【內(nèi)容】
復(fù)習(xí) 《氮和磷》
【目標(biāo)】
1．掌握氮族元素的名稱、符號、原子結(jié)構(gòu)及原子結(jié)構(gòu)的遞變與單質(zhì)物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)的關(guān)系。
2．掌握N2，氮的氧化物、NH3、銨鹽、硝酸等的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途
3．掌握磷的同素異形體的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及用途
【知識講解】
一、氮?dú)?
1．氮元素存在形態(tài)
空氣中含大量N2，是工業(yè)生產(chǎn)中N2的主要來源。
思考：①工業(yè)上如何從空氣中分離得到純凈N2？
②實(shí)驗(yàn)室如何制取N2？
[①工業(yè)制取N2有兩種方法：一種是將空氣液化，然后蒸發(fā)，首先揮發(fā)出N2，另一種方法是將木炭在空氣中燃燒，將所得氣體通過堿洗后得到N2。
②實(shí)驗(yàn)室制取N2一般也有兩種方法：一種是將NH3通過灼熱的CuO，
2NH3 + 3CuO == N2 + 3Cu + 3H2O得到N2，另一種方法是：NH4Cl飽和溶液和NaNO2飽和溶液混合加熱，NH4Cl + NaNO2 == NaCl + N2↑+ 2H2O ]
2．N2物理性質(zhì)：難溶于水，難液化，密度比空氣略小——與空氣密度相近，只能用排水法收集N2。
思考：請舉出與N2密度相近的二種氣體以及與CO2密度相近的二種氣體。（N2式量為28，則式量為28的還有CO、C2H4，CO2的式量為44，則式量為44的有C3H8和N2O）
3．N2化學(xué)性質(zhì)
（1）穩(wěn)定性——很難與其它物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，為什么？（因?yàn)镹=N叁鍵鍵能很大，很難打斷該共價鍵）
（2）一定條件下具有氧化性：
N2 + 3H2 ===== 2NH3 —— 工業(yè)上合成氨
與活潑金屬反應(yīng) 3Mg + N2 ==== Mg3N2 6Na + N2 ==== 2Na3N
（3）具有氧化性 N2 + O2 ==== 2NO
4．氮的氧化物——N2O（笑氣）、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5，其中屬于酸酐的只有N2O3（HNO2）、N2O5（HNO3）
思考：酸分子內(nèi)或分子間羥基與羥基脫水后形成的物質(zhì)稱為酸酐，則
H—C—OH CO，CO能否稱為酸酐？為什么？已知硝酸的結(jié)構(gòu)式為
HO—N 則其對應(yīng)的酸酐的結(jié)構(gòu)式如何表示？
（不能稱為酸酐，因?yàn)樗橇u基與碳原子相連的氫原子脫水所形成的物質(zhì)。
N—OH + H—O—N N—O—N （N2O5）+ H2O ）
（1） NO ①不與酸、堿反應(yīng)，常溫迅速與O2化合2NO + O2 == 2NO2
②堿性條件： NO + NO2 + 2OH－ == 2NO2－ + H2O
③ NO + CO2 + Na2O2 == Na2CO3 + NO2
思 考：NO和CO2的混合氣體，通過足量的Na2O2后，剩余氣體體積為原來的一半，則NO和CO2的體積比為
A．1:1 B．1:3 C．2:1 D．≤1:1的任意比
（答 D ）
④4NO + 3O2 + 2H2O == 4HNO3
⑤實(shí)驗(yàn)室制法：3Cu + 8HNO3（�。�== 3Cu(NO3)2+2NO + 4H2O
