第四章第四节课件.ppt

第四节氮及其重要化合物一、氮的单质及其氧化物一、氮的单质及其氧化物1.1.氮在自然界中的存在与转化氮在自然界中的存在与转化(1)(1)氮元素的存在与氮的固定氮元素的存在与氮的固定:(2)(2)氮气的物理性质氮气的物理性质:无色无味气体无色无味气体,密度比空气略小密度比空气略小,难溶于水。难溶于水。(3)(3)氮气的化学性质氮气的化学性质:与氧气反应与氧气反应:_:_导致汽车尾气中产生氮的氧化物和雷电固氮。导致汽车尾气中产生氮的氧化物和雷电固氮。与氢气反应与氢气反应:_:_。(工业合成氨反应原理工业合成氨反应原理)N N2 2+O+O2 2 2NO2NO放电或高温放电或高温=N N2 2+3H+3H2 2 2NH2NH3 32.2.氮的氧化物氮的氧化物(1)(1)氮有多种价态的氧化物氮有多种价态的氧化物,如如_、_、_、_、N N2 2O O3 3、N N2 2O O5 5等等,其中属于酸性氧化物的是其中属于酸性氧化物的是_。(2)NO(2)NO和和NONO2 2的比较的比较:N N2 2O ONONONONO2 2N N2 2O O4 4N N2 2O O3 3、N N2 2O O5 5NONONONO2 2颜色颜色_毒性毒性_溶解性溶解性_与与O O2 2反应反应_无色无色红棕色红棕色有毒有毒有毒有毒不溶于水不溶于水易溶于水易溶于水2NO+O2NO+O2 2=2NO2NO2 2NONONONO2 2与与H H2 2O O反应反应_对人对人体、体、环境环境的影的影响响与血红蛋白结合与血红蛋白结合,使人中使人中毒毒转化成转化成NONO2 2形成酸雨、光形成酸雨、光化学烟雾化学烟雾形成酸雨、光化学烟雾形成酸雨、光化学烟雾3NO3NO2 2+H+H2 2O=O=2HNO2HNO3 3+NO+NO二、氨、铵盐二、氨、铵盐1.1.氨的物理性质氨的物理性质无色有刺激性气味的气体无色有刺激性气味的气体,密度比空气小密度比空气小,易液化易液化,极易溶于极易溶于水水(1700)(1700)。2.2.氨的化学性质氨的化学性质(1)(1)还原性还原性:与氧气反应与氧气反应:_:_。(2)(2)与酸反应与酸反应:与氯化氢反应与氯化氢反应:_现象现象:_:_。应用应用:用于用于NHNH3 3与挥发性酸的互相检验。与挥发性酸的互相检验。产生白烟产生白烟NHNH3 3+HCl=NH+HCl=NH4 4ClCl4NH4NH3 3+5O+5O2 2 4NO+6H4NO+6H2 2O O催化剂催化剂=(3)(3)与水反应与水反应:_,:_,_氨的水溶液叫氨水氨的水溶液叫氨水,呈弱碱性。呈弱碱性。3.3.氨的实验室制法氨的实验室制法_。=4.4.氨的用途氨的用途化工原料化工原料,用于制硝酸、铵盐、纯碱、尿素用于制硝酸、铵盐、纯碱、尿素,用作制冷剂。用作制冷剂。5.5.铵盐铵盐(1)(1)物理性质物理性质:都是无色或白色晶体都是无色或白色晶体,易溶于水。易溶于水。(2)(2)化学性质化学性质:不稳定性不稳定性:a.NHa.NH4 4ClCl受热分解受热分解:_,:_,b.NHb.NH4 4HCOHCO3 3受热分解受热分解:_。=NHNH4 4Cl NHCl NH3 3+HCl+HCl=NHNH4 4HCOHCO3 3 NHNH3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O O与碱反应：与碱反应：铵盐与碱溶液反应的离子方程式：铵盐与碱溶液反应的离子方程式：a.a.在稀溶液中不加热：在稀溶液中不加热：_，b.b.加热时或浓溶液：加热时或浓溶液：_。(3)(3)的检验：的检验：=变蓝变蓝三、硝酸三、硝酸1.1.物理性质物理性质硝酸是硝酸是_色、易挥发的液体色、易挥发的液体,有有_气味气味,与水以任意比与水以任意比例混溶。例混溶。2.2.化学性质化学性质(1)(1)不稳定性不稳定性:反应反应:4HNO:4HNO3 3 2H2H2 2O+4NOO+4NO2 2+O+O2 2市售浓硝酸呈黄色的原因是：市售浓硝酸呈黄色的原因是：_。硝酸保存在硝酸保存在_试剂瓶中试剂瓶中,置于冷暗处置于冷暗处,不能用橡胶塞。不能用橡胶塞。刺激性刺激性无无硝酸分解生成的硝酸分解生成的NONO2 2溶解在溶解在硝酸里硝酸里或光照或光照=棕色棕色(2)(2)强氧化性强氧化性:硝酸无论浓、稀都有强氧化性硝酸无论浓、稀都有强氧化性,而且浓度越大而且浓度越大氧化性越强。氧化性越强。