(共17张PPT)
专题7 氮与社会可持续发展
专题7整合
1
核心知识·整合构建
2
高考聚焦·素养探究
01
核心知识·整合构建
02
高考聚焦·素养探究
考情揭秘 素养探究
基本考查 点
热点及难 点 题型及难 度 选择题或非选择题,难度中等 高考中地 位 常考点 例 1 [2019江苏卷] 、 和 等氮氧化物是空气污染物,含有氮氧化物的尾气
需处理后才能排放。
(1) 的处理。 是硝酸生产中氨催化氧化的副产物,用特种催化剂能使
分解。 与 在加热和催化剂作用下生成 的化学方程式为
_ ___________________________________。
(2) 和 的处理。已除去 的硝酸尾气可用 溶液吸收,主要反应为
①下列措施能提高尾气中 和 去除率的有____(填字母)。
A.加快通入尾气的速率
B.采用气、液逆流的方式吸收尾气
C.吸收尾气过程中定期补加适量 溶液
②吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤,得到 晶体,该晶体中的主要杂质是
_ ______(填化学式);吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是____(填化学式)。
(3) 的氧化吸收。用 溶液吸收硝酸尾气,
可提高尾气中 的去除率。其他条件相同, 转
化为 的转化率随 溶液初始 (用稀盐酸
调节)的变化如图所示。
①在酸性 溶液中, 氧化 生成 和
,其离子方程式为__________________________
________________。
② 溶液的初始 越小, 转化率越高。其原因是________________________
___________________________________。
溶液 越小,溶液中 的浓度越大,氧化 的能力越强
[解析] (1) 与 在加热和催化剂作用下发生氧化还原反应生成 ,根据得
失电子守恒和原子守恒可知反应有水生成,配平化学方程式为
.
(2)①A.加快通入尾气的速率,不能提高尾气中 和 的去除率;B.采用气、液
逆流的方式吸收尾气,可使气、液充分接触,能提高尾气中 和 的去除率;C.
定期补加适量的 溶液可增大反应物浓度,能提高尾气中 和 的去除率。
②由吸收反应: ,
可知,反应后得到 和 混合溶液,
经浓缩、结晶、过滤得到 和 晶体,因此得到的 混有 ;
由吸收反应可知,若 和 的物质的量之比大于 , 不能被完全吸收,因
此,吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是 。
(3)①在酸性的 溶液中,次氯酸根离子和氢离子结合生成 , 和
发生氧化还原反应生成 和 ,根据得失电子守恒及电荷守恒、原子守恒,
配平离子方程式为 。②在相同条件下,
氧化剂的浓度越大,氧化能力越强,由反应
可知,溶液 越小,溶液中 浓度
越大,氧化 的能力越强。
例 2 [2020北京卷]用如下方法回收废旧
中的单质 (金)、 和 。
已知:①浓硝酸不能单独将 溶解。
② 。
(1)酸溶后经______操作,将混合物分离。
过滤
(2)浓、稀 均可作酸溶试剂。溶解等量的 消耗 的物质的量不同,写出
消耗 物质的量少的反应的化学方程式:___________________________________
_____________。
(3) 与王水 (浓硝酸) (浓盐酸) 溶金原理相同。
①将溶金反应的化学方程式补充完整:
___ ___ ______ ______ ___
4
5
4
②关于溶金的下列说法正确的是____。
A.用到了 的氧化性
B.王水中浓盐酸的主要作用是增强溶液的酸性
C.用浓盐酸与 也可使 溶解
(4)若用 粉将溶液中的 完全还原,则参加反应的 的物质的量是
___ 。
2
(5)用适当浓度的盐酸、 溶液、氨
水与铁粉,可按照如下方法从酸溶后的溶
液中回收 和 (图中标注的试剂和物
质均不同)。
试剂1是__________,物质2是________。
溶液
、
[解析] (1)废旧 中的单质 (金)、 和 ,加入硝酸酸溶后,金不反
应, 和 转化为铜离子和银离子的混合溶液,将固体和液体分开的的操作是过滤,
将混合物分离。
(2)铜与稀硝酸反应的化学方程式为 (稀)
;溶解 消耗稀 的物质的量为 ;
铜与浓硝酸反应的化学方程式为 ,
溶解 消耗浓 的物质的量为 ;消耗 物质的量少的反应为铜
与稀硝酸的反应,化学方程式为 (稀)
。
(3)①根据化合价的变化规律可知,金的化合价从0价升高到 价,作还原剂,硝
酸作氧化剂,从 价降低到 价,产物有一氧化氮生成,根据质量守恒,生成物中
还有水,化学方程式为 。
②溶金过程中硝酸的化合价降低,作氧化剂,具有强氧化性,用到了 的氧化性,
A正确;王水中 (浓硝酸) (浓盐酸) ,金与浓硝酸表面生成致密的氧化
膜,不反应,王水中浓盐酸提供了氯离子,利于生成四氯合金离子,利于金与硝酸的
反应,主要作用是增强硝酸的氧化性,B错误; 与王水 (浓硝酸) : (浓盐酸) 溶金原理相同,则用浓盐酸与 也可使 溶解,C正确。
(4)由于 ,若用 粉将溶液中的 完全还
原, 中金的化合价为 价,被锌还原为0价,锌的化合价从0价升高到 价,
设参加反应的 的物质的量为 ,根据得失电子守恒可知 , ,
同时 ,与氢离子反应的 的物质的量为 ,则参
加反应的 的物质的量是 。
(5)根据图中信息可知,含有铜离子和银离子的溶液加入试剂1后得到的是物质1和
物质3,物质3加入试剂3后得到的是二氨合银离子,试剂3是氨水,物质3是氯化银,
试剂1是 溶液,物质1是氯化铜,氯化铜加入过量铁粉得到物质2铜和过量铁,经
过试剂2,过滤后得到铜单质,试剂2是盐酸,用于除去过量的铁粉,二氨合银离子可
以得到银单质,实现了铜和银的分离,试剂1是 溶液,物质2是 、 。(共28张PPT)
专题7 氮与社会可持续发展
第一单元 氮的固定
1
教材预习·必备知识全过关
2
要点归纳·能力素养全提升
素 养 目 标 1.能从分子结构的角度预测氮气的化学稳定性,了解氮气分子在特殊条件下获取
足够多的能量才能生成含氮化合物,培养宏观辨识与微观探析的学科核心素养。
2.认识人工固氮的化学原理和社会价值,能从物质类别和氮元素的化合价的角度
认识氮氧化物的性质与转化,促进证据推理与模型认知学科核心素养的发展。
01
教材预习·必备知识全过关
1.氮分子的结构
(1)氮元素的存在
游离
(2)氮气的物理性质
颜色、状态 气味 密度 溶解性
无色气体 无味 比空气的略小 难溶
(3)氮气的化学性质很不活泼,因为氮气分子中存在氮氮三键。 的电子式为_____
___,结构式为_ ______。
(4)氮气分子在______或______等特殊条件下,获得足够多的______,能生成含氮的
化合物。
高温
放电
能量
2.自然固氮
(1)氮的固定
①定义:将空气中________的氮转化成____________,简称______。
②分类:氮的固定主要有__________和__________两种形式。
游离态
含氮化合物
固氮
自然固氮
人工固氮
(2)自然固氮的途径
①生物固氮:自然界中的一些微生物种群(如豆科植物的________)将空气中的_____
通过生物化学过程转化成____________,约占自然固氮的 。
②高能固氮:通过闪电、__________等途径产生含氮化合物,约占自然固氮的 。
根瘤菌
氮气
含氮化合物
火山爆发
3.人工固氮——合成氨
(1)原料:氮气和氢气。
(2)合成氨的反应原理(用化学方程式表示):_ ________________________。
(3)社会价值:人工固氮使人类进入了化肥农业时代,大大提高了粮食产量。
(4)合成氨中原料气的循环使用
①合成氨的反应放出的热,工业上往往用来____________,以达到反应所需要的温度,
节约能源。
②将未反应的氮气、氢气送回________循环使用。
预热原料气
合成塔
4.一氧化氮和二氧化氮的性质
(1)物理性质
物质 颜色 状态 气味 水溶性
____色 气态 ______ ____溶
______色 气态 __________气味 易溶
无
无味
微
红棕
有刺激性
(2)化学性质
① 在常温下很容易与氧气化合生成 ,化学方程式为_ _________________(
表现还原性)。
②二氧化氮与水反应生成 ,化学方程式为_ __________________________( 既
表现氧化性又表现还原性)。
02
要点归纳·能力素养全提升
要点一 氮气的结构与性质
例1 下列关于氮气的说法错误的是( )
C
A.通常情况下 性质很稳定,所以 可以在电焊时作保护气
B. ,该反应是汽车尾气造成污染的主要因素之一
C. 在空气中占的质量比约为
D.在反应 中, 作氧化剂
[解析] 性质很稳定,常用作保护气;在高温下, 与 反应产生 ,进而产生
,故汽车尾气会造成环境污染; 在空气中占的体积比约为 ; 与金属、
反应时作氧化剂。
对点演练1 [2023河北邢台南和一中月考]下列化合物中不能由单质直接化合而制取的
是( )