只能用排水法收集NO，為什么？（排空氣NO + O2 — NO2）
（2）NO2——不可能為純凈物2NO2 == N2O4
強(qiáng)氧化性：NO2 + KI —— NO2 + SO2 —— （古老生產(chǎn)H2SO4方法）
4NO2 + O2 +2H2O == 4HNO3
實(shí)驗(yàn)室制法： Cu + 4HNO3（濃）== Cu（NO3） 2+ 2NO2 + 2H2O （只能用排空氣法收集）
二、氨
1．分子結(jié)構(gòu)：三角錐形 N—錐頂， H—錐底， 鍵角—107°18′ 極性分子
思考：下列氣體與對應(yīng)的液體能進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)的是
A．NH3和H2O B．HCl和水 C．Cl2和H2O D．CO2和NaOH溶液
（答： A、B、D）
2．化學(xué)性質(zhì)
（1）NH3 + H2O == NH3?H2O ==NH4+ +OH－ （中學(xué)唯一的堿性氣體）
思考：①為什么能在濃氨水中加入NaOH固體可制取NH3？
（增大OH－濃度使氨水中平衡向左移動）
②氨水成分與液氨是否相同？給氨水加熱[OH－]、電離度如何變化？若煮沸呢？已知使稀氨水PH值減小，電離度增大，則[NH4+]如何變化？（不同，氨水混合物，液氨純凈物。加熱[OH－]、 均增大，若煮沸，氨水揮發(fā)，[OH－]要減小。[NH4+]可能增大，也可能減�。�
（2）酸 NH3 + H+ == NH4+ （揮發(fā)性酸反應(yīng)有白煙生成）
（3）鹽溶液 NH3 + H2O + Fe3+ —— NH3 + H2O + Al3+ —— [制Al(OH)3]
Ag+ + NH3 + H2O —— （先沉淀后溶解）
NH3 + H2O + CO2 + NaCl == NaHCO3↓+ NH4Cl （侯氏制堿）
（4）還原性 4 NH3 + 5O2 ==== 4NO + 6H2O
4 NH3 + 3O2(純) === 2N2 + 6H2O
2 NH3 + 3Cl2 === 6HCl + N2
2 NH3 + 3CuO === 3Cu + N2 + 3H2O
（5）液氨自電離NH3 + NH3 == NH4+ + NH2－
思考：已知NH4+與H3O+（H+）相當(dāng)，NH3與H2O相當(dāng)，NH2－與OH－相當(dāng)。
N3－（NH2－）與O2－相當(dāng)。試完成下列反應(yīng)方程式
①Na + NH3 —— ②CH3COOC2H5 + NH3——
③M(NH2)2——（M為金屬） ④NH4Cl + MO ——
（答：2Na + 2NH3 == 2NaNH2 + H2，
CH3COOC2H5 + NH3 CH3—C—NH2 + CH3CH 2OH
M(NH2)2 === MNH + NH3↑或 3M(NH2)2 === M3N2+ 4NH3，
2NH4Cl + MO == MCl2 + 2NH3↑+ H2O）
3．實(shí)驗(yàn) 室制法
（1）反應(yīng)原理：銨鹽和堿共熱（溶液還是固體？），一般反應(yīng)為：
2NH4Cl + Ca(OH)2 === CaCl2 + 2NH3↑+ 2H2O
（2）反應(yīng)裝置：與制取O2、CH4完全相同
思考：收集NH3時，試管口放一團(tuán)棉化，起什么作用？
（防止氨氣與空氣對流，以便收集到較純的NH3）
三、銨鹽
1．結(jié)構(gòu)：NH4+與酸根離子組成，含離子鍵、共價鍵和配位鍵，屬于離子晶體，極易溶水，且溶于水吸熱。
2．化學(xué)性質(zhì)
（1）水解：NH4+ + H2O == NH3?H2O + H+
思考：①請寫出NH4+在D2O中水解的離子方程式
