【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 共存題中的隱含條件、技巧計(jì)算以及硝酸與金屬反應(yīng)設(shè)計(jì)探究性實(shí)驗(yàn)的載體，難度較大。 要點(diǎn)探究 ? 探究點(diǎn)一 氮?dú)馀c氮的氧化物 第 13講 │ 要點(diǎn)探究 【 知識(shí)梳理 】 1．氮?dú)? (1)物理性質(zhì) 純凈的 N2是一種無(wú)色無(wú)味的氣體，難溶于水，在空氣中約占________。 (2)結(jié)構(gòu)：電子式為 __________，結(jié)構(gòu)式為 ___________，氮氮三鍵的鍵能大，分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，化學(xué)性質(zhì)不活潑。 78% N??N N≡N 第 13講 │ 要點(diǎn)探究 (3)化學(xué)性質(zhì) 常溫下， N2的化學(xué)性質(zhì)不活潑，可代替稀有氣體作保護(hù)氣體。 (4)氮的固定 氮的固定是指使空氣中 ______________轉(zhuǎn)化為 ______________的方法。 2．氮的氧化物 (1)物理性質(zhì) N 2 ＋ 3H 2 == == == == ==催化劑高溫、高壓 2N H 3 N 2 ＋ O 2 == == == =放電或高溫 2N O 游離態(tài)的氮 氮的化合物 第 13講 │ 要點(diǎn)探究 顏色 氣味 毒性 密度 水溶性 NO 無(wú)味 比空氣略 大 NO2 有刺激性氣味 比空氣大 與水反應(yīng) (2)化學(xué)性質(zhì) 無(wú)色 有毒 難溶于水 紅棕色 有毒 第 13講 │ 要點(diǎn)探究 寫出以上轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式： ① ______________________________； ② __________________________________； ③ ____________________________________________。 2NO＋ O2===2NO2 3NO2＋ H2O===2HNO3＋ NO Cu＋ 4HNO3(濃 )===Cu(NO3)2＋ 2NO2↑＋ 2H2O 【 要點(diǎn)深化 】 氮的氧化物溶于水的計(jì)算 氮的氧化物溶于水的計(jì)算有以下幾種情況： (1)NO2或 NO2與 N2(非 O2)的混合氣體溶于水時(shí)可依據(jù)： 3NO2＋H2O===2HNO3＋ NO，利用氣體體積差值進(jìn)行計(jì)算。 第 13講 │ 要點(diǎn)探究 (2) NO2和 O2的 混 合 氣 體 溶 于 水 時(shí) ， 由 4NO2＋ O2＋2H2O == =4HNO3可知， 當(dāng)體積比 V (N O2) ∶ V (O2) ????? ＝ 4 ∶ 1 ，恰好完全反應(yīng)4 ∶ 1 ， NO2過(guò)量，剩余氣體為 NO4 ∶ 1 ， O2過(guò)量，剩余氣體為 O2 第 13講 │ 要點(diǎn)探究 ( 3) NO 和 O2同 時(shí) 通 入 水 中 時(shí) ， 其 反 應(yīng) 是 ： 2N O ＋O2== =2N O2,4N O2＋ O2＋ 2H2O == =4HNO3， 總反應(yīng)式為： 4N O ＋ 3O2＋ 2H2O == =4 HNO3 當(dāng)體積比 V ( NO) ∶ V (O2) ????? ＝ 4 ∶ 3 ，恰好完全反應(yīng)4 ∶ 3 ，剩余 NO4 ∶ 3 ，剩余 O2 第 13講 │ 要點(diǎn)探究 ( 4 ) NO 、 NO O2三種混合氣體通入水中 ， 可先按 ( 1 ) 求出 NO2與 H2O 反應(yīng)生成的 NO 的體積 ， 再加上原混合氣體中 NO 的體積即為 NO 的總體積 ， 再按 ( 3 ) 方法進(jìn)行計(jì)算 。 值得注意的是 ： 4N O2＋ O2和 4N O ＋ 3O2從組成上均相當(dāng)于N2O5的組成 。 即 ( 2 )( 3 ) 二式的方法 ， 也為上述問(wèn)題 的解法提供了新的思路 。 