B
A. B. C. D.
[解析] 和 在点燃条件下反应可生成 ; 与 在加热条件下反应,
只能生成 ,不能生成 ; 与 在催化剂、高温、高压条件下发生反应
可生成 ; 与 在放电条件下反应可生成 。
对点演练2 [2023四川南充白塔中学月考]液氮能长时间保存活体组织和生物样品,主
要利用的氮气的性质是( )
B
A.密度小 B.沸点低 C.难溶于水 D.无色无味
[解析] 液氮能长时间保存活体组织和生物样品,是利用了氮气汽化吸热的性质,说明氮气的沸点低,故选B。
要点二 氮的固定
例2 [2023江苏盐城响水清源中学月考]下列不属于氮的固定的是( )
D
A.雷雨天:
B.工业上合成氨:
C.大豆根瘤菌将 转化成化合态氮
D.
[解析] 把大气中的游离态的氮转化为含氮化合物的过程称为氮的固定。D项中,
、 都为氮的氧化物,它们间的相互转化属于化合物间的转化,不符合单质转
化为化合物的特点,所以不属于氮的固定。
对点演练3 [2023江苏宿迁泗阳实验高级中学月考]下图中能实现人工固氮的是( )
A.闪电 B.合成氨车间 C.豆科植物根瘤菌 D.绿色植物光合作用
B
[解析] A.闪电过程中引发氮气和氧气生成 ,属于自然固氮;B.合成氨过程是将氮
气和氢气在高温、高压、催化剂条件下转化为氨气,属于人工固氮;C.豆科植物能将
氮气在根瘤菌作用下转化为硝酸根离子等化合态氮,属于生物固氮;D.绿色植物光合
作用不能实现氮的固定。
对点演练4 [2023内蒙古赤峰二中月考]水体中部分含氮物
质的循环过程如图所示。其中属于氮的固定的是( )
C
A.①③ B.④ C.⑤ D.②⑥
[解析] 氮的固定是指游离态的氮元素转化为化合态的氮元素,根据反应过程,①②③④⑥均为化合物转化为其他物质,只有⑤为氮气转化为铵根离子,属于氮的固定。
要点三 自然界中氮的循环
例3 下列关于自然界中氮循环的说法不正确的是( )
A
A.人工固氮时,氮元素均被氧化
B. 与 反应生成氮化镁,也属于氮的固定
C.含氮无机物和含氮有机物可相互转化
D.碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环
[解析] 人工固氮时, 过程中氮元素由0价变为 价,被还原,A错误。
对点演练5 [2023江苏连云港赣榆智贤中学月考]自然界存在多种元素的循环,下图表
示的是自然界中的( )
B
A.碳循环 B.氮循环 C.氧循环 D.硫循环
[解析] 该体系中雷电作用、生物固氮、人工固氮均为 的相关反应,铵盐、氨、亚
硝酸盐、硝酸盐中均含有 元素,所以该过程为氮元素的循环。
对点演练6 [2023湖南长沙实验中学月考]湿地土
壤中氮元素含量及其迁移转化过程显著影响着湿
地生态系统的结构和功能,湿地中氮循环的主要
路径如图,下列说法正确的是( )
D
A.固氮作用是将气态含氮物质转化为固态含氮物质的过程
B.反硝化作用过程中, 发生了氧化反应
C. 通过硝化作用生成的 属于还原产物
D.向湿地中排放含 的废水易造成水体富营养化
[解析] 固氮作用是将游离态氮转化为化合态含氮物质的过程,A错误;反硝化作用过
程中, 中 的化合价降低发生了还原反应,B错误; 通过硝化作用, 化合
价升高生成了 , 属于氧化产物,C错误;向湿地中排放含 的废水,可
造成水体氮元素含量过高,造成水体富营养化,D正确。
要点四 和 的性质
项目
颜色、状态、气味、毒 性、密度 无色、无味、有毒气体,密 度比空气大 红棕色、有刺激性气味、有毒
气体,密度比空气大
水溶性 微溶于水 易溶于水
与氧气反应 不反应
与水反应 不反应
与氧气、水同时作用
例4 下列对 和 的描述正确的是( )
A
A. 与水的反应中, 既是氧化剂又是还原剂
B. 是无色气体,可用向上排空气法收集
C. 可由 和 直接化合得到
D.从元素化合价角度看, 只有还原性
[解析] 与水发生反应: , 元素由 价变为
价和 价,则 既是氧化剂又是还原剂,A正确; 易与 反应生成 ,不
能用排空气法收集,只能采用排水法收集,B错误; 和 在高温或放电条件下生
成 ,不能直接得到 ,C错误; 中 元素显 价,处于中间价态,则
既有氧化性又有还原性,D错误。
对点演练7 下列关于一氧化氮的叙述正确的是( )
C
A.一氧化氮是一种红棕色气体
B.常温常压下,一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合
C.一氧化氮可由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到
D.一氧化氮易溶于水,不能用排水法收集
[解析] 是一种无色、微溶于水的气体,可以用排水法收集,A、D错误;常温常压
下, 容易与氧气直接化合生成 ,B错误。
对点演练8 [2023山西临汾期中]某气体可能含 、 、 中的一种或几种,将盛
满一定量此气体的集气瓶倒扣入水中(如图A),最终集气瓶内有气体剩余(如图B),
则原气体( )
A
A.一定含有 B.一定含有 C.一定不含 D.一定含有
[解析] A到B过程液面上升,一定含有与水反应的气体, 、 、 中只有
与水能发生反应,则气体中一定有 。(共30张PPT)
微专题2 常见气体的实验室制法
一、氨气的实验室制法
1.氨气的实验室制备
2.氨气的简易制法
(1)加热浓氨水制氨,其装置如图甲所示。
甲
(2)浓氨水与生石灰:利用生石灰和水反应,减少水的同时放出大量的热,使
逸出,其装置如图乙所示。
乙
(3)浓氨水和固体 利用 的吸水性和溶于水放热的性质,使 逸出,其
装置如图乙所示。
3.氨气的尾气处理
多余的氨要吸收掉(制取少量氨时可在导管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球)以
避免污染空气,在尾气吸收时要防止倒吸,常采用的装置如下:
例1 实验室制取少量干燥的氨气涉及以下装置,其中正确的是( )
①
②
③
④
A.①是氨气发生装置 B.③是氨气发生装置
C.②是氨气吸收装置 D.④是氨气收集、检验装置
[解析] ①中 受热易分解生成 和 ,但在试管口附近两者又能结合生成
,所以不能用于制取 ;②中的漏斗位置过低,不能防止倒吸;③可用于
的发生装置,利用浓氨水和生石灰等制取 ;④中试管口应放一团棉花,减
少 与空气的对流。
√
规律方法 判断实验装置是否有错的一般方法
