2024年高考化學一輪復習專題4.4氮及其化合物知識講解含解析

PAGEPAGE1第四講氮及其化合物【真題速遞】1.（2024.江蘇）下列有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)與用途具有對應關(guān)系的是（）A.NH4HCO3受熱易分解，可用作化肥B.稀硫酸具有酸性，可用于除去鐵銹C.SO2具有氧化性，可用于紙漿漂白D.Al2O3具有兩性，可用于電解冶煉鋁【答案】B【解析】A.NH4HCO3受熱易分解和用作化肥無關(guān)，可以用作化肥是因為含有氮元素；B.鐵銹的主要成分為Fe2O3，硫酸具有酸性可以和金屬氧化物反應，具有對應關(guān)系；C.二氧化硫的漂白原理是二氧化硫與有色物質(zhì)化合成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)，不涉及氧化還原，故和二氧化硫的氧化性無關(guān)；D.電解冶煉鋁，只能說明熔融氧化鋁能導電，是離子晶體，無法說明是否具有兩性，和酸、堿都反應可以體現(xiàn)Al2O3具有兩性。2.（2024.江蘇）下列有關(guān)化學反應的敘述正確的是（）A.Fe在稀硝酸中發(fā)生鈍化 B.MnO2和稀鹽酸反應制取Cl2C.SO2與過量氨水反應生成(NH4)2SO3 D.室溫下Na與空氣中O2反應制取Na2O2【答案】C【解析】A.常溫下，F(xiàn)e在與濃硝酸發(fā)生鈍化反應，故A錯誤；B.二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下反應制取氯氣，故B錯誤；C.二氧化硫與過量氨水反應生成硫酸銨，故C正確；D.常溫下，Na與空氣中的氧氣反應生成Na2O；加熱條件下，鈉與氧氣反應生成Na2O2，故D錯誤；綜上所述，本題應選C。3.(2024·全國卷Ⅱ，8)探討表明，氮氧化物和二氧化硫在形成霧霾時與大氣中的氨有關(guān)(如下圖所示)。下列敘述錯誤的是()A.霧和霾的分散劑相同B.霧霾中含有硝酸銨和硫酸銨C.NH3是形成無機顆粒物的催化劑D.霧霾的形成與過度施用氮肥有關(guān)【答案】C【解析】NH3參與反應生成銨鹽，是反應物，不是催化劑，C項錯誤；霧和霾的分散劑都是空氣，A項正確；霧霾中的無機顆粒物含有硝酸銨和硫酸銨，B項正確；過度施用氮肥會增加大氣中氨的含量，D項正確。4.(2024·北京，12)下述試驗中均有紅棕色氣體產(chǎn)生，對比分析所得結(jié)論不正確的是()①②③A.由①中的紅棕色氣體，推斷產(chǎn)生的氣體肯定是混合氣體B.紅棕色氣體不能表明②中木炭與濃硝酸產(chǎn)生了反應C.由③說明濃硝酸具有揮發(fā)性，生成的紅棕色氣體為還原產(chǎn)物D.③的氣體產(chǎn)物中檢測出CO2，由此說明木炭肯定與濃硝酸發(fā)生了反應【答案】D【解析】①中濃HNO3受熱分解，發(fā)生反應4HNO3(濃)eq\o(\s\up6(△),\s\do0())4NO2↑＋O2↑＋2H2O，產(chǎn)生的氣體為混合氣體，故選項A正確；由①可知，濃硝酸受熱分解可生成紅棕色氣體NO2，所以“產(chǎn)生紅棕色氣體”不能說明②中木炭能與濃硝酸發(fā)生反應，故選項B正確；依據(jù)①和②，濃硝酸反應產(chǎn)生紅棕色NO2時須要加熱，所以濃硝酸具有揮發(fā)性才可與上方紅熱木炭接觸，同時，N元素化合價降低，所以生成的NO2為還原產(chǎn)物，故選項C正確；紅熱的木炭可與空氣中的O2反應生成CO2，故選項D錯誤。5.(2024·全國卷Ⅰ，26)氮的氧化物(NOx)是大氣污染物之一，工業(yè)上在肯定溫度和催化劑條件下用NH3將NOx還原生成N2。某同學在試驗室中對NH3與NO2反應進行了探究?；卮鹣铝袉栴}：(1)氨氣的制備①氨氣的發(fā)生裝置可以選擇上圖中的________，反應的化學方程式為_________________。②欲收集一瓶干燥的氨氣，選擇上圖中的裝置，其連接依次為發(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應將上述收集到的NH3充入注射器X中，硬質(zhì)玻璃管Y中加入少量催化劑，充入NO2(兩端用夾子K1、K2夾好)。在肯定溫度下按圖示裝置進行試驗。操作步驟試驗現(xiàn)象說明緣由打開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反應的化學方程式________________將注射器活塞退回原處并固定，待裝置復原到室溫Y管中有少量水珠生成的氣態(tài)水凝合打開K2③__________④__________【答案】(1)①A2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(\s\up6(△),\s\do0())CaCl2＋2H2O＋2NH3↑(或BNH3·H2Oeq\o(\s\up6(△),\s\do0())NH3↑＋H2O)②dcfei(2)①紅棕色氣體漸漸變淺②6NO2＋8NH3eq\o(=,\s\up11(催化劑),