2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題4.4 氮的氧化物和硝酸講案（含解析）.doc

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2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題4.4 氮的氧化物和硝酸講案（含解析）復(fù)習(xí)目標：1、掌握氮及其化合物（NO、NO2、HNO3等）的物理和化學(xué)性質(zhì)2、掌握HNO3的強氧化性及相關(guān)的計算。3、了解氮及其重要化合物對環(huán)境質(zhì)量的影響基礎(chǔ)知識回顧：一、氮氣及氮的氧化物1、氮氣（1）氮的固定含義：使空氣中 游離態(tài) 的氮轉(zhuǎn)化為 化合態(tài)氮 的過程。方法：自然固氮、人工固氮（2）氮氣的性質(zhì)物理性質(zhì)純凈的N2是一種無色無味的氣體，難溶于水，在空氣中約占總體積的 78% 。結(jié)構(gòu)：電子式為NN 結(jié)構(gòu)式為 NN ，氮氮三鍵的鍵能大，分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，化學(xué)性質(zhì)不活潑。化學(xué)性質(zhì)通常情況下，N2化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，只在高溫、放電、催化劑等條件下才能發(fā)生一些化學(xué)反應(yīng)。A與H2反應(yīng)：N2+3H22NH3 。B與O2反應(yīng)： N2+O2=2NO 。C與Mg反應(yīng)：N2+3MgMg3N2。2、氮的氧化物NONO2物理性質(zhì)顏色無色紅棕色毒性有毒有毒溶解性不溶能溶（反應(yīng)）化學(xué)性質(zhì)與O2反應(yīng)2NO+O2=2NO2與H2O反應(yīng)3NO2+H2O=2HNO3+NO實驗室制法（填化學(xué)方程式）3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2OCu+4HNO3(濃)= Cu(NO3)2+2NO2+2H2O與人體環(huán)境的關(guān)系與血紅蛋白結(jié)合使人中毒轉(zhuǎn)化成NO2形成酸雨、光化學(xué)煙霧形成酸雨、光化學(xué)煙霧【注意】 氮的氧化物都是大氣污染物?？諝庵蠳O2是造成光化學(xué)煙霧的主要因素?？諝庵蠳O、NO2主要來源于煤和石油的燃燒、汽車尾氣、硝酸工廠等。NO2：既有氧化性又有還原性，以氧化性為主。NO2能使?jié)駶櫟牡矸?KI試紙變藍：2NO2+2KI= 2KNO2+I2。NO、NO2均能與NH3發(fā)生歸中反應(yīng)生成N2。NOx+NH3N2+H2O。 氮氧化合物與堿的反應(yīng)2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2ONO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O【典型例題1】下列說法正確的是()ACO、NO、NO2都是大氣污染氣體，在空氣中都能穩(wěn)定存在BNO可用于某些疾病的治療CNO2通入FeSO4溶液中始終無明顯現(xiàn)象D汽車尾氣的主要污染成分包括NO、CO和N2【遷移訓(xùn)練1】【浙江省杭州二中xx年度高三上學(xué)期第二次月考試卷】工業(yè)廢氣中氮的氧化物是重要的污染源，有一種治理污染的方法是通入適量氨氣將其還原為無毒物質(zhì)N2和H2O，現(xiàn)有含氮氧化物NO和NO2的混合氣體3L，用相同條件下的NH3 3L恰好反應(yīng)完全，則混合氣中NO與NO2的體積分數(shù)比 Al:4 B1:3 Cl:2 Dl:l【答案】D二、硝酸1、硝酸的物理性質(zhì) 色味態(tài)：無色有刺激性氣味的液體 ；揮發(fā)性：易揮發(fā) ；水溶性：與水以任意比互溶；發(fā)煙硝酸：質(zhì)量分數(shù)大于98%的硝酸。