高三化學(xué)氮族元素知識(shí)點(diǎn)及例題
第四節(jié) 氮族元素
依據(jù)上述步驟,完成下列填空：
(1)溶解銀的硝酸應(yīng)該用 硝酸(填濃或稀)。原因是 (填序號(hào)，下同)
(a)減少過程中產(chǎn)生NOX的量 (b)減少原料銀的消耗量 (c)節(jié)省硝酸物質(zhì)的量
(2)步驟B加熱保溫的作用是 .
(a)有利于加快反應(yīng)速率
(b)有利于未反應(yīng)的硝酸揮發(fā)
(c)有利于硝酸充分反應(yīng),降低溶液中[H+]
(3)步驟Ｃ中是為了除去Fｅ3+、Cu2+等雜質(zhì),沖稀靜置時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是
(a)置換反應(yīng) (b)水解反應(yīng) (c)氧化還原反應(yīng)
產(chǎn)生的沉淀物化學(xué)式 .
思路分析：（1）根據(jù)反應(yīng)方程式：Ag+2 HNO3（濃）=AgNO3+NO2↑+H2O、3Ag+4HNO3（�。�=3AgNO3+NO↑+2H2O可知：每生成1lAgNO3，如用濃HNO3，消耗HNO32l，產(chǎn)生1lNO2；如用稀HNO3，只需HNO34/3l，放出NO1/3l。故用稀硝酸比用濃硝酸好，原因?yàn)椋╝）、(c)。
�。�2）根據(jù)溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響，加熱保溫是使反應(yīng)加快，促使HNO3與Ag反應(yīng)，而不希望HNO3損失，因此其目的是（a）、(c)。
�。�3）由水解原理，溶液濃度小，促進(jìn)水解，使Fｅ3+、Cu2+生成難溶的Fe(OH)3、Cu(OH)2而除去。
答案：（1）稀，（a）、(c) （2）（a）、(c) （3）（b），F(xiàn)e(OH)3、Cu(OH)2
方法要領(lǐng)：聯(lián)系工業(yè)生產(chǎn)流程，運(yùn)用化學(xué)知識(shí)，理解化學(xué)原理解答生產(chǎn)中的問題是高考的熱點(diǎn)。用到的化學(xué)原理有：反應(yīng)速率；水解反應(yīng)；物質(zhì)分離和提純的方法。試題的能力要求較高，立意新�？忌鷳�(yīng)首先將整個(gè)流程看懂，在理解每一操作步驟的目的和作用的同時(shí)，須聯(lián)系各步驟的相互關(guān)系和作用。明確前一操作是后一操作過程的基礎(chǔ)和條件。如：過量的Ag與稀HNO3混合其目的是使HNO3充分反應(yīng)，步驟B加熱保溫的原因也是為這一目的而設(shè)置的。它使NOx不斷逸出，降低酸度，有利于下一步用水沖稀，使雜質(zhì)離子水解完全，并通過靜置而沉降。以上三個(gè)步驟一環(huán)緊扣一環(huán)。
本題通過AgNO3生產(chǎn)的步驟、過程，考查考生對(duì)金屬（Ag、Fe、Cu）與HNO3反應(yīng)的理解程度。在步驟C中，雖然Ag+也參與水解，但AgOH很不穩(wěn)定分解：AgOH→Ag2O，合并于過量銀中循環(huán)使用。
題中給出了生產(chǎn)的過程圖，提供了解題線索。解題時(shí)應(yīng)根據(jù)銀與不同濃度HNO3的反應(yīng)及產(chǎn)生，考慮生產(chǎn)實(shí)際中的價(jià)值及產(chǎn)物對(duì)社會(huì)環(huán)境的影響，不難選擇問題（1）中的答案為稀HNO3及其原因。借助化學(xué)反應(yīng)的原理及條件，離子的性質(zhì)等知識(shí)，從而順利解答出問題（2）和（3）。
例8 實(shí)驗(yàn)室用氨氣還原氧化銅的方法測(cè)定銅的近似相對(duì)原子質(zhì)量,反應(yīng)的化學(xué)方程式為: 2NH3+3CuO N2+3Cu+3H2O（1996年上海高考題）
試回答:(1)如果選用測(cè)定反應(yīng)物CuO和生成物H2O的質(zhì)量[(CuO)、(H2O)]時(shí)，請(qǐng)用下列儀器設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案。
①儀器連接的順序(用字母編號(hào)表示,儀器可重復(fù)使用) ；d中濃硫酸的作用是 ， ；實(shí)驗(yàn)完畢時(shí)觀察到a中的現(xiàn)象是 ；
②列出計(jì)算Cu的相對(duì)原子質(zhì)量的表達(dá)式 ；
③下列情況將使測(cè)定結(jié)果偏大的是 。(以下選擇填空不限1個(gè)正確答案，均用字母編號(hào)填寫)
