2023高考化學大一輪學考復習考點突破第四章非金屬及其化合物第17講氮及其化合物檢測新人教版_第1頁
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PAGEPAGE38第四章非金屬及其化合物第17講氮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)和應用。2.了解氮的化合物對環(huán)境質(zhì)量的影響??键c一氮氣及其氧化物1.氮氣寫出有關化學方程式:①3Mg+N2eq\o(=,\s\up7(點燃))Mg3N2;②N2+3H2eq\o(,\s\up7(高溫、高壓),\s\do5(催化劑))2NH3;③N2+O2eq\o(=,\s\up7(放電或高溫))2NO。2.氮的氧化物氮有多種價態(tài)的氧化物:N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。完成下表中NO和NO2的比擬:NONO2物理性質(zhì)顏色無色紅棕色毒性有毒有毒溶解性不溶于水能溶于水化學性質(zhì)與O2反響2NO+O2=2NO2與H2O反響3NO2+H2O=2HNO3+NO3.氮氧化物對環(huán)境的污染及防治(1)常見的污染類型①光化學煙霧:NOx在紫外線作用下,與碳氫化合物發(fā)生一系列光化學反響,產(chǎn)生了一種有毒的煙霧。②酸雨:NOx排入大氣中,與水反響生成HNO3和HNO2,隨雨雪降到地面。③破壞臭氧層:NO2可使平流層中的臭氧減少,導致地面紫外線輻射量增加。④NO與血紅蛋白結合使人中毒。(2)常見的NOx尾氣處理方法①堿液吸收法2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2ONO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2ONO2、NO的混合氣體能被足量燒堿溶液完全吸收的條件是n(NO2)≥n(NO)。一般適合工業(yè)尾氣中NOx的處理。②催化轉化法在催化劑、加熱條件下,氨可將氮氧化物轉化為無毒氣體(N2)或NOx與CO在一定溫度下催化轉化為無毒氣體(N2和CO2)。一般適用于汽車尾氣的處理。深度思考1.正誤判斷,正確的打“√〞,錯誤的打“×〞(1)豆科植物通過根瘤菌吸收空氣中的氮屬于氮的固定,是化學變化(√)(2)汽車尾氣中的氮氧化合物是由游離態(tài)氮轉化來的(√)(3)氮元素有負化合價,正化合價和零價,因而常溫下,N2既能與氧氣反響,又能與H2反響(×)(4)在實驗室里,NO和NO2均用排水法收集(×)(5)可用NO2與水反響制取硝酸,故NO2是酸性氧化物(×)(6)通過灼熱的鎂粉,可除N2中的少量氧氣(×)解析(3)N2在放電條件下才能與O2反響;在高溫高壓、催化劑條件下才能與H2化合生成NH3。(4)NO2可與水反響生成HNO3和NO。(6)3Mg+N2eq\o()Mg3N22.俗話說“雷雨發(fā)莊稼〞,這說明雷雨中含有能被植物吸收利用的化合態(tài)的氮。請寫出三個有關的化學方程式:(1)________________________________________________________________________;(2)________________________________________________________________________;(3)________________________________________________________________________。答案(1)N2+O2eq\o(=,\s\up7(放電或高溫))2NO(2)2NO+O2=2NO2(3)3NO2+H2O=2HNO3+NO3.溴蒸氣和NO2都為紅棕色氣體,用濕潤的淀粉-KI試紙或NaOH溶液能鑒別它們嗎?為什么?假設不能,請你設計一種簡單的方法,區(qū)別溴蒸氣和NO2。答案不能鑒別。因為這兩種氣體都有氧化性,都可以把KI中的I-氧化成I2,使試紙變藍色。NaOH溶液可以吸收溴蒸氣和NO2而形成無色溶液。方法:①用AgNO3溶液,Br2可與AgNO3溶液反響生成淺黃色沉淀AgBr;②用水,溶于水后有顏色的是Br2,無顏色的是NO2。題組一NO、NO2的性質(zhì)及對環(huán)境的影響1.Murad等三位教授提出NO在人體內(nèi)有獨特的功能,關于NO的表達正確的選項是()①NO可以是某些含低價氮物質(zhì)氧化的產(chǎn)物②NO是亞硝酸的酸酐③NO可以是某些含高價氮物質(zhì)復原的產(chǎn)物④NO是無色氣體,在空氣中可變?yōu)榧t棕色A.全部B.①③④C.②③④D.①④答案B解析NO中氮的化合價處于中間價態(tài),它可以是復原產(chǎn)物,如HNO3→NO,也可以是氧化產(chǎn)物,如NH3→NO;HNO2的酸酐是N2O3;NO是無色氣體,可被空氣中的氧氣氧化為紅棕色的NO2。2.以下圖為裝有活塞的密閉容器,內(nèi)盛22.4mL一氧化氮。假設通入11.2mL氧氣(氣體體積均在標準狀況下測定),保持溫度、壓強不變,那么容器內(nèi)物質(zhì)的密度為()A.等于1.369g·L-1B.等于2.054g·L-1C.在1.369g·L-1和2.054g·L-1之間D.大于2.054g·L-1答案D解析一氧化氮與氧氣恰好發(fā)生反響生成了二氧化氮,2NO+O2=2NO221222.4mL11.2mL22.4mL反響后生成了22.4mL二氧化氮,假設二氧化氮體積不變,那么容器中氣體的密度為ρ(NO2)=eq\f(46g·mol-1×\f(22.4×10-3L,22.4L·mol-1),22.4×10-3L)≈2.054g·L-1,因存在轉化平衡:2NO2N2O4,那么混合氣體的體積小于22.4mL,所以容器中氣體ρ應大于2.054g·L-13.汽車尾氣主要含有CO2、CO、SO2、NOx等物質(zhì),這種尾氣逐漸成為城市空氣污染的主要來源之一。(1)汽車尾氣中的CO來自于_____________________,NO來自于______________________。汽車尾氣對環(huán)境的危害主要有______________________(至少填兩種)。(2)NOx能形成酸雨,寫出NO2轉化為HNO3的化學方程式:______________________。(3)汽車尾氣中的CO、NOx在適宜溫度下采用催化轉化法處理,使它們相互反響生成參與大氣循環(huán)的無毒氣體。寫出NO被CO復原的化學方程式:_________________________。(4)用氨可將氮氧化物轉化為無毒氣體。:4NH3+6NOeq\o(=,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))5N2+6H2O,8NH3+6NO2eq\o(=,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))7N2+12H2O。同溫同壓下,3.5LNH3恰好將3.0LNO和NO2的混合氣體完全轉化為N2,那么原混合氣體中NO和NO2的體積之比是________。答案(1)汽油的不完全燃燒N2與O2在汽車汽缸內(nèi)的高溫環(huán)境下的反響形成硝酸型酸雨、導致光化學煙霧、產(chǎn)生溫室效應(任填兩種即可)(2)3NO2+H2O=2HNO3+NO(3)2CO+2NOeq\o(=,\s\up7(催化劑))N2+2CO2(4)1∶3解析(1)汽車汽缸內(nèi)不斷進行著汽油的燃燒反響,當空氣缺乏時,汽油不完全燃燒,會產(chǎn)生CO;當空氣過量時,N2和O2在放電或高溫條件下反響生成NO。汽車尾氣對環(huán)境的危害很大,可以形成硝酸型酸雨,導致光化學煙霧,產(chǎn)生溫室效應。(3)CO、NOx反響后生成的無毒氣體為CO2和N2。(4)設NO的體積為V(NO),NO2的體積為V(NO2),依據(jù)方程式知,處理NO需V(NH3)=eq\f(2,3)V(NO),處理NO2需V(NH3)=eq\f(4,3)V(NO2),那么eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(VNO+VNO2=3.0L,\f(2,3)VNO+\f(4,3)VNO2=3.5L))解得V(NO)=0.75LV(NO2)=2.25LV(NO)∶V(NO2)=1∶3。題組二氮氧化物溶于水的定量判斷4.