（NH4+ + D2O == NH3?HDO + D+ 或NH3?HDO + D3O+）
②試用平衡移動原理解釋下列現(xiàn)象：氨水加入Mg2+溶液出現(xiàn)白色沉淀Mg(OH)2而Mg(OH)2加入到飽和NH4Cl溶液沉淀又能溶解。
③Mg(OH)2能溶于飽和NH4Cl溶液有兩種解釋，一種是：
Mg(OH)2（s）== Mg2+ + 2OH－，NH4+ + H2O == NH3?H2O + H+，H+與OH－中和，促使Mg(OH)2的溶解平衡移動而溶解，另一種解釋是：
Mg(OH)2（s）== Mg2+ + 2OH－，OH－ + NH4+ ==NH3?H2O，使Mg(OH)2 溶解。
試問：你能否只用一種試劑驗(yàn)證哪種解釋合理？
（答：用CH3COONH4。因?yàn)樵撊芤撼手行�，若Mg(OH)2加入CH3COONH4溶液溶解，則第二種解釋合理，若不溶解，第一種解釋合理）
（2）與堿反應(yīng)：NH4+ + OH－ == NH3↑+ H2O
注意：①該反應(yīng)要生成NH3，必須要有加熱條件，否則只能寫成NH3?H2O
②該反應(yīng)有何重要應(yīng)用？一是實(shí)驗(yàn)室利用該反應(yīng)來制取NH3，二是利用該反應(yīng)檢驗(yàn)或鑒定NH4+，請你說出鑒定NH4+方法？
（取樣品加入NaOH溶液加熱，若有使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體產(chǎn)生，即含NH4+）
（3）受熱分解：一般規(guī)律是：若為非氧化性酸形成的銨鹽，受熱分解成NH3和對應(yīng)的酸。（ 酸不穩(wěn)定繼續(xù)分解）如：NH4Cl == NH3 + HCl，NH4HCO3 == NH3↑+ H2O + CO2↑，
(NH)2S == 2NH3 + H2↑+ S
若為氧化性酸形成的銨鹽，受熱分解發(fā)生氧化—還原反應(yīng)，產(chǎn)物復(fù)雜一般不要求同學(xué)們掌握。
思考：①銨鹽分解的實(shí)質(zhì)是NH4+提供質(zhì)子（H+）給酸根離子，則NH4F、NH4Cl、NH4Br、NH4I四種銨鹽的熱穩(wěn)定性由大到小的順序是_____________________
（NH4I> NH4Br> NH4Cl>NH4F，因?yàn)镠F最弱，F(xiàn)－最易分解）
②硫酸銨受分解的產(chǎn)物是N2、SO2、NH3、H2O和SO3，問該反應(yīng)中每轉(zhuǎn)移1mol電子，有多少摩(NH4)2SO4分解？
（首先寫出反應(yīng)方程式 4(NH4)2SO4 == N2 + 3SO2 + SO3 + 6NH3 + 7H2O，根據(jù)反應(yīng)式，每生成1mol/N2轉(zhuǎn)移6mol電子，即有4mol(NH4)2SO4分解，則轉(zhuǎn)移1mol電子應(yīng)有 即 mol(NH4)2SO4分解）
四、硝酸
1．化學(xué)性質(zhì)
（1）不穩(wěn)定性 4HNO3 == 2H2O + 4NO2 + O2↑硝酸越濃越易分解。
由于分解產(chǎn)生NO2又溶解到HNO3里，而呈黃色。久置的試劑顏色變化的較多。如：
Na2O2、 、Fe2+化合物、AgX、AgNO3等。
思考：久置變黃的硝酸如何除去黃色？
（通入過量O2，不能加水，否則濃HNO3變成稀HNO3）
（2）強(qiáng)氧化性——越濃氧化性越強(qiáng)
①使Fe、Al鈍化 ②除Au和Pt可溶解絕大多數(shù)金屬。要使Au、Pt溶解可用王水
思考：①王水、實(shí)驗(yàn)室制取CH4、C2H4均存在1:3關(guān)系，問這1:3是指體積 、質(zhì)量還是物質(zhì)的量？
