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与狼共舞

胸有凌云志,无高不可攀。

 
 
 
 
 

日志

 
 

《必修1》氮的循环  

2010-03-20 11:17:54|  分类: 化学提纲 |  标签: |举报 |字号 订阅

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1、N2:

与O2(N2 + O2  2NO)、Mg(3Mg + N2  Mg3N2)、H2(2N2 + 3H2          2NH3)反应。

氮的固定:自然(高能、生物)、人工(工业合成氨、仿生)

2、NO:无色,不溶于水,易被O2氧化(2NO + O2 = 2NO2),用排水法收集,信使分子。

3、NO2:红棕色,刺激性气味,与水反应、用向上排空气法收集。

   ⑴雷雨发庄稼:N2 + O2  2NO,2NO + O2 = 2NO2,3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO。

   ⑵充满NO2气体的试管倒扣在水槽中,现象为:红棕色气体消失,液面上升到2/3处,剩1/3无色气体。试管中液体为HNO3溶液,浓度为1/22.4 mol·L-1。(设试管的体积为V L,根据3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO算出HNO3的n和V,再利用c = n / V求)

⑶鉴别NO2和Br2蒸气:用水或AgNO3溶液,不用淀粉KI试纸,因为它们都能把I-氧化为I2。

4、方程式拓展(不作要求)

   ⑴NO2与水反应剩余NO(3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO),若再通入O2,则继续反应(2NO + O2 = 2NO2),一直循环直至反应完全。两个方程式加合消去NO,可合写为4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3(与HNO3分解的方程式相反)。

⑵NO与水不反应,若再通入O2,则先2NO + O2 = 2NO2,再3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO,一直循环,直至反应完全,方程式加合消去NO2,可写成4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3。

5、NH3

⑴无色,刺激性气味,极易溶于水,用向下排空气法收集,(易液化)。

⑵①NH3溶于水大部分生成NH3·H2O,可逆反应。NH3 + H2O  NH3·H2O

用方程式表示NH3溶于水使酚酞变红的原因:NH3 + H2O  NH3·H2O  NH4+ + OH-。②浓氨水与浓盐酸靠近时应现象:产生白烟。挥发性酸浓硝酸也有相同现象,但浓硫酸难挥发没有此现象。

  NH3 + HCl = NH4Cl,NH3 + HNO3 = NH4NO3,2NH3 + H2SO4 = (NH4)2 SO4

NH3与HCl气体反应不是离子反应,但与盐酸、硝酸、稀硫酸反应时能写成离子方程式:NH3 + H+ = NH4+。

③ 氨的催化氧化——工业制硝酸的基础:4NH3 + 5O2        4NO + 6H2O

⑶喷泉实验:

①操作:打开止水夹,挤出胶头滴管的水;若没有胶头滴管,则用热毛巾捂热烧瓶。

②现象:烧杯中的水沿导管进入烧瓶形成喷泉,溶液变红色。

③原理:NH3极易溶于水且能快速溶解,使烧瓶中的压强迅速减小,将烧杯中的水吸入烧瓶。

④形成条件:气体能迅速溶解在液体中或气体与液体迅速反应,故HCl与水、CO2与NaOH溶液均可以形成喷泉。

⑤结论:NH3极易溶于水,且溶于水显碱性。

⑥做完喷泉实验后溶液的浓度为1/22.4 mol·L-1。(计算浓度时,为方便可把氨水的溶质看作NH3,设烧瓶体积为V L,求NH3的n,再利用c = n / V求)

6、氨水:

⑴成分:NH3、NH3·H2O、H2O、NH4+、OH-、极少的H+。

⑵密度比水小。所以浓度越大,密度越小。

⑶与酸反应(NH3·H2O + H+ = NH4+ + H2O)、受热分解(NH3·H2O  NH3↑+ H2O)。

7、铵盐

⑴受热都分解:NH4HCO3  NH3↑ + H2O + CO2↑、NH4Cl  NH3↑ + HCl↑、(NH4)2SO4  2NH3↑ + H2SO4,但不一定都产生NH3。

