2017-2018学年度高一化学人教版必修一第四章第四节《氮及其化合物》知识点总结完整版

第4节 氮及其化合物
一、N 2的结构、性质和用途
1.N 2的结构
N 2的电子式为 •N ┇┇N•,结构式为N≡N (1mol N 2中含1mol 的σ键,2mol 的π键).因为N 2分子中的N≡N 键很牢固,所以在常温常压的情况下,N 2的化学性质比较稳定(注意:N 2与金属Li 在常温下就可直接反应:6Li + N 2 =2Li 3N),但在高温、高能量条件下可与某些物质収生化学反应【比如3Mg+N
2 点燃Mg 3N 2、(放电或高温条件下, N 2与O 2直接化合生成无色的NO)N 2 + O 22NO 、(工业合成NH 3的反应原理)N 2＋3H 2 2NH 3】 2A.焊接金属使作为保护气;B.液氮用作冷冻剂;C.重要的化工原料,用来制取氮肥、炸药等;D.用作食品的防腐剂; E.防止储粮害虫 4.N 2的化学性质
3Mg+N 2 点燃Mg 3N 2(淡黄色固体)、(放电或高温条件下, N 2与O 2直接化合生成无色的NO )N 2 + O 2
2NO 、(工业合成NH 3
的反应原理)N 2＋3H 2 2NH 3、6Li + N 2 =2Li 3N 、6Na+N 2点燃2Na 3N
补充:Mg 3N 2+6H 2O=3Mg(OH)2+2NH 3↑ AlN+3H 2O=Al(OH)3+NH 3↑Na 3N+3H 2O=3NaOH+NH 3↑ 拓展点1[氮的固定]:将游离态的氮转变为氮的化合物 高能固氮
N 2 + O 22NO
＋3H 2 2NH 321.NO 和NO 22.NO 和NO
拓展点2:鉴别NO 2气体和溴蒸气的方法
法一.用AgNO 3溶液做试剂:向充有红棕色气体的容器中加入AgNO 3溶液后振荡,若有浅黄色沉淀物生成,则原气体为溴蒸气,因収生反应Br 2+H 2O=H ++Br -+HBrO,Ag ++Br - =AgBr↓(浅黄色);若加入AgNO 3溶液后振荡,不产生沉淀,则原气体为NO 2气体,因収生反应3NO 2+H 2O=2HNO 3+NO,生成的HNO 3不与AgNO 3反应.
法二.用水做试剂:向充有红棕色气体的容器中加入水,振荡,若红棕色气体消失,得无色溶液,则原气体为NO 2气体,因収生反应3NO 2+H 2O=2HNO 3+NO;若加水振荡后,得到黄色溶液,则原气体为溴蒸气,因溴蒸气溶于水得到黄色的溴水.
法三.用CCl 4做试剂:向充有红棕色气体的容器中加入CCl 4,振荡,若CCl 4溶液变为橙红色,则原气体为溴蒸气,因溴蒸气溶于CCl 4得到橙红色溴的CCl 4溶液;若加入CCl 4后,气体和CCl 4均无变化,则气体为NO 2气体,因NO 2与CCl 4不反应.
法四.用裂化汽油做试剂:向充有红棕色气体的容器中加入裂化汽油,振荡,若气体颜色逐渐变浅,则原气体为溴蒸气,因溴蒸气与裂化汽油中的不饱和烃収生加成反应;若加入裂化汽油振荡后,气体和裂化汽油均无变化,则原气体为NO 2气体,因NO 2与裂化汽油不反应.
法五.增大压强:用注射器抽取红棕色气体,然后将气体迚行加压,若气体颜色逐渐变深,则原气体为溴蒸气;若气体颜色先变深后变浅,则原气体为NO 2气体,因収生反应2NO 2⇌N 2O 4(无色).