即利用混合氣體中的 N 、 O 原子個(gè)數(shù)比進(jìn)行分析判斷 ： N ( N ) ∶ N ( O )????? 2 ∶ 5 ， O2剩余＝ 2 ∶ 5 ， 完全反應(yīng)2 ∶ 5 ， 剩余 NO 第 13講 │ 要點(diǎn)探究 【 典例精析 】 例 1如圖 13－ 1所示，試管中盛裝的是紅棕色氣體 (可能是混合物 )，當(dāng)?shù)箍墼谑⒂兴乃壑袝r(shí)，試管內(nèi)水面上升，但不能充滿試管，當(dāng)向試管內(nèi)鼓入氧氣后，可以觀察到試管中水柱繼續(xù)上升，經(jīng)過(guò)多次重復(fù)后，試管內(nèi)完全被水充滿，原來(lái)試管中盛裝的氣體不可能是 ( ) A．可能是 N2與 NO2的混合氣體 B．可能是 O2與 NO2的混合氣體 C．可能是 NO與 NO2的混合氣體 D．可能是 NO2一種氣體 圖 13－ 1 第 13講 │ 要點(diǎn)探究 A 【 解析 】 根據(jù)方程式 4NO2＋ 2H2O＋ O2===4HNO3和 4NO＋2H2O＋ 3O2===4HNO3可以看出一氧化氮與氧氣按體積比 4∶ 3可以完全充滿，二氧化氮與氧氣按體積比 4∶ 1可以完全充滿。但若有氮?dú)?，則水一定不會(huì)充滿試管。 第 13講 │ 要點(diǎn)探究 [點(diǎn)評(píng) ]本題的關(guān)鍵是熟悉兩個(gè)綜合方程式 4NO2＋ 2H2O＋ O2===4HNO3和 4NO＋ 2H2O＋ 3O2===4HNO3，若對(duì)這點(diǎn)掌握的較為熟練，則本題即可快速地選出 A項(xiàng)，因?yàn)闊o(wú)論通入什么氣體，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的 N2都不會(huì)參加反應(yīng)進(jìn)入溶液中。下面的變式題則從定量的角度對(duì)這兩個(gè)反應(yīng)進(jìn)行了考查。 第 13講 │ 要點(diǎn)探究 將盛有 12 mL NO2和 O2的混合氣體的量筒倒立于水槽中，充分反應(yīng)后，還剩余 2 mL無(wú)色氣體，則原混合氣體中 O2的體積和剩余的氣體分別是 ( ) ① mL、 O2 ② mL、 NO ③ 4 mL、 O2 ④ mL、 NO A． ① 或 ② B． ② 或 ③ C． ③ 或 ④ D． ① 或 ④ 第 13講 │ 要點(diǎn)探究 [解析 ] NO2與 O2的混合氣體通入水中的反應(yīng)： 4NO2＋ O2＋2H2O＝ 4HNO3。剩余的 2 mL無(wú)色氣體可能是 NO或 O2。如是 O2，則溶于水的氣體為 10 mL，其中 O2為 2 mL， NO2為 8 mL，即原混合氣體中含 NO2為 8 mL， O2為 4 mL。如是 NO，與水反應(yīng)生成 NO的NO2氣體為 6 mL，其余 NO2和 O2共 6 mL恰好反應(yīng)生成 HNO3，其中O2為 mL， NO2為 mL，即原混合氣體中含 NO2為 mL，O2為 mL。 B ? 探究點(diǎn)二 硝酸 第 13講 │ 要點(diǎn)探究 【 知識(shí)梳理 】 無(wú) 1．硝酸的物理性質(zhì) 純硝酸 ______色、 ______揮發(fā)、有 __________氣味，與水以任意比例混溶。 2．硝酸的化學(xué)性質(zhì) (1)酸的通性，但與活潑金屬反應(yīng)時(shí) ________生成 H2。 (2)不穩(wěn)定性 化學(xué)方程式為： ________________________________。 易 刺激性 不能 4HN O 3 ==== =△ 4N O 2 ↑ ＋ O 2 ↑ ＋ 2H 2 O 第 13講 │ 要點(diǎn)探究 (3)強(qiáng)氧化性 ① 能與除 __________以外的所有金屬反應(yīng)，如 Cu與濃、稀 HNO3均可反應(yīng)，化學(xué)方程式分別為： __________________________________________________，__________________________________________。 