Кислородные соединения азота — Гипермаркет знаний. I Кислородные соединения азота

Со степенями окисления +1, +2, +3, +4, +5.

Оксиды N20 и N0 несолеобразующие (что это означает?), а остальные оксиды - кислотные: N2O3 соответствует азотистая кислота НN02, а N205 - азотная кислота НNO3. Оксид азота(IV) N02, при растворении в воде образует одновременно две кислоты - HNO2 и НNO3.

Если же он растворяется в воде в присутствии избытка кислорода, получается только азотная кислота

4N02 + 02 + 2Н20 = 4НNO3

Оксид азота(IV) NO2 - бурый, очень ядовитый газ. Он легко получается при окислении кислородом воздуха бесцветного несолеобразующего оксида азота(П):

Содержание урока конспект урока опорный каркас презентация урока акселеративные методы интерактивные технологии Практика задачи и упражнения самопроверка практикумы, тренинги, кейсы, квесты домашние задания дискуссионные вопросы риторические вопросы от учеников Иллюстрации аудио-, видеоклипы и мультимедиа фотографии, картинки графики, таблицы, схемы юмор, анекдоты, приколы, комиксы притчи, поговорки, кроссворды, цитаты Дополнения рефераты статьи фишки для любознательных шпаргалки учебники основные и дополнительные словарь терминов прочие Совершенствование учебников и уроков исправление ошибок в учебнике обновление фрагмента в учебнике элементы новаторства на уроке замена устаревших знаний новыми Только для учителей идеальные уроки календарный план на год методические рекомендации программы обсуждения Интегрированные уроки

Лабораторно - практическое занятие № 21

Тема 2.1.3. Главная подгруппа V группы

Тема занятия «Свойства соединений окисленного азота, фосфора и его соединений».

Цели занятия:

· Совершенствовать знания свойств кислородсодержащих соединение азота и фосфора выполнением упражнений по составлению уравнений реакций, доказывающих

Химические свойства кислородосодержащих соединений азота и фосфора;

Особенности взаимодействия азотной кислоты с металлами,

Термическое разложение нитратов.

· Приобрести навыки

Выполнения качественных реакций на нитрат -, нитрит -, фосфат – ионы.

· Совершенствовать навыки составлении уравнений окислительно – восстановительных реакций

I Теоретическая часть:

I Кислородные соединения азота.

1. Азотистая кислота. Азотистая кислота слабая, неустойчивая, существует только в растворе. При взаимодействии со щелочами образует соли – нитриты.

Соли азотистой кислоты - нитриты - довольно устойчивы к нагреванию. За исключением AgNО 2 , все они легкораство­римы в воде. Как и сама азотистая кислота, нитриты обла­дают окислительно-восстановительной двойственностью:

5KNО 2 + 2KMnО 4 +3H 2 SO 4 = 5КNОз + 2МпSО 4 + K 2 SО 4 + 3Н 2 О

восстановитель

2KI + 2KNО 2 +2H 2 SО 4 = I 2 + 2NO + 2K 2 SО 4 + 2Н 2 О

окислитель

Реакция с КI в кислой среде находит широкое применение в аналитической химии для обнаружения нитрит-иона NО 2 - (выделяющийся свободный йод образует с крахмалом окра­шенное в синий цвет соединение).

Большинство солей азотистой кислоты ядовиты.

Наибольшее применение имеет нитрит натрия NaNО 2 , ко­торый широко используется в производстве органических кра­сителей, лекарственных веществ, в аналитической химии. В медицинской практике применяется как сосудорасширяю­щее средство при стенокардии, а также как противоядие при отравлениях цианидами.

Ядовитость нитритов при применении их в большом количестве обусловливается тем, что в организме образуется свободная азотистая кислота. Затем происходит превращение оксигемоглобина крови в метгемоглобин, образо­вание которого создает условия для кислородного голодания тканей, так как такая кровь не способна переносить кислород. Может наступить смерть от паралича дыхательного центра.

