高考化学一轮复习教案 第4章 第5讲《氮的氧化物和硝酸》

第5讲氮的氧化物和硝酸考纲解读1.知道氮气稳定的原因及用途。2.了解常见的氮的氧化物(NO、NO2)的性质及对环境的影响。3.会用硝酸的氧化性解释硝酸与金属、非金属及其他具有还原性物质反应的特点。考点一氮气及氮的氧化物1氮气(1)氮的固定使空气中_的氮转化为_的过程。(2)氮气的性质物理性质纯净的N2是一种无色无味的气体，难溶于水，在空气中约占总体积的_。化学性质通常情况下，N2化学性质很稳定，只在高温、放电、催化剂等条件下才能发生一些化学反应。a与H2反应：_。b与O2反应：_。2氮的氧化物氮有多种价态的氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。完成NO和NO2的比较表：NONO2物理性质颜色毒性溶解性化学性质与O2反应2NOO2=2NO2与H2O反应3NO2H2O=2HNO3NO实验室制法(填化学方程式)3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2OCu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O与人体、环境的关系与血红蛋白结合使人中毒转化成NO2形成酸雨、光化学烟雾形成酸雨、光化学烟雾特别提醒(1)氮的氧化物都是大气污染物。(2)空气中NO2是造成光化学烟雾的主要因素。(3)空气中NO、NO2主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂等。(4)NO2：既有氧化性又有还原性，以氧化性为主。NO2能使湿润的淀粉KI试纸变蓝。1根据氮在元素周期表中的位置可知氮元素是一种活泼的非金属，为什么氮气很稳定？2农谚“雷雨发庄稼”，写出雷雨时，雨水中形成稀硝酸的化学方程式。3相同质量的镁条分别在氧气、氮气和空气中充分燃烧，所得固体产物的质量由大到小的顺序是_；过量的镁条分别在相同状况下相同体积的氧气、氮气和空气中充分燃烧，所得固体产物的质量由大到小的顺序是_。(空气中的CO2可忽略)4如何鉴别NO2与溴蒸气？5将容积为50 mL的量筒充满二氧化氮和氧气的混合气体，将量筒倒置在盛满水的水槽里，一段时间后，量筒里剩余气体体积为5 mL。则原混合气体中NO2和O2体积比可能是_或_。氮的氧化物的几种计算的方法(1)NO2或NO2与N2(非O2)的混合气体溶于水时，可依据3NO2H2O=2HNO3NO，利用气体体积的变化差值进行计算。(2)NO2和O2的混合气体溶于水时，由反应4NO2O22H2O=4HNO3进行计算。当V(NO2)V(O2)41时，恰好完全反应，无气体剩余。当V(NO2)V(O2)41时，NO2过量，剩余气体为NO。当V(NO2)V(O2)43时，剩余气体为NO。当V(NO)V(O2)V2V3 BV1V3V2CV2V3V1 DV3V1V25烧瓶中放入铜片和稀硝酸，用酒精灯加热来制取较纯净的一氧化氮，反应开始后发现烧瓶中充满红棕色气体，则应()A立即接上收集容器，用向上排空气法收集B待烧瓶中红棕色气体消失后，用向上排空气法收集C待烧瓶中红棕色气体消失后，用排水法收集D立即用排水法收集6. 如图所示，向一定量的铁粉中加入一定体积12 molL-1的硝酸，加热充分反应后，下列微粒在体系中一定大量存在的是 ()NOFe3HNONO2A BC D7将相同质量的铜片分别和过量浓硝酸、稀硝酸反应，下列叙述正确的是()A反应速率：两者相同B消耗硝酸的物质的量：前者多，后者少C反应生成气体的颜色：前者浅，后者深D反应中转移的电子总数：前者多，后者少8. 如右图所示为装有活塞的密闭容器，内盛22.4 mL NO。若通入11.2 mL氧气(气体体积均在标准状况下测定)，保持温度和压强不变，则容器内 混合气体的密度是()A等于1.369 gL1B等于2.054 gL1C在1.369 gL1和2.054 gL1之间D大于2.054 gL19将3.2 g Cu跟30.0 mL 10.0 molL1的HNO3充分反应，还原产物有NO和NO2，若反应后溶液中有a mol H，则此时溶液中含NO的物质的量为()A0.5 a mol B(0.1a) molC0.1 a mol D2 a mol10将22.4 g铁粉逐渐加入到含HNO3 0.8 mol的稀HNO3中，反应生成气体的物质的量(x)随消耗铁粉的物质的量(y)的变化关系如图所示，其中正确的是()11. 