考前提分小知识点：氮及氮的化合物_氮族元素.doc

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1、 第 1 页 共 4 页氮及氮的化合物氮及氮的化合物 氮族元素氮族元素考点考点 1 1 氮的氧化物氮的氧化物1.氮元素有1、2、3、5 等五种正价态，五种正价对应六种氧化物： N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5。其中 N2O3和 N2O5分别是 HNO2和 HNO3的酸酐。 NO 是一种 色还原性较强的气体，易被 O2氧化生成 ，NO2是一种 色的易溶于 水且与水反应的气体，氧化性强，能氧化 SO2，能使湿润的 KI淀粉试纸变 。2.NO、NO2都是大气污染物，空气中 NO、NO2主要来自石油产品和煤燃烧、汽车尾 气以及制硝酸工厂的废气。其中空气中的 NO2是造成 的主要因素。

2、 3NO、NO2的制法 （1）NO 的实验室制法 原理： 装置：铁架台、铁夹、铁圈、烧瓶、分液漏斗、胶塞、导管、酒精灯等 收集： 检验：无色气体和空气接触立即变红棕色 （2）NO2的实验室制法 原理： 装置：锥形瓶(或烧瓶)、分液漏斗、带导管胶塞收集： 特别提醒：通常“纯净”的 NO2或 N2O4并不纯，因为在常温、常压下能发生 2NO2N2O4反应。由于此可逆反应的发生，通常实验测得 NO2的相对分子质量大于它的实际值， 或在相同条件下，比相同物质的量的气体体积要小。此外涉及 NO2气体的颜色深浅、压强、 密度等要考虑此反应。因而可逆反应 2NO2N2O4在解化学题中有很重要的应用。例 1

3、最新研究表明：NO 吸收治疗法可快速改善 SARS 重症患者的缺氧状况，缓解 病情。病毒学研究同时证实，NO 对 SARS 病毒有直接抑制作用。下列关于 NO 的叙述正 确的是 （ ） ANO 是一种红棕色的气体 B常温常压下，NO 不能与空气中氧气直接化合 C含等质量的氧元素的 NO 和 CO 的物质的量相等DNO 易溶于水，不能用排水法收集 解析解析NO 是一种无色难溶于水的气体，可以用排水法收集。常温常压下，NO 容易与 氧气直接化合生成 NO2。 【答案】C 考点考点 2 氨的性质氨的性质 1氨的物理性质 氨气为 色、有 气味的气体，比空气轻，易液化， 溶于水，氨水的密度小 于水的密度

4、，氨水的浓度 ，密度 。 2氨的化学性质； （1）与水反应，溶液呈碱性：NH3+H2ONH3H2ONH4+OH 氨水中所含有微粒： ，氨水中溶质通常看作为 NH3，而 不是 NH3H2O。 （2）与酸反应NH3+HNO3NH4NO3 HCl+NH3NH4Cl H2SO4+2NH3(NH4)2SO4氨气与氯化氢相遇便产生 ，可用于 NH3与 HCl 的相互检验。第 2 页 共 4 页（3）还原性 NH3分子中氮元素呈3 价，具有还原性，能在一定条件下与 O2、Cl2、CuO 等反应， 被它们氧化：2NH33Cl2 2NH33CuO 3氨气的实验室制法 （1）原理：固态铵盐与碱加热反应： （2）发

5、生装置：固+固+加热型，与制备 气体相似； （3）收集： 。 （4）干燥：在干燥管中盛放 作干燥剂。不能用浓硫酸、P2O5、无水氯化钙 作干燥剂，因 CaCl2吸收氨气生成 CaCl28NH3。 （5）验满：a用湿润的红色石蕊试纸放在瓶口，若变蓝，则满；b蘸有浓盐酸 的玻璃棒接近瓶口，若产生白烟，则满。特别提醒：制氨气所用铵盐不能用硝铵、碳铵。因加热过程中 NH4NO3可能发生爆炸 性的分解反应，发生危险；而碳铵受热极易分解产生 CO2，使生成的 NH3中混有较多的 CO2杂质。消石灰不能用 NaOH、KOH 代替，原因是：a、NaOH、KOH 具有吸湿性、 易结块，不利于产生 NH3；b、在