2. Азотная кислота проявляет как типичные свойства силь­ных неорганических кислот за счет присутствия в растворе катиона водорода, так и специфические свойства, обуслов­ленные окислительной способностью нитрат - иона.

Азотная кислота, как сильная неорганическая кислота, взаимодействует с оксидами металлов, основаниями, со­лями:

2HNО 3 + CuO = Cu (NО 3) 2 + Н 2 О;

2HNО 3 + Ва(ОН) 2 = Ba(NО 3) 2 + 2Н 2 О;

2HNО 3 + Ca CО 3 = Ca(NО 3) 2 + СО 2 + Н 2 О;

2HNО 3 + Na 2 SiО 3 = 2NaNО 3 + H 2 SiО 3 .

Азотная кислота - очень сильный окислитель, так как содержит атом азота в максимальной степени окисления (+5). Она взаимодействует со многими простыми и сложны­ми веществами.

Азотная кислота окисляет почти все металлы, кроме золота, платины и платиновых метал­лов, а также многие неметаллы и сложные вещества.

При нагревании она разлагается:

4HNO 3 4NО 2 + 2Н 2 О + О 2

При взаимодействии азотной кислоты с восстановителя­ми водород, как правило, не выделяется. Происходит восста­новление азота до степеней окисления

от +4 до -3 в зависи­мости от условий реакции, концентрации кислоты и восста­новительных свойств сореагента.

Чем меньше концентрация кислоты и чем сильнее выра­жены восстановительные свойства сореагента, тем глубже происходит восстановление азотной кислоты. При взаимо­действии неактивных металлов с концентрированной азот­ной кислотой, как правило, образуется NО 2:

Ag + 2НNО 3(конц) = AgNО 3 + NО 2 + H 2 О.

При взаимодействии неактивных металлов с разбавлен­ной азотной кислотой, как правило, образуется оксид азота(II):

3Cu + 8HNО 3(разб) = 3Cu (NО 3) 2 + 2NО + 4Н 2 О.

При взаимодействии азотной кислоты с активными металлами обычно образуется смесь нескольких продуктов воcстановления, хотя один из них может преобладать. Например, при взаимодействии цинка с азотной кислотой продукт восстановления изменяется при понижении концентрации кислоты:

Концентрированная азотная кислота пассивирует желе­зо, хром, алюминий и некоторые другие металлы, поэтому ее перевозят по железной дороге в стальных и алюминиевых цистернах.

С неметаллами реагирует очень концентрированная (бо­лее чем 60% -я) азотная кислота, при этом она восстанавли­вается до NО 2 или NО:

6HNО 3 + S = H 2 SО 4 + 6NО 2 + 2Н 2 О;

5HNО 3 + Р = Н 3 РО 4 + 5NО 2 + Н 2 О;

2HNО 3 + S = H 2 SО 4 + 2NO ;

5HNО 3 + 3P + 2H 2 О = 3H 3 PО 4 + 5NO

Концентрированная азотная кислота взаимодействует и со сложными веществами, окисляя их.

Смесь одного объема HNО 3 и трех объемов НСI называ­ют царской водкой, так как в ней растворяется «царь метал­лов» - золото. Суммарное уравнение этой реакции

Au + HNО 3 + 4НСI = Н [АuСI 4 ] + NO + 2Н 2 О.

Будучи одноосновной, азотная кислота образует один ряд солей - нитраты. Все они хорошо растворимы в воде, устой­чивее азотной кислоты, и поэтому в водных растворах окис­лительными свойствами почти не обладают. Однако при подкислении растворов свойства нитратов как окислителей уси­ливаются.

Cтраница 1

Кислородные соединения азота служат ярким примером того, как изменяются качества тел при изменении их количественного состава. Первый - это газ, второй, при обыкновенной температуре - твердое кристаллическое тело.  

Кислородные соединения азота существуют для всех его положительных степеней окисления от 1 до V. Азотноватистая кислота H2N2O2 и ее соли - гипонитриты - весьма неустойчивы при нагревании, обладают слабыми окислительными и восстановительными свойствами.  

