O2过量,剩余气体为O2
x=4
恰好完全反应
x>4
NO2过量,剩余NO
分别根据上述不同情况,再与V(NO2)+V(O2)=V总联立起来,即可求得混合气体各气体的体积。
3.NO、O2的混合气体溶于水时涉及的体积
4NO+3O2+2H2O===4HNO3,
参照上表进行讨论。
4.NO、NO2、O2三种气体溶于水
可先由反应3NO2+H2O===2HNO3+NO,求出NO的体积,再加上原混合气体中的NO即为NO的总体积,再按(3)的方法进行计算。
例题:
某集气瓶内装的混合气体呈红棕色,加入足量水,盖上玻璃片振荡,得棕色溶液,气体颜色消失,再打开玻璃片后,瓶中气体又变为红棕色。
该混合气体可能是
AN2NO2Br2BNO2NON2CNO2O2NODN2O2Br2
2.将NO2、NH3、O2的混和气体22.4L通过稀硫酸后,溶液的质量增加26.7g,气体体积缩小为4.48L(气体体积均在标准状况下测定),剩余气体能使带余烬的木条复燃,则混和气体的平均分子量为
A28.1B30.2C33.1D34.0
3.盛满等体积NO和NO2的混合气体的试管,倒置在水槽中,反应完毕后,液面上升的高度是试管的
A1/2B1/3C2/3D5/6
(四)氮氧化物的污染与防治
1.来源:
氮肥的生产、金属的冶炼、汽车等交通工具的大量使用等。
2.危害:
①NO、NO2都可使人中毒。
②形成硝酸型酸雨。
③形成有毒的光化学烟雾(光照下,NO2使O2变成O3,O3与空气中的一些CxHy(烃)作用,形成光化学烟雾)。
④破坏臭氧层(形成臭氧空洞)。
3.预防、消除污染的主要方法:
(1)使用洁净能源,减少氮氧化物的排放;
(2)为汽车安装尾气转化装置:
2CO+2NO
2CO2+N2
(3)处理工厂废气。
①碱液吸收法:
NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O
2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O
②NH3还原法:
6NO+4NH3=5N2+6H2O
例题:
将20mLNO2和NH3的混合气体,在一定的条件下充分反应(方程式为:
6NO2+8NH3=7N2+12H2O),已知参加反应的NO2比氨少2mL(体积均在相同状态下测定),原混合气体中NO2和NH3的物质的量之比为
A3:
2B2:
3C3:
7D3:
4
(五)氨
1.氨的物理性质
无色,有刺激性气味的气体(对人眼、鼻、喉等粘膜有刺激作用)。
密度:
比空气小。
溶解性;极易溶于水(1∶700)。
沸点:
-33.5℃,易液化→液氨(液氨可作制冷剂)。
2.化学性质
(1)氨与水的反应:
NH3+H2O
NH3·H2ONH3·H2O
NH4++OH-
注意:
(A)氨与水反应生成一水合氨(NH3·H2O)而不能写成NH4OH。
(B)NH3·H2O是一种弱碱,小部分电离为NH4+、OH-,从而使氨水呈碱性。
(C)NH3·H2O很不稳定,通常状况下也会部分分解为NH3和H2O,浓度增大、加热均能促进NH3·H2O的分解和挥发:
NH3·H2O
NH3↑+H2O。
(D)注意:
氨水中溶质是氨气而不是NH3·H2O。
(E)氨水的密度小于1g/cm3,氨水的浓度越大,密度越小。
(2)与酸的反应
NH3+HCl=NH4Cl(有白烟生成,可作为检验氨气的方法)
NH3+HNO3=NH4NO3(有白烟生成)
2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4
NH3+CO2+H2O=NH4HCO3(俗称碳铵)
(探讨):
用浓硝酸或浓硫酸代替浓盐酸做以上实验会有相同现象吗
(3)氨的还原性
(A)氨的催化氧化:
4NH3+5O2
4NO+6H2O(氨的催化氧化,是工业上制硝酸的基础,也是工业上制NO的方法)
(B)2NH3+3Cl2=N2+6HCl
(C)8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl
(D)2NH3+3CuO
3Cu+N2+3H2O