6、高温下能腐蚀大试管。因氨气比空气轻，易与空气发生 对流，所以收集时，导气管应插入收集气体的试管底部附近，管口塞一团干燥的棉花团， 来防止 NH3与空气对流，确保收集到纯净的氨气。制备 NH3也可以通过加热浓氨水的方法，利用 NH3H2ONH3+H2O 原理制备。也可以利用往浓氨水中加入烧碱制备，原理： 烧碱溶于水为放热反应，促进 NH3H2O 的分解，增大 c(OH)使上述可逆反应向左移动， 而产生 NH3。例 2都能用右图所示装置进行喷泉实验的一组气体是（注：烧 杯内为 NaOH 溶液） （ ） AHCl 和 CO2 BNH3和 CH4 CSO2和 CO DNO2和 NO 解析解析 在上述气

7、体中，CH4、NO、CO 不溶于 NaOH 溶液，也不与 NaOH 溶液反应，所以不能做喷泉实验，而 HCl、SO2、CO2不仅可溶于 NaOH 溶液而且还可与 NaOH 溶液反应，所以能形成喷泉。 【答案】A 【规律总结】喷泉实验成功的关键：烧瓶、预先吸水的滴管及直玻璃管都要干燥； 气体要充满圆底烧瓶；瓶塞要严密，不漏气，止水夹要夹紧。 注意：满足下列条件时，均能形成美丽的喷泉：液体为水时， NH3、HBr、HCl、HI、SO2等易溶于水的气体或是 NO2、NO2O2、NOO2、NO2NOO2等易与水反应的气体。 液体是 NaOH、KOH 等强碱性溶液时，CO2、SO2、NO2、H2S 等酸

8、性气体。 液体是盐酸或硫酸时，NH3等碱性气体。 考点考点 3 硝酸的强氧化性硝酸的强氧化性 硝酸不论浓稀都具有强氧化性，主要有以下几个方面体现： 1金属与硝酸反应，不论金属活泼与否，也不论硝酸的浓度大小，一般 氢气放出。 这是因为： 。 2金属活动顺序表中，较不活泼的金属（如铜、银等）都能和硝酸反应，一般浓硝酸 被还原为 , 稀硝酸被还原为 ，金属则变为相应的 。这类反应中硝酸只有 一部分体现 被还原，另一部分体现 生成硝酸盐。 Ag+2HNO3(浓) 3Ag+4HNO3(稀) 3铁、铝常温下遇浓硝酸，由于浓硝酸具有 ，所以在金属的表面形第 3 页 共 4 页成一层 ，阻止反应继续进行，这个

9、过程叫 。所以可用铁、铝容器装 运浓硝酸（或浓硫酸） 。 4非金属（如碳、硫等）也可以和浓硝酸发生反应，非金属被 ，硝酸完全被还原 成 。这和金属与硝酸的反应不同，在有关判断及计算题中应该注意。 C+4HNO3 S+6HNO3(浓) 5浓硝酸和浓盐酸按 1:3 的 比组成的混合物叫 ，它能溶解惰性金属铂、金， 这也是硝酸强氧化性的体现。 此外，硝酸还可以氧化很多还原性化合物，如：S2、SO32、I、Fe2+等特别提醒：有硝酸参与的氧化还原反应的计算：（1）单质与硝酸的反应，分析讨论 是金属还是非金属，若为金属参加的反应硝酸分为两部分，一部分作氧化剂，另一部分起 酸性生成硝酸盐，应先确定未被还原

10、的硝酸，再由电子得失守恒求解。若为非金属单质与 硝酸反应时，硝酸全部被还原。 （2）Cu 与 HNO3的反应中随着反应的进行浓度逐渐变小， 产物由 NO2变成 NO，最终为混合气体。可以这样理解并分析：反应的硝酸在产物中共三 部分：Cu(NO3)2 HNO3可以看出：被还原的硝酸无论生成 NO 还是 NO2均为一个 N 原子与一个 HNO3的比例关系， 即：被还原的硝酸与气体的物质的量相等。而未被还原的硝酸总是生成最高价金属的硝酸 盐如 Cu (NO3)2 ，一个金属离子与金属离子最高价数个 HNO3成比例关系，即未被还原 的 HNO3与金属离子的最高价态数相等。例 3 （2007 年重庆）某

