《2018届高考化学一轮复习 第4章 非金属及其化合物 第1课时 氮的氧化物 硝酸课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018届高考化学一轮复习 第4章 非金属及其化合物 第1课时 氮的氧化物 硝酸课件（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第四节 氮的氧化物 硝酸和氨,第1课时 氮的氧化物 硝酸,1. 了解NO、NO2的性质。 2掌握硝酸的性质和用途。 3了解氮的氧化物及含磷洗涤剂对环境及人类健康的影响。 4结合金属与HNO3的反应，掌握守恒法的计算技巧。,1氮气 自然界中N元素大部分以 态存在于空气中，也有一部分以 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 ，但在放电条件下N2与O2可发生反应，化学方程式为： 。,游离,化合,稳定,2NO和NO2的性质,无,不,红棕,刺激性,NO2,HNO3,NO,N2O4,思考： 你知道为什么说“雷雨发庄稼”吗？ 提示：N2O2 2NO ， 。
2、雨水中的HNO3进入土壤与矿物质作用生成 ， 其中NO被植物根系吸收。,2NOO2=2NO2,3NO2H2O=2HNO3NO,硝酸盐,1硝酸的物理性质 纯硝酸是 色、 挥发、有 气味的液体，密度比水 ，易溶于水。 2硝酸的化学性质 (1)具有酸的通性，但考虑其酸性时需首先考虑到其强氧化性。,无,易,刺激性,大,浓、稀HNO3对紫色石蕊试液作用，前者使之先变红后褪色，后者只变红。 金属与HNO3反应不产生H2。 比较HNO3与Na2CO3和Na2SO3的反应。(前者为复分解反应，后者为氧化还原反应。),(2)强氧化性 与金属的反应 a除Pt、Au外，大部分金属能与HNO3反应。 bCu与浓、稀H
3、NO3发生反应的化学方程式分别为： ， cFe、Al遇冷的浓HNO3或浓H2SO4能发生 ，故可以用铁、铝容器贮存冷的浓HNO3、浓H2SO4。,钝化,Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O,3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O,与非金属反应 与浓HNO3反应时，非金属单质一般被氧化为最高价氧化物或最高价含氧酸，如碳与浓HNO3反应的化学方程式为： 与某些还原性化合物或离子的反应，例如：H2S、SO2、HBr、HI、FeCl2等。 王水 王水由 与 按体积比13混合所得，具有更强的氧化性， 能使Au、P溶解。,浓硝酸,浓盐酸,延伸： 1硝酸的浓度越大，氧化性
4、越强，即浓硝酸比稀硝酸的氧化性强。一般而 言，浓硝酸的还原产物是NO2，稀硝酸的还原产物则是NO。 2 与H共存时，不要忽视其组合即为硝酸，可表现HNO3的性质，这一 点在判断离子共存时尤为重要。,利用多步反应方程式的加减处理此类问题很麻烦。而利用电子转移守恒法解决此类问题就简单得多。例如NO与O2混合通入水中，发生反应：2NOO2 =2NO2,3NO2H2O=2HNO3NO，在这当中，存在着NO向NO2转化， NO2向HNO3转化的同时又生成NO的循环反应。但总体来讲，NOHNO3， N的化合价升高是由于被O2氧化，因此我们可写出,4NO3O22H2O=4HNO3就是NO、O2、H2O之间的
5、综合反应方程式。同法可得NO2在足量的O2、H2O存在下完全转化为HNO3的综合反应方程式： 4NO2O22H2O=4HNO3 由此可归结一下： 1NO2和O2的混合气体溶于水时，由4NO2O22H2O=4HNO3可知， 当体积比,2NO和O2同时通入水中时，总方程式为4NO3O22H2O=4HNO3，当体积比,【例1】 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_。 解析：若NO2过量，剩余为NO气体，则由3NO2H2O=2HNO3NO，得过量的NO2为6 mL，发生4NO2O22H2O=4HNO3反应的气体为1
6、2 mL6 mL 6 mL。其中O2为6 mL 1.2 mL。若O2过量，则无色气体为过量O2 2 mL。发生4NO2O22H2O=4HNO3反应的NO2和O2共12 mL2 mL10 mL，其中O2为10 mL 2 mL，所以原有O2共2 mL2 mL4 mL。 答案：1.2 mL或4 mL,值得注意的是4NO2O2和4NO3O2从组成上均相当于2N2O5的组成，即两种情况中的总反应方程式都与N2O5H2O=2HNO3等效。这不仅是记忆二式的方法，也为上述问题的解法提供了新的思路。即利用混合气体中的N、O原子个数比进行分析判断。,1一支容积为12 mL的试管内充满O2和NO2的混合气体，将试
7、管倒置于水中，充分反应后若无气体剩余，原混合气体中NO2和O2的体积各为多少？ 解析：当NO2和O2的混合气体溶于足量的水中，发生如下反应：4NO2O2 2H2O=4HNO3。 若V(NO2)V(O2)41，则无气体剩余；若V(NO2)V(O2)41，则有NO剩余。 设原混合气体中NO2的体积为x，则O2的体积为(12 mLx)，,4NO2O22H2O=4HNO3 4 1 x 12 mLx 4x1(12 mLx)，得x9.6 mL。 所以V(NO2)9.6 mL， V(O2)12 mL9.6 mL2.4 mL。 答案：V(NO2)9.6 mL，V(O2)2.4 mL,1.金属与硝酸反应的一般规