如下圖,試管中盛裝的是紅棕色氣體(可能是混合物),當?shù)箍墼谑⒂兴乃壑袝r,試管內(nèi)水面上升,但不能充滿試管,當向試管內(nèi)鼓入氧氣后,可以觀察到試管中水柱繼續(xù)上升,經(jīng)過屢次重復后,試管內(nèi)完全被水充滿。原來試管中盛裝的()A.可能是N2與NO2的混合氣體B.可能是O2與NO2的混合氣體C.不可能是NO與NO2的混合氣體D.只能是NO2一種氣體答案B解析假設是N2與NO2的混合氣體,無論鼓入多少氧氣,最后都有N2剩余,試管內(nèi)不可能完全被水充滿;假設是O2與NO2的混合氣體,由4NO2+O2+2H2O=4HNO3,可知,當eq\f(nNO2,nO2)>4時,NO2有剩余,剩余的NO2和水反響產(chǎn)生NO,故試管內(nèi)水面上升,但不能充滿試管,當向試管內(nèi)不斷鼓入氧氣后,4NO+3O2+2H2O=4HNO3,故試管能被水充滿;假設是NO與NO2的混合氣體,開始時,3NO2+H2O=2HNO3+NO,氣體體積減小,但有NO剩余,當向試管內(nèi)不斷鼓入適量的氧氣后,4NO+3O2+2H2O=4HNO3,試管內(nèi)的氣體完全被水吸收。5.在一定條件下,將NO2和O2的混合氣體12mL通入足量水中,充分反響后剩余2mL氣體(同溫同壓下),那么原混合氣體中氧氣的體積為()①1.2mL②2.4mL③3mL④4mLA.①②B.②③C.③④D.①④答案D解析首先分析剩余的2mL氣體有兩種可能。如果剩余2mLO2,那么V(NO2)=eq\f(4,5)×(12-2)mL=8mL,那么混合氣中:V(O2)=12mL-8mL=4mL。假設剩余的2mL氣體是NO,那么混合氣中的V(O2)=(12mL-2mL×3)×eq\f(1,5)=1.2mL,D項正確。6.(2022·湖南大學附中模擬)同溫同壓下,在3支相同體積的試管中分別充有等體積混合的2種氣體,它們是①NO和NO2,②NO2和O2,③NH3和N2。將3支試管均倒置于盛水的水槽中,充分反響后,試管中剩余氣體的體積分別為V1、V2、V3,那么以下的關系正確的選項是()A.V1>V2>V3 B.V1>V3>V2C.V2>V3>V1 D.V3>V1>V2答案B解析設各種氣體的體積都為1體積。①根據(jù)3NO2+H2O=2HNO3+NO,即剩余NO的體積V1=(1+eq\f(1,3))體積。②根據(jù)4NO2+O2+2H2O=4HNO3,即剩余O2的體積V2=(1-eq\f(1,4))體積。③剩余N2的體積V3=1體積。即B項符合題意。解答氮氧化物溶于水的計算問題首先應明確原理無論是單一氣體(NO2),還是NO、NO2、O2中的兩者或三者的混合氣體,反響的實質(zhì)是3NO2+H2O=2HNO3+NO,2NO+O2=2NO2,故假設有氣體剩余只能是NO或O2,不可能是NO2。(1)假設NO和O2通入水中,總關系式為4NO+3O2+2H2O=4HNO3。(2)假設NO2和O2通入水中,總關系式為4NO2+O2+2H2O=4HNO3。考點二典型的氧化性酸——硝酸1.物理性質(zhì)硝酸是無色易揮發(fā)的液體,有刺激性氣味。2.化學性質(zhì)(1)不穩(wěn)定性反響:4HNO3(濃)eq\o(=,\s\up7(△或光照))2H2O+4NO2↑+O2↑。(2)強氧化性硝酸無論濃、稀都有強氧化性,而且濃度越大,氧化性越強。按要求完成以下反響的方程式:①與金屬反響:稀硝酸與銅反響:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O;濃硝酸與銅反響:Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。②與非金屬反響:濃硝酸與C的反響:C+4HNO3(濃)eq\o()CO2↑+4NO2↑+2H2O;③與復原性化合物反響:硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2+等復原性物質(zhì)。稀硝酸與FeSO4溶液反響的離子方程式:3Fe2++4H++NOeq\o\al(-,3)=3Fe3++NO↑+2H2O。(3)與有機物反響①硝化反響(與反響):+HNO3eq\o(→,\s\up7(濃硫酸),\s\do5(△))+H2O;②顏色反響:含有苯基的蛋白質(zhì)遇到濃硝酸時變黃色。特別提醒(1)硝酸與金屬反響的規(guī)律①HNO3與金屬反響一般不能產(chǎn)生H2。②復原產(chǎn)物一般為HNO3(濃)→NO2,HNO3(稀)→NO;很稀的硝酸復原產(chǎn)物也可能為N2O、N2或NH4NO3。③硝酸與金屬反響時既表現(xiàn)氧化性又表現(xiàn)酸性。(2)涉及HNO3的離子反響常見的易錯問題①無視NOeq\o\al(-,3)在酸性條件下的強氧化性。在酸性條件下NOeq\o\al(-,3)不能與Fe2+、I-、SOeq\o\al(2-,3)、S2-等復原性較強的離子大量共存。②在書寫離子方程式時,無視HNO3的強氧化性,將氧化復原反響簡單的寫成復分解反響。深度思考1.正誤判斷,正確的打“√〞,錯誤的打“×〞(1)常溫下,鐵、鋁在濃硝酸中的鈍化為化學變化(√)(2)可用稀硝酸與FeS固體反響制取H2S(×)(3)過量的銅與濃硝酸反響,產(chǎn)物中一定有NO(√)(4)濃硝酸在光照下久置,會變黃(√)(5)濃硝酸中滴加紫色石蕊試液,最終變?yōu)榧t色(×)解析(2)稀硝酸具有強氧化性,可氧化H2S。(3)濃硝酸與Cu反響,逐漸變?yōu)橄∠跛幔蚨鴷a(chǎn)生NO。(5)濃硝酸具有酸性和強氧化性,可使石蕊試液先變紅后褪色。2.久置的濃硝酸呈黃色,如何除去?怎樣保存濃硝酸?答案濃硝酸顯黃色是由于濃硝酸見光或受熱發(fā)生分解,生成的NO2溶于濃硝酸所致,所以消除的方法是通入O2(或空氣),使其發(fā)生反響4NO2+O2+2H2O=4HNO3。保存時應保存在棕色試劑瓶中,并置于陰涼處。題組一硝酸的根本性質(zhì)及應用的判斷1.硝酸被稱為“國防工業(yè)之母〞是因為它是制取炸藥的重要原料。以下實驗事實與硝酸的性質(zhì)不相對應的一組是()A.濃硝酸使紫色石蕊溶液先變紅后褪色——酸性和強氧化性B.不能用稀硝酸與鋅反響制氫氣——強氧化性C.要用棕色瓶盛裝濃硝酸——不穩(wěn)定性D.能使滴有酚酞的氫氧化鈉溶液的紅色褪去——強氧化性答案D解析濃硝酸使紫色石蕊溶液變紅表現(xiàn)的是酸性,使其褪色表現(xiàn)的是強氧化性,A項正確;硝酸具有強氧化性,與鋅反響生成的是氮的氧化物,不是氫氣,B項正確;濃硝酸見光易分解,應用棕色試劑瓶存放,C項正確;硝酸與NaOH溶液中和后,使溶液中的紅色褪去,利用的是酸性,D項錯誤。2.將相同質(zhì)量的銅分別與足量的濃硝酸、稀硝酸反響,以下表達正確的選項是()A.硝酸濃度越大消耗的硝酸越少,產(chǎn)生的有毒氣體也越少B.反響中轉移的電子總數(shù)稀硝酸少C.試管內(nèi)壁上的銅用濃硝酸除好,因反響速率快D.兩者用排水法收集的氣體的體積相同答案D解析銅完全反響,在進行相關計算時以銅為標準,等質(zhì)量的銅在反響中失去的電子數(shù)相同,生成的Cu(NO3)2的量相同,濃硝酸被復原為NO2,價態(tài)由+5降到+4,每個氮原子只得1個電子,稀HNO3被復原時每個氮原子得到3個電子,故被復原的濃硝酸多、稀硝酸少,生成NO2也比NO多。用排水法收集氣體時,3NO2+H2O=2HNO3+NO,故兩種情況收集到的氣體一樣多。題組二硝酸與金屬反響的定量判斷3.鋅與某濃度的硝酸以物質(zhì)的量之比為1∶3發(fā)生反響,假設硝酸被復原的產(chǎn)物為N2O,反響結束后鋅沒有剩余,以下說法正確的選項是()A.在此反響中硝酸表達強氧化性,全部被復原B.向反響后的溶液中再參加金屬鐵,不再發(fā)生化學反響C.該反響中被復原的硝酸與未被復原的硝酸之比為1∶4D.該反響中被復原的硝酸與未被復原的硝酸之比為1∶5答案D解析設鋅的物質(zhì)的量為a,那么稀硝酸中HNO3的物質(zhì)量為3a,發(fā)生復原反響的HNO3與鋅的關系為HNO3~2Zn,由于鋅缺乏,被復原的HNO3為eq\f(a,2),未被復原的HNO3為(3a-eq\f(a,2)),二者之比為eq\f(a,2)∶(3a-eq\f(a,2))=1∶5,D項正確。4.(2022·張家口高三模擬)某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL,平均分成兩份。向其中一份中逐漸參加銅粉,最多能溶解9.6g。向另一份中逐漸參加鐵粉,產(chǎn)生氣體的量隨鐵粉質(zhì)量增加的變化如下圖(硝酸只被復原為NO氣體)。以下分析或結果錯誤的選項是()A.