趙多剛

(山東省鄒平市第一中學(xué))

氮族元素是高中化學(xué)的重要內(nèi)容,與氮族元素相關(guān)的習(xí)題靈活多變.學(xué)生應(yīng)做好常見問題的歸納,并結(jié)合例題掌握具體突破思路.

1 基礎(chǔ)題的突破

為了能更好地突破基礎(chǔ)題,學(xué)生應(yīng)牢固記憶氮族元素在元素周期表中的具體位置,明確氮族元素構(gòu)成的常見化合物以及對(duì)應(yīng)元素的化合價(jià).要養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣,認(rèn)真閱讀課本中的內(nèi)容,構(gòu)建系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)網(wǎng)絡(luò),為順利解題奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).

例1如圖1所示為大氣中氮的循環(huán)示意圖,則( ).

圖1

A.圖中所有含氮微粒中N 元素的化合價(jià)只有0、＋3、＋5

B.氮循環(huán)過程中NO3－被甲醇氧化為N2

C.溫度越高,N2轉(zhuǎn)化為NH4＋的速率越快

D.NH4＋和NO2－反應(yīng)的離子方程式為

分析該題較為基礎(chǔ),解題時(shí)認(rèn)真觀察圖示給出的內(nèi)容,聯(lián)系所學(xué)知識(shí),不難得出正確答案.中N 元素的化合價(jià)為－3,中N 元素的化合價(jià)為＋5,而N2中N 元素的化合價(jià)為0.因此,轉(zhuǎn)化為N2的過程中,是被還原的,N2轉(zhuǎn)化為是在微生物的作用下進(jìn)行的,并不是溫度越高速率越快.綜上分析只有選項(xiàng)D 正確.

2 推斷題的突破

為更好地解答與氮族元素相關(guān)的推斷題,學(xué)生一方面要記憶有關(guān)氮族元素化合物的特征反應(yīng)、反應(yīng)條件、反應(yīng)產(chǎn)物等.另一方面,要掌握解答推斷題的相關(guān)技巧.認(rèn)真閱讀題干,積極聯(lián)系所學(xué),充分挖掘題干中的隱含條件.

例2圖2為NH3發(fā)生轉(zhuǎn)化的關(guān)系圖,則以下說法正確的是( ).

圖2

A.甲中含有極性共價(jià)鍵、配位鍵及離子鍵

B.戊和丁反應(yīng)時(shí)氧化劑和還原劑物質(zhì)的量之比為2∶1

C.濃硝酸見光易分解且易揮發(fā),應(yīng)用棕色試劑瓶盛放且用膠塞密封

D.將CO2和NH3依次通入飽和氯化鈉溶液中,過濾可制得乙

分析該題難度中等,解答時(shí)要從氨的催化氧化反應(yīng)切入,再推斷出其他物質(zhì).其中氨氣發(fā)生催化氧化可得NO 和H2O,即丙為NO,丁為H2O,則戊為NO2.甲為NH4Cl.NH3和NaCl、CO2、H2O 反應(yīng)生成NaHCO3,則乙為NaHCO3.由此,對(duì)給出的4個(gè)選項(xiàng)進(jìn)行分析可得答案為A.

3 計(jì)算題的突破

解題時(shí)要先確定反應(yīng)產(chǎn)物,而后分析相關(guān)元素在反應(yīng)前后化合價(jià)的變化,再結(jié)合得失電子守恒列出相關(guān)方程進(jìn)行計(jì)算.

例3向含有amolCu和bmolCuO的混合物中加入10mL6mol·L－1的稀硝酸時(shí),固體剛好完全溶解,得到標(biāo)準(zhǔn)狀況下224mL氣體(純凈物),則( ).

A.a∶b＝3∶2

B.反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子0.1mol

C.被還原的硝酸為0.06mol

D.將少量鐵粉投入該稀硝酸中生成Fe(NO3)2

分析Cu和稀硝酸反應(yīng)生成NO 氣體,Cu元素從0價(jià)上升到＋2價(jià),硝酸中N 元素從＋5價(jià)降低至＋2價(jià),被還原的硝酸的物質(zhì)的量和生成NO 的物質(zhì)的量相等,由題意得

轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.01 mol×3＝0.03 mol,選項(xiàng)B、C均錯(cuò)誤.由得失電子守恒可得a＝0.015mol.由Cu元素守恒可得

則a∶b＝3∶2,選項(xiàng)A 正確.稀硝酸和少量鐵粉反應(yīng)的產(chǎn)物為Fe(NO3)3,選項(xiàng)D 錯(cuò)誤.答案為A.

