苏教版高中化学必修一专题四第二单元生产生活中的含氮化合物复习课件(3份)

文档属性

名称 苏教版高中化学必修一专题四第二单元生产生活中的含氮化合物复习课件(3份)
格式 zip
文件大小 3.3MB
资源类型 教案
版本资源 苏教版
科目 化学
更新时间 2016-03-01 21:07:02

文档简介

课件55张PPT。第二课时 氮肥的生产和使用自主学习
一、氨(NH3)
1.氮的固定:将空气中_______态的氮转化成________态的氮的过程;分为________固氮、_________固氮、工业固氮等方式。
2.氨气的物理性质
游离化合生物自然氨在通常情况下是____色、具有________气味的气体,___________水,常温常压下,1体积水中大约可溶解______体积氨气。氨气的密度比空气小、易________,熔点(-33.5 ℃)低、易________,在常压下冷却至-33.5 ℃或常温下加压至700~800 kPa,气态氨就液化成无色的液体,同时放出__________。液态氨汽化时______________,使周围环境温度急剧降低,所以液氨常用作________。
无刺激性极易溶于700扩散液化大量的热吸收大量的热制冷剂【实验1】 喷泉实验
极易
溶于水3.氨气的化学性质
(1)与H2O反应:NH3溶于水时,大部分与H2O结合成__________________。NH3·H2O很不稳定,受热_____________。
NH3·H2O显碱性:由于NH3·H2O是弱碱,
________电离,所以氨水显碱性,能使酚酞溶液变_______或使石蕊溶液变_______。
一水合氨(NH3·H2O)易分解部分红蓝【实验2】 氨水的挥发性实验
变蓝碱白色烟雾挥发挥发5.用途
(1)液氨可作________________。
(2)催化氧化制硝酸。
(3)制铵态氮肥。
制冷剂想一想
1.(1)按照微粒个数的多少给氨水中存在的微粒排序?(2)实验室内如何收集氨气?
二、铵盐及氮肥
1.铵盐
(1)组成:由_____和酸根离子构成的化合物。
(2)物理性质:都是___色__________的晶体.
(3)化学性质白易溶于水2.氮肥
(1)分类
(2)使用注意事项
①保存在阴凉处;②铵态氮肥避免与碱性肥料混合施用。
想一想
2.铵态氮肥为什么不能与碱性肥料(如草木灰)混合施用?
三、自然界中氮的循环
自然界中氮的循环
自主体验
解析:选D。氨气溶于水形成氨水,不是将N2转化成化合态,不属于氮的固定。
2.在如图所示的装置中,烧瓶中充
满干燥气体a,将滴管中的液体b挤入
烧瓶内,轻轻振荡烧瓶,然后打开弹
簧夹f,烧杯中的液体d呈喷泉状喷出,
最终几乎充满烧瓶。则a和b分别是(双选)
(  )
解析:选BD。a气体能极易溶于b溶液,迅速使烧瓶中气体压强减小,才能形成喷泉。NO不与水反应且微溶于水;CO2极易溶于NaOH溶液;Cl2不溶于饱和NaCl溶液;NH3极易溶于盐酸;所以BD符合形成喷泉的条件。
3.下列关于铵盐的说法中,正确的是(  )
A.所有铵盐受热均可以分解,产物均有NH3
B.所有铵盐都易溶于水,所有铵盐中的氮均呈-3价
还可能含有其他价态的N元素(如NH4NO3中的N有-3、+5两种价态);选项C中,铵盐与碱反应时,反应条件不同,产物也不同,即加热时,生成NH3,不加热时,往往生成NH3·H2O;选项D中,可用加热法分离NH4Cl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。
探究导引
工业上用N2和H2反应合成氨气,实验室内如何制取氨气呢?
