2019年高考化學(xué)一輪綜合復(fù)習(xí) 第四章 非金屬及其化合物 第17講 氮及其化合物練習(xí).doc

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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(yīng)用。2.了解氮的化合物對(duì)環(huán)境質(zhì)量的影響。 考點(diǎn)一　氮?dú)饧捌溲趸? 1．氮?dú)? 寫(xiě)出有關(guān)化學(xué)方程式： ①3Mg＋N2Mg3N2； ②N2＋3H22NH3； ③N2＋O22NO。 特別提醒　將游離態(tài)氮轉(zhuǎn)變?yōu)榛蠎B(tài)氮的過(guò)程叫氮的固定，固定氮的方式有自然固氮和人工固氮。 (1)自然固氮 (2)人工固氮：合成氨工業(yè) 2．氮的氧化物 氮元素有＋1、＋2、＋3、＋4、＋5五種正價(jià)，五種正價(jià)對(duì)應(yīng)六種氧化物：N2O(俗稱(chēng)“笑氣”，具有麻醉作用)、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5(白色固體)。其中N2O3和N2O5分別是HNO2和HNO3的酸酐。它們都是空氣污染物，空氣中的NO2是造成光化學(xué)污染的主要因素。另外，在思考某些問(wèn)題時(shí)，要注意：2NO2??N2O4對(duì)氣體體積及平均相對(duì)分子質(zhì)量的影響。 3．氮氧化物對(duì)環(huán)境的污染及防治 (1)常見(jiàn)的污染類(lèi)型 ①光化學(xué)煙霧：NOx在紫外線(xiàn)作用下，與碳?xì)浠衔锇l(fā)生一系列光化學(xué)反應(yīng)，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(yīng)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(dǎo)致地面紫外線(xiàn)輻射量增加。 ④NO與血紅蛋白結(jié)合使人中毒。 (2)常見(jiàn)的NOx尾氣處理方法 ①堿液吸收法 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O NO2、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(zhuǎn)化法 在催化劑、加熱條件下，氨可將氮氧化物轉(zhuǎn)化為無(wú)毒氣體(N2)或NOx與CO在一定溫度下催化轉(zhuǎn)化為無(wú)毒氣體(N2和CO2)。一般適用于汽車(chē)尾氣的處理。 氮及其氧化物的性質(zhì) (1)豆科植物通過(guò)根瘤菌吸收空氣中的氮屬于氮的固定，是化學(xué)變化(√) (2)汽車(chē)尾氣中的氮氧化合物是由游離態(tài)氮轉(zhuǎn)化來(lái)的(√) (3)氮元素有負(fù)化合價(jià)、正化合價(jià)和零價(jià)，因而常溫下，N2既能與氧氣反應(yīng)，又能與H2反應(yīng)() 解析　N2在放電或高溫條件下才能與O2反應(yīng)；在高溫高壓、催化劑條件下才能與H2化合生成NH3。 (4)在實(shí)驗(yàn)室里，NO和NO2均用排水法收集() (5)可用NO2與水反應(yīng)制取硝酸，故NO2是酸性氧化物() (6)通過(guò)灼熱的鎂粉，可除N2中的少量氧氣() (7)NO2溶于水時(shí)，NO2是氧化劑，水是還原劑() 解析　3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，NO2既是氧化劑，又是還原劑。 (8)溴蒸氣和NO2都是紅棕色氣體，不能用濕潤(rùn)淀粉KI試紙和NaOH溶液鑒別，可用AgNO3溶液或蒸餾水或CCl4鑒別(√) 比較認(rèn)識(shí)NO和NO2的性質(zhì) 1．(從物理性質(zhì)上認(rèn)識(shí)NO和NO2)NO是一種無(wú)色，無(wú)味有毒難溶于水的氣體；NO2是一種紅棕色，有刺激性氣味有毒的氣體，NO2易液化，易溶于水。 2．(從化學(xué)性質(zhì)上掌握NO和NO2)按要求書(shū)寫(xiě)方程式： (1)NO和O2的反應(yīng)：2NO＋O2===2NO2。 (2)①NO2與SO2：NO2＋SO2===SO3＋NO； ②NO、CO2(體積比為1∶1)與足量Na2O2：2NO＋2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋2NO2； ③NO2和NaHSO3溶液反應(yīng)(寫(xiě)離子方程式，NO2的還原產(chǎn)物為NO)：NO2＋HSO===H＋＋SO＋NO。 (3)除去NO中的NO2：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。 3．(從實(shí)驗(yàn)室制法上掌握NO和NO2的性質(zhì))按要求回答問(wèn)題： (1)銅和稀HNO3反應(yīng)制NO，化學(xué)方程式：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，用排水法收集。 (2)銅和濃HNO3反應(yīng)制NO2，化學(xué)方程式：Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，用濃H2SO4或P2O5干燥，用向上排空氣法收集。 題組一　氮的氧化物對(duì)環(huán)境的影響 1．(2017銀川質(zhì)檢)德國(guó)科學(xué)家格哈德埃特爾的成就之一是證實(shí)了氣體在固體催化劑表面進(jìn)行的反應(yīng)，開(kāi)創(chuàng)了表面化學(xué)的方法論。在汽車(chē)尾氣凈化裝置里，氣體在催化劑表面吸附與解吸作用的過(guò)程如圖所示。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．NO2是該過(guò)程的最終產(chǎn)物 B．NO和O2必須在催化劑表面才能反應(yīng) C．汽車(chē)尾氣的主要污染成分是CO2和NO D．該催化轉(zhuǎn)化的總化學(xué)方程式：2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2 答案　D 解析　A項(xiàng)，氣體在催化劑表面吸附與解吸作用的過(guò)程中先生成二氧化氮，然后在催化劑表面和一氧化碳反應(yīng)，最終生成無(wú)毒氣體，起到尾氣凈化的作用，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，NO和O2在常溫下就會(huì)發(fā)生反應(yīng)，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，汽車(chē)尾氣的主要污染成分是CO、NO、NO2等，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，尾氣處理凈化的目的是把有毒的污染氣體在催化劑作用下轉(zhuǎn)化為空氣中的無(wú)毒成分，化學(xué)方程式為2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2正好是過(guò)程圖中的變化，正確。 