿润的红色石蕊试纸。答案:(1)AB(2)B(3)将湿润的红色石蕊试纸靠近集气瓶口,若试纸变蓝,说明NH3已集满(或其他合理答案)1氨气极易溶于水,可用来做喷泉实验,氨水显碱性。2工业合成氨:N23H22NH3。3NH3溶于水发生如下变化:NH3H2ONH3H2O。NH3与盐酸的反应为:NH3HCl=NH4Cl。4铵盐受热可分解,铵盐与碱混合加热可产生NH3。5常用的氮肥有铵态氮肥、硝态氮肥和尿素等。一、选择题(本题包括5小题,每小题4分,共20分)1下列说法中不正确的是()A氨气极易溶于水,所以它是农业上常用的氮肥B工业上用H2和N2合成氨与自然界中放电时O2和N2反应都属于氮的固定C大型中央空调的制冷剂可用液氨D铵盐易溶于水,且可与强碱发生复分解反应解析:NH3易挥发,故通常把NH3转化为铵态氮肥使用。答案:A2为了检验某固体物质中是否含有NH,你认为下列试纸和试剂一定用不到的是()蒸馏水NaOH溶液红色石蕊试纸蓝色石蕊试纸稀硫酸ABC D解析:利用NHOHNH3H2O,NH3溶于水后生成的NH3H2O,为一元弱碱,能使红色石蕊试纸变蓝。答案:B3下列操作不能用于检验NH3的是()A气体能使酚酞试纸变红B气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝C气体与浓H2SO4反应生成铵盐D气体与浓盐酸反应产生铵盐解析:A、B选项所叙述的实验现象能证明被检验的是碱性气体,即氨气。NH3与挥发性酸所产生的气体接触时,能生成相应的铵盐,产生“白烟”,如与HCl、HNO3、HBr等气体接触都产生白烟。答案:C4双选题下列有关氨的叙述中,正确的是()A氨气易溶于水,可以用来做喷泉实验B氨水的密度比水小,且浓度越大,其密度越大C可用向上排空气法收集氨气D氨易液化,工业上可用氨作制冷剂解析:常温下,1体积水大约溶解700体积氨气且溶解得快,可以做喷泉实验;氨水密度比水小,故其浓度越大,密度越小;氨气比空气轻,应用向下排空气法收集;氨易液化,工业上常用氨作制冷剂。答案:AD5已知NH3和HCl都能用来作喷泉实验。若在同温同压下用等体积的烧瓶,一个收集满NH3,另一个收集HCl气体未满,做喷泉实验,如图所示,喷泉实验停止后,两个烧瓶内溶液的关系是(不考虑溶质的扩散及静止时液面高度的影响)()A溶质的物质的量浓度相同、溶质的质量分数不同B溶质的质量分数相同,溶质的物质的量浓度不同C溶质的物质的量浓度和溶质的质量分数都不同D溶质的物质的量浓度和溶质的质量分数都相同解析:同温同压下等体积时,NH3和HCl的物质的量相等,质量不等,由于气体充满烧瓶,所以最终液体充满烧瓶,烧瓶内溶液关系是物质的量浓度相同,溶质的质量分数不同。答案:A二、非选择题(本题包括3小题,共30分)6(7分)利用如图所示的装置收集以下8种气体:H2Cl2O2HClNH3NOSO2NO2(1)若烧瓶是干燥的,则由B口进气,可收集的气体有_,若由A口进气,可收集的气体有_。(2)若在烧瓶内充满水,可收集的气体有_,气体应由_口进入。(3)若烧瓶中装入适量浓硫酸,可以用它来干燥的气体有_,气体应由_口进入。解析:(1)由B口进气,则此干燥烧瓶是向上排空气法收集气体的装置。题目给出的8种气体中,Cl2、O2、HCl、SO2、NO2密度比空气大,且常温时不与空气反应,可用向上排空气法收集;由A口进气,则此装置为向下排空气法收集气体的装置,H2、NH3密度比空气小,且常温时不与空气反应,可用向下排空气法收集。(2)若烧瓶中充满水,则为排水法收集气体的装置。H2、O2、NO难溶于水,可用排水法收集。用排水法收集时,气体应由A口进入。(3)NH3在水中显碱性,与浓H2SO4反应,不可用浓硫酸干燥,其余7种气体均可用浓硫酸干燥。干燥气体时,气体由B口进入。答案:(1)(2)A(3)B7(8分)已知A、B、C、D为气体,E、F为固体,G是氯化钙,它们之间的转换关系如下图所示:(1)D的化学式(分子式)是_,E的化学式(分子式)是_。(2)A和B反应生成C的化学方程式是_。(3)E和F反应生成D、H和G的化学方程式是_。