高三化学氮族知识总结（五）

高三化学氮族知识总结（五）

教学内容

1．归纳氮元素、磷元素及其化合物间的转化.

2．几种重要物质的制取、检验及比较

3．掌握四种主要规律的应用

规律、重点剖析及典型例析

(一)掌握知识网络

　　1．氮元素及其化合物间的转化

 (二)用比较法区分相关物质　　

1．比较白磷和红磷

	白(黄)磷	红(赤)磷
组　　成	P4	Px(x＞4)
结　　构		结构更复杂
颜　　色	淡黄	暗红
状　　态	蜡状、质脆、固体	粉末状固体
气　　味	大蒜般的臭味	无臭
水溶性	不溶	不溶
CS2中溶解性	易溶	不溶
着火点	40℃(易自燃)	240℃
毒　　性	剧毒	无毒
用　　途	用于制高纯度H3PO4、 制烟幕弹和燃烧弹	用于制农药及 安全火柴
相互转变
保　　存	水封密闭		密　封

　　

2．NO、NO₂、N₂O₄的性质及转化

	NO	NO2	N2O4
颜色	无色	红棕色	无色
毒性	有	有	有
水溶性	难	易且反应	随NO2与H2O反应，平衡不断移动
与O2是否共存	否	能	能
H2O或SO2   NO   NO2   相互转化	N2O4

(三)抓住典型物质的结构、性质、用途、制取等内在关系

1．氮气

　　　　　　

　　　物  性

　　　　 难溶于水

　　　 熔沸点很低　　　N₂

　　　 无色无气味

　　　 气体

　　　　　　　　 

　

2．氨的结构和性质

N	分子式	电子式	结构式
表示式			H　H  H
特点	－3价为N最低价	有孤对电子	极性分子(三角锥形)
Cat.   性质	有还原性	与H＋等形成配位键	极易溶于水(1:700)
△   反应：	4NH3＋5O2　　4NO＋6H2O 4NH3＋3O2　　2N2＋6H2O 2NH3＋3Cl2 ＝ N2＋6HCl	NH3＋H＋＝NH4＋ NH3＋HCl＝NH4Cl	NH3＋H2O　　 NH3·H2O 　　NH＋OH－

 

HNO3＝H＋＋NO3－

△

冷

Fe3＋

S　　 ＋NO

I2

M(NO3)n(高价)＋NO

溶解Pt、Au

王水

溶于

Fe2＋

S2－

I－

Zn、Mg等

较活泼金属

一般金属

稀HNO3

钝化

CO2、SO2、H3PO4

一般金属

Fe、Al

C、S、P

存放　 棕色瓶、冷暗处、密封

久置　　黄　　HNO3

氧化性

不稳定性

酸性

M(NO3)n(高价)＋NO2

任意比 溶于水

或Fe(OH)2

3．硝酸

4HNO3　　　　 4NO2＋O2＋2H2O

无色　　　　　　　　　　　　　　 

HNO3

有刺激性

易挥发

 

＋浓HCl

 

 

	浓HNO3

M(NO3)2＋NO2(或N2 NH4NO3)

 

 

 

 

O2

 

(四)重要物质的制法(反应原理)

△   物　 质	实 验 室 制 法	工 业 制 法
催化剂   NH3	2NH4Cl＋Ca(OH)2　　 CaCl2＋2NH3↑＋2H2O	N2＋3H2 　　　 2NH3
NO	3Cu＋8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O	4NH3＋5O2　　 4NO＋6H2O
NO2	Cu＋4HNO3(浓)＝Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O	2NO＋O2＝2NO2
HNO3   NaNO3＋H2SO4(浓)　　 NaHSO4＋HNO3↑   △		NH3→NO→NO2 3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO
H3PO4   P2O5＋3H2O　　2H3PO4		Ca3(PO4)2＋3H2SO4　 2H3PO4＋3CaSO4
普　　钙 (过磷酸钙)		Ca3(PO4)2＋2H2SO4＝Ca(H2PO4)2＋2CaSO4
重　钙		Ca3(PO4)2＋4H3PO4＝3Ca(H2PO4)2

