2015-2016学高中化学 3.2.1 自然界中氮的循环 氮气 一氧化氮和二氧化氮(精讲优练课型)课时提升作业
高中化学 3.2.1 自然界中氮的循环 氮气 一氧化氮和二氧化氮(探究导学课型)课件 鲁科版必修1
4．发射“天宫”一号的运载火箭，其推进剂引燃后发生剧烈
反应，产生大量高温无色气体(CO2、H2O、N2、NO)从火箭尾部
喷出。但在发射现场看到火箭尾部喷出大量红棕色的气体，产 生红棕色的气体的原因是( )
A．NO遇空气生成NO2
B．高温下N2遇空气生成NO2 C．CO2与N2反应生成CO和NO2 D．NO和H2O反应生成H2和NO2 【解析】选A。从产生的气体中可以看出能变红棕色的情况就
溶 解 性
毒性
难溶 于水 ______
有毒 ________
有毒 _______
2．相互转化
2NO+O2====2NO2 。 (1)NO→NO2：_______________ 3NO2+H2O====2HNO3+NO (2)NO2→NO：______________________( 工业制HNO3的原理)。
1．认识氮氧化合物的化学性质 (1)“雷雨发庄稼”蕴含了什么样的化学原理？ 【思路分析】 雷雨 闪电 N2和O2在该条件下反 应，最终产物为NO2
(1)NO2与雨水反应最
庄稼
氮肥
终转化成硝酸； (2)土壤中含有矿物质。
提示：空气中的氮气和氧气在放电的条件下生成NO，NO最终转 化生成硝酸，硝酸随雨水落入土壤与其中的矿物质等发生反应 生成硝酸盐，为土壤补充了氮肥，所以庄稼生长旺盛。
3．氮的固定 含氮化合物 的方法。 (1)定义：使空气中游离态的氮转化为_____________ (2)固氮类型。 高能固氮 生物固氮 人工固氮 合成氨
自然固氮 氮的固定
仿生固氮
(3)实例。
高温、高压 放电 2NO属于_____ 自然 固氮，N2+3H2 N2+O2 ==== 2NH3，属于 催化剂 人工 固氮，豆科植物的根瘤菌把空气中的氮气转化为含氮化 ______
高中化学 3.2.1《自然界中氮的循环氮气及氮的氧化物》教学设计
现吨市安达阳光实验学校第3章 自然界中的元素 第2节 氮的循环一、教材分析 （一）知识脉络氮及其化合物是元素化合物知识的重要组成。
本节教材通过闪电这一自然现象，激发学生思考自然界中的含氮物质，通过自然界中的氮循环，引出氮循环中的重要物质—氮气、NO 、NO 2、氨、铵盐、硝酸，然后通过观察思考、探究认识这些重要物质的性质、用途。
在学习过程中了解人类活动对自然界氮循环和环境的影响。
（二）知识框架（三）教材的主要特点： 从培养学生终身发展所必备的知识和能力出发，介绍重要代表物的性质与用途，同时注重培养学生的观察能力和综合分析问题的能力。
二．教学目标（一）知识与技能目标1、了解自然界中的氮循环及人类活动对氮循环的影响；2、通过了解生物固氮和人工固氮形式，认识N 2 、NO 、NO 2的性质；3、通过观察思考活动，认识NH 3、铵盐的性质及铵态氮肥的使用问题；4、通过观察思考活动，认识 HNO 3的性质。
（二）过程与方法目标1、培养学生通过观察现象，总结分析物质性质的能力；2、初步体会物质的浓度对化学反产物的影响，进一步认识中变量控制的思想。
（三）情感态度与价值观目标1、通过介绍合成氨发展的艰辛历程，体会从室研究到工业生产的过程，渗透化学与技术关系的；2、通过介绍酸雨，光化学烟雾和富营养化环境问题，了解人类活动对氮循环的影响，树立保护环境的意识。
三、、难点（一）知识上、难点：氮气、氨、铵盐和硝酸的性质。
难点：硝酸的氧化性。
