高中化学第37讲 氮磷Word文档格式.docx

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低，易液化

溶解性

不溶

易溶

毒性

有毒

化学性质

与水

　不反应

3NO2+H2O=2HNO3+NO

NO2既是氧化剂，又是还原剂

与碱

2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O

NO＋NO2＋2NaOH=2NaNO2+H2O

氧化性

2NO+2CO=2CO2+N2

2NO2+2KI=I2+2KNO2

还原性

2NO+O2=2NO2

可使KMnO4褪色

（与O2混合，通入水中

4NO+3O2+2H2O=4HNO3

4NO2+O2+2H2O=4HNO3

实验室制取

3Cu+8HNO3（稀）===3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O　

Cu+4HNO3（浓）===Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O

收集方法

　排水法

向上排空气法

要点诠释：

①氮的氧化物除NO、NO2外，还有N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5，其中N2O5、N2O3分别是硝酸、亚硝酸（HNO2）的酸酐。

②NO能与人体中的血红蛋白结合使血液丧失输送氧气的能力；

空气中的NO和NO2污染物主要来自汽车尾气以及制硝酸的工厂的废气等，空气中的NO2也是造成酸雨和光化学烟雾的主要因素之一。

考点三：

氨气

1．氨分子的结构：

氨的电子式为，结构式为，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），所以氨易溶于水，氨的熔、沸点相对较高（易液化）。

