微專題噴泉實(shí)驗(yàn)及拓展應(yīng)用微專題

第17講氮及其化合物第四章非金屬及其化合物考綱要求1了解氮元素單質(zhì)及其重要化合物的制備方法，掌握其主要性質(zhì)和應(yīng)用。2了解氮的化合物對(duì)環(huán)境質(zhì)量的影響。微專題18噴泉實(shí)驗(yàn)及拓展應(yīng)用1噴泉實(shí)驗(yàn)的原理使燒瓶內(nèi)外在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生較大的壓強(qiáng)差，利用大氣壓將燒瓶下面燒杯中的液體壓入燒瓶內(nèi)，在尖嘴導(dǎo)管口形成噴泉。2形成噴泉的類型下面是幾種常見的能形成噴泉的氣體和液體。氣體HClNH3CO2、Cl2、SO2、H2SNO2NO、O2、(4∶3)NO2、O2(4∶1)吸收劑水、NaOH溶液水NaOH溶液水水水3噴泉實(shí)驗(yàn)的發(fā)散裝置及操作方法設(shè)計(jì)說明：裝置Ⅰ改變了膠頭滴管的位置，膠頭滴管擠入少量水于試劑瓶中，即可使少量溶液沿導(dǎo)管進(jìn)入燒瓶中，導(dǎo)致大量的NH3溶解，燒瓶內(nèi)形成負(fù)壓而產(chǎn)生噴泉。裝置Ⅱ省去了膠頭滴管，用手或熱毛巾等捂熱燒瓶，氨氣受熱膨脹，趕出玻璃導(dǎo)管內(nèi)的空氣，氨氣與水接觸，即發(fā)生噴泉或用浸冰水的毛巾“冷敷”燒瓶，使水進(jìn)入燒瓶中，瓶內(nèi)氨氣溶于水。裝置Ⅲ在水槽中加入能使水溫升高的物質(zhì)致使錐形瓶內(nèi)酒精因升溫而揮發(fā)，錐形瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大而產(chǎn)生噴泉。裝置Ⅳ向?qū)Ч苤型ㄈ胍欢康腍2S和SO2，現(xiàn)象為有淡黃色粉末狀物質(zhì)生成，瓶內(nèi)壁附有水珠，NaOH溶液上噴形成噴泉。裝置Ⅴ打開①處的止水夾并向燒瓶中緩慢通入等體積的HCl氣體后關(guān)閉該止水夾，等充分反應(yīng)后再打開②處的止水夾，觀察到先有白煙產(chǎn)生，后產(chǎn)生噴泉。裝置Ⅵ中，擠壓膠頭滴管，然后打開導(dǎo)管上部的兩個(gè)活塞，則在右面燒瓶出現(xiàn)噴煙現(xiàn)象，再打開導(dǎo)管下部活塞，則可產(chǎn)生雙噴泉。4噴泉實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物的濃度計(jì)算關(guān)鍵是確定所得溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量和溶液的體積，標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)后物質(zhì)的量濃度：

專題訓(xùn)練1如圖裝置中，干燥燒瓶內(nèi)盛有某種氣體，燒杯和滴管內(nèi)盛放某種溶液。擠壓滴管的膠頭，下列與實(shí)驗(yàn)事實(shí)不相符的是2NaHCO3溶液/無色噴泉3H2O中含酚酞/紅色噴泉CuSO4溶液/黑色噴泉AgNO3溶液/白色噴泉答案