Кислородное соединение азота, где он проявляет высшую валентность - N2Os, полупятиокись азота, азотный ангидрид.  

Кислородные соединения азота служат ярким примеров того, как изменяются качества тел при изменении их количественного состава. Первый - это газ, второй, при обыкновенной температуре - твердое кристаллическое тело.  

Кислородные соединения азота (ГУ, У) в кислой среде окисляют HoS, PHg, РИ в растворе с образованием растворимых в воде соединений.  

Рассмотрим кислородные соединения азота.  

Способность кислородных соединений азота NO2X к комплек-еообразованию и реакции нитрования должна определяться как электрофильностью, так и координационной ненасыщенностью атома азота. При одинаковом координационном числе активность определяется электрофильностью, при этом наиболее активным будет свободный нитроний-катион ONO. Сольватация сильно снижает его активность. Понижение избирательности вступающей нитрогруппы в ядро при повышении температуры Титов объясняет уменьшением сольватации нитроний-катиона.  

Химия кислородных соединений азота и фосфора уже нами рассмотрена; перейдем теперь к рассмотрению элементов подгрупп А и В. Химия кислородных соединений ванадия, наименее электроположительного из всех элементов подгруппы А, во многом сходна с химией фосфора. Так как эти два элемента имеют одинаковые координационные числа по отношению к кислороду, то их оксисоединения с одинаковой формулой имеют близкие структуры и часто являются изоморфными друг другу, а также изоморфными соответствующим соединениям мышьяка. Например, изоморфными являются додекагид-раты Na3PO4, Na3AsO4, Na3VO4, а также комплексные соли РЬ3 (РО4) С1, Pb5 (AsOJCl и Pb5 (VO4) Cl. Ванадий широко распространен в природе; он обычно встречается вместе с фосфором в виде ванада-тов (большие залежи редкого минерала патронита VSB являются также очень важным источником ванадия), а ниобий и тантал обычно встречаются вместе с другими переходными или редкоземельными металлами. Известны орто -, мета - и пированадаты, но степень устойчивости этих соединений в водных растворах обратна устойчивости соответствующих фосфатов.  

К кислородным соединениям азота относятся все окислы азота, азотная и азотистая кислоты и их соли.  

В кислородных соединениях азота на один атом азота приходится от 0 5 до 3 атомов кислорода. В зависимости от условий атом азота может присоединять либо терять часть или все атомы кислорода.  

Как все кислородные соединения азота, закись его - соединение эндотермическое, и кислород в ней удерживается лепрочно. Поэтому водород, уголь, керосин и другие горючие вещества горят в ней так же хорошо, как в чистом кислороде, пламенем с широким голубоватым ореолом.  

Как все кислородные соединения азота, закись его - соеди - - нение эндотермическое, кислород в ней удерживается непрочно. Поэтому водород, уголь, керосин и другие горючие вещества; горят в ней так же хорошо, как в чистом кислороде, пламенем, с широким голубоватым ореолом.  

Окислы и кислородные соединения азота разных степеней окисления получают путем окисления аммиака сначала до окиси азота (каталитический процесс), которая затем легко окисляется кислородом воздуха вплоть до азотной кислоты.  

Конспект урока химии в 9 классе по теме "Кислородные соединения азота" по учебно-методическому комплексу О.С.Габриеляна. Работа ставит целью рассмотреть окислительно-соединительные свойства ионов азота на примере кислородных соединений.Конспект содержит образовательные,развивающие, воспитательные и здоровьесберегающие задачи.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Кислородные соединения азота.

Оксиды азота. Азот образует шесть кислородных соединений. степени окисления + 1 N 2 O + 2 NO + 3 N 2 O 3 + 4 NO 2 , N 2 O 4 + 5 N 2 O 5

Получение: NH 4 NO = N 2 O +2H 2 O Химические свойства: 1. разложение при нагревании 2 N 2 +1 O = 2 N 2 0 + O 2 2. с водородом N 2 +1 O + H 2 = N 2 0 + H 2 O несолеобразующий +1 N 2 O оксид азота (I), закись азота или «веселящий газ», возбуждающе действует на нервную систему человека, используют в медицине как анестезирующее средство. Физические свойства: газ, без цвета и запаха. Проявляет окислительные свойства, легко разлагается.

