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氮及其化合物
3-2氮的循环
2016-9-04
【考纲要求】
考纲内容
能力要求
考向定位
1.了解常见非金属单质及其重要化合物的主要性质及应用。
2.了解常见非金属单质及其重要化合物对环境质量的影响。
1.了解氮族元素及其原子结构,理解其性质递变规律。
2.掌握氮气的性质和分子结构,掌握氮的氧化物的化学性质及有关计算。
3.了解氨的物理性质、分子结构,掌握氨的化学性质及氨的实验室制法。
4.了解铵盐的性质,掌握铵根离子的检验。
5.了解硝酸的物理性质及用途,掌握硝酸的化学性质。
氮及其化合物的相互转化关系是高考的重要内容,主要考点有:
①氮族元素的原子结构特点、主要性质及其性质递变规律;②氮气的分子结构、性质及其化合物间的转化关系;③氮的氧化物主要性质及溶于水的有关计算;④氨气的分子结构及其物理性质,实验室制法;⑤氨气及铵盐的重要化学性质及有关反应;⑥硝酸、硝酸盐的性质及重要反应。
今后的命题方向:
将氮族元素知识作为概念、理论的载体,以新情境来考查考生对这部分知识的理解和掌握水平。
【考点整合】第一课时
考点1氮气及氮的氧化物
问题一:
从氮的化合价角度分析氮气有哪些性质?
写出反应的化学方程式。
问题二:
已知氮元素有+1、+2、+3、+4、+5等五种正价态,五种正价对应六种氧化物:
试写出它们的化学式。
其中N2O3和N2O5分别是HNO2和HNO3的酸酐。
NO是一种色还原性较强的气体,易被O2氧化生成,NO2是一种色的易溶于水且与水反应的气体,氧化性强,能氧化SO2,能使湿润的KI-淀粉试纸变。
NO和NO2都是大气污染物,空气中NO、NO2主要来自石油产品和煤燃烧、汽车尾气以及制硝酸工厂的废气。
其中空气中的NO2是造成的主要因素。
问题三:
有句俗语“雷雨发庄稼”你能分析其中的原理并写出这个过程中发生反应的化学方程式吗?
【例1】最新研究表明:
NO吸收治疗法可快速改善SARS重症患者的缺氧状况,缓解病情。
病毒学研究同时证实,NO对SARS病毒有直接抑制作用。
下列关于NO的叙述正确的是()
A.NO是一种红棕色的气体B.常温常压下,NO不能与空气中氧气直接化合
C.含等质量的氧元素的NO和CO的物质的量相等
D.NO易溶于水,不能用排水法收集
【例2】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,这时的操作应是( )
A.立即接收集容器,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
考点2氨气的性质
问题一:
某同学在实验室制备了氧气和氨气两瓶气体,因急事离开后,忘了哪一瓶是氨气。
请你根据所学知识,采取尽可能多的合理方法加以鉴别。
一、喷泉实验
【例1】
(1)图甲为化学教学中常用的喷泉实验装置。
在烧瓶中充满干燥氨气,,胶头滴管及烧杯中盛有水,引发该喷泉实验的操作,产生喷泉的原理
。
下列组合中不可能形成喷泉的是,
A.HCl和H2OB.O2和H2O
C.NH3和H2OD.CO2和NaOH溶液
(2)某学生积极思考产生喷泉的其他办法,并设计了如图乙所示的装置。
①在图乙的锥形瓶中,分别加入足量的下列物质,反应后可能产生喷泉的是()
A.Cu与稀盐酸B.NaHCO3与NaOH溶液
C.CaCO3与稀硫酸D.NH4HCO3与稀盐酸
这种方法产生喷泉的原理是。
②比较图甲和图乙两套装置,从产生喷泉的原理来分析,图甲上部烧瓶内气体压强;图乙下部锥形瓶内气体压强。
(填“增大”或“减小”)
即时训练:
1.都能用右图所示装置进行喷泉实验的一组气体是(注:
烧杯内为NaOH溶液)()
A.HCl和CO2B.NH3和CH4
C.SO2和COD.NO2和NO
2.同温同压下,两个等体积的干燥圆底烧瓶中分别充满①NH3,②NO2,进行喷泉实验,如图所示,经充分反应后,瓶内溶液的物质的量浓度为( )
A.①>② B.①<②C.①=② D.不能确定
【拓展延伸】氨的喷泉实验涉及到了哪些化学反应?
氨水中含有哪些微粒?
二、氨气的化学性质
问题二:
从NH3中氮元素的化合价分析,NH3还具有什么化学性质?