②（王水中濃HNO3和濃鹽酸物質(zhì)的量比1:3，制CH4無水CH3COONa與堿石灰質(zhì)量比約為1:3，制C2H4酒精與濃H2SO4體積比為1:3）
③5.6g鐵粉與100g稀HNO3恰好反應(yīng)，求硝酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
（Fe與硝酸反應(yīng)，應(yīng)有以下幾種情況：a、Fe + 4HNO3 = Fe(NO3)3 + NO↑+ 2H2O，
A% = 25.2% b、3Fe + 8HNO3 = 3Fe(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O，A% =16.8%
C、所得產(chǎn)物為Fe(NO3)3和Fe(NO3)2混合物，則應(yīng)在16.8~25.2%之間）
④氧化非金屬，如C、S、P，且氧化到最高價
⑤某些化合物，如S２－、SO4２－、Fe2+、I－等
（3）與有機(jī)物的反應(yīng)
① + HNO3 + H2O
進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)的操作步驟？實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象？為何制得的硝基苯為談黃色？怎樣將淡黃色除去得到純硝基苯？
②與醇、纖維素的酯化
③與蛋白質(zhì)發(fā)生黃蛋白反應(yīng)
2．制法
（1）實(shí)驗(yàn)室制法 NaNO3 + H2SO4（濃）==== NaHSO4 + HNO3↑
實(shí)驗(yàn)室制HNO3的原理與制HCl完全相同，為什么制HNO3的產(chǎn)物只能為NaHSO4而不是Na2SO4？制HNO3發(fā)生裝置是否與制Cl2完全相同？
（因?yàn)槿羯蒒a2SO4必強(qiáng)熱，這時HNO3亦分解。不同，一般制HNO3只能用曲頸瓶，若用與制Cl2相同的裝置，橡皮塞應(yīng)用鋁箔包起來。）
（2）工業(yè)制法——氨的催化氧化法
①氨的氧化——氧化爐
②從 氧化爐出來的氣體（NO）必需經(jīng)冷卻再與O 2反應(yīng)，為什么？
（高溫NO不能與O2化合，即2NO2 ===2NO + O2）
③尾氣吸收——用NaOH溶液
④稀NHO3濃縮——吸水劑Mg(NO3)2或濃H2SO4再蒸餾。
思考：吸水劑能否用MgCl2或P2O5？
（不能用MgCl2，因?yàn)檎麴s時HNO3中含HCl，可用P2O5，因形成H3PO4也是不揮發(fā)性酸）
例：氨氧化法可制得50%的硝酸。加脫水劑可進(jìn)一步制得90%的硝酸，兩種產(chǎn)品的質(zhì)量比 （m1、m2分別為50%的硝酸溶液和90%的硝酸溶液質(zhì)量）。若以17噸液氨為原料生產(chǎn)硝酸
（1）導(dǎo)出理論上所需水量y（噸）與質(zhì)量比x數(shù)學(xué)關(guān)系式（假定NH3轉(zhuǎn)化率是100%）
（2）根據(jù)導(dǎo)出關(guān)系式求出只生產(chǎn)50%的硝酸所需水的量和只生產(chǎn)90%硝酸所需水的量（噸）
（3）質(zhì)量比x為多少時，進(jìn)出水的量保持平衡，此時兩種產(chǎn)品總質(zhì)量為多少噸？
解析：這是一道結(jié)合數(shù)學(xué)知識解決化工生產(chǎn)的典型例題，高考《考試說明》明確指出：
要具備用數(shù)學(xué)知識解決化學(xué)問題的能力。
本 題首先要導(dǎo)出需要水的量與兩種硝酸質(zhì)量比的函數(shù)關(guān)系：