（二）方法上、难点培养学生通过观察现象总结分析物质性质的能力，并使学生初步体会物质的浓度对化学反产物的影响，进一步认识中变量控制的重要性。
四、教学准备 （一）学生准备1、预习第二节-氮的循环2、查找氮循环的资料，小组画出氮循环图示，写出短文。
说明氮循环中涉及到哪些含氮元素的物质，它们是如何转化的？氮的循环氨与铵态氮肥 硝酸及其用 人类活动对氮循氮气与氮的固（氮气的性（氨的性质，（硝酸的性质）（酸雨、光化学（二）教师准备1、教学媒体、课件；2、补充。
高中化学 3.2.1 自然界中氮的循环 氮气 一氧化氮和二氧化氮(精讲优练课型) 鲁科版必修1
一、NO、NO2的性质对比 典题探究:1.(2014·天津高考改编)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.制一氧化氮时,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
【解析】选C。少量NO2气体通入过量小苏打溶液中,逸出的气体为NO、 CO2,二者物质的量之比为1∶2,同时还有少量水蒸气逸出,再使逸出的 气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管,CO2与过氧化钠反应生成 的O2与NO反应生成NO2,O2有剩余,同时逸出的少量水蒸气与过氧化钠反 应生成O2,所以最后收集到的气体是NO2和O2。
第2节 氮 的 循 环 第1课时 自然界中氮的循环 氮气
一氧化氮和二氧化氮
一、自然界中的氮的循环 1.氮元素在自然界中的存在形式:_游__离__态和_化__合__态。 2.自然界中氮的循环:
硝酸盐
氮的氧化物
3.人类活动的影响:
(1)氮气
_氨__→氮肥、硝酸等含氮化合物。
(2)燃烧反应产生的_氮__氧__化__物__参与氮的循环。
【解析】选C。氮的固定是游离态的氮变成化合态的氮,是化学变化; 汽车尾气中排放的氮氧化合物是由氮气和氧气反应生成的;化石燃料 中含有氮的化合物,燃烧时会释放出氮氧化合物;植物秸秆燃烧时放出 氮氧化合物,参与了氮的循环。
3.(LK必修1·P84改编)下列气体中,易溶于水的气体是 ( )
A.N2
B.NO
2.(2015·岳阳高一检测)把少量NO2气体通入过量小苏打溶液中,再使 逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管,最后收集到的气
体是 ( )
2015-2016学年高一年级化学教学课件3.2.1自然界中氮的循环、氮气、氮的氧化物.
问题导学 即时检测 一 二
自主预习 合作探究
迁移训练1下列过程在一定条件下不能一步完成的是( )
A.N2→NO2
B.N2→NH3
C.NO2→HNO3
D.NO+O2+H2O→HNO3
解析:N2与O2在放电条件下生成NO而不是NO2,A不能;N2与H2在一定条件下可
合成NH3,B能;NO2溶于水生成HNO3,C能;由4NO+3O2+2H2O 4HNO3可知D能。
。
问题导学 即时检测 1 2 3 4 5
自主预习 合作探究答案:(1)O2 NO 1∶1(2)NO 和 O2 同时通入水中时,其反应是 2NO+O2 2NO2,3NO2+H2O 2HNO3+NO,总反应为 4NO+3O2+2H2O ②。
= 4 ∶ 3,恰好完全反应
V(NO)∶V(O2) > 4 ∶ 3,剩余 NO
< 4 ∶ 3,剩余O2
4HNO3①。 4HNO3
问题导学 即时检测 一 二
