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(1) 一、氮和氮的氧化物 1.氮气: 自然界中N元素大部分以游离态存在于空气中, 也有一部分以化合态存在于动、植物体内,土壤及 无机盐中。 N2是一种无色无味的气体,不溶于水,常温下 性质稳定,但在放电条件下N2与O2可发生反应,化 学方程式为N2+O2 2NO。 2.一氧化氮和二氧化氮 气体 NO NO2 颜色 无色 与水反应 不反应 红棕色 3NO2+H2O===2HNO3 +NO 性质 实验室 制法与 收集 3Cu+ Cu+ 8HNO3(稀)===3Cu(NO 4HNO3(浓)===Cu(NO3) 3)2+2NO↑+4H2O。 2+2NO2↑+2H2O。因 因NO会与O2反应,只 NO2会与水反应,只能 能用排水法收集 用排气法收集 关系 2NO+O2===2NO2 3NO2+H2O===2HNO3+NO 【基础题一】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( C ) 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 【解析】NO是一种无色难溶于水的气体,可以用排 水法收集。常温常压下,NO容易与氧气直接化合生成 NO2。 【思考题】(长沙市一中2011届高三第四次月考)起固 定氮作用的化学反应是( A ) A.氮气与氢气在一定条件下反应生成氨气 B.一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮 C.由氨气制备碳酸铵和碳酸氢铵 D.氨气经催化氧化生成一氧化氮 【解析】固定氮即氮的固定,指的是把游离态的氮( 氮气)转化成化合态的氮(含氮化合物)。 二、氨与铵盐 1.氨气 (1)物理性质:无色、有刺激性气味,比空气 轻;易溶于水,易液化。 (2)化学性质 ①与水反应: 注意:氨气是中学阶段唯一的一种碱性气体,极易 溶于水,大部分与水结合成一水合氨(NH3·H2O),一 水合氨部分电离,因此,氨水显弱碱性。利用这一 点,可以检验NH3,如常用湿润的红色石蕊试纸检 验氨气;氨水的溶质是NH3;液氨和氨水的区别: 液氨是氨气加压或降温得到的液态氨,是纯净物, 即液氨是由氨分子组成的液体。氨水的主要成分是 NH3·H2O。在氨水中存在的分子有:NH3、H2O、 NH3·H2O;存在的离子有:NH4+、H+、OH-,所以 氨水是混合物。 ②与酸反应:NH3+HCl===NH4Cl。现象:有白烟 (铵盐固体的小颗粒)生成。实验室常利用这个现象 检验NH3。 ③还原性:氨的催化氧化反应: 4NH3+5O2 4NO+6H2O,该反应是工业 上生产硝酸的一个基础反应。 2.氨的实验室制法 (1)反应原理:2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+ 2NH3↑+2H2O (2)装置:“固体+固体 气体”,发生装置 与制氧气相似。 (3)收集:由于氨易溶于水,密度比空气小,收集 氨气用向下排空气法。收集NH3的导管口处塞一团 湿棉花,目的是减少氨与空气的对流速度,收集到 纯净的氨,同时防止多余氨气污染空气。 (4)检验:①用湿润的红色石蕊试纸靠近试管 口,试纸变蓝;②用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近 管口,冒白烟。 (5)干燥:NH3通过盛有碱石灰的干燥管。 (6)实验室制取氨的其他方法: ①直接加热浓氨水; ②浓氨水与固体烧碱或生石灰混合。 3.铵盐 由铵根离子和酸根离子构成的化合物叫铵盐, 所有的铵盐都是晶体,都能溶于水。 (1)受热分解:氯化铵、碳酸氢铵受热分解的反应 方程式:NH4Cl NH3↑+HCl↑, NH4HCO3 NH3↑+CO2↑+H2O↑。 (2)与碱反应:硝酸铵与氢氧化钠溶液加热条件下 反应的离子方程式:NH4++OH- NH3↑+H2O。 铵盐与碱共热都能产生氨气,这是铵盐的共同性 质,因此,铵态氮肥不宜和碱性物质混合施用, 同时,利用这个性质可以检验铵离子。 【基础题二】将a L NH3通过灼热的装有铁触媒的硬 质玻璃管后,气体体积变为b L(气体体积均在同温 同压下测定)。该b L气体中NH3的体积分数是( C ) A. B. C. D. 【解析】用差量法求解。 设有x L NH3分解 2NH3===N2+3H2 2 x 1 3 ΔV 2 b-a x=b-a,故平衡时NH3的体积分数是 。 【思考题】如何干燥氨气? 【解析】氨气为一种碱性气体,应用碱性或中性 干燥剂进行干燥,但是无水CaCl2能与NH3形成配 合物,故无水CaCl2不可用,我们可选用碱石灰、 生石灰、烧碱等对氨气进行干燥。 三、硝酸 1.硝酸的物理性质 纯硝酸为无色、有刺激气味的液体;但浓硝酸一 般呈黄色,是由于硝酸中溶有NO2的缘故;易挥发, 在空气中遇水蒸气产生白雾。 2.硝酸的化学性质 (1)强酸性 硝酸具有酸的通性(但不能与金属反应产生H2)。 (2)不稳定性 4HNO3 2H2O+4NO2↑+O2↑ (3)强氧化性 HNO3可以氧化大多数金属(除金、铂以外),也能与 许多非金属及某些有机物发生氧化还原反应。请写 出铜分别与浓硝酸和稀硝酸反应的化学方程式: Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 硝酸与不活泼金属反应时,浓硝酸被还原成NO2, 稀硝酸被还原成NO。 注意:常温下可以用铝槽车或铁罐运输浓硝酸和浓 H2SO4的原因是:常温时,Al、Fe在浓硫酸、浓硝酸 中钝化,其实质是浓硝酸、浓H2SO4使Al、Fe氧化生 成致密的氧化物保护膜,阻止了反应的进一步发生。 因此在常温下可以用铁、铝制容器盛装浓硫酸和浓 硝酸。 【基础题三】下列对于硝酸的认识,不正确的是( B ) A.浓HNO3和稀HNO3都具有氧化性 B.铜与HNO3的反应属于置换反应 C.金属与HNO3反应不产生氢气 D.可用铁和铝制容器盛装浓HNO3 【解析】硝酸是氧化性酸,且浓硝酸的氧化性强 于稀硝酸,A正确;铜与浓、稀硝酸反应的还原 产物分别是NO2和NO,没有单质生成,故不属于 置换反应,B错误;硝酸是氧化性酸,金属与 HNO3反应均不产生H2,而生成水,C正确;铁与 铝遇冷浓硝酸钝化,故可用铁或铝制容器盛装浓 HNO3,D正确。综上所述,本题答案为B。