2．(2018大連檢測(cè))汽車(chē)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。在日光照射下，NO2發(fā)生一系列光化學(xué)煙霧的循環(huán)反應(yīng)，從而不斷產(chǎn)生O3，加重空氣污染。反應(yīng)過(guò)程為①2NO2―→2NO＋2O，②2NO＋O2―→2NO2，③O＋O2―→O3。下列對(duì)該反應(yīng)過(guò)程及生成物敘述正確的是(　　) 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(yīng)過(guò)程①＋②得O2―→2O，③O＋O2―→O3，NO2起催化劑作用，反應(yīng)過(guò)程中NO2還作氧化劑，A項(xiàng)正確，B、C項(xiàng)錯(cuò)誤；O3與O2不是同分異構(gòu)體，屬同素異形體，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 3．(2017河北正定中學(xué)高三模擬)NO2可以用氫氧化鈉溶液吸收，或在一定條件下用氨氣與其反應(yīng)使之轉(zhuǎn)化為無(wú)污染的物質(zhì)，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是2NO2＋2NaOH===M＋NaNO3＋H2O,8NH3＋6NO2===7X＋12H2O。則M、X代表的物質(zhì)的化學(xué)式分別是(　　) A．NaNO2、N2 B．HNO2、N2 C．NO、HNO3 D．N2、N2 答案　A 解析　根據(jù)化合價(jià)升降關(guān)系以及原子守恒，判斷M為NaNO2，X為N2。 4．汽車(chē)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(lái)源之一。 (1)汽車(chē)尾氣中的CO來(lái)自于______________________，NO來(lái)自于______________________。汽車(chē)尾氣對(duì)環(huán)境的危害主要有______________________(至少填兩種)。 (2)NOx能形成酸雨，寫(xiě)出NO2轉(zhuǎn)化為HNO3的化學(xué)方程式：___________________________ ________________________________________________________________________。 (3)汽車(chē)尾氣中的CO、NOx在適宜溫度下采用催化轉(zhuǎn)化法處理，使它們相互反應(yīng)生成參與大氣循環(huán)的無(wú)毒氣體。寫(xiě)出NO被CO還原的化學(xué)方程式：____________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)汽油的不完全燃燒　N2與O2在汽車(chē)汽缸內(nèi)的高溫環(huán)境下的反應(yīng)　形成硝酸型酸雨、導(dǎo)致光化學(xué)煙霧、產(chǎn)生溫室效應(yīng)(任填兩種即可) (2)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO (3)2CO＋2NON2＋2CO2 解析　(1)汽車(chē)汽缸內(nèi)不斷進(jìn)行著汽油的燃燒反應(yīng)，當(dāng)空氣不足時(shí)，汽油不完全燃燒，會(huì)產(chǎn)生CO；當(dāng)空氣過(guò)量時(shí)，N2和O2在放電或高溫條件下反應(yīng)生成NO。汽車(chē)尾氣對(duì)環(huán)境的危害很大，可以形成硝酸型酸雨，導(dǎo)致光化學(xué)煙霧，產(chǎn)生溫室效應(yīng)。(3)CO、NOx反應(yīng)后生成的無(wú)毒氣體為CO2和N2。 NOx與NaOH溶液反應(yīng)問(wèn)題分析 (1)NO2能被NaOH溶液吸收生成2種鹽。 (2)NO不能被NaOH溶液吸收。 (3)n(NO2)∶n(NO)≥1時(shí)能完全被NaOH溶液吸收。 題組二　氮氧化物溶于水的定量判斷 5．(NOx與H2O反應(yīng)計(jì)算)(2017衡水質(zhì)檢)如圖所示，相同條件下，兩個(gè)容積相同的試管分別裝滿(mǎn)NO2和NO氣體，分別倒置于水槽中，然后通過(guò)導(dǎo)管緩慢通入氧氣，邊通邊慢慢搖動(dòng)試管，直到兩個(gè)試管內(nèi)充滿(mǎn)液體。假設(shè)試管內(nèi)的溶質(zhì)不向水槽中擴(kuò)散，則兩個(gè)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(mǎn)試管，則體積相同，根據(jù)阿伏加德羅定律：n(NO2)＝n(NO)，根據(jù)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?xún)蓚€(gè)試管中溶液物質(zhì)的量濃度之比為1∶1。 6．(2017湖南大學(xué)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，充分反應(yīng)后，試管中剩余氣體的體積分別為V1、V2、V3，則下列的關(guān)系正確的是(　　) A．V1＞V2＞V3 B．V1＞V3＞V2 C．V2＞V3＞V1 D．V3＞V1＞V2 答案　B 解析　設(shè)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＋)體積。②根據(jù)4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，即剩余O2的體積V2＝(1－)體積。③剩余N2的體積V3＝1體積。即B項(xiàng)符合題意。 氮氧化物溶于水的問(wèn)題分析 無(wú)論是單一氣體(NO2)，還是NO、NO2、O2中的兩者的混合氣體，反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是3NO2＋H2O===2HNO3＋NO,2NO＋O2===2NO2，故若有氣體剩余只能是NO或O2，不可能是NO2。 (1)若NO和O2通入水中，總關(guān)系式為4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3(4∶3)。 (2)若NO2和O2通入水中，總關(guān)系式為4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3(4∶1)。 考點(diǎn)二　典型的氧化性酸——硝酸 1．物理性質(zhì) 硝酸是無(wú)色易揮發(fā)的液體，有刺激性氣味。 2．化學(xué)性質(zhì) (1)不穩(wěn)定性 反應(yīng)：4HNO3(濃)2H2O＋4NO2↑＋O2↑。 (2)強(qiáng)氧化性 硝酸無(wú)論濃、稀都有強(qiáng)氧化性，而且濃度越大，氧化性越強(qiáng)。 按要求完成下列反應(yīng)的方程式： ①與金屬反應(yīng)： 稀硝酸與銅反應(yīng)： 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O； 濃硝酸與銅反應(yīng)： Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。 ②與非金屬反應(yīng)： 濃硝酸與C的反應(yīng)： C＋4HNO3(濃)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。 ③與還原性化合物反應(yīng)： 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(yīng)的離子方程式： 3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。 (3)與有機(jī)物反應(yīng) ①硝化反應(yīng)(與反應(yīng))： ； ②顏色反應(yīng)：含有苯基的蛋白質(zhì)遇到濃硝酸時(shí)變黃色。 特別提醒　(1)硝酸與金屬反應(yīng)的規(guī)律 ①HNO3與金屬反應(yīng)一般不能產(chǎn)生H2。 ②還原產(chǎn)物一般為HNO3(濃)→NO2，HNO3(稀)→NO；很稀的硝酸還原產(chǎn)物也可能為N2O、N2或NH4NO3。 ③硝酸與金屬反應(yīng)時(shí)既表現(xiàn)氧化性又表現(xiàn)酸性。 (2)涉及HNO3的離子反應(yīng)常見(jiàn)的易錯(cuò)問(wèn)題 ①忽視NO在酸性條件下的強(qiáng)氧化性。在酸性條件下NO不能與Fe2＋、I－、SO、S2－等還原性較強(qiáng)的離子大量共存。 ②在書(shū)寫(xiě)離子方程式時(shí)，忽視HNO3的強(qiáng)氧化性，將氧化還原反應(yīng)簡(jiǎn)單的寫(xiě)成復(fù)分解反應(yīng)。 硝酸的性質(zhì) (1)常溫下，鐵、鋁在濃硝酸中的鈍化為化學(xué)變化(√) (2)可用稀硝酸與FeS固體反應(yīng)制取H2S() (3)過(guò)量的銅與濃硝酸反應(yīng)，產(chǎn)物中一定有NO(√) (4)濃硝酸在光照下久置，會(huì)變黃(√) (5)濃硝酸中滴加紫色石蕊溶液，最終變?yōu)榧t色() 解析　濃硝酸具有酸性和強(qiáng)氧化性，可使石蕊溶液先變紅后褪色。 (6)稀硝酸可除去試管內(nèi)壁的銀鏡(√)(2015海南，7C) (7)常溫下，將濃硝酸滴加到用砂紙打磨過(guò)的鋁條上，會(huì)產(chǎn)生紅棕色氣體()(2015全國(guó)卷Ⅱ，13B) 解析　常溫下，Al、Fe遇到濃硫酸、濃硝酸會(huì)發(fā)生鈍化現(xiàn)象。 用動(dòng)態(tài)觀點(diǎn)理解Cu與濃HNO3的反應(yīng) 在濃硝酸中放入Cu片， (1)反應(yīng)開(kāi)始時(shí)的化學(xué)方程式為_(kāi)__________________________________________________， 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為_(kāi)___________________________________________________________________。 (2)若Cu片有剩余，則反應(yīng)將要結(jié)束時(shí)的化學(xué)方程式為_(kāi)___________________________。 (3)待反應(yīng)停止后，再加入少量的稀硫酸，這時(shí)Cu片上又有氣泡產(chǎn)生，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O　溶液逐漸變藍(lán)色，有紅棕色氣體逸出 (2)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O (3)加入稀硫酸后，氫離子與原溶液中硝酸根離子構(gòu)成強(qiáng)氧化性酸，又能與過(guò)量的銅反應(yīng) 1．(全面描述金屬與硝酸反應(yīng)的現(xiàn)象)在如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置中，盛有足量水的水槽里放兩個(gè)燒杯，小燒杯里放有適量銅片和過(guò)量濃硝酸，小燒杯外面倒扣一大燒杯，請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)實(shí)驗(yàn)過(guò)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應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，最突出的優(yōu)點(diǎn)是__________________________。 (3)若要驗(yàn)證最終得到的氣體生成物，最簡(jiǎn)便的操作及現(xiàn)象是________________________。 答案　(1)①銅片表面產(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(lán)色 ③大燒杯中有紅棕色氣體生成，后來(lái)慢慢變成無(wú)色 ④大燒杯內(nèi)液面上升，水槽中液面下降 (2)反應(yīng)體系封閉，無(wú)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，若有紅棕色氣體生成，則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(lán)色，有紅棕色的NO2氣體產(chǎn)生，接著NO2和燒杯中的O2、H2O發(fā)生反應(yīng)4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，若O2消耗完，則發(fā)生反應(yīng)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，故氣體顏色慢慢變成無(wú)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)該反應(yīng)體系密閉，反應(yīng)產(chǎn)生的NO2和NO不會(huì)逸出，不污染環(huán)境。 (3)利用NO與O2反應(yīng)生成紅棕色的NO2的性質(zhì)來(lái)檢驗(yàn)最終氣體是否為NO氣體。 2．(2017臨川第二中學(xué)高三測(cè)試)某校課外活動(dòng)小組為了探究銅與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體主要是NO而設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn)，裝置如圖所示(加熱裝置和固定裝置均已略去)。圖中K為止水夾(處于關(guān)閉狀態(tài))，F(xiàn)是一半空的注射器。請(qǐng)回答有關(guān)問(wèn)題： (1)設(shè)計(jì)裝置A的目的是_______________________________________________________。 (2)在完成(1)中的“操作”后，將裝置B中銅絲插入稀硝酸并微熱之，觀察到裝置B中的現(xiàn)象是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________；B中反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_______________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)裝置E和F的作用是___________________________________________________________； 為實(shí)現(xiàn)此作用，其操作方法是______________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)裝置D的作用是吸收多余的氮氧化物，防止污染空氣，兼有____________的功能。 答案　(1)產(chǎn)生CO2，趕走裝置中的空氣，防止因NO與O2反應(yīng)生成NO2而產(chǎn)生干擾 (2)Cu絲表面產(chǎn)生氣泡，稀硝酸液面上方仍為無(wú)色，溶液變藍(lán)　3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O (3)驗(yàn)證NO的生成　將注射器中的空氣推入E中，若氣體變?yōu)榧t棕色則說(shuō)明生成了NO (4)防止倒吸 現(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”——?dú)怏w有什么變化。 (2)規(guī)范描述現(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)的氣體，(或)在固體表面產(chǎn)生……(顏色)氣體； ③沉淀：在……(顏色)溶液中產(chǎn)生……(顏色)的沉淀(渾濁)。 3．(金屬與硝酸反應(yīng)的計(jì)算)將32.64g銅與140mL一定濃度的硝酸反應(yīng)，銅完全溶解，產(chǎn)生的NO和NO2混合氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2L。請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)NO的體積為_(kāi)_______L，NO2的體積為_(kāi)_______L。 (2)參加反應(yīng)的HNO3的物質(zhì)的量是_______________________________________________。 (3)待產(chǎn)生的氣體全部釋放后，向溶液中加入VmLamolL－1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2＋全部轉(zhuǎn)化成沉淀，則原硝酸溶液的濃度為_(kāi)________________________________molL－1。 (4)欲使銅與硝酸反應(yīng)生成的氣體在NaOH溶液中全部轉(zhuǎn)化為NaNO3，至少需要30%的雙氧水_________g。 答案　(1)5.824　5.376 (2)1.52mol (3) (4)57.8 解析　(1)n(Cu)＝＝0.51mol，設(shè)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＝(0.512) mol。 解方程組得：x＝0.26mol，y＝0.24mol。 則：V(NO)＝0.26mol22.4Lmol－1＝5.824L V(NO2)＝11.2L－5.824L＝5.376L。 (2)參加反應(yīng)的HNO3分兩部分：一部分沒(méi)有被還原，顯酸性，生成Cu(NO3)2；另一部分被還原成NO2和NO，所以參加反應(yīng)的HNO3的物質(zhì)的量為0.51mol2＋0.5mol＝1.52mol。 (3)HNO3在反應(yīng)中一部分變成氣體，一部分以NO的形式留在溶液中。變成氣體的HNO3的物質(zhì)的量為0.5mol。加入NaOH溶液至正好使溶液中Cu2＋全部轉(zhuǎn)化為沉淀，則溶液中只有NaNO3，其物質(zhì)的量為10－3aVmol，也就是以NO形式留在溶液中的HNO3的物質(zhì)的量為10－3aVmol。 所以，c(HNO3)＝molL－1。 (4)由得失電子守恒得：2n(Cu)＝2n(H2O2)，2＝n(H2O2)2，n(H2O2)＝0.51mol，則m(H2O2)＝17.34g。需30%的雙氧水：17.34g30%＝57.8g。 金屬與硝酸反應(yīng)的思維模型 考點(diǎn)三　氨、銨鹽 1．氨的分子結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì) 電子式 密度 氣味 水溶性 比空氣小 強(qiáng)烈刺激性氣味 極易溶于水(1∶700) 2.氨的化學(xué)性質(zhì) (1)氨氣與水的反應(yīng) NH3＋H2O??NH3H2O??NH＋OH－，氨氣溶于水得氨水，氨水中含有的粒子有NH3H2O、NH3、H2O、NH、OH－、H＋。氨水為可溶性一元弱堿，易揮發(fā)，不穩(wěn)定，易分解：NH3H2ONH3↑＋H2O。 (2)氨氣與酸的反應(yīng)：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(huì)出現(xiàn)相同的現(xiàn)象。 化學(xué)方程式：HCl＋NH3===NH4Cl、NH3＋HNO3===NH4NO3。 (3)與鹽溶液的反應(yīng) 如過(guò)量氨水與AlCl3反應(yīng)的離子方程式： Al3＋＋3NH3H2O===Al(OH)3↓＋3NH。 (4)氨氣的還原性——氨的催化氧化 化學(xué)方程式：4NH3＋5O24NO＋6H2O。 3．氨氣的實(shí)驗(yàn)室制法 4．銨鹽及NH的檢驗(yàn) (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(xué)性質(zhì) (3)NH的檢驗(yàn) 未知液呈堿性濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)色，則證明含NH。 氨氣、銨鹽的性質(zhì)判斷 (1)氨易液化，因此可用來(lái)作制冷劑(√) (2)氨溶解于水顯弱堿性，因此可使酚酞溶液變?yōu)榧t色(√) (3)氨氣遇到濃鹽酸、硫酸都會(huì)發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生白煙() 解析　硫酸難揮發(fā)，與氨氣反應(yīng)不產(chǎn)生白煙。 (4)實(shí)驗(yàn)室可用濃氨水與生石灰制取氨氣(√) (5)加熱盛有NH4Cl固體的試管，試管底部固體消失，試管口有晶體凝結(jié)，說(shuō)明NH4Cl固體可以升華() (6)氨水中含氮微粒中最多的微粒是NH() (7)銨鹽都易溶于水，其水溶液均呈酸性() 解析　NH4HCO3、(NH4)2S溶液呈堿性。 (8)施肥時(shí)，草木灰(有效成分為K2CO3)不能與NH4Cl混合使用，是因?yàn)镵2CO3與NH4Cl反應(yīng)生成氨氣會(huì)降低肥效(√) (9)向某無(wú)色溶液中加入稀NaOH溶液，把濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙放在試管口，不變藍(lán)，則原溶液中不含NH() (10)NH4H的結(jié)構(gòu)與NH4Cl相似，NH4H固體與少量H2O反應(yīng)可有兩種氣體生成(√) (11)用濃NH4Cl溶液處理過(guò)的舞臺(tái)幕布不易著火是因?yàn)镹H4Cl隔絕了空氣() (12)現(xiàn)有1molL－1的氨水，則該溶液中NH3H2O的濃度是1molL－1() 1．