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2022高考化学专题复习 专题四 非金属及其化合物 第4讲 氮及其化合物学案
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这是一份2022高考化学专题复习 专题四 非金属及其化合物 第4讲 氮及其化合物学案，共27页。学案主要包含了氮及其氧化物的性质及应用，硝酸的重要性质及应用，氨和铵盐的性质及应用等内容，欢迎下载使用。
一、氮及其氧化物的性质及应用
1.氮元素在自然界中的存在形态及氮的固定
2.氮气
(1)结构
分子式:N2;
电子式:② ∶N︙︙N∶ ;
结构式:③ 。
(2)性质:
写出有关化学方程式:
ⅰ.④ 3Mg+N2Mg3N2 ,N2表现⑤ 氧化 性。
ⅱ.⑥ N2+3H22NH3 ,N2表现⑦ 氧化 性。
ⅲ.⑧ N2+O22NO ,N2表现⑨ 还原 性。
3.氮的氧化物
(1)氮有多种氧化物:N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等,其中属于酸性氧化物的是N2O3、N2O5。
(2)NO和NO2的比较
二、硝酸的重要性质及应用
1.物理性质
硝酸是无色易挥发的液体,有刺激性气味。
2.化学性质
(1)不稳定性
反应的化学方程式: 4HNO32H2O+4NO2↑+O2↑ 。
(2)强氧化性
浓硝酸和稀硝酸都有强氧化性,而且浓度越大氧化性越强。
a.与金属反应
稀硝酸与铜反应的化学方程式: 3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 。
浓硝酸与铜反应的化学方程式: Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 。
b.与非金属反应
浓硝酸与C反应的化学方程式: C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O 。
c.与还原性化合物反应
硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2+等还原性物质。如稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式: 3Fe2++4H++NO3-3Fe3++NO↑+2H2O 。
(3)与有机物反应
a.硝化反应(与苯反应)
+HNO3+H2O
b.颜色反应:含苯环的蛋白质遇到浓硝酸时变成 黄 色。
三、氨和铵盐的性质及应用
1.氨的结构与性质
(1)结构与物理性质
(2)氨的化学性质
2.氨气的实验室制法
3.铵盐及NH4+的检验
(1)构成:由 NH4+ 和酸根离子构成。
(2)物理性质: 白 色或无色晶体,都能溶于水。
(3)化学性质
a.不稳定性
NH4Cl受热分解: NH4ClNH3↑+HCl↑ 。
NH4HCO3受热分解: NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O 。
b.与强碱反应
在稀溶液中不加热: NH4++OH-NH3·H2O 。
加热或浓溶液: NH4++OH-NH3↑+H2O 。
(4)NH4+的检验
1.易错易混辨析(正确的画“√”,错误的画“✕”)。
(1)氮元素有负化合价、正化合价和零价,一定条件下,N2既能与氧气反应,又能与H2反应( )
(2)氮的氧化物和硫的氧化物既是形成光化学烟雾的主要物质,又是形成酸雨的主要物质( )
(3)N2与O2在放电条件下直接化合成NO2( )
(4)常温下,铁、铝在浓硝酸中的钝化为化学变化( )
(5)浓硝酸在光照条件下久置会变黄( )
(6)浓硝酸与铜反应生成二氧化氮,稀硝酸与铜反应生成一氧化氮,故浓硝酸的氧化性比稀硝酸的弱( )
(7)硝酸与金属的氧化物反应时只表现酸性( )
(8)氨气能使湿润的蓝色石蕊试纸变红( )
(9)氨遇到浓盐酸、浓硫酸都会发生反应,产生白烟( )
(10)可以加热分解氯化铵制备氨气( )
答案 (1)√ (2)✕ (3)✕ (4)√ (5)√ (6)✕ (7)✕ (8)✕ (9)✕ (10)✕
2.某同学记录了有关硝酸的事实,你知道这些事实分别表现了硝酸的哪些性质吗?用“氧化性”“酸性”“不稳定性”“挥发性”填空,并写出有关反应方程式。
(1)久置的硝酸变黄:性质 ,有关反应方程式为 。
(2)铝制、铁制容器常温下可盛浓硝酸:性质 。
(3)铜片放入在稀硝酸中,溶液变为蓝色,产生无色气体:性质 ,有关反应方程式为 。
(4)碳单质放入热的浓硝酸中产生大量的红棕色气体:性质 ,有关反应方程式为 。
(5)浓硝酸敞口放置在空气中,质量会减少:性质 。
答案 (1)不稳定性 4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O (2)氧化性 (3)氧化性、酸性 3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O (4)氧化性 C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O (5)挥发性
3.氨水中存在的三个平衡: 、 、 。根据上述平衡分析氨水中存在的粒子有 。
答案 NH3+H2ONH3·H2O
NH3·H2ONH4++OH-
H2OH++OH-
NH3、NH3·H2O、H2O、NH4+、OH-、H+
4.用湿润的淀粉-KI试纸能否鉴别Br2(g)和NO2(g),如何鉴别?