2．氨的物理性质

NH3是无色、有刺激性气味、极易溶于水的气体，常温时，1体积水可溶解700体积的氨气。

3．氨的化学性质

（1）与水反应：

生成氨水

NH3+H2O

NH3·

H2O

NH4++OH―

氨溶于水所得的水溶液称为氨水，其中大部分氨与水结合成一水合氨（NH3·

H2O）。

氨水显弱碱性，能使酚酞试液变红。

H2O受热又容易分解为NH3和H2O。

NH3是唯一能使红色石蕊试纸变蓝的气体，常用此性质检验NH3。

（2）与酸反应：

生成铵盐

NH3+HCl=NH4Cl（白烟）

　　NH3+HNO3=NH4NO3（白烟）

　　2NH3+H2SO4=（NH4）2SO4

（3）与某些盐反应：

一般生成难溶的碱

如氯化铁溶液与氨水反应：

Fe3++3NH3·

H2O==Fe（OH）3↓+3NH4+

（4）还原性

　氨分子中的氮元素呈－3价，因此氨气在一定条件下具有还原性，在一定条件下可被某些强氧化剂氧化。

4NH3+5O2

4NO+6H2O

4．氨气的实验室制法

（1）原理：

Ca（OH）2+2NH4Cl

CaCl2+2NH3↑+2H2O。

（2）装置：

“固体+固体

气体”（与用KClO3或KMnO4制O2的装置相同）。

（3）收集：

只能用向下排空气法。

（4）干燥：

用碱石灰（NaOH和CaO固体的混合物）。

（5）验满方法：

①用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色；

②将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生。

（6）环保措施：

用稀硫酸吸收多余的氨气，吸收时用防倒吸装置，如图：

①收集NH3时所用仪器必须干燥，导气管要插入管底。

②干燥NH3应用碱石灰、CaO、固体NaOH等碱性干燥剂，不能用浓H2SO4、P2O5（固体）等酸性干燥剂；

不能用无水CuSO4，也不能用无水CaCl2（因NH3与CaCl2能形成CaCl2·

8NH3）。

③制氨气时所用铵盐不能是硝酸铵、碳酸氢铵。

因为加热过程中NH4NO3可能发生爆炸而有危险；

NH4HCO3受热极易分解产生CO2，使生成的NH3中混有较多的CO2杂质。

（7）快速制NH3的方法：

①加热浓氨水（装置：

见图Ⅰ）

反应原理：

NH3↑+H2O。

②浓氨水中加固态碱性物质（装置：

见图Ⅱ）

浓氨水中存在以下平衡：

NH3+H2O

NH4++OH―，加入固态碱性物质（如CaO、NaOH、碱石灰等），消耗水且使c（OH―）增大，使平衡逆向移动，同时反应放热，促进NH3·

H2O的分解。

H2O+CaO=NH3↑+Ca（OH）2

5．氨的喷泉实验

（1）、实验步骤：

在干燥的圆底烧瓶时充满氨气，用带有玻璃管和滴管（滴管里预先吸入水）的塞子塞紧瓶口。

立即倒置烧瓶，使玻璃管插入盛有水的烧杯里（水里事先加入少量酚酞试液），按图甲安装好装置。

打开橡皮管上的夹子，挤压滴管的胶头，使少量水进入烧瓶，观察现象。

（2）、实验现象：

可以看到，烧杯里的水经玻璃管进入烧瓶，形成喷泉，烧瓶内液体呈红色。

（3）、实验结论：

氨易溶于水，氨与水反应生成了易溶于水且能使溶液显碱性的物质。

喷泉实验原理

①容器内气体极易溶于水或容器内气体易与溶液中的溶质发生化学反应。

当外部的水或溶液接触容器内气体时，由于气体大量溶解或与溶液中的溶质发生化学反应，使容器内压强迅速降低，在外界的大气压作用下，外部液体迅速进入容器，通过尖嘴导管喷出，形成喷泉。

下表列出的气体作用于吸收剂，就能形成喷泉。

气体

HCl

NH3

CO2、Cl2、H2S、SO2

NO2+O2

CH2＝CH2

吸收剂

水或NaOH溶液

水或盐酸

浓NaOH溶液

水

溴水

②密闭容器内的液体由于受热挥发（如浓盐酸、浓氨水、酒精等）或发生化学反应，容器内产生大量气体，容器内压强迅速增大，促使容器内液体迅速向外流动，形成喷泉。

如喷雾器、人造喷泉、火山喷发等均是此原理。

考点四：

铵盐

1．物理性质

铵盐是由铵根和酸根构成的离子化合物，铵盐都是白色或无色晶体，都易溶于水。

2．化学性质

（1）受热分解（热解）

NH4Cl

NH3↑+HCl↑（用于除去或分离铵盐）

说明：

NH4Cl受热分解成NH3和HCl，遇冷NH3和HCl又反应生成的NH4Cl，本质上发生了化学反应，不要误认为是升华。

NH4HCO3

NH3↑+CO2↑+H2O

　　（NH4）2CO3

2NH3↑+CO2↑+H2O

（2）碱解——与强碱反应（铵盐的共性）

NH4++OH－

NH3↑+H2O

3．NH4＋的检验方法：

（1）取少许样品与碱混合于试管中共热，将湿润的红色石蕊试纸靠近管口，若石蕊试纸变蓝，则证明样品中含NH4+。

（2）取少许样品于试管口，加入烧碱后加热，用蘸有浓盐酸的玻璃棒检验产生的气体，若有白烟产生，则证明样品中含有NH4+。

考点五：

硝酸

（1）纯硝酸是无色、有刺激性气味的液体。

（2）硝酸沸点（83℃）低，易挥发，在空气中遇水蒸汽呈白雾状。

（3）质量分数69％以上的硝酸称为浓硝酸。

（1）酸的通性：

一元强酸。

如：

稀硝酸使紫色石蕊试液变红。

（2）不稳定性

①硝酸不稳定，见光或受热易分解，其反应方程式为：

4HNO3

2H2O+4NO2↑+O2↑

②存放：

HNO3应盛放在棕色试剂瓶里，并存放在黑暗阴凉处。

③浓硝酸常呈黄色是因为HNO3分解产生的NO2溶解于硝酸中，去掉硝酸中黄色的方法是通入少量O2，发生的反应为：

4NO2+O2+2H2O==4HNO3

（3）强氧化性

①与金属的反应（大部分金属能与硝酸反应）

a．Cu与浓、稀硝酸均能起反应，其反应方程式分别为：

Cu+4HNO3（浓）==Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O

3Cu+8HNO3（稀）==3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O

b．常温下，铁、铝遇冷的浓HNO3能发生钝化，原因是浓HNO3使Fe、Al表面生成一层致密的氧化物薄膜，阻止了酸与内层金属的进一步反应，故常温下可用铁、铝容器盛装冷的浓HNO3。