与金属反应与金属反应:稀硝酸与铜反应稀硝酸与铜反应:_,_,浓硝酸与铜反应浓硝酸与铜反应:_。3Cu+8HNO3Cu+8HNO3 3(稀稀)=3Cu(NO)=3Cu(NO3 3)2 2+2NO+4H+2NO+4H2 2O OCu+4HNOCu+4HNO3 3(浓浓)=Cu(NO)=Cu(NO3 3)2 2+2NO+2NO2 2+2H+2H2 2O O与非金属反应与非金属反应:如浓硝酸与如浓硝酸与C C的反应为的反应为:_:_。与还原性化合物反应与还原性化合物反应:硝酸可氧化硝酸可氧化H H2 2S S、SOSO2 2、NaNa2 2SOSO3 3、HIHI、FeFe2+2+等还原性物质。等还原性物质。如稀硝酸与如稀硝酸与FeSOFeSO4 4溶液反应的离子方程式为溶液反应的离子方程式为:_。(3)(3)与有机物反应与有机物反应:硝化反应硝化反应(与与C C6 6H H6 6反应反应):):_。颜色反应颜色反应:蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。=C C6 6H H6 6+HNO+HNO3 3 C C6 6H H5 5NONO2 2+H+H2 2O O3.3.用途用途化工原料化工原料,用于制化肥、染料、炸药等。用于制化肥、染料、炸药等。四、人类活动对氮的循环和环境的影响四、人类活动对氮的循环和环境的影响1.1.含氮物质的来源及其危害含氮物质的来源及其危害形成酸雨形成酸雨产生温室气体产生温室气体光化学烟雾光化学烟雾_富营养化富营养化2.2.减少人类活动对氮循环和环境的影响措施减少人类活动对氮循环和环境的影响措施(1)(1)开发新能源开发新能源,减少化石燃料的燃烧。减少化石燃料的燃烧。(2)(2)保护森林保护森林,植树绿化。植树绿化。【思考辨析思考辨析】1.1.根据氮在元素周期表中的位置推知氮气是一种活泼的非金属根据氮在元素周期表中的位置推知氮气是一种活泼的非金属单质。单质。()()【分析分析】物质的性质不仅与原子结构有关，还与分子的构成物质的性质不仅与原子结构有关，还与分子的构成有关；氮元素虽然是活泼非金属，但氮气分子中的有关；氮元素虽然是活泼非金属，但氮气分子中的NNNN键，键，键能很大，分子结构稳定，故分子很稳定。键能很大，分子结构稳定，故分子很稳定。2.NO2.NO2 2能使湿润的淀粉能使湿润的淀粉KIKI试纸变蓝。试纸变蓝。()()【分析分析】NONO2 2具有氧化性具有氧化性,可氧化可氧化KIKI生成碘使淀粉变蓝。生成碘使淀粉变蓝。3.3.氨气液化即得到氨水。氨气液化即得到氨水。()()【分析分析】氨气液化只是由气态变成液态氨气液化只是由气态变成液态,氨气和液氨都是只氨气和液氨都是只含有氨分子含有氨分子,是纯净物。而氨水是氨气的水溶液是纯净物。而氨水是氨气的水溶液,氨水中含有氨水中含有H H2 2O O、NHNH3 3、NHNH3 3H H2 2O O、OHOH-等微粒等微粒,是混合物。是混合物。4.4.消除久置浓硝酸的黄色可通入氧气。消除久置浓硝酸的黄色可通入氧气。()()【分析分析】硝酸显黄色是由于硝酸见光或受热会发生分解硝酸显黄色是由于硝酸见光或受热会发生分解,生生成的成的NONO2 2溶于浓硝酸所致溶于浓硝酸所致,通入通入O O2 2(或空气或空气),),使其发生反应使其发生反应4NO4NO2 2+O+O2 2+2H+2H2 2O=4HNOO=4HNO3 3。5.5.铝和铁在浓硝酸中铝和铁在浓硝酸中“钝化钝化”是物理变化。是物理变化。()()【分析分析】是化学变化是化学变化,钝化是在铁、铝的表面形成一层致密的钝化是在铁、铝的表面形成一层致密的氧化物保护膜氧化物保护膜,阻止了金属与硝酸的进一步反应。阻止了金属与硝酸的进一步反应。6.(20116.(2011天津高考天津高考)无色溶液中滴加稀无色溶液中滴加稀NaOHNaOH溶液溶液,将润湿的红将润湿的红色石蕊试纸置于试管口色石蕊试纸置于试管口,试纸不变蓝试纸不变蓝,结论是原溶液中无结论是原溶液中无 。()()【分析分析】因为氨气在水中溶解度很大因为氨气在水中溶解度很大,不加热时生成的氨气不加热时生成的氨气不一定逸出不一定逸出,试纸也不一定变蓝。试纸也不一定变蓝。考点考点 1 1 氨气的实验室制法氨气的实验室制法1.1.