2右圖是課外活動(dòng)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)的4個(gè)噴泉實(shí)驗(yàn)方案，下列有關(guān)操作不可能引發(fā)噴泉的是A擠壓裝置①的膠頭滴管使CCl4全部進(jìn)入燒瓶，片刻后打開止水夾B擠壓裝置②的膠頭滴管使NaOH溶液全部進(jìn)入燒瓶，片刻后打開止水夾C用鼓氣裝置從裝置③的a處不斷鼓入空氣并打開止水夾D在裝置④的水槽中慢慢加入足量濃硫酸并打開止水夾答案3如右圖為化學(xué)教學(xué)中所用的噴泉實(shí)驗(yàn)裝置。某同學(xué)用燒瓶中盛不同成分的氣體進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)幫助分析實(shí)驗(yàn)后燒瓶中所得溶液的濃度。假設(shè)是在標(biāo)準(zhǔn)狀況下完成實(shí)驗(yàn)，且溶質(zhì)不擴(kuò)散1若用HCl氣體，則cHCl＝____________。2若用NO2氣體，則cHNO3＝____________。3若用nNO2∶nO2＝4∶1的混合氣體，則cHNO3＝___________。4若用nNO2∶nO2＝2∶1的混合氣體，則cHNO3＝___________。4某學(xué)生積極思考產(chǎn)生噴泉的其他方法，并設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置。1在如圖所示的錐形瓶中，分別加入足量的下列物質(zhì)，反應(yīng)后可能產(chǎn)生噴泉的是___填字母。與稀鹽酸溶液3與稀硫酸3與稀鹽酸這種方法產(chǎn)生噴泉的原理是______________________________________________________________。NH4HCO3與稀鹽酸反應(yīng)，產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，錐形瓶中氣體壓強(qiáng)增大，把液體壓入燒瓶，形成噴泉DCu與稀鹽酸不反應(yīng)，NaHCO3與NaOH溶液反應(yīng)不產(chǎn)生氣體，不能形成壓強(qiáng)差，故不能形成噴泉；CaCO3與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生CO2，但生成的CaSO4微溶于水，覆蓋在CaCO3的表面，會(huì)使反應(yīng)很快停止，不能形成較大的壓強(qiáng)差，故不能形成噴泉；NH4HCO3與稀鹽酸反應(yīng)能產(chǎn)生較多的CO2氣體，從而使錐形瓶內(nèi)壓強(qiáng)遠(yuǎn)大于燒瓶內(nèi)壓強(qiáng)，從而形成噴泉。2在圖示錐形瓶外放一水槽，瓶中加入酒精；水槽中加入水后，再加入足量的下列物質(zhì)，結(jié)果也產(chǎn)生噴泉。水槽中加入的物質(zhì)可以是___填字母。A濃硫酸B食鹽C硝酸鉀D硫酸銅這種方法產(chǎn)生噴泉的原理是______________________________________________________________________________________________________。濃硫酸溶于水放出大量的熱，使錐形瓶中酒精氣化，錐形瓶中氣體壓強(qiáng)增大，把酒精壓入燒瓶中形成噴泉A5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活塞均關(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____________________________________________________________。先打開a、b活塞，再擠壓膠頭滴管或先擠壓膠頭滴管，再打開a、b活塞2若先打開a、c活塞，再擠壓膠頭滴管，在燒瓶中可觀察到的現(xiàn)象是_________________________。燒瓶Ⅱ中導(dǎo)管口處產(chǎn)生白煙3通過擠壓膠頭滴管和控制活塞的開關(guān)，在燒瓶Ⅰ中產(chǎn)生“噴泉”現(xiàn)象，燒瓶Ⅱ中不產(chǎn)生“噴泉”現(xiàn)象，其操作方法是_______________________________________________________________________________________________________。若要在該裝置中產(chǎn)生雙噴泉現(xiàn)象，其操作方法是___________________________________________________________________________________________。先打開a、c活塞，再擠壓膠頭滴管或先打開a活塞，擠壓膠頭滴管，再打開c活塞，片刻后，關(guān)閉a活塞，然后打開b活塞先打開a、c活塞，再擠壓膠頭滴管或先打開a活塞，擠壓膠頭滴管，再打開c活塞，片刻后，打開b活塞微專題亞硝酸及亞硝酸鈉的性質(zhì)1亞硝酸HNO2亞硝酸是弱酸。向亞硝酸鈉溶液中加酸，生成亞硝酸HNO2。亞硝酸不穩(wěn)定，僅存在于冷的稀溶液中，微熱甚至常溫下也會(huì)分解，產(chǎn)生紅棕色的二氧化氮?dú)怏w。NaNO2＋H2SO4稀===NaHSO4＋HNO22HNO2===NO↑＋NO2↑＋H2O2亞硝酸鈉NaNO21亞硝酸鈉的物理性質(zhì)及用途亞硝酸鈉的化學(xué)式為NaNO2，是可溶性鹽。其熔點(diǎn)為271℃，分解溫度為320℃。亞硝酸鈉在建筑業(yè)中常用作混凝土摻加劑，以促進(jìn)混凝土凝固，提高其強(qiáng)度，防止在冬天低溫施工時(shí)混凝土發(fā)生凍結(jié)。亞硝酸鈉還是一種食品添加劑，用作食品防腐劑和肉類食品的發(fā)色劑。2亞硝酸鈉的氧化性在亞硝酸鈉中，氮的化合價(jià)為＋3，處于中間價(jià)態(tài)。因此，亞硝酸鈉與強(qiáng)還原性物質(zhì)反應(yīng)時(shí)，表現(xiàn)出氧化性。如亞硝酸鈉與碘化鉀反應(yīng)可生成單質(zhì)碘。2＋2I－＋4H＋===2NO↑＋I(xiàn)2＋2H2O析出的碘可以使淀粉溶液變藍(lán)色，據(jù)此可以檢驗(yàn)的存在。亞硝酸鈉與FeCl2溶液反應(yīng)，生成棕黃色的FeCl3溶液。＋Fe2＋＋2H＋===NO↑＋Fe3＋＋H2O3亞硝酸鈉的還原性亞硝酸鈉與強(qiáng)氧化性物質(zhì)反應(yīng)時(shí)，表現(xiàn)出還原性。如亞硝酸鈉與2Cr2O7酸性溶液反應(yīng)時(shí)，被還原成Cr3＋，2Cr2O7溶液由橙色變?yōu)榫G色。4亞硝酸鈉與氯化鈉的鑒別與氯化鈉不同，亞硝酸鈉與AgNO3溶液反應(yīng)生成的AgNO2沉淀可溶于稀硝酸。Ag＋＋===AgNO2↓