\s\do4(△))7N2＋12H2O③Z中NaOH溶液產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象④反應后氣體分子數(shù)削減，Y管中壓強小于外壓【解析】(1)①在試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，其反應的化學方程式為2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(\s\up6(△),\s\do0())CaCl2＋2H2O＋2NH3↑，或選用發(fā)生裝置B，干脆加熱濃氨水生成氨氣：NH3·H2Oeq\o(\s\up6(△),\s\do0())NH3↑＋H2O；②氨氣是堿性氣體，可用堿石灰干燥，密度小于空氣，應采納向下排空氣法收集，氨氣極易溶于水，尾氣處理時應防止倒吸，則要收集一瓶干燥的氨氣，儀器的連接依次為發(fā)生裝置→d、c→f、e→i。(2)打開K1，推動注射器活塞將氨氣緩慢通入Y管中，在肯定溫度和催化劑的作用下發(fā)生反應：6NO2＋8NH3eq\o(=,\s\up11(催化劑),\s\do4(△))7N2＋12H2O，隨著反應的發(fā)生Y管中紅棕色氣體顏色變淺；反應生成的水蒸氣液化后，NO2和NH3反應后氣體的物質(zhì)的量減小，反應容器中的壓強減小，打開K2，Z中的溶液倒吸入Y管中?！究季V解讀】考點內(nèi)容說明氮及其化合物駕馭氮元素單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)及應用。了解氮元素單質(zhì)及其重要化合物的制備方法。了解氮元素單質(zhì)及其重要化合物對環(huán)境的影響。高考必考點之一，常以選擇題、非選擇題的形式出現(xiàn)【學問梳理】一、氮氣及氮的氧化物1．存在及用途。N2在大氣中的體積分數(shù)約為________；主要用作合成氨的原料氣，以及填充氣和愛護氣，液態(tài)氮可做________等。2．氮的固定。(1)定義：將空氣中________的氮轉(zhuǎn)化為________的方法。(2)方式：氮的固定eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(固氮\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(固氮,生物固氮)),固氮\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(合成氨,固氮))))3．氮氣。(1)物理性質(zhì)。________色、________味、________體；密度比空氣________，________水。(2)化學性質(zhì)。寫出Mg3N2分別與水、鹽酸反應的化學方程式：_____________________；___________________。4．氮的常見氧化物。NONO2顏色______色______色毒性______毒______毒溶解性______溶于水______溶于水與O2反應____________與H2O反應____________與人體、環(huán)境的關(guān)系與________結(jié)合，使人中毒；②轉(zhuǎn)化成NO2形成酸雨、光化學煙霧形成________、________特別性NO2與N2O4的相互轉(zhuǎn)化制備工業(yè)4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))4NO＋6H2O2NO＋O2=2NO2試驗室________________________________________________二、氨及銨鹽1．氨氣。(1)物理性質(zhì)。______色，______氣味，密度比空氣____，常溫常壓下，1體積水中溶解________體積氨。(2)化學性質(zhì)。(3)制法。①試驗室制法：________________。②工業(yè)制法：________________。(4)用途：制HNO3、銨鹽、純堿、尿素、制冷劑等。2．銨鹽。(1)構(gòu)成：由________和________構(gòu)成。(2)物理性質(zhì)：都是白色或無色晶體，都______溶于水。(3)化學性質(zhì)。①不穩(wěn)定性。寫出NH4Cl、NH4HCO3受熱分解的化學方程式：____________________；___________________。②與強堿反應。寫出NH4Cl與NaOH反應并微熱攪拌的離子方程式：____________________________。(4)NHeq\o\al(＋,4)的檢驗。銨鹽(NHeq\o\al(＋,4))eq\o(→,\s\up7(強堿),\s\do5(△))無色氣體(NH3)eq\o(→,\s\up7(潮濕紅色),\s\do5(石蕊試紙))試紙______。三、硝酸1．物理性質(zhì)。氣味顏色揮發(fā)性溶解性____________色久置呈____色易______與水______2.