一看发生装置是否有错,①实验是否需加热;②酒精灯部位是否有错(酒精容量,外
焰加热);③仪器放置是否有错;④夹持仪器的位置是否有错。
二看试剂(反应物、干燥剂、尾气吸收剂等)是否符合实验原理。
三看收集方法是否有错(导管伸入的位置等)。
四看是否缺少尾气的吸收装置,对于有毒气体,一定要设计尾气的吸收装置,并选择
适宜的吸收剂。
对点演练1 下列装置适用于实验室制氨气并验证氨气的某些化学性质,其中能达到实
验目的的是( )
甲
乙
丙
丁
C
A.用装置甲制取氨气 B.用装置乙除去氨气中的水蒸气
C.用装置丙验证氨气具有还原性 D.用装置丁吸收尾气
[解析] 用装置甲制取氨气需要加热,A错误;氨气与浓硫酸反应生成硫酸铵,B错误;
氨气与氧化铜在加热条件下反应生成 、水和铜,可以验证氨气具有还原性,C正确;
用装置丁吸收尾气容易引起倒吸,D错误。
二、常见气体的制备
1.常见的气体实验室制法
制取物质 试剂 反应原理(化学方程式)
氯气
氢气
氨气
氧气
2.气体的干燥
物质 液态干燥剂 固态干燥剂 装置
常见的干燥剂 浓硫酸(酸性、强氧化 性) 无水氯化钙(中性) 碱石灰(碱性)
可干燥的气体
物质 液态干燥剂 固态干燥剂 不可干燥的气 体
3.气体的净化
杂质气体易溶于水的可用水来吸收;酸性气体杂质可用碱性物质吸收;碱性气体杂质可用
酸性物质吸收;能与杂质气体发生反应生成沉淀或可溶性物质的,也可作为吸收剂;水为
杂质时,可用干燥剂吸收。
续表
4.尾气处理
(1)对于极易溶于水的尾气,如 、 等,需采用防倒吸装置吸收。常见的防倒
吸装置有
a
b
c
d
e
(2)对于溶解度不大的尾气,如 等,可直接将出气管插入吸收剂液面下吸收。
(3)对于有毒或易燃的气体,如 、 等,可在尾气出口处放置一点燃的酒精灯,
使 、 燃烧转变为无毒的 、水蒸气。
例2 如图所示是实验室制取气体的装置,其中发生装置相同,
干燥和集气装置有两套,分别用图甲和图乙表示。下列选项
正确的是( )
选项 发生装置中的药品 干燥和集气装置
A 浓硫酸和浓盐酸 图甲
B 大理石和稀盐酸 图甲
C 铜和稀硝酸 图乙
D 氧化钙和浓氨水 图甲
√
[解析] 图甲所示装置中,碱石灰只能干燥碱性或中性气体,且集气装置采用向下排空气
法,收集的气体的密度应比空气的小。图乙所示装置中氯化钙不能干燥 ,且收集的
气体的密度应比空气的大。浓硫酸具有吸水性,挥发出的 是酸性气体,且密度比空
气的大;大理石与稀盐酸反应产生的 是酸性气体,且密度比空气的大, 、 均
不能用碱石灰干燥,也不能用向下排空气法收集,A、B均错误。铜与稀硝酸反应生成的
极易与氧气反应生成 ,应用排水法收集,C错误。氧化钙与浓氨水中的水反应且
放出热量使浓氨水放出 , 是碱性气体且密度比空气的小,可用图甲所示装置干
燥和收集,D正确。
思维建模 气体制备实验的基本思路
__________________________________________________________________________________________________
对点演练2 实验室可以用如图所示装置制
备、干燥、收集气体的是( )
B
A.以 、浓盐酸为原料,制备
B.以 固体、质量分数为 的浓
硫酸为原料,制备
C.以浓氨水、生石灰为原料,制备
D.以 、稀硝酸为原料,制备
[解析] 和浓盐酸反应,需要加热,此装置图中缺少加热装置,错误;
与 的浓硫酸反应产生 ,通过浓硫酸进行干燥,因为 的密度大
于空气,因此用向上排空气法收集, 有毒,必须进行尾气处理,正确; 能
与浓硫酸反应,不能用浓硫酸进行干燥, 的密度小于空气,要用向下排空气法收
集,错误; 能与空气中的氧气反应,要用排水法收集,错误。
对点演练3 [2023江苏无锡期中]某化学兴
趣小组利用如图装置探究 与 之间
的反应。其中A、 分别为 和 的发
生装置,C为纯净干燥的 与 发生反
应的装置。
(1)仪器 的名称为__________。
分液漏斗
(2)装置B、D的作用均为__________。
干燥气体
(3)实验过程中,装置C的集气瓶中有大量白烟产生,另一种产物为 ,可应用此原
理检测氯气管道接缝处是否泄漏,该反应的化学方程式为_________________________
___。
(4)装置 中盛放的是饱和食盐水。其作用是
_____________________。
(5)若将 通过灼热的 粉末,固体变为红色,且有无色无味、无污染的气体
产生,反应的化学方程式为_ _______________________________。
除去氯气中的 气体
[解析] A装置为生成 的装置,B装置为 干燥装置, 为 发生装置, 为
除杂装置,D为 干燥装置,C为 与 反应装置。
(1)由图可知,仪器 的名称为分液漏斗。
(2)制取的氨气和氯气中均混有水蒸气,装置B中盛装的碱石灰、D中盛装的浓硫酸
均可以除去水蒸气,起干燥气体的作用。
(3)实验过程中,装置C的集气瓶中有大量白烟产生,根据元素守恒可知该白色固体
为 ,另一种产物为 ,反应过程中 中部分 元素化合价升高至0, 元
素化合价由0降低至 ,根据氧化还原反应化合价升降守恒以及原子守恒可知反应的
化学方程式为 。
(4)装置 中制取的氯气中含有 , 在饱和食盐水中溶解度较低,而 易溶
于水,因此饱和食盐水的作用是除去氯气中的 气体。
(5) 具有还原性, 具有氧化性,二者能够发生氧化还原反应,将 通过
灼热的 粉末,固体变为红色,且有无色无味、无污染的气体产生,由此可知,产
物中含有 、 ,根据氧化还原反应化合价升降守恒以及原子守恒可知反应的化学
方程式为 。
对点演练4 [2023江苏南通联考]为探究 和一定浓度的 溶液反应所得 气体
中是否混有 ,某同学设计了如下两个实验方案:
方案一
方案二
已知: 的沸点为 , 的沸点为 。
(1)铜和浓硝酸反应的化学方程式为__________________________________________
__。
(2)实验中能够让反应立刻停止的操作是__________________________。
(3)指出不能证明反应所得 气体中混有 的方案并阐述理由:______________
________________________________________________________。
(4)反应一段时间后,证明所得 气体中混有 的实验操作及现象是__________