　　

注意

1．NH₃的干燥剂选用

① 氨是碱性气体(有水)，故不能用酸性干燥剂.如浓H₂SO₄、P₂O₅等

② 氨与CaCl₂反应生成CaCl₂·8NH₃.故也不能用无水CaCl₂

③ 氨只能用碱性干燥剂如碱石灰

2．氨催化氧化法制HNO₃有关事项

(1)为提高原料转化率，应补充空气，多次氧化和吸收

(2)尾气吸收——用碱液

　 NO＋NO₂＋2NaOH＝2NaNO₂＋H₂O

　 2NO₂＋2NaOH＝NaNO₃＋NaNO₂＋H₂O

　 当n:n≥1.均可被吸收完全

(3)硝酸浓度的提高

①吸水剂　　　　　 ②蒸发

 

浓H2SO4或Mg(NO3)2

　稀硝酸　　　　　　　　　  　　浓缩

(五)六种物质的检验

物　质	试剂及主要现象		反应原理
NH3	湿红石蕊 试　　纸	变　　蓝	NH3＋H2O　 NH3·H2O　 NH4＋＋OH－
	浓盐酸	白　　烟	NH3＋HCl＝NH4Cl
NH	NaOH(△)	有气体放出	NH＋OH－　　 NH3↑＋H2O
NO   氧　　气   2NO＋O2＝2NO2		无色变 红棕色
NO2	AgNO3溶液	无　沉　淀	3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO
有红棕 色气体   NO	铜片、 浓H2SO4 (共热)		2NO＋2H2SO4(浓)＋Cu　　Cu2＋＋2NO2↑＋2SO＋2H2O

(六)重要规律

1．铵盐分解规律

I2(s)

冷

升华

NH4Cl(s)

铵盐热稳定性差，受热均能分解.但请注意：未必有NH₃产生.这由盐中对应酸的稳定性、挥发性、氧化性等因素来决定.

① 稳定易挥发酸成的铵盐　　　　NH₃↑＋酸的挥发性物质

　 如 NH₄Cl_(s)　　 NH₃↑＋HCl↑　类似的有　NH₄F

化合　 冷

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　NH₄Br

　　　　　 “假升华”　　　　  　 能否类推　NH₄I？

　 区别　I_2(s)　　　　I_2(g)

② 稳定难挥发酸成的铵盐　　　　NH₃↑＋酸

　 如 (NH₄)₂SO₄　　 2NH₃↑＋H₂SO₄

③ 不稳定且无强氧化性酸成的铵盐　　　　NH₃↑＋酸的分解产物

　 如 (NH₄)₂CO₃　　2NH­₃↑＋H₂O＋CO₂↑

　　　NH₄HCO₃　　NH₃↑＋H₂O＋CO₂↑

　　　NH₄I　　　　NH₃↑＋I₂↑＋H₂↑

　　　　　　　　　　　 (有色)

④ 由不稳定且有强氧化性酸(HNO₃)成的盐

NH4NO3

　　　　　　　　 一般发生氧化还原反应

　　　 　　　　　温度不同，产物不同

　　　　　　　　 低温，可得NH₃＋HNO₃

　 如 5NH₄NO₃　　　 2HNO₃＋4N₂↑＋9H₂O

　　　2NH₄NO₃　　　 2N₂↑＋O₂↑＋4H₂O＋Cl

	(爆炸性分解反应)

　　　

　　　易爆物　　　　注意妥善保存，勿研磨、勿撞击.