气,属于人工固氮,B正确;C项,利用铵盐合成尿素说明含氮的无机物和含氮的有机
物之间可以相互转化,C正确;D项,由于动植物排泄物及遗体也参与在氮的循环中,
因此C、H、O在不同阶段参与了氮的循环,D正确,答案选A。
答案:A
问题导学 即时检测 1 2 3 4 5
自主预习 合作探究
2.(双选)下列有关氮气的说法中正确的是( ) A.N2可在氧气中燃烧生成NO B.医学上常用液氮作冷冻剂,在冷冻麻醉条件下做手术,是利用氮气的化学性质不 活泼 C.镁能在氮气中燃烧生成Mg3N2,反应中N2表现为氧化性 D.工业合成氨的反应是可逆反应 解析:N2只有在高压放电情况下才会与O2发生反应,A项错误;液氮汽化时需要吸收 大量的能量,使周围环境温度降低,与其化学性质不活泼无关,B项错误;镁与氮气反 应的化学方程式为3Mg+N2 Mg3N2,反应中氮元素化合价降低,氮气作氧化剂,C 项正确;氮气和氢气的反应是可逆反应,D项正确。 答案:CD
高中化学自然界中的氮循环 氮气与氮氧化物
课堂互动探究 ///////
目
课堂达标训练 ///////
录
课后巩固训练 ///////
1
新知自主预习
目录
新知自主预习
一、自然界中氮的循环 1.自然界中氮的循环
硝酸盐
氮的氧化物
创新设计 目录
新知自主预习
2.人类活动的影响 (1)氮气化―学―方→法___氨____―→氮肥、硝酸等含氮化合物。 (2)燃烧反应产生的___氮__氧__化__合__物_____参与氮的循环。
目录
课堂互动探究
创新设计
2.为了有效实现NO和NO2的相互转化，设计如下实验：按图组装好实验装置， 并检验装置气密性，实验前用排水法收集半瓶NO气体。
(1)打开止水夹，推动针筒活塞，使O2进入烧瓶。关闭止水夹，首先观察到烧 瓶中的现象：_烧__瓶__中__气__体__由__无__色__变__为__红__棕__色_____，产生此现象的化学方程式 为___2_N_O__＋__O_2_=_=_=_2_N_O__2__。
目录
课堂互动探究
(2)轻轻摇动烧瓶，观察到烧瓶中的现象为 ①__烧__杯__中__红__棕__色__气__体__又__变__为__无__色______； ②__烧__杯__中__水__倒__吸__到__烧__瓶__中__(_或__烧__瓶__中__液__面__上__升__)___。 产生此现象的化学方程式为_3_N__O_2_＋__H_2_O_=_=_=__2_H_N_O__3_＋__N_O____。Leabharlann 新知自主预习创新设计
3.氮的氧化物 (1)不同价态的氮的氧化物
氮的氧化物 氮元素 化合价
N2O(笑气) NO
N2O3
NO2
高中化学第3章自然界中的元素第2节第1课时自然界中氮的循环、氮气、氮的氧化物学案鲁科版必修1
自然界中氮的循环、氮气、氮的氧化物[核心素养发展目标] 1.知道自然界中氮循环的基本过程，认识氮循环过程中的重要物质。
2.熟知一氧化氮和二氧化氮的性质，了解自然界中形成硝酸的过程。
一、自然界中氮的循环、氮气 1.自然界中氮的循环 (1)氮的存在形态氮元素⎩⎪⎨⎪⎧以单质的形式存在于空气中以化合物的形式存在于动植物体、土壤和水体中(2)氮在自然界中的循环 ①自然循环②人类活动的影响氮气―――→化学方法NH 3―→氮肥、硝酸等含氮化合物。
燃烧产生的氮氧化物通过大气进入陆地和海洋，参与氮的循环。
2.氮气 (1)物理性质(2)化学性质①写出下列反应的化学方程式：②可逆反应：在相同条件下，能同时向正、反两个方向进行的反应。
在可逆反应的化学方程式中用“”代替“===”。