_______________________________________________________________。
(5)在催化剂作用下, 可将汽车尾气中的 还原为空气中的常见物质。写出该
反应的化学方程式:_ _______________________________。
抽动铜丝,使铜丝脱离硝酸
方案二,因为 与水反应有 生成,无法证明 是来自 和硝酸的反应
打开方案一中的止水夹,向其中鼓入空气(或氧气),广口瓶内气体变为红棕色
[解析] 方案一中,将 和一定浓度的 反应生成的气体通过 形管, 在
形管中冷却液化,广口瓶中收集到的是 ,然后向广口瓶中通入空气,检验是否存
在 。方案二中,将 和一定浓度的 反应生成的气体通入盛水试剂瓶,
与水反应生成 ,因此不能证明原气体中含有 ,据此分析解答。
(1)浓硝酸与 反应生成 ,反应的化学方程式是
。
(2)由图可知,试管中的铜丝可进行抽动,通过抽动铜丝,可使铜丝脱离硝酸,停
止反应。
(3)方案二中的盛水试剂瓶在“广口瓶”之前, 与水反应生成 ,因此不能证明
原气体中含有 。
(4)方案一中, 在 形管中冷却液化,广口瓶中收集到的是 ,然后向广口瓶
中通入空气,检验是否存在 。
(5) 被 还原成 ,则该反应的化学方程式为
。(共47张PPT)
专题7 氮与社会可持续发展
第三单元 含氮化合物的合理使用
1
教材预习·必备知识全过关
2
要点归纳·能力素养全提升
素 养 目 标 1. 能从物质类别、氮元素价态的角度,预测铵盐的性质与转化,掌握铵盐的物理
性质和化学性质,培养宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知的学科核心素
养。
2. 能够根据铵盐的性质提出探究问题,并会设计实验探究铵根离子的检验等,培
养科学探究与创新意识的学科核心素养。
3. 掌握氮肥的使用,培养科学态度与社会责任的学科核心素养。
4. 结合环境污染与防治,理解氮氧化物对环境的影响,培养化学服务社会的科学
态度与社会责任的学科核心素养。
01
教材预习·必备知识全过关
1.铵盐
(1)物理性质
颜色 溶解性 状态
______ 易溶于水 ______
无色
晶体
(2)化学性质
①实验探究
预期转化 实验装置 及操作
现象 试管中固体逐渐减 少,试纸变蓝 固体逐渐减少,产 生有刺激性气味气 体,试管口有白色 固体生成 试管中有刺激性气味气体产生,
试纸变蓝
结论
续表
②铵盐的化学性质
③氨气的实验室制法
2.常见氮肥及其使用
(1)分类
氮肥
(2)使用注意事项
氮肥 注意事项
铵态氮 肥 ①______保存,深施盖土,避免______;
②不可以跟______物质(如草木灰等)混合使用
硝态氮 肥
尿素
低温
受热
碱性
硝酸钠
硝酸钙
易溶于
负电荷
流动性
容易被植物吸收
反硝化作用
(3)化学肥料的利与弊
①化学肥料为增加__________作出了重要的贡献。
②长期使用化肥的土壤,容易______、______。
③化肥使用不当,会引起环境问题。
粮食产量
酸化
板结
3.氮氧化物的无害化处理
(1)氮氧化物 是大气污染物,主要包括_ _____________、_______________。
一氧化氮
二氧化氮
(2)氮氧化物的来源
(3)氮氧化物的危害主要是形成______、____________。
酸雨
光化学烟雾
【微点拨】含氮物质对环境的影响
(1)氮氧化物与雨水反应,生成的硝酸和亚硝酸是酸雨的组成成分(如
) 。
(2)氮氧化物与臭氧、碳氢化合物经紫外线照射发生反应形成光化学烟雾。
(3)进入水体中的氮元素的含量增大时,会造成水体富营养化,导致藻类迅速生长。
(4)氮氧化物处理的原理及方法
①以甲醇、液化气代替汽油。
②安装汽车尾气净化装置,将_____转化为中性的、无污染的______。净化装置中
、 在催化剂作用下反应的化学方程式为_ ________________________。
③使用以_ ________________或______________作为动力的新型环保汽车。
氮气
液化天然气
高效燃料电池
02
要点归纳·能力素养全提升
要点一 铵盐性质的理解与应用
1.铵盐与碱反应
铵盐无论是固体状态还是存在于溶液中都能与强碱反应。
(1)固体间反应:反应条件是加热或搅拌,产生 。
(2)溶液中反应:由于 极易溶于水,所以产生的 会溶解,若溶液浓度很大,会有
少量 逸出,加热溶液可使 大量逸出。
2. 的检验方法
(1)原理
(2)操作方法
取少量固体样品(或溶液)于试管中,加入浓氢氧化钠溶液,加热,用湿润的红色石
蕊试纸靠近试管口(或将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口),试纸变蓝(或产生白
烟),则证明固体样品(或溶液中)含有 。
例1 铵盐是氨与酸反应生成的,由铵根离子和酸根离子形成的离子化合物,下列有关铵盐
的说法不正确的是( )
C
A.可以用烧碱处理含高浓度 的废水并回收利用氨
B. 与 混合加热可生成
C.因为 受热易分解,故可用作氮肥
D.检验溶液中是否含 取少量溶液于试管中,加入 溶液并加热,用湿润的红色
石蕊试纸检验产生的气体
[解析] 烧碱可与 反应产生氨气,则可用烧碱处理含高浓度 的废水并回收利用
氨,A正确;铵盐与碱混合加热可产生 , 与 反应的化学方程式为
,B正确;碳酸氢铵用作氮肥的原因是其
溶解后电离出的铵根离子能被植物吸收,不是利用其受热易分解的性质,C错误;检验溶
液中是否含 的方法是取少量溶液于试管中,加入 溶液并加热,用湿润的红色
石蕊试纸检验产生的气体,若湿润的红色石蕊试纸变为蓝色,可证明产生了 ,原溶液
中含有 ,D正确。
对点演练1 下列说法正确的是( )
C
A.所有铵盐受热均可以分解,产物均有
B.所有铵盐都易溶于水,所有铵盐中的 均呈 价
C.向 溶液中加入 浓溶液共热时,反应的离子方程式为
D. 和 的固体混合物可用升华法分离
[解析] A.有的铵盐(如 )受热分解产生氨气,有的铵盐(如硝酸铵)受热分解
不产生氨气; 中的 有 价,也有 价;D.可用加热法分离 和某些
固体(不分解、不升华的固体)的混合物,但其过程为先受热分解,再降温化合,而
不是升华。故选C。
对点演练2 [2023江西抚州南城二中月考]给装有少量下列固体物质的试管加热,试管
底部物质不可能完全消失的是( )
