《元素化合物-氮族元素.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《元素化合物-氮族元素.doc（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第四节 氮族元素【知识网络】O2(高温、催化剂)4HNO3(浓)=4NO2+2H2O+O2强氧化性不稳定性HNO3NaNO2NaOHMgN2O4H2ONH3.H2ONH3N2NONO2Ag(NH3)2+NH4ClAgNO3NaOHHClH2OMg3N2Cl2、CuOH2加热加压O2(放电)NH3O2SO2H2OCuHClCu、Fe2+、I-与金属反应:Cu与非金属反应：C、SFe、Al在冷、浓HNO3 钝化Pt、Au能溶解于王水(浓HNO3:浓HCl=1:3）与还原性化合物反应：Fe2+、SO2、H2S、HI有机物硝化反应：C6H6酯化反应：C3H5(OH)3 【易错指津】 1氨水显弱碱性的理
2、解不全面。 氨气溶于水形成氨水，氨水少部分电离出OH-、NH4+，所以氨水具有弱碱性。注意以下两点：（1）氨水遇Al3+、Fe3+、Mg2+分别可以生成Al(OH)3、Fe(OH)3、Mg(OH)2沉淀，但氨水中滴加Ag+溶液开始出现沉淀AgOH，继续滴加沉淀即溶解生成银氨溶液；（2）氨水遇酸、酸性氧化物可以成盐，又根据氨水与酸的量关系分别得到正盐和酸式盐。如：用氨水吸收少量二氧化硫的离子方程式 NH3.H2O+SO2=NH4+HSO3-是错误的。 2NO、O2被水吸收的分析错误。 NO、O2被水吸收实质上发生如下反应：2NO+O2=2NO2，3NO2+2H2O=2HNO3+NO。生成NO还可
3、以继续氧化，生成NO2再溶于水，这是一个循环反应。如无任何气体剩余，最终产物应为HNO3，恰好反应的量的关系：4NO+3O2+2H2O=4HNO3，实际反应中可以有NO或O2剩余，但不能两者兼有之。 3氮可以形成多种氧化物。NO2可以与水反应生成硝酸，但NO2不是硝酸的酸酐。掌握酸酐的判断方法。NO2与溴蒸气不能用湿润的KI淀粉试纸检验。 4NO3-在酸性溶液中具有强氧化性，可以将Fe2+氧化为Fe3+、SO32-氧化为SO42-，将I-、Br-、S2-氧化为I2、Br2、S。 5检验NH4+离子，可加入烧碱溶液后，必须加热，再用湿润的红色石蕊试纸检验NH3，否则不一定有NH3放出。【典型例题
4、评析】例1 Murad等三位教授最早提出NO分子在人体内有独特功能，近年来此领域研究有很大发展，因此这三位教授荣获了1998年诺贝尔医学及生理学奖。下列关于NO的叙述不正确的是（1999年全国高考题）A.NO可以是某些含低价N物质氧化产物 B.NO不是亚硝酸酐C.NO可以是某些含高价N物质的还原产物 D.NO是棕色气体思路分析：本题看似很深奥，实际不然，考查的落点是中学化学常见物质NO的有关性质。根据NO中氮元素的化合价（+2）处于氮元素中间价态，应用氧化还原反应原理可推知：NO既可能是低价含N物质的氧化产物，又可能是高价含N物质的还原产物；根据酸酐概念亚硝酸酸酐应是N2O3；NO应是无色气体
5、。答案：D方法要领：要答好这类“高起点，低落点”试题，首先要克服心理障碍，找准题中化学知识运用的着落点，其次，要掌握好重要基本概念和基本理论。这类试题所涉及的基本理论通常是结构理论（包括原子结构中的质量数=中子数+质子数，质子数、核电荷数、核外电子数之间关系等）、分子结构中微粒成键规律、氧化还原反应规律；所涉及的概念通常是原子相对原子质量、同位素、同素异形体等。NO例2 右图为装有活塞的密闭容器，内盛22.4mL一氧化氮。若通入11.2mL氧气（气体体积均在标准状况下测定），保持温度、压强不变，则容器内的密度（1993年上海高考题）A.等于1.369g/L B.等于2.054g/L.C.在1.