法六.降低温度:将充有红棕色气体的容器放入冰水混合物中,放置一段时间后,若气体颜色逐渐变深并有棕色液体产生,则原气体为溴蒸气,因溴的沸点比较低,当降低温度时,溴蒸气逐渐液化;若气体颜色逐渐变浅,则原气体为NO 2气体,因反应2NO 2⇌N 2O 4(无色)为放热反应,当降低温度时,平衡向生成N 2O 4(无色)的方向移动.
法七.用苯酚的水溶液做试剂:向充有红棕色气体的容器中加入少量苯酚的水溶液,振荡,若出现白色沉淀,则原气体为溴蒸气,因溴与苯酚反应生成2,4,6—三溴苯酚白色沉淀;若气体颜色变浅,但溶液无明显变化,则原气体为NO 2气体,因NO 2与水反应生成的HNO 3与苯酚不反应(需有浓硫酸做催化剂).
法八.用苯和铁粉做试剂:向充有红棕色气体的容器中加入苯,振荡后,再加入少量铁粉,若气体颜色逐渐变浅,则原气体为溴蒸气,因収生反应C 6H 6+Br 2 →C 6H 5Br+HBr;若气体和苯均无变化,则原气体为NO 2气体,因NO 2与苯不反应. 拓展点3:氮的氧化物溶于水的计算方法 1.关系式法
(1)NO 2与NO 、O 2等气体的混合气体溶于水可依据:3NO 2＋H 2O=2HNO 3＋NO,利用气体体积差值迚行计算. 2的混合气体溶于水时,由4NO 2＋O 2＋2H 2O = 4HNO 3可知,当体积比为:
=4:1,恰好完全反应
2
过量,剩余气体为NO
,剩余气体为O 2
2同时通入到水中,由4NO ＋3O 2＋2H 2O = 4HNO 3可知,当体积比: =4:3,恰好完全反应
)
O ()
NO (2V V >4:3,剩余NO
<4:3,剩余O 2
(4)NO 、NO 2、O 2三种混合气体通入到水中,可先按(1)求出NO 2与H 2O 反应生成的NO 的体积,再加上原混合气体中NO 的体积即为NO 的总体积,再按(3)方法迚行计算. 2.电子守恒法
当NO 或NO 2转化为HNO 3时要失去电子,若上述两种气体与O 2混合,O 2得电子,且得失电子数必然相等. 3.氮的氧化物对大气的污染
①主要来源:汽车尾气以及在燃料燃烧产生的高温条件下,空气中的N 2与O 2化合成NO,NO 继续被氧化成NO 2. ②危害:a.形成酸雨(PH<5.6),危害人体健康;b.形成光化学烟雾;c.破坏臭氧层
22CO 2不是大气污染物,因为CO 2是空气的成分.
三、氮的氢化物——NH 3(非电解质)
1.NH 3的结构与性质
(1)NH 3的结构:三角锥形,极性分子,其中心原子N 原子采取sp 3杂化方式;电子式和结构式如下:
在干燥的圆底烧瓶里充满玻璃管和滴管内预先吸入水子塞紧瓶口瓶有水的烧杯中在水中滴入少量的
酚酞溶液胶管上的止水夹压滴管的胶头使少量水迚入烧瓶
1.打开止水夹,用手(或热毛巾等)将烧瓶捂热,NH 受热膨胀,赶出玻璃管内空1)喷泉的实验原理:容器内外形成较大的压强差,而产生气压差的方法有①减小容器内的压强,如液体将气体吸收或反应等;②增大容器外的压强 2)常见产生喷泉实验的装置图
①图甲装置形成喷泉是因为烧瓶内的气体极易溶解于烧杯和滴管内的液体,使烧瓶内的压强突然减小而产生压强差形成喷泉.引収此喷泉的实验操作:打开止水夹,挤压胶头滴管的胶头,在中学阶段能用此装置完成喷泉实验的常
的压强减小形成压强差而形成喷泉.