(a)CuO未全部還原為Cu (b)CuO受潮 (c)CuO中混有Cu
(2)如果仍采用上述儀器裝置,其他方案可選用測(cè)定的物理量有
(a)(Cu)和(CuO) (b)(N2)和(H2O) (c)(Cu)和(H2O) (d)(NH3)和(H2O)
思路分析：根據(jù)本題的意圖是需要測(cè)定反應(yīng)物氧化銅和生成物水的質(zhì)量，從而利用氨和加熱條件下的氧化銅在化學(xué)反應(yīng)中的關(guān)系求出銅的相對(duì)原子質(zhì)量。氧化銅的質(zhì)量可直接從所取的藥品稱量中得知，測(cè)反應(yīng)生成的水的質(zhì)量時(shí)，應(yīng)考慮制得的氨氣中混有的水蒸氣對(duì)測(cè)量有干擾作用，應(yīng)予以排除，反應(yīng)后的氣體中必然夾雜著未反應(yīng)完的氨氣，吸收水蒸氣時(shí)也要考慮不能用濃硫酸作吸收劑，否則會(huì)同時(shí)吸入水蒸氣和氨氣，造成測(cè)量數(shù)據(jù)偏大。
�。�1）①NH4Cl和Ca(OH)2反應(yīng)可生成NH3，經(jīng)堿石灰干燥后（不能用濃H2SO4干燥），因?yàn)闈釮2SO4要吸收NH3）把NH3通入a裝置發(fā)生主體反應(yīng)，將反應(yīng)后生成的水蒸氣用C吸收（不能用濃H2SO4吸收），因?yàn)檫�有未反應(yīng)的NH3也可被濃H2SO4吸收，這樣測(cè)量水的質(zhì)量就偏大，多余的NH3用濃H2SO4吸收，同時(shí)也防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入第二個(gè)C裝置中。
�、�2NH3+3CuO=N2+3Cu+3H2O（設(shè)銅的相對(duì)原子質(zhì)量為x）
3(x+16) 3×18
(CuO) (H2O) x=18 (CuO)/ (H2O)-16
或考慮計(jì)算銅的相對(duì)原子質(zhì)量的思路是：
n(CuO)=(H2O)/18 M(CuO)=(CuO)/n(H2O)=18(CuO)/(H2O) M(Cu)=M(CuO)-16如果測(cè)量反應(yīng)前后硬質(zhì)玻璃管的質(zhì)量，則可測(cè)出反應(yīng)生成的銅的質(zhì)量，從測(cè)得的氧化銅的`質(zhì)量可計(jì)算銅的相對(duì)原子質(zhì)量為：
M(Cu)=(Cu)/n(CuO)=18(Cu)/(H2O)。
從測(cè)得的生成的水的質(zhì)量，也可計(jì)算銅的相對(duì)原子質(zhì)量為：
M(Cu)=(Cu)/n(H2O)=18(Cu)/(H2O)。
③要使測(cè)定結(jié)果偏大，則(H2O)要偏小，其中（a）導(dǎo)致(H2O)偏小 （b）導(dǎo)致(H2O)偏大 （c）相當(dāng)于(H2O)偏小。故選a、c。
�。�2）由于氣體的質(zhì)量難于測(cè)量，也難于收集，所以（b）（d）是不可選用的。
答案：(1)①b c a c d 吸收未反應(yīng)的氨 防止空氣中水分進(jìn)入 固體由黑色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色 ② ③a、c (2)a、c
方法要領(lǐng)：本題意在考查定量測(cè)定的能力和運(yùn)用信息的能力。儀器的選擇要從生成反應(yīng)物及能夠準(zhǔn)確測(cè)量生成物來考慮，B裝置產(chǎn)生混有水蒸氣的氨氣，因?qū)嶒?yàn)中要測(cè)定后一反應(yīng)產(chǎn)生的水蒸氣，故應(yīng)先將氨氣中的水蒸氣除去，通過C得純NH3后再通過A與CuO反應(yīng)，因要測(cè)定生成的水的量，故再通過一次和C相同的裝置（不是同一裝置）只吸收水蒸氣而不吸收多余的氨氣，NH3有污染，不能排放到大氣中，同時(shí)為防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入干燥管、確保實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確性，故最后再通過濃H2SO4，這是此類定量實(shí)驗(yàn)中應(yīng)密切注意的，問題②、③關(guān)系式法不難得到結(jié)論，問題（2）中b和d均與Cu或關(guān)系，無法計(jì)算。
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