專題7氮與社會可持續(xù)發(fā)展專題整合知識網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)建核心歸納素養(yǎng)整合知識網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)建

核心歸納素養(yǎng)整合一、氮及其化合物的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化關(guān)系1.氮及其化合物的轉(zhuǎn)化。2.氮及其化合物的特殊性質(zhì)。(1)NH3的水溶液呈堿性。(2)稀硝酸、濃硝酸都具有強(qiáng)氧化性,與金屬反應(yīng)均不生成H2。3.特征反應(yīng)。(1)特征反應(yīng)條件。(2)反應(yīng)物的濃度不同,產(chǎn)物不同,如稀硝酸與Cu反應(yīng)生成NO,濃硝酸與Cu反應(yīng)生成NO2。4.特征轉(zhuǎn)化關(guān)系。

【例題1】

如圖是A~E五種含氮物質(zhì)相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系圖。其中A、B、C、D常溫下都是氣體,且B為紅棕色氣體。(1)寫出A~E各物質(zhì)的化學(xué)式:A

、B

、C

、D

、E

。

(2)寫出①~⑤各步反應(yīng)的化學(xué)方程式:①

。

②

。

③

。

④

。

⑤

。

答案:(1)N2

NO2

NO

NH3

HNO3③2NO+O2══2NO2④3Cu+8HNO3(稀)══3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O⑤3NO2+H2O══NO+2HNO3解析:根據(jù)B為含氮元素的氣體和紅棕色氣體判斷出B是NO2,以此為突破口推斷其他物質(zhì)。二、實(shí)驗(yàn)簡答題解題思路解決實(shí)驗(yàn)簡答題的一般思路是:明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?該實(shí)驗(yàn)要求我們做什么);明確題干、題圖含義(認(rèn)真理解實(shí)驗(yàn)的設(shè)計思路、每一個裝置的設(shè)計意圖),理解題目給我們完成實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶峁┝耸裁匆罁?jù)和有效信息;明確解答問題的落點(diǎn)是什么,即試題給我們設(shè)置了什么樣的問題情景,要求我們回答什么問題。如果理清了思路,問題就會迎刃而解。有時候甚至不能百分之百理解題意,只要運(yùn)用好解題技巧,也會收到理想的效果?！纠}2】

NOx(主要指NO和NO2)是大氣主要污染物之一,有效去除大氣中的NOx是環(huán)境保護(hù)的重要課題?？梢岳肗H3與NOx反應(yīng)消除NOx。(1)實(shí)驗(yàn)室制取NH3,發(fā)生裝置可以選擇上圖中的

,反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。

(2)欲收集一瓶干燥的氨氣,選擇上圖中的裝置,其連接順序?yàn)?發(fā)生裝置→

(按氣流方向,用小寫字母表示)。

(3)在有氧條件下,新型催化劑M能催化NH3與NOx反應(yīng)生成N2。NH3與NO2生成N2的反應(yīng)中,當(dāng)生成1molN2時,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為

mol。

(4)用酸性CO(NH2)2水溶液也可以吸收NOx,吸收過程中存在HNO2與CO(NH2)2生成N2和CO2的反應(yīng)。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。

解析:(1)由于制取氨氣可以用2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O,故可以選A裝置;或利用NH3·H2ONH3↑+H2O制取NH3,故也可以選B裝置。(2)生成的NH3中混有水蒸氣,且氨氣是堿性氣體,可用堿石灰干燥,用向下排空氣法收集;在收集裝置后,需用防倒吸的尾氣處理裝置。(3)NH3、NO2中氮元素化合價分別為-3價、+4價,根據(jù)得失電子守恒和原子守恒配平反應(yīng)的化學(xué)方程式為8NH3+6NO2══7N2+12H2O,故生成1

mol

N2轉(zhuǎn)移電子

mol。(4)HNO2中N為+3價,CO(NH2)2中N、C的化合價分別為-3價、+4價,依據(jù)得失電子守恒和原子守恒,配平反應(yīng)的化學(xué)方程式為2HNO2+CO(NH2)2══2N2↑+CO2↑+3H2O。三、化學(xué)中無機(jī)框圖推斷題解題方法化學(xué)推斷題是一類綜合性較強(qiáng)的試題,它主要體現(xiàn)在對常見元素的單質(zhì)及其重要化合物的相關(guān)聯(lián)系,對有關(guān)化學(xué)知識的認(rèn)知程度和自學(xué)能力的綜合考查。此類題能很好地檢測出學(xué)生的知識和能力儲備,具有很高的區(qū)分度和很好的選拔功能。無機(jī)框圖題由于題目字?jǐn)?shù)少,題目及所提供的信息新穎且簡潔,因此審題就顯得尤為重要。1.解題步驟一般分為四步。(1)審讀——仔細(xì)讀題,審清題意。讀題,包括閱讀求解要求。求解要求往往能給學(xué)生以重要的啟示,這點(diǎn)不能忽略。(2)辨析——找準(zhǔn)“題眼”,即找準(zhǔn)解題的突破口,然后聯(lián)系信息及所學(xué)知識,應(yīng)用正向或逆向思維、發(fā)散收斂思維、橫向縱向思維等多種思維方式,進(jìn)行綜合分析、推理?！氨嫖觥笔墙忸}的關(guān)鍵。(3)解答——看清要求,規(guī)范解答。“解答”是解題的落腳點(diǎn)。(4)檢驗(yàn)——看推理是否符合題意。“檢驗(yàn)”是解答正確的保證。在上述各步中,最重要的是第(2)步:辨析解題的突破口。分辨出了“題眼”,其他問題就會迎刃而解。但第(4)步也不要忽視。2.尋找“題眼”有下列一些途徑。(1)從物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)方面尋找。(2)從典型性質(zhì)去尋找。(3)從反應(yīng)現(xiàn)象去尋找。(4)從反應(yīng)類型去尋找。(5)從反應(yīng)條件去尋找。3.常用解題方法。推斷題的解題方法有順推法、逆推法、猜測論證法、遷移法、分割法、枚舉法等?！纠}3】

