第25讲 氮及其氧化物 硝酸-【精梳精讲】2024年高考化学大一轮精品复习课件(新教材)
展开元素有: N、P、As、Sb、Bi、Mc
N P As Sb Bi
N P As Sb Bi
氮N 磷P 砷As 锑Sb 铋Bi
-3 +3 +5
氮 磷 砷 锑 铋
随原子序数递增,得能力e- ,失e-能力 。
-3 0 +1 +2 +3 +4 +5
NH3 PH3 AsH3
> >
< <
PH3 AsH3 NH3
< <
氮N 磷P 砷As 锑Sb 铋Bi
N2O5 P2O5 As2O5 Sb2O5 Bi2O5
> > > >
N2O3 P2O3 As2O3
考点一 氮及其氧化物
考点二 硝 酸
第25讲 氮及其氧化物 硝酸
将游离态的氮转变为氮的化合物。
如豆科植物的根瘤菌固氮。
④与Mg等ⅡA族元素的反应:
N2+3Mg === Mg3N2
键能大,946KJ/ml
①通常情况下,很不活泼。
常温下,为无色无味的气体;密度比空气略小;不溶于水
离子化合物,遇水强烈水解
① 工业上合成氨、制硝酸
③医学上液氮用于冷冻麻醉,高科技上用于制造低温环境
②作保护气(焊接金属、填充灯泡、保鲜食品等)
→下列氮气的用途叙述中,分别应用了氮气的什么性质?①文物馆将贵重文物保存在氮气中____________。②氮气是合成氨工业的重要原料____________。③雷电是自然界重要的固氮方式____________。④医疗上,液氮是常见的冷冻剂__________________________________________。
N2的沸点低,液氮易汽化,且汽化吸收热量
(1)氮有6种重要氧化物
俗名笑气, 一种麻醉剂
它们都有毒,是大气污染物。
①NO2与N2O4存在下列平衡:2NO2 N2O4,因此实验测得NO2的平均相对分子质量总大于46。
2NO+O2=2NO2
③氮的氧化物都是大气污染物。④空气中NO2是造成光化学烟雾的主要因素。⑤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。
②验证某无色气体为NO的方法:向该无色气体中通入O2(或空气),
(2)NO和NO2的性质
无色无味、难溶于水的有毒气体。毒性类似CO。
2NO + O2 = 2NO2
既有氧化性又有还原性,以还原性为主
表现 性
NO与NH3发生归中反应,表现氧化性
6NO + 4NH3 = 5N2 + 6H2O
3Cu + 8HNO3(稀)= 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O
红棕色、有剌激性气味的有毒气体, 密度比空气大,是光化学烟雾的罪魁祸首!
既有氧化性又有还原性,以氧化性为主
6NO2 + 8NH3 = 7N2 + 12H2O
2NO2 + 2KI = I2 +2KNO2
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
NO2与NH3发生归中反应,表现氧化性
NO2可使湿润的KI淀粉试纸变蓝
氧化剂 :还原剂=
1)“纯净”的NO2或N2O4并不纯
2)涉及计算时,应考虑该平衡的存在对有关量的影响
气体物质的量、体积、密度、相对分子质量及颜色深浅等
Cu + 4HNO3(浓)= Cu(NO3)2 + 2NO2↑+ 2H2O
讨论: 实验室制备NO、NO2时, 该用什么方法来收集?
如图为装有活塞的密闭容器,内盛22.4LNO(标况),若通入11.2LO2(标况),保持恒温恒压,则最终容器中气体密度为( )
∽2.054g/L D.大于2.054g/L
假设最终气体全为NO2:
所以,最终气体为NO2和N2O4
1.若将图示活塞人为的下压, 缩小气体体积, 可看到什么现象?
气体颜色先加深,随后稍微变浅;
增大压强,平衡正向移动
2.若固定活塞,将容器置于热水中, 可看到什么现象?
(3)NO和NO2的尾气处理:
2NO2+2NaOH = NaNO3+NaNO2+H2O
NO2+NO+2NaOH = 2NaNO2+H2O
NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是: 。
n(NO2)≥n(NO)
(4) NO、NO2的检验
将其通入水中,若看到红棕色褪去,而在瓶口又可以重新出现红棕色,则该气体为NO2。
向气体中通入少量O2或空气,气体由无色变为红棕色,则该气体为NO;
1. 不可用淀粉KI试纸鉴别
(5) NO2和Br2的鉴别
淀粉KI试纸、pH试纸、NaOH溶液、蒸馏水、CCl4、AgNO3溶液
现提供下列试剂,哪些试剂可行?