加热固态铵盐和碱的混合物加热固态铵盐和碱的混合物(1)(1)反应原理反应原理:2NH:2NH4 4Cl+Ca(OH)Cl+Ca(OH)2 2 2NH2NH3 3+CaCl+CaCl2 2+2H+2H2 2O O(2)(2)装置装置:“固体固体+固体固体 气体气体”(与用与用KClOKClO3 3和和MnOMnO2 2或用或用KMnOKMnO4 4制制O O2 2的装置相同的装置相同)。=(3)(3)干燥干燥:用碱石灰用碱石灰(NaOHNaOH和和CaOCaO固体的混合物固体的混合物)。(4)(4)验满方法验满方法:将湿润的红色石蕊试纸置于试管口将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,试纸变蓝试纸变蓝;将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口,有白烟产生。有白烟产生。(5)(5)收集收集:用向下排空气法收集用向下排空气法收集,收集时收集时,一般在管口塞一团棉花一般在管口塞一团棉花球球,可减小可减小NHNH3 3与空气的对流速度与空气的对流速度,收集到纯净的收集到纯净的NHNH3 3。2.2.加热浓氨水加热浓氨水(1)(1)反应原理反应原理:NH:NH3 3H H2 2O NHO NH3 3+H+H2 2O O(2)(2)装置装置(如图如图1):1):=3.3.浓氨水中加入固态碱性物质浓氨水中加入固态碱性物质(1)(1)反应原理反应原理:浓氨水中存在以下平衡浓氨水中存在以下平衡:加入固态碱性物质加入固态碱性物质(如如CaOCaO、NaOHNaOH、碱石灰等、碱石灰等),),使平衡逆向移动使平衡逆向移动,同时反应放热同时反应放热,促进促进NHNH3 3H H2 2O O的分解。的分解。(2)(2)装置装置(如图如图2)2)【高考警示高考警示】氨气实验室制法的注意事项氨气实验室制法的注意事项(1)(1)实验室用固体铵盐与碱共热制实验室用固体铵盐与碱共热制NHNH3 3时时,不能使用不能使用NHNH4 4HCOHCO3 3、NHNH4 4NONO3 3及及NaOHNaOH固体固体,因为因为NHNH4 4HCOHCO3 3受热分解产生受热分解产生COCO2 2,使制得的使制得的NHNH3 3不纯不纯;NH;NH4 4NONO3 3受热时易发生爆炸受热时易发生爆炸;NaOHNaOH容易吸水结块容易吸水结块,不利于不利于NHNH3 3的产生和逸出的产生和逸出,且加热条件下且加热条件下NaOHNaOH容易腐蚀玻璃。容易腐蚀玻璃。(2)(2)干燥氨气时不能选用酸性干燥剂干燥氨气时不能选用酸性干燥剂,如浓硫酸、如浓硫酸、P P2 2O O5 5等等,也不能也不能选用无水选用无水CaClCaCl2 2,因为它们均能与因为它们均能与NHNH3 3发生反应发生反应,通常选用碱石灰。通常选用碱石灰。(3)(3)吸收氨气吸收氨气(或或HClHCl)时要注意防止倒吸。时要注意防止倒吸。可用于吸收氨气可用于吸收氨气(或或HClHCl)并能防倒吸的常用装置为并能防倒吸的常用装置为:【典例典例1 1】(2013(2013黄石模拟黄石模拟)某化学课外活动小组设计实验某化学课外活动小组设计实验探究氮的化合物的性质探究氮的化合物的性质,装置如下图所示装置如下图所示,其中装置其中装置A(A(未画出未画出)为气体发生装置。为气体发生装置。A A中所用的固体试剂要从下列物质中选取中所用的固体试剂要从下列物质中选取:a.NHa.NH4 4HCOHCO3 3b.NHb.NH4 4ClClc.Ca(OH)c.Ca(OH)2 2 d.NaOHd.NaOH检查装置的气密性后检查装置的气密性后,先将先将C C处的铂丝网加热至红热处的铂丝网加热至红热,再将再将A A处产处产生的气体通过装置生的气体通过装置B,B,片刻后撤去片刻后撤去C C处的酒精灯。部分实验现象处的酒精灯。部分实验现象如下如下:铂丝继续保持红热铂丝继续保持红热,F,F处的铜片逐渐溶解。处的铜片逐渐溶解。(1)(1)实验室在制取装置实验室在制取装置A A中的气体时中的气体时,若只选用一种试剂若只选用一种试剂,该试剂该试剂是是_(_(填代表备选试剂的字母填代表备选试剂的字母););此时装置此时装置A A中主要用到中主要用到的玻璃仪器有的玻璃仪器有_(_(填名称填名称)。(2)(2)装置装置C C中发生催化氧化反应的化学方程式为中发生催化氧化反应的化学方程式为_,_,装置装置E E中发生反应的化学方程式为中发生反应的化学方程式为_。(3)(3)假设假设A A、B B中的药品充足中的药品充足,装置装置F F中可以观察到的现象是中可以观察到的现象是 。