空气
【实验探究】用如图装置吸收一段时间氨后,再通入空气,同时将经加热的铂丝插入装置的锥形瓶内。
(1)铂丝继续保持红热,原因是,
(2)锥形瓶中还可观察到的现象是。
(3)写出装置中氨氧化的化学方程式:
。
(4)反应结束后,锥形瓶内的溶液中含有的离子为H+、OH-、、。
问题三:
(1)常常将蘸有浓氨水的玻璃棒靠近输送氯气的管道,若出现白烟,说明管道漏气,写出其中的化学方程式。
(2)某小组成员设计实验探究氨气还原性及产物,提供实验装置如下:
观察到CuO全部变为红色物质,无水CuSO4变蓝,同时生成一种无污染的气体。
请写出NH3与CuO反应的化学方程式。
三、氨气的实验室制法
【例2】某同学用下列装置(固定、加热仪器和橡胶管略)进行有关氨气制取的实验探究。
回答下列问题:
(1)若用装置①制取NH3,其反应的化学方程式为__________________________________;
若要测定生成的NH3的体积,则必须选择的装置是__________(填装置序号),装置中所盛试剂可以是(填序号)。
a.氯化铵溶液b.水c.四氯化碳d.浓硫酸
(2)若用装置②制取并收集干燥的NH3,烧瓶内装的试剂是________,分液漏斗中装的试剂是_______,简述产生氨气的原因。
干燥装置应选择______(填装置序号),其中所装的试剂是。
收集装置应选择______(填装置序号)。
【自我检测】
1.喷泉实验中体现了氨气的哪些性质()
A.极易溶于水B.还原性C.密度比空气小D.溶于水呈碱性
2.下列关于氨水的叙述正确的是( )
A.氨水显碱性,是因为氨水是一种弱碱B.氨水和液氨成分相同
C.氨水中共有6种粒子D.1mol/L的氨水中,NH3·H2O的物质的量浓度是1mol/L
3.如图,锥形瓶内盛有气体X,滴管内盛有液体Y,若挤压滴管,使Y滴入瓶中,振荡,
过一会可见小气球a鼓起,气体X和液体Y不可能是()
A.X是NH3,Y是水B.X是SO2,Y是NaOH浓溶液
C.X是CO2,Y是稀硫酸D.X是HCl,Y是NaOH稀溶液
4、下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂,其中错误的是()
5、某学生课外活动小组利用右图所示装置分别做如下实验:
⑴在试管中注入某红色溶液,加热试管,溶液颜色逐渐变浅,冷却后恢复红色,则原溶液可能是溶液;加热时溶液由红色逐渐变浅的原因是。
⑵在试管中注入某无色溶液,加热试管,溶液变为红色,冷却后恢复无色,则此溶液可能是溶液;加热时溶液由无色变为红色的原因是。
6、在下列变化①大气固氮②硝酸银分解③实验室制取氨气中,按氮元素被氧化、被还原、既不被氧化又不被还原的顺序排列,正确的是()
A.①②③ B.②①③ C.③②① D.③①②
7、可以干燥氨气的物质是()
A、浓硫酸B、氯化钙C、碱石灰D、氢氧化钠固体
8、起固氮作用的反应是()
A、N2和H2在一定条件下合成NH3B、NO与O2反应生成NO2
C、NH3催化氧化生成NOD、用氨气制硝酸
【高考快递】1.高考选项正误判断:
下列由相关实验现象所推出的结论是否正确。
(1).(2012山东)分别充满HCl、NH3的烧瓶倒置于水中后液面均迅速上升,说明二者均易溶于水
(2).(2011安徽)用玻璃棒蘸取浓氨水点到红色石蕊试纸上,试纸变蓝色说明浓氨水呈碱性
2.(2012福建)下列物质与水作用形成的溶液能与NH4Cl反应生成NH3的是( )
A.二氧化氮B.钠C.硫酸镁D.二氧化硅
第二课时
考点3硝酸的性质
问题一:
盛放浓硝酸的试剂瓶常会呈现黄色,为什么?
体现了浓硝酸的什么性质
写出反应的化学方程式。
问题二:
实验室常用Zn与稀盐酸或稀硫酸反应制氢气,用Zn于硝酸行不行?
试写出锌与稀硝酸反应的方程式。
问题三:
金属活动顺序表中,较不活泼的金属(如铜、银等)都不能和盐酸或稀硫酸反应,而铜与硝酸呢?
写出反应的化学方程式。
Cu+HNO3(浓)
Cu+HNO3(稀)
这类反应中硝酸只有一部分体现被还原,另一部分体现生成硝酸盐。
问题四:
铁、铝常温下遇浓硝酸无明显现象,有的同学认为二者没有发生化学反应,这种观点是否正确为什么?