2．磷酸盐的溶解性规律

① 磷酸二氢盐一般都易溶于水

② 磷酸一氢盐和磷酸正盐大多难溶于水(除K^＋、Na^＋、NH₄^＋等)

③ 同种阳离子所形成的三种盐的溶解性大小(同温)：磷酸二氢盐＞磷酸一氢盐＞磷

　 酸正盐

如 NaH₂PO₄＞Na₂HPO₄＞Na₃PO₄

　 Ca(H₂PO₄)₂＞CaHPO₄＞Ca₃(PO₄)₂

联系：制磷肥的主要目的：

　 难溶于水　　　　　  易溶于水　　　　　  植物吸收

　 磷矿石　　＋(H₂SO₄) 磷酸二氢钙

　 [Ca₃(PO₄)₂] 或H₃PO₄　 Ca(H₂PO₄)₂

巩 固 练 习

(一)选择

　　1.一定条件下在过量氧气中充分氧化1摩(指一步氧化)下列气体时,失去电子的物质的

　　　量最大的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (　　)

　　　(A)NH₃　　　  (B)NO　　　　(C)H₂S　　　  (D)CO

　　2.下列不具备剧毒作用的物质是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  (　　)

　　　(A)HF　　　　 (B)P₄　　　　(C)H₃PO₄　　　 (D)HPO₃

　　3.对下列各组物质性质的递变叙述正确的是　　　　　　　　　　　　　　  (　　)

　　　(A)稳定性: NH₃＞PH­₃＞A­_SH₃

　　　(B)氧化性: 浓H₃PO₄＞浓H₂SO₄＞浓HNO₃

　　　(C)酸性(相同浓度): HClO₄＞HNO₃＞H₂SO₃

　　　(D)熔点由低到高的顺序为: NH₃、H₂O、HF

　　4.下列所得物质不属于混和物的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　  (　　)

　　　(A)镁条在空气中完全燃烧后的生成物.

　　　(B)用浓NHO₃与Cu片反应,收集得到的二氧化氮气体.

　　　(C)1摩H₃PO₄与1.2摩Ca(OH)₂反应生成的盐。

　　　(D)2摩H₃PO₄与1摩Ca(OH)₂反应生成的盐。

　　5.将体积相同的试管，分别装满等体积混合的下列各组气体，倒立于水中则进入试管

　　　的水最多的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  (　　)

　　　(A)CO₂、O₂　　 　(B)NO₂、O₂　　　　 (C)NO、NO₂　　　  (D)NH₃、O₂

　　6.有关铵盐性质叙述中,错误的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (　　)

　　　(A)铵盐可与碱反应,加热放出氨气　　　

　　　(B)铵盐加热时,均可收集到氨气

　　　(C)铵盐的水溶液均显碱性

　　　(D)铵盐均可溶于水.

＋NaOH

　　7.下列根据实验现象所作的结论正确的是　　　　　　　　　　　　　 　　 (　　)

　　　(A)无色盐的试液　　　　　  放出能使湿润的红色石蕊试纸变兰的气体.

滴入紫色石蕊试液

　　　　 结论：无色试液为铵盐溶液

　　　(B)无色试液　　　　　　　　　 试液变红.

加入适量稀HNO3

　　　　 结论：试液的酸溶液

　　　(C)在产生黄色沉淀的试管中　　　　　　　  沉淀溶解.

加入过量强碱Ba(OH)2

　　　　 结论：说明沉淀不是AgI

　　　(D)无色试液　　　　　　　　　  反应中产生的沉淀不能被酸溶解.

　　　　 结论：说明无色试液不可能是铝盐溶液

　　8.用以下三种途径来制取相等质量的硝酸铜:

　　　(1)铜跟浓硝酸反应

　　　(2)铜跟稀硝酸反应

　　　(3)铜先跟氧气反应生成氧化铜,氧化铜再跟硝酸反应

　  　 以下叙述正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  (　　)

　　　 A.三种途径所消耗的铜的物质的量相等

　　　 B.三种途径所消耗的消酸的物质的量相等

　　　 C.所消耗的铜的物质的量是: 途径(3)＞途径(1)＞途径(2)

