内容正文:
第17讲 氮及其氧化物 氨和铵盐
复习目标
1.了解氮及其氧化物的主要性质和用途;掌握氨的实验室制取原理及方法。
2.了解NH3、铵盐的性质及应用;了解氮氧化物对环境的影响及防治。
考点一
氮及其氧化物
1.氮的固定
2.氮气的性质
(1)物理性质
常温下,N2是无色无味的气体,密度比空气略小,难溶于水。
(2)化学性质
写出上述反应的化学方程式:
①3Mg+N2Mg3N2;
②N2+3H22NH3;
③N2+O22NO。
3.氮的氧化物
(1)NO和NO2的比较
物质
NO
NO2
色、态、味
无色、无味气体
红棕色、有刺激性气味气体
溶解性
难溶于水
—
毒性
有毒,大气污染物之一
有毒,大气污染物之一
与水反应
不反应
3NO2+H2O===2HNO3+NO
与氧气反应
2NO+O2===2NO2
不反应
(2)氮氧化物的污染
(1)空气中N2和O2在放电条件下直接化合生成NO2( × )
(2)NO2与水反应生成HNO3,故NO2属于酸性氧化物( × )
(3)将NO2通入FeSO4溶液中,再滴加KSCN溶液,溶液变成红色( √ )
(4)利用铜粉与稀硝酸反应制取NO,再用向上排空气法收集( × )
(5)密闭容器中2 mol NO和1 mol O2充分反应,所得产物的分子数为2NA( × )
考向1 含氮化合物对环境的污染及防治
【例1】(2023·北京东城区期末)煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx,是大气的重要污染源之一。用Ca(ClO)2溶液对烟气[n(SO2)∶n(NO)=3∶2]同时进行脱硫脱硝(分别生成SO、NO),测得NO、SO2脱除率如图,下列说法不正确的是( )
A.SO2和NOx都会形成酸雨,NOx还会形成光化学烟雾
B.随着脱除反应的进行,吸收溶液的pH逐渐减小
C.SO2脱除率高于NO的原因可能是SO2在水中的溶解度大于NO
D.依据图中信息,在80 min时,吸收液中n(NO)∶n(Cl-)=2∶3
D 解析:SO2和NOx分别可以形成硫酸型酸雨和硝酸型酸雨,光化学烟雾是氮的氧化物在太阳紫外线的照射下产生的一种二次污染物,A正确;脱除反应的原理为2NO+3ClO-+H2O===2H++2NO+3Cl-、SO2+ClO-+H2O===2H++SO+Cl-,生成大量H+,pH减小,B正确;根据SO2和NO气体在水中的溶解度:SO2>NO,SO2比NO更易溶于水,更容易发生反应,C正确;根据已知n(SO2)∶n(NO)=3∶2,假设SO2为3 mol,则NO为2 mol,依据图中信息及离子方程式中的比例关系得:在80 min时,NO脱除率40%,即反应的NO为2 mol×40%=0.8 mol,0.8 mol NO生成0.8 mol NO和1.2 mol Cl-,SO2脱除率100%,即3 mol SO2全部反应生成3 mol Cl-,则n(Cl-)=(3+1.2)mol=4.2 mol,吸收液中n(NO)∶n(Cl-)=0.8 mol∶4.2 mol=4∶21,D错误。
考向2 氮的氧化物溶于水的计算
【例2】相同条件下,将体积为V的NO和NO2的混合气体通入水中吸收后,得到无色气体A。将此无色气体A与等体积的O2通入水中充分吸收后,得到5 mL无色气体B。下列说法不正确的是( )
A.A气体是NO,B气体是O2
B.A气体的体积是20 mL
C.V的取值范围是20 mL<V<60 mL
D.将盛有体积比为4∶1 的NO2和O2混合气体的烧瓶倒立于水槽中充分反应后,烧瓶中所得溶液的物质的量浓度为 mol/L
[思路剖析]
①
NO和NO2的混合气体通过水吸收,得到无色气体AA是NO
②
A与等体积的O2通入水中充分吸收:4NO+3O2+2H2O===4HNO3,得到5 mL无色气体BB只能是O2
D 解析:NO不与水反应,NO2能与水反应:3NO2+H2O===2HNO3+NO,则无色气体A为NO;无色气体A与等体积的O2混合通入水中发生反应:4NO+3O2+2H2O===4HNO3,可知O2过量,则无色气体B为O2,A正确;由于过量的氧气为5 mL,而开始反应时NO与O2的体积相等,根据反应4NO+3O2+2H2O===4HNO3,剩余O2体积占反应的O2总体积的,可知NO的体积为V(NO)=V(O2)==20 mL,B正确;由B可知,NO2与水反应产生的NO和原来的NO共20 mL,若NO气体全部来源于原气体,则V=20 mL;若NO气体全部是由NO2与水反应产生,根据反应3NO2+H2O===2HNO3+NO可知V=3×20 mL=60 mL,则V的取值范围是20 mL<V<60 mL,C正确;将盛有体积比为4