原混合酸中NOeq\o\al(-,3)物質(zhì)的量為0.1molB.OA段產(chǎn)生的是NO,AB段的反響為Fe+2Fe3+=3Fe2+,BC段產(chǎn)生氫氣C.第二份溶液中最終溶質(zhì)為FeSO4D.H2SO4濃度為2.5mol·L-1答案A解析鐵粉既能與硝酸反響也能與硫酸反響,從題干圖中看出(注意只是第二份100mL)OA段產(chǎn)生的是NO,AB段的反響為Fe+2Fe3+=3Fe2+,BC段產(chǎn)生氫氣,反響為Fe+2H+=Fe2++H2↑,可知NOeq\o\al(-,3)反響完全,第二份中NOeq\o\al(-,3)應為eq\f(5.6g,56g·mol-1)×3÷3=0.1mol,溶液中最終溶質(zhì)為FeSO4,此時反響的鐵的質(zhì)量是14g,即0.25mol,故原混合酸中H2SO4濃度為eq\f(0.25mol,0.1L)=2.5mol·L-1,NOeq\o\al(-,3)物質(zhì)的量為0.2mol。所以選A。5.將32.64g銅與140mL一定濃度的硝酸反響,銅完全溶解,產(chǎn)生的NO和NO2混合氣體在標準狀況下的體積為11.2L。請答復以下問題:(1)NO的體積為________L,NO2的體積為________L。(2)參加反響的HNO3的物質(zhì)的量是__________________________________________。(3)待產(chǎn)生的氣體全部釋放后,向溶液中參加VmLamol·L-1的NaOH溶液,恰好使溶液中的Cu2+全部轉化成沉淀,那么原硝酸溶液的濃度為__________________________mol·L-1。(4)欲使銅與硝酸反響生成的氣體在NaOH溶液中全部轉化為NaNO3,至少需要30%的雙氧水______________________________________________________________________g。答案(1)5.8245.376(2)1.52mol(3)eq\f(aV×10-3+0.5,0.14)(4)57.8解析(1)n(Cu)=eq\f(32.64g,64g·mol-1)=0.51mol,設混合氣體中NO的物質(zhì)的量為x,NO2的物質(zhì)的量為y。根據(jù)氣體的總體積為11.2L,有:x+y=0.5mol。根據(jù)得失電子守恒,有:3x+y=(0.51×2)mol。解方程組得:x=0.26mol,y=0.24mol。那么:V(NO)=0.26mol×22.4L·mol-1=5.824LV(NO2)=11.2L-5.824L=5.376L。(2)參加反響的HNO3分兩局部:一局部沒有被復原,顯酸性,生成Cu(NO3)2;另一局部被復原成NO2和NO,所以參加反響的HNO3的物質(zhì)的量為0.51mol×2+0.5mol=1.52mol。(3)HNO3在反響中一局部變成氣體,一局部以NOeq\o\al(-,3)的形式留在溶液中。變成氣體的HNO3的物質(zhì)的量為0.5mol。參加NaOH溶液至正好使溶液中Cu2+全部轉化為沉淀,那么溶液中只有NaNO3,其物質(zhì)的量為10-3aVmol,也就是以NOeq\o\al(-,3)形式留在溶液中的HNO3的物質(zhì)的量為10-3aVmol。所以,c(HNO3)=eq\f(aV×10-3+0.5,0.14)mol·L-1。(4)由得失電子守恒得:2×n(Cu)=2×n(H2O2),eq\f(32.64g,64g·mol-1)×2=n(H2O2)×2,n(H2O2)=0.51mol,那么m(H2O2)=17.34g。需30%的雙氧水:17.34g÷30%=57.8g。1.金屬與硝酸反響的思維模型2.金屬與硝酸反響計算的四種方法(1)原子守恒法HNO3與金屬反響時,一局部HNO3起酸的作用,以NOeq\o\al(-,3)的形式存在于溶液中;一局部作為氧化劑轉化為復原產(chǎn)物,這兩局部中氮原子的總物質(zhì)的量等于反響消耗的HNO3中氮原子的物質(zhì)的量。(2)得失電子守恒法HNO3與金屬的反響屬于氧化復原反響,HNO3中氮原子得電子的物質(zhì)的量等于金屬失電子的物質(zhì)的量。(3)電荷守恒法HNO3過量時反響后溶液中(不考慮OH-)那么有:c(NOeq\o\al(-,3))=c(H+)+nc(Mn+)(Mn+代表金屬離子)。(4)離子方程式計算法金屬與H2SO4、HNO3的混合酸反響時,由于硝酸鹽中NOeq\o\al(-,3)在H2SO4提供H+的條件下能繼續(xù)與金屬反響,因此此類題目應用離子方程式來計算,先作過量判斷,然后根據(jù)完全反響的金屬或H+或NOeq\o\al(-,3)進行相關計算,且溶液中要符合電荷守恒。題組三硝酸的性質(zhì)實驗現(xiàn)象的描述6.某實驗過程如下圖:那么圖③的試管中的現(xiàn)象是()A.無明顯現(xiàn)象,因稀H2SO4不與銅反響B(tài).銅片溶解,產(chǎn)生無色氣體,該氣體遇到空氣不變色C.銅片溶解,放出紅棕色有刺激性氣味的氣體D.銅片溶解,產(chǎn)生無色氣體,該氣體在試管口變?yōu)榧t棕色答案D解析生成的Cu(NO3)2在H2SO4的酸性條件下相當于又有了HNO3,銅片會繼續(xù)溶解生成NO。7.在如下圖的實驗裝置中,盛有足量水的水槽里放兩個燒杯,小燒杯里放有適量銅片和過量濃硝酸,小燒杯外面倒扣一大燒杯,請答復以下問題:(1)實驗過程中,觀察到的主要現(xiàn)象是①________________________________________________________________________;②________________________________________________________________________;③________________________________________________________________________;④________________________________________________________________________。(2)用該裝置做銅與濃硝酸反響的實驗,最突出的優(yōu)點是__________________________。(3)假設要驗證最終得到的氣體生成物,最簡便的操作及現(xiàn)象是______________________。答案(1)①銅片外表產(chǎn)生氣泡,銅片慢慢溶解并逐漸消失②小燒杯中溶液的顏色逐漸變成藍色③大燒杯中有紅棕色氣體生成,后來慢慢變成無色④大燒杯內(nèi)液面上升,水槽中液面下降(2)反響體系封閉,無氮氧化合物逸出,不污染環(huán)境(3)輕輕掀起倒扣的大燒杯,通入適量的空氣,假設有紅棕色氣體生成,那么證明最終氣體生成物為NO氣體解析(1)小燒杯中,Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,銅片逐漸溶解,硝酸銅溶液呈藍色,有紅棕色的NO2氣體產(chǎn)生,接著NO2和燒杯中的O2、H2O發(fā)生反響4NO2+O2+2H2O=4HNO3,假設O2消耗完,那么發(fā)生反響3NO2+H2O=2HNO3+NO,故氣體顏色慢慢變成無色,由于燒杯中的氣體減少,故大燒杯內(nèi)液面上升,水槽中液面下降。(2)該反響體系密閉,反響產(chǎn)生的NO2和NO不會逸出,不污染環(huán)境。(3)利用NO與O2反響生成紅棕色的NO2的性質(zhì)來檢驗最終氣體是否為NO氣體?,F(xiàn)象描述答題模板(1)全面描述現(xiàn)象的程序——“海、陸、空〞“海〞——溶液有什么變化;“陸〞——固體有什么變化;“空〞——氣體有什么變化。(2)標準描述現(xiàn)象的答題模板如①顏色:……由……(具體顏色)變?yōu)椤?具體顏色);②氣體:溶液中產(chǎn)生……(顏色)的氣泡,(或)在固體外表產(chǎn)生……(顏色)氣泡;③沉淀:在……(顏色)溶液中產(chǎn)生……(顏色)的沉淀(渾濁)。考點三氨銨鹽1.氨的分子結構和物理性質(zhì)電子式密度氣味水溶性比空氣小強烈刺激性氣味極易溶于水(1∶700)2.氨的化學性質(zhì)(1)氨氣與水的反響NH3+H2ONH3·H2ONHeq\o\al(+,4)+OH-,氨氣溶于水得氨水,氨水中含有的粒子有NH3·H2O、NH3、H2O、NHeq\o\al(+,4)、OH-、H+。氨水為可溶性一元弱堿,易揮發(fā),不穩(wěn)定,易分解:NH3·H2Oeq\o()NH3↑+H2O。