11、兴趣小组设计出右图所示装置来改进教 材中“铜与硝酸反应”实验，以探究化学实验的绿色化。 （1）实验前，关闭活塞 b，试管 d 中加水至浸没长导管口，塞紧 试管 c 和 d 的胶塞，加热 c。其目的是 。 （2）在 d 中加适量 NaOH 溶液，c 中放一小块铜片，由分液漏斗 a 向 c 中加入 2 mL 浓硝酸。c 中反应的化学方程式是 。再由 a 向 c 中加 2 mL 蒸馏水，c 中的实验现象是 。 （3）右表是制取硝酸铜的三种方案，能体现绿色化学理 念的最佳方案是 。理由是_。 （4）该小组还用上述装置进行实验证明氧化性 KMnO4Cl2Br2。操作步骤为 ，实验现象为 ；但此实验的不足

12、之处是 。 解析解析（1）根据题目的叙述可以知道，这样操作的目的是检验装置的气密性，按题目 所述若 d 试管内有气泡，且冷却后导管中有一段水柱，说明气密性良好。 （2）c 中放一小块铜片，由分液漏斗 a 向 c 中加入 2 mL 浓硝酸时发生反应为 Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2+2H2O；若再由 a 向 c 中加 2 mL 蒸馏水，浓硝酸的 浓度变小，所以反应变得缓慢、产生的气体颜色变浅。 （3）甲方案制取硝酸铜的反应方程式为 Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2+2H2O，乙方案制取硝酸铜的反应方程式为 3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H

13、2O，丙制取硝酸铜的反应方程式为 2CuO22HNO32Cu(NO3)2。比较 这三种方案的化学方程式可以发现均制取 1molCu(NO3)2时消耗硝酸的量分别为 4mol 方案反应物甲Cu、浓 HNO3乙Cu、稀 HNO3丙Cu、O2、稀 HNO3第 4 页 共 4 页、mol 、1mol ，丙方案消耗的硝酸的量最少且不产生污染。38（4）若用上述装置进行实验证明氧化性 KMnO4Cl2Br2，根据氧化还原反应的规律 可以得出应先用 KMnO4制 Cl2，再用 Cl2制 Br2。所以实验的操作步骤为向 d 中加入 KBr 溶液，c 中加入固体 KMnO4，由 a 向 c 中加入浓盐酸；其中实

14、验的现象为 c 中有黄绿色气 体产生，d 中溶液变为黄棕色。但是由于 Cl2和 Br2均为有毒的气体，所以需要尾气处理。 答案（1）检查装置气密性。 （2）Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2+2H2O 反应变缓，气体颜色变淡。 （3）丙；耗酸量最少，无污染。 （4）向 d 中加入 KBr 溶液，c 中加入固体 KMnO4，由 a 向 c 中加入浓盐酸；c 中有黄 绿色气体产生，d 中溶液变为黄棕色；没有处理尾气。规律总结对铜与硝酸反应实验装置的改进设计有如下的几个要点：反应开始前装置怎样避免装置内的空气；怎样使铜与稀硝酸反应能自动停止，防止 NO 过多；反应后，能有效的通入空气，

15、证明 NO；同时还要防止 NO 及生成的 NO2逸散到空气中。参考答案考点考点 1 1 氮的氧化物氮的氧化物1. 无 NO2 红棕 蓝 2.光化学烟雾 3 （1）3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO+4H2O 排水集气法 （2）Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2+2H2O 向上排空气集气法 考点考点 2 氨的性质氨的性质1无 刺激性 极易 越大 越小 2 （1）NH3、H2O、NH3H2O、NH4+、OH、H+ （2）白烟 （3）N26HCl 3CuN23H2O 3 （1）2NH4ClCa(OH) 2CaCl22NH32H2O （2）O2 （3）向下排空气法 （4）碱石灰 考点考点 3 硝酸的强氧化性硝酸的强氧化性1无 H+得电子的能力不及硝酸中+5 价的氮元素得电子的能力2NO2 NO 硝酸盐 氧化性 酸性 AgNO3+NO2+H2O 3AgNO3+NO+2H2O 3很强的氧化性 致密的氧化膜 钝化 4氧化 NO2 4NO2+CO2+2H2O H2SO4+6NO2+2H2O 5体积 王水