從某物質(zhì)A的水溶液出發(fā)有如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系:回答下列問題:(1)寫出C、D、E的化學(xué)式:C

;D

;E

。

(2)檢驗(yàn)B溶液中陰離子的實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是

。(3)寫出下列反應(yīng)的離子方程式:①A+足量NaOH溶液

。

②C、D按體積比1∶1通入水中

。

③A+H2O2→

。

答案:(1)SO2

NH3

Na2SO3(2)取少量B溶液加入試管中,加入足量稀鹽酸,無明顯現(xiàn)象,再加入BaCl2溶液產(chǎn)生白色沉淀,證明B溶液中含有由上述推斷得出A為NH4HSO3。由此,其他問題就可較容易地解決了。四、實(shí)驗(yàn)室中氣體的制備、凈化收集及尾氣處理1.氣體的發(fā)生裝置。(1)加熱固體藥品制取氣體(圖1),如制取氨氣。(2)固體與液體反應(yīng)不加熱制取氣體(圖2),如制取二氧化碳。

(3)固體與液體或液體與液體反應(yīng)加熱制取氣體(圖3),如制取氯氣。2.氣體的凈化干燥裝置。結(jié)合氣體雜質(zhì)的性質(zhì),如果想用液體試劑來除雜就選用圖4裝置,如果想用固體試劑來除雜就選用圖5、圖6裝置。3.氣體的收集裝置。氣體收集裝置的選擇要根據(jù)氣體在水中的溶解性、是否與氧氣反應(yīng)及氣體的密度。一般有排空氣法、排液(水)法,也可將氣體直接裝入貯氣袋中。(1)排空氣法。(2)排液(水)法。

4.尾氣處理裝置。對于有毒或?qū)諝庥形廴镜臍怏w,要進(jìn)行尾氣處理。結(jié)合氣體的性質(zhì)可以選擇用吸收劑吸收、燃燒或裝袋集中處理的方法?！纠}4】

如圖中a、b、c表示相應(yīng)儀器中加入的試劑,可用圖中裝置制取、凈化、收集氣體的是(

)。選項(xiàng)氣體abcANH3濃氨水生石灰堿石灰BCO2鹽酸碳酸鈣飽和NaHCO3溶液CNO稀硝酸銅屑H2ODNO2濃硝酸銅屑NaOH溶液答案:B解析:A項(xiàng)NH3應(yīng)采用向下排空氣法收集,且固體干燥劑一般用干燥管或U形管盛裝;B項(xiàng),CaCO3+2HCl══CaCl2+CO2↑+H2O,CO2中的HCl可用飽和NaHCO3溶液除去,并用向上排空氣法收集CO2;C項(xiàng),NO不能用排空氣法收集;D項(xiàng),NO2能被NaOH溶液吸收。五、噴泉實(shí)驗(yàn)的發(fā)散裝置及操作方法噴泉實(shí)驗(yàn)是中學(xué)化學(xué)的重要實(shí)驗(yàn),其本質(zhì)是形成壓強(qiáng)差而引發(fā)液體上噴,以教材中的裝置(發(fā)散源)為基礎(chǔ)可設(shè)計如圖所示的多種不同的裝置和采用不同的操作(如使氣體溶于水、熱敷或冷敷、生成氣體等)來形成噴泉?！纠}5】

利用如圖所示的裝置,可以驗(yàn)證NH3和HCl的有關(guān)性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)前a、b、c止水夾均關(guān)閉。(1)若要在燒瓶Ⅱ中產(chǎn)生“噴泉”現(xiàn)象,燒瓶Ⅰ中不產(chǎn)生“噴泉”現(xiàn)象,其操作方法是

。

(2)通過擠壓膠頭滴管和控制止水夾,在燒瓶Ⅰ中產(chǎn)生“噴泉”現(xiàn)象,燒瓶Ⅱ中不產(chǎn)生“噴泉