(2)氨氣與酸的反響蘸有濃鹽酸的玻璃棒與蘸有濃氨水的玻璃棒靠近,其現(xiàn)象為有白煙生成,將濃鹽酸改為濃硝酸,也會出現(xiàn)相同的現(xiàn)象?;瘜W方程式:HCl+NH3=NH4Cl、NH3+HNO3=NH4NO3。(3)與鹽溶液的反響如過量氨水與AlCl3反響的離子方程式:Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NHeq\o\al(+,4)。(4)氨氣的復原性——氨的催化氧化化學方程式:4NH3+5O2eq\o(=,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))4NO+6H2O。3.氨氣的實驗室制法4.銨鹽及NHeq\o\al(+,4)的檢驗(1)銨鹽的物理性質(zhì)銨鹽都是白色固體,均易溶于水。(2)銨鹽的化學性質(zhì)(3)NHeq\o\al(+,4)的檢驗未知液eq\o(→,\s\up7(OH-))呈堿性eq\o(→,\s\up7(△))濕潤的紅色石蕊試紙變藍色,那么證明含NHeq\o\al(+,4)。深度思考1.正誤判斷,正確的打“√〞,錯誤的打“×〞(1)氨氣溶于水能導電,所以氨氣是電解質(zhì)(×)(2)實驗室可用濃氨水與生石灰制取氨氣(√)(3)氨氣的復原性可以解釋氨氣與氯化氫的反響實驗(×)(4)實驗室制取氨氣的方法是加熱分解氯化銨(×)(5)銨鹽加熱都易分解,產(chǎn)生氨氣(×)(6)氨水中含氮微粒中最多的微粒是NHeq\o\al(+,4)(×)(7)銨鹽都易溶于水,其水溶液均呈酸性(×)解析(7)NH4HCO3、(NH4)2S溶液呈堿性。2.(1)現(xiàn)有1mol·L-1的氨水,那么該溶液中NH3·H2O濃度是1mol·L-1嗎?為什么?(2)為什么蘸有濃氨水和濃鹽酸的兩支玻璃棒靠近時會產(chǎn)生白煙?蘸有濃氨水和濃硫酸的兩支玻璃棒靠近時是否也產(chǎn)生白煙?答案(1)不是。溶液中NH3、NHeq\o\al(+,4)、NH3·H2O的濃度和為1mol·L-1。注意通常認為氨水中的溶質(zhì)是NH3。(2)濃氨水和濃鹽酸均有揮發(fā)性,揮發(fā)出來的NH3和HCl在空氣中相遇,反響生成NH4Cl固體小顆粒,即為白煙。濃硫酸沒有揮發(fā)性,故不可能形成白煙。3.固態(tài)NH4Cl受熱變成氣體,氣體遇冷又變?yōu)楣虘B(tài)NH4Cl;固態(tài)碘受熱變成蒸氣,蒸氣遇冷又變成固態(tài)碘。這兩種現(xiàn)象的本質(zhì)是否相同?請說明判斷的理由。答案不相同。NH4Cl固體受熱分解生成NH3和HCl,發(fā)生了化學變化;固態(tài)碘受熱升華成為碘蒸氣,是物理變化。題組一氨氣銨鹽的性質(zhì)實驗1.探究氨氣及銨鹽性質(zhì)的過程中,以下根據(jù)實驗現(xiàn)象得出的結論不正確的選項是()A.將集有氨氣的試管倒扣于水槽中,液體迅速充滿試管,說明氨氣極易溶于水B.向氨水中參加濃氫氧化鈉溶液,加熱產(chǎn)生使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體,說明氨水中含有NHeq\o\al(+,4)C.加熱NH4HCO3固體,觀察到固體逐漸減少,試管口有液滴產(chǎn)生,說明NH4HCO3具有熱不穩(wěn)定性D.將紅熱的Pt絲伸入上圖所示的錐形瓶中,瓶口出現(xiàn)少量的紅棕色氣體,說明氨氣催化氧化的產(chǎn)物中有NO答案B解析B項,因為氨水中存在氨分子,加熱氨氣逸出,也能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍,不能證明是銨根離子與氫氧化鈉反響產(chǎn)生的氨氣,錯誤;D項,4NH3+5O2eq\o(=,\s\up7(Pt),\s\do5(△))4NO+6H2O,2NO+O2=2NO22.如以下圖,利用培養(yǎng)皿探究氨氣的性質(zhì)。實驗時向NaOH固體上滴幾滴濃氨水,立即用另一外表皿扣在上面。下表中對實驗現(xiàn)象所做的解釋正確的選項是()選項實驗現(xiàn)象解釋A濃鹽酸附近產(chǎn)生白煙NH3與濃鹽酸反響產(chǎn)生了NH4Cl固體B濃硫酸附近無明顯現(xiàn)象NH3與濃硫酸不發(fā)生反響C氯化物溶液變渾濁該溶液一定是AlCl3溶液D枯燥紅色石蕊試紙不變色,濕潤紅色石蕊試紙變藍NH3是一種可溶性堿答案A解析NH3能與HCl發(fā)生化合反響,生成NH4Cl白色固體,NH3也能與H2SO4發(fā)生化合反響,生成(NH4)2SO4;NH3與氯化物溶液反響生成氫氧化物沉淀,該氯化物可以是氯化鋁、氯化鎂等;NH3溶于水生成NH3·H2O,NH3·H2O屬于堿,NH3不屬于堿。題組二氨氣的制法3.下面是實驗室制取氨氣的裝置和選用的試劑,其中錯誤的選項是()A.①②B.②③C.③④D.①③答案D解析NH4Cl受熱可產(chǎn)生NH3和HCl,但兩者遇冷會重新發(fā)生化合反響生成NH4Cl,且可能出現(xiàn)堵塞導管的情況;③中試管口未向下傾斜會導致水倒流入試管底部而使試管破裂,故①③錯誤。把濃氨水滴入氧化鈣固體中,會發(fā)生反響CaO+NH3·H2O=Ca(OH)2+NH3↑,反響放熱,溫度升高有利于NH3放出,故可用②的方法制取氨氣;濃氨水受熱產(chǎn)生氨氣,通過堿石灰吸收水蒸氣后即得到枯燥的NH3,④符合要求。4.NH3及其鹽都是重要的化工原料。(1)用NH4Cl和Ca(OH)2制備NH3,反響發(fā)生、氣體收集和尾氣處理裝置依次為_______。(2)按以下圖裝置進行NH3性質(zhì)實驗。①先翻開旋塞1,B瓶中的現(xiàn)象是________________,原因是________________________。穩(wěn)定后,關閉旋塞1。②再翻開旋塞2,B瓶中的現(xiàn)象是_____________________________________________。答案(1)ACG(2)①有白煙出現(xiàn)因A瓶中HCl氣體壓強大,所以HCl進入B瓶,與NH3發(fā)生反響,生成白色NH4Cl固體顆粒②石蕊水溶液進入B瓶,且溶液顯紅色解析(1)固固加熱制氣體,應選A為發(fā)生裝置;NH3密度比空氣小,可采用C收集氣體;NH3極易溶于水,為防止倒吸,選用G進行尾氣處理。(2)①A瓶中壓強比B瓶中壓強大,翻開旋塞1,HCl氣體進入B瓶并與NH3反響生成NH4Cl,B瓶中產(chǎn)生白煙。②反響后B瓶中壓強減小,關閉旋塞1,翻開旋塞2,燒杯中的石蕊水溶液倒吸入B瓶,因B瓶中HCl中剩余,得到的溶液顯酸性,溶液變紅色。實驗室制取氨氣的簡易方法方法化學方程式(或原理)發(fā)生裝置加熱濃氨水NH3·H2Oeq\o()NH3↑+H2O濃氨水+固體NaOHNaOH溶于水放熱,促使氨水分解,且OH-濃度的增大有利于NH3的生成濃氨水+固體CaOCaO與水反響,使溶劑(水)減少;反響放熱,促使氨水分解?;瘜W方程式NH3·H2O+CaO=NH3↑+Ca(OH)21.噴泉實驗的原理使燒瓶內(nèi)外在短時間內(nèi)產(chǎn)生較大的壓強差,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.噴泉實驗的發(fā)散裝置及操作方法噴泉實驗是中學化學的重要實驗,其本質(zhì)是形成壓強差而引發(fā)液體上噴,以教材中的裝置(發(fā)散源)可設計如下圖的多種不同的裝置和采用不同的操作(如使氣體溶于水、熱敷或冷敷、生成氣體等)來形成噴泉。設計說明: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管進入燒瓶中,導致大量的NH3溶解,燒瓶內(nèi)形成負壓而產(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,使水進入燒瓶中,瓶內(nèi)氨氣溶于水)。裝置(Ⅲ)在水槽中參加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)氣體壓強增大而產(chǎn)生噴泉。裝置(Ⅳ)向導管中通入一定量的H2S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)翻開①處的止水夾并向燒瓶中緩慢通入等體積的HCl氣體后關閉該止水夾,等充分反響后再翻開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,然后翻開導管上部的兩個活塞,那么在右面燒瓶出現(xiàn)噴煙現(xiàn)象,再翻開導管下部活塞,那么可產(chǎn)生雙噴泉。