提示:利用铵盐固体与强碱固体反应;因为NH3极易溶于水,制取收集时需要干燥环境。
要点归纳(1)收集装置和反应装置的试管和导管必须是干燥的;
(2)发生装置的试管口略向下倾斜;
(3)由于氨气的密度比空气的密度小,因此收集氨气时,导管应插入试管的底部;
(4)加热温度不宜过高,并用酒精灯外焰由前向后逐渐加热。
3.净化装置:盛有碱石灰或NaOH固体的干燥管(或U形管)吸水。
4.收集方法:只能用向下排空气法。
5.尾气吸收:棉花用稀硫酸浸湿,吸收氨气,防止多余的氨气逸出污染空气。
6.验满方法
(1)将湿润的红色石蕊试纸放在试管口处,若试纸变蓝,则说明氨气已收集满。
(2)用玻璃棒蘸取浓盐酸靠近试管口处,若产生白烟,则说明氨气已收集满。
特别提醒
(1)收集氨气的试管口堵一团棉花的作用:防止氨气和空气发生对流,提高收集速率和氨气的纯度。
(2)不能用浓硫酸、P2O5作干燥剂,也不能用无水CaCl2作干燥剂,前两者与氨气反应生
成相应的盐,后者与氨气反应生成络合物
CaCl2·8NH3。
(3)多余气体的吸收:用稀H2SO4浸湿的棉花堵在管口或用如右图装置吸收。
即时应用
1.下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂,其中错误的是(双选)(  )
解析:选AC。A项,NH4Cl受热分解生成NH3和HCl,冷却后二者又化合生成NH4Cl;
B项,CaO+H2O===Ca(OH)2使溶剂减少,同时放热,有利于NH3的产生和逸出;C项,反应原理正确,但试管口应略向下倾斜;D
项,浓氨水受热挥发出NH3。
要点归纳即时应用 下列有关氨及氨水的说法中,正确的是(双选)(  )
A.NH3是10电子分子,具有还原性
B.液氨、氨气、氨水是同一种物质
C.氨气是非电解质,氨水是电解质
D.氨水的主要成分是NH3·H2O
【思路点拨】 从组成、类别、性质进行比较。
【解析】A项,NH3是具有还原性(N显-3
价)的10电子分子,正确;B项,液氨与氨气均是纯净物而氨水是混合物,错误;C项,氨水是混合物,不是电解质,是电解质的水溶
液,错误;D项正确。
【答案】 AD
【名师点睛】 
(Ⅰ)按如下图装置进行实验:
实验开始一段时间后,可观察到锥形瓶瓶口上方有白烟生成,铂丝保持红热……
请将可能观察到的其他现象补充完整:____________________________________。
有关化学方程式为:__________________。
(Ⅱ)利用如图所示的装置,可以验证NH3和HCl的有关性质。实验前a、b、c活塞均关闭。
(1)若要在烧瓶Ⅱ中产生“喷泉”现象,烧
瓶Ⅰ中不产生“喷泉”现象,其操作方法是
___________________________________。
(2)若先打开a、c活塞,再挤压胶头滴管,在
烧瓶中可观察到的现象是______________。
(3)通过挤压胶头滴管和控制活塞的开关,在烧瓶Ⅰ中产生“喷泉”现象,烧瓶Ⅱ中不产生“喷泉”现象,其操作方法是
___________________________________.(Ⅱ)本题考查了氨气的性质和喷泉实验的形成。若在烧瓶Ⅱ中产生“喷泉”现象,烧瓶Ⅰ中不产生“喷泉”现象,先打开a、b活塞,再挤压胶头滴管(或先挤压胶头滴管,再打开a、b活塞)。若先打开a、c活塞,再挤压胶头滴管,则在a中NH3被水吸收,形成负压,Ⅰ中HCl进入Ⅱ中,HCl和NH3反应生成固体NH4Cl,生成白烟。要在烧瓶Ⅰ形成喷泉,就要形成负压,先打开a、c活塞,再挤压胶头滴管。
(Ⅱ)(1)先打开a、b活塞,再挤压胶头滴管(或先挤压胶头滴管,再打开a、b活塞)
(2)导管口处产生白烟
(3)先打开a、c活塞,再挤压胶头滴管(或先打开a活塞,挤压胶头滴管,再打开c活塞),片刻后,关闭a,然后打开b活塞
【规律方法】 本题的关键在于掌握喷泉形成的实质,要想形成喷泉必须要有比较大的内外压强差,形成压强差的方法可以溶于水,也可以通过氨气和HCl反应生成固体等,又考查了氨的化学性质的应用。
实验室制取氨气方法的探究
