高三化学总复习非金属及其化合物3

高三化学总复习非金属及其化合物3编稿：叶长军审稿：柳世明责编：房鑫【内容讲解】五、氮元素及其化合物1．氮气(1)与氢气反应(2)与O2反应N2+O22NO高温(3)与金属反应。N2+3MgMg3N2氮的固定把大气中的氮转化为氮的化合物的方法，称为氮的固定。如在放电条件下N2和O2直接化合生成NO，豆科植物根瘤菌的作用等均属氮的固定。2．NO和NO2NONO2物理性质色、态、味无色、无味、气体红棕色、刺激性气味气体密度＞空(MNO=30)(略大于空气)＞空(MNO=46)(大于空气)熔沸点低低溶解性不溶于水易溶于水毒性有毒有毒化学性质与水不反应3NO2+H2O=2HNO3+NONO2既是氧化剂，又是还原剂与碱不反应2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O氧化性2NO+2CO=2CO2+N22NO2+2KI=I2+2KNO2还原性2NO+O2=2NO2可使酸性KMnO4褪色可使酸性KMnO4褪色(与O2混合，通入水中4NO+3O2+2H2O=4HNO34NO2+O2+2H2O=4HNO3特性2NO2N2O43．氨气(NH3)(1)结构氨分子的空间构型是三角锥形。由于氨分子中N－H键的极性强，氨分子与水分子、氨分子与氨分子间存在较强的分子间作用力(氢键)，所以氨极易溶于水，氨的熔、沸点相对较高(易液化)。(2)与酸反应NH3+HCl=NH4Cl白烟NH3+HNO3=NH4NO3白烟2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4(3)与水反应：NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH－(NH3·H2O是弱碱)所以，氨水中的微粒有：分子：NH3·H2O、H2O、NH3；离子：NH4+、OH－、H+(4)还原性4NH3+5O24NO+6H2O8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl(5)氨气的实验室制法原理：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O装置：固－固反应加热装置(同制O2)干燥：碱石灰(或固体NaOH、固体CaO)(不能用浓H2SO4、CaCl2干燥，CaCl2与NH3反应：CaCl2+8NH3=CaCl2·8NH3)收集：向下排空气法收集验满：①用湿润的红色石蕊试纸(变蓝)②蘸有浓HCl的玻璃棒接近瓶口(产生白烟)尾气吸收：水(防止倒吸)会画装置：4．铵盐(1)铵盐都是离子化合物，都易溶于水(2)铵盐的化学性质①受热分解NH4ClNH3↑+HCl↑(用于除去或分离铵盐)NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O②与碱反应NH4++OH－NH3↑+H2O(用于NH4+的检验)③NH3与NH4+的相互转化5．硝酸(1)酸的通性：一元强酸。(2)氧化性：①与金属单质的反应：a．活泼金属b．Al、Fe钝化常温浓硝酸可使铝、铁钝化，但加热能和它们剧烈的发生化学反应。如：c．不活泼金属Cu+4HNO3（浓）=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O3Cu+8HNO3（稀）=3Cu(NO3)+2NO↑+4H2O3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O②与非金属单质的反应：C+4HNO3（浓）CO2↑+4NO2↑+2H2O③与化合物的反应：→Fe2+→Fe3+SO32-→SO42-I-→I2(浓硝酸应保存在棕色瓶中，并置于阴凉处)(4)蛋白质显色反应6．氮及其化合物间的转化关系六、常见阴阳离子检验1、阳离子检验离子试剂或方法现象离子方程式H+石蕊甲基橙Na2CO3活泼金属(如Zn)蓝色→红色橙色→红有无色无味气体产生K+焰色反应浅紫色火焰(透过蓝色钴玻璃)焰色反应操作Na+焰色反应黄色火焰NH4+加OH—，加热①有气体产生，气体能使润湿的红色石蕊试纸变蓝；②遇蘸有浓HCl的玻璃棒有白烟NH4++OH-NH3↑+H2ONH3+HCl==NH4ClAg+加Cl—，稀HNO3白色沉淀，不溶于稀HNO3Ag++Cl-=AgCl↓Mg2+NaOH溶液白色沉淀，碱过量沉淀不溶Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓Ba2+加入稀H2SO4白色沉淀Fe2+加NaOH白色絮状沉淀→灰绿色→红褐色Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3↓加KSCN和氯水加KSCN无现象，再加氯水溶液变红色Cu2+加NaOH蓝色絮状沉淀Al3+加NaOH先生成白色沉淀，OH-过量白色沉淀溶解Fe3+加NaOH红褐色沉淀加KSCN溶液变红色加苯酚溶液显紫色2、常见阴离子检验离子试剂或方法现象离子方程式OH-石蕊试液酚酞试液甲基橙试液变蓝变红变黄先加盐酸酸化，无白色沉淀，再加BaCl2溶液，有白色沉淀。产生白色沉淀加H+、品红溶液有气体产生，使品红褪色(HSO3-的现象相同)H+、澄清石灰水有气体产生，石灰水变浑浊(HCO3-的现象相同)Cl-Ag+、稀HNO3产生白色沉淀，不溶于Cl-+Ag+=AgCl稀HNO3Br-①Ag+、稀HNO3②氯水、苯或CCl4①产生淡黄色沉淀，不溶于稀HNO3②溶液分层、苯层或CCl4层为橙红色2Br-+Cl2=Br2+2Cl-I-①Ag+、稀HNO3②新制氯水，淀粉溶液③氯水、苯或CCl4①黄色沉淀，不溶于稀HNO3②滴入新制Cl2，振荡后再滴入淀粉溶液，变蓝③溶液分层、苯层或CCl4层紫红色I2遇淀粉变蓝AlO2-加H+先生成白色沉淀，H+过量后白色沉淀溶解AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O【经典例题】1．将32.64g铜与140mL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11.2L。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VmLamol/L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_________mol/L。（3）欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3，至少需要30%的双氧水_________g。