(3)氮的固定①概念：使空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程。
②分类氮的固定⎩⎨⎧自然固氮⎩⎪⎨⎪⎧ 高能固氮生物固氮人工固氮⎩⎪⎨⎪⎧合成氨固氮仿生固氮(1)对氮气性质的理解①通常情况下氮气的化学性质很不活泼，很难和其他物质发生化学反应。
②氮元素有多种变价，N 2中氮元素为0价，处于中间价态，故N 2既有氧化性，又有还原性。
N 2与O 2反应表现还原性，N 2与H 2、Mg 等活泼金属反应表现氧化性。
N 2与Mg 反应：N 2＋3Mg=====点燃Mg 3N 2。
(2)可逆反应的理解①相同条件下正、逆反应同时进行。
②可逆反应体系中，与化学反应有关的各种物质共存。
例1 下列关于N 2性质的叙述中错误的是( ) A.任何物质在氮气中都不能燃烧 B.氮气既具有氧化性，又具有还原性C.将空气中的氮气转变成含氮化合物属于氮的固定D.氮气与氧气在一定条件下反应生成一氧化氮 答案 A解析 活泼金属钠、镁、铝可以在N 2中燃烧。
思维启迪氮气与氧气在放电条件下不能生成二氧化氮，氮气与金属、氢气反应时表现氧化性，氮气与氧气反应时表现还原性。
例2 下列反应起到了固氮作用的是( ) A.工业上N 2与H 2在一定条件下合成NH 3 B.NO 与O 2反应生成NO 2 C.NH 3被O 2氧化成NO 和H 2O D.由NH 3制备化肥NH 4HCO 3 答案 A解析 由定义知，氮的固定是将空气中游离态的氮转化成含氮化合物。
高中化学 3.2.1自然界中氮的循环、氮气、氮的氧化物课件 鲁科版必修1 (2)
问题导学 即时检测 一 二
2.若试管内开始时充满NO气体,要使NO尽可能被水吸收,需要通入多少体积的 O2?
解析:2NO+O2 2NO2① 3NO2+H2O 2HNO3+NO② ①×3+②×2得:4NO+3O2+2H2O 4HNO3 故NO与O2以4∶3的体积比混合,与足量的水反应就可以完全转变成硝酸。 答案:NO与O2以4∶3的体积比混合,与足量的水反应就可以完全转变成硝酸。
答案:A
问题导学 即时检测 一 二
(1)NO2 和 O2 同时通入水中时,其反应是 3NO2+H2O 2HNO3+NO,2NO+O2 2NO2,总反应为 4NO2+O2+2H2O
= 4 ∶ 1,恰好完全反应
V(NO2)∶V(O2) > 4 ∶ 1,NO2过量,剩余 NO < 4 ∶ 1,O2过量,剩余O2
预习交流2
1.俗语“雷雨发庄稼”的道理是什么? 答案:空气中氮气在高压电作用下与氧气发生化学反应生成NO,NO与氧气反应 转化成NO2,NO2与雨水反应生成HNO3,生成的HNO3随雨水进入土壤,同土壤中的 矿物质作用,形成被植物吸收的硝酸盐类,使庄稼受益。 2.实验室如何收集NO、NO2?为什么? 答案:收集NO用排水法,收集NO2用向上排空气法;前者易与氧气反应,后者易与 水反应。
问题导学 即时检测 一 二
一、NO、NO2的性质实验
活动与探究
实验操作
实验现象
化学方程式
试管中的红棕色气体逐渐变
成无色气体,同时水会进入 试管,最后水充满整个试管 的2体积左右
3
3NO2+H2O 2HNO3+NO
高中化学必修1教学设计1：3.3.1 自然界中的氮循环 氮气与氮氧化物
第3章物质的性质与转化第3节氮的循环第1课时自然界中的氮循环氮气与氮氧化物教材分析本节教学内容是鲁科版高中化学必修第一册第三章第三节《氮的循环》的第一课时。
该部分的教学内容涉及到氮元素的相关知识和概念，氮的各种重要化合物的相关性质和反应现象，不同氮的化合物的用途。
