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氮元素

氮族元素【备考目标】◆ 了解氮族元素单质及其重要化合物的主要性质及应用◆ 了解常见氮族元素单质及其重要化合物对环境质量的影响 ◆ 了解氮族元素在元素周期表中的位置及性质递变规律 【要点精讲】NH NaNO O 2NaOH24, 稀酸,CuN 2O 4NH知识点3.氮的化合物及其铵盐1.氮的氧化物(1)氮元素有+1、+2、+3、+4、+5等五种正价态,五种正价对应六种氧化物:N 2O 、NO 、N 2O 3、NO 2、N 2O 4、N 2O 5。

其中N 2O 3和N 2O 5分别是HNO 2和HNO 3的酸酐。

NO 是一种无色还原性较强的气体,易被O 2氧化为NO 2,NO 2是一种红棕色的易溶于水且与水反应的气体,氧化性强,能氧化SO 2,能使湿润的KI 淀粉试纸变蓝。

(2)NO 、NO 2都是大气污染物,空气中NO 、NO 2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NO 2是造成光化学烟雾的主要因素。

(3)可用下列反应,在实验室制取NO 、NO 2。

3Cu+8HNO 3(稀)====3Cu (NO 3)2+2NO ↑+4H 2O Cu+4HNO 3(浓)====Cu (NO 3)2+2NO 2↑+2H 2O+4.铵盐的性质铵盐都易溶于水,能与碱反应,受热能分解。

铵盐的分解规律是: (1)有不稳定性且无氧化性酸生成的铵盐,如:NH 4HCO 3 △NH 3↑+H 2O+CO 2↑(2)有挥发性但无氧化性酸生成的铵盐,如:NH 4Cl △HCl ↑+NH 3↑(冷却相遇:NH 3+HCl====NH 4Cl)(3)由强氧化性酸生成的铵盐,如:NH 4NO 3 △N 2O ↑+2H 2O 或4NH 4NO 3 △3N 2↑+2NO 2↑+8H 2O ,受热分解生成的氨气被氧化。

难点铵盐既能与碱反应,又能与酸反应由铵盐的通性可知,铵盐均可与碱反应放出NH 3,+4NH+OH-△3↑+H 2O 。

铵盐的另一部分阴离子往往不被重视,某些阴离子可与酸反应,甚至放出气体,例如:(NH 4)2CO 3、NH 4HCO 3、(NH 4)2SO 3、NH 4HSO 3、(NH 4)2S 、NH 4HS 等弱酸的铵盐,既可与碱反应,又可与酸反应。

另外如NH 4Cl 、NH 4NO 3等易挥发性强酸的铵盐晶体,可以与浓硫酸在加热的条件下反应。

此知识点经常用于框架推断题。

铵盐都是易溶于水的离子晶体(填晶体类型),受热易分解。

除去氯化铵中氯化钠杂质的方法是加热将产生的混合气导出、冷却;除去氯化钠中氯化铵杂质的方法是直接加热、排去气体、冷却;检验溶液中有无+4NH 的方法是加碱,加热,用湿润的红色石蕊检验放出的气体,观察试纸是否变蓝。

知识点4 氨的性质及其实验室制法1.由氨的分子结构分析理解氨的性质NH 3分子为三角锥形,N —H 键具有极性,决定了NH 3为极性分子,因而氨易液化(易液化的还有SO 2、Cl 2等);氨极易溶于水,其水溶液的密度小于1;NH 3分子也极易与酸反应生成铵盐。

NH 3分子中氮元素呈-3价,为氮元素的最低价态,具有还原性,能在一定条件下与O 2、Cl 2、CuO 等反应,被它们氧化:4NH 3+5O 2 催化剂△4NO+6H 2O2NH 3+3Cl 2====N 2+6HCl 2NH 3+3CuO△2+3H 2O2. 氨气的实验室制法及注意事项实验室常用铵盐与碱共热来制取氨气。