【解析】（1）设混合气体中NO的物质的量为xmol，NO2的物质的量为ymol。根据气体的总体积为11.2L，有：x＋y=0.5mol。根据“得失电子守恒”，有：3x＋y=mol×2上式中，左边为N得电子数，右边为Cu失电子数解方程组得：x=0.26mol，y=0.24mol。则V（NO）=0.26mol×22．4L·mol－1=5.8L，V（NO2）=11.2L－5.8L=5.4L（2）HNO3在反应中一部分变成气体，一部分以NO3－的形式留在溶液中。变成气体的HNO3的物质的量为0.5mol。加入NaOH溶液至正好使溶液中Cu2+全部转化为沉淀，则溶液中只有NaNO3，其物质的量为10－3aVmol，也就是以NO3－形式留在溶液中的HNO3的物质的量为10－3aVmol。所以，c（HNO3）=。（3）NO、NO2变成NaNO3需要失去电子总数等于Cu与HNO3反应时失去电子总数，即为：0.51mol×2=1.02mol故需要用作氧化剂的H2O2的物质的量为：0．51mol，也就是需要30％H2O2溶液的质量为：【答案】（1）5.8L，5.4L（2）（3）57.8g2．某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按下图装置进行试验（夹持仪器已略去）。实验表明浓硝酸能将氧化成，而稀硝酸不能氧化。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。可选药品：浓硝酸、3mo/L稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳已知：氢氧化钠溶液不与反应，能与反应：（1）实验应避免有害气体排放到空气中，装置③、④、⑥中盛放的药品依次是_________（2）滴加浓硝酸之前的操作是检验装置的气密性，加入药品，打开弹簧夹后_________（3）装置①中发生反应的化学方程式是_________（4）装置②的作用是_________，发生反应的化学方程式是_________（5）该小组得出的结论依据的试验现象是_________（6）试验结束后，同学们发现装置①中溶液呈绿色，而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别设计以下4个实验来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是（选填序号字母）_________a.加热该绿色溶液，观察颜色变化b.加水稀释绿色溶液，观察颜色变化c.向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化d.向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察颜色变化【解析】本题主要考查HNO3的性质、化学基本实验设计和评价能力。（1）根据装置特点和实验目的，装置⑤是收集NO，装置⑥中盛放NaOH溶液吸收NO2，因为要验证稀HNO3不能氧化NO，所以装置③中应该盛放稀硝酸。（2）由于装置中残存的空气能氧化NO而对实验产生干扰，所以滴加浓HNO3之前需要通入一段时间CO2赶走装置中的空气，同时也需将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内防止反应产生的NO气体逸出。（3）Cu与浓HNO3反应：Cu+4HNO3(浓)＝Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。（4）装置②中盛放H2O，使NO2与H2O反应生成NO：3NO2+H2O＝2HNO3+NO。（5）NO通过稀HNO3溶液后，若无红棕色NO2产生，说明稀HNO3不能氧化NO，所以盛放稀HNO3装置的液面上方没有颜色变化即可说明之。装置④中盛放的是浓HNO3，若浓HNO3能氧化NO则装置④液面的上方会产生红棕色气体。（6）要证明是Cu(NO3)2浓度过高或是溶解了NO2导致装置①中溶液呈绿色，一是可设计将溶解的NO2赶走（a、c方案）再观察颜色变化。二是增大溶液中NO2的溶解（d方案）观察颜色变化。加水稀释绿色溶液再观察颜色变化的问题在于加水稀释时既稀释了Cu(NO3)2的浓度有降低了NO2，无法确定两种看法那种正确。【答案】（1）3mol/L稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液（2）通入CO2一段时间，关闭弹簧夹，将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内（3）Cu+4HNO3（浓）=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O（4）将NO2转化为NO3NO2+H2O=2HNO3+NO（5）装置③中液面上方气体仍为无色，装置④中液面上方气体由无色变为红棕色（6）acd3.X、Y、Z、W为含有相同电子数的分子或离子，均由原子序数小于10的元素组成，X有5个原子核。通常状况下，W为无色液体。已知:X+YZ+W(1)Y的电子式是_________________________。(2)液态Z和W的电离相似，都可电离出电子数相同的两种离子，液态Z的电离方程式是_______。(3)用图示装置制备NO并验证其还原性。有下列主要操作：a.向广口瓶内注入足量热NaOH溶液，将盛有铜片的小烧杯放入瓶中。b.关闭止水夹，点燃红磷，伸入瓶中，塞好胶塞。c.待红磷充分燃烧，一段时间后打开分液漏斗旋塞，向烧杯中滴入少量稀硝酸。①步骤c后还缺少的一步主要操作是_________________________________。②红磷充分燃烧的产物与NaOH溶液反应的离子方程式是___________________。③步骤c滴入稀硝酸后烧杯中的现象是__________________________________。反应的离子方程式是______________________________________。(4)一定温度下，将1molN2O4置于密闭容器中，保持压强不变，升高温度至T1的过程中，气体由无色逐渐变为红棕色。温度由T1继续升高到T2的过程中，气体逐渐变为无色。若保持T2，增大压强，气体逐渐变为红棕色。气体的物质的量n随温度T变化的关系如图所示。①温度在T1~T2之间，反应的化学方程式是_________________________。②温度在T2~T3之间，气体的平均相对分子质量是（保留1位小数）______________。【解析】本题是以实验为主的无机综合题，汇聚多个学科内知识板块，包括物质结构、元素的单质及其化合物的性质、化学实验、化学平衡、有关物质的量的计算等，