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文檔簡介
問題設計氮在自然界中是如何循環(huán)的?什么是氮的固定?工業(yè)上是如何合成氨的?氮氣的物理性質和化學性質?NO、NO2物理性質和化學性質?一、氮在自然界中的循環(huán)N2
氮氧化物
NH3
銨鹽
HNO3
硝酸鹽有機氮
游離態(tài)化合態(tài)氮循環(huán)中涉及到的主要物質:主要形式(1)游離態(tài)→化合態(tài)①豆科植物根部的根瘤菌,把空氣中的氮氣轉變?yōu)橄跛猁}等含氮化合物;②放電條件下,與氧氣結合為氮氧化合物,并隨降水進入土壤和水體中;③合成氨工廠、汽車發(fā)動機都可以將一部分氮氣轉化成化合態(tài)。(2)化合態(tài)→化合態(tài):
化石燃料燃燒、森林和農(nóng)作物枝葉燃燒所產(chǎn)生的氮氧化合物通過大氣進入陸地和海洋,進入氮循環(huán)。(3)化合態(tài)→游離態(tài):
硝酸鹽在某些土壤細菌作用下轉化成氮氣。游離態(tài)的氮元素化合態(tài)的氮元素氮的固定固氮的途徑被氧化
HNO3、硝酸鹽N2NH3、銨鹽被還原
氮的固定人工固氮自然固氮高能固氮:閃電10%生物固氮:豆科植物90%催化劑N2+3H22NH3高溫、高壓仿生固氮(常溫常壓)
生物固氮根瘤菌與大豆、蠶豆等豆科植物共生的根瘤菌中存在固氮酶,能在常溫常壓下把空氣中的氮氣轉變?yōu)榘薄R弧⒌獨馕锢硇再|:無色、無味的氣體,密度比空氣稍小,難溶于水元素的典型物質所屬類別元素化合價通性氧化性還原性1、氮氣化學性質預測物質性質的方法【預測】氮氣的化學性質1、氮氣化學性質(1)非金屬單質通性①與金屬反應②與非金屬反應(H2、O2)(2)氧化性和還原性通常狀況,不活潑。一定條件下,與Mg、H2、O2反應
(1)與金屬鎂反應3Mg+N2
Mg3N2點燃+2-3(氮化鎂)(2)與非金屬反應①與氧氣反應
現(xiàn)象:有紅棕色氣體生產(chǎn)。結論:氮氣與氧氣發(fā)生反應涉及的化學方程式:N2+O2
2NO放電2NO+O2
2NO2(無色)(紅棕色)②與氫氣反應可逆反應:相同條件下,同時向正反兩個方向進行的反應。
思考:向一個密閉容器中投入1molN2和3molH2,能否生成2mol的NH3?特征:不能進行到底,反應物、生成物同時存在否N2+3H22NH3
高溫、高壓催化劑(工業(yè)合成氨原理)氮的氧化物NON2ONO2N2O3N2O4N2O5物理性質:無色、難溶于水的氣體缺點:優(yōu)點:NO結合血紅蛋白的能力比一氧化碳還強,更容易造成人體缺氧。一氧化氮分子作為一種傳遞神經(jīng)信息的“信使分子”,在使血管擴張、免疫、增強記憶力等方面有著極其重要的作用。+1+2+3+4+4+5物理性質:紅棕色、有刺激性氣味的有毒氣體,易溶于水化學性質:NO2溶于水時生成硝酸和一氧化氮。工業(yè)上利用這一原理制取硝酸。2NO2+H2O=2HNO3+NO用途:能使多種織物退色,損壞多種織物和尼龍制品,對金屬和非金屬材料也有腐蝕作用①與H2O反應:化學性質:現(xiàn)象:3NO2+H2O====2HNO3+NO2NO+O2====2NO2a.紅棕色氣體變?yōu)闊o色氣體;b.集氣瓶中水面上升到原體積的約三分之二處;c.讓集氣瓶內(nèi)無色氣體接觸到空氣,又變成紅棕色;d.向溶液中滴入石蕊試液變成紅色。結論:a.二氧化氮能與水反應生成無色氣體一氧化氮,同時生成酸性物質;b.