【经典案例】 实验室制取氨气通常有三种方法:①将固体氢氧化钙和氯化铵放入试管内,在酒精灯上微热;②称取7.9 g碳酸氢铵固体放入试管内,再加入8 g氢氧化钠固体,常温下即能产生氨气,装置如下图甲;③在锥形瓶中注入50 mL浓氨水,再加入10 g氢氧化钠固体,装置如下图乙,选取三个250 mL的干燥的烧瓶及瓶塞,用于收集三种制法的氨气。请填空:
(1)写出②法制取氨气的化学方程式____________________________________;
(2)说明用③法制取氨气的原理____________________________________; (3)检验氨气已收集满的方法___________;
(4)集满氨气的烧瓶做喷泉实验,装置如上图丙(烧杯内盛酚酞溶液),其现象是
____________________________________。
(3)用润湿的红色石蕊试纸靠近瓶口,试纸变蓝说明已满(或用玻璃棒蘸浓盐酸接近集气瓶口冒白烟,表示氨气已收集满,反应的化学方程式是:NH3+HCl===NH4Cl)
(4)丙装置中圆底烧瓶内的长玻璃管喷出“泉水”,原烧杯中的水是无色的,喷泉呈红色
课件34张PPT。第二单元 生产生活中的含氮化合物专题4 硫、氮和可持续发展第一课时 氮氧化物的产生及转化自主学习
一、氮元素的存在及氮气
1.氮元素的存在
游离化合2.氮气的物理性质
3.氮气的化学性质(很稳定)(填化学方程式)
难想一想
1.为什么不采用向下排气法收集氮气?
提示:空气的相对分子质量(平均)为29,而氮气的相对分子质量为28,二者密度相差很小,不便于排气。
二、氮氧化物及环境问题
1.在常温下,一氧化氮为___色____味____毒的气体,______溶于水,在空气中很不稳定,易被空气中的氧气氧化成______,其反应的化学方程式为____________________。
2.常温下,二氧化氮为_______色有______性气味的______毒气体,______溶于水且能与水反应,其反应的化学方程式为
_____________________________。
无无有微NO22NO+O2===2NO2红棕刺激有易3NO2+H2O===2HNO3+NO3.空气中的NO2不但能形成_____,在日光照射下,还能使氧气经过复杂的反应生成臭氧,该物质再与空气中的一些碳氢化合物发生作用,产生一种有毒的烟雾,称为______
__________。为了防止氮的氧化物对空气产生污染,人们提出许多办法和措施。例如:______________、____________________、________________________、____________
____________________________________。
酸雨光化学烟雾使用洁净能源减少氮氧化物的排放为汽车安装尾气转化装置对生产化肥、硝酸的工厂排放的废气进行处理想一想
2.为什么说“雷雨发庄稼”?
自主体验
1.下列有关氮气的叙述正确的是(双选)(  )
A.氮气是一种无毒气体,可用向下排空气法收集
B.氮气是一种很稳定的气体,通常用作保护气
C.氮气的性质虽然很稳定,但在一定条件下也能与活泼金属、非金属单质发生反应
D.氮气在一条件下与O2反应,表现出较强的氧化性
解析:选BC。A项,氮气不能用向下排空
气法收集,A项不正确;D项,氮气与O2反
应表现出还原性,D项不正确。
2.导致下列现象的主要原因与排放NO2无关的是(  )
A.酸雨      B.光化学烟雾
C.臭氧空洞 D.温室效应
解析:选D。排放到大气中的NO2可与雨水
反应生成HNO3,形成酸雨;可以在日光照
射下,形成光化学烟雾;可以破坏臭氧层。
3.有两瓶无色气体,一瓶是NO,一瓶是H2,如何用最简便的方法将这两瓶气体区分开?
解析:因为NO极易与空气中的O2反应生成红棕色的NO2气体,所以打开集气瓶瓶塞,立即有红棕色气体生成的是NO,无此现象的是H2.
答案:打开其中一集气瓶瓶塞,若立即有红棕色气体逸出,该瓶气体是NO(另一瓶是H2);
若无明显现象,该瓶气体是H2(另一瓶是NO)。
探究导引1 NO和NO2是酸酐吗?氮的哪些氧化物属于酸性氧化物?
提示:①NO不能与碱或酸反应,所以NO为不成盐氧化物即不是酸酐。NO2不是酸性氧化物即不是酸酐。②N2O3、N2O5是酸性氧化物。
探究导引2
盛有NO2 的带刻度试管,倒扣在盛有足量水的水槽中,有何现象?