有些金屬 (如 Fe、 Al等 )在冷的濃 HNO3中發(fā)生鈍化。 ② 與不活潑的木炭反應(yīng)的化學(xué)方程式為：____________________________________。 ③ 硝酸的氧化性不同于硫酸的是：硝酸不論濃度大小，均具有強(qiáng)氧化性，且硝酸的氧化性隨其濃度的增大而 ________，但其還原產(chǎn)物卻隨著其濃度的變化而不同，一般說(shuō)來(lái)，濃硝酸的還原產(chǎn)物為 ____________，而稀硝酸的還原產(chǎn)物為_(kāi)___________。 ④ 濃硝酸和濃鹽酸的混合物稱為王水 (王水中濃硝酸與濃鹽酸的體積比為_(kāi)___________)，其氧化能力更強(qiáng)，能使一些不溶于硝酸的金屬，如金、鉑等溶解。 金、鉑 Cu＋ 4HNO3(濃 )===Cu(NO3)2＋ 2NO2↑＋ 2H2O 3Cu＋ 8HNO3(稀 )===3Cu(NO3)2＋ 2NO↑＋ 4H2O C＋ 4HNO3(濃 )===4NO2↑＋ CO2↑＋ 2H2O 增強(qiáng) 二氧化氮 一氧化氮 1:3 第 13講 │ 要點(diǎn)探究 【要點(diǎn)深化】 1 ．硝酸與非金屬單質(zhì)的反應(yīng) 硝酸與非金屬單質(zhì)反應(yīng)時(shí)非金屬單質(zhì)一般氧化為最高價(jià)氧化物或其對(duì)應(yīng)的水化物，硝酸只表現(xiàn)為氧化性，完全轉(zhuǎn)化為還原產(chǎn)物。 如： C ＋ 4H NO3( 濃 ) = = = = =△CO2↑ ＋ 4NO2↑ ＋ 2H2O S ＋ 6HNO3( 濃 ) = = = = =△H2SO4＋ 6NO2↑ ＋ 2H2O 2 ．硝酸與金屬的反應(yīng) (1 ) 硝酸與金屬反應(yīng)的一般規(guī)律 ① 硝酸與金屬反應(yīng)生成金屬的硝酸鹽和氮氧化物 ( 一氧化氮或二氧化氮 ) ， 參加反應(yīng)的硝酸一部分做氧化劑，即氮元素化合價(jià)降低的那部分硝酸；一部分起酸的作用，即生成金屬硝酸鹽的那部分硝酸，也就等于硝酸鹽中的 NO－3。 第 13講 │ 要點(diǎn)探究 ② 活潑金屬與硝酸反應(yīng)一般不生成氫氣而生成水，這說(shuō)明呈現(xiàn)強(qiáng)氧化性的不是氫離子，而是 NO－3。 ③ 濃硝酸在常溫下使鐵、鋁鈍化，其原因是將鐵、鋁表面氧化成一層致密的氧化膜，阻止了反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行。 ④ 金屬與一定體積的濃硝酸反應(yīng)時(shí)，開(kāi)始時(shí)產(chǎn)生二氧化氮，隨著反應(yīng)中硝酸的消耗，其濃度逐漸減小，產(chǎn)生一氧化氮?dú)怏w，故最后所得氣體為一氧化氮和二氧化氮的混合氣。 ( 2) 硝酸與金屬鐵及其化合物的反應(yīng) 鐵具有可變化合價(jià)，因此鐵與稀硝酸的反應(yīng)情況比較復(fù)雜，故備受高考命題者的青睞。鐵與足量稀硝酸反應(yīng)生成硝酸鐵， 當(dāng)鐵過(guò)量時(shí)，發(fā)生反應(yīng) Fe ＋ 2F e3 ＋== =3F e2 ＋，即過(guò)量的鐵與硝酸反應(yīng)生成硝酸亞鐵。 第 13講 │ 要點(diǎn)探究 “ 恰好完全反應(yīng) ”——鐵與 HNO3作用時(shí)經(jīng)常見(jiàn)到 “恰好完全反應(yīng) ”這一說(shuō)法，對(duì) “恰好完全反應(yīng) ”的理解是鐵和硝酸都不剩余。假定硝酸的量一定，則與鐵完全反應(yīng)時(shí)鐵的物質(zhì)的量為一個(gè)范圍，即生成Fe3＋ ，或 Fe2＋ ，或 Fe3＋ 和 Fe2＋ 的混合物，而涉及該問(wèn)題的試題往往要用極端假設(shè)法解決。 Fe的氧化物與硝酸反應(yīng)時(shí)，生成 Fe3＋ 。如 FeO、 Fe3O4分別與稀硝酸反應(yīng)： 3FeO＋ 10HNO3(稀 )===3Fe(NO3)3＋ NO↑＋ 5H2O,3Fe3O4＋ 28HNO3(稀 )===9Fe(NO3)3＋ NO↑＋ 14H2O反應(yīng)中，硝酸既表現(xiàn)了強(qiáng)氧化性，又表現(xiàn)了酸性。