一氧化氮易與氧氣反應生成二氧化氮。、涉及到的反應:拓展練習:標況下,將一充滿NO2的試管倒立于盛有足量水的水槽中,充分反應后,若不考慮試管內(nèi)物質向外擴散,求:試管中溶液的物質的量濃度?解析:c(HNO3)==0.045“雷雨發(fā)莊稼”;“一場雷雨一場肥”N2+O2====2NO放電2NO+O2====2NO23NO2+H2O====2HNO3+NO涉及的反應方程式:放電N2NONO2HNO3NO3-鹽O2水礦物質O21、
設計實驗,要求盡可能多的使試管內(nèi)的氣體被水吸收。2、
你的設計對工業(yè)生產(chǎn)硝酸有什么啟示?[再思考]充分利用原料,減少污染物的排放2NO+O2==2NO23NO2+H2O==2HNO3+NO……現(xiàn)學現(xiàn)用NO只能排水法,NO2只能向上排氣法,1、如何收集NO和NO2氣體?能否顛倒過來?2、如何除去NO中NO2
?混合氣通過水洗若用排空氣法收集則得到NO2;若用排水法收集則得到NO氮氧化物與環(huán)境污染的防治
消除污染的主要方法:堿液吸收法
NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O
①形成酸雨②形成光化學煙霧NO2+O2→O3O3+CxHy→有毒煙霧③破壞臭氧層(形成臭氧空洞)氮的氧化物、氟氯烴(氟利昂)等。④水體的富營養(yǎng)化硝酸型酸雨1998年諾貝爾獎獲得者伊格納羅發(fā)現(xiàn)一氧化氮(NO)是人體內(nèi)保護機體抵抗心血管疾病與其他疾病的信號分子酸雨酸雨的形成酸雨的危害城市中的光化學煙霧污染光化學煙霧是氮氧化物和碳氫化合物(HC)在大氣環(huán)境中受強烈的太陽紫外線照射后產(chǎn)生的一種大氣污染,在這種復雜的光化學反應過程中,主要生成光化學氧化劑(主要是O3)及其他多種復雜的化合物。2.氮氧化物對環(huán)境污染的防治(1)來源:(2)防治:氮氧化物主要來源于化石燃料的燃燒,汽車尾氣、工廠廢氣的排放,其中,汽車尾氣是城市大氣中氮氧化物的主要來源之一。①開發(fā)使用潔凈能源;②對工廠排放的廢氣進行處理③對汽車尾氣進行凈化處理。東京展出富士重工電動汽車概念車R1e
小結:N-3N0N+2N+4N+5Mg3N2N2NONO2HNO3NH32NO+O2==2NO23NO2+H2O==2HNO3+NON2+3H22NH3高溫、高壓催化劑N2+3Mg==Mg3N2點燃N2+O2==2NO放電例1、起氮的固定作用的化學反應是()A、N2和H2在一定條件下生成氨氣B、NO遇O2轉化成NO2
C、硝酸工廠氧化NH3制取NOD、用NH3制硫酸銨
A例2、從N2中氮元素的化合價來說,氮氣既有氧化性,又有還原性。下列反應中氮氣表現(xiàn)還原性的是()A、氮氣與氫氣反應B、氮氣跟氧氣反應C、氮氣跟金屬鎂反應D、以上反應都不是B例3、Murard等三位教授最早提出NO分子在人體內(nèi)有獨特的功能,近年來在此領域的研究有很大進展,因此這三位教授榮獲了1998年諾貝爾醫(yī)學獎及生理學獎。關于NO的下列敘述不正確的是()A、NO可以是某些含低價氮的物質被氧化的產(chǎn)物B、NO不是酸性氧化物C、NO可以是某些含高價氮的物質被還原的產(chǎn)物D、NO是紅棕色氣體D第2課時氨與銨態(tài)氮肥哈伯波施分別獲得1918年和1932年諾貝爾化學獎N2+3H22NH3高溫、高壓