提示:红棕色消失,水进入试管,试管内水面以上的气体为无色。
要点归纳
(1)NO、NO2性质比较及氮氧化物对环境的危害和防治
(2)氮氧化物溶于水的计算规律
有关反应原理:2NO+O2===2NO2①;
3NO2+H2O===2HNO3+NO②;
[①×3+②×2]:
4NO+3O2+2H2O===4HNO3③;
[①+②×2]:
4NO2+O2+2H2O===4HNO3④。
不同情况下剩余气体及其体积
即时应用
将5 mL NO和15 mL NO2的混合气体,通入倒置于水槽中的充满水的试管中,最后在试管中能收集的气体体积是(  )
A.20 mL     B.15 mL
C.10 mL D.5 mL
汽车尾气(含有烃类、CO、SO2、NO等物质)是城市空气的污染源。治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个催化转化器(用铂钯合金作催化剂),它的特点是使CO与NO反应,生成可参与大气生态循环的无毒气体,并促使烃类充分燃烧及SO2的转化。
(1)写出一氧化碳与一氧化氮反应的化学方
程式________________________________。
(2)催化转化器的缺点是在一定程度上提高
了空气的酸度,其原因是______________。
(3)控制城市空气污染源的方法有_______。
a.开发氢能源   b.使用电动车
c.植树造林 d.戴上呼吸面具
【解析】 (1)题中指出在汽车的排气管上装一个催化转化器,CO与NO反应生成了可参与大气生态循环的无毒气体,这种无毒气体应该是CO2,应用氧化还原反应的规律进行分析可知,NO反应后的产物是N2。
(2)题中指出催化转化器促使烃类充分燃烧及SO2的转化,SO2转化为SO3。SO2、SO3对应的酸分别是H2SO3和H2SO4,
又因为酸性H2SO3(3)控制城市空气污染的方法关键在于控制污染源,即不排放或少排放污染物而不是排放之后的治理。
【名师点睛】这是一道以“汽车尾气处理”这一生活常识为背景材料编写的信息题。在解答时要读懂题意,明确问题,善于联想所学知识。平时还需多关心与化学知识相关联的生产、生活中的热点问题,做到学以致用.
将盛有12 mL NO2和O2的混合气体的量筒倒立于水槽中,充分反应后,还剩余2 mL无色气体,则原混合气体中O2的体积是(双选)(  )
A.1.2 mL B.2.4 mL
C.3.6 mL D.4 mL
【答案】 AD
氮气密度测定方法的探究
【经典案例】 雷利是英国物理学家和化学家,他曾用以下两种方法测定氮气的密度。
方法一:将除去水蒸气和二氧化碳的空气通过装有烧红的铜屑的玻璃管,充分反应,将空气中的氧气全部除去,测得氮气的密度为1.2572 g/L。
方法二:将氨气通过灼热的装有氧化铜的玻璃管,生成铜、氮气和水蒸气,除去水蒸气及剩余的氨气后,测得氮气的密度为1.2508 g/L。
若两次测定的状况相同,请回答:
(1)方法一中除去氧气反应的化学方程式
____________________________________;
方法二中发生反应的化学方程式
___________________________________。
(2)方法一中为除去空气中的水蒸气和二氧化碳,可供选择的装置如图所示(不可重复利用):如果气流流向自左向右,在你选择的装置中,各导管口的连接顺序是(用图中相应的字母A、B、C……表示)
___________________________________。
所选择装置中盛放的物质按先后顺序分别为
_________________、_________________。
(3)两种方法所测得的氮气密度数值不同,你认为测定较为准确的方法是(填“方法
一”或“方法二”)________,理由是
________________________________________________________________________。 【解析】 利用氨气得到的氮气为纯净的氮气。空气中除了含有N2、O2、CO2、H2O(g)外,还有极少量的稀有气体,利用空气净化后得到的N2中仍有稀有气体等,所以其密度与纯净的N2的密度不同。
课件70张PPT。第三课时 硝酸的性质自主学习
一、硝酸的性质和用途
1.物理性质
纯净的硝酸是一种无色、有________气味、___________ (沸点为83 ℃)的液体,易溶于水。质量分数在98%以上的硝酸浓溶液,
刺激性易挥发在空气中由于挥发出HNO3吸水而产生“发烟”现象,因而叫“发烟硝酸”。工业硝酸的质量分数约为_____________。
硝酸常因溶有少量__________而略显黄色。
69%NO2想一想
“发烟硝酸”的“烟”是固体小颗粒吗?浓硝酸为什么是黄色的?