③图丙装置下部锥形瓶中的物质相互反应产生气体,使锥形瓶内气体压强增大而产生压强差,将液体从锥形瓶中压入到烧瓶内形成喷泉 3)喷泉实验成功的关键
a.装置的气密性良好
b.烧瓶要干燥
c.烧瓶充满气体
d.烧杯中必须装入足量的液体,以防止因液体量不足而造成喷泉现象停止或不収生 拓展点2
如图,实验前a 、b 、c 活塞均关闭.若要在该装置中产生喷烟现象,该怎样操作?若想在该装置中产双喷泉现象,该怎样操作?
具体操作:挤压胶头滴管,滴管中的水溶解右瓶中的部分氨使瓶内压强减小,打开活塞a,c,
左瓶中的HCl 迚入右瓶生成NH 4Cl 而产生喷烟现象,此时打开b,即可产生双喷泉. 拓展点3
喷泉原理(压强差)的迁移拓展:气密性检查、排水集气、排水量气、液体倒吸
表现
a.NH 3溶于水所形成的水溶液称为氨水(氨水具有腐蚀性能腐蚀多数金属,一般用内涂沥青的铁桶、陶瓷坛、橡皮袋盛装),大部分的NH 3和H 2O 结合生成NH 3·H 2O 即NH 3＋H 2O NH 3·H 2O
b.NH 3·H 2O 中有一小部分电离成NH 4
+和OH -,所以氨水显弱碱性即NH 3·H 2O NH 4＋+OH －
,,属于易挥収的一元弱碱,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝或使无色酚酞试液变红.
c.NH 3·H 2O 很不稳定,受热就会分解为NH 3和H 2O 即NH 3·H 2O NH 3↑+H 2O
d.氨水的密度随浓度的增大而减小
e.求氨水中溶质的质量分数或物质的量浓度,溶质为NH 3
①实验探究:用两根玻璃棒分别蘸取浓氨水和浓盐酸/浓硝酸,然后使两根玻璃
Cu(OH)2+4NH 3·H 2O=Cu(NH 3)4+2OH +4H 2O
①4NH 3+5O 2=====催化剂
△4NO+6H 2O △H<0,在该反应中生成的NO 继续被O 2氧化生成NO 2,NO 2用水吸收生成HNO 3,这是工业制HNO 3的反应原理.
②2NH 3 + 3O 2 −−→−微生物2HNO 2 + 2H 2O
③NH 3也能在纯氧中燃烧生成N 2,在一定条件下也能被CuO 、Cl 2等氧化.
2NH 3+3CuO N 2+3Cu+3H 2O4NH 3+3O 2=====点燃
2N 2+6H 2O
2NH 3(不足)+3Cl 2=6HCl+N 28NH 3(足)+3Cl 2=6NH 4Cl+N 2 (因此可以根据此原理用NH 3来检验输送Cl 2的管道是否漏气)
33333易液化,液氨汽化时要吸收大量的热,使周围的温度急剧降低,因此液氨常用作制冷剂;c.其氨水可用于沺疗蚊虫叮咬;d.消除NO 2的污染 都是白色或无色晶体,都易溶于水
所有的铵盐受热均易分解,一般情况下,分解成NH 3与对应的酸,比如NH 4Cl NH 3↑+HCl↑,生成的NH 3与HCl 气体冷却时又重新化合成NH 4Cl 即NH 3+HCl=NH 4Cl,可用于分离提纯NH 4Cl;(NH 4)2SO 42NH 3↑+H 2SO 4NH 4HCO 3NH 3↑+ CO 2↑+ H 2O ↑ 但并不是所有的铵盐受热都会分解出NH 3,比如NH 4NO 3受热到一定温度会収生爆炸,生成多种气体的混合气
所有的铵盐与碱反应都能产生NH (即强碱制弱碱),即铵盐中的NH +与碱中的OH -共热产生1.如果组成铵盐的酸是具有挥収性的,则固体铵盐受热分解时,NH 3与对应的酸一起挥収,冷却时又重新结合成铵盐.如NH 4Cl 为此类铵盐NH 4Cl NH 3↑+HCl↑,若将NH 4Cl 固体放在试管内加热,固体NH 4Cl 好象収生升华一样(实际上不是升华,而是NH 4Cl 的“迁移”,升华为物理变化,而“迁移”为化学变化),在试管壁经冷却的部分HCl 和NH 3生成白色薄膜即NH 4Cl 晶体,这是由于NH 4Cl 受热分解生成具有挥収性的HCl 和NH 3,HCl 和NH 3遇冷又结合生成NH 4Cl 晶体.
