化学——氮的氧化物

考点1 氮的氧化物
1.氮元素有＋1、＋2、＋3、＋４、＋5等五种正价态，五种正价对应六种氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5。

其中N2O3和N2O5分别是HNO2和HNO3的酸酐。

NO是一种无色还原性较强的气体，易被O2氧化生成NO2，NO2是一种红棕色的易溶于水且与水反应的气体，氧化性强，能氧化SO2，能使湿润的KI－淀粉试纸变蓝。

2.NO、NO2都是大气污染物，空气中NO、NO2主要来自石油产品和煤燃烧、汽车尾气以及制硝酸工厂的废气。

其中空气中的NO2是造成光化学烟雾的主要因素。

3．NO、NO2的制法
（1）NO的实验室制法
①原理：3Cu+8HNO 3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
②装置：铁架台、铁夹、铁圈、烧瓶、分液漏斗、胶塞、导管、酒精灯等
③收集：排水集气法
④检验：无色气体和空气接触立即变红棕色
（2）NO2的实验室制法
①原理：Cu+4HNO 3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
②装置：锥形瓶(或烧瓶)、分液漏斗、带导管胶塞
[特别提醒]：通常“纯净”的NO2或N2O4并不纯，因为在常温、常压下能发生2NO2N2O4反应。

由于此可逆反应的发生，通常实验测得NO2的相对分子质量大于它的实际值，或在相同条件下，比相同物质的量的气体体积要小。

此外涉及NO2气体的颜色深浅、压强、密度等要考虑此反应。

因而可逆反应2NO2N2O4在解化学题中有很重要的应用。

1．氨的物理性质
氨气为无色、有刺激性气味的气体，比空气轻，易液化，极易溶于水，氨水的密度小于水的密度，氨水的浓度越大，密度越小。

2．氨的化学性质；
（1）与水反应，溶液呈碱性：
NH3+H2O NH3·H2O NH4++OH-
氨水中所含有微粒：NH3、H2O、NH3·H2O、NH4+、OH-、H+，氨水中溶质通常看作为NH3，而不是NH3·H2O。

（2）与酸反应
NH 3+HNO3NH4NO3HCl+NH3NH4Cl
H 2SO4+2NH3(NH4)2SO4
氨气与氯化氢相遇便产生白烟，可用于NH3与HCl的相互检验。

（3）还原性
NH3分子中氮元素呈－3价，具有还原性，能在一定条件下与O2、Cl2、CuO等反应，被它们氧化：2NH 3＋3Cl2N2＋6HCl
2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O
3．氨气的实验室制法
（1）原理：固态铵盐与碱加热反应：
2NH4Cl＋Ca(OH) 2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O （2）发生装置：固+固+加热型，与制备O2气体相似；
（3）收集：向下排空气法。

（4）干燥：在干燥管中盛放碱石灰作干燥剂。

不能用浓硫酸、P2O5、
无水氯化钙作干燥剂，因CaCl2吸收氨气生成CaCl2·8NH3。

（5）验满：a．用湿润的红色石蕊试纸放在瓶口，若变蓝，则满；
[特别提醒]：①制氨气所用铵盐不能用硝铵、碳铵。

因加热过程中NH4NO3可能发生爆炸性的分解反应，发生危险；而碳铵受热极易分解产生CO2，使生成的NH3中混有较多的CO2杂质。

②消石灰不能用NaOH、KOH代替，原因是：a、NaOH、KOH具有吸湿性、易结块，不利于产生NH3；b、在高温下能腐蚀大试管。

③因氨气比空气轻，易与空气发生对流，所以收集时，导气管应插入收集气体的试管底部附近，管口塞一团干燥的棉花团，来防止NH3与空气对流，确保收集到纯净的氨气。

④制备NH3也可以通过加热浓氨水的方法，利用NH3·H2O NH3↑+H2O原理制备。

也可以利用往浓氨水中加入烧碱制备，原理：烧碱溶于水为放热反应，促进NH3·H2O 的分解，增大c(OH )使上述可逆反应向左移动，而产生NH3。

璃管都要干燥；②气体要充满圆底烧瓶；瓶塞要严密，不漏气，止水夹要夹紧。

注意：满足下列条件时，均能形成美丽的喷泉：①液体为水时，NH3、HBr、HCl、HI、SO2等易溶于水的气体或是NO2、NO2＋O2、NO＋O2、NO2＋NO＋O2等易与水反应的气体。

②液体是NaOH、KOH等强碱性溶液时，CO2、SO2、NO2、H2S等酸性气体。

③液体是盐酸或硫酸时，NH3等碱性气体。

考点3硝酸的强氧化性
硝酸不论浓稀都具有强氧化性，主要有以下几个方面体现：
1．金属与硝酸反应，不论金属活泼与否，也不论硝酸的浓度大小，一般无氢气放出。

这是因为：H+得电子的能力不及硝酸中+5价的氮元素得电
子的能力。

2．金属活动顺序表中，较不活泼的金属（如铜、银等）都能和硝酸反应，一般浓硝酸被还原为NO2 , 稀硝酸被还原为NO，金属则变为相应的硝酸盐。

这类反应中硝酸只有一部分体现氧化性被还原，另一部分体现酸性生成硝酸盐。

Ag+2HNO 3(浓)AgNO3+NO2↑+H2O
3Ag+4HNO 3(稀)3AgNO3+NO↑+2H2O
3．铁、铝常温下遇浓硝酸，由于浓硝酸具有很强的氧化性，所以在金属的表面形成一层致密的氧化膜，阻止反应继续进行，这个过程叫钝化。

所以可用铁、铝容器装运浓硝酸（或浓硫酸）。

4．非金属（如碳、硫等）也可以和浓硝酸发生反应，非金属被氧化，硝酸完全被还原成NO2。

这和金属与硝酸的反应不同，在有关判断及计算题中应该注意。

C+4HNO34NO2↑+CO2↑+2H2O
S+6HNO3(浓)H2SO4+6NO2↑+2H2O
5．浓硝酸和浓盐酸按1:3的体积比组成的混合物叫王水，它能溶解惰性金属铂、金，这也是硝酸强氧化性的体现。

2-2--2+特别提醒]：有硝酸参与的氧化还原反应的计算：（1）单质与硝酸的反应，分析讨论是金属还是非金属，若为金属参加的反应硝酸分为两部分，一部分作氧化剂，另一部分起酸性生成硝酸盐，应先确定未被还原的硝酸，再由电子得失守恒求解。

若为非金属单质与硝酸反应时，硝酸全部被还原。

（2）Cu与HNO3的反应中随着反应的进行浓度逐渐变小，产物由NO2变成NO，最终为混合气体。

可以这样理解并分析：反应的硝酸在产物中共三部分：
Cu(NO3)2HNO3—
可以看出：被还原的硝酸无论生成NO还是NO2均为一个N原子与一个HNO3的比例关系，即：被还原的硝酸与气体的物质的量相等。

而未被还原的硝酸总是生成最高价金属的硝酸盐〔如Cu (NO3)2〕，一个金属离子与金属离子最高价数个HNO3成比例关系，即未被还原的HNO3与金属离子的最高价态数相等。