1、第13讲 氮的氧化物 硝酸 第13讲 氮的氧化物 硝酸 考纲导学 第13讲 氮的氧化物 硝酸 考纲要求 命题预测 1.了解氮元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。2.了解氮元素单质及其重要化合物对环境的影响。1.氮的氧化物及其对环境的污染。该部分知识的考查通常是作为选择支出现，若在非选择题中则是热化学反应、化学平衡等的命题着力点，难度较大。2.硝酸的强氧化性。考查的角度较多，是离子共存题中的隐含条件、技巧计算以及硝酸与金属反应设计探究性实验的载体，难度较大。要点探究 探究点一 氮气与氮的氧化物第13讲 要点探究【知识梳理】1氮气(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
2、约占_。(2)结构：电子式为_，结构式为_，氮氮三键的键能大，分子结构稳定，化学性质不活泼。78%NNNN第13讲 要点探究(3)化学性质常温下，N2的化学性质不活泼，可代替稀有气体作保护气体。(4)氮的固定氮的固定是指使空气中_转化为_的方法。2氮的氧化物(1)物理性质N23H2=催化剂高温、高压2NH3N2O2=放电或高温2NO游离态的氮氮的化合物第13讲 要点探究 颜色 气味 毒性 密度 水溶性 NO 无味 比空气略大 NO2 有刺激性气味 比空气大与水反应(2)化学性质无色有毒难溶于水红棕色有毒第13讲 要点探究 写出以上转化的化学方程式：_；_；_。2NOO2=2NO23NO2H2O
3、=2HNO3NOCu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O【要点深化】氮的氧化物溶于水的计算氮的氧化物溶于水的计算有以下几种情况：(1)NO2或NO2与N2(非O2)的混合气体溶于水时可依据：3NO2H2O=2HNO3NO，利用气体体积差值进行计算。第13讲 要点探究(2)NO2 和 O2 的 混 合 气 体 溶 于 水 时，由 4NO2 O2 2H2O=4HNO3 可知，当体积比 V(NO2)V(O2)41，恰好完全反应41，NO2过量，剩余气体为NO43，剩余NO43，剩余O2第13讲 要点探究(4)NO、NO2、O2 三种混合气体通入水中，可先按(1)求出 NO2与 H2O
4、反应生成的 NO 的体积，再加上原混合气体中 NO 的体积即为 NO 的总体积，再按(3)方法进行计算。值得注意的是：4NO2O2 和 4NO3O2 从组成上均相当于N2O5 的组成。即(2)(3)二式的方法，也为上述问题的解法提供了新的思路。即利用混合气体中的 N、O 原子个数比进行分析判断：N(N)N(O)25，剩余NO第13讲 要点探究【典例精析】例1如图131所示，试管中盛装的是红棕色气体(可能是混合物)，当倒扣在盛有水的水槽中时，试管内水面上升，但不能充满试管，当向试管内鼓入氧气后，可以观察到试管中水柱继续上升，经过多次重复后，试管内完全被水充满，原来试管中盛装的气体不可能是()A可
5、能是N2与NO2的混合气体B可能是O2与NO2的混合气体C可能是NO与NO2的混合气体D可能是NO2一种气体图131第13讲 要点探究 例 1 A 根据方程式4NO22H2OO2=4HNO3和4NO2H2O3O2=4HNO3可以看出一氧化氮与氧气按体积比43可以完全充满，二氧化氮与氧气按体积比41可以完全充满。但若有氮气，则水一定不会充满试管。第13讲 要点探究 点评本题的关键是熟悉两个综合方程式4NO22H2OO2=4HNO3和4NO2H2O3O2=4HNO3，若对这点掌握的较为熟练，则本题即可快速地选出A项，因为无论通入什么气体，化学性质稳定的N2都不会参加反应进入溶液中。下面的变式题则从
6、定量的角度对这两个反应进行了考查。第13讲 要点探究 将盛有12 mL NO2和O2的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余2 mL无色气体，则原混合气体中O2的体积和剩余的气体分别是()2.4 mL、O2 1.2 mL、NO 4 mL、O23.6 mL、NOA或 B或C或D或第13讲 要点探究 解析 NO2与O2的混合气体通入水中的反应：4NO2O22H2O4HNO3。剩余的2 mL无色气体可能是NO或O2。如是O2，则溶于水的气体为10 mL，其中O2为2 mL，NO2为8 mL，即原混合气体中含NO2为8 mL，O2为4 mL。如是NO，与水反应生成NO的NO2气体为6 mL，其
7、余NO2和O2共6 mL恰好反应生成HNO3，其中O2为1.2 mL，NO2为4.8 mL，即原混合气体中含NO2为10.8 mL，O2为1.2 mL。B 探究点二 硝酸第13讲 要点探究 【知识梳理】无1硝酸的物理性质纯硝酸_色、_挥发、有_气味，与水以任意比例混溶。2硝酸的化学性质(1)酸的通性，但与活泼金属反应时_生成H2。(2)不稳定性化学方程式为：_。易刺激性不能4HNO3=4NO2O22H2O第13讲 要点探究(3)强氧化性能与除_以外的所有金属反应，如Cu与浓、稀HNO3均可反应，化学方程式分别为：_，_。有些金属(如Fe、Al等)在冷的浓HNO3中发生钝化。与不活泼的木炭反应的