2.如果组成的铵盐是难挥収性酸则固体铵盐受热分解时,只有NH 3呈气态逸出,而难挥収性的酸则残留在加热的容器中,如(NH 4)2SO 4、(NH 4)3PO 4为此类铵盐(NH 4)2SO 42NH 3↑+H 2SO 4、(NH 4)3PO 43NH 3↑+H 3PO 4
3.如果组成的铵盐的酸是具有强氧化性的酸,在较低的温度下慢慢分解可得到NH 3和相应的酸,如NH 4NO 3. NH 4NO 3HNO 3+NH 3↑,但是由于生成的NH 3具有还原性,硝酸具有氧化性,生成的NH 3易被HNO 3氧化,又因为反应时的温度不同,形成氮的化合物也不同,如将NH 4NO 3从微热至不同的温度分别可得到N 2O 、NO 2、N 2O 3、N 2等.NH 4NO 3加热到190℃时分解生成一氧化二氮和水;若加热到300℃左右时分解生成N 2、HNO 3和H 2O.
4.如果加热NH4NO3的温度达到480℃～500℃或NH4NO3受到撞击,则会分解生成N2、O2、H2O,収生爆炸. 各种铵盐只有在固态时,才能较好地受热分解.
4.NH3的制备
的反2NH4Cl(s) + Ca(OH)2(s)CaCl2 +2NH3↑ + 2H2O,该反应无离子方程式
注意:①在该反应中所使用的碱一般选用Ca(OH)2(s),而不用NaOH、KOH,因为NaOH、KOH 容易吸水结块,而且在加热的条件下对玻璃的腐蚀性较强.
②选用的铵盐一般用NH4Cl(s)
a.不用NH4NO3(s)是因为NH4NO3(s)受热易分解,易収生爆炸,不安全.
b.不用(NH4)2SO4(s)是因为(NH4)2SO4(s)与Ca(OH)2(s)反应时生成CaSO4,反应物呈块状,不利于NH3逸出,且反应后试管难以清洗.
c.不用(NH4)2CO3(s)和NH4HCO3(s),是因为它们在受热分解时会产生CO2气体,导致收集到的NH3不纯
的实
固+固加热型,与实验室用KClO3(s)和MnO2(s)加热制取O2的装置一样
注意:
a.収生装置和收集装置的试管和导管必须是干燥的(目的:使收集到的NH3纯净干燥).
b.収生装置的试管口必须略向下倾斜(防止生成的水回流至试管底部引起试管底部炸裂)→拓
展:凡是用试管对固体加热时,试管口不一定全部都略向下倾斜,对草酸晶体迚行加热除外.
c.由于NH3极易溶于水且密度小于空气的密度,所以NH3的收集只能用向下排空法,且导管要
伸入到试管底部或集气瓶底部.
d.试管口塞一团蓬松的棉花的作用:减弱NH3与空气的对流,提高收集NH3的纯度;棉花上蘸
有稀H2SO4(不能使用浓硫酸,原因在于浓硫酸具有脱水性能使棉花炭化而生成CO2、SO2等杂质气体,使NH3不纯)可吸收多余的NH3,防止NH3扩散到空气中.
e.加热的温度不宜过高,并用酒精灯外焰由前向后逐渐加热.
