第九讲非金属及其化合物(三)教师版

第九讲非金属及其化合物（三）[知识典例]考点一氮气及氮的氧化物1．氮气(1)氮的固定使空气中__________的氮转化为__________的过程。(2)氮气的性质①物理性质纯净的N2是一种无色无味的气体，难溶于水，在空气中约占总体积的______。②化学性质通常情况下，N2化学性质很稳定，只在高温、放电、催化剂等条件下才能发生一些化学反应。a．与H2反应：______________________________________________________________。b．与O2反应：_______________________________________________________________。2．氮的氧化物氮有多种价态的氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。完成NO和NO2的比较表：NONO2物理性质颜色毒性溶解性化学性质与O2反应2NO＋O2===2NO2与H2O反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO实验室制法(填化学方程式)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2OCu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O与人体、环境的关系①与血红蛋白结合使人中毒②转化成NO2形成酸雨、光化学烟雾形成酸雨、光化学烟雾特别提醒(1)氮的氧化物都是大气污染物。(2)空气中NO2是造成光化学烟雾的主要因素。(3)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。(4)NO2：既有氧化性又有还原性，以氧化性为主。NO2能使湿润的淀粉­KI试纸变蓝。例题1．将容积为50mL的量筒充满二氧化氮和氧气的混合气体，将量筒倒置在盛满水的水槽里，一段时间后，量筒里剩余气体体积为5mL。则原混合气体中NO2和O2体积比可能是__________或________。考点一1．(1)游离态化合态氮(2)①4/5②N2＋3H2高温、高压催化剂2NH3N2＋O2=====放电2NO2．无色红棕色有毒有毒不溶能溶例题1．18∶743∶7考点二硝酸1．物理性质色味态：______________________；挥发性：____挥发；水溶性：________________；发烟硝酸：__________________________________________________________________。2．化学性质例题2．在下列反应中，硝酸既表现氧化性又表现酸性的是(A)A．FeO和HNO3B．Al(OH)3与HNO3C．H2S和HNO3D．CH3与HNO3考点二1．无色有刺激性气味的液体易与水以任意比互溶质量分数大于98%的硝酸2．试液变红试液先变红后褪色4HNO3=====△或光照4NO2↑＋O2↑＋2H2O3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O3Fe2＋＋NO－3＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2OCu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2OC＋4HNO3(浓)=====△CO2↑＋4NO2↑＋2H2O考点三氨的分子结构和性质1．物理性质氨气是____色____________气味的气体，____液化可作制冷剂，常温、常压下，1体积的水可溶解____体积的氨气。2．分子结构电子式：________________。3．氨的化学性质(1)与水的反应NH3＋H2NH3·H2NH＋4＋OH－，氨气溶于水得氨水，氨水中含有的粒子有：________________________________________________________________________。氨水为可溶性一元弱碱，易挥发，不稳定，易分解：NH3·H2O=====△____________。(2)氨气与酸反应①蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，其现象为__________，将浓盐酸改为________，也会出现相同的现象。化学方程式为__________________________，_________________________________。②与CO2等酸性氧化物反应：NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3或2NH3＋CO2＋H2O===(NH4)2CO3。(3)NH3的还原性——氨的催化氧化化学方程式：_______________________________________________________________。(4)与盐溶液反应将氨水加入下列溶液，完成下表：被滴试剂现象离子方程式FeCl3溶液生成____色沉淀AlCl3溶液生成____沉淀Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4特别提醒(1)氨气是非电解质；氨水是混合物，既不是电解质，也不是非电解质。(2)氨气是碱性气体，不能用浓硫酸干燥，也不能用无水CaCl2干燥，可用碱性干燥剂碱石灰干燥。(3)氨气溶于水，生成NH3·H2O，但关于氨水的质量分数、物质的量浓度的计算仍按溶质为NH3。考点三1．无有刺激性易7002．H··NH··H3．(1)NH3·H2O、NH3、H2O、NH＋4、OH－、H＋NH3↑＋H2O(2)①有白烟生成浓硝酸HCl＋NH3===NH4ClNH3＋HNO3===NH4NO3(3)4NH3＋5O2=====催化剂△4NO＋6H2O(4)红褐Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH＋4白色考点四铵盐及NH＋4的检验1．铵盐的概念铵根离子与酸根离子构成的化合物。2．铵盐的物理性质铵盐都是____色固体，均易溶于水。3．铵盐的化学性质4．NH＋4的检验未知液――→OH－呈碱性――→△湿润____色石蕊试纸变____色，则证明含NH＋4。特别提醒不能用直接加热铵盐制取氨气。如：硝酸铵、碳酸氢铵、氯化铵。因为加热过程中NH4NO3可能发生爆炸而有危险；NH4HCO3受热极易分解产生CO2，使生成的NH3中混有较多的CO2杂质；NH4Cl受热分解生成的HCl和NH3遇冷后立即化合又生成NH4Cl。考点四2．白3．