化學性質(zhì)?！敬鸢浮恳弧⒌獨饧暗难趸?．78%冷凍劑2．(1)游離態(tài)含氮化合物(2)自然高能人工仿生3．(1)無無氣略小不溶于(2)N2＋O2eq\o(=,\s\up7(放電或高溫),\s\do5())2NON2＋3H22NH3N2＋3Mgeq\o(=,\s\up7(點燃),\s\do5())Mg3N2Mg3N2＋6H2O=3Mg(OH)2↓＋2NH3↑Mg3N2＋8HCl=3MgCl2＋2NH4Cl4．無紅棕有有不易2NO＋O2=2NO23NO2＋H2O=2HNO3＋NO血紅蛋白酸雨光化學煙霧3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2OCu＋4HNO3(濃)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O二、氨及銨鹽1．(1)無有刺激性小700(2)NH3＋H2ONH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－產(chǎn)生大量白煙NH3＋HCl=NH4ClAl3＋＋3NH3＋3H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up7(催化劑),\s\do5(高溫))4NO＋6H2O(3)①2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up7(△))CaCl2＋2H2O＋2NH3↑②N2＋3H22NH32．(1)銨根離子酸根離子(2)易(3)①NH4Cleq\o(=,\s\up7(△))NH3↑＋HCl↑NH4HCO3eq\o(=,\s\up7(△))NH3↑＋H2O＋CO2↑②NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(=,\s\up7(△))NH3↑＋H2O(4)變藍三、硝酸1．刺激性無黃揮發(fā)互溶2.試液變紅試液先變紅后褪色4HNO3eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5(或光照))4NO2↑＋O2↑＋2H2O3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O3Fe2＋＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=3Fe3＋＋NO↑＋2H2OCu＋4HNO3(濃)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2OC＋4HNO3(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O【考點精講】考點一、氮氣及其氧化物1.氮的固定2.氮氣(1)物理性質(zhì)：無色無味氣體，密度比空氣略小，難溶于水。(2)化學性質(zhì)寫出有關(guān)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。3.氮的氧化物(1)氮有多種價態(tài)的氧化物，氮元素從＋1～＋5價都有對應的氧化物，如N2O、NO、N2O3、NO2(或N2O4)、N2O5，其中屬于酸性氧化物的是N2O3、N2O5。(2)NO和NO2的比較性質(zhì)NONO2色、態(tài)、味無色、無味氣體紅棕色、有刺激性氣味氣體溶解性難溶于水毒性有毒，大氣污染物之一有毒，大氣污染物之一與水反應不反應3NO2＋H2O=2HNO3＋NO與氧氣反應NO＋O2=2NO2不反應對環(huán)境的影響NO與血紅蛋白結(jié)合使人中毒，NO、NO2導致光化學煙霧、形成酸雨及破壞臭氧層(3)常見的NOx尾氣處理方法①堿液汲取法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汲取的條件是n(NO2)≥n(NO)。一般適合工業(yè)尾氣中NOx的處理。②催化轉(zhuǎn)化法在催化劑、加熱條件下，氨可將氮氧化物轉(zhuǎn)化為無毒氣體(N2)或NOx與CO在肯定溫度下催化轉(zhuǎn)化為無毒氣體(N2和CO2)。一般適用于汽車尾氣的處理?！镜淅?】1.汽車排放的尾氣中含有NO2，NO2是城市大氣污染的主要污染物之一，在日光照耀下，NO2發(fā)生一系列光化學煙霧的循環(huán)反應，從而不斷產(chǎn)生O3，加重空氣污染。反應過程為①2NO2―→2NO＋2O，②2NO＋O2―→2NO2，③O＋O2―→O3。下列對該反應過程及產(chǎn)物敘述正確的是()A．NO2起催化劑作用B．NO起催化劑作用C．NO2只起氧化劑作用D．O3與O2為同分異構(gòu)體【答案】A【解析】反應過程①＋②得O2―→2O，③O＋O2―→O3，NO2起催化劑作用，反應過程中NO2作氧化劑，A項正確，B，C項錯誤；O3與O2的相對分子質(zhì)量不相同，不是同分異構(gòu)體，屬同素異形體，D項錯誤?！