(有關(guān)氨氣性質(zhì)和制法的多維探究)濃氨水可以用來(lái)檢驗(yàn)氯氣管道是否漏氣，其原理是8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl(用化學(xué)方程式回答)。 2．根據(jù)下述裝置回答下列問(wèn)題。 (1)該裝置能否制得純凈、干燥的NH3？原因是什么？ 答案　不能，因?yàn)镹H4Cl固體受熱分解生成NH3和HCl，它們?cè)谠嚬芸谟种匦律蒒H4Cl。 (2)若要制得純凈、干燥的NH3，若還是選用一種固體藥品，應(yīng)選擇________，其原理是_______________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。(結(jié)合方程式和必要的文字說(shuō)明) 答案　NH4HCO3[或(NH4)2CO3]　NH4HCO3NH3↑＋H2O＋CO2↑[或(NH4)2CO32NH3↑＋H2O＋CO2↑]，生成的H2O和CO2可以被堿石灰吸收，可制得純凈、干燥的NH3 (3)在實(shí)驗(yàn)室中還可以把濃氨水滴入NaOH固體中，制備N(xiāo)H3，下列適宜的裝置是③。 其收集裝置可以選用AG。 尾氣處理裝置可以選用bd。 實(shí)驗(yàn)室制取NH3的簡(jiǎn)易方法分析 方法 化學(xué)方程式(或原理) 發(fā)生裝置 加熱濃氨水 NH3H2ONH3↑＋H2O 濃氨水＋固體NaOH NaOH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CaO CaO與水反應(yīng)，使溶劑(水)減少，且OH－濃度的增大有利于生成NH3；反應(yīng)放熱，促使氨水分解?；瘜W(xué)方程式：NH3H2O＋CaO=== NH3↑＋Ca(OH)2 題組一　氨氣、銨鹽的性質(zhì)實(shí)驗(yàn) 1．(2018長(zhǎng)春高三模擬)探究氨氣及銨鹽性質(zhì)的過(guò)程中，下列根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出的結(jié)論不正確的是(　　) A．將集有氨氣的試管倒扣于水槽中，液體迅速充滿(mǎn)試管，說(shuō)明氨氣極易溶于水 B．向氨水中加入濃氫氧化鈉溶液，加熱產(chǎn)生使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體，說(shuō)明氨水中含有NH 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(shuō)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(shuō)明氨氣催化氧化的產(chǎn)物中有NO 答案　B 解析　B項(xiàng)，因?yàn)榘彼写嬖诎狈肿樱訜岚睔庖莩?，也能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)，不能證明是銨根離子與氫氧化鈉反應(yīng)產(chǎn)生的氨氣，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，4NH3＋5O24NO＋6H2O,2NO＋O2===2NO2，NH3的氧化產(chǎn)物應(yīng)為NO，正確。 2．如下圖，利用培養(yǎng)皿探究氨氣的性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)時(shí)向NaOH固體上滴幾滴濃氨水，立即用另一表面皿扣在上面。下表中對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象所做的解釋正確的是(　　) 選項(xiàng) 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 解釋 A 濃鹽酸附近產(chǎn)生白煙 NH3與濃鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生了NH4Cl固體 B 濃硫酸附近無(wú)明顯現(xiàn)象 NH3與濃硫酸不發(fā)生反應(yīng) C 氯化物溶液變渾濁 該溶液一定是AlCl3溶液 D 干燥紅色石蕊試紙不變色，濕潤(rùn)紅色石蕊試紙變藍(lán) NH3是一種可溶性堿 答案　A 解析　NH3能與HCl發(fā)生化合反應(yīng)，生成NH4Cl白色固體，NH3也能與H2SO4發(fā)生化合反應(yīng)，生成(NH4)2SO4；NH3與氯化物溶液反應(yīng)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NH3H2O，NH3H2O屬于堿，NH3不屬于堿。 題組二　氨氣制備與性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的綜合 3．(2017泰安模擬)某化學(xué)興趣小組利用圖1裝置制取氨氣并探究氨氣的有關(guān)性質(zhì)。 圖1 備選裝置(其中水中含酚酞溶液) Ⅰ Ⅱ Ⅲ 圖2 (1)裝置A中燒瓶?jī)?nèi)試劑可選用________(填字母)。 a．堿石灰 b．濃硫酸 c．生石灰 d．五氧化二磷 e．燒堿 (2)若探究氨氣的溶解性，需在K2的導(dǎo)管末端連接圖2裝置中的__________裝置(填序號(hào))，當(dāng)裝置D中集滿(mǎn)氨氣后，關(guān)閉K1、K2，打開(kāi)K3，引發(fā)噴泉的實(shí)驗(yàn)操作是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)若探究氨氣的還原性，需打開(kāi)K1、K3，K2處導(dǎo)管連接制取純凈、干燥氯氣裝置。 ①用二氧化錳與濃鹽酸制取氯氣，生成氣體必須通過(guò)分別盛有________、____________試劑的洗氣瓶； ②D中氨氣與氯氣反應(yīng)產(chǎn)生白煙，同時(shí)生成一種無(wú)色無(wú)味的氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； ③從K3處導(dǎo)管逸出的氣體中含有少量Cl2，則C裝置中應(yīng)盛放_(tái)_________溶液(填化學(xué)式)，反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)________________________________________________________。 答案　(1)ace　(2)Ⅱ或Ⅲ　用熱毛巾將燒瓶捂熱(其他合理答案均可)(3)①飽和食鹽水　濃硫酸②3Cl2＋8NH3===6NH4Cl＋N2③NaOH　Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O 解析　(1)在濃氨水中存在平衡：NH3＋H2O??NH3H2O??NH＋OH－，向其中加入生石灰[發(fā)生反應(yīng)CaO＋H2O===Ca(OH)2生成Ca(OH)2]或燒堿，都會(huì)使平衡左移，同時(shí)放出大量的熱促進(jìn)氨水的揮發(fā)。