　　　 D.所消耗的硝酸的物质的量是: 途径(1)＞途径(2)＞途径(3)

　 　9.a、b、c、d、e五种无色气体中，进行如下实验：

　　　　　　　实验步聚　　　　　　　　  实验现象

　　　 ① a、b相混合　　　　　　　　  气体变成棕色

　　 　② c、d相混合　　　　　　　　  产生白烟

　　　 ③ a、e分别通入少量溴水中　　　溴水均成无色透明溶液

　 　　④ b、e分别通入氢硫酸中　　　　都产生淡黄色的沉淀

　　　 则a、b、c、d、e可能依次是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (　　)

　　　 A.O₂、NO、HCl、NH₃、CO₂　　　B.O₂、NO、NH₃、HCl、SO₂

　　　 C.NO、O₂、NH₃、HCl、SO₂　　　D.HBr、Cl₂、NH₃、H₂S、C₂H₄

　　10.室温时，两个容积相等的集气瓶分别盛有M和N两种气体（同温同压），然后将两

　　　 瓶口相对，抽去玻片，充分混合，容器内的压强由大到小的顺序是　　　 (　　)

编 号	①	②	③	④
气体M	H2S	H2	NH3	NO
气体N	SO2	Cl2	HCl	O2

　　　 A. ①②③④　　　　　  B. ②④①③

　　　 C. ④①②③　　　　　  D. ①④③②

(二)填空

　　11.有A、B、C、D、E、F六瓶无色溶液,它们分别是NaCl、K₃PO₄、NH₄NO₃、Ca(NO₃)₂、

　　　 MgCl₂和BaCl₂.现取样进行如下实验:

　　　 (1)分别滴入硝酸银溶液,在A、B、D、E溶液中出现沉淀;

　　　 (2)分别滴入碳酸钠溶液,在C、D、E溶液中出现沉淀;

　　　 (3)将C溶液滴入其它五种溶液中,只有A溶液中出现沉淀;

　　　 (4)将NaOH溶液分别滴入D、E溶液，只有E溶液出现沉淀。

　　　 根据以下实验现象可判断A是（写分子式，下同）______、B为_______、C为_____

　　　 D为________、E为_______、F为__________.

　　12.在10mL 0.1mol/L的H₃PO₄溶液中，逐滴入0.05mol/L的Ba(OH)_­2溶液,当加至____mL

　　　 时,再滴入Ba(OH)₂溶液即开始出现沉淀.

13.现有一定量含NO₂和NO的硝酸工业尾气(不含其它气体),用过量NaOH溶液吸收,

　 其主要原理可表示如下:

　　　　  2NO₂＋2NaOH＝NaNO₂＋NaNO₃＋H₂O

　　　　　NO₂＋NO＋2NaOH＝2NaNO₂＋H_2­O

　　　 若吸收后溶液中NaNO₃和NaNO₂的物质的量之比恰好与原尾气中NO和NO₂的物

　　　 质的量之比相等，若用NO_x表示该尾气中氮的氧化物的平均组成，则x值为______.

　　14.将盛有24mL NO、NO₂混合气体的试管倒置于水中，待液面上升至位置不再改变时，

　　　 试管内总体体积缩小一半.

　　　 (1)原混合气中,NO和NO₂体积比为________.

　　　 (2)若在剩余气体中通入3mL O₂,则又有____ mL 溶液进入试管.

　　　 (3)若在原24mL混合气体中通入_____ mL O₂,并倒置于水中,溶液将充满整个试管.

答　　案

(一)1.A　　2.C　　3.AC　　4.D　　5.B　　6.BC　　7.AC　　8.AD　　9.C　　10.B

(二)11.A－K₃PO₄　　　B－NaCl　　　 C－Ca(NO₃)₂　　

　　　 D－BaCl₂　　　E－MgCl₂　　　F－NH₄NO₃

　　12.10

　　13.

　　14.(1)1:3　　　(2)4　　　(3)9