B
A. B. C. D.
[解析] 加热分解产生氨气和 气体,试管底部物质完全消失,A不符合;
加热分解产生碳酸钠、水和二氧化碳,试管底部有碳酸钠,B符合;
加热分解产生氨气、水和二氧化碳,试管底部物质完全消失,C不符合;
加热分解产生氨气、水和二氧化碳,试管底部物质完全消失,D不符合。
要点二 化肥的合理使用
1.化肥的合理使用
(1)铵态氮肥不稳定,使用或储存时要注意低温、密封。
(2)硝酸铵受热分解时容易发生爆炸,使用时要避免高温,不能与易燃物质混在一起,
结块时不要用铁锤砸碎。
(3)铵态氮肥和磷肥不能与碱性物质混合,否则会降低肥效。原因是铵态氮肥与碱反
应会产生氨气而挥发;磷肥显酸性,与碱反应生成难溶的物质。
(4)化肥的施用要以尽量少的投入、尽量小的对环境的影响来保持尽量高的农产品产
量,并保障食品品质。
2.化肥的不合理使用带来的环境问题
(1)化肥中常含有一些重金属元素、有毒有机物和放射性物质,施入土壤后形成潜在
的土壤污染。
(2)化肥在施用过程中某些成分的积累、流失或变化,造成土壤退化和水、大气的污染。
例2 施用氮肥能促进作物生长,并能提高作物中蛋白质的含量。下列关于氮肥的说法
错误的是( )
D
A.尿素 是一种氮肥
B.储存碳酸氢铵时,应密封并置于阴凉通风处
C.铵态氮肥不能与碱性物质如草木灰等混合施用
D.氮肥溶于水,其中的氮元素均以铵根离子形式存在
[解析] 尿素 是一种农村常用的高效氮肥,A正确;由于碳酸氢铵在温度较
高时易分解,则储存碳酸氢铵时,应密封并置于阴凉通风处,B正确;铵态氮肥呈酸
性,草木灰呈碱性,二者混合生成氨气而降低肥效,C正确;尿素中氮元素不以铵根
离子形式存在,D错误。
对点演练3 某地筹建的“生态农业科技园区”,不仅是农业高新技术示范和推广基地,也是
一个观光休闲的生态农业园区。以下生产思路你认为不妥当的是( )
D
A.将农家肥与化肥综合使用,以提高增产效益
B.对大棚中的植物施加适量的 ,以促进其光合作用
C.种植、养殖、制沼气相结合,既可改善环境又可提高农畜牧业的产量
D.将硝酸铵和熟石灰混合施用,在给作物提供营养元素的同时,又能降低土壤的酸性
[解析] 熟石灰和硝酸铵反应会生成 排入空气中,降低肥效。
对点演练4 下列氮肥中,不含铵根离子的是( )
C
A.碳铵 B.硫铵 C.硝酸钾 D.氨水
要点三 氮氧化物的污染与防治
1.硝酸型酸雨的形成
, ,
。
2.光化学烟雾的形成
在日光照射下, 使氧气经过复杂的反应生成臭氧 ,臭氧与空气中的一些碳氢
化合物在紫外线照射下发生作用后,产生了一种有毒的烟雾,人们称之为光化学烟雾。
3.氮氧化物对臭氧层的破坏
飞机尾气中的氮氧化物 和 对臭氧层(含 和 )破坏的反应原理简单表示
为 , 。在高空,氮氧化物是臭氧转化为氧
气的催化剂,破坏臭氧层。
4.减少汽车尾气危害的措施
(1)以甲醇、液化气代替汽油。
(2)安装汽车尾气净化装置,将 转化为中性、无污染的氮气:
。
(3)使用液化天然气或高效燃料电池作为动力的新型环保汽车。
5.常见环境问题
环境问题 主要污染物 主要危害
温室效应 造成全球气候变暖,水位上升,陆地面积减小等
酸雨 土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蚀等
臭氧层破坏 到达地球表面的紫外线明显增多,给人类健康及生
态环境带来多方面危害
光化学烟雾 刺激人体器官,特别是人的呼吸系统,使人生病甚至死
亡
环境问题 主要污染物 主要危害
白色污染 废弃塑料制品 ①在土壤中影响农作物吸收水分和养分,导致农作
物减产
②混入生活垃圾中难处理、难回收
③易被动物当作食物吞入,导致动物死亡
赤潮和水华 废水中含氮、磷 元素的营养物质 使水体富营养化,导致水中藻类“疯长”,消耗水中溶
解的氧,使水体浑浊、水质恶化
续表
例3 [2023山西晋中平遥二中月考]硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大,
但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注。下列说法正确的是( )
C
A.植物直接吸收利用空气中的 和 作为肥料,实现氮的固定
B.汽车尾气中的主要大气污染物为 、 和
C.工业废气中的 可采用石灰法进行脱除
D. 和 均为红棕色且有刺激性气味的气体,是酸雨的主要成因
[解析] 氮的固定是将游离态的氮气转化为化合态的氮的化合物的过程,A错误;汽车尾
气中含有 、 、 等,不含 ,B错误;工业废气中的 可采用石灰法
(加入生石灰 )进行脱除,发生反应 ,C正确;
是红棕色且有刺激性气味的气体,而 是无色有刺激性气味的气体,D错误。
对点演练5 下列现象的产生与人为排放氮氧化物无关的是( )
A
A.温室效应 B.光化学烟雾 C.酸雨 D.水体的富营养化
[解析] 温室效应主要由于 的大量排放,和氮氧化物无关。氮氧化物是形成光化学
烟雾和酸雨的一个重要原因。过量的氮对水体会造成污染,使水体富营养化,导致藻
类“疯长”。
对点演练6 中国科学院官方微信发表《灰霾专题》,提出灰霾中细颗粒物的成因,部分分析如图所示。
(1)根据图中信息可以看出,下列哪种气体污染物不
是由机动车行驶造成的__(填字母)。
(2)机动车大量行驶是污染源之一。汽车发动机废气稀燃控制系统主要工作原理如图所示:
写出稀燃过程中 发生的主要反应的化学方程式:____________
__________。
(3)科学家经过研究发现灰霾呈中性,其主要原因如图所示:
请判断A的化学式并说明判断理由:
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
________________________________ 。
;因为反应前 元素为 价, 元素为 价,反应后 中 元素
为 价、 中 元素为 价,化合价降低,则必有元素化合价升高,是 元素从
价升高到 价,以 形式存在
[解析] (1)根据示意图可知 不是由机动车行驶造成的,故答案为 。
(2)稀燃过程中 发生的主要反应的化学方程式为 。
(3)反应前 元素为 价, 元素为 价,反应后 中 元素为 价、
中 元素为 价,化合价降低。有化合价的降低,必有元素化合价升高,所以是
元素从 价升高到 价,故A物质为 。本题也可根据质量守恒推出A的化学
式为 。
要点四 氮及其化合物的转化
1.氮及其化合物的转化关系
2.含氮物质的化合价变化及规律
(1)氮元素间的歧化和归中
歧化——同一元素的化合价在同一反应中既升高又降低。如:
。
归中——同一元素的高价态和低价态生成中间价态。如:
。
(2)含氮物质的连续氧化
;
。
例4 如图是中学化学中常见物质之间的一些反
应关系,其中部分产物未写出。常温下 和 是
固体,B和 是液体,其余均为气体,
受热分解得到A、B、C的物质的量之比为 。
回答下列问题:
(1) 的化学式:_ __________。
(2) 能与大多数金属单质发生反应,若金属 与 反应的物质的量之比为 ,
则该反应的还原产物可能是_ ______________。
或
(3)写出下列过程的化学方程式:
_ ___________________________;
_ ______________________________________。
(4)若 与A充分反应,生成标准状况下 气体D,则该反应转移的电子数
目为_ ______________。
[解析] 和盐酸反应生成气体A,A能与过氧化钠反应生成气体D,则A是 、D是
; 与氢氧化钠反应生成气体C,则C是 ,所以 中含有铵根离子和碳酸根离
子, 受热分解得到A、B、C的物质的量之比为 ,则 是 、
B是 ; 发生催化氧化生成 , 是 ; 和 反应生成 , 是
; 和水反应生成硝酸, 是 。硝酸和 反应生成 、 ,则
是C单质。
(1)由以上分析可知 为 。
(2)金属 与 反应生成硝酸镁,物质的量之比为 ,若镁的物质的量为
,则表现酸性的硝酸的物质的量至少为 ,表现氧化性的硝酸的物质的量
最多为 , 镁失 电子,根据得失电子守恒, 硝酸得 电
子,即 元素化合价由 降低为 ,则该反应的还原产物可能是 ,也可能
元素化合价降低为 ,生成 ,还原产物是 。
(3)由以上分析可知各物质化学式,从而得到反应的化学方程式。
(4) 与 充分反应生成碳酸钠和氧气,氧元素化合价由 升高为0,生成
,该反应转移的电子数目为 。
对点演练7 是一种重要的化工原料,可以制备一系列物质(如图所示),下列说
法正确的是( )
C
A. 和 都是常用的化肥
B. 、 和 受热时都易分解
C. 和 在一定条件下可发生氧化还原反应
D.图中所涉及的 都要用纯氧
[解析] 化肥主要是含农作物生长所需氮、磷、钾的一些物质, 不是常用的化
肥,A错误; 受热不易分解,B错误; 和 在一定条件下可以发生氧
化还原反应生成氮气,C正确;氨的催化氧化用空气就可以,不一定要用纯氧,D错误。
对点演练8 依据下图中氮元素及其化合物间的转化关系,判断下列说法不正确的是
( )
B
A. 是
B.可用排空气法收集
C.工业上以 、空气、水为原料生产硝酸
D.由 ,从原理上看,可通过 与
反应实现
[解析] 由题图中氮元素及其化合物间的转化关系可知, 中 为 价,对应的氮的
氧化物是 ,A正确;一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮,不能用排空气法收集
,B错误;工业生产硝酸的步骤:氨气催化氧化生成一氧化氮和水,一氧化氮和氧
气反应生成二氧化氮,二氧化氮与水反应生成硝酸,故原料为 、空气、水,C正
确; 可与 反应生成氮气: ,D正确。(共35张PPT)
第二单元 重要的含氮化工原料
第2课时 硝酸
1
教材预习·必备知识全过关
2
要点归纳·能力素养全提升
素 养 目 标 1. 能从物质类别、氮元素的价态的角度预测分析硝酸的性质,促进证据推理与
模型认知的学科核心素养的发展。
2. 通过硝酸与铜反应的实验探究,观察现象并分析原因,设计探究实验,培养
科学探究与创新意识的学科核心素养。
3. 通过比较浓硝酸与稀硝酸性质的差异,认识硝酸浓度对反应产物的影响,了
解硝酸对人类发展的贡献,培养科学态度与社会责任的学科核心素养。
01
教材预习·必备知识全过关
1.硝酸的物理性质
颜色 状态 气味 密度 特性
______ ______ ________气味 ____挥发
无色
液体
刺激性
易
2.硝酸的化学性质
(1)酸的通性
电离方程式为 ,使紫色的石蕊溶液变红,与某些金属氧化物、某些盐、
碱反应。
【微思考1】 写出下列反应的离子方程式。
①硝酸和氢氧化钠反应:_ _______________________;
②硝酸和氧化钠反应:_ _________________________;
③硝酸和碳酸钙反应:_ ___________________________________。
提示:
。
(2)不稳定性:见光或受热易分解,化学方程式为_ _____________________________。
长期存放的浓硝酸呈黄色,是因为其分解生成的_____溶于硝酸中,实验室常将浓硝酸
保存在棕色试剂瓶中,并密封贮存在______、______处。
低温
避光
(3)强氧化性
①和金属 反应的实验探究
实验
实验 操作
浓硝酸与铜的反应
稀硝酸与铜的反应
实验 现象 稀硝酸:反应比较缓慢;
铜丝:逐渐溶解,产生无色气体,
溶液逐渐变蓝色;
集气瓶:充满了无色气体
实验 结论 硝酸无论浓、稀都有强氧化性,而且浓度越大,氧化性越强 续表
②强氧化性
(稀)
【微点拨】浓硝酸和浓盐酸的混合物(体积比为 )叫王水,能使一些不溶于硝酸
的金属如金、铂等溶解。
【微思考2】 因玻璃易碎,且铜能与硝酸反应,所以工业上常用铁、铝的容器盛装和运输浓硫酸、浓硝酸。是否说明铁、铝与浓硫酸、浓硝酸不发生反应?
提示: 否。常温下,浓硫酸、浓硝酸能使铝、铁表面形成致密的氧化膜而钝化,钝化属于化学反应。
3.应用
硝酸是一种重要的化工原料,常用来制造______、染料、塑料、炸药、硝酸盐等。硝
酸在实验室里是一种重要的化学试剂。
氮肥
02
要点归纳·能力素养全提升
要点一 硝酸的氧化性
硝酸的强氧化性及反应规律
中的 价氮元素具有很强的得电子能力。
硝酸的浓度越大,反应温度越高,其氧化性越强。
(1)硝酸与金属的反应
①除 、 等少数金属外,硝酸几乎可以氧化所有的金属,如 (稀)
。
②活泼金属与硝酸反应不生成 ,硝酸的浓度不同,还原产物不同。
③常温下,浓硝酸能使 、 钝化。
(2)硝酸与非金属的反应
①反应规律:非金属单质 浓硝酸 最高价氧化物或其含氧酸 。
②实例: ;
。
(3)硝酸与还原性化合物的反应
硝酸的强氧化性还表现在可以氧化具有还原性的化合物或离子,如 、 、 、
、 、 、 、 、 等。
【微点拨】判断离子共存时注意“ 、 ”的强氧化性
例1 [2023福建福州期中]关于硝酸的说法正确的是( )
B
A.敞口放置的浓硝酸,浓度会变低是因为浓硝酸有吸水性
B.稀硝酸与 反应生成 和硝酸铜时,硝酸既表现强氧化性又表现酸性
C.硝酸电离出的 ,能被 、 等金属还原成
D.常温下,向浓硝酸中投入 片,不会产生大量的红棕色气体,没有反应发生
[解析] 敞口放置的浓硝酸浓度变小是因为浓硝酸的挥发性和不稳定性,浓硝酸没有吸
水性,A错误;稀硝酸与 反应生成 和硝酸铜时, 中 元素化合价部分发
生变化,既表现强氧化性又表现酸性,B正确;硝酸具有强氧化性,与金属反应不产
生氢气,C错误;常温下,向浓硝酸中投入 片,发生钝化,不会产生大量的红棕色
气体,钝化不是不反应,而是反应产生致密的不溶于浓硝酸的氧化物薄膜覆盖在 的
表面阻止了进一步的反应,D错误。
对点演练1 [2023江苏扬州广陵红桥高级中学月考]下列关于硝酸的认识正确的是( )
D
A.浓硝酸有氧化性,稀硝酸没有氧化性
B.硝酸与金属反应时只表现出氧化性
C.常温下铝和铁不与浓硝酸反应,所以浓硝酸可盛放在铁或铝容器中
D.浓硝酸与金属反应一般产生二氧化氮,而稀硝酸与金属反应一般生成一氧化氮
[解析] 浓硝酸、稀硝酸都有强氧化性,A错误;硝酸与金属反应时表现出氧化性和酸性,B错误;常温下铝和铁在浓硝酸中钝化,所以浓硝酸可盛放在铁或铝容器中,C错误;浓硝酸与金属反应一般产生二氧化氮,而稀硝酸与金属反应一般生成一氧化氮,D正确。