堿石灰的成分是燒堿和生石灰，原理同上述，都可快速制備氨氣。 (2)氨氣極易溶于水，不溶于CCl4，需選擇防倒吸裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，因此需選擇圖2中的Ⅱ或Ⅲ。根據(jù)噴泉實(shí)驗(yàn)的原理，要使裝置D發(fā)生噴泉現(xiàn)象，可用熱毛巾將燒瓶捂熱，D中氨氣受熱膨脹通過(guò)導(dǎo)管與水接觸，即產(chǎn)生“噴泉”。 (3)①用二氧化錳與濃鹽酸制取的氯氣中，混有氯化氫氣體和水蒸氣，要得到純凈、干燥的氯氣需通過(guò)飽和食鹽水除去氯化氫，通過(guò)濃硫酸除去水蒸氣。 ②探究氨氣具有還原性，氯氣與氨氣反應(yīng)產(chǎn)生白煙，聯(lián)系NH3＋HCl===NH4Cl可知，“白煙”的成分為氯化銨，氯元素化合價(jià)降低，則生成的“無(wú)色無(wú)味的氣體”必為氨氣的氧化產(chǎn)物，可推知為氮?dú)狻? ③氯氣是有毒氣體，可與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，因此可用氫氧化鈉溶液進(jìn)行尾氣吸收。 微專(zhuān)題　噴泉實(shí)驗(yàn)及拓展應(yīng)用 1．噴泉實(shí)驗(yàn)的原理 使燒瓶?jī)?nèi)外在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生較大的壓強(qiáng)差，利用大氣壓將燒瓶下面燒杯中的液體壓入燒瓶?jī)?nèi)，在尖嘴導(dǎo)管口形成噴泉。 2．形成噴泉的類(lèi)型 下面是幾種常見(jiàn)的能形成噴泉的氣體和液體。 氣體 HCl NH3 CO2、Cl2、SO2、H2S NO2 NO、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(shí)驗(yàn)的發(fā)散裝置及操作方法 噴泉實(shí)驗(yàn)是中學(xué)化學(xué)的重要實(shí)驗(yàn)，其本質(zhì)是形成壓強(qiáng)差而引發(fā)液體上噴，以教材中的裝置(發(fā)散源)可設(shè)計(jì)如圖所示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(lái)形成噴泉。 設(shè)計(jì)說(shuō)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(dǎo)管進(jìn)入燒瓶中，導(dǎo)致大量的NH3溶解，燒瓶?jī)?nèi)形成負(fù)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(dǎo)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(jìn)入燒瓶中，瓶?jī)?nèi)氨氣溶于水)。裝置(Ⅲ)在水槽中加入能使水溫升高的物質(zhì)致使錐形瓶?jī)?nèi)酒精因升溫而揮發(fā)，錐形瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)增大而產(chǎn)生噴泉。裝置(Ⅳ)向?qū)Ч苤型ㄈ胍欢康腍2S和SO2，現(xiàn)象為有淡黃色粉末狀物質(zhì)生成，瓶?jī)?nèi)壁附有水珠，NaOH溶液上噴形成噴泉。裝置(Ⅴ)打開(kāi)①處的止水夾并向燒瓶中緩慢通入等體積的HCl氣體后關(guān)閉該止水夾，等充分反應(yīng)后再打開(kāi)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，然后打開(kāi)導(dǎo)管上部的兩個(gè)活塞，則在右面燒瓶出現(xiàn)噴煙現(xiàn)象，再打開(kāi)導(dǎo)管下部活塞，則可產(chǎn)生雙噴泉。 4．噴泉實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物的濃度計(jì)算 關(guān)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(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)后所得溶液的物質(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(shí)：溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為molL－1。 (2)當(dāng)是NO2和O2的混合氣體且體積比為4∶1時(shí)，c(HNO3)＝molL－1。 專(zhuān)題訓(xùn)練 1．如圖裝置中，干燥燒瓶?jī)?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，下列與實(shí)驗(yàn)事實(shí)不相符的是(　　) A．CO2(NaHCO3溶液)/無(wú)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(qiáng)差，無(wú)法形成噴泉，A項(xiàng)與實(shí)驗(yàn)事實(shí)不相符。 2．(2017長(zhǎng)沙質(zhì)檢)下圖是課外活動(dòng)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)的4個(gè)噴泉實(shí)驗(yàn)方案，下列有關(guān)操作不可能引發(fā)噴泉的是(　　) A．?dāng)D壓裝置①的膠頭滴管使CCl4全部進(jìn)入燒瓶，片刻后打開(kāi)止水夾 B．?dāng)D壓裝置②的膠頭滴管使NaOH溶液全部進(jìn)入燒瓶，片刻后打開(kāi)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(kāi)止水夾 D．在裝置④的水槽中慢慢加入足量濃硫酸并打開(kāi)止水夾 答案　B 解析　H2難溶于NaOH溶液，不能使燒瓶?jī)?nèi)外形成較大壓強(qiáng)差，故不能引發(fā)噴泉。 3．如下圖為化學(xué)教學(xué)中所用的噴泉實(shí)驗(yàn)裝置。 某同學(xué)用燒瓶中盛不同成分的氣體進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)幫助分析實(shí)驗(yàn)后燒瓶中所得溶液的濃度。(假設(shè)是在標(biāo)準(zhǔn)狀況下完成實(shí)驗(yàn)，且溶質(zhì)不擴(kuò)散) (1)若用HCl氣體，則c(HCl)＝______________________________________________________。 (2)若用NO2氣體，則c(HNO3)＝________________________________________________。 (3)若用n(NO2)∶n(O2)＝4∶1的混合氣體，則c(HNO3)＝___________________________。 (4)若用n(NO2)∶n(O2)＝2∶1的混合氣體，則c(HNO3)＝___________________________。 答案　(1)molL－1　(2)molL－1(3)molL－1　(4)molL－1 解析　設(shè)燒瓶的容積為VL，則氣體的物質(zhì)的量均為mol。 (1)若是HCl氣體，噴泉后，溶液充滿(mǎn)燒瓶，則溶液的體積為VL，c(HCl)＝＝molL－1。 (2)若為NO2，噴泉后，溶質(zhì)為HNO3， 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO mol　　　mol 則噴泉后溶液的體積為VL， c(HNO3)＝＝molL－1。 (3)(4)思路同上。 4．某學(xué)生積極思考產(chǎn)生噴泉的其他方法，并設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置。 (1)在如圖所示的錐形瓶中，分別加入足量的下列物質(zhì)，反應(yīng)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，瓶中加入酒精；水槽中加入水后，再加入足量的下列物質(zhì)，結(jié)果也產(chǎn)生噴泉。水槽中加入的物質(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)D　NH4HCO3與稀鹽酸反應(yīng)，產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，錐形瓶中氣體壓強(qiáng)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，使錐形瓶中的酒精氣化，錐形瓶中氣體壓強(qiáng)增大，把酒精壓入燒瓶中形成噴泉 解析　(1)Cu與稀鹽酸不反應(yīng)，NaHCO3與NaOH溶液反應(yīng)不產(chǎn)生氣體，不能形成壓強(qiáng)差，故不能形成噴泉；CaCO3與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生CO2，但生成的CaSO4微溶于水，覆蓋在CaCO3的表面，會(huì)使反應(yīng)很快停止，不能形成較大的壓強(qiáng)差，故不能形成噴泉；NH4HCO3與稀鹽酸反應(yīng)能產(chǎn)生較多的CO2氣體，從而使錐形瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)遠(yuǎn)大于燒瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)，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(qiáng)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(qiáng)差，不能形成噴泉。 5．(2018周口檢測(cè))利用如圖所示的裝置，可以驗(yàn)證NH3和HCl的有關(guān)性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)前a、b、c活塞均關(guān)閉。 (1)若要在燒瓶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)若先打開(kāi)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(guò)擠壓膠頭滴管和控制活塞的開(kāi)關(guān)，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_____________________________________________________ ________________________________________________________________________。若要在該裝置中產(chǎn)生雙噴泉現(xiàn)象，其操作方法是__________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)先打開(kāi)a、b活塞，再擠壓膠頭滴管(或先擠壓膠頭滴管，再打開(kāi)a、b活塞) (2)燒瓶Ⅱ中導(dǎo)管口處產(chǎn)生白煙 (3)先打開(kāi)a、c活塞，再擠壓膠頭滴管(或先打開(kāi)a活塞，擠壓膠頭滴管，再打開(kāi)c活塞)，片刻后，關(guān)閉a活塞，然后打開(kāi)b活塞　先打開(kāi)a、c活塞，再擠壓膠頭滴管(或先打開(kāi)a活塞，擠壓膠頭滴管，再打開(kāi)c活塞)，片刻后，打開(kāi)b活塞 解析　(1)打開(kāi)a、b活塞，再將膠頭滴管中的水?dāng)D入燒瓶Ⅱ中，由于NH3極易溶于水，使燒瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)迅速減小，燒杯中的水迅速進(jìn)入燒瓶Ⅱ中，形成噴泉。 (2)先打開(kāi)a、c活塞，再將膠頭滴管中的水?dāng)D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(huì)流向燒瓶Ⅱ中，且與NH3化合生成NH4Cl而產(chǎn)生白煙。 (3)在(2)基礎(chǔ)上，若關(guān)閉a活塞，打開(kāi)b活塞，燒杯中的水會(huì)迅速進(jìn)入燒瓶Ⅰ中，形成噴泉；若打開(kāi)b活塞，不關(guān)閉a活塞，燒瓶中的水便會(huì)同時(shí)進(jìn)入燒瓶Ⅰ和Ⅱ中，形成雙噴泉。 考點(diǎn)四　氮及其重要化合物的綜合應(yīng)用 注意　箭頭指出可體現(xiàn)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(zhuǎn)化 1．(2017東北師大附中模擬)氮及其化合物的變化關(guān)系如圖所示。 則下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．路線(xiàn)①②③是工業(yè)生產(chǎn)硝酸的主要途徑 B．路線(xiàn)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷電固氮生成硝酸的主要途徑 C．上述所有標(biāo)號(hào)的反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng) D．氮?dú)饪稍谧懔康难鯕庵型ㄟ^(guò)一步反應(yīng)生成NO2 答案　D 解析　氮?dú)夂脱鯕庠诜烹娀蚋邷貤l件下反應(yīng)生成NO，NO與O2反應(yīng)生成NO2，氮?dú)馀c氧氣不能直接生成NO2。 2．(2016浙江理綜，13)為落實(shí)“五水共治”，某工廠(chǎng)擬綜合處理含NH廢水和工業(yè)廢氣(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO，不考慮其他成分)，設(shè)計(jì)了如下流程： 下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．固體1中主要含有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3 B．X可以是空氣，且需過(guò)量 C．捕獲劑所捕獲的氣體主要是CO D．