NH4Cl=====△NH3↑＋HCl↑NH4HCO3=====△NH3↑＋CO2↑＋H2ONH＋4＋OH－=====△NH3↑＋H2O2NH4Cl＋Ca(OH)2=====△CaCl2＋2NH3↑＋2H2O4．红蓝[模型归纳]一、金属与硝酸反应计算题1．思维模型2．计算中的守恒思想的应用(1)原子守恒法HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NO－3的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂转化为还原产物，这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量。(2)得失电子守恒法HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。(3)电荷守恒法HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH－)则有：c(NO－3)＝c(H＋)＋nc(Mn＋)(Mn＋代表金属离子)。(4)离子方程式计算法金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO－3在H2SO4提供H＋的条件下能继续与金属反应，因此此类题目应用离子方程式来计算，先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H＋或NO－3进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。【例3】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·L－1NaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是(A)A．60mLB．45mLC．30mLD．15mL【例4】将32.64g铜与140mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2L。请回答：(1)NO的体积为______L，NO2的体积为______L。(2)待产生的气体全部释放后，向溶液中加入VmLamol·L－1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2＋全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为________mol·L－1。(3)欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3，至少需要30%的双氧水________g。【例4】(1)5.8245.376(2)aV·10－3＋0.50.14(3)57.8二、氨气的实验室制法1．加热固态铵盐和碱的混合物一般加热NH4Cl和Ca(OH)2的混合物：2NH4Cl＋Ca(OH)2=====△2NH3↑＋CaCl2＋2H2O。(1)装置：“固体＋固体――→△气体”(与用KClO3或KMnO4制O2的装置相同)。(2)收集：只能用向下排空气法。(3)干燥：用碱石灰(NaOH和CaO固体的混合物)。(4)验满方法：①用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色；②将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生。(5)尾气处理：一般在管口塞一团用水或稀H2SO4浸湿的棉花球，可避免污染空气。特别提醒制氨气时，选用的铵盐及碱都有一定的要求。选铵盐时，不选(NH4)2CO3、NH4HCO3、NH4NO3等，因它们受热易分解，使产生的NH3中混有较多的杂质气体，另外NH4NO3易爆炸；选碱时，用碱石灰而不用NaOH或KOH，因NaOH、KOH具有吸湿性，易结块，不利于产生氨气，且在高温下均能腐蚀玻璃。2．实验室制取氨气的其他方法方法化学方程式(或原理)气体发生装置加热浓氨水NH3·H2O=====△NH3↑＋H2O浓氨水＋固体NaOHNaOH溶于水放热，促使氨水分解，且OH－浓度的增大有利于NH3的生成浓氨水＋固体CaOCaO与水反应，使溶剂(水)减少；反应放热，促使氨水分解。化学方程式为NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2【例5】有甲、乙两位同学想利用下列装置及化学试剂，对实验室制取并收集氨气的实验进行改进。确定选择化学试剂：①NH4Cl固体、②浓氨水、③固体NaOH(1)甲同学想方便快速制取少量氨气，应选择的装置是(填序号)，选用试剂是(填序号)。选用上述试剂制氨气的理由是________________________________________，实验过程中，制气时的实验操作是_____________________________________________。(2)乙同学建议，把教材中实验室制取氨气的收集装置由大试管改为集气瓶且瓶口向上收集氨气，并确保不污染环境，请你根据其设想回答：①若用排气法收集氨气，请在方框内画出其气体收集装置和尾气吸收装置，标出所用试剂(自选)名称。②若用排液集气法收集NH3，可选用的试剂是(填序号)________。A．H2OB．浓H2SO4C．CCl4D．饱和NaCl溶液方法指导(1)依据药品――→原理――→装置。(2)依据NH3的物理性质选择集气方法。(3)注意防倒吸。【例5】(1)B②③NaOH固体遇水放热，使氨气的溶解度降低，同时可使溶液中c(OH－)增大，促使NH＋4＋OH－3·H23＋H2O平衡向右移动，从而使氨气逸出将浓氨水逐滴滴加到NaOH固体上(2)①如图②C[巩固提高]1．把少量NO2气体通入过量小苏打溶液中，再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管，最后收集到的气体是(C)A．氧气B．二氧化氮C．二氧化氮和氧气D．二氧化氮和一氧化氮2．将3.2gCu跟30.0mL10.0mol·L－1的HNO3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－3的物质的量为(B)A．0.5amolB．(0.1＋a)molC．0.1amolD．2amol3．将22.4g铁粉逐渐加入到含HNO30.8mol的稀HNO3中，反应生成气体的物质的量(x)随消耗铁粉的物质的量(y)的变化关系如图所示，其中正确的是(C)4．右图的装置中，干燥烧瓶内盛有某种气体，烧杯和滴管内盛放某种溶液。挤压滴管的胶头，下列与实验事实不相符的是(A)A．CO2(NaHCO3溶液)/无色喷泉B．NH