问题五:
写出非金属碳和浓硝酸发生反应的化学方程式_______________________在此反应中非金属被,硝酸完全被还原成。
这和金属与硝酸的反应不同,在有关判断及计算题中应该注意。
C+4HNO3
S+6HNO3(浓)
问题六:
,硝酸还可以氧化哪些还原性物质或离子?
并且分别写出离子方程式。
【例1】取三张蓝色石蕊试纸置于表面皿上,然后按顺序滴加65%的硝酸,98.3%的硫酸和新制氯水,三张试纸最终呈现的颜色是 ( )
A.白 红 白 B.红 黑 红 C.红 红 红 D.白 黑 白
【例2】足量铜与一定量浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体,这些气体与1.68LO2(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5mol/LNaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,则消耗NaOH溶液的体积是( )A.60mL B.45mLC.30mL D.15mL
【例3】(2007年重庆)某兴趣小组设计出右图所示装置来改进教材中“铜与硝酸反应”实验,以探究化学实验的绿色化。
(1)实验前,关闭活塞b,试管d中加水至浸没长导管口,塞紧试管c和d的胶塞,加热c。
其目的是。
(2)在d中加适量NaOH溶液,c中放一小块铜片,由分液漏斗a向c中加入2mL浓硝酸。
c中反应的化学方程式是
。
再由a向c中加2mL蒸馏水,c中的实验现象是。
方案
反应物
甲
Cu、浓HNO3
乙
Cu、稀HNO3
丙
Cu、O2、稀HNO3
(3)右表是制取硝酸铜的三种方案,能体现绿色化学理念的最佳方案是。
理由是_____________。
(4)该小组还用上述装置进行实验证明氧化性KMnO4>Cl2>Br2。
操作步骤为,实验现象为;但此实验的不足之处是。
【自我检测】
1、雷雨时不可能生成的氮的化合物是( )
A.NOB.NO2C.NH3D.HNO3
2、下列对反应3NO2+H2O===2HNO3+NO的说法中正确的是( )
A.氧化剂与还原剂的质量比为1∶2;
B.氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2
C.NO2是氧化剂,H2O是还原剂;
D.若有6molNO2参与反应时,有3mol电子发生转移
3、为了社会可持续发展,化工生产过程应尽量减少对环境的副作用.“绿色化学”是当今社会提出的一个新概念,它要求从经济、环保和技术上设计可行的化学反应,据此,由单质铜制取硝酸铜的下列衍变关系可行且符合“绿色化学”的是( )
A.CuCu(NO3)2 B.CuCuOCu(NO3)2
C.CuCuOCu(OH)2Cu(NO3)2 D.CuCuSO4Cu(NO3)2
4、将Mg、Cu组成的2.64g混合物投入适量稀硝酸中恰好反应,固体完全溶解时收集到的还原产物NO气体0.896L(标准状况),向反应后的溶液中加入2mol/L的NaOH溶液60mL时金属离子恰好沉淀完全.则形成沉淀的质量为( )
A.4.32g B.4.68g C.5.36g D.6.38g
5、某化学课外活动小组设计了如图所示的实验装置,进行“氨的催化氧化”实验(固定装置略去)。
(1)A处是气体发生装置,A中所用的试剂只能从下列物质中选取:
①碳酸钠,②碳酸氢钠,③碳酸氢铵,④氯化铵,⑤熟石灰,⑥氢氧化钠
若A中制取气体时只用了一种药品,则该药品是______(填物质序号),并在图中空白处将实验装置图补充完整(使用下列简易装置图,固定装置省略;使用尺、规作图)
(2)该装置补充完整后,仍然存在一定缺陷,试从安全与环保的角度来考虑,对该装置进行改进:
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________.
(3)按照改进后的装置进行实验,请完成以下问题:
①装置B的作用是____________________________________________________;
②写出C中发生反应的化学方程式:
_______________________________
________________________________________________________________________;
③若A处试剂足量,则装置D中可以观察到的实验现象有
________________________________________________________________________.
6、在50mLamol·L-1的硝酸溶液中加入6.4gCu全部溶解,假设硝酸的还原产物只有NO2和NO,将反应后溶液用蒸馏水稀释至100mL时测得c(NO
)=3mol·L-1。
(1)求稀释后的溶液pH=________。
(2)若a=9,则生成的气体中NO2的物质的量为______mol。
(3)治理氮氧化物污染的方法之一是用NaOH溶液进行吸收,反应原理如下:
NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O
2NO2+2NaOH===NaNO2+NaNO3+H2O
若将上述的NO2和NO的混合气体通入1mol·L-1的NaOH溶液恰好被吸收,NaOH溶液的体积为________mL。
7.(2013·临汾质检)已知NH3难溶于CCl4,如下图所示,下列装置中,不宜用于吸收氨气的是( )
8.如图利用培养皿探究氨气的性质,实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水,立即用另一表面皿扣在上面。
下表中对实验现象所做的解释正确的是( )
选项
实验现象
解释
A
浓盐酸附近产生白烟
NH3与HCl反应生成了NH4Cl固体
B
浓硫酸附近无明显现象
NH3与浓硫酸不发生反应
C
氯化物溶液变浑浊
该溶液一定是AlCl3溶液
D
干燥的红色石蕊试纸不变色,湿润的红色石蕊试纸变蓝
NH3是一种可溶性碱
9.某无色透明的混合气体中可能含有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的两种或多种气体。
现将此混合气体通过品红溶液后,品红溶液褪色,向剩余气体中通入空气,很快变为红棕色。
下列对于原混合气体成分的判断中正确的是( )
A.肯定有SO2、O2和NOB.肯定没有Cl2、O2和NO2
C.可能有Cl2和O2D.肯定只有NO
10.下列制备气体的实验设计中错误的是( )
选项
A
B
C
D
药品
NH4Cl
与Ca(OH)2
石灰石和
稀盐酸
稀硝酸
和铜片
KMnO4
与浓盐酸
装置
11.将3.2gCu跟30.0mL10.0mol·L-1的HNO3溶液充分反应,还原产物有NO和NO2,若反应后溶液中有amolH+,则此时溶液中含NO
的物质的量为( )
A.0.5amol B.(0.1+a)molC.0.1amolD.2amol
12.在如图所示的装置中,干燥烧瓶内盛有某种气体,烧杯和滴定管内盛放某种液体。
挤压滴管的胶头,下列与实验事实不相符的是( )
A.CO2(NaHCO3溶液)/无色喷泉B.NH3(H2O含酚酞)/红色喷泉
C.H2S(CuSO4溶液)/黑色喷泉D.HCl(AgNO3溶液)/白色喷泉
13.无色的混合气体甲中可能含NO、CO2、NO2、NH3、N2中的几种。
将100mL气体甲经过下图实验处理,结果得到酸性溶液,而几乎无气体剩余,则气体甲的组成可能为( )
A.NH3、NO2、N2B.NH3、NO、CO2
C.NH3、NO2、CO2D.NO、CO2、N2
14.某实验过程如图所示:
则图③的试管中的现象是( )
A.无明显现象,因稀H2SO4不与铜反应
B.铜片溶解,产生无色气体,该气体遇到空气不变色
C.铜片溶解,放出红棕色有刺激性气味的气体
D.铜片溶解,产生无色气体,该气体在试管口变为红棕色
15.足量铜与一定量的浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和NO2、NO的混合气体4.48L(标准状况),这些气体与一定体积O2(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5mol/LNaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,则消耗NaOH溶液的体积是60mL,下列说法不正确的是( )
A.参加反应的硝酸是0.5mol
B.消耗氧气的体积为1.68L
C.此反应过程中转移的电子为0.6mol
D.混合气体中含NO23.36L
16.(14分)将红热的固体单质甲放入久置呈黄色的溶液乙中,剧烈反应产生混合气体A,A在常温下不与空气反应,且有以下变化:
气体A
请回答下列问题:
(1)甲________、乙________、丙________、B________(填化学式)。
(2)甲与乙反应的化学方程式为____________________________________________________________________________________。
(3)乙与丙也能反应,写出离子方程式______________________________________________________________________________。
(4)若常温下A的体积是5.6L,则相同条件下从澄清石灰水中挥发出的B的体积约为________L。
17.(20分)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。
回答下列问题:
(1)A中加入的物质是____________________________。
发生反应的化学方程式是__________________________。
(2)B中加入的物质是____________________,其作用是______________________________。
(3)实验时在C中观察到的现象是______________________________,发生反应的化学方程式是___________________________________________。
(4)实验时在D中观察到的现象是________________________,D中收集到的物质是______________________,检验该物质的方法和现象是______________________________。
18.(18分)实验室常用的几种气体发生装置如图A、B、C所示:
(1)实验室可以用B或C装置制取氨气,如果用C装置,通常使用的药品是____________。
检查C装置气密性是否良好的操作方法是__________________________________________。
(2)气体的性质是选择气体收集方法的主要依据。
下列性质与收集方法无关的是________(填序号,下同)。
①密度 ②颜色 ③溶解性 ④热稳定性 ⑤与氧气反应
下图是某学生设计的收集气体的几种装置,其中不可行的是________。
(3)若用A装置与D装置相连制取并收集X气体,则X可以是下列气体中的________。
①CO2 ②NO ③Cl2 ④H2
其中在D装置中连接小烧杯的目的是____________。
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- 及其 化合物