为了除去NO、NO2、N2O4对大气的污染，常采用氢氧化钠溶液进行吸收处理(反应方程式：2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O；NO2NO2NaOH=2NaNO2H2O)。现有由a mol NO、b mol NO2、c mol N2O4组成的混合气体恰好被V L氢氧化钠溶液吸收(无气体剩余)，则此氢氧化钠溶液的物质的量浓度最小为()A. molL1 B. molL1C. molL1 D. molL112工业上用铜屑和浓硝酸为原料制取硝酸铜。在实际生产中，先把铜屑在空气中灼烧，再跟用等体积水稀释的浓硝酸反应来制取硝酸铜。请回答下列问题：(1)不宜于用铜屑直接跟硝酸反应来制取硝酸铜的原因是_。(2)浓硝酸用等体积水稀释的目的是_。(3)要得到硝酸铜晶体，应选用_。(4)反应中硝酸表现出_性。13甲、乙、丙均为中学化学常见的气体单质，A、B、C为常见的化合物，已知：A和B都极易溶于水，用两根玻璃棒分别蘸取A和B的浓溶液后，相互靠近会看到白烟。各物质之间存在如图所示的转化关系CC溶液请回答下列问题：(1)C溶液显_性(填“酸”、“碱”或“中”)，理由是_(用离子方程式表示)。(2)乙和甲反应生成A的化学方程式为_。C和氢氧化钠溶液生成A的离子方程式为_。(3)丙气体通入1 L氢氧化钠溶液中恰好完全反应，此时电子转移为2 mol，则氢氧化钠溶液的物质的量浓度为_。(4)常温下，向含白色沉淀M的浊液中加入氯化钠固体，M的溶解度将_(填“增大”、“减小”或“不变”)，Ksp(M)将_(填“增大”、“减小”或“不变”)。14在如图所示的实验装置中，盛有足量水的水槽里放有两个烧杯，小烧 杯里放有铜片和浓硝酸，小烧杯外面倒扣一大烧杯。请回答下列问题：(1)实验过程中，一定能观察到的现象有_。(2)用该装置做铜与浓硝酸反应的实验，最突出的优点是_。(3)若要验证最终得到的气体中是否有NO，最简便的方法是_。15为了证明铜与稀硝酸反应产生一氧化氮，某校学生实验小组设计了一个实验，其装置如下图所示(加热装置和固定装置均已略去)，B为一个用金属丝固定的干燥管，内装块状碳酸钙固体；E为一个空的蒸馏烧瓶；F是用于鼓入空气的双连打气球。(1)实验时，先将B装置下移，使碳酸钙与稀硝酸接触产生气体，当C处产生白色沉淀时，立刻将B装置上提，使之与稀硝酸分离。该组学生设计此步操作的目的为_。(2)将A中铜丝放入稀硝酸中，给装置A微微加热，在装置A中产生无色气体，其反应的化学方程式为_。(3)装置E中开始时出现浅红棕色气体，用F向E中鼓入空气后，可观察到烧瓶E内气体颜色加深，产生上述现象的原因是_。(4)一段时间后，C中白色沉淀溶解，其原因是_。(5)装置D的作用是_。答案基础再现深度思考考点一1(1)游离态化合态氮(2)4/5N23H22NH3N2O22NO2无色红棕色有毒有毒不溶能溶考点二1无色有刺激性气味的液体易与水以任意比互溶质量分数大于98%的硝酸2试液变红试液先变红后褪色4HNO34NO2O22H2O3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O3Fe2NO4H=3Fe3NO2H2OCu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2OC4HNO3(浓)CO24NO22H2O深度思考1氮气的性质不仅与原子结构有关，还与氮分子的构成有关；氮气分子中的NN键，键能很大，分子结构稳定，故分子很稳定。2N2O22NO,2NOO2=2NO2,3NO2H2O=2HNO3NO。3MgOMgO、Mg3N2Mg3N2Mg3N2MgO、Mg3N2MgO4由于NO2和Br2在性质上有不少相似性：均具有氧化性；溶于水均有酸生成；均可与碱反应；均为红棕色等。所以不能用淀粉KI试纸、pH试纸、NaOH溶液来鉴别，但二者性质又有差别，可以用下列方法鉴别：AgNO3溶液；CCl4；用水洗法。