无色、无味的有毒气体,难溶于水
红棕色、有刺激性气味的有毒气体
3NO2+H2O=2HNO3+NO
2NO+O2==2NO2
导致光化学烟雾和酸雨,破坏臭氧层
有毒(跟血红蛋白结合)
4.氮氧化物对环境的污染及防治
④NO与血红蛋白结合使人中毒。
③破坏臭氧层:NO2可使平流层中的臭氧减少,导致地面紫外线辐射量增加。
②酸雨:NOx排入大气中后,与水反应生成HNO3和HNO2,随雨雪降到地面。
NOx在紫外线作用下,与碳氢化合物发生一系列光化学反应,产生了一种有毒的烟雾。
工业尾气中的NOx常用碱液吸收处理,NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)≥n(NO)。
(2)常见的NOx尾气处理方法
在催化剂、加热条件下,氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2),或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2)。一般适用于汽车尾气的处理。
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
2NO + O2 = 2NO2
4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3
思考:①如图,将充满NO的1L试管倒置于水槽中,不断通入O2,这个过程中要通入多少O2, NO才能完全转变成HNO3呢?
②若试管中盛的是NO2,在这个过程中又要通入多少的O2,NO2才能完全转变成HNO3呢?
∴ V(NO):V(O2) = 4:3
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3
∴ V(NO2):V(O2) = 4:1
→解答氮的氧化物溶于水的计算问题首先明确原理,无论是单一气体(NO2),还是NO、NO2、O2中的两者或三者的混合气体,反应的实质是3NO2+H2O=2HNO3+NO,2NO+O2=2NO2,故若有气体剩余只能是NO或O2,不能是NO2。
1、关于NO、O2、H2O的混合计算,记住总反应:
4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3
2、关于NO2、O2、H2O的混合计算,记住总反应:
4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3
NO2过量,还应考虑:
4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3………②
4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3……… ①
例题1:将容积为20mL的收集满 NO 气体的试管,倒置于盛水的水槽中,再向试管中通入一定量的O2 ,充分反应后,试管中的水刚好是试管的一半,问通入的O2体积可能为多少?
关于NO、NO2、O2溶于H2O的混合计算
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO………③
1)若余10ml为NO,
2)若余10ml为O2,
拓展:将等物质的量的NO和O2充满试管,倒置于盛水的水槽中,充分反应后,试管中液面上升,占试管容积的几分之几?
换:等物质的量的NO2和O2
换: V(NO2):V(O2)=5:1
1.将容积为12mL的试管收集满 NO 和O2混合气体,倒置于盛水的水槽中,充分反应后,试管中余2ml气体,问通入的O2体积可能为多少?
换:NO2和O2混合气体
2.将标况下,一支充满HCl(g)的试管倒置于水槽中,瓶内液面上升,假设溶质不扩散,则最终溶质的物质的量浓度为 ml/L
若试管中HCl、空气各占一半呢?
若试管中NH3、空气各占一半呢?
若试管中充满NO2气体呢?
若试管中V(NO2):V(O2)=4:1呢?
若试管中V(NO):V(O2)=4:3呢?
3.把3ml的NO2气体,依次通过下列三个分别装有①饱和NaHCO3溶液,②浓H2SO4,③Na2O2(所有物质均过量)的装置后,用排水法把残留气体收集到集气瓶中,该气体应是 ( )A.1 ml NO B.2 ml NO2和0.5 ml O2 C.2 ml O2 D.0.25 ml O2
考点二 硝 酸
69%,15.6ml/L,呈黄色
写离子方程式时要“拆”
写离子方程式时“不拆”
含SO3,98.3%以上,
色、有 气味的液体。 沸点(83℃), 挥发
能与水以任意比互溶,在空气中遇水蒸汽形成白雾。
1.硝酸具有酸的通性:
无论浓、稀硝酸与金属反应均不能产生H2
HNO3+NaOH=NaNO3+H2O
2HNO3+CuO=Cu(NO3)2+H2O
2HNO3 +CaCO3=Ca(NO3)2+CO2↑ +H2O
(实验室制CO2可以用稀硝酸)
换:Fe(OH)2呢?
注意:考虑硝酸酸性的同时,不要忘了它的强氧化性!
1)为什么久置的浓硝酸呈黄色?
硝酸分解产生的NO2溶于溶液中,使得溶液变黄!
3)浓硝酸该如何保存?
密封于棕色瓶中,并放在阴暗处!
2)久置浓硝酸如何恢复无色?