但加热能和它们发生剧烈的发生化学反应。

Al+6HNO3（浓）

Al（NO3）3+3NO2↑+3H2O

②与非金属（木炭）的反应：

C+4NHO3（浓）

CO2↑+4NO2↑+2H2O。

③硝酸还能与其他还原剂，如H2S、SO2、Na2SO3、FeSO4、KI、NaBr等发生氧化还原反应。

④王水浓HNO3和浓盐酸按体积比1∶3混合即为王水，它的氧化性更强，能溶解Pt、Au等金属。

3．用途：

制炸药、染料、塑料、硝酸盐等。

考点六：

磷及其化合物

　1．磷的同素异形体

名　称

白　磷

红　磷

理

性

质

颜色状态

白色蜡状固体

红色粉末

剧毒

无毒

易溶于CS2，不溶于水

不溶于H2O和CS2

1.82g·

cm－3

2.3g·

着火点

40℃

240℃

化

学

与O2反应

4P+5O2 

2P2O5（白烟）

与Cl2反应

2P+3Cl2 

2PCl3（白雾）

2P+5Cl2 

2PCl5（白烟）

相互转化

保存方式

保存在水中

密封保存

用　途

制高纯H3PO4、烟雾弹

制农药、安全火柴

　2．五氧化二磷

（1）物理性质：

白色固体，具有强烈的吸水性，是一种良好的酸性干燥剂，但不能干燥氨气等碱性气体。

（2）化学性质：

　　P2O5+3H2O 

2H3PO4（无毒）　P2O5+H2O（冷）=2HPO3（偏磷酸有毒）

①白磷、红磷在空气中燃烧产物都为五氧化二磷，说明二者均由磷元素组成。

　　　　②红磷、白磷之间的相互转化说明红磷、白磷都由磷元素组成。

　　　　③磷在氯气中燃烧产物一般情况下均为PCl3和PCl5的混合物。

　　　　④使用白磷时，不得随意乱放，因白磷的着火点只有40℃，易自燃。

3．磷酸

（1）磷酸的性质

　　纯净的磷酸是无色、透明、易溶于水的晶体，是高沸点、难挥发、稳定的三元中强酸。

磷酸具有酸的通性，但无强氧化性。

（2）磷酸的制法

　　Ca3（PO4）2+3H2SO4 

2H3PO4+3CaSO4

[技能篇]

类型一、氮的氧化物

例1、下列关于NO的叙述正确的是（　　）

A．NO是一种红棕色的气体

B．常温常压下，NO不能与空气中氧气直接化合

C．含等质量的氧元素的NO和CO的物质的量相等

D．NO易溶于水，不能用排水法收集

举一反三：

【变式1】可用于区别溴蒸汽和NO2气体的试剂是（）。

A．淀粉碘化钾溶液B．FeCl2溶液C．AgNO3溶液D．NaOH溶液

【变式2】某集气瓶内的气体呈红棕色，加入足量水，盖上玻璃片振荡，得棕色溶液，气体颜色消失，再打开玻璃片后，瓶中气体又变为红棕色，该气体可能是下列混合气中的（）。

A．N2、NO2、Br2B．NO2、NO、N2

C．NO2、O2、NOD．N2、O2、Br2

类型二、氨和铵盐的性质

例2、氨水显弱碱性的主要原因是（）。

A．通常状况下，氨的溶解度不大

B．氨水中的NH3·

H2O电离出少量的OH－

C．溶于水的氨分子只有少量电离

D．氨本身的碱性弱

【变式1】对于氨水组成的叙述正确的是（　　）

A．只含有氨分子和水分子

B．只含有一水合氨分子和水分子

C．只含有氨分子、水分子和一水合氨分子

D．含有氨分子、水分子、一水合氨分子、铵根离子、氢离子和氢氧根离子

例3、在右图所示装置中，烧瓶中充满了干燥气体a，将滴管中的液体b挤入烧瓶内，轻轻振荡烧瓶，然后打开止水夹f，烧杯中的液体b呈喷泉状喷出，最终几乎充满烧瓶，则a和b分别是（）。