(4)(4)指导老师从安全与环保角度考虑指导老师从安全与环保角度考虑,指出该套装置中有两处指出该套装置中有两处明显的缺陷明显的缺陷,请你提出修改建议请你提出修改建议:_:_【解题指南解题指南】解答本题要注意以下解答本题要注意以下3 3点点:(1)(1)装置装置C C中发生的反应是中发生的反应是NHNH3 3的催化氧化反应的催化氧化反应,则装置则装置A A、B B的作的作用是提供用是提供NHNH3 3和和O O2 2。(2)(2)有易溶于水的气体生成要考虑防倒吸。有易溶于水的气体生成要考虑防倒吸。(3)(3)有毒气体要有尾气吸收装置。有毒气体要有尾气吸收装置。【解析解析】(1)(1)装置装置A A中既要产生中既要产生NHNH3 3,也要产生能与也要产生能与NaNa2 2O O2 2反应产生反应产生O O2 2的物质的物质,故制备装置故制备装置A A中气体的试剂为中气体的试剂为NHNH4 4HCOHCO3 3固体固体,NH,NH4 4HCOHCO3 3受受热分解产生热分解产生NHNH3 3、COCO2 2、H H2 2O,O,所以需要的主要玻璃仪器是试管、所以需要的主要玻璃仪器是试管、酒精灯及导管。酒精灯及导管。(2)(2)装置装置C C中发生的是中发生的是NHNH3 3的催化氧化反应的催化氧化反应:4NH:4NH3 3+5O+5O2 2 4NO+6H4NO+6H2 2O O。在此过程中。在此过程中,部分部分NHNH3 3没有被氧化没有被氧化,导致进入装置导致进入装置D D的的气体中含有少量气体中含有少量NHNH3 3,所以装置所以装置E E中的浓硫酸用于吸收多余的中的浓硫酸用于吸收多余的NHNH3 3:2NH2NH3 3+H+H2 2SOSO4 4=(NH=(NH4 4)2 2SOSO4 4。催化剂催化剂=(3)NO(3)NO2 2气体进入装置气体进入装置F F后后,会与会与H H2 2O O反应生成反应生成HNOHNO3 3和和NO,CuNO,Cu与稀硝与稀硝酸反应生成酸反应生成Cu(NOCu(NO3 3)2 2和和NO,NONO,NO很容易被氧化很容易被氧化,所以在装置所以在装置F F的上部的上部可以看到红棕色气体。可以看到红棕色气体。(4)(4)由于由于NONO2 2易与易与H H2 2O O发生反应发生反应,导致体系的压强降低出现倒吸现导致体系的压强降低出现倒吸现象象,所以应在装置所以应在装置E E、F F之间增加一个防倒吸的装置。装置之间增加一个防倒吸的装置。装置F F的导的导管直接与大气相连管直接与大气相连,有毒的有毒的NONO2 2会逸入大气中导致环境污染会逸入大气中导致环境污染,所以所以应在装置应在装置F F的后面增加一个尾气吸收装置。的后面增加一个尾气吸收装置。答案答案:(1)a(1)a试管、酒精灯、导管试管、酒精灯、导管(不写导管也行不写导管也行)(2)4NH(2)4NH3 3+5O+5O2 2 4NO+6H4NO+6H2 2O 2NHO 2NH3 3+H+H2 2SOSO4 4=(NH=(NH4 4)2 2SOSO4 4(3)(3)铜片逐渐溶解并产生气泡铜片逐渐溶解并产生气泡,溶液变为蓝色溶液变为蓝色,在广口瓶的上方在广口瓶的上方可以看到红棕色气体可以看到红棕色气体(4)(4)在装置在装置E E、F F之间增加一个防倒吸装置之间增加一个防倒吸装置,在装置在装置F F后面增加一后面增加一个尾气吸收装置个尾气吸收装置催化剂催化剂=【变式训练变式训练】(2012(2012上海高考上海高考)实验室制取少量干燥的氨气实验室制取少量干燥的氨气涉及下列装置涉及下列装置,其中正确的是其中正确的是()A.A.是氨气发生装置是氨气发生装置B.B.是氨气发生装置是氨气发生装置C.C.是氨气吸收装置是氨气吸收装置 D.D.是氨气收集、检验装置是氨气收集、检验装置【解析解析】选选B B。因为氯化铵加热时有假。因为氯化铵加热时有假“升华升华”现象现象,因此不能因此不能用氯化铵加热制备氨气用氯化铵加热制备氨气,错误错误;防倒吸装置中漏斗口与液面接防倒吸装置中漏斗口与液面接触触,但是不能没入溶液中但是不能没入溶液中,错误错误;用浓氨水和生石灰或者是氢用浓氨水和生石灰或者是氢氧化钠溶液氧化钠溶液,可以用该装置制备氨气可以用该装置制备氨气,正确正确;试管口未放棉花试管口未放棉花球球,错误。错误。考点考点 2 2 硝酸的强氧化性及应用硝酸的强氧化性及应用1.1.