提示:“发烟硝酸”的“烟”是硝酸溶液小液滴;浓硝酸不稳定,分解产生的NO2溶解在硝酸中的颜色。
2.化学性质
(1)学生实验
红棕色红棕色无色蓝NO2无NO(2)化学性质
+2H2OCu+4HNO3(浓)
===Cu(NO3)2+
2NO2↑+2H2O 3Cu+8HNO3(稀)
===3Cu(NO3)2
+2NO↑+4H2O +4NO2↑+2H2O3.用途:硝酸是一种重要的_______原料,常用来制造氮肥、染料、塑料、炸药、硝酸盐等。
二、硝酸的工业制法
?
化工特别提醒
在吸收塔中二氧化氮被吸收生成硝酸的同时,也会生成一氧化氮,作为尾气大部分可循环利用,提高经济效益;剩余的部分不能直接排放,一般用碱液吸收,以防污染空气。
自主体验
1.某学生配制浓硫酸和浓硝酸的混合液,将浓硫酸较快地加入到浓硫酸中时,在容器口产生大量的白雾。与解释这一现象无关的叙述是(  )
A.浓硫酸和水作用放出大量的热
B.硝酸具有挥发性
C.硝酸蒸气易溶于空气中水蒸气
D.浓硫酸有强氧化性
解析:选D。浓硫酸的强氧化性与此现象无关。
答案:(1)易挥发性 (2)酸性、强氧化性 (3)强氧化性 (4)酸性 (5)不稳定性探究导引1
金属活动性顺序中H之前的金属(如Zn)与硝酸反应能产生H2吗?
提示:不会产生H2,只能生成NO2或NO。
探究导引2
浅绿色的Fe(NO3)2溶液中滴入稀硫酸之后有何变化?为什么?
要点归纳
1.硫酸和硝酸的对比
特别提醒
①HNO3、H2SO4、HCl在化学反应过程中,其浓度的变化往往引起反应实质的变化,解题时应充分重视。
②因浓硫酸具有脱水性,浓硝酸具有漂白性,在pH试纸上分别滴加稀硫酸、浓硫酸、稀硝酸、浓硝酸,看到的现象分别是:
2.金属与硝酸反应的一般规律
(1)金属与硝酸反应,硝酸的还原产物可以为:
NO2、NO、N2O、NH3、NH4NO3等,HNO3的浓度越低,还原产物中氮的价态越低,但不会生成H2。由于生成的NO很易被空气中的氧气氧化,故很难观察到无色的
NO。因此若要观察到NO,在装置设计时,要考虑使生成的气体不与空气接触。
(2)足量金属与一定量浓硝酸反应时,随着硝酸浓度的降低,产物也会发生改变,如Cu与浓硝酸反应开始生成NO2,硝酸浓度变稀后会生成NO气体。
(3)反应中部分硝酸作氧化剂被还原,部分硝酸起酸的作用生成硝酸盐(硝酸与非金属反
应,一般只显氧化性)。
特别提醒
硝酸的氧化性强弱不是由HNO3还原产物中氮元素化合价改变的多少来决定,而是由硝酸中氮原子得电子的难易程度来决定,一般浓度越大,硝酸的氧化能力越强。
即时应用
1.在浓硝酸中放入铜片:
(1)反应开始时的化学方程式为___________________________________,
实验现象为__________________________。
(2)若铜有剩余,则反应将要结束时的化学方程式为___________________________。
(3)待反应停止后,再加入少量25%的稀硫
酸,这时铜片上又有气泡产生,其原因是
____________________________________。
探究导引1 在一个氧化还原反应中元素化合价变化有何规律?
提示:升降总价数相等(失得电子数相等)。
探究导引2 如何配平NH3被催化氧化成NO的反应方程式?