4.噴泉實驗產(chǎn)物的濃度計算關鍵是確定所得溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量和溶液的體積,標準狀況下的氣體進行噴泉實驗后物質(zhì)的量濃度:(1)HCl、NH3、NO2氣體或它們與其他不溶于水的氣體混合時:溶質(zhì)的物質(zhì)量濃度為eq\f(1,22.4)mol·L-1。(2)當是NO2和O2的混合氣體且體積比為4∶1時,c(HNO3)=eq\f(1,28)mol·L-1。專題訓練1.如圖裝置中,枯燥燒瓶內(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,以下與實驗事實不相符的是()A.CO2(NaHCO3溶液)/無色噴泉B.NH3(H2O中含酚酞)/紅色噴泉C.H2S(CuSO4溶液)/黑色噴泉D.HCl(AgNO3溶液)/白色噴泉答案A解析二氧化碳難溶于碳酸氫鈉溶液,不能產(chǎn)生壓強差,無法形成噴泉,A項與實驗事實不相符。2.以下圖是課外活動小組的同學設計的4個噴泉實驗方案,以下有關操作不可能引發(fā)噴泉的是()A.擠壓裝置①的膠頭滴管使CCl4全部進入燒瓶,片刻后翻開止水夾B.擠壓裝置②的膠頭滴管使NaOH溶液全部進入燒瓶,片刻后翻開止水夾C.用鼓氣裝置從裝置③的a處不斷鼓入空氣并翻開止水夾D.在裝置④的水槽中慢慢參加足量濃硫酸并翻開止水夾答案B解析H2難溶于NaOH溶液,不能使燒瓶內(nèi)外形成較大壓強差,故不能引發(fā)噴泉。3.如以下圖為化學教學中所用的噴泉實驗裝置。某同學用燒瓶中盛不同成分的氣體進行噴泉實驗,請幫助分析實驗后燒瓶中所得溶液的濃度。(假設是在標準狀況下完成實驗,且溶質(zhì)不擴散)(1)假設用HCl氣體,那么c(HCl)=_____________________________________________。(2)假設用NO2氣體,那么c(HNO3)=____________________________________________。(3)假設用n(NO2)∶n(O2)=4∶1的混合氣體,那么c(HNO3)=_______________________。(4)假設用n(NO2)∶n(O2)=2∶1的混合氣體,那么c(HNO3)=_______________________。答案(1)eq\f(1,22.4)mol·L-1(2)eq\f(1,22.4)mol·L-1(3)eq\f(1,28)mol·L-1(4)eq\f(1,28)mol·L-1解析設燒瓶的容積為VL,那么氣體的物質(zhì)的量均為eq\f(V,22.4)mol。(1)假設是HCl氣體,噴泉后,溶液充滿燒瓶,那么溶液的體積為VL,c(HCl)=eq\f(\f(V,22.4)mol,VL)=eq\f(1,22.4)mol·L-1。(2)假設為NO2,噴泉后,溶質(zhì)為HNO3,3NO2+H2O=2HNO3+NOeq\f(V,22.4)moleq\f(2,3)×eq\f(V,22.4)mol那么噴泉后溶液的體積為eq\f(2,3)VL,c(HNO3)=eq\f(\f(2,3)×\f(V,22.4)mol,\f(2,3)VL)=eq\f(1,22.4)mol·L-1。(3)假設為n(NO2)∶n(O2)=4∶1的混合氣體,n(NO2)=eq\f(4,5)×eq\f(V,22.4)mol,4NO2+O2+2H2O=4HNO3eq\f(4,5)×eq\f(V,22.4)moleq\f(4,5)×eq\f(V,22.4)mol噴泉后,溶質(zhì)為HNO3,溶液充滿燒瓶,那么c(HNO3)=eq\f(\f(4,5)×\f(V,22.4)mol,VL)=eq\f(4,5)×eq\f(1,22.4)mol·L-1=eq\f(1,28)mol·L-1。(4)假設為n(NO2)∶n(O2)=2∶1,那么反響剩余eq\f(1,6)的氧氣,溶液充至燒瓶的eq\f(5,6),溶質(zhì)為HNO3,計算方法同(3),c(HNO3)=eq\f(1,28)mol·L-1。4.某學生積極思考產(chǎn)生噴泉的其他方法,并設計了如下圖的裝置。(1)在如下圖的錐形瓶中,分別參加足量的以下物質(zhì),反響后可能產(chǎn)生噴泉的是________(填字母)。A.Cu與稀鹽酸B.NaHCO3與NaOH溶液C.CaCO3與稀硫酸D.NH4HCO3與稀鹽酸這種方法產(chǎn)生噴泉的原理是________________________________________________。(2)在圖示錐形瓶外放一水槽,瓶中參加酒精;水槽中參加水后,再參加足量的以下物質(zhì),結果也產(chǎn)生噴泉。水槽中參加的物質(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________________________________________________。答案(1)DNH4HCO3與稀鹽酸反響,產(chǎn)生二氧化碳氣體,錐形瓶中氣體壓強增大,把液體壓入燒瓶,形成噴泉(2)A濃硫酸溶于水放出大量的熱,使錐形瓶中酒精氣化,錐形瓶中氣體壓強增大,把酒精壓入燒瓶中形成噴泉解析(1)Cu與稀鹽酸不反響,NaHCO3與NaOH溶液反響不產(chǎn)生氣體,不能形成壓強差,故不能形成噴泉;CaCO3與稀硫酸反響產(chǎn)生CO2,但生成的CaSO4微溶于水,覆蓋在CaCO3的外表,會使反響很快停止,不能形成較大的壓強差,故不能形成噴泉;NH4HCO3與稀鹽酸反響能產(chǎn)生較多的CO2氣體,從而使錐形瓶內(nèi)壓強遠大于燒瓶內(nèi)壓強,從而形成噴泉。(2)濃硫酸、生石灰、燒堿溶于水均能放出大量的熱,使酒精大量揮發(fā),形成較大的壓強差,從而形成噴泉;氯化鈉、硝酸鉀、硫酸銅溶于水溫度變化不大,不能使酒精大量揮發(fā),不能形成較大的壓強差,不能形成噴泉。5.利用如下圖的裝置,可以驗證NH3和HCl的有關性質(zhì)。實驗前a、b、c活塞均關閉。(1)假設要在燒瓶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________________________________________________________________________。(2)假設先翻開a、c活塞,再擠壓膠頭滴管,在燒瓶中可觀察到的現(xiàn)象是________________________________________________________________________。(3)通過擠壓膠頭滴管和控制活塞的開關,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______________________________________________________________________________________________________________________。假設要在該裝置中產(chǎn)生雙噴泉現(xiàn)象,其操作方法是______________________________________________________________________________________________________。答案(1)先翻開a、b活塞,再擠壓膠頭滴管(或先擠壓膠頭滴管,再翻開a、b活塞)(2)燒瓶Ⅱ中導管口處產(chǎn)生白煙(3)先翻開a、c活塞,再擠壓膠頭滴管(或先翻開a活塞,擠壓膠頭滴管,再翻開c活塞),片刻后,關閉a活塞,然后翻開b活塞先翻開a、c活塞,再擠壓膠頭滴管(或先翻開a活塞,擠壓膠頭滴管,再翻開c活塞),片刻后,翻開b活塞解析(1)翻開a、b活塞,再將膠頭滴管中的水擠入燒瓶Ⅱ中,由于NH3極易溶于水,使燒瓶內(nèi)氣體壓強迅速減小,燒杯中的水迅速進入燒瓶Ⅱ中,形成噴泉。(2)先翻開a、c活塞,再將膠頭滴管中的水擠入燒瓶Ⅱ中,燒瓶Ⅱ中的氣壓迅速減小,燒瓶Ⅰ中的HCl氣體會流向燒瓶Ⅱ中,且與NH3化合生成NH4Cl而產(chǎn)生白煙。(3)在(2)根底上,假設關閉a活塞,翻開b活塞,燒杯中的水會迅速進入燒瓶Ⅰ中,形成噴泉;假設翻開b活塞,不關閉a活塞,燒瓶中的水便會同時進入燒瓶Ⅰ和Ⅱ中,形成雙噴泉??键c四氮及其重要化合物的綜合應用注意箭頭指出可表達物質(zhì)的性質(zhì),指向可尋找該物質(zhì)的制備方法。