硝酸与非金属单质的反应硝酸与非金属单质的反应硝酸与非金属单质反应时非金属单质一般被氧化为最高价氧硝酸与非金属单质反应时非金属单质一般被氧化为最高价氧化物或其对应的水化物化物或其对应的水化物,硝酸只表现为氧化性硝酸只表现为氧化性,完全转化为还完全转化为还原产物。原产物。如如C+4HNOC+4HNO3 3(浓浓)=CO)=CO2 2+4NO+4NO2 2+2H+2H2 2O OS+6HNOS+6HNO3 3(浓浓)=H)=H2 2SOSO4 4+6NO+6NO2 2+2H+2H2 2O O2.2.硝酸与金属反应的一般规律硝酸与金属反应的一般规律(1)(1)硝酸与金属反应一般不产生氢气。硝酸与金属反应一般不产生氢气。(2)(2)浓硝酸浓硝酸+金属金属硝酸盐硝酸盐+NO+NO2 2+H+H2 2O,O,稀硝酸稀硝酸+金属金属硝酸硝酸+NO+H+NO+H2 2O,O,稀硝酸也可能被还原为稀硝酸也可能被还原为N N2 2、N N2 2O O、NHNH3 3和和NHNH4 4NONO3 3等。等。(3)(3)硝酸与金属反应时既表现氧化性又表现酸性。硝酸与金属反应时既表现氧化性又表现酸性。(4)(4)浓硝酸与铜反应时浓硝酸与铜反应时,若铜过量若铜过量,反应开始时浓硝酸被还原为反应开始时浓硝酸被还原为NONO2 2,但随着反应的进行但随着反应的进行,硝酸变稀硝酸变稀,其还原产物变为其还原产物变为NONO。(5)(5)铁与稀硝酸反应时铁与稀硝酸反应时,铁过量铁过量,氧化产物为氧化产物为FeFe2+2+;铁不足铁不足,氧化氧化产物为产物为FeFe3+3+;二者的量在一定范围内二者的量在一定范围内,可能生成可能生成FeFe2+2+和和FeFe3+3+的混的混合物。合物。【高考警示高考警示】硝酸有强氧化性硝酸有强氧化性,在具体应用中要注意如下几个方面在具体应用中要注意如下几个方面:(1)(1)浓硝酸使紫色石蕊试液先变红后褪色。浓硝酸使紫色石蕊试液先变红后褪色。(2)(2)硝酸能够与几乎所有的金属反应硝酸能够与几乎所有的金属反应(除除AuAu、PtPt外外),),但不生成氢但不生成氢气气;与变价金属反应时与变价金属反应时,金属能够被氧化为最高价态。金属能够被氧化为最高价态。(3)(3)硝酸与具有还原性的弱酸盐硝酸与具有还原性的弱酸盐(如如NaNa2 2SOSO3 3、NaINaI等等)、碱性氧化、碱性氧化物、碱物、碱,以及其他还原剂反应时以及其他还原剂反应时,优先发生氧化还原反应。优先发生氧化还原反应。(4)(4)硝酸与其他非氧化性酸不同硝酸与其他非氧化性酸不同,硝酸还能够与一些具有还原硝酸还能够与一些具有还原性的弱酸性的弱酸(如如H H2 2S S、HBrHBr、HIHI、H H2 2SOSO3 3等等)、酸性氧化物、酸性氧化物(如如SOSO2 2等等)发生氧化还原反应。发生氧化还原反应。(5)(5)分析离子共存的问题时要注意隐含的硝酸分析离子共存的问题时要注意隐含的硝酸,即酸性条件的即酸性条件的硝酸盐溶液硝酸盐溶液,H,H+和和 共存时相当于稀硝酸共存时相当于稀硝酸,有较强的氧化性。有较强的氧化性。【典例典例2 2】(2013(2013宝鸡模拟宝鸡模拟)如图是用浓硝酸、铜片、水等如图是用浓硝酸、铜片、水等试剂探究浓、稀硝酸的强氧化性并观察还原产物的实验装置。试剂探究浓、稀硝酸的强氧化性并观察还原产物的实验装置。.浓硝酸的强氧化性实验浓硝酸的强氧化性实验将铜片置于具支试管的底部将铜片置于具支试管的底部,在分液漏斗中加入约在分液漏斗中加入约5 5 mLmL浓硝酸浓硝酸,往具支试管中放入约往具支试管中放入约2 2 mLmL浓硝酸浓硝酸,用排水法收集产生的气体。用排水法收集产生的气体。(1)(1)具支试管中发生反应的化学方程式为具支试管中发生反应的化学方程式为_。(2)(2)实验中观察到能证明浓硝酸具有强氧化性的现象是实验中观察到能证明浓硝酸具有强氧化性的现象是_。.稀硝酸的强氧化性实验稀硝酸的强氧化性实验(3)(3)上述反应完成后上述反应完成后,欲进一步证明稀硝酸也具有强氧化性欲进一步证明稀硝酸也具有强氧化性,紧接的简便、合理的实验操作是紧接的简便、合理的实验操作是_。(4)(4)能证明稀硝酸与铜反应产生能证明稀硝酸与铜反应产生NONO的实验现象是的实验现象是_(填填写代号写代号)。A.cA.c中收集到无色气体中收集到无色气体B.cB.c中收集到的无色气体接触空气后变为红棕色中收集到的无色气体接触空气后变为红棕色C.bC.b中产生的无色气体接触空气后变为红棕色中产生的无色气体接触空气后变为红棕色【解题指南解题指南】解答本题应注意以下解答本题应注意以下2 2点点:(1)(1)浓、稀硝酸均具有强氧化性浓、稀硝酸均具有强氧化性,为了证明其强氧化性为了证明其强氧化性,要对其要对其还原产物进行检验。