催化劑工業(yè)合成氨一.氨氣的物理性質3.極易液化,液氨汽化時要吸收大量熱1.無色,有刺激性氣味的氣體2.極易溶于水.常溫常壓下,1V水約能溶解700V氨氣,氨水密度比水小.4.密度比空氣小,STP下,密度為0.771g·L-1致冷劑滴有酚酞的水1.噴泉現(xiàn)象形成的直接原因是什么?2.是什么導致了燒瓶中氣壓的急劇下降?3.引發(fā)該實驗的關鍵操作是什么?4、噴泉的顏色為什么變紅色?思考:氨溶解于水僅是簡單的溶解過程嗎?問題:噴泉形成的原因?氨氣極易溶于水瓶中氨氣溶于膠頭滴管擠入的水中瓶中氣壓下降小于外界氣壓燒杯中的水被大氣壓壓入燒瓶形成噴泉(1︰700)
實驗現(xiàn)象燒杯中的水進入燒瓶形成噴泉,燒瓶內(nèi)液體呈現(xiàn)紅色實驗原理:使燒瓶內(nèi)外在短時間內(nèi)迅速產(chǎn)生較大的壓強差,利用大氣壓將燒杯中的液體壓入燒瓶內(nèi)問題:顏色變紅色又說明什么問題?(2)氨氣的化學性質:①與H2O反應:NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-
(一水合氨)氨氣是唯一的堿性氣體,能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(檢驗氨氣)一水合氨是弱堿,能使酚酞試液變紅填寫表格液氨氨水物質成分離子種類性質NH3,H2O,NH3·H2O,NH4+,OH-,H+NH3分子
純凈物(非電解質)
混合物(NH3·H2O為弱電解質)不具堿性弱堿性氨水是弱堿,對嗎?氨水呈弱堿性。一位老師在做NH3的噴泉實驗時,發(fā)現(xiàn)水上噴無力,噴泉結束后,溶液僅占燒瓶體積的五分之一,你認為造成實驗不理想的原因可能有A、收集的NH3不純凈B、燒瓶不干燥或氣體未干燥C、NH3在水中的溶解度不夠大D、裝置漏氣√√√1、裝置氣密性好2、燒瓶要干燥3、氣體要充滿燒瓶4、氣體要純凈干燥實驗成功的關鍵(1)用圖1裝置進行噴泉實驗,上部燒瓶已裝滿干燥氨氣,引發(fā)水上噴的操作是_____________________________________。該實驗的原理是___________________________________。(2)只提供圖2的裝置,請說明引發(fā)噴泉的方法。打開止水夾,擠出膠頭滴管中的水。氨氣極易溶解于水,致使燒瓶內(nèi)氣體壓強迅速減小。打開夾子,用手(或熱毛巾等)將燒瓶捂熱,氫氣受熱膨脹,趕出玻璃導管內(nèi)的空氣,氨氣與水接觸,即發(fā)生噴泉。前面學過的氣體SO2和Cl2,在水中溶解度不大,那么它們能不能也設計出噴泉實驗呀?如能,需要什么樣的試劑?你能設計出一個藍色的噴泉實驗來嗎?可以選用NaOH
溶液(1)在如圖所示的噴泉實驗裝置中,燒瓶中充滿干燥的氣體a,將膠頭滴管中的液體b擠入燒瓶內(nèi),并輕輕振蕩。然后打開彈簧夾f,燒杯中的液體b呈噴泉狀噴出,最終幾乎充滿整個燒瓶。則a、b分別是(
)a(干燥的氣體)b(液體)ANO水BNO2水CCl2飽和NaCl溶液DNH3水D實驗現(xiàn)象結論實驗1實驗2實驗3燒杯內(nèi)溶液噴到燒瓶內(nèi),酚酞溶液變紅色氨氣極易溶于水;氨水呈堿性濕潤的紅色石蕊試紙變藍燒杯內(nèi)出現(xiàn)白煙濃氨水和濃鹽酸易揮發(fā)氨氣和氯化氫化合成氯化銨晶體氨水易揮發(fā),氨氣的水溶液具有
堿性。
濃鹽酸和濃氨水并沒有直接接觸,為何會有明顯現(xiàn)象?
濃鹽酸換成濃硫酸濃硝酸還會有這樣的現(xiàn)象嗎?