a（干燥气体）

b（液体）

A

B

CO2

4mol·

L－1NaOH溶液

C

Cl2

饱和NaCl溶液

D

1mol·

L－1盐酸

【变式1】

如图装置中，干燥烧瓶中盛有某种气体，烧杯和滴管内盛放某种溶液。

挤压滴管的胶头，然后打开止水夹。

下列与实验事实不相符的是（）。

A．Cl2（饱和食盐水）无色喷泉B．NH3（H2O含石蕊）蓝色喷泉

C．HCl（H2O含石蕊）红色喷泉D．SO2（NaOH溶液）无色喷泉

类型三、氨的制法

例4、下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是（）

【变式1】在实验室里可按下图所示的装置来干燥、收集气体R，多余的气体可用水来吸收，则R是

　　A．HCl　　　　B．NO　　　　C．NO2　　　　D．NH3

【变式2】下列实验操作、现象和结论均正确的是（）

选项

实验操作

现象

结论

①将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口

试纸不变色

NH4Cl受热不分解

②将铜丝向下移动使其与浓硝酸接触

产生红棕色气体，用排水法收集气体

可以用该装置制备NO2

③光照

试管颜色变浅，出现油状液滴，少量白雾

甲烷与氯气发生取代反应

④打开分液漏斗

右侧试管中出现白色沉淀

酸性：

HNO3＞H2CO3＞H2SiO3

类型四、硝酸的性质

例5、将相同质量的铜分别和过量的浓硝酸、稀硝酸反应，下列叙述正确的是（）。

A．反应快慢：

两者相同

B．消耗硝酸的物质的量：

前者多，后者少

C．反应生成气体的颜色：

前者浅，后者深

D．反应中转移的电子总数：

【变式1】下列有关氮及其化合物的说法不正确的是（）

A．硝酸应保存在棕色试剂瓶里

B．铵态氮肥不宜与碱性肥料混合施用

C．常温下铁、铝不与浓硝酸反应

D．NO可用排水法收集，NO2可用向上排空气法收集

【变式2】从降低成本和减少环境污染的角度考虑，制取硝酸铜最好的方法是

　　A．铜和浓硝酸反应　　　　　　　B．铜和稀硝酸反应

　　C．氧化铜和硝酸反应　　　　　　D．氯化铜和硝酸银反应

类型五、含氮物质的转化关系及推断

例6、已知A、B、C、D为气体，E、F为固体，G是氯化钙，它们之间的转换关系如图所示：

（1）D的化学式（分子式）是________，E的化学式（分子式）是________。

（2）A和B反应生成C的化学方程式是________________________

________________________________________________________________________。

（3）E和F反应生成D、H和G的化学方程式是_________________

【变式1】下图是某化工厂的生产工艺流程图，试回答：

（1）L的化学式为_______________，M的名称为____________

（2）B的结构式为______________，J的电子式_____________。

（3）写出A+E→G的反应方程式并标出电子转移的方向和数目：

________________________________________

写出饱和食盐水+E+F→J+K的反应方程式_________________。

[竞技篇]

