2012-2013化學(xué)一輪復(fù)習(xí)導(dǎo)學(xué)案學(xué)案20 氮的氧化物和硝酸

1、學(xué)案 學(xué)案 20 氮的氧化物和硝酸 氮的氧化物和硝酸[考綱要求] 1.了解氮元素單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用。2.了解氮元素單質(zhì) 及其重要化合物對環(huán)境質(zhì)量的影響。3.氮元素單質(zhì)及其化合物知識的綜合應(yīng)用。知識點一 氮氣及氮的氧化物1．氮氣 (1)氮的固定 使空氣中________的氮轉(zhuǎn)化為________的過程。 (2)氮氣的性質(zhì) ①物理性質(zhì) 純凈的 N2 是一種無色無味的氣體，難溶于水，在空氣中約占總體積的______。 ②結(jié)

2、構(gòu)：電子式為__________，結(jié)構(gòu)式為______，氮氮三鍵的鍵能大，分子結(jié)構(gòu)穩(wěn) 定，化學(xué)性質(zhì)不活潑。③化學(xué)性質(zhì) 通常情況下，N2 化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，只在高溫、放電、催化劑等條件下才能發(fā)生一些化 學(xué)反應(yīng)。a．與 H2 反應(yīng)：__________________________________________________________。 b．與 O2 反應(yīng)：_____________________________________

3、____________________。 問題思考 1．N2 的穩(wěn)定性和氮元素的活潑性是否矛盾？2．氮的氧化物NO NO2顏色毒性 物理 性質(zhì) 溶解性與 O2 反應(yīng) 2NO＋O2===2NO2 化學(xué) 性質(zhì) 與 H2O 反應(yīng) 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO實驗室制法(填化學(xué)方程式) 3Cu＋8HNO3(稀)=== 3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2OCu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2 ＋2NO2↑＋2H2O與人體、

4、環(huán)境的關(guān)系①與血紅蛋白結(jié)合使人中毒 ②轉(zhuǎn)化成 NO2 形成酸雨、光 化學(xué)煙霧形成酸雨、光化學(xué)煙霧特別提示 ①氮的氧化物都是大氣污染物。②空氣中 NO2 是造成光化學(xué)煙霧的主要因素。③空氣中 NO、NO2 主要來源于煤和石油的燃燒、汽車尾氣、硝酸工廠等。④NO2：既有氧化性又有還原性，以氧化性為主。NO2 能使?jié)駶櫟牡矸?#173;KI 試紙變藍。問題思考(2)NO2、O2、H2O 之間的綜合反應(yīng)式是 4NO2＋O2＋2H2O===4HN

5、O3 由此可知，當(dāng)體積比 V(NO2)：V(O2)Error! 2．電子守恒法 NO 和 NO2 轉(zhuǎn)化為硝酸時是氧化還原反應(yīng)，必然遵循電子得失守恒。 典例導(dǎo)悟 1 將容積為 50 mL 的量筒充滿二氧化氮和氧氣的混合氣體，倒置量筒在盛 滿水的水槽里，一段時間后，量筒里剩余氣體體積為 5 mL。則原混合氣體中 NO2 和 O2 體 積比可能是__________或________。變式演練 1 將盛有 12 mL NO2 和 O2 的混

6、合氣體的量筒倒立于水槽中，充分反應(yīng)后， 還剩余 2 mL 無色氣體，則原混合氣體中 O2 的體積是( )①1.2 mL ②2.4 mL ③3.6 mL ④4 mLA．①④ B．②③ C．①③ D．②④二、金屬與硝酸反應(yīng)中的有關(guān)計算 1．金屬與硝酸反應(yīng)一般不產(chǎn)生______，且濃 HNO3 一般

7、被還原為________，稀 HNO3 被還原為______，隨著反應(yīng)的進行很稀的 HNO3 有可能被還原為 N2O，甚至 NH4NO3。硝 酸在反應(yīng)中體現(xiàn)氧化性和酸性。2．鐵與硝酸反應(yīng)要考慮 Fe 的用量，若 Fe 不足則生成__________，若 Fe 過量則生成 __________。3．銅與濃 HNO3 反應(yīng)，若 Cu 過量，開始時 HNO3 的還原產(chǎn)物為______，隨著反應(yīng)進 行濃 HNO3 變稀，HNO3 的還原產(chǎn)物為_

8、_____，最終應(yīng)得到__________的混合氣體。4．離子共存判斷中的 NO 若在酸性條件下 NO 會表現(xiàn)出強氧化性，不能與 Fe2 － 3 － 3＋、S2－、I－、SO 、Br－等離子共存。 2－ 35．金屬與 HNO3 的反應(yīng)運用“守恒法”求解，一般類型有 (1)電子守恒 金屬失電子數(shù)＝________________________________________________________。 (2)物料守恒 耗 HNO3

9、 的量＝鹽中 NO 的量(表現(xiàn)酸性的 HNO3)＋__________________。 － 3(3)電荷守恒 HNO3 過量時反應(yīng)后溶液中(不考慮 OH－)有：c(NO )＝c(H＋)＋ － 3____________________。典例導(dǎo)悟 2 (2011·東莞統(tǒng)考)足量銅與一定量濃硝酸反應(yīng)，得到硝酸銅溶液和 NO2、 N2O4、NO 的混合氣體，這些氣體與 1.68 L O2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)混合后通入水中，所有氣體完全

10、被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸銅溶液中加入 5 mol·L－1 NaOH 溶液至 Cu2＋恰好完全沉 淀，則消耗 NaOH 溶液的體積是( )A．60 mL B．45 mL C．30 mL D．15 mL聽課記錄： 變式演練 2 將 32.64 g 銅與 140 mL 一定濃度的硝酸反應(yīng)，銅完全溶解產(chǎn)生的 NO 和 NO2 混合氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為

11、 11.2 L。請回答：(1)NO 的體積為______ L，NO2 的體積為______ L。 (2)待產(chǎn)生的氣體全部釋放后，向溶液中加入 V mL a mol·L－1 的 NaOH 溶液，恰好使 溶液中的 Cu2＋全部轉(zhuǎn)化成沉淀，則原硝酸溶液的濃度為________________mol·L－1。(3)欲使銅與硝酸反應(yīng)生成的氣體在 NaOH 溶液中全部轉(zhuǎn)化為 NaNO3，至少需要 30% 的雙氧水_______