氮及其化合物是化学学习中的重要知识点,涉及到许多重要的化学反应和环境问题。下面将详细解释这些知识点。
1. **固氮作用**:固氮是指游离态的氮气(N2)转化为化合态氮的过程,如氮肥的生产。自然固氮主要通过闪电和微生物的固氮作用,例如雷雨过程中的放电会促使大气中的氮气与氧气反应生成氮氧化物,最终形成硝酸盐,供给农作物使用。
2. **氮氧化物**:氮氧化物包括一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)。NO是无色有毒气体,容易在空气中氧化成NO2,后者是红棕色有刺激性气味的有毒气体,能与水反应生成硝酸(HNO3)和NO。氮氧化物对环境的影响主要体现在酸雨的形成、光化学烟雾和臭氧层破坏。
3. **氨(NH3)**:氨是无色有刺激性气味的气体,极易溶于水形成氨水,且易液化。氨与水反应生成氨水(NH3·H2O),氨水是弱碱,由NH4+和OH-组成。氨与酸反应生成铵盐,如与HCl反应生成NH4Cl。氨的催化氧化是工业制备硝酸的基础,氨在催化剂存在下与氧气反应生成NO。
4. **铵盐**:铵盐由铵根离子(NH4+)和酸根离子构成,通常是无色晶体,易溶于水。铵盐受热分解不一定产生氨气,如NH4HCO3分解生成NH3、CO2和H2O,而NH4Cl分解则只生成NH3和HCl。铵盐与碱反应生成氨气,如(NH4)2SO4与NaOH反应生成(NH4)2SO4·H2O。铵根离子的检验通常采用强碱如NaOH加热,产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
5. **硝酸(HNO3)**:纯硝酸是无色、有刺激性气味的液体,高浓度的硝酸会因挥发产生“发烟”现象。硝酸有酸的通性,不稳定,见光或受热分解,且具有强氧化性,能与金属和非金属反应生成硝酸盐,如Cu与浓硝酸反应。王水是硝酸和盐酸的混合物,能溶解金、铂等惰性金属。
练习题解答:
1. 被氧化的铜的物质的量为3/2mol。
2. 浓硝酸与Cu反应时,既表现出酸性又表现出氧化性。
3. 不用棕色瓶保存的试剂是氯化银。
4. 会有三价铁生成的是B、氯水。
5. 没有被氧化的硝酸为0.6mol。
6. 无法确定具体数值,因为题目中未给出混合溶液的总质量或摩尔比例。
以上内容涵盖了氮及其化合物的主要知识点,包括固氮、氮氧化物的性质和影响、氨和铵盐的性质、硝酸的性质以及相关化学反应。这些知识在化学学习中至关重要,同时也与环境保护和工业生产密切相关。