还原产物进行检验。(2)(2)实验现象的描述要规范准确。实验现象的描述要规范准确。【解析解析】.铜与浓硝酸反应的化学方程式为铜与浓硝酸反应的化学方程式为Cu+4HNOCu+4HNO3 3(浓浓)=Cu(NO=Cu(NO3 3)2 2+2NO+2NO2 2+2H+2H2 2O,O,实验中具支试管中溶液变蓝实验中具支试管中溶液变蓝,且有红且有红棕色气体产生。棕色气体产生。.向试管中加水将浓硝酸稀释后向试管中加水将浓硝酸稀释后,可以继续进行铜与稀硝酸反可以继续进行铜与稀硝酸反应的实验应的实验,这样可以利用这样可以利用CuCu与浓硝酸反应产生的与浓硝酸反应产生的NONO2 2排出具支试排出具支试管中的空气管中的空气,有利于观察铜与稀硝酸反应的产物。有利于观察铜与稀硝酸反应的产物。答案答案:.(1)Cu+4HNO.(1)Cu+4HNO3 3(浓浓)=Cu(NO)=Cu(NO3 3)2 2+2NO+2NO2 2+2H+2H2 2O O(2)(2)试管中溶液变蓝试管中溶液变蓝,且有红棕色气体产生且有红棕色气体产生.(3).(3)向试管中加水将浓硝酸稀释向试管中加水将浓硝酸稀释(4)C(4)C【互动探究互动探究】利用该装置先进行铜与浓硝酸反应的实验利用该装置先进行铜与浓硝酸反应的实验,再进再进行铜与稀硝酸反应的实验行铜与稀硝酸反应的实验,其好处是什么其好处是什么?提示提示:操作简便、节约试剂。操作简便、节约试剂。【备选考点备选考点】喷泉实验喷泉实验1.1.喷泉形成的原理喷泉形成的原理容器内外存在较大的压强差容器内外存在较大的压强差,在这种压强差的作用下在这种压强差的作用下,使液体通使液体通过尖嘴管喷涌。过尖嘴管喷涌。2.2.分类分类(1)(1)负压型负压型:即接纳喷起液体空间压强低于大气压即接纳喷起液体空间压强低于大气压,而待喷液体而待喷液体与大气相通与大气相通,通常是容器内气体极易溶于水或容器内气体易与通常是容器内气体极易溶于水或容器内气体易与溶液中的溶质发生化学反应。溶液中的溶质发生化学反应。(2)(2)正正压压型型:即接即接纳喷纳喷起液体的空起液体的空间间与大气相通与大气相通,而待而待喷喷液体所受液体所受压压强强高于大气高于大气压压,通常是容器内的液体由于受通常是容器内的液体由于受热挥发热挥发(如如浓盐浓盐酸、酸、浓浓氨水、酒精等氨水、酒精等)或由于或由于发发生化学反生化学反应应,容器内容器内产产生大量气体。生大量气体。如如喷雾喷雾器、人造器、人造喷喷泉、火山泉、火山喷发喷发等。等。3.3.常见的喷泉实验装置常见的喷泉实验装置喷泉实验的本质是形成压强差而引发液体上喷喷泉实验的本质是形成压强差而引发液体上喷,为此可设计多为此可设计多种不同的装置和采用不同的操作种不同的装置和采用不同的操作(如使气体溶于水、热敷、生如使气体溶于水、热敷、生成气体、发生气体体积减小的反应等成气体、发生气体体积减小的反应等)来使喷泉产生。来使喷泉产生。装置装置:挤压气球挤压气球,即可使少量的溶液沿导管进入烧瓶中即可使少量的溶液沿导管进入烧瓶中,导致导致大量的大量的NHNH3 3溶解溶解,烧瓶内形成负压而产生喷泉。烧瓶内形成负压而产生喷泉。装置装置:去掉了胶头滴管。打开止水夹去掉了胶头滴管。打开止水夹,用手用手(或热毛巾等或热毛巾等)捂热捂热烧瓶烧瓶,氨气受热膨胀氨气受热膨胀,使氨气通过导管与水接触使氨气通过导管与水接触,即产生喷泉。即产生喷泉。(开放性问题开放性问题,或用浸冰水的毛巾或用浸冰水的毛巾“冷敷冷敷”烧瓶烧瓶,使水进入烧瓶使水进入烧瓶,烧瓶内氨气溶于水烧瓶内氨气溶于水)装置装置:在锥形瓶中加入能产生气体的物质在锥形瓶中加入能产生气体的物质,使锥形瓶内气体的使锥形瓶内气体的压强明显增大压强明显增大,将液体压入烧瓶而产生喷泉。将液体压入烧瓶而产生喷泉。装置装置:在水槽中加入使水温度升高的物质在水槽中加入使水温度升高的物质,致使锥形瓶内酒精致使锥形瓶内酒精因升温而挥发因升温而挥发,锥形瓶内气体压强增大而产生喷泉。锥形瓶内气体压强增大而产生喷泉。装置装置:烧瓶中通入烧瓶中通入H H2 2S(S(或或SOSO2 2),),然后通入然后通入SOSO2 2(或或H H2 2S),S),现象为有现象为有淡黄色粉末状物质生成淡黄色粉末状物质生成,烧瓶内壁附有水珠烧瓶内壁附有水珠,NaOHNaOH溶液喷到烧瓶溶液喷到烧瓶内。