練w納總結(jié)】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)生一系列光化學反應，產(chǎn)生了一種有毒的煙霧。②酸雨：NOx排入大氣中后，與水反應生成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削減，導致地面紫外線輻射量增加。④NO與血紅蛋白結(jié)合使人中毒。(2)常見的NOx尾氣處理方法①堿液汲取法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汲取的條件是n(NO2)≥n(NO)。一般適合工業(yè)尾氣中NOx的處理。②催化轉(zhuǎn)化法在催化劑、加熱條件下，氨可將氮氧化物轉(zhuǎn)化為無毒氣體(N2)，或NOx與CO在肯定溫度下催化轉(zhuǎn)化為無毒氣體(N2和CO2)。一般適用于汽車尾氣的處理?！镜淅?】2.如圖所示，相同條件下，兩個容積相同的試管分別裝滿NO2和NO氣體，分別倒置于水槽中，然后通過導管緩慢通入氧氣，邊通邊漸漸搖動試管，直到兩個試管內(nèi)充溢液體。假設(shè)試管內(nèi)的溶質(zhì)不向水槽中擴散，則兩個試管內(nèi)溶液物質(zhì)的量濃度之比為()A.1∶1B.5∶7C.7∶5D.4∶3【答案】A【解析】NO2、NO裝滿試管，則體積相同，依據(jù)阿伏加德羅定律：n(NO2)＝n(NO)，依據(jù)氮原子守恒所得硝酸的物質(zhì)的量相同，溶液的體積相同，所以兩個試管中溶液物質(zhì)的量濃度之比為1∶1。【歸納總結(jié)】NOx溶于水的計算對于“NO＋NO2＋O2＋H2O”型，當反應后，無氣體剩余，則N均被氧化為＋5價(存在于HNO3中)，O被還原為－2價(存在于HNO3中)，得失電子狀況如下：NO2－e－→HNO3，NO－3e－→HNO3，O2＋4e－→HNO3。依據(jù)得失電子守恒知，n(NO2)＋3n(NO)＝4n(O2)。因?qū)嶋H應用中，氣體量通常用體積表示，由阿伏加德羅定律推論知，同溫同壓下氣體體積比等于氣體物質(zhì)的量比。故又有V(NO2)＋3V(NO)＝4V(O2)。上述公式具有廣泛地適用性，若體系中沒有NO，則V(NO)＝0，由此有V(NO2)＝4V(O2)；當體積中沒有NO2時，則有3V(NO)＝4V(O2)?！究键c一精練】1.下圖中能實現(xiàn)人工固氮的是（）A．AB．BC．CD．D【答案】C【解析】人工固氮是在人為的條件下將游離態(tài)的轉(zhuǎn)化為化合態(tài)，閃電時，放出很多的能量，空氣中的氮氣和氧氣化和成一氧化氮，屬于自然固氮，A項錯誤；在豆科植物根瘤的作用下空氣中的氮氣轉(zhuǎn)化成被植物汲取的含氮化合物，屬于生物固氮，B項錯誤；工業(yè)合成氨是氮氣和氫氣在人為的條件下化合成氨氣，屬于人工固氮，C項正確；電解飽和食鹽水生成NaOH，氫氣和氯氣，不屬于固氮，D項錯誤。2.每年春季是疾病、流行性傳染病多發(fā)的季節(jié)。幾年前的SARS至今讓人心悸。最新的探討表明：一氧化氮吸入治療法可快速改善SARS重癥患者的缺氧狀況，緩解病情。病毒學探討證明，一氧化氮對SARS病毒有干脆抑制作用。下列關(guān)于一氧化氮的敘述不正確的是()A．一氧化氮是一種無色的氣體B．常溫常壓下，一氧化氮不能與空氣中的氧氣干脆化合C．含等質(zhì)量氧元素的一氧化氮與一氧化碳的物質(zhì)的量相等D．一氧化氮不溶于水，能用排水法收集【答案】B【解析】A項中NO是無色氣體；B項中NO極易與空氣中O2化合；C項中，假設(shè)含16g氧元素，那么NO為1mol，CO也為1mol，C項正確；D項中符合NO的溶解性及收集方法，NO能用排水法而不能用排氣法收集。3.把少量NO2氣體通入過量小蘇打溶液中，再使逸出的氣體通過裝有足量的過氧化鈉顆粒的干燥管，最終收集到的氣體是()A．氧氣B．二氧化氮C．二氧化氮和氧氣D．二氧化氮和一氧化氮【答案】C【解析】發(fā)生的反應有①3NO2＋H2O===2HNO3＋NO②HNO3＋NaHCO3===CO2↑＋H2O＋NaNO3③2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2④2NO＋O2===2NO2。可假設(shè)起先有3molNO2，那么最終收集到1molNO2和0.5molO2。4.N2O俗稱“笑氣”，曾用作可吸入性麻醉劑。以下反應能產(chǎn)生N2O：3CO＋2NO23CO2＋N2O。下列關(guān)于N2O的說法正確的是()A．上述反應中每生成1molN2O，消耗1.5molCOB．等物質(zhì)的量的N2O和CO2含有相等的電子數(shù)C．N2O只具有氧化性，無還原性D．N2O會快速與人體血紅蛋白結(jié)合，使人中毒【答案】B【解析】由方程式知，生成1molN2O時消耗3molCO，A錯誤；1molN2O與1molCO2都含有22mol電子，B正確；N2O中氮元素為＋1價，是氮元素的中間價態(tài)，所以N2O既具有氧化性又具有還原性，C錯誤。5.酸雨的主要成分是H2SO4，以下是形成途徑之一：①NO2＋SO2===NO＋SO3，②2NO＋O2===2NO2，③SO3＋H2O===H2SO4，以下敘述錯誤的是()A．