8、化学方程式为：_。硝酸的氧化性不同于硫酸的是：硝酸不论浓度大小，均具有强氧化性，且硝酸的氧化性随其浓度的增大而_，但其还原产物却随着其浓度的变化而不同，一般说来，浓硝酸的还原产物为_，而稀硝酸的还原产物为_。浓硝酸和浓盐酸的混合物称为王水(王水中浓硝酸与浓盐酸的体积比为_)，其氧化能力更强，能使一些不溶于硝酸的金属，如金、铂等溶解。金、铂Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2OC4HNO3(浓)=4NO2CO22H2O增强二氧化氮一氧化氮1:3第13讲 要点探究【要点深化】1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
9、单质一般氧化为最高价氧化物或其对应的水化物，硝酸只表现为氧化性，完全转化为还原产物。如：C4HNO3(浓)=CO24NO22H2OS6HNO3(浓)=H2SO46NO22H2O2硝酸与金属的反应(1)硝酸与金属反应的一般规律硝酸与金属反应生成金属的硝酸盐和氮氧化物(一氧化氮或二氧化氮)，参加反应的硝酸一部分做氧化剂，即氮元素化合价降低的那部分硝酸；一部分起酸的作用，即生成金属硝酸盐的那部分硝酸，也就等于硝酸盐中的 NO3。第13讲 要点探究 活泼金属与硝酸反应一般不生成氢气而生成水，这说明呈现强氧化性的不是氢离子，而是 NO3。浓硝酸在常温下使铁、铝钝化，其原因是将铁、铝表面氧化成一层致密的氧
10、化膜，阻止了反应的继续进行。金属与一定体积的浓硝酸反应时，开始时产生二氧化氮，随着反应中硝酸的消耗，其浓度逐渐减小，产生一氧化氮气体，故最后所得气体为一氧化氮和二氧化氮的混合气。(2)硝酸与金属铁及其化合物的反应铁具有可变化合价，因此铁与稀硝酸的反应情况比较复杂，故备受高考命题者的青睐。铁与足量稀硝酸反应生成硝酸铁，当铁过量时，发生反应 Fe2Fe3=3Fe2，即过量的铁与硝酸反应生成硝酸亚铁。第13讲 要点探究“恰好完全反应”铁与HNO3作用时经常见到“恰好完全反应”这一说法，对“恰好完全反应”的理解是铁和硝酸都不剩余。假定硝酸的量一定，则与铁完全反应时铁的物质的量为一个范围，即生成Fe3，
11、或Fe2，或Fe3和Fe2的混合物，而涉及该问题的试题往往要用极端假设法解决。Fe的氧化物与硝酸反应时，生成Fe3。如FeO、Fe3O4分别与稀硝酸反应：3FeO10HNO3(稀)=3Fe(NO3)3NO5H2O,3Fe3O428HNO3(稀)=9Fe(NO3)3NO14H2O反应中，硝酸既表现了强氧化性，又表现了酸性。而Fe2O3与稀硝酸反应时稀硝酸只表现酸性，Fe2O36HNO3=2Fe(NO3)33H2O。第13讲 要点探究(3)硝酸与金属反应的相关计算规律硝酸与金属反应时，金属被氧化生成金属阳离子，硝酸被还原为低价氮的化合物。所遵循的规律必须符合三个守恒：电子得失守恒。根据这个守恒，可
12、求出氮元素被还原后的价态，根据价态确定反应物；物质守恒，即溶液的NO和释放出的NO(或NO2)中N的物质的量之和等于原HNO3的物质的量；溶液中要符合电荷守恒，Mn和H所带正电荷总数应等于NO所带负电荷总数。(因为这种溶液中OH浓度很小，可被忽略)第13讲 要点探究【典例精析】例2 一种酸性较强的溶液中，可能存在NO、I、Cl和Fe3中的一种或几种，向该溶液中加入溴水后，溴单质被还原，由此可推知这种溶液中()A含I，不能确定是否含ClB含NOC含I、NO、ClD含Fe3第13讲 要点探究 例 2 A 解析由题意溴单质被还原说明溶液中含有还原性离子I，而在酸性条件下NO具有强氧化性，不能与I共存
13、，Fe3与I也不能共存。点评 NO 在酸性条件下具有强氧化性，往往作为解题中不可缺少的一个条件隐藏在试题中，如酸性条件下与SO、S2、Fe2、I等离子不能共存。隐含条件型试题因其解题信息具有一定的潜隐性，在解题时极易被忽视，造成漏解、错解，因此在学习中应引起足够重视。下面的变式题若对此忽视，则极易造成误选。3-第13讲 要点探究 已知在Fe(NO3)2溶液中存在如下平衡：Fe2H2OFe(OH)22H，若向此溶液中加入盐酸，下列说法错误的是()A平衡向逆反应方向移动B发生了氧化还原反应C溶液颜色由浅绿色变为棕黄色D溶液的浅绿色加深，变为棕绿色第13讲 要点探究 D若根据水解方程式，加入盐酸后溶液中 H浓度增大，使平衡向逆反应方向移动，导致 Fe2浓度增大，从而得到错误结论 D。本题隐含 NO3 在有 H存在时具有强氧化性，可以将 Fe2氧化为Fe3，使溶液颜色逐渐变为棕黄色。