制取时应注意的事项是: (1)制氨气所用铵盐不能用硝铵、碳铵。

(2)消石灰不能用NaOH、KOH代替,原因是NaOH、KOH具有吸湿性,易结块,不利于产生NH3,在加热条件下能腐蚀试管。

(3)因氨气比空气轻,易与空气发生对流,所以收集氨气时,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。

1.磷单质的化学性质①4P+5O2点燃2P2O5(白烟) ②2P+3Cl2(不充足)点燃2PCl3(白雾) 2P+5Cl2(过量)点燃2PCl5(白烟)2.磷的化合物的性质①P2O5——磷酸的酸酐,具有酸性氧化物的通性P2O5+3H2O加热2H3PO4注:P2O5为白色固体,吸湿性强,可用作干燥剂。

②纯净的磷酸是无色晶体,有吸湿性,能与水以任意比例混合。

浓H3PO4为无色黏稠状液体,稳定,不挥发,不显强氧化性——最为“老实”,磷酸为三元酸,具有酸的通性。

3.磷肥的制取和使用制磷肥的原料是磷矿粉,它不溶于水,目的是把不溶性的磷酸盐,转化为可溶性磷酸盐,便于植物吸收。

①过磷酸钙:主要成分为Ca(H2PO4)2和CaSO4,有效成分为Ca(H2PO4)2。

Ca3(PO4)2+2H2SO4====2CaSO4+Ca(H2PO4)2②重过磷酸钙:主要成分Ca(H2PO4)2。

Ca3(PO4)2+4H3PO4====3Ca(H2PO4)2使用磷肥时,不能与碱性物质混合,因为Ca(H2PO4)2水溶液呈弱酸性,遇碱性物质会使其生成CaHPO4或Ca3(PO4)2沉淀,由于不溶于水而不能被作物吸收,降低或丧失肥效。

知识点6 溶液酸碱性对-3NO性质的影响在溶液中-3NO几乎与所有离子能大量共存,但注意,当溶液的酸性较强时可形成硝酸溶液,具有还原性的某些离子则不能与其大量共存,如-3NO 、H +、Fe2+中任意两者能大量共存,但三者混合则不能大量共存。

即:-3NO在中性或碱性溶液中不表现氧化性,而在酸性溶液中表现强氧化性。

知识点7 硝酸的化学性质1.酸性硝酸的电离方程式为HNO 3 =H + + NO 3-,表现酸的通性。

2.浓硝酸显黄色,是因为HNO 3分解产生的NO 2溶解在硝酸中,说明浓硝酸具有不稳定性,化学方程式为:4HNO 3或光4NO +O 2O,因此实验室保存硝酸时,必须用棕色瓶,且放置于冷暗处。

3.浓、稀硝酸都具有很强的氧化性,他们与铜反应的化学方程式为Cu + 4HNO 3(浓)Cu(NO 3)2 + 2NO + 2H 2O3Cu +8HNO 3(稀)3Cu(NO 3)2 + 2NO + 4H 2O铁、铝遇冷的浓硝酸发生钝化,足量硝酸与变价金属、非金属反应,均生成高价化合物。

浓硝酸与木炭共热:C +4HNO 3CO + 2H 2O稀硝酸与少量铁:Fe +4HNO 3Fe(NO 3)32O稀硝酸与足量铁:3Fe +8HNO33Fe(NO 3)2 + 2NO 2O4.有关硝酸化学性质需注意的几个问题(1)硝酸的还原产物可以为:NO 2、NO 、N 2O 、N 2、NH 3、+4NH 等,HNO 3的浓度越低,还原产物的价态越低。

(2)试管壁上的Cu 或Ag 应用稀硝酸洗去:用稀硝酸比用浓硝酸的HNO 3利用率高,且产生的污染物(NO x )少。

(3)在化学反应过程中,因量变积累,常常引起反应实质的变化,除硝酸外,硫酸、盐酸其浓溶液、稀溶液的性质不同,反应过程中浓度变化也往往引起反应实质的变化,解题应给予充分注意。

(4)浓硝酸久置变黄,工业盐酸为黄色(含Fe 3+)、亚铁盐放置溶液变黄(Fe 2+被氧化为Fe 3+)、KI 溶液久置变黄(I -被氧化为I 2),其中亚铁盐溶液中要加铁粉保存且现配现用。