NH3+HCl====NH4Cl2NH3+H2SO4====(NH4)2SO4NH3+HNO3====NH4NO3實質:NH3+H+====NH4+大量白煙②與酸的反應(常用硫酸作為氨氣的吸收劑)-3氨氣的還原性之氨氣的催化氧化..flv4NH3+5O24NO+6H2O高溫催化劑+20-2-2還原劑氧化劑注意:①反應條件:催化劑、加熱②是工業(yè)制硝酸中的關鍵一步③氨有一定的還原性,可被O2、Cl2、
CuO等氧化思考:工業(yè)制硝酸的涉及的反應化學方程式?工業(yè)上制硝酸的基礎.氨的用途制氮肥銨鹽制硝酸純堿有機合成工業(yè)原料致冷劑三、氮肥(1)銨態(tài)氮肥:(2)其它氮肥:硝態(tài)氮肥如:KNO3有機態(tài)氮肥如:CO(NH2)2氨水和銨態(tài)氮肥都來源于NH3(NH4)2SO4NH4NO3NH4HCO3NH4ClCO(NH2)2
創(chuàng)設情境1有一位農(nóng)民在倉庫里存放了一袋氮肥—碳酸氫銨(俗稱碳銨),有一天他發(fā)現(xiàn)這袋化肥包裝破損受潮了,就把它拿出去曬,結果發(fā)現(xiàn)沒有人偷盜卻少很多,你能從化學的角度替他找原因嗎?問題情景2在村子里住著兩位農(nóng)民,小李和小劉,他們都種了幾畝水稻。小李很勤勞,不僅買了氮肥硝酸銨,還同時使用了自己燒制的草木灰(呈堿性),小劉只施用了氮肥硝酸銨,小李心想自己使用的肥料多,收成一定好,結果到了秋收時發(fā)現(xiàn),自己田地的產(chǎn)量遠不及小劉的,你知道原因嗎?實驗現(xiàn)象結論(化學方程式)加熱NH4Cl加熱NH4HCO3與堿反應都是白色晶體,易溶于水NH4Cl===NH3↑+HCl↑NH3+HCl===NH4Cl△固體分解,有刺激性氣味氣體產(chǎn)生,在試管口處有白色固體生成有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生,使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍狀態(tài):固體分解,試管口產(chǎn)生水珠,生成的氣體使澄清石灰水變渾濁NH4HCO3===NH3↑+CO2↑+H2O△NH4Cl+NaOH==NH3↑+NaCl+H2O1.根據(jù)實驗1、實驗2,應當怎樣合理的儲存和使用銨態(tài)氮肥?2.根據(jù)實驗3,試從離子反應的角度認識銨鹽與堿溶液反應的實質,并嘗試總結檢驗銨根離子的方法。拓展延伸應該密封包裝并放在陰涼通風處;施肥時,應將其埋在土下以保持肥效,同時不能與堿性物質如草木灰等混合使用。NH4++OH-=NH3↑
+H2O(1)取少許溶液于潔凈的試管中,(2)加入適量氫氧化鈉溶液并加熱,(3)將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口,試紙變藍(蘸有濃鹽酸的玻璃棒接近瓶口產(chǎn)生白煙)(4)證明溶液中有NH4+存在。取試樣加試劑述現(xiàn)象下結論檢驗NH4+的方法!四、氨的實驗室制法2NH4Cl+Ca(OH)2====CaCl2+2NH3↑+2H2O
△
1.原理:2.氣體發(fā)生裝置:固+固,加熱型NH4Cl和Ca(OH)2棉花思考:這三個實驗中都產(chǎn)生了氨氣,實驗室里能用這三個反應來制取純凈的氨氣嗎?思考:1.試管口為什么向下傾斜?2.試管口為什么用棉花塞住?3.聯(lián)系氨氣的性質,該裝置是否有缺陷?如何改進?