專題訓(xùn)練2像食鹽一樣有咸味，有很強(qiáng)的毒性，誤食亞硝酸鈉NaNO2會(huì)使人中毒。已知亞硝酸鈉能發(fā)生如下反應(yīng)：2NaNO2＋4HI===2NO↑＋I(xiàn)2＋2NaI＋2H2O。下列說法正確的是2、NaIC該反應(yīng)中氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為1∶1D人誤食亞硝酸鈉中毒時(shí)，可以服用HI溶液解毒答案解析由NaNO2→NO，N元素的化合價(jià)＋3價(jià)→＋2價(jià)，得電子，所以NaNO2是氧化劑，由HI→I2，碘元素化合價(jià)－1價(jià)→0價(jià)，失電子，所以HI是還原劑，故A錯(cuò)誤；反應(yīng)產(chǎn)物中能使淀粉變藍(lán)的物質(zhì)只有I2，故B錯(cuò)誤；該反應(yīng)中氧化劑為NaNO2，還原劑為HI，物質(zhì)的量之比為2∶2＝1∶1，故C正確；人誤食亞硝酸鈉中毒時(shí)，服用HI溶液會(huì)產(chǎn)生有毒的NO，故D錯(cuò)誤。

2亞硝酸鈉NaNO2是一種具有咸味、有毒，且價(jià)格比食鹽NaCl便宜的工業(yè)用鹽，常被誤作食鹽使用，導(dǎo)致多起中毒事故發(fā)生，它的部分性質(zhì)如圖，下列說法錯(cuò)誤的是A可用淀粉碘化鉀試紙和食醋鑒別食鹽NaCl與亞硝酸鈉NaNO2B亞硝酸鈉可以加到食品中，但添加量要符合規(guī)定3的化學(xué)方程式為NaNO2＋N2H4===NaN3＋2H2OD上圖所涉及的化學(xué)反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)答案亞硝酸鈉能和I反應(yīng)生成碘單質(zhì)，碘與淀粉溶液變藍(lán)色，A項(xiàng)正確；NaNO2具有防腐性，但有毒，所以亞硝酸鈉可以加到食品中，但添加量要符合規(guī)定，B項(xiàng)正確；亞硝酸鈉和肼反應(yīng)生成疊氮化鈉和水，該反應(yīng)中N元素化合價(jià)由＋3價(jià)、－2價(jià)變?yōu)閮r(jià)，C項(xiàng)正確；有電子轉(zhuǎn)移的化學(xué)反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)，其特征是有元素化合價(jià)升降，NaNO2與NH4Cl反應(yīng)生成NH4NO2沒有化合價(jià)的變化，D項(xiàng)錯(cuò)誤。2在漂白、電鍍和金屬處理等方面有重要應(yīng)用。1將等物質(zhì)的量的一氧化氮和二氧化氮通入氫氧化鈉溶液中便可制得NaNO2，寫出離子方程式：____________________________。NO＋NO2＋2OH－===2＋H2O2在酸性條件下，當(dāng)NaNO2與I按物質(zhì)的量1∶1恰好完全反應(yīng)，且I－被氧化為I2時(shí)，產(chǎn)物中含氮的物質(zhì)為____填化學(xué)式。NO碘離子被氧化為碘單質(zhì)時(shí)，所有的碘元素化合價(jià)升高了2價(jià)，消耗碘離子2mol，亞硝酸鈉中氮元素化合價(jià)是＋3價(jià)，2mol的亞硝酸鈉得到2mol電子時(shí)，則需氮元素的化合價(jià)降為＋2價(jià)，所以產(chǎn)物中含氮的物質(zhì)為NO。答案解析3亞硝酸HNO2是與醋酸酸性相當(dāng)?shù)娜跛幔懿环€(wěn)定，通常在室溫下立即分解。要得到穩(wěn)定的HNO2溶液可以往冷凍的濃NaNO2溶液中加入或通入某種物質(zhì)，下列物質(zhì)不適合使用的是____填字母。a稀硫酸b二氧化碳c二氧化硫d磷酸bc濃NaNO2溶液中通入二氧化碳，會(huì)發(fā)生反應(yīng)生成碳