NO2由反應N2＋2O22NO2生成B．總反應可表示為2SO2＋O2＋2H2O2H2SO4C．還可能發(fā)生的反應有4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3D．還可能發(fā)生的反應有4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3【答案】A【解析】A項，N2＋O222NO，不能生成NO2，錯誤；B項，①×2＋②＋③×2得：2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4，正確；C項，利用3NO2＋H2O===2HNO3＋NO④以及④×2＋②得：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，正確；D項，利用3NO2＋H2O===2HNO3＋NO④以及④×2＋②×3得：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，正確。6.在汽車尾氣凈扮裝置里，氣體在催化劑表面吸附與解吸作用的過程如圖所示。下列說法錯誤的是()A．NO2是紅棕色氣體B．NO和O2必需在催化劑表面才能反應C．汽車尾氣的主要污染成分包括CO和NOD．催化轉(zhuǎn)化總反應為：2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2【答案】B【解析】A項，NO2是紅棕色氣體，正確；B項，NO和O2在常溫下就能反應，不必加催化劑，錯誤；C項，汽車尾氣的主要污染成分為CO和NO，正確；D項，依據(jù)2NO＋O2===2NO2,2NO2＋4CO4CO2＋N2，可得總反應2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2，正確，故選B?？键c二、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)定性反應：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。按要求完成下列反應的方程式：①與金屬反應：稀硝酸與銅反應：3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O；濃硝酸與銅反應：Cu＋4HNO3(濃)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。②與非金屬反應：濃硝酸與C的反應：C＋4HNO3(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。③與還原性化合物反應：硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋等還原性物質(zhì)。稀硝酸與FeSO4溶液反應的離子方程式：3Fe2＋＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。(3)與有機物反應①硝化反應(與反應)：；②顏色反應：含有苯基的蛋白質(zhì)遇到濃硝酸時變黃色?！镜淅?】1.下述試驗中均有紅棕色氣體產(chǎn)生，對比分析所得結(jié)論不正確的是()A．由①中的紅棕色氣體，推斷產(chǎn)生的氣體肯定是混合氣體B．紅棕色氣體不能表明②中木炭與濃硝酸產(chǎn)生了反應C．由③說明濃硝酸具有揮發(fā)性，生成的紅棕色氣體為還原產(chǎn)物D．③的氣體產(chǎn)物中檢測出CO2，由此說明木炭肯定與濃硝酸發(fā)生了反應【答案】D【解析】①中濃HNO3受熱分解，發(fā)生反應4HNO3(濃)4NO2↑＋O2↑＋2H2O，產(chǎn)生的氣體為混合氣體，故選項A正確；由①可知，濃硝酸受熱分解可生成紅棕色氣體NO2，所以“產(chǎn)生紅棕色氣體”不能說明②中木炭能與濃硝酸發(fā)生反應，故選項B正確；依據(jù)①和②，濃硝酸反應產(chǎn)生紅棕色NO2時須要加熱，所以濃硝酸具有揮發(fā)性才可與上方紅熱木炭接觸。同時，N元素化合價降低，所以生成的NO2為還原產(chǎn)物，故選項C正確；紅熱的木炭可與空氣中的O2反應生成CO2，故選項D錯誤?！镜淅?】2.將51.2gCu完全溶于適量濃硝酸中，收集到氮的氧化物(含NO、N2O4、NO2)的混合物共0.8mol，這些氣體恰好能被500ml2mol·L－1NaOH溶液完全汲取，生成含NaNO3和NaNO2的鹽溶液，其中NaNO2的物質(zhì)的量為（）A．0.2molB．0.6molC．0.8molD．1.0mol【答案】C【解析】由題干知n(Cu)＝51.2g÷64g·mol－1＝0.8mol。n(NaOH)＝0.5L×2mol·L－1＝1mol整個反應過程轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.8mol×2＝1.6mol，由電子守恒可知銅失的電子恰好為HNO3中＋5價N元素變?yōu)镹aNO2中＋3價N得到的電子數(shù)所以有n(NaNO2)＝1.6mol÷2＝0.8mol?！