提示:根据化合价升降总数相等来进行配平.要点归纳
1.配平原则
(1)质量守恒:反应前后元素种类和原子个数不变。
(2)电子守恒:氧化剂、还原剂得失电子数相等或元素化合价升降总数相等。
(3)电荷守恒:离子方程式中等号两边电荷总数相等。
2.配平步骤
以反应Cu+HNO3(稀)——Cu(NO3)2+NO↑+H2O为例,
第一步:标变价
正确写出反应物和生成物的化学式,分别标出化合价有变化的元素的价态,这是配平的基础。
第二步:列变化
标出元素化合价升高与降低的数值,这是配平的关键。
第三步:求总数
求出化合价升高数值与降低数值的最小公倍数,该数即为化合价升降的总数。
第四步:配化学计量数
找出为使其化合价升、降总数相等应乘以的最简数。该数即分别为氧化剂和还原剂的化学计量数,并通过观察法根据原子个数守恒给化合价未改变的原子或离子添上化学计量数。
3Cu+8HNO3(稀)——3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
第五步:细检查
检查方程式两边各元素的原子个数是否相等.属于离子反应的还要检查方程式两边离子所带电荷总数是否相等,然后把短线改为等号.
3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
3.氧化还原反应的计算
对于氧化还原反应的计算,关键是根据氧化还原反应的实质——反应中氧化剂得到电子总数与还原剂失去电子总数相等,即得失电子守恒,列出守恒关系式求解。其解题的一般步骤为:
(1)找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。
(2)找准一个原子或离子得失电子数。(注意化学式中离子的个数)
(3)根据题中物质的物质的量和电子守恒列出等式。
n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价-低价)=n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价-低价)。
即时应用
解析:(1) 下图所示是木炭与浓硝酸的反应,并检验生成的气体和反应的热效应的实验装置,它具有无污染、现象明显的特点。具支试管A中所盛固体下层是无水CaCl2(作载体不参加反应),上层是红热的木炭。实验时慢慢将浓硝酸滴到木炭上,反应即开始进行,且能长时间剧烈反应。
请回答下列问题。
(1)写出木炭与浓硝酸反应的化学方程式:____________________________________。
(2)实验中具支试管A内出现的现象是____________________________________。
(3)试管B内出现的现象是________,写出澄清石灰水中发生的主要反应的离子方程式:____________________________________。
(4)某学生在实验临近结束时,发现滴管中的浓硝酸难以滴下。若要再滴入几滴浓硝酸使木炭反应完全,最简单的办法是
____________________________________。【解析】 (2)无水CaCl2充分吸收产生的H2O及浓硝酸中的水,试管A中产生大量的红棕色气体;(3)水湿的棉花充分吸收NO2(产生NO),使CO2进入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊;(4)将整个体系中的气体尽量溶于溶液中,使体系内气体压强减小。
【答案】 (1)C+4HNO3(浓)===4NO2↑+CO2↑+2H2O
(2)炭块保持红热,试管内有红棕色气体生成
(3)石灰水变浑浊 Ca2++2OH-+CO2===
CaCO3↓+H2O
(4)摇动试管B,使上部的气体溶于石灰水(其他答案合理也可)
【名师点睛】 硝酸的强氧化性与硫酸相比有相似之处,也有明显的差别:①浓、稀硝酸均具有强氧化性,而稀硫酸不具有强氧化性。②一般金属(除Fe、Al)在常温下即可与硝酸发生反应(但有时为了提高反应速率而加热),而浓硫酸与不活泼金属反应时需要加热。③浓硫酸的还原产物是SO2,而浓、稀硝酸的还原产物是NO2、NO。
另外,还要注意浓硫酸中主要是H2SO4分子,浓、稀硝酸中则没有HNO3分子存在,故浓硫酸参加的反应不能写出离子方程式,而硝酸则可以。
(1)写出并配平该氧化还原反应的化学方程
式: ______________________________。
(2)反应中硝酸体现了________、________性质。
(3)反应中若产生0.2 mol气体,则转移电子
的物质的量是________mol。
(4)若1 mol甲与某浓度硝酸反应时,被还原硝酸的物质的量增加,原因是__________。
(3)若产生0.2 mol的气体(NO),则转移的电子数为(5-2)×0.2 mol=0.6 mol。
(4)1 mol Cu2O还原浓HNO3的量大于稀HNO3的量,因为浓、稀HNO3的还原产物分别是NO2、NO,生成NO2时消耗HNO3的量多。
【答案】 (1)14HNO3+3Cu2O===
6Cu(NO3)2+2NO↑+7H2O
(2)酸性 氧化性 (3)0.6
(4)使用了较浓的硝酸,产物中有部分二氧化氮生成