(4)氨的制备方法
A.工业制法:
N2+3H2
2NH3
B.实验室制法:
Ca(OH)2+2NH4Cl
2NH3↑+2H2O+CaCl2
C.制气装置:
固~固,加热型(与实验室用氯酸钾和二氧化锰共热制氧气相同)
D.收集方法:
向下排空气法
E.干燥:
用碱石灰或生石灰作干燥剂
F.验满方法:
(1)用湿润的石蕊试纸检验;
(2)用蘸有浓盐酸的玻璃杯检验。
G.消石灰不能用KOH、NaOH代替,易吸水结块,不利于产生NH3,且高温下腐蚀试管。
H.欲快速制氨气,可将浓氨水滴入NaOH(或CaO)固体中。
(六)铵盐的性质
1.都是白色的离子晶体,都易溶于水铵盐溶于水时吸热,使溶液温度降低。
2.与碱共热能产生氨气
(NH4)2SO4+2NaOH
Na2SO4+2NH3↑+2H2O
NH4NO3+NaOH
NaNO3+NH3↑+H2O
注意:
氯化铵与氢氧化钠的反应
固态下:
NH4Cl+NaOH
NH3↑+H2O+NaCl
浓溶液:
NH4Cl+NaOH
NH3↑+H2O+NaCl
稀溶液:
NH4Cl+NaOH
NH3↑+H2O+NaCl
稀溶液:
NH4Cl+NaOH
NH3·H2O+NaCl
3.受热易分解
NH4Cl
NH3+HCl看似升华,不是升华,发生了
NH3+HCl=NH4Cl两个化学反应
4.探究
(1)如何将固体氯化钠中混有的氯化铵除去?
(2)用加热铵盐法检验铵盐的方法可行吗?
(3)用什么方法检验铵盐比较好呢?
(一)硝酸
1.硝酸的物理性质
(1).纯硝酸为无色、有刺激性气味的液体。
能与水以任意比互溶
(2).硝酸低沸点(83℃)、易挥发
(3).质量分数为69%以上为浓硝酸
(4).98%以上的硝酸称为“发烟硝酸”
由于硝酸具有强氧化性,对皮肤、衣物、纸张等都有腐蚀性,所以使用硝酸(特别是浓硝酸)时,一定要格外小心,注意安全。
万一不慎将浓硝酸弄到皮肤上,应立即用大量水冲洗,再用小苏打水或肥皂洗涤。
2.化学性质
(1)酸的通性
A、使指示剂变色
B、与碱反应HNO3+NaOH=NaNO3+H2O
C、与碱性氧化物2HNO3+CaO=Ca(NO3)2+H2O
D、与盐反应2HNO3+CaCO3=Ca(NO3)2+H2O+CO2
E、与金属反应
(2)不稳定性
4HNO3
4NO2↑+O2↑+2H2O
在实验室保存浓硝酸的试剂瓶:
氯水、溴水、碘水、硝酸银、碘化银、溴化银等均用棕色瓶保存。
(3)硝酸与铜的反应
铜与浓硝酸反应激烈,产生红棕色气体,溶液由无色变为绿色。
铜与稀硝酸反应较缓慢,产生无色气体,逸至试管口变为红棕色,溶液由无色变为蓝色。
Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
对比结论:
a.浓、稀硝酸都具有强氧化性;b.浓硝酸的氧化性强于稀硝酸;c.浓硝酸与铜反应产生NO2;稀硝酸与铜反应产生NO;d.浓、稀硝酸的氧化性均强于浓硫酸
硝酸铜的生产工艺:
2Cu+O2
2CuOCuO+2HNO3=Cu(NO3)2+H2O
优点:
减少环境污染;;HNO3利用率高
(4)硝酸的强氧化性
A.与金属的反应
与金属反应:
HNO3可与绝大多数金属反应(除Pt、Au、Ti外),金属与HNO3反应时,金属被氧化成高价硝酸盐;;硝酸浓度越高,氧化性越强(浓HNO3>稀HNO3);;常温下,浓硝酸使铁、铝等金属钝化
B.与非金属的反应
4HNO3(浓)+C
CO2+4NO2+2H2O
S+6HNO3(浓)
H2SO4+6NO2↑+2H2O
规律:
浓硝酸与非金属反应(C、S、P),一般将非金属氧化为最高价氧化物或最高价含氧酸;自身被还原为NO2。
C.与一般化合物反应
3H2S+2HNO3(稀)=3S↓+2NO↑+4H2O
H2S+8HNO3(浓)=H2SO4+8NO2↑+4H2O
D.与低价金属氧化物/氢氧化物的反应
低价金属氧化物,低价金属氢氧化物反应时,硝酸既显氧化性又显酸性。
3FeO+10HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+NO↑+5H2O
(七)高考练习