4NO2+ O2 +2H2O = 4HNO3
稀硝酸和浓硝酸都有强氧化性
由于HNO3中的N +5价,处在最高价,故硝酸具有较强的得电子能力……
且浓度越大氧化性越强:浓HNO3>稀HNO3
反应激烈,铜片溶解,产生红棕色气体,溶液变为蓝绿色。
Cu+4HNO3(浓) = Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3Cu+8HNO3(稀)= 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
反应较缓慢,铜片逐渐溶解,产生无色气体,逸至试管口变为红棕色, 溶液变为蓝色。
①.硝酸能氧化大多数金属(除金、铂外):
3Cu+8H+ + 2NO3 - =3Cu2++2NO↑+4H2O
足量的Cu中加入少量的浓硝酸,可能会发生什么反应?
(3)反应停止后,如果在溶液中再加入足量盐酸,会出现什么情况?
(1)一开始是铜与浓硝酸反应:
(2)随着反应进行,硝酸由浓变稀,则发生:
溶液中存在NO3-,它遇到H+后,会继续氧化铜。
1.完成下列反应方程式
Ag + HNO3(浓)—
Ag + HNO3(稀)—
Fe + HNO3(浓) —
Fe + HNO3(稀) —
AgNO3+NO2↑+ H2O
AgNO3+NO↑+ H2O
应用:用稀硝酸洗涤附在器皿内壁上的银
Fe(NO3)3+ NO2↑ + H2O
Fe(NO3)3+ NO↑ + H2O
Fe(NO3)2+ NO↑ + H2O
冷的浓HNO3可使Al、Fe等发生“钝化”
用稀硝酸:消耗硝酸少且产生的污染性气体也少
2.在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解,当加入一种盐后,铜粉溶解,溶液呈蓝色,同时有气体逸出( )A、Na2CO3 B、K2SO4 C、KNO3 D、Fe2(SO4)3
解析:硫酸提供H+, KNO3 提供NO3-,相当溶液中有稀HNO3
3.把3ml铜粉投入含4mlHNO3和1mlH2SO4的稀溶液中, 则能放出标况下气体的物质的量为 ml ?
提醒:这种情况一定记得代入离子方程式计算
⑥常温下,铁、铝在浓硝酸中钝化。(类似于浓硫酸)
①硝酸均体现氧化性和酸性。且氧化性:浓硝酸>稀硝酸
表现在:与铜反应,浓硝酸反应更剧烈,稀硝酸反应平缓。
浓硝酸 NO2
稀硝酸 NO
⑤金属往往被氧化到最高价态,并形成硝酸盐
④硝酸与[H] 前面的金属反应也不产生H2
Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
(硝酸越稀, 还原产物中N的化合价越低 )
③Mg、Zn、Fe等较活泼的金属与稀HNO3反应根据稀HNO3的浓度不同可得NO、N2O、 N2、NH4NO3等不同产物。
硝酸虽具有强氧化性,但不能氧化金、铂。金、铂能被王水氧化。王水:V(浓HNO3):V(浓HCl)=1:3 的混合溶液.
“王”:三 一 组成,如果你考第一,你就“笑(硝)”了
氧化性强于硝酸、浓硫酸
H2SO4 + NO2↑+ H2O
S + HNO3(浓)
C + HNO3(浓)
CO2↑+ NO2↑+ H2O
③非金属往往被氧化到最高价氧化物或最高价含氧酸。
P+ HNO3(浓)
①一般氧化非金属均用浓硝酸且加热
②浓硝酸只起氧化性作用
H3PO4 + NO2↑+ H2O
若白磷与浓硝酸反应呢?
P4+ HNO3(浓)
H2SO4、SO42-
SO2 、 SO32-、S2-、H2S、I-、Fe2+
3FeO +10HNO3(稀) = 3Fe(NO3)3 + NO↑+ 5H2O
3H2S + 2HNO3(稀)= 3S↓+ 2NO↑+ 4H2O
3SO32- + 2H+ + 2NO3- = 3SO42- + 2NO↑+ H2O
6HI + 2HNO3(稀) = 3I2+ 2NO↑+ 4H2O
注意:1.浓硝酸不能氧化Cl-
2.硝酸能否氧化Br-要看浓度
硝酸乙酯、硝化甘油、硝酸纤维
③颜色反应:与含有苯环结构的蛋白质作用,呈黄色。
4. 硝酸与有机物的反应
①.硝酸能与大部分金属反应
②.硝酸能与许多非金属反应
应立即用大量的水冲洗,再用小苏打或肥皂洗涤.
万一不慎将浓硝酸弄到皮肤上,应如何处理?
