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省句中2013届高三化学一轮复习教学案

专题 氮的氧化物和硝酸

考点说明：

1.知道氮气稳定的原因及用途。

2.了解常见的氮的氧化物(NO、NO2)的性质及对环境的影响。

3.会用硝酸的氧化性解释硝酸与金属、非金属及其他具有还原性物质反应的特点。 知识梳理：

一、氮气及氮的氧化物 1．氮气

(1)氮的固定

使空气中__________的氮转化为__________的过程。 (2)氮气的性质 ①物理性质

纯净的N2是一种无色无味的气体，难溶于水，在空气中约占总体积的______。 ②化学性质

通常情况下，N2化学性质很稳定，只在高温、放电、催化剂等条件下才能发生一些化学反应。 a．与H2反应：______________________________________________________________。 b．与O2反应：_______________________________________________________________。 2．氮的氧化物

氮有多种价态的氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。 完成NO和NO2的比较表： 物理性质 化学性质 颜色 毒性 溶解性 与O2反应 与H2O反应 实验室制法(填化学方程式) 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O ①与血红蛋白结合使人中与人体、环境的关系 毒②转化成NO2形成酸雨、光化学烟雾 特别提醒：

(1)氮的氧化物都是大气污染物。

(2)空气中NO2是造成光化学烟雾的主要因素。

(3)空气中NO、NO2主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂等。

(4)NO2：既有氧化性又有还原性，以氧化性为主。NO2能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝。

二、硝酸 1．物理性质

色味态：______________________；挥发性：____挥发；水溶性：________________；发烟硝酸：__________________________________________________________________。 2．化学性质

HNO3—

形成酸雨、光化学烟雾 NO 2NO＋O2===2NO2 NO2 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O

解题指导：

1．硝酸与金属反应的一般规律

(1)金属与HNO3反应不生成H2，浓HNO3一般被还原为NO2，稀HNO3一般被还原为NO。 (2)足量金属与一定量浓硝酸反应时，随着硝酸浓度的降低，产物也发生改变。 (3)金属与HNO3反应的一般通式为

①金属＋浓硝酸―→金属硝酸盐＋NO2↑＋H2O

11

反应中，表现氧化性(被还原)的HNO3占；表现酸性生成硝酸盐的HNO3占。

22

②金属＋稀硝酸―→金属硝酸盐＋NO↑＋H2O

13

反应中，表现氧化性(被还原)的HNO3占；表现酸性生成硝酸盐的HNO3占。

44

2．硝酸与非金属反应的规律

(1)浓硝酸能与碳、硫、磷等非金属单质反应，一般生成最高价含氧酸或最高价氧化物、二氧化氮和水。 (2)与非金属反应，HNO3表现强氧化性，不表现酸性。 例1：在浓硝酸中放入铜片：

(1)开始反应的化学方程式为_________________________________________________， 实验现象为________________________________________________________________。 (2)若铜有剩余，则反应将要结束时的化学方程式为______________________________。 (3)待反应停止后，再加入少量25%的稀硫酸，这时铜片上又有气泡产生，原因是_______。

(4)若将12.8 g铜与一定量的浓硝酸反应，铜消耗完时，得NO、NO2混合气体5.6 L(标准状况下)。则所消耗硝酸的物质的量是________。

3．金属与硝酸反应计算题 思维模型

计算中的守恒思想的应用

(1)原子守恒法：HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NO3的形式存在于溶液

－

中；一部分作为氧化剂转化为还原产物，这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消 耗的HNO3中氮原子的物质的量。

(2)得失电子守恒法：HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO3中氮原子得电子的物质

的量等于金属失电子的物质的量。

(3)电荷守恒法：HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH)则有：

c(NO3)＝c(H)＋nc(Mn)(Mn代表金属离子)。

－

＋

＋

＋

－

(4)离子方程式计算法：金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO3在H2SO4

提供H的条件下能继续与金属反应，因此此类题目应用离子方程式来计算，先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H或NO3进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。

例2：足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体与1.68 L O2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5 mol·L1 NaOH溶液至Cu2

－

＋

＋

－

＋

－

恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是（ ）

B．45 mL

C．30 mL

D．15 mL

A．60 mL 11.2 L。请回答：

例3：将32.64 g铜与140 mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为(1)NO的体积为______ L，NO2的体积为______ L。 (2)待产生的气体全部释放后，向溶液中加入V mL a mol·L

－

－1

的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2全部转化成沉淀，

＋

则原硝酸溶液的浓度为________mol·L1。

(3)欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3，至少需要30%的双氧水________g。 4．有关硝酸氧化性的实验探究

浓、稀HNO3均具有强氧化性，为了证明其强氧化性，要对其还原产物进行检验，金属与HNO3的反应一直是高考的热点，主要考查方式有现象的描述、装置的选择、实验的设计是否符合环保、化学计算等。 例4：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。 Ⅰ.浓硝酸的强氧化性实验

将铜片置于具支试管的底部，在分液漏斗中加入约5 mL2 mL浓硝酸，用排水法收集产生的气体。

(1)具支试管中发生反应的化学方程式：_________________________________________。 (2)实验中观察到能证明浓硝酸具有强氧化性的现象______________________________。 Ⅱ.稀硝酸的强氧化性实验

(3)上述反应完成后，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_______________________________________________________________________。 (4)能证明稀硝酸与铜反应产生NO的实验现象是________________________(填写代号)。 A．c中收集到无色气体

B．c中收集到的无色气体接触空气后变为红棕色 C．b中产生的无色气体接触空气后变为红棕色 Ⅲ.实验反思

(5)利用该装置先进行铜与浓硝酸反应，再进行铜与稀硝酸反应的实验，其好处是________________________________________________________________________。 Ⅳ.问题讨论

用等质量的铜片与等体积的浓硝酸、稀硝酸(硝酸均过量)反应时，发现反应后所得溶液前者呈绿色，后者呈蓝色。对此有两种看法：

①两者颜色不同的原因是因为Cu2+浓度差异引起的。

②前者溶液呈绿色，是因为生成的红棕色NO2溶解于溶液中引起的。

(6)你认为上述看法 (填“①”或“②”)合理。若是①合理，说明理由，若是②合理，设计一个简单实验证明：________________________________________________。

浓酸，往具支试管中放入约