解析:本题的突破口在于DED这一系列过程,其对应氨气铵盐氨气这一过程。也就是D为NH3,结合G为CaCl2可以知道E为NH4Cl,F为Ca(OH)2。其余物质可以逐一确定为AH2(或Cl2)、BCl2(或H2)、CHCl、HH2O。答案:(1)NH3NH4Cl(2)H2Cl22HCl(3)2NH4ClCa(OH)22NH32H2OCaCl28(15分)实验室制氨气常用以下两种方法:用固体Ca(OH)2和NH4Cl晶体反应制取;用固体生石灰与浓氨水混合制取。请回答下列问题:(1)写出方法的化学方程式_。(2)方法能制取氨气的原理_。(3)检验氨气是否收集满的方法是_。(4)通常用于证明NH3极易溶于水的实验是_;氨水显碱性的原因_。(5)发生装置如下,方法应选用_,方法应选用_(填标号)。解析:方法是固体混合物加热制NH3,故选装置A。方法是固体与液体不需加热的反应,故选装置B。方法产生NH3的原因是CaO与H2O反应生成Ca(OH)2同时放出大量热,减少溶剂水,使溶液温度升高,放出NH3。答案:(1)Ca(OH)22NH4ClCaCl22NH32H2O(2)生石灰与水反应使溶剂减少,同时反应放出大量的热使混合物温度升高(3)在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验,看是否变蓝(或在试管口用蘸有浓盐酸的玻璃棒检验,看是否有白烟生成)(4)喷泉实验(或其他合理方法)NH3H2ONH3H2ONHOH(5)AB第三课时硝酸的性质1NO2溶于水发生反应:3NO2H2O=2HNO3NO。2NO、O2按体积比43混合通入水中,发生反应:4NO3O22H2O=4HNO3。3NO2、O2按体积比41混合通入水中,发生反应:4NO2O22H2O=4HNO3。4浓硫酸具有强氧化性,在加热条件下可与Cu、C等反应,H2SO4本身被还原成SO2。一、硝酸的性质和用途1物理性质硝酸是一种无色、具有挥发性的液体,工业硝酸的质量分数约为69%,常因溶有少量NO2而显黄色。2化学性质(1)酸的通性:电离方程式:HNO3=HNO。(2)不稳定性:见光或受热分解:4HNO32H2O4NO2O2。(3)强氧化性:常温下使铁、铝钝化。与金属反应(除Pt、Au以外):Cu与浓HNO3反应:Cu4HNO3(浓)Cu(NO3)22NO22H2O。Cu与稀HNO3反应:3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O。与非金属反应:C与浓HNO3反应:C4HNO3(浓)CO24NO22H2O。3硝酸的用途重要的化工原料,常用来制造氮肥、染料、塑料、炸药、硝酸盐等。二、硝酸的工业制备(1)氨的催化氧化:4NH35O24NO6H2O。(2)NO氧化成NO2:2NOO2=2NO2。(3)NO2的吸收:3NO2H2O=2HNO3NO。1浓HNO3、浓硫酸、浓盐酸在空气中放置浓度都变小,其原理是否相同?答案:不同,浓HNO3、浓盐酸易挥发出HNO3和HCl气体,而浓H2SO4是因为具有吸水性。2如何除去浓HNO3中的NO2?答案:通入足量空气,使O2与NO2、H2O反应。3硝酸与Zn反应生成H2吗?答案:HNO3为强氧化性酸,与Zn反应不产生H2而生成氮的氧化物。4盛放HNO3为何要用棕色瓶?答案:HNO3见光易分解。5如何除去镀在铁表面的铜?答案:用浓HNO3,铜与浓HNO3反应而溶解,而铁遇浓HNO3发生钝化。6浓HNO3与Cu、C的反应,表现的性质是否相同?答案:不完全相同,与C反应只表现强氧化性,与Cu反应既表现强氧化性,又表现酸性。硝酸的强氧化性1表现(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,非金属元素被氧化到高价态的氧化物或含氧酸。(3)金属与HNO3反应一般不生成H2,浓HNO3一般被还原为NO2,稀HNO3一般被还原为NO,极稀HNO3可被还原生成NH4NO3。(4)在利用HNO3的酸性时,要考虑它的强氧化性。如FeO与稀硝酸反应时的化学方程式是3FeO10HNO3(稀)=3Fe(NO3)3NO5H2O,而不是FeO2HNO3(稀)=Fe(NO3)2H2O。