51874376硝酸显黄色是由于硝酸见光或受热会发生分解，生成的NO2溶于浓硝酸所致，所以消除的方法是通入O2(或空气)，使其发生反应4NO2O22H2O=4HNO3，保存时应保存在棕色试剂瓶中，并置于阴凉处。7是化学变化，钝化是在铁、铝的表面形成一层致密的氧化物保护膜，阻止了金属与硝酸的进一步反应。8A规律方法解题指导【例1】(1)Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O铜片逐渐溶解，溶液逐渐变蓝，有红棕色气体产生(2)3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O(3)加入稀硫酸后，H2SO4电离出H，与原溶液中的NO与Cu反应：3Cu2NO8H=3Cu22NO4H2O(4)0.65 mol【例2】A【例3】(1)5.8245.376(2)(3)57.8【例4】(1)Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O(2)生成蓝色溶液，放出红棕色气体(3)往分液漏斗中加水稀释浓硝酸，打开活塞，放入稀硝酸(4)C(5)利用Cu与浓硝酸反应生成的NO2排出具支试管中的空气，有利于观察Cu与稀硝酸的反应产物(6)往蓝色溶液中通入NO2，溶液变成绿色(或加热绿色溶液，有红棕色气体产生，溶液变成蓝色)真题重组规范集训1(1)(2)(3)(4)(5)2(1)(2)3D4A5D63NO2H2O=2HNO3NO6.727(1)0.25(2)1.64(3)不符合因吸收后烟气总体积减小，NOx含量仍超过400 mgm3(4)30 gmol1n(NO)46 gmol1n(NO) gn(NO)0.057 molNO2HNO3=3NO2H2Ox2x3xx0.017 6 moln(HNO3)2x0.035 2 moln(NaNO2)2n(NO)n(NO2)n(NO)0.088 7 molm(NaNO2)0.088 7 mol69 gmol190%5.5 g8(1)(2)(3)9(1)3 molL1稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液(2)通入CO2一段时间，关闭弹簧夹，将装置中导管末端伸入倒置的烧瓶内(3)Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O(4)将NO2转化为NO3NO2H2O=2HNO3NO(5)装置中液面上方气体仍为无色，装置中液面上方气体由无色变为红棕色(6)acd课时规范训练教材习题回扣1A2.C3.C4.A5(1)在电火花条件下，N2与O2化合反应生成NO；N2O22NO(2)2NO2CON22CO2(3)能力提升训练1D2.B3.C4.B5C6B7B8D9.B10.C11.C12(1)铜跟浓硝酸直接反应会有氮的氧化物生成，既产生污染，又降低硝酸的利用率；铜屑在空气灼烧生成CuO，CuO跟HNO3反应没有氮的氧化物生成，既避免了污染，又提高了硝酸的利用率(2)浓硝酸易挥发、不稳定，对设备腐蚀严重(3)结晶法(或重结晶法)(4)酸13(1)酸NH4H2ONH3H2OH(2)N23H22NH3NH4OHNH3H2O(3)4 molL1(4)减小不变14(1)铜片表面产生气泡，铜片变小并逐渐消失；小烧杯中溶液的颜色逐渐变成蓝色；大烧杯中有红棕色气体生成，随后气体颜色又逐渐褪去；大烧杯内液面上升，水槽中液面下降(2)反应体系封闭，无氮氧化物逸出，不污染环境(3)轻轻掀起倒扣的大烧杯，进入适量的空气，若有红棕色气体生成，则证明最终气体生成物为NO15(1)产生二氧化碳，排出装置中的空气(2)3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O(3)二氧化碳密度大于空气，未能排尽烧瓶中的空气，少量NO与空气中的氧气反应生成少量的红棕色的NO2；鼓入空气后，NO与氧气反应，生成大量的红棕色二氧化氮(4)二氧化氮与水反应生成硝酸，硝酸使白色沉淀碳酸钙溶解(5)吸收尾气，防止污染大气 - 16 -