4 圖像題的突破

圖像題往往隱含很多條件,解題的關(guān)鍵在于通過審題,正確理解題意.同時(shí),要認(rèn)真讀圖,搞清楚圖像中橫縱坐標(biāo)的含義,挖掘隱含知識(shí).

例4鐵和不同濃度的硝酸反應(yīng)時(shí)各種還原產(chǎn)物的相對(duì)含量與硝酸溶液濃度的關(guān)系如圖3所示,以下說法不正確的是( ).

圖3

A.硝酸的濃度越小,其還原產(chǎn)物價(jià)態(tài)越低的成分越多

B.硝酸與鐵反應(yīng)往往會(huì)同時(shí)生成多種還原產(chǎn)物

C.當(dāng)硝酸濃度為9.75 mol·L－1時(shí),氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為15∶13

D.鐵可以和大于12.2mol·L－1的硝酸溶液反應(yīng)說明不存在鈍化現(xiàn)象

分析NH4＋中N元素的化合價(jià)為－3 價(jià),HNO3濃度越小,其相對(duì)含量越高,選項(xiàng)A 正確.由圖3易得,不同濃度硝酸對(duì)應(yīng)不同還原產(chǎn)物,選項(xiàng)B 正確.當(dāng)硝酸濃度為9.75mol·L－1時(shí),還原產(chǎn)物分別為NO、NO2、N2O,相對(duì)含量之比為5∶3∶1,設(shè)物質(zhì)的量分別為5mol、3mol、1mol,消耗HNO3物質(zhì)的量為10mol,轉(zhuǎn)移電子總數(shù)為5 mol×3＋3 mol×1＋1mol×4×2＝26 mol,則對(duì)應(yīng)還原劑鐵的物質(zhì)的量為,即,氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為,選項(xiàng)C正確.常溫下,Fe遇濃硝酸發(fā)生鈍化,鐵可以和大于12.2 mol·L－1的硝酸溶液反應(yīng),并不能說明無鈍化現(xiàn)象,選項(xiàng)D 錯(cuò)誤.

5 實(shí)驗(yàn)題的突破

例5采用圖4裝置探究NO 和銅粉的反應(yīng),并收集生成的氣體.反應(yīng)前向裝置中先通入一段時(shí)間的氮?dú)?已知FeSO4＋NO＝[Fe(NO)]SO4.

圖4

(1)C 中的藥品為________,E 的作用為________.

(2)D 中固體逐漸變黑,并生成一種無毒氣體,對(duì)應(yīng)的反應(yīng)方程式為_________.

(3)反應(yīng)前裝置D 硬質(zhì)玻璃管和銅粉的質(zhì)量為m1g,反應(yīng)后質(zhì)量為m2g,則反應(yīng)生成氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為_________L(用m1,m2表示,下同),反應(yīng)開始加入Cu的質(zhì)量至少為________g.

分析裝置A 用于制備NO,其中裝置C是為了干燥生成的NO,應(yīng)使用濃硫酸.E 中為FeSO4,用于除去未反應(yīng)的NO.因生成一種無毒氣體,由元素守恒可知該氣體為N2,結(jié)合氧化還原反應(yīng)原理可得對(duì)應(yīng)的反應(yīng)方程式為.結(jié)合化學(xué)反應(yīng)方程式以及反應(yīng)前后的質(zhì)量差,可得生成N2的質(zhì)量為,對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積V＝同理可求得NO 的質(zhì)量為,由2Cu～2NO,可計(jì)算得到Cu的質(zhì)量為4(m2－m1)g.

氮族元素在高中化學(xué)中占有重要地位,學(xué)生要夯實(shí)基礎(chǔ)知識(shí),提高解題效率.

(完)