2、硝酸的化學(xué)性質(zhì)（1）具有酸的通性，但考慮其酸性時需首先考慮到其強氧化性?！咀⒁狻繚?、稀HNO3對紫色石蕊試液作用，前者使之先變紅后褪色，后者只使之變紅。金屬與HNO3反應(yīng)不產(chǎn)生H2。比較HNO3與Na2CO3和Na2SO3的反應(yīng)。(前者為復(fù)分解反應(yīng)，后者為氧化還原反應(yīng)。)（2）不穩(wěn)定性：濃硝酸顯黃色，是因為HNO3分解產(chǎn)生的NO2溶解在硝酸中，說明濃硝酸具有不穩(wěn)定性，化學(xué)方程式為 4HNO3(濃）= O2+4NO2+2H2O （加熱、光照） 。（3）強氧化性與金屬的反應(yīng)A除Pt、Au外，大部分金屬均能與HNO3反應(yīng)。BCu與濃、稀HNO3發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為： Cu+4HNO3(濃） = Cu(NO3)2+2NO2+2H2O3Cu+8HNO3(?。? 3Cu(NO3)2+2NO+4H2OCFe、Al遇冷的濃HNO3或濃H2SO4能發(fā)生鈍化，故可以用鐵、鋁容器貯存冷的濃HNO3、濃H2SO4。與非金屬反應(yīng)與濃HNO3反應(yīng)時，非金屬單質(zhì)一般被氧化為最高價氧化物或最高價含氧酸，如碳與濃HNO3反應(yīng)的化學(xué)方程式為：C+4HNO3（濃）= CO2+4NO2+2H2O 。與某些還原性化合物或離子的反應(yīng)，例如：H2S、SO2、HBr、HI、FeCl2等。王水王水由濃硝酸與濃鹽酸按體積比13混合所得，具有更強的氧化性，能使Au、Pt溶解。（4）與有機物的反應(yīng)硝化反應(yīng)（如與苯反應(yīng)）；酯化反應(yīng)（如與纖維素反應(yīng)）；顏色反應(yīng)（如與蛋白質(zhì)反應(yīng)）?！镜湫屠}2】在下列反應(yīng)中，硝酸既表現(xiàn)氧化性又表現(xiàn)酸性的是()AFeO和HNO3 BAl(OH)3與HNO3CH2S和HNO3 DNH3與HNO3【遷移訓(xùn)練2】硝酸銅是制備CuZnAl系催化劑的重要原料，制取硝酸銅現(xiàn)有三種設(shè)計方案可供選用：Cu與稀硝酸反應(yīng)制?。?Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2OCu與濃硝酸反應(yīng)制取：Cu4HNO3(濃)=Cu(NO3)22NO22H2O通氧氣于銅屑與稀硝酸的體系中制?。?Cu4HNO3O2=2Cu(NO3)22H2O下列說法正確的是()A制取相同量的硝酸銅需硝酸的量最多B制取相同量的硝酸銅產(chǎn)生的有毒氣體比多C三種方案中硝酸的利用率D三種方案的反應(yīng)都可以在鐵制容器中進行考點詳析：考點一：氮的氧化物溶于水的有關(guān)計算1、有關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式3NO2H2O=2HNO3NO 4NO2O22H2O=4HNO3 4NO3O22H2O=4HNO3 2NOO2=2NO2 2、不同情況及剩余氣體的體積序號氣體反應(yīng)剩余氣體剩余氣體的量NO2NOV(NO2)NO2NONOV(NO)原V(NO2)NO2O241無041NOV(NO2)V(O2)NOO243無043NOV(NO)原V(O2)43O2V(O2)原V(NO)3、NO2、NO、O2三者組成的混合氣體溶于水（1）先按反應(yīng)后，再據(jù)表進行計算。（2）先按反應(yīng)后，再據(jù)表進行計算?！咀⒁狻恳驗樗芤褐邪l(fā)生反應(yīng)3NO2H2O=2HNO3NO，所以無論何種情況下水溶液中不會剩余NO2。當(dāng)NO2和N2O4的混合氣體作用于H2O時，不要忽視由于NO2的消耗，N2O4會轉(zhuǎn)化為NO2?！