高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)教案 第4章 第5講《氮的氧化物和硝酸》

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第5講氮的氧化物和硝酸考綱解讀1.知道氮?dú)夥€(wěn)定的原因及用途。2.了解常見的氮的氧化物(NO、NO2)的性質(zhì)及對環(huán)境的影響。3.會用硝酸的氧化性解釋硝酸與金屬、非金屬及其他具有還原性物質(zhì)反應(yīng)的特點(diǎn)?？键c(diǎn)一氮?dú)饧暗难趸?氮?dú)?1)氮的固定使空氣中_的氮轉(zhuǎn)化為_的過程。(2)氮?dú)獾男再|(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_?；瘜W(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)：_。b與O2反應(yīng)：_。2氮的氧化物氮有多種價態(tài)的氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。完成NO和NO2的比較表：NONO2物理性質(zhì)顏色毒性溶解性化學(xué)性質(zhì)與O2反應(yīng)2NOO2=2NO2與H2O反應(yīng)3NO2H2O=2HNO3NO實(shí)驗(yàn)室制法(填化學(xué)方程式)3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2OCu4HNO3(濃)=Cu(NO3)22NO22H2O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)煙霧特別提醒(1)氮的氧化物都是大氣污染物。(2)空氣中NO2是造成光化學(xué)煙霧的主要因素。(3)空氣中NO、NO2主要來源于煤和石油的燃燒、汽車尾氣、硝酸工廠等。(4)NO2：既有氧化性又有還原性，以氧化性為主。NO2能使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍(lán)。1根據(jù)氮在元素周期表中的位置可知氮元素是一種活潑的非金屬，為什么氮?dú)夂芊€(wěn)定？2農(nóng)諺“雷雨發(fā)莊稼”，寫出雷雨時，雨水中形成稀硝酸的化學(xué)方程式。3相同質(zhì)量的鎂條分別在氧氣、氮?dú)夂涂諝庵谐浞秩紵?，所得固體產(chǎn)物的質(zhì)量由大到小的順序是_；過量的鎂條分別在相同狀況下相同體積的氧氣、氮?dú)夂涂諝庵谐浞秩紵?，所得固體產(chǎn)物的質(zhì)量由大到小的順序是_。(空氣中的CO2可忽略)4如何鑒別NO2與溴蒸氣？5將容積為50 mL的量筒充滿二氧化氮和氧氣的混合氣體，將量筒倒置在盛滿水的水槽里，一段時間后，量筒里剩余氣體體積為5 mL。則原混合氣體中NO2和O2體積比可能是_或_。氮的氧化物的幾種計算的方法(1)NO2或NO2與N2(非O2)的混合氣體溶于水時，可依據(jù)3NO2H2O=2HNO3NO，利用氣體體積的變化差值進(jìn)行計算。(2)NO2和O2的混合氣體溶于水時，由反應(yīng)4NO2O22H2O=4HNO3進(jìn)行計算。當(dāng)V(NO2)V(O2)41時，恰好完全反應(yīng)，無氣體剩余。當(dāng)V(NO2)V(O2)41時，NO2過量，剩余氣體為NO。當(dāng)V(NO2)V(O2)43時，剩余氣體為NO。當(dāng)V(NO)V(O2)V2V3 BV1V3V2CV2V3V1 DV3V1V25燒瓶中放入銅片和稀硝酸，用酒精燈加熱來制取較純凈的一氧化氮，反應(yīng)開始后發(fā)現(xiàn)燒瓶中充滿紅棕色氣體，則應(yīng)()A立即接上收集容器，用向上排空氣法收集B待燒瓶中紅棕色氣體消失后，用向上排空氣法收集C待燒瓶中紅棕色氣體消失后，用排水法收集D立即用排水法收集6. 如圖所示，向一定量的鐵粉中加入一定體積12 molL-1的硝酸，加熱充分反應(yīng)后，下列微粒在體系中一定大量存在的是 ()NOFe3HNONO2A BC D7將相同質(zhì)量的銅片分別和過量濃硝酸、稀硝酸反應(yīng)，下列敘述正確的是()A反應(yīng)速率：兩者相同B消耗硝酸的物質(zhì)的量：前者多，后者少C反應(yīng)生成氣體的顏色：前者淺，后者深D反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)：前者多，后者少8. 如右圖所示為裝有活塞的密閉容器，內(nèi)盛22.4 mL NO。