譚，湖南衡東縣第壹中學，421400
氮有+1、+2、+3、+4和+5五種正化合價，能形成N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4和N2O5等六種氧化物。這些氧化物在室溫下除了N2O5都是氣體，其中N2O3和N2O5分別是亞硝酸和硝酸的酸酐。除NO2為紅棕色氣體外，其余均為無色；從化合價來看，氮的氧化物都是氧化性的，除了N2O5主要是還原性的，NO2主要是氧化性的。氮氧化物都是有毒的空氣汙染物。
壹、NO和NO2的重要知識
1的兩面。NO: ①NO是造成空氣汙染的主要氣體之壹；NO還能與血紅蛋白結合，使血紅蛋白失去攜氧功能，導致人體中毒。②NO具有在人體血管系統傳遞信號、擴張血管、增強免疫力、增強記憶力的作用。
2.2的形成和性質。壹氧化氮和二氧化氮
①氮氣和氧氣在閃電條件下直接化合:N2+O2·2NO。
②NO是無色氣體，不溶於水，在室溫下易與空氣中的氧氣結合:2NO+O2=2NO2，所以不能用排空氣的方法收集NO。
③NO2為紅棕色氣體，有刺激性氣味，不易被氧氣氧化，易與水和氫氧化鈉溶液反應:3NO2+H2O=2HNO3+NO，2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O。在該反應中，NO2既是氧化劑又是還原劑，並且通過兩個反應可以產生硝酸和吸收NO2。
(4) ④NO2具有強氧化性，能氧化SO2、H2S、HI等還原性氣體，使濕碘化鉀澱粉試紙呈藍色。
⑤正常情況下，NO2可以自結合:2NO2 N2O4，所以純NO2不是純的，標準情況下收集的1molNO2的體積應該小於22.4L。
⑥NO2可與H2O和O2反應:4NO2+O2+2H2O = 4NO3。
NO能與H2O和O2反應:4NO+3O2+2H2O = 4NO3。
第二，氮氧化物的重要測試點
1.STS知識中的氮氧化合物
例1:NO對環境的危害在於:①破壞臭氧層；②高溫氧化某些金屬；③造成酸雨；④與人血紅蛋白結合。
A.①③ B.③④ C.①②③ D.①③④
解析:NO破壞臭氧層的機理:O3+NO=O2+NO2，O3=O2+O，NO2+O=NO+O2。
因此，NO是臭氧轉化為氧氣的反應中的催化劑；雷暴會產生大量的NO2，NO2可能會形成酸雨，腐蝕金屬和建築物。NO能與血紅蛋白結合，使血紅蛋白失去攜氧功能。正確答案是d。
2.2的溶出度計算。水中的氮氧化合物和氧氣
例2:在壹個13mL的試管中充入NO2和O2，倒置在壹個有足夠水的水槽中。如果反應完全後，試管中的剩余氣體為1毫升，試著測定原始混合氣體中NO2和O2的體積。
分析:最後剩下的氣體可能是O2或者NO。設混合氣體中NO2的體積為xmL。
如果殘余氣體是NO，反應3NO2+H2O=2HNO3+NO的NO2是3mL，反應4NO2+O2+2H2O=4HNO3的NO2是(x-3) ml，所以:(x-3) = 4 (13-x)，解為x = 65438+。
如果剩余氣體為O2，根據參與反應的NO2與O2的比例為4∶1，則有:x = 4 (13-x-1)，溶液為x=9.6，此時O2為3.4mL。
答:原始混合氣體中NO2和O2的體積分別為11 mL、2mL或9.6 mL、3.4mL。
3.推斷問題中的氮氧化合物
例3:將3體積的NO2氣體通過以下3個分別裝有①飽和NaHCO3溶液②濃H2SO4③Na2O2的裝置後，用排水法將剩余氣體收集到氣體容器中，氣體容器中的氣體為(在相同溫度和壓力下測量)。
A.1體積NO B.2體積NO2和0.5體積O2
C.2體積O2 D.0.25體積O2
解析:NO2與飽和NaHCO3溶液反應:3NO2+H2O=2HNO3+NO，NaHCO3+HNO3=NaNO3+H2O+CO2得到1體積NO，2體積CO2和少量水蒸氣，被濃硫酸吸收，與Na2O2反應:2co2+Na2CO3+O2。2NO+O2=2NO2，得到1體積NO2和0.5體積O2。最後用排水法收集並反應:4NO2+O2+2H2O = 4NO3，在氣體容器中收集0.25體積O2。正確答案是d。
用守恒法計算硝酸與金屬的反應
硝酸與金屬反應的計算是近幾年高考的熱點話題之壹。電子守恒法、原子守恒法和綜合守恒法是解決這類問題的主要方法。下面筆者對此進行分析，以供參考。
壹.原子守恒