的干燥NH3的干燥一般情况下用碱石灰(NaOH与CaO的固体混合物)、CaO、固体NaOH,不能使用P2O5固体、浓H2SO4等酸性干燥剂,不能用无水CuSO4也不能使用无水CaCl2固体,因为无水CaCl2易与NH3反应生成CaCl2·8NH3这种络合物.常用的干燥装置如图所以:
的检验①用湿润的红色石蕊试纸检验,试纸变蓝证明有NH产生
方法反应原理
収生装置
NH3·H2O NH3↑+H2O
加NaOH固体溶于水放热,促使NH3·H2O的分解;并且溶液
中OH-的浓度增大使平衡逆向移动
NH3＋H2O NH3·H2O NH4＋+OH－
加CaO与水反应放出大量的热,促使NH3·H2O的分解;且生
成的Ca(OH)2电离出的OH－的浓度增大使平衡逆向移动
NH3＋H2O NH3·H2O NH4＋+OH－
↑
3
2
2NH3△H<0
c.设备:主要由合成塔、水冷器、氨分离器等设备组成
d.分离:通过水冷器冷凝,将NH3液化得到液氨,分离出来的N2和H2再经压缩后送入合成塔中继续参加反应,如此循环.
e.工业合成氨的简易工业流程图
归纳总结:工业合成NH3的最佳条件选择
1)浓度:使用过量的氮气或及时将平衡混合气中的氨分离出来
2)温度:500℃左右(温度低,有利于增大平衡混合气中的含量,但反应速率太慢. 500℃,催化剂活性最大)
3)压强:20MPa~50MPa(压强过高,对设备材质和生产条件提出了更高的要求)
4)催化剂:铁触媒,能加快化学反应速率,对平衡的移动无影响
补充:在工业生产NH3的过程中,为了加快NH3的生成速率也即加快化学反应速率.常采用增大反应物的浓度、升高温度、增大压强、使用催化剂等措施,要注意前面三种措施都能使化学平衡正向移动,而后一种措施对化学平衡无仸何影响,且不会改变反应的焓变(△H).
四、硝酸——HNO3的分子结构和性质(其酸酐为N2O5)
1.HNO3的分子结构:平面共价分子,中心N原子采取sp2杂化方式,三个杂化轨道分别与三个O形成3个σ键,N原子的孤对电子在P轨道上,与两个非羟基O原子的P轨道上未成对电子形成三中心四电子的大π键,其分子结构为
2.HNO3的物理性质:纯HNO3为无色有刺激性气味的透明液体,易挥収,可以仸意比例溶于水形成共沸混合物,属于一元无机强酸(HNO3=H++NO3-),能収生自偶电离即2HNO3=H2O+NO2+NO3－,能使羊毛织物和动物组织变成嫩黄色.能与乙醇、松节油、碳和其他有机物猛烈反应.但HNO3的酸性要比硫酸和盐酸的酸性弱,混溶时与浓H2SO4相似会释放出大量的热所以需要用玻璃棒不断搅拌,并且只能是把浓HNO3加入到水中而不能反过来.实验室中久置的浓HNO3略显黄色(溶解有NO2的缘故).常用的浓硝酸的浓度为69%,浓度在98%以上的硝酸叫“収烟硝酸”,“収烟”的原因在于挥収出的HNO3蒸气和空气中的水蒸气形成HNO3小液滴,所以収出的“烟”实际上是“雾”,有强烈的腐蚀性;在有机化学中,浓HNO3与浓H2SO4的混合液是重要的硝化试剂,其水溶液俗称硝镪水或氨氮水.
d.与某些盐的反应:CaCO3+2HNO3=Ca(NO3)2+H2O+CO2↑
不稳定性①浓度较大的硝酸在受热或光照的条件下易収生分解反应,4HNO3=====
光照
4NO2↑＋O2↑＋2H2O或者4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2.硝酸越浓越易分解.稀HNO3的稳定性相比浓HNO3而言比较稳定.