2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3↑+2H2O
使生成的水順利流下,防止試管炸裂防止與空氣形成對流,收集氨氣不純沒有尾氣吸收,可以用水或稀硫酸浸濕棉花四、氨氣的實驗室制取:1、原理:2、裝置:固體+固體加熱制取氣體——與制取O2相同
4、收集:向下排空氣法5、驗滿:(1)濕潤的紅色石蕊試紙靠近試管口(2)玻璃棒蘸取濃鹽酸靠近試管口3、干燥:用堿石灰或生石灰在干燥管或U型管中干燥
2NH4Cl
+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O加熱6、尾氣處理:用水或稀酸吸收例1、實驗室里若用如圖所示裝置制取氨氣,試用表格形式列出圖中裝置的錯誤之處,并用文字簡要說明如何改正錯誤之處應如何改正試管a管口向上傾斜應略向下傾斜試管夾的位置不對應夾在離管口1/3處試管b管口向上應向下試管b塞上橡皮塞把橡皮塞改為棉花團反應物沒加熱用酒精燈加熱3.干燥裝置:用堿石灰干燥ABC4.收集裝置:向下排空氣法5.驗滿:a:使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(唯一的一種堿性氣體)b:蘸有濃HCl的玻璃棒接近試管口產(chǎn)生白煙氨氣溶于水制氨水時,都要用一倒置的漏斗如右圖,說說為什么?還可以用下列
裝置代替。abcdad6.尾氣處理:用水或濃硫酸吸收多余的氨氣思考:實驗室中還可以用哪些方法快速制氨氣?①加熱濃氨水法②濃氨水加堿石灰法(堿石灰吸水、溶解時放熱)堿石灰濃氨水下面是實驗室制取氨氣的裝置和選用的試劑,其中合理的是()BD例1、1L0.1mol?L-1的氨水中所含溶質粒子的物質的量是()A、0.1molNH3
B、0.1molNH3?H2OC、NH3和NH3?H2O共0.1mol
D、NH3和NH3?H2O及NH4+共0.1mol
D例2、用兩根玻璃棒分別在濃氨水和某酸里蘸一下,然后使兩根玻璃棒靠近但不接觸,能觀察到白煙的是()A、濃硫酸B、濃磷酸C、濃鹽酸D、濃硝酸CD例3、相同狀況下,在容積相同的三個試管內(nèi)分別充滿干燥的NH3、HCl、NO2氣體,然后分別做噴泉實驗,實驗結束后,試管內(nèi)液面高度分別為h1、h2、h3,則(),溶解后溶質的濃度分別是多少?A、h1=h2=h3B、h1>h2>h3
C、h1=h2>h3D、h3>h1=h2C第3課時硝酸及其應用
福州硝酸泄漏一小時成功救險
《海峽都市報》
2004年7月31日下午,福州市福馬路鼓山附近路邊,突然騰起紅棕色的“濃煙”,帶著一股濃烈的刺激性氣味,引起了附近許多居民的不良反應.住在這一帶的居民透露,紅棕色煙冒出的地方,是一個倉庫,倉庫里存放著很多濃硝酸。
消防隊員經(jīng)過近1小時緊張施救,大面積硝酸泄漏得到控制,四周空氣基本恢復正常。
據(jù)現(xiàn)場的消防指揮官吳發(fā)輝介紹,在現(xiàn)場,根據(jù)嗅覺判斷,“煙”氣里含有硝酸。“硝酸是溶解在水中的,所以我們用水霧來壓住并稀釋煙氣,讓這些腐蝕性的氣體沉降到地面,不至于在空氣中擴散。”吳告訴記者。
控制住毒氣后,另一個問題出現(xiàn)了,大量酸液向大路涌去,流經(jīng)之處,水泥地面都被腐蝕。消防員緊急調來大量的沙子,在酸液流經(jīng)之處壘起一個小堤壩,然后迅速運來石灰。險情再次得到緩解。
記者在現(xiàn)場附近,遇到了事發(fā)倉庫的老板馬某,已被警方控制。馬某說,他不太清楚硝酸的物理化學特性,他原以為用一般的臥罐來裝盛這種危險的液體沒有問題。事發(fā)后他還抱怨:“都怪罐子的質量太差了,怎么就突然裂開了呢?”一位環(huán)保人員告訴記者,裝濃硝酸的容器不但要耐得住壓力,還得耐得住腐蝕,一般的金屬根本擋不住這種酸性劇烈的物質。純硝酸顏色:氣味:狀態(tài):密度:溶解性:揮發(fā)性:無色有刺激性氣味液體密度比水大,密度1.5g/cm3,溶于水放熱可溶于水,能與水任意比互溶易揮發(fā),沸點83℃常用濃硝酸質量分數(shù)為68%—70%,質量分數(shù)為95%以上的硝酸為“發(fā)煙硝酸”。“根據(jù)嗅覺判斷,‘煙’氣里含有硝酸;用高壓水霧來壓住并稀釋煙氣”,通過現(xiàn)場消防指揮官說的這些話,可以看出硝酸具有什么物理性質?