试管中加热NH4Cl固体的现象:试管的上部有白色固体附着。此过程发生了两个反应(加热时NH4Cl  NH3↑ + HCl↑,冷却后NH3 + HCl = NH4Cl)。与I2的升华现象类似,但原理不一样。可用于NH4Cl与NaCl的分离。

⑵与碱反应都生成NH3·H2O,若加热,则产生NH3。

①NH4+ + OH- = NH3·H2O,NH4+ + OH-  NH3↑+ H2O。

②检验铵盐的方法:将固体配成溶液,加入浓NaOH溶液,加热,产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。

③铵态氮肥不与碱性物质混用,如草木灰(主要成分是K2CO3)。

⑶实验室制NH3

①原理:2NH4Cl + Ca(OH)2  CaCl2 + 2H2O + 2NH3↑,不能写成离子方程式。

②集气方法:向下排空气法

③验满:将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,试纸变蓝,或用玻璃棒蘸浓盐酸靠近试管口,有白烟产生。

③试管口处棉花的作用:减小NH3与空气的对流,使NH3更纯。

④干燥:用碱石灰,不能用浓硫酸、P2O5和CaCl2。

⑤可用水进行尾气吸收,为防止倒吸,可用倒置的漏斗(防倒吸),装置为        。

8、硝酸

⑴刺激性气味、易挥发、浓硝酸有“发烟”现象。

⑵分解(浓硝酸常显黄色的原因)。4HNO3  2H2O + 4NO2↑+ O2↑。

   保存:棕色细口瓶,玻璃塞(HNO3能腐蚀橡胶)。其他用棕色瓶的试剂有氯水、溴水、碘水、Ag的化合物(AgNO3、AgCl、AgBr、AgI)。注意,氨水不用棕色瓶。

⑶强氧化性:与金属、非金属反应不产生H2而是N的低价化合物,原因:起氧化性的不是H元素,而是N元素。

①HNO3的还原产物与浓度有关,浓HNO3生成NO2,稀HNO3生成NO。

Cu + 4HNO3(浓) = Cu(NO3)2 + 2NO2↑+ 2H2O或Cu + 4H+ + 2NO3- = Cu2+ + 2NO2↑+ 2H2O,现象为:剧烈反应,生成红棕色气体,溶液变蓝色。HNO3作用是n(氧化性):n(酸性) = 1:1。

3Cu + 8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O或3Cu + 8H+ + 2NO3- = 3Cu2+ + 2NO↑+ 4H2O,现象为:缓慢反应,生成无色气体,在试管口附近变为红棕色,溶液变蓝色。HNO3作用是n(氧化性):n(酸性) = 1:3。

HNO3能将Fe氧化成Fe3+,但Fe过量时,Fe3+再可转化成Fe2+。

Fe少量时:Fe + 4HNO3(稀) = Fe(NO3)3 + NO↑+ 2H2O

Fe过量时:3Fe + 8HNO3(稀) = 3Fe(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O

注:H+、NO3-与Fe2+、I-、S2-、SO32-不共存(发生氧化还原反应)

    检验NO3-的方法:加浓H2SO4和Cu片,有红棕色气体生成。

②C + 4HNO3(浓)  CO2↑+ 4NO2↑+ 2H2O,反应中HNO3只表现氧化性。

③钝化的条件:冷、浓、Fe和Al。是化学变化,体现了浓硝酸的强氧化性。

   ⑷以NH3为原料工业制HNO3。4NH3 + 5O2        4NO + 6H2O,2NO + O2 = 2NO2,3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO。9、环境的影响:温室效应——CO2;臭氧空洞——氟利昂;酸雨——SO2和氮氧化物,主要是SO2;光化学烟雾——氮氧化物和碳氢化合物;水体富营养化(水华、赤潮)——N的含量过高。

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