題組一氮及其化合物的轉化1.NH3是一種重要的化工原料,可以制備一系列物質(zhì)(如圖)。以下有關表述正確的選項是()A.NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥B.NH4Cl、HNO3和Na2CO3受熱時都易分解C.NH3和NO2在一定條件下可發(fā)生氧化復原反響D.圖中所涉及的鹽類物質(zhì)均可以水解答案C解析NaHCO3不能用作肥料,A項錯誤;Na2CO3很穩(wěn)定,受熱時不易分解,B項錯誤;圖中的NaCl是強酸強堿鹽,不水解,D項錯誤。2.在以下物質(zhì)轉化中,A是一種正鹽,D的相對分子質(zhì)量比C的相對分子質(zhì)量大16,E是酸,當X無論是強酸還是強堿時,都有如下的轉化關系:eq\x(A)eq\o(→,\s\up7(X))eq\x(B)eq\o(→,\s\up7(Y))eq\x(C)eq\o(→,\s\up7(Y))eq\x(D)eq\o(→,\s\up7(Z))eq\x(E)當X是強酸時,A、B、C、D、E均含同一種元素;當X是強堿時,A、B、C、D、E均含另外同一種元素。請答復:(1)A是________,Y是________,Z是________。(2)當X是強酸時,E是________,寫出B生成C的化學方程式:________________。(3)當X是強堿時,E是________,寫出B生成C的化學方程式:________________。思路點撥eq\x(由題意明確Y是O2)→eq\x(聯(lián)想連續(xù)氧化反響確定C和D)→eq\x(答復各小題)答案(1)(NH4)2SO2H2O(2)H2SO42H2S+3O2eq\o(=,\s\up7(點燃))2SO2+2H2O(3)HNO34NH3+5O2eq\o(=,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))4NO+6H2O解析此題考查氮、硫及其化合物的轉化關系。由D的相對分子質(zhì)量比C的相對分子質(zhì)量大16,容易聯(lián)想D比C增加1個氧原子,那么D可能是氧化物,而E為酸,那么應為含氧酸,而Y是能提供“O〞的物質(zhì),A為正鹽,與堿反響放出的物質(zhì)能連續(xù)兩次氧化最后得一含氧酸,可推知A可能是銨鹽:Aeq\o(→,\s\up7(OH-))NH3eq\o(→,\s\up7([O]))NOeq\o(→,\s\up7([O]))NO2eq\o(→,\s\up7(H2O))HNO3,而A與強酸反響時,生成的物質(zhì)也會連續(xù)氧化兩次,最后生成含氧酸,那么A可能為硫化物(含S2-):Aeq\o(→,\s\up7(H+))H2Seq\o(→,\s\up7([O]))SO2eq\o(→,\s\up7([O]))SO3eq\o(→,\s\up7(H2O))H2SO4,綜上所述可確定A是(NH4)2S。題組二含氮物質(zhì)的性質(zhì)與實驗綜合3.實驗室模擬合成氨和氨催化氧化的流程如下:實驗室可用飽和亞硝酸鈉(NaNO2)溶液與飽和氯化銨溶液經(jīng)加熱后反響制取氮氣。(1)從圖中選擇制取氣體的適宜裝置:氮氣_________________、氫氣______________。(2)氮氣和氫氣通過甲裝置,甲裝置的作用除了將氣體混合外,還有____________________、________________________________________________________________________。(3)氨合成器出來經(jīng)冷卻的氣體連續(xù)通入乙裝置的水中吸收氨,________(填“會〞或“不會〞)發(fā)生倒吸,原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)用乙裝置吸收一段時間氨后,再通入空氣,同時將經(jīng)加熱的鉑絲插入乙裝置的錐形瓶內(nèi),能使鉑絲保持紅熱的原因是________________________________________________,錐形瓶中還可觀察到的現(xiàn)象是______________________________________________________________________________________________________________________。(5)寫出乙裝置中氨氧化的化學方程式:______________________________________________________________________________________________________________。(6)反響結束后錐形瓶內(nèi)的溶液中含有的離子為H+、OH-、________、________。答案(1)ab(2)枯燥氣體控制氫氣和氮氣的流速(3)不會混合氣體中含有大量難溶于水的氮氣、氫氣(4)氨的氧化反響是一個放熱反響有紅棕色氣體產(chǎn)生(5)4NH3+5O2eq\o(=,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))4NO+6H2O(6)NHeq\o\al(+,4)NOeq\o\al(-,3)1.有關氮及其重要化合物的推斷題常以“產(chǎn)生白煙、紅棕色氣體、無色氣體在空氣中變?yōu)榧t棕色、能使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變?yōu)樗{色〞等特殊現(xiàn)象為突破口。2.不同價態(tài)的含氮物質(zhì)的轉化(1)歧化——同一元素的化合價在同一反響中既升高又降低。如:3NO2+H2O=2HNO3+NO2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O(2)歸中:6NO+4NH3eq\o()5N2+6H2ONO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O(3)含氮物質(zhì)的連續(xù)氧化NH3eq\o(→,\s\up7(O2))NOeq\o(→,\s\up7(O2))NO2eq\o(→,\s\up7(H2O))HNO3N2eq\o(→,\s\up7(O2))NOeq\o(→,\s\up7(O2))NO2eq\o(→,\s\up7(H2O))HNO31.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分解,產(chǎn)生紅棕色的二氧化氮氣體。NaNO2+H2SO4(稀)=NaHSO4+HNO22HNO2=NO↑+NO2↑+H2O2.亞硝酸鈉(NaNO2)(1)亞硝酸鈉的物理性質(zhì)及用途亞硝酸鈉的化學式為NaNO2,是可溶性鹽。其熔點為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,以促進混凝土凝固,提高其強度,防止在冬天低溫施工時混凝土發(fā)生凍結。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,氮的化合價為+3,處于中間價態(tài)。因此,亞硝酸鈉與強復原性物質(zhì)反響時,表現(xiàn)出氧化性。如亞硝酸鈉與碘化鉀反響可生成單質(zhì)碘。2NOeq\o\al(-,2)+2I-+4H+=2NO↑+I2+2H2O析出的碘可以使淀粉溶液變藍色,據(jù)此可以檢驗NOeq\o\al(-,2)的存在。亞硝酸鈉與FeCl2溶液反響,生成棕黃色的FeCl3溶液。NOeq\o\al(-,2)+Fe2++2H+=NO↑+Fe3++H2O(3)亞硝酸鈉的復原性亞硝酸鈉與強氧化性物質(zhì)反響時,表現(xiàn)出復原性。如亞硝酸鈉與K2Cr2O7酸性溶液反響時,Cr2Oeq\o\al(2-,7)被復原成Cr3+,K2Cr2O7溶液由橙色變?yōu)榫G色。Cr2Oeq\o\al(2-,7)+3NOeq\o\al(-,2)+8H+=3NOeq\o\al(-,3)+2Cr3++4H2O(4)亞硝酸鈉與氯化鈉的鑒別與氯化鈉不同,亞硝酸鈉與AgNO3溶液反響生成的AgNO2沉淀可溶于稀硝酸。Ag++NOeq\o\al(-,2)=AgNO2↓專題訓練1.NaNO2像食鹽一樣有咸味,有很強的毒性,誤食亞硝酸鈉(NaNO2)會使人中毒。亞硝酸鈉能發(fā)生如下反響:2NaNO2+4HI=2NO↑+I2+2NaI+2H2O。以下說法正確的選項是()A.該反響的氧化劑為HIB.反響產(chǎn)物中能使淀粉變藍的物質(zhì)有I2、NaIC.