在搶險過程中,運來的石灰起什么作用,體現(xiàn)了硝酸的什么化學性質?硝酸能使酸堿指示劑變色硝酸能與金屬反應硝酸能與堿起反應硝酸能與堿性氧化物反應硝酸能與某些鹽反應二、硝酸的化學性質1、酸性
“裝濃硝酸的容器不但要耐得住壓力,還得耐得住腐蝕,一般的金屬根本擋不住這種酸性劇烈的物質”,那么硝酸與金屬是怎樣反應的呢?2、強氧化性(濃度越大,氧化性越強)
(1)硝酸與金屬(除金、鉑、鈦外)反應一般不產(chǎn)生氫氣,與稀硝酸生成NO,與濃硝酸生成NO2
常溫下,濃硝酸能使Al、Fe等鈍化。故裝濃硝酸可用鐵質或鋁質容器。二、硝酸的化學性質微型實驗(ML):硝酸與金屬銅的反應濃硝酸與銅稀硝酸與銅
現(xiàn)象記錄化學方程式硝酸表現(xiàn)的性質氧化性強弱比較動手實踐實驗室常用上述反應制取NO2和NO。Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O氧化性、酸性氧化性、酸性濃硝酸強于稀硝酸反應速度較慢,產(chǎn)生無色氣體,氣體遇空氣變成紅棕色,溶液變?yōu)樗{色。反應速度快,產(chǎn)生紅棕色氣體,溶液變?yōu)樗{綠色或綠色
玻爾是丹麥著名的物理學家,曾獲得諾貝爾獎。第二次世界大戰(zhàn)中,玻爾被迫離開將要被德國占領的祖國。為了表示他一定要返回祖國的決心,他決定將諾貝爾金質獎章溶解在王水里,裝于玻璃瓶中,然后將它放在柜面上。后來,納粹分子竄進玻爾的住宅,那瓶溶有獎章的溶液就在眼皮底下,他們卻一無所知。這是一個多么聰明的辦法啊!戰(zhàn)爭結束后,玻爾又從溶液中還原提取出金,并重新鑄成獎章。新鑄成的獎章顯得更加燦爛奪目,因為它凝聚著玻爾對祖國無限的熱愛和無窮的智慧。王水:濃HNO3和濃HCl(體積比1:3)的混合物,能使一些不溶于硝酸的金屬,如Au、Pt等溶解。實驗模擬碳與濃硝酸反應(2)與非金屬(碳等)的反應:C+4HNO3(濃)=4NO2↑+CO2↑+2H2O△此反應中,硝酸只表現(xiàn)氧化性。(3)與其它還原性物質反應SO2H2SO4FeOFe(NO3)3Na2SO3Na2SO4Na2SS或H2SO4一般地,濃HNO3的還原產(chǎn)物是NO2;稀HNO3的還原產(chǎn)物是NO“紅棕色的氣體”可能是什么物質?為什么會產(chǎn)生這種物質,說明硝酸具有什么性質?
3、硝酸的不穩(wěn)定性4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O
或光照二、硝酸的化學性質硝酸越濃,就越容易分解。1、濃硝酸常呈黃色的原因是什么?如何消除?濃HNO3中的黃色為NO2,可充入O2除去,4NO2+O2+2H2O==4HNO32、濃硝酸如何保存?儲存?棕色細口瓶,避光低溫。鐵制或鋁制容器運輸。聯(lián)想:常見藥品中,需要放在棕色瓶中的試劑有哪些?見光分解的物質濃HNO3
、AgNO3
、氯水、AgX、溴水等。硝酸的用途塑料炸藥硝酸顏料試劑足量的Cu中加入少量的濃硝酸,可能會發(fā)生什么反應?反應停止后,如果在溶液中再加入足量鹽酸,會出現(xiàn)什么情況?溶液中存在NO3-,它遇到H+后,會繼續(xù)氧化銅,當然此時NO3-/H+的溶度較稀.思考題
一開始是銅與濃硝酸反應:Cu+4HNO3(濃)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O隨著反應進行,硝酸由濃變稀,則發(fā)生:3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O工業(yè)上擬用Cu與適量的硝酸來制備Cu(NO3)2,下面是三位同學提出的三個方案:甲:銅濃硝酸乙:銅稀硝酸丙:銅空氣△硝酸請問:那一種方案最好?為什么?Cu(NO3)2Cu(NO3)2Cu(NO3)2CuO③
OH-HCl稀HNO3+Cu
H2O△或光照濃HNO3+CuO2
NH4ClNH3.H2ONH3H2O△
OH-
或△