内。装置装置:打开打开处的止水夹并向烧瓶中通入少量处的止水夹并向烧瓶中通入少量HClHCl气体后关闭气体后关闭止水夹止水夹,再打开再打开处的止水夹。观察到先产生白烟处的止水夹。观察到先产生白烟,生成固体生成固体NHNH4 4Cl,Cl,烧瓶内气压降低形成喷泉。烧瓶内气压降低形成喷泉。装置装置:先挤压胶头滴管先挤压胶头滴管,再打开再打开a a、c c活塞活塞,然后打开然后打开b b活塞活塞,可可产生双喷泉现象。产生双喷泉现象。【高考警示高考警示】(1)(1)喷泉实验成功的关键喷泉实验成功的关键:盛气体的烧瓶必须干燥盛气体的烧瓶必须干燥;气体要充满烧瓶气体要充满烧瓶;烧瓶不能漏气烧瓶不能漏气(实验前应先检查装置的气密性实验前应先检查装置的气密性););所用气体能大量溶于所用液体或气体与液体快速反应。所用气体能大量溶于所用液体或气体与液体快速反应。(2)(2)对于对于“负压型喷泉负压型喷泉”只要气体易溶于吸收剂只要气体易溶于吸收剂,均可做喷泉实均可做喷泉实验。吸收剂可以是水验。吸收剂可以是水,也可以是酸液、碱液等。也可以是酸液、碱液等。【典例典例1 1】利用如图所示的装置利用如图所示的装置,可以验证可以验证NHNH3 3和和HClHCl的有关性质。的有关性质。实验前实验前a a、b b、c c活塞均关闭。活塞均关闭。(1)(1)若要在烧瓶若要在烧瓶中产生中产生“喷泉喷泉”现象现象,烧瓶烧瓶中不产生中不产生“喷泉喷泉”现象现象,其操作方法是其操作方法是_。(2)(2)若先打开若先打开a a、c c活塞活塞,再挤压胶头滴管再挤压胶头滴管,在烧瓶中可观察到的现在烧瓶中可观察到的现象是象是_。(3)(3)通过挤压胶头滴管和控制活塞的开关通过挤压胶头滴管和控制活塞的开关,在烧瓶在烧瓶中产生中产生“喷喷泉泉”现象现象,烧瓶烧瓶中不产生中不产生“喷泉喷泉”现象现象,其操作方法是其操作方法是_。【解析解析】若要在烧瓶若要在烧瓶中产生中产生“喷泉喷泉”现象现象,烧瓶烧瓶中不产生中不产生“喷泉喷泉”现象现象,先打开先打开a a、b b活塞活塞,再挤压胶头滴管再挤压胶头滴管(或先挤压胶或先挤压胶头滴管头滴管,再打开再打开a a、b b活塞活塞)。若先打开。若先打开a a、c c活塞活塞,再挤压胶头滴再挤压胶头滴管管,则在则在中中NHNH3 3被水吸收被水吸收,形成负压形成负压,中中HClHCl进入进入中中,HClHCl和和NHNH3 3反应生成固体反应生成固体NHNH4 4Cl,Cl,生成白烟。要在烧瓶生成白烟。要在烧瓶中形成喷泉中形成喷泉,就要就要形成负压形成负压,先打开先打开a a、c c活塞活塞,再挤压胶头滴管。再挤压胶头滴管。答案答案:(1)(1)先打开先打开a a、b b活塞活塞,再挤压胶头滴管再挤压胶头滴管(或先挤压胶头滴管或先挤压胶头滴管,再打开再打开a a、b b活塞活塞)(2)(2)烧瓶烧瓶导管口处产生白烟导管口处产生白烟(3)(3)先打开先打开a a、c c活塞活塞,再挤压胶头滴管再挤压胶头滴管(或先打开或先打开a a活塞活塞,挤压胶挤压胶头滴管头滴管,再打开再打开c c活塞活塞),),片刻后片刻后,关闭关闭a,a,然后打开然后打开b b活塞活塞【典例典例2 2】喷泉是一种常见的实验现象喷泉是一种常见的实验现象,其产生原因是存在压其产生原因是存在压强差。强差。(1)(1)图图为化学教学中所用的喷泉实验装置。在烧瓶中充满干为化学教学中所用的喷泉实验装置。在烧瓶中充满干燥气体燥气体,胶头滴管及烧杯中分别盛有液体。下列组合中不可能胶头滴管及烧杯中分别盛有液体。下列组合中不可能形成喷泉的是形成喷泉的是(填编号字母填编号字母)。A.HClA.HCl和和H H2 2O O B.ClB.Cl2 2和和H H2 2O OC.NHC.NH3 3和和H H2 2O O D.CO D.CO2 2和和NaOHNaOH溶液溶液(2)(2)某学生积极思考产生喷泉的其他办法某学生积极思考产生喷泉的其他办法,并设计了图并设计了图所示的所示的装置。在图装置。在图的锥形瓶中的锥形瓶中,分别加入足量下列物质分别加入足量下列物质,反应后可能反应后可能产生喷泉的是产生喷泉的是。A.CaCOA.CaCO3 3和稀硫酸和稀硫酸B.NHB.NH4 4HCOHCO3 3与稀盐酸与稀盐酸C.ZnC.Zn与稀盐酸与稀盐酸(3)(3)在图在图锥形瓶外放一水槽锥形瓶外放一水槽,锥形瓶中加入酒精锥形瓶中加入酒精,水槽中加入水槽中加入冷水后冷水后,再加入足量的下列物质再加入足量的下列物质,结果也产生了喷泉。