練w納總結(jié)】金屬與硝酸反應的模型建構(gòu)【考點二精練】1.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，五金八石皆能穿第，惟玻璃可盛。”這里的“強水”是指()A．氨水B．鹽酸C．醋酸D．硝酸【答案】D【解析】“強水”“性最烈，能蝕五金…其水甚強，五金八石皆能穿第，惟玻璃可盛．”說明“強水”腐蝕性很強，能腐蝕多數(shù)金屬及巖石，但不能腐蝕玻璃，即和玻璃中成分不反應，上述物質(zhì)中只有硝酸具有該性質(zhì)。2.下列圖像表示將鐵粉漸漸加入到肯定量的稀硝酸中時，鐵和硝酸鐵之間物質(zhì)的量(mol)的關(guān)系，其中正確的是()A．AB．BC．CD．D【答案】B【解析】由發(fā)生反應的化學方程式，得出關(guān)系式：2Fe～2Fe(NO3)3～Fe21生成Fe(NO3)3消耗n1(Fe)，與Fe(NO3)3完全轉(zhuǎn)化消耗n2(Fe)，＝，即2molFe參與反應，生成2molFe(NO3)3,1molFe與2molFe(NO3)3反應，對比圖像比例關(guān)系，選B。3.為證明稀硝酸與銅反應產(chǎn)物中氣體為NO，設(shè)計如圖試驗(試驗過程中活塞2為打開狀態(tài))，下列說法中不正確的是()A．關(guān)閉活塞1，加入稀硝酸至液面a處B．在裝置左側(cè)稍加熱可以加快稀硝酸與銅的反應速率C．通過關(guān)閉或開啟活塞1可以限制反應的進行D．反應起先后，膠塞下方有無色氣體生成，還不能證明該氣體為NO【答案】A【解析】假如關(guān)閉活塞1，稀硝酸加到肯定程度后，左側(cè)液面將不再上升，即不行能加到液面a處，A錯誤。B正確。關(guān)閉活塞1時，產(chǎn)生的氣體聚集在銅絲旁邊使得U型管液面左低右高，當左面銅絲接觸不到硝酸后，反應停止；由于活塞2是打開的，打開活塞1后，兩邊液面復原水平位置，接著反應，所以活塞1可以限制反應的進行，C項正確。下方有無色氣體生成，此時還要打開活塞1使得該氣體進入上面的球體里，看到有紅棕色現(xiàn)象(生成NO2)才能證明生成的是NO氣體，D正確。4.某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL，平均分成兩等份。向其中一份中漸漸加入銅粉，最多能溶解19.2g(已知硝酸只被還原為NO氣體)。向另一份中漸漸加入鐵粉，產(chǎn)生氣體的量隨鐵粉質(zhì)量增加的改變?nèi)缦聢D所示。下列分析或結(jié)果錯誤的是()A．OA段產(chǎn)生的是NO，AB段的反應為Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，BC段產(chǎn)生氫氣B．原混合酸中NO物質(zhì)的量為0.4molC．其次份溶液中最終溶質(zhì)為FeSO4D．取20mL原混合酸加水稀釋至1L后溶液的pH＝1【答案】D【解析】向其中一份中漸漸加入銅粉，最多能溶解19.2g，消耗0.3mol銅，據(jù)得失電子守恒計算可得生成0.2molNO；向另一份中漸漸加入鐵粉，鐵粉先跟氧化性強的硝酸反應生成NO，由圖可知該反應消耗鐵的量是0.2mol，依據(jù)得失電子守恒，生成的NO也是0.2mol，此時硝酸根離子已經(jīng)反應完了，據(jù)氮守恒知道原硝酸的物質(zhì)的量為0.4mol，B項正確；AB段的反應為Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，BC段產(chǎn)生氫氣，OA段產(chǎn)生NO，A項正確；其次份溶液中最終溶質(zhì)為FeSO4，C項正確；OA段和BC段共消耗H＋1.0mol，則原溶液中H＋為2.0mol，取20mL原混合酸加水稀釋至1L后溶液的c(H＋)＝0.2mol·L－1，即pH＝0.7，D項錯誤。5.銅與稀硝酸反應產(chǎn)生NO，NO又被氧化成NO2，對試驗視察無色NO有干擾，過多的NO、NO2又會污染環(huán)境。為使試驗的設(shè)計符合綠色化學的思想，某愛好小組設(shè)計出如圖所示裝置來改進“銅與硝酸反應”的試驗，以探究化學試驗的綠色化。(1)試驗前，關(guān)閉活塞b，試管d中加水至浸沒長導管口，塞緊試管c和d的膠塞，加熱c。其目的是_________。(2)在d中加適量NaOH溶液，c中放一小塊銅片，由分液漏斗a向c中加入2mL濃硝酸，c中反應的化學方程式是___________。再由a向c中加2mL蒸餾水，c中的試驗現(xiàn)象是_________。(3)表中是制取硝酸銅的三種方案，能體現(xiàn)綠色化學理念的最佳方案是________，理由是________________。(4)該愛好小組還用上述裝置進行試驗證明氧化性KMnO4>Cl2>Br2，操作步驟為____________，試驗現(xiàn)象為____________；但此試驗的不足之處是______________。