若通入11.2 mL氧氣(氣體體積均在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測定)，保持溫度和壓強(qiáng)不變，則容器內(nèi) 混合氣體的密度是()A等于1.369 gL1B等于2.054 gL1C在1.369 gL1和2.054 gL1之間D大于2.054 gL19將3.2 g Cu跟30.0 mL 10.0 molL1的HNO3充分反應(yīng)，還原產(chǎn)物有NO和NO2，若反應(yīng)后溶液中有a mol H，則此時溶液中含NO的物質(zhì)的量為()A0.5 a mol B(0.1a) molC0.1 a mol D2 a mol10將22.4 g鐵粉逐漸加入到含HNO3 0.8 mol的稀HNO3中，反應(yīng)生成氣體的物質(zhì)的量(x)隨消耗鐵粉的物質(zhì)的量(y)的變化關(guān)系如圖所示，其中正確的是()11. 為了除去NO、NO2、N2O4對大氣的污染，常采用氫氧化鈉溶液進(jìn)行吸收處理(反應(yīng)方程式：2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O；NO2NO2NaOH=2NaNO2H2O)?，F(xiàn)有由a mol NO、b mol NO2、c mol N2O4組成的混合氣體恰好被V L氫氧化鈉溶液吸收(無氣體剩余)，則此氫氧化鈉溶液的物質(zhì)的量濃度最小為()A. molL1 B. molL1C. molL1 D. molL112工業(yè)上用銅屑和濃硝酸為原料制取硝酸銅。在實(shí)際生產(chǎn)中，先把銅屑在空氣中灼燒，再跟用等體積水稀釋的濃硝酸反應(yīng)來制取硝酸銅。請回答下列問題：(1)不宜于用銅屑直接跟硝酸反應(yīng)來制取硝酸銅的原因是_。(2)濃硝酸用等體積水稀釋的目的是_。(3)要得到硝酸銅晶體，應(yīng)選用_。(4)反應(yīng)中硝酸表現(xiàn)出_性。13甲、乙、丙均為中學(xué)化學(xué)常見的氣體單質(zhì)，A、B、C為常見的化合物，已知：A和B都極易溶于水，用兩根玻璃棒分別蘸取A和B的濃溶液后，相互靠近會看到白煙。各物質(zhì)之間存在如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系CC溶液請回答下列問題：(1)C溶液顯_性(填“酸”、“堿”或“中”)，理由是_(用離子方程式表示)。(2)乙和甲反應(yīng)生成A的化學(xué)方程式為_。C和氫氧化鈉溶液生成A的離子方程式為_。(3)丙氣體通入1 L氫氧化鈉溶液中恰好完全反應(yīng)，此時電子轉(zhuǎn)移為2 mol，則氫氧化鈉溶液的物質(zhì)的量濃度為_。(4)常溫下，向含白色沉淀M的濁液中加入氯化鈉固體，M的溶解度將_(填“增大”、“減小”或“不變”)，Ksp(M)將_(填“增大”、“減小”或“不變”)。14在如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置中，盛有足量水的水槽里放有兩個燒杯，小燒 杯里放有銅片和濃硝酸，小燒杯外面倒扣一大燒杯。請回答下列問題：(1)實(shí)驗(yàn)過程中，一定能觀察到的現(xiàn)象有_。(2)用該裝置做銅與濃硝酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，最突出的優(yōu)點(diǎn)是_。(3)若要驗(yàn)證最終得到的氣體中是否有NO，最簡便的方法是_。15為了證明銅與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生一氧化氮，某校學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計了一個實(shí)驗(yàn)，其裝置如下圖所示(加熱裝置和固定裝置均已略去)，B為一個用金屬絲固定的干燥管，內(nèi)裝塊狀碳酸鈣固體；E為一個空的蒸餾燒瓶；F是用于鼓入空氣的雙連打氣球。(1)實(shí)驗(yàn)時，先將B裝置下移，使碳酸鈣與稀硝酸接觸產(chǎn)生氣體，當(dāng)C處產(chǎn)生白色沉淀時，立刻將B裝置上提，使之與稀硝酸分離。該組學(xué)生設(shè)計此步操作的目的為_。(2)將A中銅絲放入稀硝酸中，給裝置A微微加熱，在裝置A中產(chǎn)生無色氣體，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(3)裝置E中開始時出現(xiàn)淺紅棕色氣體，用F向E中鼓入空氣后，可觀察到燒瓶E內(nèi)氣體顏色加深，產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是_。(4)一段時間后，C中白色沉淀溶解，其原因是_。(5)裝置D的作用是_。答案基礎(chǔ)再現(xiàn)深度思考考點(diǎn)一1(1)游離態(tài)化合態(tài)氮(2)4/5N23H22NH3N2O22NO2無色紅棕色有毒有毒不溶能溶考點(diǎn)二1無色有刺激性氣味的液體易與水以任意比互溶質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于98%的硝酸2試液變紅試液先變紅后褪色4HNO34NO2O22H2O3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O3Fe2NO4H=3Fe3NO2H2OCu4HNO3(濃)=Cu(NO3)22NO22H2OC4HNO3(濃)CO24NO22H2O深度思考1氮?dú)獾男再|(zhì)不僅與原子結(jié)構(gòu)有關(guān)，還與氮分子的構(gòu)成有關(guān)；氮?dú)夥肿又械腘N鍵，鍵能很大，分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，故分子很穩(wěn)定。