水槽中加结果也产生了喷泉。水槽中加入的物质可以是入的物质可以是(填编号字母填编号字母)。A.A.浓硫酸浓硫酸 B.B.食盐食盐C.C.硝酸铵硝酸铵 D.D.硫酸铜硫酸铜加入该物质能产生喷泉的原因是加入该物质能产生喷泉的原因是_。(4)(4)比较图比较图和和的两套装置的两套装置,从产生喷泉的原理分析从产生喷泉的原理分析,二者的二者的不同点是不同点是_。【解析解析】喷泉的形成从原理上分析有如下两种情形喷泉的形成从原理上分析有如下两种情形:(1)(1)让烧瓶中让烧瓶中(如图如图)收集的气体大量溶于水或让气体与接触收集的气体大量溶于水或让气体与接触到的溶液中的溶质发生化学反应到的溶液中的溶质发生化学反应,引起烧瓶内气体的压强急剧引起烧瓶内气体的压强急剧降低。在外界大气压作用下降低。在外界大气压作用下,烧杯中的液体迅速通过带有尖嘴烧杯中的液体迅速通过带有尖嘴的玻璃管流入烧瓶的玻璃管流入烧瓶,形成喷泉。形成喷泉。(2)(2)将锥形瓶将锥形瓶(如图如图)设计成一个密闭容器设计成一个密闭容器,通过该密闭容器中通过该密闭容器中液体的挥发或发生化学反应产生大量气体液体的挥发或发生化学反应产生大量气体,使该密闭容器中气使该密闭容器中气压迅速升高压迅速升高,将密闭容器中的液体压入烧瓶将密闭容器中的液体压入烧瓶(去底去底)形成喷泉。形成喷泉。像人造喷泉、喷雾器喷雾均是利用了这种原理。中学阶段像人造喷泉、喷雾器喷雾均是利用了这种原理。中学阶段,在在水中能形成喷泉现象常见的有水中能形成喷泉现象常见的有NHNH3 3、HClHCl、HBrHBr、HIHI、SOSO2 2等溶解等溶解度大的气体度大的气体;CO;CO2 2、H H2 2S S等在水中溶解度不大的气体不能形成喷泉等在水中溶解度不大的气体不能形成喷泉,但若将水改成但若将水改成NaOHNaOH溶液溶液,这些气体在碱性溶液中溶解度显著增这些气体在碱性溶液中溶解度显著增大大,从而形成喷泉。从而形成喷泉。答案答案:(1)B(1)B(2)B(2)B、C C(3)A(3)A浓硫酸溶于水放热浓硫酸溶于水放热,温度升高温度升高,酒精挥发酒精挥发,锥形瓶内压强锥形瓶内压强增大增大(4)(4)图图装置利用了减小烧瓶内压强装置利用了减小烧瓶内压强,图图装置利用了增大锥形装置利用了增大锥形瓶内压强瓶内压强1.1.为了促进社会可持续发展为了促进社会可持续发展,化工生产过程应尽量减少对环境化工生产过程应尽量减少对环境的副作用。的副作用。“绿色化学绿色化学”是当今社会提出的一个新概念是当今社会提出的一个新概念,它要它要求从经济、环保和技术上设计可行的化学反应。据此求从经济、环保和技术上设计可行的化学反应。据此,由单质由单质铜制取硝酸铜的下列衍变关系可行且符合铜制取硝酸铜的下列衍变关系可行且符合“绿色化学绿色化学”要求要求的是的是()A.CuA.Cu Cu(NO Cu(NO3 3)2 2B.CuB.Cu CuOCuO Cu(NO Cu(NO3 3)2 2C.CuC.Cu CuOCuO Cu(OH)Cu(OH)2 2 Cu(NOCu(NO3 3)2 2D.CuD.Cu CuSO CuSO4 4 Cu(NOCu(NO3 3)2 2【解析解析】选选B B。本题主要考查。本题主要考查“绿色化学绿色化学”知识。绿色化学要知识。绿色化学要求尽可能地利用原料并保证生产过程无污染。求尽可能地利用原料并保证生产过程无污染。A A和和D D中中,铜与硝铜与硝酸或浓硫酸反应都会有污染物生成酸或浓硫酸反应都会有污染物生成,不符合不符合“绿色化学绿色化学”的思的思想想;C;C中将中将CuOCuO再转化为再转化为Cu(OH)Cu(OH)2 2,在技术上难以实现在技术上难以实现,且增加了步且增加了步骤骤,不符合不符合“绿色化学绿色化学”中经济性的要求。中经济性的要求。2.2.某稀硝酸中某稀硝酸中,加入加入5.6 g5.6 g铁粉充分反应后铁粉充分反应后,铁粉全部溶解铁粉全部溶解,放出放出NONO气体气体,溶液质量增加溶液质量增加3.2 g,3.2 g,所得溶液中所得溶液中FeFe2+2+、FeFe3+3+的物质的量的物质的量之比为之比为()A.11A.11B.21B.21C.32C.32D.41D.41【解析解析】选选C C。由质量守恒。由质量守恒,可确定可确定NONO的质量为的质量为2.4 g,2.4 g,物质的量物质的量为为0.08 mol,0.08 mol,转移电子数为转移电子数为0.24 mol0.24 mo