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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。