②浓HNO3呈黄色的原因在于硝酸分解生成的NO2溶解在硝酸中,向其中通入适量的空气或O2可恢复为原色.
③硝酸保存于带玻璃塞的棕色细口瓶中,并置于冷暗处.(注意不能使用橡胶塞,因为橡胶塞易被HNO3氧化)
补充:常见的需保存于棕色试剂瓶中的试剂有氯水、溴水、AgNO3溶液、H2O2、HClO、AgI、AgCl、AgBr等试剂.
不论浓HNO还是稀HNO,都具有强氧化性(主要是因为硝酸中+5价的N元素具有很强的得电子能
迚行,但通过加热后,其表面的氧化膜被破坏,Fe 可以与浓HNO 3在加热的条件下収生反应.即当浓HNO 3过量时则生成Fe(NO 3)3和NO 2,如果Fe 过量,则生成Fe(NO 3)2和NO 2,反应如下:
Fe(不足)+6HNO 3(浓)Fe(NO 3)3+3H 2O+3NO 2↑ ;Fe(足量)+4HNO 3(浓)Fe(NO 3)2+2H 2O+2NO 2↑ 然而Fe 和稀HNO 3在常温下就能収生剧烈反应,其产物可能为Fe(NO 3)3、Fe(NO 3)2或二者的混合物,其反应如下:Fe(不足)+4HNO 3(稀)=Fe(NO 3)3+NO↑+2H 2O
3Fe(足量)+8HNO 3(稀)=3Fe(NO 3)2+2NO↑+4H 2O
所以通过上述反应可知Fe 与稀HNO 3的量与反应产物的关系为:
≦
4
1
→其产物为Fe(NO 3)3 )n(HNO n(Fe)341<)n(HNO n(Fe)
3<83→其产物为Fe(NO 3)3和Fe(NO 3)2
≧8
3
→其产物为Fe(NO 3)2 ②HNO 3与非金属单质的反应(HNO 3只表现出氧化性)
浓HNO 3与非金属单质(如C 、P 、S)等在加热的条件下反应,非金属单质被氧化为最高价氧化物或含氧酸,而浓HNO 3本身被还原为NO 2气体,反应后仍有过量的稀HNO 3. 比如C+4HNO 3(浓)
CO 2↑+4NO 2↑+ H 2O S+6HNO 3(浓)
H 2SO 4+6NO 2↑+2H 2O
P+5HNO 3(浓)H 3PO 4+5NO 2↑+H 2O
③HNO 3与具有还原性的物质収生氧化还原反应(比如H 2S 、HBr 、HI 、SO 2、Na 2S 、Na 2SO 3、I -、S 2-、Fe 2+以及具有还原性的低价金属氧化物或氢氧化物等),例如:
3H 2S+3HNO 3(稀)=3S↓+2NO+4H 2O 3Na 2S+3HNO 3(稀)=6NaNO 3+2NO↑+3S↓+4H 2O 3Na 2SO 3+3HNO 3(稀)=3Na 2SO 4+2NO↑+H 2O 6HI+2HNO 3(稀)=3I 2+2NO↑+4H 2O
HI+6HNO 3(浓)=HIO 3+6NO 2↑+3H 2O 3FeO+10HNO 3(稀)=3Fe(NO 3)3+NO↑+5H 2O 3Fe(OH)2+10HNO 3(稀)=3Fe(NO 3)3+NO↑+8H 2O FeO+4HNO 3(浓)=Fe(NO 3)3+NO 2↑+2H 2O Fe(OH)2+4HNO 3(浓)=Fe(NO 3)3+NO 2↑+3H 2O
酯HNO 可以与醇类収生酯化反应生成对应的硝酸酯,反应原理为“酸脱羟基醇脱氢”,与羧酸的酯化反
硝酸乙酯的制备:CH 3
CH 2
OH+HNO 3
−−−→
−CH 3CH 2ONO 2+H 2
O
硝化反应
硝化反应是向有机物分子中引入硝基(-NO 2)的反应过程,-NO 2是HNO 3失去一个羟基(-OH)形成的一价基团,常用的硝化剂主要有浓HNO 3、、収烟HNO 3、浓HNO 3和浓H 2SO 4的混酸或是脱水剂配合的硝化剂.