对点演练2 [2023江苏南京六校联考期中]常温下,下列各组离子在溶液中能大量共存
的是( )
B
A. 、 、 B. 、 、
C. 、 、 D. 、 、
[解析] 酸性条件下,硝酸根离子和亚铁离子生成铁离子和一氧化氮气体,不能大量共
存,A不符合题意;| 、 、 相互之间不反应,能大量共存,B符合题
意; 、 反应生成氢氧化铁沉淀, 、 不能大量共存,C不符合题
意; 、 反应生成碳酸钙沉淀, 、 不能大量共存,D符合题意。
对点演练3 [2023江苏苏州期末]实验室以铜粉与稀硝酸、稀硫酸反应可制得
,装置如图所示。
(1)装置甲三颈烧瓶中 粉溶解的离子方程
式为____________________________________
______。
(2)向装置甲中通入空气的作用除了搅拌使
粉与溶液充分接触外,还有______________
________________________________。
将甲装置中产生的 转化为 ,便于尾气处理
(3)若铜粉过量,判断反应完成的现象是
______________________________________。
甲装置中不再产生无色气泡,固体有剩余
(4)反应结束后,从装置甲的三颈烧瓶中分离得到 的操作是__________
__________________________________________。
过滤、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、冰水洗涤、低温干燥
[解析] 本题为实验题,是用铜粉、稀硫酸和稀硝酸反应制备 ,装置甲
为发生装置,反应原理为 ,产生的
和通入的空气反应生成 ,被乙装置中 溶液吸收,反应的化学方程式为
,反应完后将装置甲中的溶液过滤,得
到 溶液,然后蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、冰水洗涤、低温干燥即得到
,据此分析解题。
(1)由分析可知,装置甲三颈烧瓶中 粉溶解的离子方程式为
。
(2) 不与 溶液反应,而 能与 溶液反应,由分析可知向装置甲中
通入空气的作用除了搅拌使 粉与溶液充分接触外,还有将甲装置中产生的 转化
为 ,便于尾气处理。
(3)由分析可知,甲装置中发生反应时,产生大量的气泡,故若铜粉过量,判断反
应完成的现象是甲装置中不再产生无色气泡,固体有剩余。
(4)由分析可知,反应结束后,将装置甲中的溶液过滤,得到 溶液,然后蒸
发浓缩、冷却结晶、过滤、冰水洗涤、低温干燥即得到 。
要点二 硝酸的计算
1.硝酸的计算公式
(1)参加反应的 (总 ) 反应中消耗掉的 。
(2) (被还原的 ) ( 减少量) (气体 、 )。
(3)金属与硝酸反应生成对应的硝酸盐,例如 与 反应时生成的硝酸盐是
,则 (显酸性的 ) ;
参加反应的 (总 ) (被还原的 ) (显酸性的 ) (气
体 、 ) (金属) 该金属的化合价。
2.硝酸与金属反应的思维模型
例2 [2023江苏淮安涟水一中月考]把 投入盛有一定量浓硝酸的试管中,当收
集到标准状况下 气体时,金属铜完全溶解。下列说法正确的是( )
B
A.生成的气体全部为
B.生成的气体为 和 混合气体,其中 的物质的量为
C.作氧化剂的硝酸的物质的量为
D.生成的硝酸铜的物质的量小于
[解析] 投入一定量的浓硝酸中, 先与浓硝酸反应生成 ,再与稀硝酸反应生
成 ,A错误; 的物质的量为 ,发生反应:
、 (稀)
,现生成 气体,设与浓硝酸反应的铜的物
质的量有 ,与稀硝酸反应的铜的物质的量有 ,则 ,
,则 , ,则 的物质的量为
,B正确;与浓硝酸反应的 的物质的量有 ,
消耗浓硝酸 ,其中 作氧化剂,与稀硝酸反应的 的物质的量有
,消耗稀硝酸 ,其中 作氧化剂,则共有
硝酸作氧化剂,C错误;根据铜原子守恒,最后生成的硝酸铜的物质的量为 ,
D错误。
续表
对点演练4 3. 与 溶液充分反应,还原产物有 和 ,
若反应后溶液中 的物质的量为 ,则此时溶液中所含 的物质的量为( )
D
A. B. C. D.
[解析] 根据原子守恒分析,反应后溶液中的硝酸根为剩余硝酸中的硝酸根离子和硝酸
铜中的硝酸根离子,根据铜的质量计算铜的物质的量为 ,则硝
酸铜中的硝酸根离子的物质的量为 。根据氢离子物质的量为 分析,硝
酸中的硝酸根离子的物质的量为 ,则溶液中硝酸根离子的物质的量为
。
对点演练5 [2023江苏镇江校联考阶段练习]
如图表示铁与不同浓度硝酸反应时,硝酸
还原产物分布与硝酸溶液浓度的关系,下
列说法不正确的是( )
D
A.一般来说,不同浓度硝酸与铁反应的还原产物不是单一的
B.硝酸的浓度越大,其还原产物中高价态的成分越多
C.当硝酸物质的量浓度为 时,反应的化学方程式为
D.用一定量的铁粉与足量的 溶液反应得到标准状况下气体 ,
则被还原的硝酸的物质的量为
[解析] 从图中可以看出,在浓硝酸物质的量浓度为 时,主要产物为等
物质的量 和 ,在一定范围内随着硝酸浓度逐渐降低,产物 逐渐减少而
的相对含量逐渐增多;当物质的量浓度为 时,主要产物是 ,其
次是 及少量的 ,当 的物质的量浓度降到 时, 成为
主要产物。可见,凡有硝酸参加的氧化还原反应都比较复杂,往往同时生成多种还原
产物;硝酸的浓度越大,其还原产物中氮元素化合价越高,A正确;由图像可知,硝
酸浓度越高,还原产物中 元素化合价越高,B正确;当硝酸物质的量浓度为
时,还原产物是等物质的量的 、 ,氧化产物是 ,反
应的化学方程式为 ,C正确;
用一定量的铁粉与足量的 溶液反应得到标准状况下
、 和 混合气体,气体物质的量为 ,根据 守恒,被还原
的 混合气体物质的量大于 ,D错误。
对点演练6 7. 铜与 一定浓度的硝酸恰好完全反应,收集到标准状况下
气体。请回答:
(1) 的体积为______ , 的体积为______ 。
(2)被还原的硝酸的物质的量是____ 。
(3)硝酸的物质的量浓度是____ 。
0.448
4.032
0.2
8.8
[解析] , 。
(1)设 ,则 ,
得 ,解得 ,则
,
。
(2) 被还原生成 和 ,故被还原的
。
(3)参加反应的 为
,
则 。(共29张PPT)
第二单元 重要的含氮化工原料
第1课时 氨气
1
教材预习·必备知识全过关
2
要点归纳·能力素养全提升
素养 目标 1.通过喷泉实验探究氨气的溶解性和氨水的碱性,进一步培养科学探究与创新
意识的学科核心素养。
2.能从物质的类别、元素价态的角度掌握氨气的化学性质,建立宏观辨识与微
观探析的学科核心素养。
01
教材预习·必备知识全过关
1.氨气的物理性质
颜色、状态 气味 密度 溶解性 沸点
______气体 ________气味 比空气 ____ 极易溶于水 沸点高,易
______
无色
刺激性
小
液化
【微点拨】(1)1体积水大约能溶解700体积的氨气。
(2)液氨汽化时要吸收大量的热,使周围的温度急剧下降,所以液氨在工业上常用来
作制冷剂。
2.氨气的化学性质
(1)实验探究
实验装置 操作及现象 结论
①打开止水夹,挤压滴 管的胶头; ②烧杯中的溶液由玻璃 管进入烧瓶,形成红色 喷泉,瓶内液体呈红色