通过研究氮的单质及化合物的性质和用途，可以使我们从物质类别和元素价态的视角认识物质间的转化关系，深化对物质及其变化多样性的认识。
本节安排了氮的循环、氮的固定、氮氧化物性质这三部分内容。
通过学习这部分知识，学生将学习并掌握氮的氧化物、氮的循环及相关反应；学习并掌握氮的单质和氮氧化物性质；通过本节内容的学习，学生将感受氮元素的多种化合物的不同特性和用途以及氮循环与人类活动关系。
教学目标与核心素养证据推理与模型认知：能依据物质类别和元素价态列举氮元素的典型代表物。
能列举、描述、辨识含有氮元素的典型氧化物重要的物理和化学性质及实验现象。
能用化学方程式、离子方程式正确表示典型物质的主要化学性质。
宏观辨析与微观探析：能从物质类别、元素价态的角度，依据复分解反应和氧化还原反应原理，预测氮及其化合物的化学性质及变化，设计实验进行初步验证，并能分析、解释有关实验现象。
能从物质类别和元素价态变化角度说明有关物质的转化路径及氮的循环。
能分别根据氮及其化合物的性质，分析实验室、生产、生活及环境中的某些问题，说明妥善保存、合理使用化学品的常见方法。
科学态度与社会责任：能说明氮及其化合物的应用对社会发展的价值、对环境的影响。
能有意识地运用所学知识或寻求相关证据参与社会性科学议题的讨论。
能主动运用所学的化学知识和方法解决生产、生活中简单的化学问题。
能运用绿色化学思想分析和讨论化工生产的相关问题。
教学重点氮的氧化物性质教学难点不同价态的氮元素转化教学过程一、知识回顾1.常温常压下，氮气化学性质不活泼，它很难与其他物质发生反应。
2.通常情况下，氮气是无色、无味、难溶于水的气体，密度比空气略小。
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自然界中氮的循环氮气一氧化氮和二氧化氮
(30分钟50分)
一、选择题(本题包括6小题,每小题5分,共30分)
1.(2015·襄樊高一检测)氮元素在地球上含量丰富,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要的作用。
下列叙述与氮元素的循环无关的是( )
A.工业合成氨的过程是固氮的过程
B.自然界中,氨是动物体特别是蛋白质腐败后的产物
C.为防止粮食、水果等食品腐烂,常用氮气作保护气
D.电闪雷鸣的雨天,N2与O2会发生反应并最终转化为硝酸盐被植物吸收
【解析】选C。
氮气的化学性质不活泼,无毒,故可作食品保护气,与氮的循环无关。
2.下列关于氮气的说法中错误的是( )
A.通常情况下N2性质很稳定,所以N2可以在电焊时作保护气
B.N2+O22NO,该反应是汽车尾气造成污染的主要因素之一
C.N2在空气中约占质量比的
D.在反应:3Mg+N2Mg3N2中N2作氧化剂
【解析】选C。
N2很稳定,常用作保护气;但在高温下N2与O2产生的NO易被氧化为NO2,故汽车尾气会造成环境污染;N2在空气中的体积含量约为4/5;N2与金属、H2反应时作氧化剂。
3.(2015·长沙高一检测)某氮的氧化物和一氧化碳在催化剂的作用下充分反应,生成氮气和二氧化碳。
若测得氮气和二氧化碳的物质的量之比为1∶2,则该氮的氧化物是( )
A.N2O
B.NO
C.NO2
D.N2O5
【解析】选B。
设氮氧化物的化学式为NO x,由题意得2NO x+2CO N2+2CO2,先写出反应物和生成物,再写出N2、CO2的化学计量数1和2,然后分别根据N、C守恒得出NO x、CO的化学计量数是2和2,再根据O守恒得出NO x中x为1。