處理含NH廢水時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為NH＋NO===N2↑＋2H2O 答案　B 解析　A項(xiàng)，根據(jù)題中的流程，可以得出固體1為CaCO3、CaSO3和過(guò)量Ca(OH)2，正確；氣體1是不能被過(guò)量石灰乳吸收的NO、CO和N2，NO和NO2按1∶1的體積比能與NaOH溶液反應(yīng)生成亞硝酸鈉，所以X可以是空氣，但不能過(guò)量，否則會(huì)生成NaNO3，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，氣體2為N2、CO，因“無(wú)污染氣體”為N2，故捕獲的氣體主要是CO，正確；D項(xiàng)，NH與NO能夠發(fā)生歸中反應(yīng)生成氮?dú)猓x子方程式為NH＋NO===N2↑＋2H2O，正確。 3．把某黑色固體A加熱至紅熱，投入另一種無(wú)色濃溶液B中，產(chǎn)生由兩種氣體組成的混合氣體X，將X做如下圖所示的實(shí)驗(yàn)： 請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下列空白： (1)寫(xiě)出A和B反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________。 (2)無(wú)色氣體C的成分為_(kāi)____________________________________________________。 (3)寫(xiě)出D和F反應(yīng)的離子方程式：______________________________________________。 (4)請(qǐng)以Na2CO3為原料，設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)證明D和F反應(yīng)生成的氣體E是無(wú)色。簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)過(guò)程：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)C＋4HNO3(濃)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O (2)CO2、NO (3)3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O (4)取一支試管，加適量Na2CO3粉末，然后加入過(guò)量稀HNO3，當(dāng)生成的CO2把試管上部空氣完全排凈后，再加入Cu加熱，即可觀察到有無(wú)色氣體NO生成 解析　無(wú)色氣體C通入澄清石灰水生成白色沉淀，該沉淀應(yīng)為CaCO3，說(shuō)明C中含有CO2，無(wú)色稀溶液D與單質(zhì)F反應(yīng)生成藍(lán)色溶液，該溶液應(yīng)含有Cu2＋，則說(shuō)明F為Cu，無(wú)色稀溶液D具有強(qiáng)氧化性，應(yīng)為稀HNO3溶液，生成氣體E為NO，則說(shuō)明混合氣體X應(yīng)為CO2和NO2的混合物，則A為C，B為HNO3，結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)解答該題。 題組二　含氮物質(zhì)的性質(zhì)與實(shí)驗(yàn)綜合 4．實(shí)驗(yàn)室模擬合成氨和氨催化氧化的流程如下： 已知實(shí)驗(yàn)室可用飽和亞硝酸鈉(NaNO2)溶液與飽和氯化銨溶液經(jīng)加熱后反應(yīng)制取氮?dú)狻? (1)從圖中選擇制取氣體的合適裝置：氮?dú)鈅_____________________________________、 氫氣______________。 (2)氮?dú)夂蜌錃馔ㄟ^(guò)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(lái)經(jīng)冷卻的氣體連續(xù)通入乙裝置的水中吸收氨，________(填“會(huì)”或“不會(huì)”)發(fā)生倒吸，原因是________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)用乙裝置吸收一段時(shí)間氨后，再通入空氣，同時(shí)將經(jīng)加熱的鉑絲插入乙裝置的錐形瓶?jī)?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(xiě)出乙裝置中氨氧化的化學(xué)方程式：______________________________________________ ________________________________________________________________________。 (6)反應(yīng)結(jié)束后錐形瓶?jī)?nèi)的溶液中含有的離子為H＋、OH－、________、________。 答案　(1)a　b (2)干燥氣體　控制氫氣和氮?dú)獾牧魉? (3)不會(huì)　混合氣體中含有大量難溶于水的氮?dú)?、氫? (4)氨的氧化反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng)　有紅棕色氣體產(chǎn)生 (5)4NH3＋5O24NO＋6H2O (6)NH　NO 1．有關(guān)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(wú)色氣體在空氣中變?yōu)榧t棕色、能使?jié)駶?rùn)紅色石蕊試紙變?yōu)樗{(lán)色”等特殊現(xiàn)象為突破口。 2．不同價(jià)態(tài)的含氮物質(zhì)的轉(zhuǎn)化 (1)歧化——同一元素的化合價(jià)在同一反應(yīng)中既升高又降低。 如：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O (2)歸中：6NO＋4NH35N2＋6H2O NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O (3)含氮物質(zhì)的連續(xù)氧化 NH3NONO2HNO3 N2NONO2HNO3 微專(zhuān)題　亞硝酸及亞硝酸鈉的性質(zhì)(教師用書(shū)獨(dú)具) 1．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(huì)分解，產(chǎn)生紅棕色的二氧化氮?dú)怏w。 NaNO2＋H2SO4(稀)===NaHSO4＋HNO2 2HNO2===NO↑＋NO2↑＋H2O 2．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(xué)式為NaNO2，是可溶性鹽。其熔點(diǎn)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(jìn)混凝土凝固，提高其強(qiáng)度，防止在冬天低溫施工時(shí)混凝土發(fā)生凍結(jié)。 亞硝酸鈉還是一種食品添加劑，用作食品防腐劑和肉類(lèi)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(jià)為＋3，處于中間價(jià)態(tài)。因此，亞硝酸鈉與強(qiáng)還原性物質(zhì)反應(yīng)時(shí)，表現(xiàn)出氧化性。如亞硝酸鈉與碘化鉀反應(yīng)可生成單質(zhì)碘。 2NO＋