实验装置 操作及现象 结论
红色石蕊试纸变蓝
玻璃管中产生大量白烟
续表
(2)氨气的化学性质
(3)一水合氨的性质
3.从氮元素的化合价分析氨的性质
(1) 分子中氮元素的化合价为____价,在化学反应中氮元素化合价可能的变化
是______,因此氨气具有______性。
(2)氨的催化氧化的化学方程式:_ ___________________________。
升高
还原
02
要点归纳·能力素养全提升
要点一 氨气的性质
1.液氨与氨水的比较
物质 液氨 氨水
物质成分 纯净物(非电解质)
粒子种类
主要性质 不具有碱性 具有碱的通性
存在条件 常温常压下不能存在 常温常压下可存在
2.氨气的化学性质
(1)特殊的性质
①氨气极易溶于水,可做喷泉实验;
②氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
(2)其他性质
①与水、酸等物质反应,与氧化剂反应具有还原性
;
、 ( 足量);
.氨的催化氧化: 。
②在纯氧中燃烧: 。
例1 如图,利用培养皿探究氨的性质。实
验时向 固体上滴几滴浓氨水能产生
氨气,立即用另一个表面皿扣在上面,下
表中对实验现象所做的解释正确的是( )
A
选项 实验现象 解释
A 浓盐酸附近产生白烟
B 浓硫酸附近无明显现象
C 氯化盐溶液变浑浊
D 干燥的红色石蕊试纸不变色,湿润的红 色石蕊试纸变蓝
[解析] 固体溶于水放热,氨水易挥发,实验时向 固体上滴几滴浓氨水,
会产生氨气,与浓盐酸挥发的 气体反应生成氯化铵,反应现象是有白烟生成,故
A正确;氨气与浓硫酸发生反应生成硫酸铵,故B错误;氨气与氯化盐溶液发生反应生
成氢氧化物,如氯化盐溶液变浑浊,可能生成难溶性氢氧化物,但不一定为 ,
也可能为 等沉淀,故C错误;氨气使湿润的红色石蕊试纸变蓝的原因是氨气
与水反应生成 ,电离生成 ,溶液呈碱性,但氨气为非电解质,不属于
碱,故D错误。
对点演练1 下列现象不能用于检验氨气的是( )
B
A.气体遇浓盐酸产生白烟 B.气体使湿润的蓝色石蕊试纸变红
C.气体通入酚酞溶液中变红 D.气体使湿润的红色石蕊试纸变蓝
[解析] 检验氨气的方法,一是用湿润的红色石蕊试纸(或石蕊溶液)或酚酞溶液,因
为氨气溶于水呈碱性,可以使红色石蕊试纸(或石蕊溶液)变蓝或使酚酞溶液变红;
二是用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近盛有待检验气体的瓶口,发生的反应为
,现象是生成白烟。
对点演练2 [2023江苏苏州黄埭中学期中]氨的转化在工业生产中具有重要应用,下列
说法正确的是( )
B
A.氨气易液化,可用于工业制硝酸
B.氨水具有碱性,可用于去除烟气中的
C.利用氨气的还原性与硝酸反应制备硝酸铵
D. 和 在高温、高压、催化剂条件下合成 是高能固氮
[解析] 氨气具有还原性,工业上常用氨的催化氧化法制硝酸,故A错误;氨水具有碱性,可用于去除烟气中的酸性氧化物二氧化硫,防止污染空气,故B正确;氨气是碱性气体,工业上利用氨气的碱性,与硝酸反应制备硝酸铵,故C错误;高能固氮是将空气中的游离氮转化为化合态氮的过程,而合成氨反应为人工固氮过程,不属于高能固氮过程,故D错误。
对点演练3 [2023江苏苏州黄埭中学期中]氨气是人工固氮的产物,易液化、极易溶于
水,加热条件下能与氧化铜反应;广泛用于生产铵盐、硝酸、纯碱、医药等;液氨在
一定条件下与二氧化碳反应可制备尿素 ;工业上常用浓氨水检验输送氯气
的管道是否泄漏,泄漏处有白烟生成。下列化学反应表示不正确的是( )
D
A.氨催化氧化反应:
B. 与 制尿素反应:
C.浓氨水检验氯气管道是否漏气的反应:
D.工业上生产纯碱:
[解析] 氨催化氧化反应为催化剂作用下,氨气与氧气共热发生催化氧化反应生成一氧
化氮和水,反应的化学方程式为 ,故A正确;制尿素
反应为一定条件下氨气与二氧化碳反应生成尿素和水,反应的化学方程式为
,故B正确;浓氨水检验氯气管道是否漏气发生
的反应为氯气与氨气反应生成氯化铵和氮气,反应的化学方程式为
,故C正确;工业上生产纯碱的反应为二氧化碳与氨气、
饱和食盐水反应生成碳酸氢钠和氯化铵,碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和
水,生成碳酸氢钠的化学方程式为 ,
故D错误。
要点二 氨气的喷泉实验原理及应用
1.喷泉的常见类型及原理
方法 减小内压法 增大外压法
装置
方法 减小内压法 增大外压法
原理 减小烧瓶内气体压强,形成压强差,产 生喷泉现象 增大锥形瓶内气体压强,形成
压强差,产生喷泉现象
常见组合
续表
2.喷泉实验的几种常见装置
①
②
③
④
⑤
其中装置③引发喷泉的方法是打开止水夹,用热毛巾或双手捂热烧瓶,松开后片刻即形成
喷泉现象。
例2 喷泉实验装置如图所示。应用下列各组气体和溶液,能出现喷泉现象的是( )
B
选项 气体 溶液 选项 气体 溶液
A 稀盐酸 C 稀硫酸
B 稀氨水 D
[解析] 由于 不与稀盐酸反应且在稀盐酸中溶解度较小,所以不能使烧瓶中气体压
强显著减小,因此不能出现喷泉现象,A不符合题意;由于 气体极易溶于水且能
与稀氨水反应,所以二者相遇会使烧瓶中气体压强显著减小,从而出现喷泉现象,B
符合题意; 既不溶于水也不能与稀硫酸反应,所以无法出现喷泉现象,C不符合题
意; 不与饱和 溶液反应且在饱和 溶液中溶解度较小,所以不能
出现喷泉现象,D不符合题意。
【微点拨】如图装置要想形成喷泉,气体应该极易溶于溶液,如 、 等气体;
或者能与溶液发生反应,如 、 、 等酸性气体与 溶液等。
对点演练4 如图是实验室进行氨气溶于水的喷泉实验装置,下列叙述不正确的是
( )
D
A.该实验说明氨气是一种极易溶于水的气体
B.进入烧瓶中的液体颜色由无色变为红色,说明氨水呈碱性
C.形成喷泉的原因是氨气溶于水后,烧瓶内的气压小于大气压
D.用氯气代替氨气,利用此装置也可进行喷泉实验
[解析] 极易溶于水,可用来做喷泉实验;B.氨水呈碱性,能使酚酞溶液变红
色; 极易溶于水,使烧瓶内的气压小于大气压,在压强差的作用下,烧杯中的
水沿导管迅速向上流动,从而形成喷泉; 在水中的溶解度较小,不能用于做喷
泉实验。
对点演练5 [2023广东肇庆高要一中月考]如图装置中,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. ( 溶液)/无色喷泉
B. ( 中含酚酞)/红色喷泉
C. ( 中含石蕊)/蓝色喷泉
D. ( 溶液)/白色喷泉
[解析] 因 溶液抑制 的溶解,则挤压胶管的胶头,气压变化不明显,则不
会形成喷泉,A错误;因氨气极易溶于水,则挤压胶管的胶头,使烧瓶中的气压减小,
且小于外界大气压,则形成喷泉,又因氨水溶液显碱性,酚酞遇碱变红,故形成红色
喷泉,B正确;因氨气极易溶于水,则挤压胶管的胶头,使烧瓶中的气压减小,且小
于外界大气压,则形成喷泉,又因氨水溶液显碱性,石蕊遇碱变蓝,故形成蓝色喷泉,
C正确;因 与 溶液反应生成白色的 沉淀,则挤压胶管的胶头,使烧
瓶中的气压减小,且小于外界大气压,则形成喷泉,又因溶液中有白色的 ,溶液
变白,故形成白色喷泉,D正确。