NO +2 Получение: 1. В природе: N 2 + O 2 = 2NO 2. В промышленности: 4 NH 3 + 5O 2 = 4NO +6H 2 O Химические свойства: 1. легко окисляется: 2 N +2 O + O 2 = 2N +4 O 2 2. окислитель: 2 N +2 O + 2SO 2 = 2SO 3 +N 2 0 несолеобразующий бесцветный газ, термически устойчивый, плохо растворим в воде, практически мгновенно взаимодействует с кислородом (при комнатной температуре).

N 2 O 3 +3 Химические свойства: NO 2 + NO N 2 O 3 Получение: ВСЕ свойства кислотных оксидов. кислотный оксид жидкость темно-синего цвета, термически неустойчивая, t кип.= 3,5 0С, т. е. существует в жидком состоянии только при охлаждении, в обычных условиях переходит в газообразное состояние. При взаимодействии с водой образуется азотистая кислота.

NO 2 + 4 Получение: 1. 2 NO + O 2 = 2NO 2 2. Cu + 4HNO 3(к) = Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O Химические свойства: 1. с водой 2 NO 2 + H 2 O = HNO 3 + HNO 2 2. с щелочами 2NO 2 + 2NaOH = NaNO 3 + NaNO 2 + H 2 O 3. димеризация 2NO 2 N 2 O 4 токсичен оксид азота (IV) или диоксид азота, бурый газ, хорошо растворим в воде, полностью реагирует с ней. Является сильным окислителем.

N 2 O 5 + 5 Получение: 1. 2NO 2 + O 3 = N 2 O 5 + O 2 2. 2HNO 3 + P 2 O 5 = 2HPO 3 + N 2 O 5 Химические свойства: 1. легко разлагается 2N 2 O 5 = 4NO 2 + O 2 2 . сильный окислитель кислотный оксид оксид азота (V), азотный ангидрид, белое твердое вещество (tпл.= 41 0 С). Проявляет кислотные свойства, является очень сильным окислителем.

HNO 3 Состав. Строение. Свойства. H O N O O - - степень окисления азота валентность азота +5 IV химическая связь ковалентная полярная Азотная кислота – бесцветная гигроскопичная жидкость, c резким запахом, «дымит» на воздухе, неограниченно растворимая в воде. Т емпература плавления −41,59 °C, кипения +82,6 °C с частичным разложением. При хранении на свету разлагается на оксид азота (IV), кислород и воду, приобретая желтоватый цвет: 4HNO 3 = 4NO 2 + O 2 + 2H 2 O Азотная кислота ядовита.

Азотная кислота (HNO 3) Классификация по: наличию кислорода: основности: растворимости в воде: летучести: степени электролитической диссоциации: кислородсодержащая одноосновная растворимая летучая сильная

Получение азотной кислоты в промышленности NH 3 NO NO 2 HNO 3 4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 O 2NO+O 2 = 2NO 2 4 NO 2 + 2 H 2 O + O 2 = 4 HNO 3 Контактное окисление аммиака до оксида азота (II): 2 . Окисление оксида азота (II) в оксид азота (IV): 3 . Адсорбция (поглощение) оксида азота (IV) водой при избытке кислорода

В лаборатории азотную кислоту получают действием концентрированной серной кислоты на нитраты при слабом нагревании. NaNO 3 + H 2 SO 4 = NaHSO 4 + HNO 3

Химические свойства азотной кислоты Азотная кислота проявляет все типичные свойства кислот. 1 . Свойства HNO 3 как электролита: 1 3 2 3 2) с основными и амфотерными оксидами 3) с основаниями 1) Диссоциация: HNO 3 = H + + NO 3 – 2HNO 3 + CuO = Cu(NO 3) 2 + H 2 O 6HNO 3 + Al 2 O 3 = 2Al(NO 3) 3 + 3H 2 O HNO 3 + NaOH = NaNO 3 + H 2 O 2HNO 3 + Zn(OH) 2 = Zn(NO 3) 2 + 2H 2 O 4) с солями 2HNO 3 + Na 2 SiO 3 = H 2 SiO 3 ↓ + 2NaNO 3