6、369g/L和2.054g/L之间 D.大于2.054g/L思路分析：题给的密闭容器中通入O2后发生2个化学反应：2NO+O2=2NO2 2NO2 N2O4。为便于计算和推导，可将题给22.4mLNO转换为22.4LNO，将题给11.2mLO2转换为11.2LO2，即容器内盛有1molNO，充入0.5molO2。根据质量守恒定律，容器内的总质量为：1mol30g/mol+0.5mol32g/mol=46g。 假定1molNO与0.5molO2恰好完全反应，则生成1molNO2。在标准状况下1molNO2的体积为22.4L，此时混合气体的密度为46g/22.4L=2.054g/L。但是，由于反应
7、2NO2 N2O4的存在，且保持温度、压强不变，因此使平衡混合气体的体积小于22.4L，故其密度必定大于2.054g/L。答案：D方法要领：解本题时最容易忽略2NO2 N2O4的平衡（这是一个隐含的平衡），而误选B。在涉及到的NO2或N2O4有关量的计算问题，一般要考虑可逆反应2NO2 N2O4的存在对有关量（气体物质的量、体积、密度、式量等）的影响，这是同学们应重视的一个知识点。例3 已知磷酸分子中的三个氢原子都可以跟重水分子(D2O)中的D原子发生氢交换，又知次磷酸(H3PO2)也可跟D2O进行氢交换，但次磷酸钠(NaH2PO2)却不再能跟D2O发生氢交换。又此可推断出H3PO2的分子结构
8、是（1994年全国高考题） 思路分析：由H3PO4在有三个氢原子可以与D2O发生氢交换及题给H3PO2分子结构知：-OH中的H原子能与D2O发生H交换。现H3PO2能与D2O发生H交换而NaH2PO2则不能(说明NaH2PO2分子中没有羟基H原子)，可以类推出H3PO2中只有一个-OH，从而选B。答案：B方法要领：本题题给信息的实质是：含氧酸分子中的H原子，只有与氧原子结合形成羟基-OH结构时，才有酸性。由于次磷酸H3PO2只能电离出一个H+，它是一元酸；NaH2PO2中的H原子不能电离，也不能与碱反应，NaH2PO2属于正盐。同理CH3COOH分子中只有一个-OH，乙酸是一元酸。因此“含氧酸
9、分子中含有几个H原子，就是几元酸”的说法是错误的。此题为信息给予题，它以一般学生没有接触过的知识实例作为原型（磷酸分子中3个-OH中的H可D2O发生H交换），要求学生在原型的启发下求解。这类题一般思路为：分析原型找出规律只有活泼的氢（能电离的H）才能发生氢交换比较问题和原型建立联系应用规律完成迁移。例4 用以下三种途径来制取相等质量的硝酸铜：（1996年高考化学试测题）（1）铜跟浓硝酸反应；（2）铜跟稀硝酸反应；（3）铜先跟氧气反应生成氧化铜，氧化铜再跟硝酸反应。以下叙述中正确的是A.三种途径所消耗的铜的物质的量相等B.三种途径所消耗的硝酸的物质的量相等C.所消耗的铜的物质的量是：途径（3）途
10、径（1）途径（2）D.所消耗的硝酸的物质的量是：途径（1）途径（2）途径（3）思路分析：本题是评价制备方案的优劣。从绿色化学角度看（1）要节约原料；（2）是副产品对环境污染小。（1）Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O，(2)3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O，(3)2Cu+O2=2CuO,CuO+2HNO3=Cu(NO3)2+H2O。若生成3molCu(NO3)2，可得消耗原料量及生成污染物NOx的量（见下表）：Cu(NO3)2CuHNO3NOx（1）3mol3mol12mol6mol（2）3mol3mol8mol2mol（3）3mol3m
11、ol6mol0mol由上表知：（1）耗HNO3最多，生成污染物最多；（3）耗HNO3最少，没有污染物。答案：A、D方法要领：本题考查对硝酸性质、用途的理解及氧化还原反应知识，通过分析比较选择出最佳途径的能力。从不同浓度硝酸与铜的反应可以看出，在硝酸与铜的反应中，硝酸充当了氧化剂和提供硝酸根两种作用，因稀硝酸与铜反应时，氮元素的化合价由+5降为+2价，故作为氧化剂消耗的硝酸较少，而（3）中氧气为氧化剂，硝酸全部用提供酸根用，故消耗硝酸的为(1)(2)(3)。例5 在下图装置中，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b呈喷泉状喷出，最终几乎充
12、满烧瓶。则a和b 分别是（1995年全国高考题） 思路分析：产生喷泉的条件：气体在液体中的溶解度很大，产生足够的压强差（负压）。CO2在水中溶解度不大，不能产生喷泉，但在NaOH溶液中因发生CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O，其溶解度显著增大，此时形成喷泉。题干要求液体充满烧瓶。答案：B、D方法要领：中学阶段，在水中能形成喷泉现象常见的有NH3、HCl、HBr、HI、SO2等溶解度大的气体；CO2、H2S、Cl2等在水中溶解度不大的气体，不能形成喷泉，但若将水改成NaOH溶液，这些气体在碱性溶液中溶解度显著增大，从而形成喷泉；此外，喷泉实验装置若发生改变，也可能使本来不能形成喷泉的气体形
13、成喷泉，因此，要从产生喷泉的条件认识形成喷泉的本质。例6 同温同压下，两个等体积的干燥圆底烧瓶中分别充满NH3，NO2，进行喷泉实验，经充分反应后，瓶内溶液的物质的量浓度为（1998年上海高考题）A. B. C.= D.不能确定思路分析：设圆底烧瓶的体积为VL，所含气体的物质的量为xmol。则：c(NH3)=x/Vmol/L 而3NO2+H2O=2HNO3+NO，c(HNO3)=2/3xmol2/3VL= x/V mol/L。答案：C方法要领：只要在同温同压下，单一气体（或某一气体中混有空气）如进行喷泉实验（在H2O中）后所得溶液的浓度均相同。它与液体上升高度无关。如是标准状况则浓度为1/22
14、.4mol/L。注意：若误以为NO2与H2O生成HNO3的物质的量为2/3x，而忽视了溶液的体积也是2V/3L的话，就会得出两者浓度不等的结论。过量银循环使用原料混合A加热保温B冲稀静置C过滤DAgNO3晶体蒸发E冷却结晶F吸收装置银(过量)HNO3NOxNOx通入过量热的水蒸气热点 例7 某试剂厂有银(含杂质铜)和硝酸(含杂质Fe3+)反应制取硝酸银.步骤如下（1996年上海高考题） 依据上述步骤,完成下列填空：(1)溶解银的硝酸应该用 硝酸(填浓或稀)。原因是 (填序号，下同)(a)减少过程中产生NOX的量 (b)减少原料银的消耗量 (c)节省硝酸物质的量(2)步骤B加热保温的作用是 .(a)有利于加快反应速率(b)有利于未反应的硝酸挥发(c)有利于硝酸充分反应,降低溶液中H+(3)步骤中是为了除去F3+、Cu2+等杂质,冲稀静置时发生的化学反应是 (a)置换反应 (b)水解反应 (c)氧化还原反应产生的沉淀物化学式 .思路分析：（1）根据反应方程式：Ag+2