兩種產(chǎn)品中含水為 噸，這是否理論上需要水的量？不是，因?yàn)樵贜H3 + 2O2 = HNO3 + H2O反應(yīng)中，17噸氨除完全轉(zhuǎn)化為63噸硝酸外，還生成18噸水，因此 －18，現(xiàn)在的問題是如何將m1、m2轉(zhuǎn)化為x，根據(jù)題意：
代入 －18
得
解答第二問，關(guān)鍵是抓住“根據(jù)導(dǎo)出關(guān)系式”，而不是利用化學(xué)方程式求解。如何根據(jù)導(dǎo)出關(guān)系式求出需要水的量？還要抓住 ，當(dāng)只生產(chǎn)50%硝酸時，即m2=0，若m2=0，
即 噸，需加入45噸水。當(dāng)只生產(chǎn)90%硝酸時，m1=0，
x=0， 噸，這—11噸什么意思？即不需要加水，反而脫去11噸水，才能得到90%的硝酸。
第三問比較簡單，當(dāng)進(jìn)出水的量保持平衡，即y=0， ，
利用方程組 求出
兩種產(chǎn)品的總質(zhì)量為24.75+56.25=81噸
五．硝酸鹽
主要了解這幾方面的內(nèi)容：
1．高溫時表現(xiàn)強(qiáng)氧化性，如黑火藥的爆炸就是KNO3表現(xiàn)氧化性
2．硝酸鹽分解：按金屬活動順序K~Na的硝 酸鹽分解得亞硝酸鹽和O2
Mg~Cu生成金屬氧化物、NO2、O2、Hg~Ag生成金屬、NO2、O2
思考：（1）某金屬的硝酸鹽受熱分解，生成金屬氧化物、NO2和O2，其中NO2和氧氣的體積比為8:1，則金屬元素的化合價。
A．升高 B．降低 C．不變 D．無法確定
（解析：關(guān)鍵是利用電子得失守恒原埋， N→N，O→O，則形成1mol O2失去4mol電子，同時生成8molNO2必得8mol電子，金屬元素的化合價必升高）
（2）已知三種硝酸鹽受熱分解：2NaNO3 == 2NaNO2 + O2↑
2Cu(NO3)2 ==2CuO + 4NO2↑ + O2↑ 2AgNO3 == 2Ag + 2NO2↑ + O2↑由上述三種鹽的一種或幾種組成的物質(zhì)，受熱分解進(jìn)生成mL氣體，被水充分吸收后剩余 氣體，符合這一條件的幾種可能組合是________、________、___________、_________。（有幾種組合填幾種，不必填 滿，亦可補(bǔ)充）
（解析：①NaNO3分解產(chǎn)生mLO2不能被水吸收，不可能是單一的NaNO3
②Cu(NO3)2分解產(chǎn)生mL NO2和O2且體積比為4:1，能被水完全吸收，無氣體剩余，不可能是單一的Cu(NO3)2 ③AgNO3分解產(chǎn)生mLNO2和O2，但其體積比為2:1，被水吸收后恰好剩余 O2，可以是單一的AgNO3，若①與②組合， 則按一定比例混合可剩余 。若①與③組合 。無論按什么比例混合，剩余氣體一定大于 ，同理②與③組合剩余氣體一定小于 ，若①②③組合同樣可以剩余 ，因此有三種組合。）
3．NO3－的鑒定：取樣品（固體或濃溶液）+ 濃H2SO4 + 銅片 若有紅棕
色氣體生成，則含有NO3－（若樣品為較稀溶液，管口有紅棕色氣體生成）若樣品是極稀的溶液，應(yīng)加熱濃縮后才能進(jìn)行上述鑒定實(shí)驗(yàn)。
【能力訓(xùn)練】
將一生銹的鐵片（鐵銹成份以Fe2O3計），放入稀HNO3中，反應(yīng)結(jié)束后，收集到NO氣體11.2L（標(biāo)況），溶液中還剩下5g固體殘渣，過濾后，向溶液中通入35.5gCl2，恰好將溶液中的Fe2+全部氧化，求鐵片中鐵銹的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaosan/60352.html
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