例1:將壹定量的Fe和Fe2O3的混合物放入25mL2mol/L的硝酸溶液中，反應完全後無固體殘留，產生224mLNO氣體(標準條件)。然後向反應後的溶液中加入1mol/L的NaOH溶液，加入的NaOH溶液的體積至少為()。
A.25毫升B. 30mL毫升C. 40mL毫升D. 50mL毫升
解析:Fe和Fe2O3與硝酸的反應比較復雜，可能生成Fe(NO3)2和Fe(NO3)3，不能用鐵的守恒來解決問題。可以用終態分析法:溶液中的鐵元素全部沈澱後，溶液中的溶質可能是NaNO3和NaOH，當NaOH溶液的體積最少時，只有NaNO3可用，利用鈉和氮元素守恒可以解決問題。
N(NaNO3)= n(Na+)=n(NaOH)(鈉守恒)
N (nano3) = n (NO3-) = n (HNO3)-n (NO)(氮守恒)
所以:n (NaOH) = n (HNO3)-n (NO)
v(AQ)=[0.025 L×2mol/L—0.224 L/22.4 L？mol—1]/1 L？摩爾—1 = 0.04升= 40毫升
正確答案:c。
第二，電子守恒定律
實施例2:將質量為51.6g的銅-銀合金溶解在足量的稀HNO3中，在標準條件下收集6.72L氣體。合金中銅的質量是多少？
分析:當稀硝酸與銅和銀反應時，生成NO:
3Cu+8HNO3==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
3Ag+4HNO3==3AgNO3+NO↑+2H2O
設合金中的Cu為xg，Ag為(5.16-x) g，由Cu組成？—2e→Cu2+，Ag—e→Ag+；HNO3+3e→NO↑可以看出，1molCu可以失去2mol電子，1molAg可以失去1mol電子，釋放1molNO需要3mol電子，所以根據電子守恒:
2x/64+1x(5.16-x)/108 = 3×6.72/22.4解:x = 19.2g。
第三，守恒定律的綜合應用
例3:將13.2mg和Cu的混合物放入足量的稀硝酸溶液中，反應後無固體殘留，產生4.48LNO氣體(標準條件)。反應後向溶液中加入過量的KOH溶液，使金屬離子全部沈澱，沈澱物的質量為()。
A.21.6g b . 23.4g c . 26.8g d . 31.9g
分析:最終形成的沈澱物是Mg(OH)2和Cu(OH)2。如果用電子守恒法計算Mg和Cu的質量，計算量大，過程復雜，容易出錯。沈澱可分為金屬陽離子和氫氧根離子兩部分，用電子守恒和元素守恒計算。
①根據元素守恒，金屬陽離子的質量= Mg和Cu混合物的質量= 13.2g..
②硝酸轉化為NO時要獲得的電子數:4.48L/22.4L？摩爾—1×3 = 0.6摩爾
Mg和Cu得到的電子數也是0.6mol，形成的陽離子帶0.6mol的正電荷，結合0.6mol的氫氧根離子，0.6mol氫氧根離子的質量是0.6 mol× 17 g？mol—1 = 10.2克.
所以降水質量= 13.2g+10.2g = 23.4g。
正確答案:b。
氨知識存儲
壹.組成部分的多樣性
氨溶於水的過程中有兩個可逆的變化:
NH3+H2O NH3？H2O NH4 ++哦-
因此，氨水是壹個復雜的混合體系，存在的分子有H2O、NH3、NH3？H2O；存在的離子有NH4++、OH-和少量的H+。而且物質的數量和濃度之間有關系:
c(H2O)>c( NH3？H2O)>c(NH3)>c(OH-)& gt；c(NH4+)& gt；氫離子.
第二，化學性質的多樣性
氨水具有多種特性，因為它含有許多成分。
1.不穩定性:NH3？加熱時，H2O容易分解並生成NH3和H2O。
因此，實驗室可采用加熱濃氨水制備NH3的方法，或將濃氨水與固堿(或生石灰)在室溫下混合，快速制備NH3。因為氨水的不穩定性，所以氨水要密封在棕色或深色的瓶子裏，放在冷暗的地方。
2.弱堿性:OH-表達的性質，用氨水中的C(OH-)> C(H+)，氨水呈弱堿性，具有堿的共性。
①能使無色酚酞紅、紫色石蕊試液變藍、濕紅色石蕊試紙變藍。實驗室可以用紅色石蕊試紙來測試氨的存在。
②能與酸反應生成銨鹽。濃氨水遇到揮發性酸(如濃鹽酸、硝酸)會產生白煙:NH3+HCl==NH4Cl NH3+HNO3=NH4NO3。實驗室可以用這種方法用濃鹽酸測試氨和濃氨水的存在或用濃氨水測試氯化氫和濃鹽酸的存在。
③能與酸性氧化物反應。工業上利用氨水的弱堿性吸收硫酸工業尾氣，防止環境汙染:SO2+2 NH3？H2O ==(NH4)2SO3 +H2O .
