氮及其重要的化合物

氮及其重要的化合物内容摘要：

，无水硫酸铜变蓝 [思维深化 ]气体的干燥装置大致分三种：洗气瓶、干燥管、 U形管。 洗气瓶中盛放液体干燥剂 (如浓硫酸 )，而干燥管和 U形管只能放固体干燥剂 (如碱石灰、无水 CaCl2等 )。 变式训练 1． (双选 )下面是制取氨气的装置和选用的试剂 ， 其中错误的是 ( ) [答案 ]AC [ 解析 ] 实验室制取氨气方法有 ① 铵盐与碱加热制取氨气，常用 NH4Cl 与 C a ( OH )2反应，固体与固体反应，试管向下倾斜。 ②在浓氨水中加碱，因为在氨水中存在下列平衡 NH3＋H2O NH3H2O NH＋4＋ OH－加入碱平衡向左移，同时又放热促进氨水挥发。 ③ 加热浓氨水，加快氨水挥发。 A 是错误的，因为氯化铵分解生成的 NH3与 HCl ，冷却后又生成 NH4Cl ，不能得到 NH3。 2．某学生利用以下装置制备氨气，并完成氨气的喷泉实验。 请回答下列问题： (1) 装置 A中发生反应的化学方程式为________________。 (2)装置 B中所盛的试剂是 ________。 (3)如果将制备氨气的实验装置和氨气的喷泉实验装置组合为一整套实验装置 ， 用字母表示接口的连接顺序为： ( )、 ( )、 c、( )、 ( )、 ( )、 ( )、 ( )。 (4)组装好装置 ， 检查装置的气密性后 ， 加入试剂关闭 K3， 打开 K K2， 给 A装置中试管加热。 当 ________(填写现象 )时 ， 说明烧瓶中氨气已收集满。 用装置 C进行喷泉实验 ， 上部烧瓶已装满干燥氨气 ， 引发水上喷的操作是_____________________。 (5) 装置 E 的作用___________________________________。 (6)第 (4)问中提到 “ 组装好装置 ， 检查装置的气密性后 ” ， 这一组装好的装置检查气密性的方法是 _________________。 [ 答案 ] ( 1) 2N H 4 Cl ＋ C a( OH ) 2 ==== =△C aC l 2 ＋ 2N H 3 ↑ ＋ 2H 2 O ( 2) 碱石灰 ( 3 ) a b h i( 或 i h) d e f ( 4) 装置 D 试管中的酚酞溶液变红色 关闭 K 1 、 K 2 ，打开 K 3 ，且用热毛巾盖在烧瓶上 ( 5) 储存氨 气，减小容器中的压强，起到安全作用 ( 6 ) 打开 K 1 、 K 2 、 K 3 ，给 A 装置中的试管进行微热，如果看到C 、 D 装置中导管口处有气泡产生，撤走热源后， C 、 D 中导管内能形成一段水柱，说明该装置气密性良好，反之，则气密性不好 [解析 ]本题主要考查了氨气的制备及喷泉实验的完成。 装置 A用于制备氨气，装置 B用于干燥氨气，装置 C用于收集氨气做喷泉实验，根据装置 D的双球特点知， D可以吸收氨气且能防止倒吸，装置 E中长颈漏斗可以起到安全作用。 根据整套实验装置连接的基本原则连接装置，然后结合实验思考一些细节问题，添加一些必要装置，再结合装置特点考虑导管口连接方式，就可以解决问题。 3． 某研究性学习小组在做氯气的喷泉实验(装置如右图 )， 发现含有酚酞的 NaOH溶液喷入烧瓶后溶液的红色褪去。 甲 、 乙两位同学对此现象分别做了如下推测： 甲：因为氯气与 NaOH溶液反应 ， 使溶液碱性减弱甚至呈酸性 ， 所以溶液红色褪去。 乙：因为氯气溶于水并与水反应生成 HClO，由于 HClO的氧化漂白作用而使溶液褪色。 (1)验证甲同学的推测是否正确的方法是_____________。 验证乙同学的推测是否正确的方法是________________。 (2)如果将 NaOH溶液改成酸性 KMnO4溶液 ，把 Cl2换成 SO2气体 ， 试问用图示所给装置完成喷泉实验是否合理。 ________(填 “ 合理 ” 或“ 不合理 ” )。 如果认为不合理 ， 请说明你的理由：__________________________________________。 (3)类似 “ 褪色喷泉实验 ” 还有多种 “ 变色的喷泉实验 ”。 请你按实验要求，分别设计 1个“ 变色喷泉实验 ” 并填写下列表格： 编号 实验要求 烧杯中 的溶液 滴管中 的液体 烧瓶中 的气体 ① 无色变红色的喷泉 H2O ② 红色变无色的喷泉 SO2 [答案 ](1)取烧瓶中的无色溶液加入足量的NaOH溶液 ， 如果溶液恢复红色 ， 则可证明甲同学的推测是正确的 如果加入足量的 NaOH溶液后不能恢复红色 ， 则说明乙同学的推测是正确的 (2)不合理 KMnO4溶液可与橡胶塞橡胶管均反应 ， 也不能盛放在倒置的胶头滴管中 (3)(其他合理答案也可 ) 编号 实验要求 烧杯中 的溶液 滴管中 的溶液 烧瓶中 的气体 ① 无色变红 色的喷泉 酚酞试液 H2O NH3 ② 红色变无 色的喷泉 NaOH(含酚酞 )溶液 NaOH溶液 SO2 [解析 ]本题是将教材上的演示实验进行了改进和拓展，并与实验探究问题结合在一起。 探究验证氯气使含酚酞的氢氧化钠褪色的原因。 若乙同学的说法正确，则说明酚酞被氧化，再加入氢氧化钠不会变红色；而如果甲同学正确，再加入氢氧化钠溶液会变红色。 用高锰酸钾溶液和 SO2进行喷泉实验，要考虑药品对仪器的影响，由于高锰酸钾具有强氧化性，会使橡胶 (连接玻璃管的橡胶管、胶头滴管 )氧化腐蚀，因此，该实验不合理。 无色变红色是解题的关键，可以是含酚酞的水溶液遇氨气。 红色变无色的情况可以是含酚酞的氢氧化钠溶液与氯化氢气体或 SO2(也就是酸性气体 )相遇。 1． 金属与 HNO3反应的一般通式 (1)金属＋浓硝酸 ―→ 金属硝酸盐＋ NO2↑＋H2O (2)金属＋稀硝酸 ―→ 金属硝酸盐＋ NO↑＋H2O 2． 反应规律 (1)金属与硝酸反应一般不生成 H2。 浓 HNO3一般被还原为 NO2。 稀 HNO3一般被还原为 NO。 (2)铁与稀硝酸反应 ， 先生成 Fe(NO3)3， 若Fe过量 ， Fe(NO3)3再和 Fe反应再生成 Fe(NO3)2。 (3)铜与浓 HNO3反应 ， 若 Cu过量 ， 开始时硝酸的还原产物为 NO2， 随着反应的进行 ， 浓HNO3变稀 ， 硝酸的还原产物为 NO， 最终应得到 NO2和 NO的混合气体。 3 ．计算方法 ( 1) 原子守恒法 H NO3与金属反应时，一部分 H NO3起酸的作用，以 NO－3的形式存在于溶液；一部分作为氧化剂转化为还原产物，这两部分为氮原子的总物质的量等于反应消耗的 H NO3中氮原子的物质的量。 (2 ) 电子守恒法 H NO3与金属的反应属于氧化还原反应， H NO3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。 ( 3) 离子方程式计算法 金属与 H 2 SO 4 、 HNO 3 的混合酸反应时，由于硝酸盐中 NO－3在 H 2 SO 4 提供 H＋的条件下能继续与金属反应，因此此类题目应用离子方程式来计算，先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H＋或 NO－3 进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。 [例 2]将 g铜与 140 mL一定浓度的硝酸反应 ， 铜完全溶解产生的 NO和 NO2混合气体在标准状况下的体积为 L。 请回答： (1)NO的体积为 ________L， NO2的体积为________L。 (2)待产生的气体全部释放后 ， 向溶液中加入 V mL a molL－ 1的 NaOH溶液 ， 恰好使溶液中的 Cu2＋ 全部转化成沉淀 ， 则原硝酸溶液的浓度为 ________molL－ 1。 [ 解析 ] ( 1) 设生成 NO 的体积为 x ， NO2的体积为 y ，建立方程 x ＋ y ＝ 1 L ① 又由于氧化还原反应发生， Cu 失去的电子数等于 NO 、 NO2得电子数建立方程为： x22 .4 L m ol－ 1 3 ＋y22 .4 L m ol－ 1 1 ＝32 .64 g。