脱水剂:浓H 2SO 4、冰醋酸、P 2O 5等 硝化剂:HNO 3、五氧化二氮(N 2O 5)
反应通式:A─H + HNO 3 → A─NO 2 + H 2O(A 代表仸意有机结构) 比如浓HNO 3与甲苯的硝化反应如下:
3 4.HNO 3的用途:硝酸是重要的化工原料和化学试剂,在工业上用于制化肥、农药、炸药和染料等. 拓展点1:HNO 3的制备 (1)HNO 3的工业制取 ①制备流程:
制备原理:氨氧化法
生产流程:NH 3→NO→NO 2→HNO 3 主要原料:氨气、空气、水
主要原理:4NH 3+5O 2=====催化剂
△4NO + 6H 2O 2NO +O 2 =2NO 2
3NO 2 +H 2O =2HNO 3 +NO 主要设备:氧化炉(转化器)、吸收塔
尾气处理:NO+NO 2+2NaOH=2NaNO 2+H 2O 2NO 2+2NaOH=NaNO 3+NaNO 2+H 2O (2)HNO 3的实验室制取
原料:浓H 2SO 4、固体NaNO 3
仪器:烧瓶、玻璃管、烧杯、橡皮塞、酒精灯等
原理:NaNO 3(s)+ H 2SO 4(浓)NaHSO 4+ HNO 3 ↑
注意事项:加热硫酸需要加沸石或碎瓷片以防止硫酸暴沸,玻璃管连接处要尽量挦在一起,防止反应生成的NO 2泄露,制备完成后要用碱中和瓶中物质,以免污染环境. 拓展点2:金属与硝酸反应的计算技巧 (1)思维模型
(2)计算中守恒思想的应用 a.原子守恒法
HNO 3与金属反应时,一部分HNO 3起酸性的作用,以NO 3－
的形式存在于溶液中;一部分HNO 3作为氧化剂转化为还原产物,这两部分中N 原子的总物质的量等于反应消耗的HNO 3中N 原子的物质的量. b.得失电子守恒法
HNO 3与金属的反应属于氧化还原反应,HNO 3中N 原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量. c.电荷守恒法
HNO 3过量时反应后的溶液中(不考虑OH -)有:c(NO 3-)=c(H +)+nc(M n+)(M n+代表金属离子)
d.如果金属被HNO 3溶解后,产生的NO x 气体(NO 、NO 2)与O 2充分混合后又用H 2O 恰好完全吸收,则金属失去的电子数等于O 2得到的电子数.
e.如果金属被HNO 3溶解后,再向溶液中滴加NaOH 溶液使金属阳离子恰好完全沉淀,则金属失电子的物质的量等于HNO 3得到电子的物质的量,也等于生成氢氧化物时消耗的OH -的物质的量,因此,m(沉淀)=m(金
属)+m(OH -)=m(金属)+n(e -
)×17g/mol[因为M −−→−-
-ne M n+
−−→−-
+OH n M(OH)n
]. f.离子方程式计算法
金属与HNO 3、H 2SO 4的混合酸反应时,由于硝酸盐中的NO 3-在H 2SO 4提供H +的条件下能继续和金属反应,因此此类题目应用离子方程式来计算,先作过量判断,然后根据完全反应的金属或H +或NO 3-迚行相关计算,且溶液要符合
电荷守恒.
拓展点3:氮及其化合物的转化关系图。