【答案】(1)檢查裝置氣密性(2)Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O反應變慢，氣體顏色變淡(3)丙硝酸耗量少，無污染(4)向d中加入KBr溶液，c中加入固體KMnO4，由a向c中加入濃鹽酸c中有黃綠色氣體產(chǎn)生，d中溶液變棕黃色沒有尾氣汲取裝置?！窘馕觥?1)制取氣體或很多驗證氣體性質(zhì)的試驗，試驗前都須要檢驗裝置的氣密性。(2)由題意知試驗起先是銅與濃硝酸反應，產(chǎn)生紅棕色NO2，加水后是銅與稀硝酸反應，產(chǎn)生無色的NO。(3)綠色化學理念是原料利用率高，不產(chǎn)生污染，分析三個方案，可看出，甲方案用硝酸最多，產(chǎn)生有毒氣體NO2，乙方案產(chǎn)生有毒氣體NO，丙方案用硝酸最少，不產(chǎn)生有毒氣體。(4)若證明KMnO4、Cl2、Br2的氧化性，利用KMnO4和濃鹽酸反應產(chǎn)生Cl2，將Cl2通入KBr溶液中，依據(jù)反應及現(xiàn)象，可得出結(jié)論。但此裝置沒有尾氣汲取裝置，多余的Cl2會污染空氣?？键c三、氨、銨鹽1．氨的物理性質(zhì)與噴泉試驗(1)物理性質(zhì)無色有刺激性氣味的氣體，密度比空氣小，易液化。極易溶于水(1∶700)，可由噴泉試驗證明。(2)噴泉試驗①噴泉試驗的原理因為燒瓶內(nèi)氣體易溶于水或易與水反應，使瓶內(nèi)壓強減小，形成壓強差，大氣壓將燒杯中的水壓入燒瓶而形成噴泉。②常見的能形成噴泉試驗的氣體和汲取劑如下表：氣體HClNH3CO2、SO2、Cl2、H2SNO2＋O2汲取劑水或NaOH溶液水或鹽酸濃NaOH溶液水2．氨的化學性質(zhì)(1)還原性與氧氣反應：4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up11(催化劑),\s\do4(△))4NO＋6H2O。(2)與酸反應與氯化氫反應：NH3＋HCl=NH4Cl?，F(xiàn)象：產(chǎn)生白煙。應用：用于NH3與揮發(fā)性酸的相互檢驗。(3)與水反應：NH3＋H2ONH3·H2O，NH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－，氨的水溶液叫氨水，呈弱堿性。3．氨氣的試驗室制法(1)(2)試驗室制取氨的其他方法方法化學方程式(或原理)氣體發(fā)生裝置加熱濃氨水NH3·H2Oeq\o(=,\s\up7(△))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與水反應，使溶劑(水)削減；反應放熱，促使氨水分解?；瘜W方程式為NH3·H2O＋CaO=NH3↑＋Ca(OH)24．用途制硝酸、銨鹽、純堿、尿素、制冷劑等。5．銨鹽(1)物理性質(zhì)：都是無色或白色晶體，易溶于水。(2)化學性質(zhì)——“三解”①不穩(wěn)定性(熱解)a．NH4Cl受熱分解：NH4Cleq\o(\s\up6(△),\s\do0())NH3↑＋HCl↑。b．NH4HCO3受熱分解：NH4HCO3eq\o(\s\up6(△),\s\do0())NH3↑＋CO2↑＋H2O。②與堿反應(堿解)銨鹽與堿溶液反應的離子方程式a．在稀溶液中不加熱：NHeq\o\al(＋,4)＋OH－=NH3·H2O。b．加熱時或濃溶液：NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(\s\up6(△),\s\do0())NH3↑＋H2O。③銨鹽溶于水易水解(水解)：NHeq\o\al(＋,4)＋H2ONH3·H2O＋H＋。(3)NHeq\o\al(＋,4)的檢驗：【典例1】1.如圖的裝置中，干燥燒瓶內(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，下列與試驗事實不相符的是()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】CO2在NaHCO3溶液中的溶解度很小，因此不能形成噴泉；NH3極易溶于水生成NH3·H2O，NH3·H2O發(fā)生電離生成OH－，遇酚酞使之顯紅色；H2S和CuSO4反應生成CuS黑色沉淀；HCl極易溶于水，且和AgNO3發(fā)生反應生成白色沉淀；因此A不正確。【歸納總結(jié)】噴泉試驗的原理及應用(1)噴泉試驗的原理由于容器內(nèi)外產(chǎn)生壓強差而形成噴泉。氣體快速溶于水或某種溶液中，容器內(nèi)壓強小于容器外壓強，從而產(chǎn)生噴泉，依據(jù)這一原理，只要能夠造成容器內(nèi)氣體大量溶于液體，就可以形成噴泉。(2)形成噴泉的類型①只要氣體易溶于汲取劑，均可做噴泉試驗，汲取劑可以是水，也可以是酸液、堿液等。下面是幾種常見的能形成噴泉的氣體和液體。②容器內(nèi)的液體由于受熱揮發(fā)(如濃鹽酸、濃氨水、酒精等)或由于發(fā)生化學反應產(chǎn)生氣體。容器內(nèi)產(chǎn)生大量氣體，壓強快速增大，促使容器內(nèi)液體快速向外流淌，也能形成噴泉。