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《氮的循环》复习专题

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※资料简介※
《氮的循环》专题复习
知识清单：
一．氮在自然界中的循环

二．氮的循环中的重要物质及其变化
1．氮气：
常温下，氮气性质很不活泼，常用作保护气。但在一定条件下也能和H2、O2等发生化学反应
和氧气反应：
和氢气反应：
工业上，利用这一反应制备氨气。
2．氮的氧化物：氮的氧化物有N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5，其中，NO和NO2是氮的循环中的重要物质，也是最主要的大气污染物。
（1）一氧化氮：
a物理性质：无色、有毒、不溶于水的气体
b化学性质：和氧气接触迅速化合生成二氧化氮：2NO+O2=2NO2
所以，只能用排水法收集NO气体。
c制法：实验室：3Cu+8HNO3(稀) =3 Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
       工业上：由NH3和O2反应制得
（2）二氧化氮：
a物理性质：红棕色、有毒、有刺激性气味的气体，密度比空气大，易溶于水
b化学性质：和水反应3NO2+ H2O=2HNO3+NO
c制法：实验室：Cu+4HNO3(浓) =Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
         （只能用向上排空气法收集）
         工业制法：氨气催化氧化法。
3.氨气：NH3（唯一能使红色石蕊试纸变蓝的气体）
(1) 物理性质：无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水。
(2) 化学性质：
a与水反应：
因为氨气极易溶于水，所以可形成喷泉；又因为NH3•H2O可电离出OH-,所以，氨水呈碱性，加入酚酞溶液显红色。
   b与酸反应：NH3+HCl=NH4Cl   所以，氨气遇氯化氢气体出现白烟。
   c与氧气反应，被氧化生成NO

工业上利用这一反应制备生产硝酸所需要的NO。
d制法：工业：氮气和氢气反应制得。
实验室：由铵盐和碱加热制得；
2NH4Cl+Ca(OH)2 2NH3↑+ CaCl2+2H2O
收集方法：向下排空气法；用湿润的红色石蕊试纸检验氨气是否收集满。
4.铵盐与铵态氮肥：
化学氮肥包括铵态氮肥（以NH4+形式存在）、硝态氮肥（以NO3-形式存在）和有机态氮肥（如尿素），都易溶于水。
铵盐的化学性质：
（1）受热易分解：
如：NH4HCO3 NH3↑+CO2↑+H2O
NH4Cl NH3↑+HCl↑
所以，在保存铵态氮肥时，应密封包装且放在阴凉通风处；施肥时应深埋土下、及时浇水。
(2)和碱反应：
NH4++OH- NH3↑+H2O
所以，铵态氮肥不能和碱性物质如草木灰等混合使用。实验室利用铵盐的该性质制取少量氨气、检验NH4+。
   5．氮的固定：
涵义：使空气中游离态的氮转化为含氮化合物的方法叫做氮的固定

5．硝酸及其应用
a) 物理性质：纯净的硝酸是无色、有刺激性气味、易挥发液体，能以任意比例溶于水。常见浓硝酸质量分数约69%；质量分数为98%的硝酸称为“发烟硝酸”
b) 化学性质：作为强酸，硝酸除了具有酸的通性外还具有以下特性：
（1）不稳定性：硝酸见光、受热易分解
4HNO3 4NO2↑+O2↑+2H2O
因此，硝酸应密封保存在棕色瓶中且放在黑暗阴凉处。
（2）强氧化性：
a.和金属反应：硝酸具有强氧化性，除金、铂、钛外，大多数金属能被硝酸氧化。
如：4HNO3(浓)+Cu=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
    8HNO3(稀)+3Cu=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
规律：（1）金属和硝酸反应，不能放出氢气；
（2）浓硝酸一般被金属还原为NO2；稀硝酸一般被金属还原为NO
金属钝化：条件：常温下、铝、铁等活泼金属遇到浓硝酸；
          实质：金属被氧化，在表面形成致密的氧化物保护膜；
          应用：用铝质或铁质容器贮存、运输浓硝酸。
b.和非金属反应：在加热条件下，硝酸还能和某些非金属单质发生反应，如：
4HNO3(浓)+C CO2↑+4NO2↑+2H2O
典例剖析：
一．对基本概念、基本性质和基本操作的考查
1．发射宇宙飞船的运载火箭的推进剂引燃后，产生大量的高温气体从尾部喷出，该气体的主要成分为CO2、H2O、N2、NO等，但在发射现场可看到火箭尾部产生大量的红棕色气体，其原因是                                                           （）
A. 高温下N2遇空气生成NO2              B．NO遇空气生成NO2
C．CO2与NO反应生成CO、NO2             D.H2O和NO反应生成H2和NO2
2．下列过程没有起氮的固定作用的是               （    ）
A.电闪雷鸣               B.豆科植物根瘤菌通过生物化学过程得到含氮化合物。
C．工业合成氨            D.实验室制氨气
3．在烧瓶中放入铜片和稀硝酸制取纯净的一氧化氮，当烧瓶中出现红棕色气体后正确的操作是                                               （    ）
A．立即连接收集容器，用向上排空气法收集
B．待烧瓶中红棕色气体消失后，用向上排空气法收集
C．待烧瓶中红棕色气体消失后，用排水法收集
D．立即用排水法收集
4．在隔绝空气的条件下加热，不能升华的物质是    （    ）
A.碘     B.红磷     C.氯化铵     D.干冰
5．下列现象与人为排放大气污染物无关的是    （    ）
A.酸雨        B.光化学烟雾        C.闪电        D.臭氧层空洞
6．实验室收集下列气体时，不能用排水法收集的是    （    ）
A.氨气      B.氢气      C.二氧化氮      D.一氧化氮
7．在1L1mol/L氨水中       （   ）
A.含有1molNH3分子
B．含NH3、NH4+之和为1mol
C．含有1molNH3•H2O
D.NH3、NH4+和NH3•H2O之和为1mol
8．回答关于硝酸的储存的下列问题：
（1）硝酸盛于棕色瓶中，原因__________________________;
（2）硝酸放于低温处，原因__________________________;
（3）浓硝酸久置发黄, 原因__________________________;
（4）浓硝酸敞口放置会变稀, 原因__________________________;
（5）浓硝酸可用铝罐装, 原因__________________________.
9．氨气极易溶于水，可以进行喷泉实验。

（1）写出实验室制取氨气的化学方式____________________________
(2)收集氨气应用____________法，要得到干燥的氨气可用_________做干燥剂。
（3）用上图装置进行喷泉实验，上部烧瓶中已装满氨气，引发水上喷的操作是_____________
该实验的原理是_______________。
二．有关氮的氧化物的计算
主要关系式：（1）4NO2+2H2O+O2=4HNO3--------------①
（2）4NO+2H2O+3O2=4HNO3-------------②
10．将盛有12mlNO2和O2的混合气体的量筒倒立于盛有足量水的水槽中，充分反应后，还剩有2ml无色气体,则原混合气体中O2的体积为          （    ）
A．1.2ml     B.2.4ml     C.3.6ml     D.4ml
11．向盛有12mLNO气体并倒立于水槽中的试管中通入一定量的氧气充分反应后，试管里剩余气体为4mL，则通入的氧气体积可能是     (   )
A.6mL       B.8mL       C.11 mL       D.13mL
三.有关硝酸与金属反应的题目
主要关系：4HNO3(浓)+Cu=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O             ①
          8HNO3(稀)+3Cu=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O            ②
         3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O
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