HCl
HNO3NONO2N2
放電高溫高壓催化劑O2
催化劑課堂小結:氮及其重要化合物間的轉化關系銨鹽氨氣硝酸將1.92克銅投入到一定量的濃硝酸中,銅全溶解,共收集到標況下672毫升的氣體。將這些氣體倒扣于水中,通氧氣,至恰好使氣體全溶解。則,1.成的氣體是什么?有多少毫升?2.參與反應的硝酸有幾摩爾?其中顯酸性的和顯氧化性的分別是幾摩爾?3.通入的氧氣是標況下的多少毫升?4.求通入氧氣后所得溶液的C。
下列物質的溶液在長期放置的過程中因被氧化而成黃色的是()
A.濃硝酸B.工業(yè)鹽酸
C.氯化亞鐵D.濃溴水
E.KI溶液
思考:CE
2.將銅粉放入稀H2SO4中,加熱無明顯現(xiàn)象發(fā)生,當加入下列一種物質后,銅粉的質量減少,溶液呈藍色,同時有氣體逸出,該物質是:()Fe2(SO4)3B.Na2SO4
C.KNO3D.FeSO4C3、在100ml濃HNO3中加足量Cu產(chǎn)生氣體aL,用排水法收集到bL氣體,則原硝酸的物質的量濃度為()(a+3b)/2.24mol/L
1.某單質跟濃硝酸反應時參加反應的單質與硝酸的物質的量之比為1:4則該單質被氧化后元素化合價可能為()A.+1B.+2C.+3D.+4BD課堂練習
4.不同濃度的硝酸分別與足量的鋅完全反應,還原產(chǎn)物分別是NO2、
NO和NH4NO3,若這些產(chǎn)物的物質的量相等,則參加反應的HNO3的物質的量之比是()A.2:4:5B.1:2:5C.1:2:2D.1:1:1B思維拓展例1、某課外興趣小組為探究Cu與稀硝酸反應生成的NO氣體設計了如圖所示裝置,請回答:(1)如何檢驗裝置的氣密性關閉分液漏斗活塞及止水夾1、2,分別從U型管的1、2長管口注入液體,若出現(xiàn)液面高度差,說明氣密性好。(2)實驗開始時打開止水夾和分液漏斗活塞,先在管2中加濃硝酸與橡皮塞接觸然后關閉止水夾1、2,從管1長管加入稀硝酸至橡膠塞,關閉分液漏斗活塞。為加快反應速率,應采取什么措施
.(3)實驗中硝酸與Cu的反應,能否自動停止
.為什么
.(4)在實驗中,證明生成的無色氣體是NO的操作是:
.能隨反應生成氣體增多,壓強增大,液面下降,當液面脫離銅絲時,反應停止。將分液漏斗活塞打開,使無色氣體進入分液漏斗中,若無色氣體邊為紅棕色,證明無色氣體為NO。(5)關閉漏斗活塞打開止水夾1,NO氣由管1進入管2,同學們意外發(fā)現(xiàn)在管2短管上部出現(xiàn)紅棕色氣體層,且濃硝酸顏色變黃,此現(xiàn)象的原因是
,此過程的化學方程式為:
。此現(xiàn)象說明
。濃硝酸將NO氣體氧化成NO2,且部分NO2溶于濃硝酸而現(xiàn)黃色濃硝酸的氧化性比稀硝酸強。2HNO3+NO==3NO2+H2O(6)為防止生成的氣體對環(huán)境造成污染,實驗完畢后應采取什么樣的措施?
。思維拓展例2.鐵在熱的稀硝酸中反應其主要還原產(chǎn)物為N2O,而在冷的稀硝酸中反應,其主要產(chǎn)物為NO,當溶液更稀時,還原產(chǎn)物是NH4+,請分析下圖回答有關問題:C(H+)
aabcdbcdn(Fe)
V氣體線(標況)
o1:假設在任意氣體產(chǎn)生的曲線段內(nèi)只有一種還原產(chǎn)物,判斷從o點到a點時還原產(chǎn)物應為()C(H+)
c(H+)線
aabcdbcdn(Fe)V氣體(標況)oNO2:判斷從a點到b點時還原產(chǎn)物為()
其原因是.反應放熱溫度升高
N2O3.試配平由b到c點的化學方程式。
Fe+HNO3====Fe(NO3)3++H2O
4:已知到達d點時,反應完全結束,此時溶液中主要的陽離子為()且分析c、d點投入金屬鐵的物質的量之比ncFe:ndFe=(:)C(H+)
c(H+)線
aabcdbcdn(Fe)V氣體(標況)oFe2+NH4+
23NH4NO3883039①3NO2+H2O=2HNO3+NO2NO+O2=2NO2
②①×2+②得:想想看:若將NO2和O2同時通入水中的反應是什么?