如噴霧器、人造噴泉、火山噴發(fā)等均是利用此原理?！镜淅?】2.為檢驗一種氮肥的成分，某學習小組的同學進行了以下試驗：①加熱氮肥樣品生成氣體，其中一種氣體能使潮濕的紅色石蕊試紙變藍，另一種無色無味氣體能使澄清石灰水變渾濁。②取少量該氮肥樣品溶于水，并加入少量BaCl2溶液，沒有明顯改變。由此可知該氮肥的主要成分是()A．NH4HCO3B．NH4ClC．(NH4)2CO3D．NH4NO3【答案】A【解析】因產(chǎn)生的兩種氣體一種為NH3，一種為CO2，故A、C符合，而加入BaCl2溶液后，無明顯改變，C選項與BaCl2反應會產(chǎn)生白色沉淀，所以該氮肥的主要成分為NH4HCO3。選A?！練w納總結(jié)】【考點三精練】1.（多選）如圖是試驗室制取氨氣的裝置和選用的試劑，其中可行的是()A．AB．BC．CD．D【答案】BD【解析】A項，NH4Cl受熱分解生成NH3和HCl，但二者在試管口處遇冷又生成了NH4Cl，故得不到NH3；B項，CaO與水反應生成Ca(OH)2，反應放出大量的熱，使?jié)獍彼邪睔夥懦?；C項，氯化銨與氫氧化鈣加熱制取氨氣，試管口要略向下傾斜，否則生成的水倒流，使熱的試管炸裂；D項，加熱濃氨水，可制取氨氣。2.有關(guān)氨氣的試驗較多，下列對這些試驗或試驗原理的分析中，正確的是()A．某同學將收集到的一大試管氨氣倒扣在盛滿水的燒杯中，充分汲取后試管中還有少量氣體，該同學用紅色石蕊試紙檢驗該氣體中可能含有氨氣B．氨水中滴入酚酞變紅，是因為氨氣能電離出氫氧根離子C．因氨水中的氨主要以NH3·H2O的形式存在，故25%的氨水是指每100g氨水中含NH3·H2O25gD．NH3·H2O的熱不穩(wěn)定性可以說明試驗室中用加熱氨水的方法制取氨氣【答案】D【解析】氨氣極易溶于水，常溫下1體積的水溶解約700體積的氨氣，故A項中剩余氣體中不含氨氣，錯誤；氨水顯堿性的緣由是氨氣與水反應生成的一水合氨電離出氫氧根離子，B項錯誤；雖然氨在其水溶液中主要以一水合氨的形式存在，但習慣上認為氨水的溶質(zhì)是氨氣，C項錯誤；NH3·H2O不穩(wěn)定，受熱簡單分解，向濃氨水中加入氧化鈣制取氨氣的緣由之一就是氧化鈣與水反應消耗水以及反應放熱。選D。3.如圖是課外活動小組的同學設(shè)計的4個噴泉試驗方案。下列有關(guān)操作不行能引發(fā)噴泉現(xiàn)象的是()A．擠壓裝置①的膠頭滴管使CCl4全部進入燒瓶，片刻后打開止水夾B．擠壓裝置②的膠頭滴管使NaOH溶液全部進入燒瓶，片刻后打開止水夾C．用鼓氣裝置從裝置③的a處不斷鼓入空氣并打開止水夾D．向裝置④的水槽中漸漸加入足量濃硫酸并打開止水夾【答案】B【解析】依據(jù)噴泉試驗的原理，要發(fā)生噴泉現(xiàn)象，必需使燒瓶中壓強快速下降，導致外界壓強大于燒瓶中的壓強，從而使燒杯(錐形瓶)中的液體進入燒瓶中產(chǎn)生噴泉現(xiàn)象，①中的Cl2易溶于CCl4，③中的NH3易溶于水，所以可以使燒瓶中壓強快速下降，產(chǎn)生噴泉現(xiàn)象，④中HCl和濃氨水反應(首先是濃硫酸注入水中放熱使?jié)獍彼懦霭睔?，同樣也會導致燒瓶中壓強減小，而②中H2不溶于NaOH溶液，也不與NaOH反應，所以不能發(fā)生噴泉現(xiàn)象。選B。4.某同學仿照噴泉試驗原理在試驗室里做了一個“噴煙試驗”。如圖所示，在甲、乙兩個燒瓶中分別裝入X、Y兩種無色氣體，膠頭滴管中盛有含酚酞的NaOH溶液，試驗時將膠頭滴管內(nèi)的液體擠入甲燒瓶中，然后打開彈簧夾，便可看到甲燒瓶中的導管噴出白色的煙，同時甲燒瓶中的溶液顏色漸漸變淺最終褪為無色。則X、Y分別為()A．NH3和HClB．HCl和NH3C．SO2和HClD．NO和HCl【答案】A【解析】要想產(chǎn)生“噴煙”現(xiàn)象，應具備兩個條件：一是形成壓強差，二是兩種氣體反應會生成白煙，解除C、D項。依據(jù)甲中溶液顏色發(fā)生的改變，結(jié)合題給條件“膠頭滴管中盛有含酚酞的NaOH溶液”可知，甲中氣體顯堿性，即X為NH3，故Y為HCl。5.在探究氨水成分的試驗中，下列依據(jù)試驗現(xiàn)象得出的結(jié)論不正確的是()A．氨水有刺激性氣味，說明氨水中含有氨分子。B．向氨水中滴加酚酞試劑，溶液變紅，說明氨水中含有OH－C．向氨水中加入濃氫氧化鈉溶液，加熱產(chǎn)生使潮濕的紅色石蕊試紙變藍的氣體，說明氨水中含有NHD．濃氨水和濃鹽酸靠近產(chǎn)生大量白煙，說明氨氣與氯化氫簡單反應?！敬鸢浮緾【解析】A項，氨氣具有刺激性氣味，氨水有刺激性氣味，說明氨水中存在氨分子，正確；B項，堿使酚酞變紅色，氨水可使酚酞變紅色，說明氨水中存在氫氧根離子，正確；C項，因為氨水中存在氨分子，加熱氨氣逸出，也能使潮濕的紅色石蕊試紙變藍，不能證明是銨根離子與氫氧化鈉反應產(chǎn)生的氨氣，錯誤；D項，濃氨水和濃鹽酸都易揮發(fā)，產(chǎn)生氨氣和氯化氫，二者靠近產(chǎn)生大量白煙，該白煙是氯化銨，說明氨氣與氯化氫簡單反應，正確。6.資料顯示：“氨氣可在純氧中寧靜燃燒，生成對空氣無污染的物質(zhì)……”。某?；瘜W小組學生用下列裝置(部分固定、夾持裝置、加熱儀器和