(5)硝酸与铁反应时的产物: (6)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NO2,但随着反应的进行,硝酸浓度变小,其还原产物为NO,最终得到NO2与NO的混合气体。(7)注意NO在离子共存问题的判断中的特殊性。在水溶液中,NO本无氧化性,但当水溶液中有大量H存在时,NO就表现出强氧化性,如在有H、NO存在的溶液中就不能存在Fe2、S2、I、SO、Br等还原性离子。2规律(1)温度越高,硝酸浓度越大,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。例1已知NO2和NO能与NaOH发生反应,反应的方程式为:2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2ONO2NO2NaOH=2NaNO2H2O该反应常用于NO、NO2的尾气处理。某研究性学习小组用如图所示装置演示铜片分别与浓HNO3、稀HNO3的反应,在Y形管一侧加入约5 mL的蒸馏水,另一侧加入1 mL的浓硝酸和几块铜片。首先进行Cu与浓HNO3的反应,放入铜片后,反应剧烈,Y形管内充满了红棕色气体。然后再进行Cu与稀HNO3的反应。(1)为了开始进行Cu与稀HNO3的反应,需要的操作是_。(2)写出铜与稀硝酸反应的离子方程式:_。(3)为了证明Cu与稀HNO3反应生成的气体是NO,而不是N2,需要的简单操作是_。(4)实验完成后,C中的溶液中含有的溶质有_(写化学式)。已知亚硝酸盐在酸性条件下具有强氧化性,某同学为了验证亚硝酸盐的存在,在C的溶液中加入足量盐酸后,滴入几滴淀粉KI溶液,结果溶液变蓝,他认为有亚硝酸盐存在。你认为他的方法合理吗?_,若不合理,请用离子方程式来说明不合理的理由(无需文字说明)_。解析(1)把Cu与浓硝酸和稀硝酸反应集合在一套装置中能验证Cu与浓硝酸的反应产物及Cu与稀硝酸的反应产物,题中由浓硝酸变为稀硝酸,只需加水即可,故可将Y形管倾斜,使少量水进入另一侧。(3)判断无色气体是NO,可使NO与O2接触,利用反应2NOO2=2NO2,产生红棕色的NO2气体来证明。(4)NaOH溶液吸收NO、NO2后可生成NaNO2、NaNO3,加稀盐酸后,若溶液中含有NO,则相当于存在HNO3,故可氧化I,不能证明是亚硝酸盐的作用。答案(1)倾斜Y形管,使蒸馏水进入另一侧(2)3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O(3)待B中溶液上方气体变无色后,旋开D,出来的气体变为红棕色(4)NaOH、NaNO2、NaNO3不合理6I8H2NO=3I22NO4H2O呈现强氧化性的酸有浓H2SO4,浓、稀HNO3,原因是它们获得电子的是酸根中6价硫原子和5价氮原子,其还原产物为硫、氮的低价物质,即任何情况下都没有H2生成。不具有强氧化性的酸如稀H2SO4,其得电子的是H,而不是酸根部分,能被H氧化的金属单质与其反应时,H被还原生成H2,即不会生成硫的低价物质。硝酸与金属反应的有关计算硝酸与金属反应计算的四个守恒、一个关系、一个技巧:1四个守恒(1)得失电子守恒:金属失电子的物质的量n(NO2)3n(NO)。(2)氮原子守恒:n(HNO3)总n(HNO3)余xnM(NO3)xn(NO2)n(NO)。(3)电荷守恒:反应后溶液中c(NO)c(H)xc(Mx)。(4)若向反应后溶液中加入NaOH溶液恰好使Mx沉淀完全,此时溶质为NaNO3,则存在n(Na)n(NO)n(HNO3)总n(NO)n(NO2)。2一个关系起酸性作用的HNO3的物质的量是金属物质的量和金属所带电荷数的乘积,可表示为n(HNO3)酸性xn(Mx),即反应中转移的电子的物质的量。3一个技巧利用离子方程式计算,如果是HNO3和H2SO4混合液跟金属反应,当金属足量时,不能用化学方程式计算,应用离子方程式3Cu8H2NO=3C
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