高三化学总复习(12)之氮及其化合物的性质

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[h2title]一、氮气的性质[/h2title]

通常情况下,N₂无色无味气体，难溶于水，化学性质很稳定，用作保护气，只在高温、放电、催化剂等条件下才能发生一些化学反应。

N₂+O₂2NO（自然固氮）

N₂+3H₂2NH₃（人工固氮）

3Mg+N₂Mg₃N₂（淡黄色固体）

[h2title]二、氮的氧化物[/h2title]

1、NO和NO₂

		NO	NO2
物理性质	颜色	无色	红棕色
	毒性	有毒	有毒
	溶解性	不溶于水	溶于水,并与水反应
化学性质	与O2反应	2NO+O2= 2NO2	—
	与H2O反应	—	3NO2+H2O= 2HNO3+NO

3NO₂+H₂O= 2HNO₃+NO            ①

2NO+O₂= 2NO₂                                   ②

2*①+② 两式叠加可得：

4NO₂+2H₂O+O₂== 4HNO₃

2*①+3*② 两式叠加可得：

4NO+2H₂O+3O₂== 4HNO₃

利用叠加后的方程式，可以最大限度让NO和NO₂ 被水吸收，转变为HNO₃

2、人类活动对自然界氮循环和环境的影响

1）、固氮及影响

a、含义：使空气中游离态的氮转化为化合态氮。

b、方法：自然固氮（雷雨）、人工固氮。

C、影响：酸雨、水华、水体污染。

2）、NO_x的污染

a、氮氧化物：有NO、N₂O、NO₂、N₂O₃、N₂O₄、N₂O₅等,其中NO和NO₂是最主要的空气污染物。

b、污染源：石油产品的燃烧和煤的燃烧,汽车尾气及工业废气的排放，农田土壤及动物排泄物中含氮化合物的转化等。

c、污染：

光化学烟雾：NO_x和碳氢化合物在紫外线的作用下发生一系列的光化学反应，产生有毒的烟雾。

酸雨：NO_x排入大气后，与水反应生成HNO₂和HNO₃，随雨水一起降落，形成酸雨。

 

[h2title]三、氨和铵盐[/h2title]

1、氨的结构与性质

2）、物理性质：无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，易液化，极易溶于水，可用作制冷剂。

3）、化学性质

(1)、与水反应

NH₃是中学化学中唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，常用此性质检验NH3。

(2)、与氧气反应(氨的催化氧化)

4NH₃+5O₂ 4NO+6H₂O

2、铵盐的性质和NH₄⁺的检验

1）、铵盐的性质

(1)、易溶于水的离子化合物

(2)、与碱反应

NH₄⁺+OH^- NH₃↑+H₂O

(3)、受热分解

NH₄ClNH₃↑+HCl↑

(4)、水解反应

2）、NH₄⁺的检验

(1)、取样品与碱共热，用湿润的红色石蕊 试纸检验产生的气体，观察试纸是否变蓝。

(2)、取样品与碱共热，用蘸有浓盐酸    的玻璃棒检验产生的气体，观察是否有白烟产生。

3、氨气的制法

1）、氨气的实验室制法

(1)、原理：铵盐与碱共热，产生氨气。

实验室常用反应的化学方程式为:

2NH₄Cl+Ca(OH)₂CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O

(2)、制取装置:如图所示。

1)、收集:

由于氨气极易溶于水,密度比空气小,所以只能用向下排空气法收集。

2)、检验:

a、用湿润的红色石蕊试纸接近试管口(变蓝);

b、将蘸有浓盐酸的玻璃棒接近试管口(产生白烟)。

3)、棉花团的作用:

在收集NH₃的试管口放置一团松软的干棉花,是为了防止试管内的NH₃与试管外的空气形成对流，以便在较短时间内收集到较为纯净的氨气。

2）、实验室制取氨气的其他方法

3）、氨气的工业制法

N₂+3H₂2NH₃

[h2title]三、氨水的成分及性质[/h2title]

1、组分

三种分子：NH₃、NH₃·H₂O、H₂O。三种离子：NH₄⁺ 、OH^-、H⁺

粒子浓度大小顺序为：c(NH₃·H₂O)>c(OH^-)>c(NH₄⁺)>c(H⁺)。

2、性质

①容易挥发，浓氨水敞口久置于空气中溶液质量减轻,浓度变小。

②氨水质量分数越大，其密度越小，因此质量分数为x%的氨水与质量分数为3x%的氨水等体积混合后，所得氨水的质量分数小于2x%。

④氨水是很好的沉淀剂，能使Mg²⁺、Al³⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、Ag⁺、Cu²⁺、Zn²⁺转化为氢氧化物沉淀。

 

[h2title]三、硝酸[/h2title]

1、物理性质

(1)、纯硝酸为无色、有刺激性气味的液体。

(2)、硝酸沸点较低，易挥发，在空气中遇水蒸气形成白雾。

(3)、质量分数在69%以上的硝酸称为浓硝酸。

2、化学性质

(1)、强酸性

稀硝酸能使紫色石蕊溶液变红。

(2)、不稳定性

a、浓硝酸不稳定，见光或受热易分解，反应的化学方程式为:

4HNO_3(浓) 2H₂O+4NO₂↑+O₂↑

b、存放:浓HNO₃应盛放在棕色试剂瓶里，并存放在黑暗阴凉处。

c、浓硝酸常呈黄色是HNO₃分解产生的NO₂溶于硝酸的缘故，除去硝酸中黄色的方法是通入少量O₂，发生的反应为:

4NO₂+O₂+2H₂O= 4HNO₃  

(3)、强氧化性

a、与金属的反应(大部分金属能与硝酸反应)

Cu与浓、稀硝酸均能反应，化学方程式分别为:

Cu+4HNO_3(浓)=Cu(NO₃)₂+2NO₂↑+2H₂O

3Cu+8HNO_3(稀)=3Cu(NO₃)₂+2NO↑+4H₂O

常温下，铁、铝遇冷的浓HNO3能发生钝化

c、硝酸还能与其他还原剂，如H₂S、SO₂、Na₂SO₃、FeSO₄、KI、NaBr等发生氧化还原反应。

d、王水

浓HNO₃和浓盐酸按体积比1∶3混合即得王水，它的氧化性更强,能溶解Pt、Au等金属。

3、用途

制化肥、炸药、染料等。

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