(5)硝酸越浓,其氧化性越强,被还原的程度越小。

硝酸的氧化性强弱不是根据硝酸被还原的产物的化合价改变的大小来决定,而是得电子难易程度决定。

(6)在单质与硝酸反应的有关计算中,要注意单质是金属还是非金属,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。

知识点8 氮的氧化物与水反应的计算1.关系式法(1)对于NO 2、NO 分别与O 2混合与水反应的计算,首先写出以下方程式: 3NO 2+H 2O====2HNO 3+NO 2NO+O 2====2NO 2将以上两式叠加得以下计算关系式: 4NO 2+O 2+2H 2O====4HNO 34NO+3O 2+2H 2O====4HNO 3计算时要注意过量判断及剩余气体的成分。

(2)NO 、NO 2、O 2混合溶于水将以上两式再叠加可得:NO 2+NO+O 2+H 2O====2HNO 3若n(N)∶n(O)=2∶5,则混合气体刚好溶于水;n(N)∶n(O)>2∶5,NO 过剩;若n(N)∶n(O)<2∶5,O 2过剩。

(3)当NO 、NO 2的混合气体缓慢通入过量的NaOH 溶液中,发生如下反应:3NO 2+H 2O ====2HNO 3+NO ,NO 2+NO+2NaOH====2NaNO 2+H 2O ,将以上两个反应合并得:2NO 2+2NaOH====NaNO 3+NaNO 2+H 2O 当V(NO)>V(NO 2)时,反应后余NO ,体积为V(NO)-V(NO 2)。

当V(NO 2)≥V(NO)时,最后无气体剩余。

2.电子守恒法当NO2或NO转化为HNO3时要失去电子,若上述两种气体与O2混合,O2得电子,且得失电子数必然相等,这是电子守恒法解答此类题目的依据。

知识点小结:1、一氧化氮和二氧化氮⑴一氧化氮:无色气体,难溶于水,有很大毒性,在常温下极易被氧化成二氧化氮。

2NO+O2=== 2NO2⑵二氧化氮:有刺激性气味的红棕色气体,溶于水生成硝酸和一氧化氮。

3NO2+H2O=== 2HNO3+NO 4NO2O4(无色)注意:关于氮的氧化物溶于水的几种情况的计算方法。

①NO2或NO2与N2(或非O2)的混合气体溶于水时可依据:3NO2+H2O===2HNO3+NO 利用气体体积变化差值进行计算。

②NO2和O2的混合气体溶于水时,由4NO2+2H2O+O2=== 4HNO3可知,当体积比为=4:1,恰好完全反应V(NO2):V(O2) >4:1,NO2过量,剩余气体为NO<4:1,O2过量,乘余气体为O2③NO和O2同时通入水中时,其反应是:2NO+O2=== 2NO2,3NO2+H2O=== 2HNO3+NO ,总反应式为:4NO+2H2O+3O2=== 4HNO3当体积比为=4:3,恰好完全反应V(NO):V(O2) >4:3,NO过量,剩余气体为NO<4:3,O2过量,乘余气体为O2④NO、NO2、O2三种混合气体通入水中,可先按①求出NO2与H2O反应生成的NO的体积,再加上原混合气体中的NO的体积即为NO的总体积,再按③方法进行计算。

2、硝酸的化学性质①HNO3具有酸的通性。

①HNO3具有强氧化性,表现在能与多数金属、非金属、某些还原性化合物起反应。

要注意,由于硝酸氧化性很强,任何金属与硝酸反应都不能放出氢气,在与不活泼金属如Cu、Ag等反应时,浓硝酸还原产物为NO2,稀硝酸还原产物为NO,(但不能认为稀硝酸的氧化性比浓硝酸强);②在溶液中NO3—几乎与所有离子能大量共存,但注意,当溶液的酸性较强可形成硝酸溶液,具有还原性的某些离子则不能与其大量共存,如NO3—、H+、Fe2+中任意两者能大量共存,但三者则不能大量共存。

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