2 . Окислительные свойства: особенности взаимодействия с металлами: (азотная кислота никогда не выделяет водород!) Me + HNO 3 = Me(NO 3) 2 + H 2 ￪ Металл Концентри - рованная (> 60%) Разбавлен- ная (5-60%) Очень разбавлен- ная (

С металлами, стоящими в ряду напряжений левее водорода: С металлами, стоящими в ряду напряжений правее водорода: Концентрированная HNO 3 Разбавленная HNO 3 Химические свойства азотной кислоты

2 . Окислительные свойства 2) Особенности взаимодействия с неметаллами (S , P, C) : 3) Взаимодействует с органическими веществами (скипидар вспыхивает): Химические свойства азотной кислоты 3P + 5HNO 3 + H 2 O = 3H 3 PO 4 + 5NO C + 4HNO 3 = CO 2 + H 2 O + 4NO 2 5 HNO 3 + 3 P + 2 H 2 O → 3 H 3 PO 4 + 5 NO

Применение азотной кислоты 1 5 4 6 2 3 Производство азотных и комплексных удобрений. Производство взрывчатых веществ Производство красителей Производство лекарств Производство пленок, нитролаков, нитроэмалей Производство искусственных волокон 7 Как компонент нитрующей смеси, для траления металлов в металлургии

Нитраты – соли азотной кислоты, получают при действии кислоты на металлы, их оксиды и гидроксиды. Селитры – соли азотной кислоты и щелочных металлов. NaNO 3 – натриевая селитра KNO 3 – калийная селитра NH 4 NO 3 – аммиачная селитра Ca (NO 3) 2 – кальциевая селитра Свойства: ВСЕ растворимы в воде.

При нагревании нитраты разлагаются тем полнее, чем правее в электрохимическом ряду напряжений стоит металл, образующий соль. Li K Ba Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Co Sn Pb Cu Ag Hg Au нитрит + О 2 оксид металла + NO 2 + O 2 Ме + NO 2 + O 2 2NaNO 3 = 2NaNO 2 + O 2 2Pb(NO 3) 2 = 2PbO + 4NO 2 + O 2 2AgNO 3 = 2Ag + 2NO 2 + O 2

Селитры используются как удобрения. KNO 3 применяется для приготовления черного пороха.

Домашнее задание: § 26, упр. 2,4 стр. 121.

Конспект урока на тему: «Кислородные соединения азота». 9 класс

Цель урока: изучить свойства оксидов азота.

Задачи:

образовательные: рассмотреть оксиды азота, и на их примере повторить классификацию и основные свойства оксидов;

воспитательные: формирование научной картины мира;

развивающие: развитие логического мышления, умения работать с дополнительной литературой, способность обобщать и систематизировать.

Ход урока.

Организационный момент.

Повторение изученного материала.

Несколько учащихся работают по карточкам, с остальными проводится фронтальный опрос по прошлой теме.

Дидактическая карточка №1

а) Напишите формулы следующих веществ: аммиак, нашатырный спирт, нашатырь

Качественную реакцию на катион аммония;

Взаимодействие сульфата аммония с хлоридом бария.

Дидактическая карточка №2

а) Напишите формулы следующих веществ: дихромат аммония, нашатырный спирт, сульфат аммония.

б) Напишите следующие уравнения реакции:

Взаимодействие хлорида аммония с нитратом серебра;

Взаимодействие карбоната аммония с соляной кислотой.

Фронтальный опрос:

1)Что такое «нашатырный спирт»? Для чего его используют?

2)Какие свойства аммиака лежат в основе его применения в холодильных установках?

3)Каким способом следует собирать аммиак? Почему? Как можно распознать аммиак?