該反響中氧化劑與復原劑物質(zhì)的量之比為1∶1D.人誤食亞硝酸鈉中毒時,可以服用HI溶液解毒答案C解析由NaNO2→NO,N元素的化合價+3價→+2價,得電子,所以NaNO2是氧化劑,由HI→I2,碘元素化合價-1價→0價,失電子,所以HI是復原劑,故A錯誤;反響產(chǎn)物中能使淀粉變藍的物質(zhì)只有I2,故B錯誤;該反響中氧化劑為NaNO2,復原劑為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,服用HI溶液會產(chǎn)生有毒的NO,故D錯誤。2.亞硝酸鈉(NaNO2)是一種具有咸味、有毒,且價格比食鹽(NaCl)廉價的工業(yè)用鹽,常被誤作食鹽使用,導致多起中毒事故發(fā)生,它的局部性質(zhì)如圖,以下說法錯誤的選項是()A.可用淀粉碘化鉀試紙和食醋鑒別食鹽(NaCl)與亞硝酸鈉(NaNO2)B.亞硝酸鈉可以加到食品中,但添加量要符合規(guī)定C.NaNO2與N2H4反響生成NaN3的化學方程式為NaNO2+N2H4=NaN3+2H2OD.上圖所涉及的化學反響都是氧化復原反響答案D解析亞硝酸鈉能和KI反響生成碘單質(zhì),碘與淀粉溶液變藍色,A項正確;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項正確;亞硝酸鈉和肼反響生成疊氮化鈉和水,該反響中N元素化合價由+3價、-2價變?yōu)椋璭q\f(1,3)價,C項正確;有電子轉移的化學反響為氧化復原反響,其特征是有元素化合價升降,NaNO2與NH4Cl反響生成NH4NO2沒有化合價的變化,D項錯誤。3.NaNO2在漂白、電鍍和金屬處理等方面有重要應用。(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:______________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)在酸性條件下,當NaNO2與KI按物質(zhì)的量1∶1恰好完全反響,且I-被氧化為I2時,產(chǎn)物中含氮的物質(zhì)為________(填化學式)。(3)亞硝酸(HNO2)是與醋酸酸性相當?shù)娜跛?,很不穩(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溶液中參加或通入某種物質(zhì),以下物質(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(4)工業(yè)廢水中的NOeq\o\al(-,2)可用鋁粉除去。此反響體系中包含Al、NaAlO2、NaNO2、NaOH、NH3、H2O六種物質(zhì),將此反響中氧化劑和復原劑的化學式及其配平后的系數(shù)分別填入以下空格中:______+______,上述反響后廢水的pH值將______(填“上升〞、“下降〞或“不變〞)。假設改用電解法將廢水中的NOeq\o\al(-,2)轉化為N2除去,N2將在______(填電極名稱)生成。(5)假設工業(yè)廢水中的NOeq\o\al(-,2)的濃度約為1.0×10-4mol·L-1,取工業(yè)廢水5mL于試管中,滴加2滴0.1mol·L-1的硝酸銀溶液,能否看到沉淀?________(計算說明)。[1mL溶液以20滴計;Ksp(AgNO2)=2×10-8]答案(1)NO+NO2+2OH-=2NOeq\o\al(-,2)+H2O(2)NO(3)bc(4)NaNO22Al下降陰極(5)2滴溶液所含有的Ag+:n(Ag+)=eq\f(2,20)×10-3L×0.1mol·L-1=1.0×10-5mol,那么c(NOeq\o\al(-,2))·c(Ag+)=1.0×10-4mol·L-1×eq\f(1.0×10-5,5×10-3)mol·L-1=2.0×10-7>Ksp(AgNO2)=2×10-8,那么證明能看到有沉淀生成解析(1)根據(jù)信息: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,即NO+NO2+2OH-=2NOeq\o\al(-,2)+H2O。(2)碘離子被氧化為碘單質(zhì)時,所有的碘元素化合價升高了2價,消耗碘離子2mol,亞硝酸鈉中氮元素化合價是+3價,2mol的亞硝酸鈉得到2mol電子時,那么需氮元素的化合價降為+2價,所以產(chǎn)物中含氮的物質(zhì)為NO。(3)濃NaNO2溶液中通入二氧化碳,會發(fā)生反響生成碳酸鈉,在酸性條件下會發(fā)生化學反響;如果通入二氧化硫,會被亞硝酸氧化為硫酸,即二氧化硫具有復原性,亞硝酸具有氧化性。(4)亞硝酸鈉具有氧化性,金屬鋁具有復原性,堿性條件下,二者發(fā)生氧化復原反響生成偏鋁酸鹽和一水合氨,反響方程式為2Al+NaNO2+NaOH+2H2O=2NaAlO2+NH3·H2O;該反響中氫氧根離子參加反響,導致溶液中氫氧根離子濃度減小,那么溶液的pH減??;用電解法將廢水中NOeq\o\al(-,2)轉換為N2除去,根據(jù)電解池的陰極上發(fā)生得電子的復原反響,所以N2將在陰極產(chǎn)生。1.(2022·全國卷Ⅰ,7)我國清代?本草綱目拾遺?中記敘無機藥物335種,其中“強水〞條目下寫道:“性最烈,能蝕五金……其水甚強,五金八石皆能穿滴,惟玻璃可盛。〞這里的“強水〞是指()A.氨水B.硝酸C.醋D.鹵水答案B解析根據(jù)題意,“強水〞能溶解大多數(shù)金屬和礦物,所以為硝酸。2.(2022·北京理綜,8)以下關于自然界中氮循環(huán)(如以下圖)的說法不正確的選項是()A.氮元素均被氧化B.工業(yè)合成氨屬于人工固氮C.含氮無機物和含氮有機物可相互轉化D.碳、氫、氧三種元素也參加了氮循環(huán)答案A解析A項,合成氨反響中,氮元素的化合價降低被復原,錯誤;B項,工業(yè)合成氨屬于人工固氮,正確;C項,硝酸鹽轉化為蛋白質(zhì)及經(jīng)動物消化使蛋白質(zhì)轉化為氨氣和銨鹽,實現(xiàn)了含氮無機物和含氮有機物的相互轉化,并且碳、氫、氧三種元素也參加了氮的循環(huán),C正確,D正確。3.正誤判斷,正確的打“√〞,錯誤的打“×〞(1)NH4HCO3受熱易分解,因而可用作氮肥()(2022·江蘇,3B)(2)NH3能使酚酞溶液變紅,因而NH3可用于設計噴泉實驗()(2022·廣東理綜,9C)(3)實驗室用鋅粒、稀HNO3以及試管、帶導管的橡皮塞可制取H2()(2022·安徽理綜,9C)(4)制二氧化氮時,用水或NaOH溶液吸收尾氣()(2022·天津理綜,2D)(5)用濕潤的碘化鉀淀粉試紙鑒別Br2(g)和NO2()(2022·重慶理綜,2B)(6)NH3、O2和HNO3三種物質(zhì)中,任意兩種物質(zhì)在一定條件下均能發(fā)生反響()(2022·江蘇,8B)答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)×解析(1)NH4HCO3受熱易分解與氮肥沒有因果關系。(2)NH3可用于設計噴泉實驗,是因為氨氣易溶于水。(3)稀HNO3具有強氧化性,鋅粒與稀硝酸反響不能產(chǎn)生H2。(4)二氧化氮與水反響產(chǎn)生NO,不能用水吸收。(5)Br2(g)和NO2都具有強氧化性,都能使?jié)駶櫟牡饣浀矸墼嚰堊兯{。(6)O2和HNO3二者不能反響。4.(2022·北京理綜,12)在通風櫥中進行以下實驗:步驟現(xiàn)象Fe外表產(chǎn)生大量無色氣泡,液面上方變?yōu)榧t棕色Fe外表產(chǎn)生少量紅棕色氣泡后,迅速停止Fe、Cu接觸后,其外表均產(chǎn)生紅棕色氣泡以下說法不正確的選項是()A.Ⅰ中氣體由無色變?yōu)榧t棕色的化學方程式:2NO+O2=2NO2B.Ⅱ中的現(xiàn)象說明Fe外表形成致密的氧化膜,阻止Fe進一步反響C.比照Ⅰ、Ⅱ中的現(xiàn)象,說明稀HNO3的氧化性強于濃HNO3D.針對Ⅲ中的現(xiàn)象,在Fe、Cu之間連接電流計,可判斷Fe是否被氧化答案C解析A項,鐵與稀硝酸反響生成NO,NO與空氣中的O2反響生成NO2:2NO+O2=2NO2,正確;B項,鐵遇濃硝酸鈍化,阻止鐵繼續(xù)與濃硝酸反響,正確;C項,比照Ⅰ、Ⅱ,說明濃硝酸的氧化性強于稀硝酸,錯誤;D項,裝置Ⅲ形成原電池,通過電流計指針偏轉的方向,可判斷鐵是否被氧化,正確。5.(2022·全國卷Ⅰ,26)氮的氧化物(NOx)是大氣污染物之一,工業(yè)上在一定溫度和催化劑條件下用NH3將NOx復原生成N2。