1.判断下列说法是否正确,正确的划“√”,错误的划“×”
(1)CO、NO、NO2都是大气污染气体,在空气中都能稳定存在( )
(2)NO可用于某些疾病的治疗( )
(3)在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解;再加入Cu(NO3)2固体,铜粉仍不溶解()
(4)a(HNO3)、b(NO)、c(NO2)可实现
间的转化( )
2.发射“嫦娥二号”的长三丙火箭由三个子级构成。
其中一子级上部装有液体四氧化二氮(N2O4),下部装有液体偏二甲肼(C2H8N2)。
发动机内燃烧的化学方程式为C2H8N2+2N2O4―→3N2+2CO2+4H2O,该反应中( )
A.C2H8N2发生还原反应B.C2H8N2是氧化剂
C.N2O4发生氧化反应D.N2O4是氧化剂
3.将22.4L某气态氮氧化合物与足量的灼热铜粉完全反应后,气体体积变为11.2L(体积均在相同条件下测定),则该氮氧化合物的化学式为( )
A.NO2B.N2O3C.N2OD.N2O4
4.某氮氧化合物的一分子中含有38个电子。
试问该氮氧化合物是下列的哪一选项
A.NO B.NO3 C.N2O D.N2O3 E.N2O5
5.研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
NO2可用水吸收,相应的化学反应方程式为______________________________________。
利用反应6NO2+8NH3
7N2+12H2O也可处理NO2。
当转移1.2mol电子时,消耗的NO2在标准状况下是________L。
6.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、3mol·L-1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个试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
7.为测定足量铜与适量一定浓度的浓硝酸反应生成的NO气体和NO2气体的物质的量之比(用m表示),请从下图中选用适当的实验装置,设计一个合理而简单的实验,用于测定m的值。
其中E装置由甲、乙两根玻璃管组成,用橡皮管连通,并装入适量水,甲管有刻度(0mL~50mL),供量气用,乙管可上下移动,用来调节液面高低。
回答下列问题:
(1)实验中气体(NO和NO2)发生装置应选择(填装置序号)。
理由是。
(2)要测定m值,需要将C中的溶液进行中和滴定,由于浓硝酸具有强氧化性,能把酸碱指示剂氧化褪色而影响实验。
因此,中和滴定前必须进行的操作是。
(3)装置的连接顺序是(填各装置接口的编号,连结胶管及夹持装置均省略)。
(4)连接好装置,检查气密性后,应进行两步必要的操作:
第一;
第二。
(5)实验前甲、乙两管液面在同一水平面上,最后读数时乙管的液面高于甲管的液面。
此时应进行的操作是。
(6)实验后若量气管中气体的体积(换算成标准状况下)为V(L),C中硝酸的物质的量为n,则用含n和V的式子表示m=。
8.判断下列说法是否正确,正确的划“√”,错误的划“×”。
(1)NH4Cl+NaOH
NaCl+NH3↑+H2O能用H++OH-===H2O表示( )
(2)往盐酸中滴加氨水H++OH-===H2O( )
(3)AlCl3溶液中加入过量的浓氨水:
Al3++4NH3·H2O―→AlO
+4NH
+2H2O( )
(4)在稀氨水中通入过量CO2:
NH3·H2O+CO2===NH
+HCO
( )
(5)AgNO3溶液中加入过量氨水:
Ag++NH3·H2O===AgOH↓+NH
( )
(6)将NH3通入热的CuSO4溶液中能使Cu2+还原成Cu( )
【课后练习】
(六)总结
学生对于本次课的评价:
○特别满意○满意○一般○差
学生签字:
教师评定:
1、学生上次作业评价:
○非常好○好○一般○需要优化
2、学生本次上课情况评价:
○非常好○好○一般○需要优化
教师签字:
孟磊
教导主任签字:
___________
龙文教育教务处