5)Что такое нашатырь? Для чего его используют?

6)Какое применение находит карбонат и гидрокарбонат аммония?

3. Актуализация знаний.

Расставьте степени окисления в оксидах азота:

N 2 O NO N 2 O 3 NO 2 N 2 O 5

Изучение нового материала.

Учитель сообщает тему, цель и план урока.

План:

Классификация оксидов азота.

Сообщение учащегося на тему: «История открытия оксида азота (I )».

Физические свойства оксидов азота (самостоятельная работа с текстом учебника).

Химические свойства, получении и применение оксидов азота, (рассказ и объяснение учителя).

Классификация оксидов азота. Учащиеся вместе с учителем заполняют схему.

Оксиды азота

Несолеобразующие Солеобразующие

N 2 O NO N 2 O 3 → HNO 2

не взаимодействуют ни с кислотами, N 2 O 5 →HNO 3

ни со щелочами и не образуют солей NO 2 → HNO 2 и HNO 3

Сообщение учащегося на тему: «История открытия оксида азота (I )».

Веселящий газ.

Американский химик в 1800 г. изучал взаимодействие серы с нагретым раствором нитрита натрия NaNO 2 в формамиде HCONH 2 . Внезапно началась бурная реакция с выделением газа со слабым приятным запахом. Вудхаузу вдруг стало весело, и он пустился в пляс, распевая песни. На другой день, вернувшись в лабораторию, он обнаружил в колбе, где шел опыт, кристаллы тиосульфата натрия Na 2 S 2 O 3 . Почти в то самое время английский химик Гемфри Деви проводил термическое разложение нитрата аммония NH 4 NO 3 . Как потом он вспоминал, помощник слишком близко наклонился к установке и несколько раз вдохнул газ с приятным запахом, выходивший из реторты. Вдруг помощник разразился беспричинным смехом, а потом свалился в углу комнаты и тут же уснул.

Ученые получили один и тот же газ – оксид азота (I ) N 2 O .

Формула оксида

Физические свойства

Химические свойства

Получение и применение

N 2 O

бесцветный негорючий с приятным сладковатым и .

2N 2 O→2N 2 + O 2

NH 4 NO 3 →N 2 O + 2H 2 O

Малые концентрации закиси азота вызывают лёгкое (отсюда название - «веселящий газ»). При вдыхании чистого газа быстро развиваются состояние опьянения и сонливость. Закись азота обладает слабой наркотической активностью, в связи с чем в медицине её применяют в больших концентрациях .

бесцветный газ, плохо растворимый в воде.

2NO + O 2 →2NO 2

4 NH 3 + 5O 2 →4NO + 6H 2 O

Получение NO является одной из стадий получения .

NO 2

Ядовитый газ, красно-бурого цвета, с характерным острым запахом или желтоватая жидкость. Лисий хвост.

NO 2 + H 2 O→HNO 2 + HNO 3

4NO 2 + H 2 O + O 2 →4HNO 3

2NO 2 + 2NaOH→NaNO 3 + NaNO 2 + H 2 O

2Cu(NO 3) 2 →2CuO + 4NO 2 +O 2

В производстве и , в качестве окислителя в жидком и смесевых взрывчатых веществах. Высокотоксичен. Он раздражает дыхательные пути, в больших концентрациях вызывает NO + NO 2 =N 2 O 3

Применяется в лаборатории для получения азотистой кислоты и её солей. Высокотоксичен. По действию на организм сравним с дымящей азотной кислотой, вызывает тяжёлые ожоги кожи.

N 2 O 5

бесцветные, очень летучие кристаллы. Крайне неустойчив.

N 2 O 5 + H 2 O = 2HNO 3

N 2 O 5 + CaO = Ca(NO 3) 2

N 2 O 5 + 2 NaOH= 2NaNO 3

2NO 2 + O 3 =N 2 O 5 +O 2

N 2 O 5 токсичен.

4.Закрепление. Упр.6

5. Рефлексия, подведение итогов. Оценки .

6. Домашнее задание §26.