【补偿训练】(2014·长春高一检测)已知氮的氧化物与氢气在一定条件下反应,可生成氮气和水,现有15.6 mL某氮的氧化物与过量的氢气充分混合后在一定条件下反应,凝结成水,剩余气体的体积比原混合气体缩
小了46.8 mL(相同条件下测定)。
该氮的氧化物的化学式为( )
A.N2O3
B.N2O5
C.NO2
D.NO
【解析】选A。
设该氮的氧化物的分子式为N2O x,反应方程式为N2O x+xH2N2+xH2O,由于水是液体,再根据化学计量数可知:缩小的体积等于参加反应的氢气的体积
N2O x+ xH2N2+xH2O1 x
15.6 mL 46.8 mL
=,x=3,所以该氮的氧化物的化学式为N2O3。
4.搭载“神舟”十号飞船的运载火箭,其推进剂引燃后发生剧烈反应,产生大量高温气体从火箭尾部喷出。
引燃后发生反应生成的气体主要是CO2、H2O、N2、NO,这些气体均为无色,但在卫星发射现场看到火箭喷出大量红棕色烟,产生红棕色烟的主要原因是( )
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和NO2
D.NO和H2O反应生成H2和NO2
【解析】选B。
NO与空气中的氧气反应生成NO2,NO2是红棕色气体,所以在卫星发射现场看到火箭喷射出大量红棕色烟。
5.(2015·潍坊高一检测)如图所示,相同条件下,两个容积相同的试管分别装满NO2和NO气体,分别倒置于水槽中,然后通过导管缓慢通入氧气,边通气体边慢慢摇动试管,直到两个试管内充满液体。
假设试管内的溶质不向水槽中扩散,则两个试管内溶液物质的量浓度之比为( )
A.1∶1
B.5∶7
C.7∶5
D.4∶3
【解析】选A。
相同条件下,容积相同的试管内两种气体的物质的量相等,根据氮原子守恒,可知最终生成的
HNO3的物质的量相等,因为溶液没有扩散,则两个试管内溶液的物质的量浓度相等。
【互动探究】(1)上述实验中两支试管内充入的氧气的体积相同吗?
提示:不相同。
应该分别为试管容积的1/4、3/4。
(2)若将NO2、O2以及NO、O2分别充满上述试管,倒置于水槽中,水恰好充满容器。
若溶质不扩散,则两支试管内溶液的物质的量浓度之比是多少?
提示:充满NO2、O2的试管,气体被完全吸收,形成溶液的浓度为4/5V m mol·L-1;充满N O、O2的试管,气体被完全吸收,形成溶液的浓度为4/7V m mol·L-1。
则两支试管内溶液物质的量浓度之比为7∶5。
6.(2015·三明高一检测)工业制HNO3的尾气中含有的NO2和NO常用NaOH溶液吸收,反应的化学方程式为NO+NO2+2NaOH2NaNO2+H2O,
2NO2+2NaOH NaNO2+NaNO3+H2O,
NO不能被NaOH溶液吸收。
同温、同压下NO2与NO的体积比如下,其中不能被NaOH溶液完全吸收的是( ) A.1∶1 B.1∶3 C.2∶1 D.3∶1
【解析】选B。
根据NO+NO2+2NaOH2NaNO2+H2O方程式可知当NO2与NO的体积比为1∶1时,正好被吸收,故A能完全被吸收,故A不符合题意;NO2与NO的体积比为1∶3,一氧化氮多了,因为NO2与NO的体积比为1∶1,正好被吸收,所以多了的一氧化氮又不能被氢氧化钠溶液吸收,所以不能被NaOH溶液完全吸收,故B符合题意;NO2与NO的体积比为2∶1,反应完后二氧化氮有剩余,通过2NO2+2NaOH NaNO2+NaNO3+H2O反应可知剩余的二氧化氮可以直接被氢氧化钠溶液完全吸收,故C不符合题意;NO2与NO的体积比为3∶1,反应完后二氧化氮有剩余,通过2NO2+2NaOH NaNO2+NaNO3+H2O反应可知剩余的二氧化氮可以直接被氢氧化钠溶液完全吸收,故D不符合题意。