8、律 (1)金属与硝酸反应一般不生成H2，浓硝酸一般被还原为NO2，稀硝酸一般被还原为NO，极稀硝酸可能被还原成NH3，生成NH4NO3。 (2)足量金属与一定量浓硝酸反应时，随着硝酸浓度的降低，产物也发生改变。,(3)金属与硝酸反应的一般通式为： 金属浓硝酸金属硝酸盐NO2H2O 金属稀硝酸金属硝酸盐NOH2O (4)反应中硝酸部分作氧化剂被还原，部分起酸的作用生成硝酸盐。,2Cu与稀HNO3的反应 (1)原理：3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O (2)现象：固体不断溶解，溶液逐渐变蓝，先产生无色气体，然后气体逐渐变为红棕色(2NOO2=2NO2)，最后红棕色又变浅(3N
9、O2H2O=2HNO3NO)。,3Fe与稀HNO3的反应 (1)原理：Fe(少量)4HNO3(稀)=Fe(NO3)3NO2H2O 3Fe(足量)8HNO3(稀)=3Fe(NO3)22NO4H2O (2)特点：不管生成硝酸盐的成分如何，被还原的HNO3物质的量一定是参加反应HNO3的物质的量的 。,硝酸与金属反应的计算技巧 1金属与HNO3的反应运用“守恒法”求解，一般类型有 (1)电子守恒 金属失电子数生成气体时HNO3得电子数。 (2)物料守恒 消耗HNO3的物质的量盐中 的物质的量(表现酸性的HNO3)气体中的N原子的物质的量(被还原的HNO3)。,(3)电荷守恒 HNO3过量时反应后溶液
10、中(不考虑OH)有：c( )c(H)nc(Mn) (Mn代表金属离子)。 2金属与硝酸反应，求算离子浓度、pH等，金属与 、H混合溶液反应的 计算常用离子方程式分析。,【例2】 将3.2 g Cu跟30.0 mL 10.0 molL1的HNO3充分反应，还原产物有NO和 NO2，若反应后溶液中有a mol H，则此时溶液中含 的物质的量为( ) A0.5a mol B(0.1a) mol C0.1a mol D2a mol 解析：首先判断Cu与硝酸谁过量，经判断知HNO3过量，Cu全部反应，根据溶 液中的电荷守恒，n( )n(H)2n(Cu2)，则 n(Cu2) 0.05 mol 所以n( )
11、a mol0.05 mol2(a0.1) mol。 答案：B,2(2010模拟精选，山东泰安一模)某金属单质跟一定浓度的硝酸反应，假定只产生单一的还原产物，当参加反应的单质与被还原硝酸的物质的量之比为21时，还原产物是( ) ANO2 BNO CN2O DN2,解析：设单质反应后价态为x，HNO3被还原后的价态为y由化合价升降相等得： 2x5y 讨论 当时成立， 即HNO3还原产物为N2O。 答案：C,【例1】 将铝粉投入到某无色澄清溶液中产生H2，则溶液中存在的全部离子组合 中(浓度小于1105 molL1的离子忽略不计)，正确的是( ) AH、Mg2、Al3、 BNa、Al3、Cl、Ba2
12、 CAl3、Cl、 DBa2、Cl、 、OH,解析：往溶液中加入铝粉产生H2，说明该溶液中含有大量的H或OH。选项A中由于 的存在，放出的气体主要为氮的氧化物而不是H2；选项B中既无大量的H，又无大量的OH；选项C中Al3与 不能大量共存。 答案：D,高分策略 本题考查的是限制条件下的离子大量共存问题。本题易犯的错误情况主要有两种，一是题意把握不准而错选B项，该情况是忽视了离子组合的共存必须符合强酸性或强碱性环境的要求；二是忽视酸性条件下，NO 能将铝氧化而错选A项。解此类题目时要根据加入典型物质发生的反应判断溶液成分，常见的加入物质有：铝粉、碳酸氢铵、过氧化钠、亚硫酸钠等，根据反应特点确定溶
13、液的酸碱性以及其他性质。,【例2】 有如图实验装置，其中a、b、c为弹簧夹。,(1)如果开启a和c，关闭b，则中反应的离子方程式为_。 (2)如果将管中的稀硝酸换成浓硝酸，开启a和c，关闭b，过一会儿观察，可以看到里浸入水中的导管口有气泡冒出，导管内气体呈红棕色，液面上方气体为无色，试解释这一现象_。 (用化学方程式表示),(3)在问题(1)的实验中，要使里的气体始终保持无色，应该怎样操作？_。 (4)现给你一试管NO2，其他药品和仪器自选，请你设计实验，要求尽可能多地使NO2被水吸收，画出你设计的装置图。,解析：铜与浓、稀HNO3反应，分别生成NO2和NO，若装置内存在空气，NO又迅速转化为
14、NO2，故很难得到纯净的NO，故若要使中的气体长期保持无色，需要先利用CO2排尽装置内的空气，具体操作见答案。 (4)中利用3NO2H2O=2HNO3NO,2NOO2=2NO2，综合两方程式，得：4NO2O22H2O=4HNO3，据此原理，可向倒置在水槽中的试管中通入一定量的O2，装置图见答案。,答案：(1)3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O (2)Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O， 3NO2H2O=2HNO3NO (3)先关闭a，开启b和c，使产生的CO2气体排尽里的空气，再关闭b打开a (4),高分策略 本题考查了金属铜与浓、稀硝酸不同情况下的反应，有较强的综合性。NO极易被氧化的性质决定了要观察到无色的NO气体必须保证内无氧气，可巧妙利用CO2赶走装置内的氧气。NO2溶于水的设计实验，离子方程式的正确书写和实验现象的全面回答，都要求考生有全面的分析，规范的回答，这些要从平时备考复习中抓起