镜湫屠}3】【四川成都市xx一診】定量的CuS和Cu2S的混合物投入足量的HNO3中，收集到氣體VL（標準狀況），向反應(yīng)后的溶液中（存在Cu2+和SO42-）加入足量NaOH，產(chǎn)生藍色沉淀，過濾，洗滌，灼燒，得到CuO12.0g，若上述氣體為NO和NO2的混合物，且體積比為11，則V可能為（ ）A9.0L B13.5L C15.7L D16.8L【答案】A【解析】【遷移訓(xùn)練3】足量銅與一定量濃硝酸反應(yīng),得到硝酸銅溶液和NO2、N2O4、NO的混合氣體，這些氣體與1.68 L O2(標準狀況)混合后通入水中，所有氣體完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸銅溶液中加入5 mol/L NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀，則消耗NaOH溶液的體積是（ ）A60 mL B45 mL C30 mL D15 mL考點二：金屬與硝酸的反應(yīng)的相關(guān)計算1、金屬與HNO3反應(yīng)的一般通式（1）金屬+濃硝酸金屬硝酸鹽+NO2+H2O（2）金屬+稀硝酸金屬硝酸鹽+NO+H2O2、反應(yīng)規(guī)律（1）金屬與硝酸反應(yīng)一般不生成H2。濃HNO3一般被還原為NO2，稀HNO3一般被還原為NO。（2）鐵與稀硝酸反應(yīng)，先生成Fe(NO3)3，若Fe過量，F(xiàn)e(NO3)3再和Fe反應(yīng)生成Fe(NO3)2。（3）銅與濃HNO3反應(yīng)，若Cu過量，開始時硝酸的還原產(chǎn)物為NO2，隨著反應(yīng)的進行，濃HNO3變稀，硝酸的還原產(chǎn)物為NO，最終應(yīng)得到NO2和NO的混合氣體。3、計算方法（1）原子守恒法 HNO3與金屬反應(yīng)時，一部分HNO3起酸的作用，以NO的形式存在于溶液中；一部分作為氧化劑轉(zhuǎn)化為還原產(chǎn)物，這兩部分中氮原子的總物質(zhì)的量等于反應(yīng)消耗的HNO3中氮原子的物質(zhì)的量。（2）得失電子守恒法 HNO3與金屬的反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)，HNO3中氮原子得電子的物質(zhì)的量等于金屬失電子的物質(zhì)的量。（3）電荷守恒法HNO3過量時反應(yīng)后溶液中（不考慮OH-）則有：c(NO3-)=c(H+)+nc(Mn+)(Mn+代表金屬離子)。（4）離子方程式計算法金屬與H2SO4、HNO3的混合酸反應(yīng)時，由于硝酸鹽中NO3-在H2SO4提供H+的條件下能繼續(xù)與金屬反應(yīng)，因此此類題目應(yīng)用離子方程式來計算，先作過量判斷，然后根據(jù)完全反應(yīng)的金屬或H+或NO進行相關(guān)計算，且溶液中要符合電荷守恒?！镜湫屠}4】【四川資陽市xx屆二診】把一定質(zhì)量的鐵完全溶解于某濃度的硝酸中收集到0.3 mol NO2和0.2 mol NO。向反應(yīng)后的溶液中加入足量NaOH溶液充分反應(yīng)，經(jīng)過濾、洗滌后，把所得沉淀加熱至質(zhì)量不再減少為止。得到固體質(zhì)量不可能為A18 gB24 gC30 gD36 g【遷移訓(xùn)練4】某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL，平均分成兩份。向其中一份中逐漸加入銅粉，最多能溶解9.6 g。向另一份中逐漸加入鐵粉，產(chǎn)生氣體的量隨鐵粉質(zhì)量增加的變化如圖所示(已知硝酸只被還原為NO氣體)。下列分析或結(jié)果錯誤的是()A原混合酸中NO物質(zhì)的量為0.1 molBOA段產(chǎn)生的是NO，AB段的反應(yīng)為Fe2Fe3=3Fe2，BC段產(chǎn)生氫氣C第二份溶液中最終溶質(zhì)為FeSO4DH2SO4濃度為2.5 molL1【遷移訓(xùn)練5】【湖北襄陽xx學(xué)年12月調(diào)研】一定量的Fe和Fe2O3混合物投入1 molL-1 300 mL的HNO3溶液中，反應(yīng)完全后，無固體剩余，生成112 LNO氣體（標準狀況），再向反應(yīng)后溶液中加入1 molL-1的NaOH溶液，要使鐵元素全部沉淀下來，所加NaOH溶液的體積最少是 A200mL B245mL C250mL D300mL