二、非选择题(本题包括2小题,共20分)
7.(10分)(2015·成都高一检测)实验室常用饱和NaNO2与NH4Cl溶液反应制取纯净氮气,如图所示。
反应式为NaNO2+NH4Cl NaCl+N2↑+2H2O;反应放热。
试回答:
(1)装置中A部分的分液漏斗与蒸馏烧瓶之间连接的导管所起的作用是。
A.防止NaNO2饱和溶液蒸发
B.保证实验装置不漏气
C.使NaNO2饱和溶液容易滴下
(2)B部分的作用是。
①冷凝②冷却氮气③缓冲氮气流
(3)加热前必须进行的一个操作步骤是。
加热片刻后,应立即移去酒精灯以防反应物冲出,其原因是。
(4)收集N2前,必须进行的步骤是(用文字说明) 。
收集N2不适宜的方法是(填写编号) 。
①用排气法收集在集气瓶中;
②用排水法收集在集气瓶中;
③直接收集在球胆或塑料袋中。
【解析】根据实验室制N2的原理知该反应为放热反应,且较剧烈,加热片刻后,应立即移去酒精灯以防反应物冲出;装置中A部分的分液漏斗与蒸馏烧瓶之间连接的导管是为了保证NaNO2饱和溶液容易滴下;该反应产生的N2中混有水蒸气,B的作用是除去水蒸气;N2的相对分子质量(28)和空气(29)相当,故不能用排空气法收集。
答案:(1)C (2)①(3)检查装置气密性本反应为放热反应(4)将系统内空气排净①
8.(10分)(2015·晋江高一检测)利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应,既能净化尾气,又能获得应用广泛的Ca(NO2)2,其部分工艺流程如下:
(1)一定条件下,NO与NO2可以生成一种新的氧化物,试写出该反应的化学方程式: 。
(2)上述工艺中采用气液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底部进入,石灰乳从吸收塔顶部喷淋),其目的是;
滤渣可循环使用,滤渣的主要成分是(填化学式)。
(3)该工艺需控制NO和NO2物质的量之比接近1∶1。
若n(NO)∶n(NO2)>1∶1,则会导致 ;
若n(NO)∶n(NO2)<1∶1,则会导致。
(4)生产中溶液需保持弱碱性,在酸性溶液中Ca(NO2)2会发生分解,产物之一是NO,其反应的离子方程式为。
【解析】(1)若NO与NO2反应生成新的氧化物,必然是NO中N的化合价升高被氧化,NO2中N的化合价降低被还原,生成的新的氧化物中N的化合价应该介于NO和NO2之间,为+3价,据此写出反应方程式:NO+NO2N2O3。
(2)气体上升,液体下降,这样气液接触充分,使尾气被充分吸收;分析加入的原料及生成物,只有Ca(OH)2微溶于水,Ca(NO3)2易溶于水,所以滤渣的主要成分为Ca(OH)2。
(3)当n(NO)>n(NO2)时,NO过剩;当n(NO)<n(NO2)时,NO2过剩,剩余NO2会与Ca(OH)2反应生成Ca(NO3)2。
(4)依据化合价升降守恒,N生成NO时氮元素化合价降低,则反应中N中氮元素的化合价一定升高,可能生成N或NO2,但在水溶液中NO2会与水反应生成N,所以最终产物为N,据此写出离子方程式:3N+2H+N+2NO↑+H2O
答案:(1)NO+NO2N2O3
(2)使尾气中的NO、NO2被充分吸收Ca(OH)2
(3)排放气体中NO含量升高产品Ca(NO2)2中Ca(NO3)2含量升高
(4)3N+2H+N+2NO↑+H2O。