【名师点睛】 (1)解答氧化还原反应方程式的配平问题时
①首先确定氧化剂和还原产物,还原剂和氧化产物;
②根据“化合价升降总数”相等确定氧化剂和还原剂的计量系数或还原产物和氧化产物的计量系数;
③根据“原子个数守恒”确定还原产物和氧化产物的计量系数或氧化剂和还原剂的计量系数;
④根据“原子个数守恒”确定其他物质的系
数;
(2)解答有关硝酸作氧化剂的题目时,采用N原子守恒或电子守恒简化解题过程。铜与浓硝酸反应可能产生多种气体(NO2、NO等),若求反应HNO3的量,可巧抓“N”守恒;
n(HNO3)=n(气体)+2n[Cu(NO3)2]。硝酸与金属反应的计算题一直是高考热点。有三点特别重要:一是反应中硝酸扮演两种角色;氧化剂和酸(生成硝酸盐);二是把握原子守恒、电子守恒等关系列等式;三是运用极限法、讨论法等数学思维方法灵活处理问题。
浓、稀硝酸氧化性强弱的探究
【经典案例】 某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱,按下图装置进行实验(夹持仪器已略去)。实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2,而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。
可选药品:浓硝酸、3 mol/L稀硝酸、蒸馏
水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳。
已知:氢氧化钠溶液不与NO反应,能与
NO2反应:
2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O.
(1)实验应避免有害气体排放到空气中,装
置③、④、⑥中盛放的药品依次是______、________、________。
(2)滴加浓硝酸之前的操作是检验装置的气密性,加入药品,打开弹簧夹后
____________________________________。
(3)装置①中发生反应的化学方程式是
____________________________________。
(4)装置②的作用是___________________,
发生反应的化学方程式是
____________________________________。
(5)该小组得出的结论所依据的实验现象是
________________________________。
(6)实验结束后,同学们发现装置①中溶液呈绿色,而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致,而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别设计了以下4个实验来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是(选填序号字母)
________。
a.加热该绿色溶液,观察颜色变化
b.加水稀释该绿色溶液,观察颜色变化
c.向该绿色溶液中通入氮气,观察颜色变化
d.向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体,观察颜色变化
【解析】 本题主要考查硝酸的性质、化学实验设计和评价的能力。
(1)根据装置特点和实验目的,装置⑤收集NO,装置⑥中盛放氢氧化钠溶液吸收NO2,因为要验证稀硝酸不能氧化NO,所以装置③中应该盛放稀硝酸。
(2)由于装置中残存的空气能氧化NO而对实验产生干扰,所以滴加浓硝酸之前需要通入一段时间CO2以赶走装置中的空气,同时也需将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内,防止反应产生的NO气体逸出。
(3)Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
(4)装置②中盛放蒸馏水,使NO2与H2O反应生成NO:3NO2+H2O===2HNO3+NO。
(5)NO通过稀HNO3溶液后,若装置③液面上方无红棕色气体产生,说明稀HNO3不能氧化NO;装置④中盛放的是浓HNO3,若浓HNO3能氧化NO,则装置④液面的上方会产生红棕色气体。
(6)要证明是Cu(NO3)2浓度过高或是溶解了NO2导致装置①中溶液呈绿色,可设计实验将溶解的NO2赶走(a、c方案)再观察颜色变化,也可在Cu(NO3)2浓溶液中通入NO2观察反应后的颜色变化(d方案),确定是否是因溶有NO2引起的。方案b中由于Cu(NO3)2和溶解在其中的NO2浓度均可发生变化,无法确定是哪一种因素引起的。
【答案】 (1)3 mol/L稀硝酸 浓硝酸 氢氧化钠溶液
(2)通入CO2一段时间,关闭弹簧夹,将装置⑤中导管末端伸入装置的烧瓶内
(3)Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑
+2H2O
(4)将NO2转化为NO 3NO2+H2O===
2HNO3+NO
(5)装置③中液面上方气体仍为无色,装置④中液面上方气体由无色变为红棕色
(6)acd