因為氨水是堿性的，所以不能用濃硫酸、P2O5等酸性幹燥劑幹燥氨水，常用堿石灰。
3.沈澱性:OH-的性質。氨水中的OH-能與各種金屬離子反應生成難溶的氫氧化物，氨水是很好的沈澱劑。如:Al3++3NH3？H2O ==Al(OH)3↓+ 3NH4+
由於生成的Al(OH)3沈澱不溶於過量的氨水，實驗室常用鋁鹽溶液和氨水制備純Al(OH)3。
4.還原性:NH3，NH3？H2O的性質，其中氮的價格最低，所以氨表現出弱還原性，能被強氧化劑氧化。
如氨和氯:3Cl2+8NH3？H2O ==6NH4Cl + N2 + H2O
5.氧化:H2O和電離的H+的性質，其中氫的價態最高，所以氨水氧化性弱，能與強還原劑反應。如氨和鈉:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ =
6.復雜性:NH3的特性。氨水中的NH3可以與各種過渡元素的金屬離子形成絡合離子。例如，制備銀氨溶液:Ag++2NH3 ==[Ag(NH3)2]+
因為氨能與氯化鈣反應，氨能被氯化鈣大量吸收，所以不宜用無水氯化鈣幹燥氨。
三、氨水的特殊性
1.密度:氨水的密度小於水的密度，溶質的質量分數越大，密度越小。
2.電解液:氨可以導電，但是電解液是NH3？H2O，不是氨氣。
3.物質的數量濃度:計算氨的數量濃度時，溶質是NH3，不是NH3？H2O，但是溶質的量是開始溶解的氨的總量。
4.離子方程式:①當氨水為反應物時，用化學式NH3？H2O .
(2)當氨水為產物時，由濃溶液之間或加熱條件下反應生成，用“NH3↑+H2O”表示；對於不加熱的稀溶液之間的反應，使用“NH3？H2O”的意思是。
四、關於氨水問題的分析
示例1。(2000年全國高考)某學生課外活動組利用右圖所示裝置分別做了以下實驗:
(1)在試管中註入紅色溶液，加熱試管，溶液顏色會逐漸變淺，冷卻後又恢復紅色，所以原溶液可能是溶液；溶液加熱時由紅色變淺的原因是。
⑵在試管中註入壹種無色溶液，加熱試管，溶液變紅，冷卻後又恢復無色，所以這種溶液可能是溶液；溶液加熱時由無色變為紅色的原因是。
分析:這個實驗裝置是壹個封閉的系統。原液加熱時顏色發生變化，是氣體中的壹些物質揮發造成的。冷卻後，揮發的氣體溶解在溶液中，得到原液。酚酞和品紅是中學最常見的能使溶液在紅色和無色之間變化的物質，所以不難分析出NH3是引起品紅溶液變色的基礎氣體，SO2是酚酞溶液變色的原因。
回答:
(1)稀氨水和酚酞稀氨水中的NH3逸出，所以溶液顏色變淺。
⑵溶有SO2的品紅SO2氣體逸出，品紅溶液恢復紅色。
例2。(2003年江蘇高考題)如果ω1和ω2分別表示濃度為壹摩爾？L-1和b mol？L-1氨水的質量分數，且2a = b，則下列推論是正確的(氨水的密度小於純水的密度)()。
a 2ω1 =ω2 B 2ω2 =ω1 Cω2 > 2ω1Dω1 & lt；ω2 & lt；2ω1
解析:根據溶質質量分數與物質質量濃度的換算關系，結合氨水的特殊性，濃度越高，密度越低，正確答案是c。
例3。白色固體可以由(NH4)2SO4、AgNO3、BaCl2和NaOH中的壹種或多種組成。將少量這種白色固體溶於水中，得到澄清溶液，將其分成兩等份，A和B。在A部分中，滴加酚酞試液顯示紅色，而在B部分中，當加入KI溶液時，有黃色沈澱析出，但加入稀硝酸時不溶。根據以上實驗現象，指出存在什麽物質，寫出相關的離子方程式。
解析:題目給出的明顯突破:①加入酚酞試液呈紅色，說明樣品中有堿性或堿性物質，壹定有NaOH；②加入KI產生不溶於稀硝酸的黃色沈澱，說明樣品中有AgNO3。只有這兩種物質嗎？顯然，我們要註意題幹中的另壹個特征:溶解成澄清溶液，因為如果只有AgNO3和NaOH溶解在水中，AgOH會析出，然後Ag2O會分解，這與澄清溶液是矛盾的。那為什麽沒有出現降水呢？通過比較可能的物質，聯想到銀氨溶液的制備，可以判斷固體中有(NH4)2SO4，與NaOH反應生成NH3？H2O與Ag+結合形成銀氨溶液。但(NH4)2SO4不能有BaCl2，否則樣品溶解時BaSO4會沈澱。
答:樣品中有(NH4)2SO4、AgNO3和NaOH。
離子反應為:NH4++OH-= NH3？H2O
ag++ 2 NH3 =[Ag(NH3)2]+[Ag(NH3)2]++ I—= = AgI↓+2 NH3