4NO2+O2+2H2O=4HNO3
V(NO2):V(O2)=4:1,恰好完全反應。無氣體剩余。<4:1,O2過量,剩余氣體為O2。>4:1,NO2過量,剩余氣體為NO?。若將NO和O2同時通入水中,反應是什么?結論又是怎樣的?想一想:V(NO):V(O2)=4:3時,完全反應,無氣體剩余V(NO):V(O2)<4:3時,O2過量,剩余氣體為O2V(NO):V(O2)>4:3時,NO過量,剩余氣體為NO同理①×2+②×3得:4NO+3O2+2H2O=4HNO3
將充滿NO和NO2的混合氣體45mL的試管,倒立于水中,一段時間后,氣體的體積為35mL,原混合氣體中,NO和NO2的體積比為A.2:1 B.2:7 C.7:2D.9:7練一練思考可以把NO換成N2
、H2
、O2嗎?1、NO與O2
的混合氣體溶于水
例、盛有12mLNO氣體的試管倒立于水槽中,通入一定量的O2,充分反應后,試管內(nèi)氣體的體積為4mL,則通入氧氣的體積可能為().
A.8mLB.6mLC.11mLD.13mLBD
3、將充滿NO和NO2的混合氣體45mL的試管,倒立于水中,一段時間后,氣體的體積為35mL,原混合氣體中,NO和NO2的體積比為A.2:1 B.2:7C.7:2D.9:7解析:3NO2+H2O=2HNO3+NO△V313-1=2
(45-35)=10mL
15mLV(NO2)=15mL,V(NO)=30mL;
V(NO2):V(NO)=1:2
例2:將12mLNO2與O2混合氣體被水充分吸收后,發(fā)現(xiàn)剩余2mL氣體,問原混合氣體體積各為多少?討論:(1)若剩余氣體為O2,則4NO2+O2+2H2O=====4HNO3ΔV4mL1mL5mL
2.NO2
與O2
的混合氣體溶于水(2)若剩余氣體是NO,則3NO2+H2O=====2HNO3+NO2mL例4、將體積為10mL的試管倒置于盛水的水槽中,先向試管中注入一定量的NO,再通入O2,兩種氣體共為10mL,水面逐漸上升,至余3mL氣體時為止。求原混合氣體中NO和O2各多少毫升?解(1)若剩余氣體為NO則氧氣完全反應,設氧氣的體積為x4NO+3O2+2H2O=4HNO343x4x/34x/3+x=(10-3)=7mLx=3mLV(NO)=7mL(2)若剩余氣體為O2,則NO完全反應,設NO的體積為y4NO+3O2+2H2O=4HNO3433y/4yy+3y/4=(10-3)=7mLy=4mLV(O2)=6mL[例1]同溫同壓下,在3支相同體積的試管中分別充有等體積混合的2種氣體,它們是①NO和NO2;②NO2和O2;③NH3和N2。現(xiàn)將3支試管均倒置于水槽中,充分反應后,試管中剩余氣體的體積分別為V1、V2、V3,則下列關系正確的是()A.V1
>V2
>V3B.V1
>V3
>V2C.V2
>V3
>V1D.V3
>V1
>V2B有關反應為:3NO2+H2O=2HNO3+NO、4NO2+O2+2H2O=4HNO3。各取氣體4體積,則剩余氣體:①中為(4+4/3)體積NO;②中為3體積O2;④中為4體積N2。
[例2]某NO和NO2的混合氣體,在標準狀況下的密度為1.875g/L。將盛此氣體的試管倒立在水槽中,到水位不再上升為止,剩余氣體的體積為原混合氣體的()A.1/2B.1/3C.1/4D.1/5A混合氣平均相對分子質量為1.875×22.4=42。據(jù)十字交叉法求得NO和NO2的體積比為1:3。設原為4體積,則反應后體積為2。【例4】同溫同壓下,兩個等體積的干燥
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