③.NO3-/H+也有强氧化性
浓硝酸使紫色石蕊试液先变红后褪色
金属与硝酸反应一律不能置换出H2
(高沸点酸制低沸点酸)
药品:固体硝酸钠,浓硫酸
①硝酸易分解,加热温度不宜过高,只可微热
②硝酸具强氧化性,对橡胶有腐蚀性,不宜用制Cl2的装置
浓H2SO4或Mg(NO3)2吸水,再蒸馏
3NO2 +H2O = 2HNO3 +NO
2NO +O2 = 2NO2
{氨的催化氧化,氧化炉}
{硝酸的生成,吸收塔}
理论上,原料中每1mlNH3可以制得1mlHNO3
吸收塔: 50%的稀硝酸
Cu + 4HNO3(浓)=Cu(NO3)2 + 2NO2 ↑+ 2H2O
有红棕色的NO2产生,就可以证明含NO3- 。
1.下列事实体现了硝酸的什么性质? A.强氧化性 B.酸性 C.不稳定性 D.挥发性(1)浓硝酸存放在棕色瓶中密封保存( )(2)浓硝酸和铜反应( )(3)木炭和浓硝酸反应( )(4)锌和硝酸不产生H2( )(5)氧化铜溶于硝酸( )(6)不用硝酸制SO2气体( )(7)用铁槽存放浓硝酸( )(8)检验SO42-时不能先用硝酸酸化( )
2.取四张湿润的蓝色石蕊试纸放在玻璃片上,然后按顺序分别滴加69%的硝酸、98.3%的硫酸、新制氯水、浓氨水,四张试纸最后呈现的颜色是 ( )A、白、红、白、蓝 B、白、黑、白、蓝 C、白、白、白、蓝 D、红、黑、红、蓝
3.在下列反应中,HNO3既表现出氧化性,又表现出酸性的是A、H2S + 2 HNO3 = S↓+ 2NO2↑+ 2H2OB、CuO + 2 HNO3 = Cu(NO3)2 + H2OC、4HNO3 = 4 NO2↑+ O2↑+ 2 H2OD、3Cu + 8HNO3 = 3 Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4 H2O
4.下列各组离子中,因发生氧化还原反应而不能大量共存于溶液中的是A、 H+、Na+、S2ˉ、NO3ˉ B、 Cu2+、Zn2+、SO42ˉ、NO3ˉC、 Na+、Ag+、NO3ˉ、Clˉ D、 Mg2+、Na+、SO42ˉ、Clˉ
5.下列关于硝酸正确的是( ) A.稀硝酸能与Fe发生反应,浓硝酸不能 B.浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂 C.稀硝酸是弱酸,浓硝酸是强酸 D. 稀硝酸与Cu反应,生成NO2,而浓硝酸 与Cu反应只生成NO,稀硝酸得电子 更多,故稀硝酸氧化性大于浓硝酸
6.将1.92g铜粉与一定量浓硝酸反应,当铜粉完全作用时收集到由NO2和NO组成的混合气体1.12 L(标准状况),则所消耗硝酸的物质的量是( )A、0.12ml B、0.11ml C、0.09ml D、0.08ml
= (酸性作用 + 氧化性作用)的硝酸
= 2n(Cu) + n(NOx)
[迁移练习] 38.4mg铜跟适量的浓硝酸反应,全部溶解后,共收集到气体22.4mL(标准状况),反应消耗的硝酸的物质的量A.1.0×10-3 ml B. 1.6×10-3 mlC. 2.2×10-3 ml D. 2.4×10-3 ml
8. 3.2g铜与过量硝酸反应,硝酸被还原为NO2和NO。反应后溶液中含H+aml,则此时溶液中含NO3-的物质的量为________ml。
7.某单质跟浓硝酸反应时参加反应的单质与硝酸的物质的量之比为1:4,则该单质被氧化后元素化合价可能为( ) A.+1 B.+2 C.+3 D.+4
第27讲 氮及其化合物的转化关系-【精梳精讲】2024年高考化学大一轮精品复习课件(新教材): 这是一份第27讲 氮及其化合物的转化关系-【精梳精讲】2024年高考化学大一轮精品复习课件(新教材),共23页。PPT课件主要包含了复习目标,制备氨气,N2+3H2,NH3,氨气的性质,NH3+H2O,NH3·H2O,氮气的性质,或高温,NO的性质等内容,欢迎下载使用。
第22讲 硫及其氧化物-【精梳精讲】2024年高考化学大一轮精品复习课件(新教材): 这是一份第22讲 硫及其氧化物-【精梳精讲】2024年高考化学大一轮精品复习课件(新教材),共55页。PPT课件主要包含了氧族元素,易得2e-,专项突破,归纳整合,CS2,氧化性,还原性,漂白性,迁移应用,思考与交流等内容,欢迎下载使用。
第19讲 氯及其化合物-【精梳精讲】2024年高考化学大一轮精品复习课件(新教材): 这是一份第19讲 氯及其化合物-【精梳精讲】2024年高考化学大一轮精品复习课件(新教材),共60页。PPT课件主要包含了专项突破,归纳整合,生活小知识等内容,欢迎下载使用。