高三化學氮族元素知識點及例題
第四節 氮族元素
依據上述步驟,完成下列填空：
(1)溶解銀的硝酸應該用 硝酸(填濃或稀)。原因是 (填序號，下同)
(a)減少過程中產生NOX的量 (b)減少原料銀的消耗量 (c)節省硝酸物質的量
(2)步驟B加熱保温的作用是 .
(a)有利於加快反應速率
(b)有利於未反應的硝酸揮發
(c)有利於硝酸充分反應,降低溶液中[H+]
(3)步驟Ｃ中是為了除去Fｅ3+、Cu2+等雜質,衝稀靜置時發生的化學反應是
(a)置換反應 (b)水解反應 (c)氧化還原反應
產生的沉澱物化學式 .
思路分析：（1）根據反應方程式：Ag+2 HNO3（濃）=AgNO3+NO2↑+H2O、3Ag+4HNO3（稀）=3AgNO3+NO↑+2H2O可知：每生成1lAgNO3，如用濃HNO3，消耗HNO32l，產生1lNO2；如用稀HNO3，只需HNO34/3l，放出NO1/3l。故用稀硝酸比用濃硝酸好，原因為（a）、(c)。
（2）根據温度對反應速率的影響，加熱保温是使反應加快，促使HNO3與Ag反應，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），Fe(OH)3、Cu(OH)2
方法要領：聯繫工業生產流程，運用化學知識，理解化學原理解答生產中的問題是大學聯考的熱點。用到的化學原理有：反應速率；水解反應；物質分離和提純的方法。試題的能力要求較高，立意新。考生應首先將整個流程看懂，在理解每一操作步驟的目的和作用的同時，須聯繫各步驟的相互關係和作用。明確前一操作是後一操作過程的基礎和條件。如：過量的Ag與稀HNO3混合其目的是使HNO3充分反應，步驟B加熱保温的原因也是為這一目的而設置的。它使NOx不斷逸出，降低酸度，有利於下一步用水衝稀，使雜質離子水解完全，並通過靜置而沉降。以上三個步驟一環緊扣一環。
本題通過AgNO3生產的步驟、過程，考查考生對金屬（Ag、Fe、Cu）與HNO3反應的理解程度。在步驟C中，雖然Ag+也參與水解，但AgOH很不穩定分解：AgOH→Ag2O，合併於過量銀中循環使用。
題中給出了生產的過程圖，提供瞭解題線索。解題時應根據銀與不同濃度HNO3的反應及產生，考慮生產實際中的價值及產物對社會環境的影響，不難選擇問題（1）中的答案為稀HNO3及其原因。藉助化學反應的原理及條件，離子的性質等知識，從而順利解答出問題（2）和（3）。
例8 實驗室用氨氣還原氧化銅的方法測定銅的近似相對原子質量,反應的化學方程式為: 2NH3+3CuO N2+3Cu+3H2O（1996年上海大學聯考題）
試回答:(1)如果選用測定反應物CuO和生成物H2O的質量[(CuO)、(H2O)]時，請用下列儀器設計一個簡單的實驗方案。
①儀器連接的順序(用字母編號表示,儀器可重複使用) ；d中濃硫酸的作用是 ， ；實驗完畢時觀察到a中的現象是 ；
②列出計算Cu的相對原子質量的表達式 ；
③下列情況將使測定結果偏大的是 。(以下選擇填空不限1個正確答案，均用字母編號填寫)
(a)CuO未全部還原為Cu (b)CuO受潮 (c)CuO中混有Cu
(2)如果仍採用上述儀器裝置,其他方案可選用測定的物理量有
(a)(Cu)和(CuO) (b)(N2)和(H2O) (c)(Cu)和(H2O) (d)(NH3)和(H2O)
思路分析：根據本題的意圖是需要測定反應物氧化銅和生成物水的質量，從而利用氨和加熱條件下的氧化銅在化學反應中的關係求出銅的相對原子質量。氧化銅的質量可直接從所取的藥品稱量中得知，測反應生成的水的質量時，應考慮製得的氨氣中混有的水蒸氣對測量有干擾作用，應予以排除，反應後的氣體中必然夾雜着未反應完的氨氣，吸收水蒸氣時也要考慮不能用濃硫酸作吸收劑，否則會同時吸入水蒸氣和氨氣，造成測量數據偏大。
（1）①NH4Cl和Ca(OH)2反應可生成NH3，經鹼石灰乾燥後（不能用濃H2SO4乾燥），因為濃H2SO4要吸收NH3）把NH3通入a裝置發生主體反應，將反應後生成的水蒸氣用C吸收（不能用濃H2SO4吸收），因為還有未反應的NH3也可被濃H2SO4吸收，這樣測量水的質量就偏大，多餘的NH3用濃H2SO4吸收，同時也防止空氣中的水蒸氣進入第二個C裝置中。
②2NH3+3CuO=N2+3Cu+3H2O（設銅的相對原子質量為x）
3(x+16) 3×18
(CuO) (H2O) x=18 (CuO)/ (H2O)-16
或考慮計算銅的相對原子質量的思路是：
n(CuO)=(H2O)/18 M(CuO)=(CuO)/n(H2O)=18(CuO)/(H2O) M(Cu)=M(CuO)-16如果測量反應前後硬質玻璃管的質量，則可測出反應生成的銅的質量，從測得的氧化銅的質量可計算銅的`相對原子質量為：
M(Cu)=(Cu)/n(CuO)=18(Cu)/(H2O)。
從測得的生成的水的質量，也可計算銅的相對原子質量為：
M(Cu)=(Cu)/n(H2O)=18(Cu)/(H2O)。
③要使測定結果偏大，則(H2O)要偏小，其中（a）導致(H2O)偏小 （b）導致(H2O)偏大 （c）相當於(H2O)偏小。故選a、c。
（2）由於氣體的質量難於測量，也難於收集，所以（b）（d）是不可選用的。
答案：(1)①b c a c d 吸收未反應的氨 防止空氣中水分進入 固體由黑色轉變為紅色 ② ③a、c (2)a、c
方法要領：本題意在考查定量測定的能力和運用信息的能力。儀器的選擇要從生成反應物及能夠準確測量生成物來考慮，B裝置產生混有水蒸氣的氨氣，因實驗中要測定後一反應產生的水蒸氣，故應先將氨氣中的水蒸氣除去，通過C得純NH3後再通過A與CuO反應，因要測定生成的水的量，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餘的氨氣，NH3有污染，不能排放到大氣中，同時為防止空氣中的水蒸氣進入乾燥管、確保實驗準確性，故最後再通過濃H2SO4，這是此類定量實驗中應密切注意的，問題②、③關係式法不難得到結論，問題（2）中b和d均與Cu或關係，無法計算。