2N2O22NO,2NOO2=2NO2,3NO2H2O=2HNO3NO。3MgOMgO、Mg3N2Mg3N2Mg3N2MgO、Mg3N2MgO4由于NO2和Br2在性質(zhì)上有不少相似性：均具有氧化性；溶于水均有酸生成；均可與堿反應(yīng)；均為紅棕色等。所以不能用淀粉KI試紙、pH試紙、NaOH溶液來鑒別，但二者性質(zhì)又有差別，可以用下列方法鑒別：AgNO3溶液；CCl4；用水洗法。51874376硝酸顯黃色是由于硝酸見光或受熱會發(fā)生分解，生成的NO2溶于濃硝酸所致，所以消除的方法是通入O2(或空氣)，使其發(fā)生反應(yīng)4NO2O22H2O=4HNO3，保存時應(yīng)保存在棕色試劑瓶中，并置于陰涼處。7是化學(xué)變化，鈍化是在鐵、鋁的表面形成一層致密的氧化物保護(hù)膜，阻止了金屬與硝酸的進(jìn)一步反應(yīng)。8A規(guī)律方法解題指導(dǎo)【例1】(1)Cu4HNO3(濃)=Cu(NO3)22NO22H2O銅片逐漸溶解，溶液逐漸變藍(lán)，有紅棕色氣體產(chǎn)生(2)3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O(3)加入稀硫酸后，H2SO4電離出H，與原溶液中的NO與Cu反應(yīng)：3Cu2NO8H=3Cu22NO4H2O(4)0.65 mol【例2】A【例3】(1)5.8245.376(2)(3)57.8【例4】(1)Cu4HNO3(濃)=Cu(NO3)22NO22H2O(2)生成藍(lán)色溶液，放出紅棕色氣體(3)往分液漏斗中加水稀釋濃硝酸，打開活塞，放入稀硝酸(4)C(5)利用Cu與濃硝酸反應(yīng)生成的NO2排出具支試管中的空氣，有利于觀察Cu與稀硝酸的反應(yīng)產(chǎn)物(6)往藍(lán)色溶液中通入NO2，溶液變成綠色(或加熱綠色溶液，有紅棕色氣體產(chǎn)生，溶液變成藍(lán)色)真題重組規(guī)范集訓(xùn)1(1)(2)(3)(4)(5)2(1)(2)3D4A5D63NO2H2O=2HNO3NO6.727(1)0.25(2)1.64(3)不符合因吸收后煙氣總體積減小，NOx含量仍超過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、濃硝酸、氫氧化鈉溶液(2)通入CO2一段時間，關(guān)閉彈簧夾，將裝置中導(dǎo)管末端伸入倒置的燒瓶內(nèi)(3)Cu4HNO3(濃)=Cu(NO3)22NO22H2O(4)將NO2轉(zhuǎn)化為NO3NO2H2O=2HNO3NO(5)裝置中液面上方氣體仍為無色，裝置中液面上方氣體由無色變?yōu)榧t棕色(6)acd課時規(guī)范訓(xùn)練教材習(xí)題回扣1A2.C3.C4.A5(1)在電火花條件下，N2與O2化合反應(yīng)生成NO；N2O22NO(2)2NO2CON22CO2(3)能力提升訓(xùn)練1D2.B3.C4.B5C6B7B8D9.B10.C11.C12(1)銅跟濃硝酸直接反應(yīng)會有氮的氧化物生成，既產(chǎn)生污染，又降低硝酸的利用率；銅屑在空氣灼燒生成CuO，CuO跟HNO3反應(yīng)沒有氮的氧化物生成，既避免了污染，又提高了硝酸的利用率(2)濃硝酸易揮發(fā)、不穩(wěn)定，對設(shè)備腐蝕嚴(yán)重(3)結(jié)晶法(或重結(jié)晶法)(4)酸13(1)酸NH4H2ONH3H2OH(2)N23H22NH3NH4OHNH3H2O(3)4 molL1(4)減小不變14(1)銅片表面產(chǎn)生氣泡，銅片變小并逐漸消失；小燒杯中溶液的顏色逐漸變成藍(lán)色；大燒杯中有紅棕色氣體生成，隨后氣體顏色又逐漸褪去；大燒杯內(nèi)液面上升，水槽中液面下降(2)反應(yīng)體系封閉，無氮氧化物逸出，不污染環(huán)境(3)輕輕掀起倒扣的大燒杯，進(jìn)入適量的空氣，若有紅棕色氣體生成，則證明最終氣體生成物為NO15(1)產(chǎn)生二氧化碳，排出裝置中的空氣(2)3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O(3)二氧化碳密度大于空氣，未能排盡燒瓶中的空氣，少量NO與空氣中的氧氣反應(yīng)生成少量的紅棕色的NO2；鼓入空氣后，NO與氧氣反應(yīng)，生成大量的紅棕色二氧化氮(4)二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸，硝酸使白色沉淀碳酸鈣溶解(5)吸收尾氣，防止污染大氣 - 16 -