某同學在實驗室中對NH3與NO2反響進行了探究。答復以下問題:(1)氨氣的制備①氨氣的發(fā)生裝置可以選擇上圖中的________,反響的化學方程式為______________。②欲收集一瓶枯燥的氨氣,選擇上圖中的裝置,其連接順序為發(fā)生裝置→________(按氣流方向,用小寫字母表示)。(2)氨氣與二氧化氮的反響將上述收集到的NH3充入注射器X中,硬質(zhì)玻璃管Y中參加少量催化劑,充入NO2(兩端用夾子K1、K2夾好)。在一定溫度下按圖示裝置進行實驗。操作步驟實驗現(xiàn)象解釋原因翻開K1,推動注射器活塞,使X中的氣體緩慢通入Y管中①Y管中______________②反響的化學方程式______將注射器活塞退回原處并固定,待裝置恢復到室溫Y管中有少量水珠生成的氣態(tài)水凝聚翻開K2③__________④__________答案(1)①A2NH4Cl+Ca(OH)2eq\o()CaCl2+2H2O+2NH3↑(或BNH3·H2Oeq\o()NH3↑+H2O)②dcfei(2)①紅棕色氣體慢慢變淺②6NO2+8NH3eq\o(=,\s\up7(催化劑))7N2+12H2O③Z中NaOH溶液產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象④反響后氣體分子數(shù)減少,Y管中壓強小于外壓解析(1)①在實驗室通常是用加熱氯化銨和消石灰固體混合物制取氨氣,應選用發(fā)生裝置A,其反響的化學方程式為2NH4Cl+Ca(OH)2eq\o()CaCl2+2H2O+2NH3↑,或選用發(fā)生裝置B,直接加熱濃氨水生成氨氣:NH3·H2Oeq\o()NH3↑+H2O;②氨氣是堿性氣體,可用堿石灰枯燥,密度小于空氣,應采用向下排空氣法收集,氨氣極易溶于水,尾氣處理時應防止倒吸,那么要收集一瓶枯燥的氨氣,儀器的連接順序為發(fā)生裝置→d、c→f、e→i。(2)翻開K1,推動注射器活塞將氨氣緩慢通入Y管中,在一定溫度和催化劑的作用下發(fā)生反響:6NO2+8NH3eq\o(=,\s\up7(催化劑))7N2+12H2O,隨著反響的發(fā)生Y管中紅棕色氣體顏色變淺;反響生成的水蒸氣液化后,NO2和NH3反響后氣體的物質(zhì)的量減小,反響容器中的壓強減小,翻開K2,Z中的溶液倒吸入Y管中。1.N、O、Si、S是重要的非金屬元素,以下說法正確的選項是()A.N、O、S、Si的原子半徑逐漸增大,非金屬性逐漸減弱B.氮的氧化物和硫的氧化物既是形成光化學煙霧,又是形成酸雨的主要物質(zhì)C.汽車尾氣中排放的氮氧化合物主要是由游離態(tài)氮轉化來的D.N、Si、S的單質(zhì)均能和氧氣反響,生成的產(chǎn)物分別是NO2、SiO2和SO2答案C解析同周期元素自左向右原子半徑逐漸減小,非金屬性逐漸增強,同主族元素自上而下原子半徑逐漸增大,非金屬性逐漸減弱,那么O、N、S、Si的原子半徑逐漸增大,非金屬性逐漸減弱,A項錯誤;硫的氧化物不能形成光化學煙霧,B項錯誤;汽車尾氣中的NOx主要是空氣中的N2、O2在汽缸內(nèi)化合生成,C項正確;氮氣和氧氣反響生成NO,得不到NO2,D項錯誤。2.關于氨的以下表達中,錯誤的選項是()A.氨易液化,因此可用來作制冷劑B.氨溶于水顯弱堿性,因此可使酚酞溶液變?yōu)榧t色C.氨氣遇到濃鹽酸、硫酸都會發(fā)生反響,產(chǎn)生白煙現(xiàn)象D.氨氣可被氯氣氧化生成N2,同時還可能產(chǎn)生白煙現(xiàn)象答案C解析C項,NH3+HCl=NH4Cl,有白煙生成,但與H2SO4反響不會產(chǎn)生白煙;D項,氨氣可被氯氣氧化生成N2,氯氣被復原生成HCl,HCl與NH3化合產(chǎn)生白煙現(xiàn)象。3.以下關于氨水的說法中,不正確的選項是()A.氨水和液氨不同,氨水是混合物,液氨是純潔物B.氨水中物質(zhì)的量濃度最大的粒子是NH3·H2O(水除外)C.氨水顯弱堿性,是弱電解質(zhì)D.在1mol·L-1氨水中,NH3·H2O、NHeq\o\al(+,4)、NH3的物質(zhì)的量濃度之和為1mol·L-1答案C解析氨氣極易溶于水,發(fā)生如下反響,NH3+H2ONH3·H2ONHeq\o\al(+,4)+OH-;生成的氨水是混合物,其中的NH3·H2O是弱電解質(zhì),電離程度小,且NH3分子極易與H2O結合,故其中濃度最大的粒子是NH3·H2O(H2O除外)。4.用內(nèi)置有螺旋狀銅絲的膠頭滴管小心地吸取一滴管濃硝酸后迅速插入細口瓶中(如下圖),滴管與瓶口接觸處墊一小塊濾紙使滴管與瓶口留少量空隙,依次觀察到如下現(xiàn)象:①滴管內(nèi)產(chǎn)生紅棕色氣體,液面下降;②滴管內(nèi)液面上升,氣體變成無色;③滴管內(nèi)液面再次下降。以下說法中不正確的選項是()A.現(xiàn)象①中產(chǎn)生的紅棕色氣體為NO2B.產(chǎn)生現(xiàn)象②的原因是NO2與水反響C.產(chǎn)生現(xiàn)象③的原因是銅與稀硝酸反響D.最終瓶內(nèi)溶液中的溶質(zhì)一定只有Cu(NO3)2答案D解析銅絲與濃硝酸反響產(chǎn)生紅棕色氣體NO2,A項正確;由于NO2與水反響生成無色氣體NO,氣體的物質(zhì)的量減少,液面上升,B項正確;隨著反響進行,硝酸變稀,銅與稀硝酸反響生成不溶于水的NO,膠頭滴管內(nèi)液面再次下降,C項正確;最終瓶內(nèi)溶質(zhì)除了Cu(NO3)2外,還可能有剩余的HNO3,D項錯誤。5.(2022·北京通州摸底)氨氣溶于水得到氨水,氯氣溶于水得到氯水,以下關于新制的氨水、氯水的描述正確的選項是()A.“兩水〞都是混合物,溶液中含有的粒子種類、數(shù)目相同B.“兩水〞中都存在可逆反響的化學平衡和弱電解質(zhì)的電離平衡C.“兩水〞都有刺激性氣味,都能漂白有機色素D.“兩水〞放置時間較久后,都會因為相同的原理而變質(zhì)答案B解析A項,氨水中的微粒有NH3·H2O、H2O、NH3三種分子和NHeq\o\al(+,4)、OH-、H+三種離子,氯水中有Cl2、HClO、H2O三種分子和Cl-、ClO-、H+、OH-四種離子,所以微粒的種類、數(shù)目均不相同;C項,氨水沒有漂白性,不能漂白有機色素;D項,“兩水〞的變質(zhì)原因不相同,氨水因揮發(fā)而“變質(zhì)〞,而氯水主要因HClO分解而變質(zhì)。6.如下圖是NH3的兩個性質(zhì)實驗,以下有關說法中正確的選項是()A.兩個實驗均表現(xiàn)了NH3易溶于水B.兩個實驗均表現(xiàn)了NH3易揮發(fā)C.兩個實驗均表現(xiàn)了NH3是堿性氣體D.兩個實驗均表現(xiàn)了NH3是復原性氣體答案C解析實驗一是氨氣的噴泉實驗,噴泉實驗證明氨氣極易溶于水,溶于水形成一水合氨弱堿溶液,滴加酚酞的溶液變紅色,證明氨氣是堿性氣體。實驗二中濃氨水揮發(fā)出的氨氣分子和濃鹽酸揮發(fā)出的氯化氫分子結合生成白色煙氯化銨固體小顆粒,證明濃氨水易揮發(fā),氨氣遇到氯化氫發(fā)生反響生成氯化銨,證明氨氣是堿性氣體。7.木炭屑與濃HNO3共熱,產(chǎn)生的氣體X等分為①和②兩份,將兩份氣體分別按以下圖實驗:那么石灰水的變化可能是()A.①不變渾濁②變?nèi)榘咨獴.①變?yōu)槿榘咨珳啙幄诓蛔儨啙酑.①、②均變?yōu)槿榘咨珳啙酓.①、②都不變渾濁答案B解析木炭與濃硝酸共熱可以得到二氧化碳和二氧化氮兩種氣體,氣體先導入適量蒸餾水中,二氧化氮溶于水,得到硝酸和一氧化氮,二氧化碳幾乎不溶于水,再導入澄清石灰水中,二氧化碳可以使石灰水變渾濁,即①變渾濁;氣體直接導入澄清石灰水中,二氧化氮將氫氧化鈣轉化為硝酸鈣,二氧化碳不與硝酸鈣溶液反響,即②不變渾濁。8.常溫離子液體也稱常溫熔融鹽,硝酸乙基銨[(C2H5NH3)NO3]是人類發(fā)現(xiàn)的第一種常溫離子液體,其熔點為12℃。C2H5NH2的化學性質(zhì)與NH3相似,C2H5NH2結合質(zhì)子的能力比NH3略強,以下有關硝酸乙基銨的說法正確的選項是()A.硝酸乙基銨水溶液呈堿性B.該離子液體可以作為電池的電解質(zhì)C.(C2H5NH3)NO3能與氫氧化鈉反響產(chǎn)生NH3D.相同溫度下,相同物質(zhì)的量濃度的硝酸乙基銨溶液和硝酸銨溶液相比前者的pH小答案B解析A項,硝酸乙基銨是強酸弱堿鹽,水解顯酸性;B項,(C2H5NH3)NO3為離子液體,能導電;C項,C2H5NH2的化學性質(zhì)

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