1．下列叙述不正确的是（）

A．NH3的喷泉实验说明氨气极易溶于水

B．NO和NH3均可用排空气法收集

C．盛液溴的瓶内加少量水可防止液溴的挥发

D．NH3遇到挥发性强酸就能冒白烟

2．关于氮和磷两种元素的叙述正确的是（　）

　　Ａ．它们的原子最外层电子数相等，它们的最高正价都是＋５价

　　Ｂ．氮的非金属性比磷强，所以NH3的稳定性要大于PH3

　　Ｃ．因为氮原子半径比磷原子半径要小，所以氮的相对原子质量比磷的相对原子质量小

　　Ｄ．磷酸比硝酸稳定，说明磷的非金属性不一定比氮弱

3．下列根据实验现象的判断中，正确的是

　　A．能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝的气体一定是氯气

　　B．在潮湿的空气中能形成白雾的气态氢化物一定是氯化氢

　　C．溶于水中能形成无色溶液的红棕色气体一定是二氧化氮

　　D．能用于做喷泉实验的气体只能是氨气或氯化氢

4．如图的装置中，干燥烧瓶中盛有某种气体，烧杯和滴管内盛放某种溶液。

挤压胶管的胶头，下列与试验事实不相符的是（）

A．CO2（NaHCO3溶液）／无色喷泉B．NH3（H2O含酚酞）／红色喷泉

C．H2S（CuSO4溶液）／黑色喷泉D．HCl（AgNO3溶液）／白色喷泉

5．下列实验过程中，始终无明显现象的是（）

A．NO2通入FeSO4溶液中B．CO2通入CaCl2溶液中

C．NH3通入AlCl3溶液中D．SO2通入已酸化的Ba（NO3）2溶液中

6．（2014·

天津高考）实验室制备下列气体时，所用方法正确的是（　　）

A．制氧气时，用Na2O2或H2O2作反应物可选择相同的气体发生装置

B．制氯气时，用饱和NaHCO3溶液和浓硫酸净化气体

C．制乙烯时，用排水法或向上排空气法收集气体

D．制二氧化氮时，用水或NaOH溶液吸收尾气

7．已知NH3极易溶于水，而难溶于有机溶剂CCl4。

下列装置中不适宜做NH3气体尾气吸收的是（）。

8．用下列实验装置完成对应的实验（部分仪器已省略），能达到实验目的的是（）

9．下列气体①NH3②NO2③NO④O2⑤SO2中，适于用下图装置制取和收集的气体是

A.仅①②B.仅②③

C.仅③④D.仅②⑤

10．试管中盛有白色晶体，检验它是否是铵盐的方法中不可行的是（）。

A．加热，将湿润的红色石蕊试纸放在管口

B．加氢氧化钠溶液，加热，将湿润的酚酞试纸放在管口

C．加氢氧化钠溶液，加热，将蘸有浓盐酸的玻璃棒放在试管口

D．加氢氧化钠溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸放在管口

11．如下图所示，锥形瓶内盛有气体X，滴管内盛有液体Y。

若挤压胶头滴管，使液体Y滴入锥形瓶中，振荡，过一会儿，可见小气球a鼓胀起来。

气体X和液体Y不可能是（）。

X

Y

SO2

NaOH溶液

6mol·

L－1H2SO4溶液

L－1Na2SO4溶液

12．下列各组物质中，一定量的气体X和一定量的气体Y同时通入盛有溶液Z的洗气瓶中（如下图所示），最终肯定不会有沉淀生成的是（假定实验过程中不发生倒吸现象）（）。

Z

CaCl2

BaCl2

13．利用如右图所示的装置收集以下8种气体：

①H2；

②Cl2；

③O2；

④HCl；

⑤NH3；

⑥NO；

⑦SO2；

⑧NO2。

（1）若烧瓶是干燥的，则由B口进气，可收集的气体有________，若由A口进气，可收集的气体有________。

（2）若在烧瓶内充满水，可收集的气体有________，气体应由________口进入。

（3）若烧瓶中装入适量浓硫酸，可以用它来干燥的气体有________，气体应由________口进入。

14．如图表示A、B、C、D、E五种含氮物质相互转化的关系图，其中A、B、C、D常温下都是气体，B为红棕色，写出A、B、C、D、E的化学式和各步反应的化学方程式。

（1）各物质的化学式为：

　　　A、__________，B、___________，C、__________，D、__________，E、___________。

（2）各步反应的化学方程式为：

　　　A→C：

____________________________________；

　　　D→C：

　　　B→E：

　　　E→C：

____________________________________。

15．某实验小组同学探究铜与硝酸的反应。

（1）用浓硝酸和水按照不同体积比配成不同浓度的硝酸，各取10mL硝酸分别与铜片反应，实验记录如下：

序号

浓硝酸与水的体积比

实验现象

Ⅰ

1∶1

反应速率快，溶液很快变成蓝色，铜丝表面有大量气泡冒出，气体呈红棕色

Ⅱ

1∶3

反应速率较快，溶液变成蓝色，铜丝表面有大量气泡冒出，气体无色

Ⅲ

1∶5

反应速率慢，微热后速率加快，溶液变成蓝色，铜丝表面有气泡冒出，气体无色

①铜与稀硝酸反应的离子方程式为________；

若生成标准状况下0.56LNO气体，反应中被还原的HNO3的质量为________g（小数点后保留两位有效数字）。

②依据上表，制备NO气体最适宜的是实验Ⅱ，理由是________。

（2）为防止有毒气体逸散造成空气污染，该小组同学改进实验装置，如图所示（夹持仪器略去）。

用该装置进行铜与稀硝酸的反应并验证产生NO气体的性质，实验步骤如下：

Ⅰ．安装好装置后，检查装置气密性。

Ⅱ．打开旋塞C，从B管上端加入所选浓度的硝酸，至铜丝下沿（不接触铜丝）。

Ⅲ．向上移动B管，使A管液面上升至与橡胶塞恰好接触，关闭旋塞C，反应开始。

Ⅳ．当液面重新下降至与铜丝脱离接触时，反应停止。

V．打开旋塞C，移动B管，使A中迅速进入少量空气，关闭旋塞C，观察现象。

①步骤Ⅰ中检查装置气密性的操作是：

关闭旋塞C，从B管上端加入水，若观察到________，说明装置的气密性良好。

②步骤Ⅲ操作的目的是________。

③为使A管内的NO气体完全被溶液吸收，可进一步采取的操作是________，能确定NO完全被溶液吸收的现象是________。