答案 用湿润的淀粉-KI试纸不能鉴别Br2(g)和NO2(g),两者均有氧化性,能将KI氧化成I2,使淀粉试纸变蓝。鉴别Br2(g)和NO2(g)的方法是将气体通入硝酸酸化的硝酸银溶液中,产生黄色沉淀是Br2(g)。
考点一 氮及其氧化物的性质及应用
◆典例探究
例 常温下将盛有10mLNO2和10mLNO的混合气体的试管倒立于水槽中并向其中通入O2,一段时间后,试管内还剩余2mL气体,则通入O2的体积可能为( )
A.8mL
C.10mL
答案 B ①当剩余的气体为O2时,说明10mLNO2和10mLNO完全反应生成硝酸,则:
4NO2 + O2+2H2O4HNO3
4 1
10mL 2.5mL
4NO + 3O2+2H2O4HNO3
4 3
10mL 7.5mL
所以通入的氧气的体积为2.5mL+7.5mL+2mL=12mL。
②当剩余的气体为NO时,可以认为10mLNO2完全反应生成硝酸,10mLNO中剩余2mL,有8mL转化成硝酸,则:
4NO2 + O2+2H2O4HNO3
4 1
10mL 2.5mL
4NO + 3O2+2H2O4HNO3
4 3
8mL 6mL
所以通入的氧气的体积为2.5mL+6mL=8.5mL,B正确。
名师点拨
氮氧化物溶于水的问题分析
无论是单一气体(NO2),还是NO、NO2、O2中的两者或三者的混合气体,反应的实质是3NO2+H2O2HNO3+NO,2NO+O22NO2,故若有气体剩余只能是NO或O2,不可能是NO2。
(1)若NO和O2通入水中,则总关系式为4NO+3O2+2H2O4HNO3(4∶3)。
(2)若NO2和O2通入水中,则总关系式为4NO2+O2+2H2O4HNO3(4∶1)。
◆题组训练
题组一 氮循环及氮元素在自然界中的存在形态
1.属于人工固氮的是( )
A.分离液态空气制氮气
B.闪电时N2转化为NO
C.工业合成氨
D.豆科作物根瘤菌将N2转化为NH3
答案 C
2.(2020山东济南月考)氮元素在海洋中的循环,是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程如图所示,下列关于海洋氮循环的说法中正确的是( )
A.海洋中不存在游离态的氮
B.②中的含氮物质转化属于氮的固定
C.④中的含氮物质转化属于氮的还原
D.向海洋中排放含NO3-的废水不会影响NH4+的含量
答案 B 根据题图,海水中存在氮气,A错误;②中氮气转化为NH4+(含氮化合物),属于氮的固定,B正确;④中NH4+转化为NO2-或N2O,化合价升高,属于氮的氧化反应,C错误;根据题图,NO3-能转化为NO2-,NO2-转为氮气,氮气转化为NH4+,故向海水中排放NO3-会造成NH4+浓度增大,D错误。
题组二 氮的氧化物的性质
3.下列关于氮的氧化物的说法中,正确的是( )
A.氮的氧化物都是酸性氧化物
B.氮的氧化物都既有氧化性,又有还原性
C.NO2与H2O反应生成HNO3,所以NO2是酸性氧化物
D.NO和NO2均有毒
答案 D NO、NO2等不是酸性氧化物,A项错误;N2O5中氮元素为最高价,只有氧化性,B项错误;虽然NO2与H2O反应生成HNO3,但是N的化合价发生了变化,故NO2不是酸性氧化物,C项错误;一氧化氮和二氧化氮都有毒,D项正确。
4.把少量NO2气体通入过量小苏打溶液中,再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管,最后收集到的气体是( )
A.氧气 B.二氧化氮
C.二氧化氮和氧气 D.二氧化氮和一氧化氮
答案 C 假设3mlNO2和水反应生成2ml硝酸和1mlNO,2ml硝酸和小苏打反应生成2ml二氧化碳,2mlCO2和过氧化钠反应生成1mlO2,1mlNO和0.5mlO2反应生成1mlNO2,剩余气体有NO2和氧气,C正确。
题组三 二氧化氮与水反应的相关计算
5.(2020贵州贵阳模拟)同温同压下,在3支相同体积的试管中分别充有等体积混合的2种气体,它们是①NO和NO2,②NO2和O2,③NH3和N2。将3支试管均倒置于盛水的水槽中,充分反应后,试管中剩余气体的体积分别为V1、V2、V3,则下列关系正确的是( )
A.V1>V2>V3 B.V1>V3>V2
C.V2>V3>V1 D.V3>V1>V2
答案 B 设各种气体的体积都为1体积。①根据3NO2+H2O2HNO3+NO,即剩余NO的体积V1=(1+13)体积;②根据4NO2+O2+2H2O4HNO3,即剩余O2的体积V2=(1-14)体积;③剩余N2的体积V3=1体积。
6.将充有mmlNO和nmlNO2气体的试管倒立于水槽中,然后通入mmlO2,若已知n>m,则充分反应后,试管中的气体在同温同压下的体积为( )
A.(4n-1)/2 B.(n-m)/3
C.(3m+n)/3 D.3(n-m)
答案 B 根据3NO2+H2O2HNO3+NO可知,nmlNO2气体反应后生成n3mlNO气体,再根据4NO+3O2+2H2O4HNO3得m+n3m>43,则NO过量,故剩余的是NO,体积为(m+n3)-4m3=n-m3,B项正确。
题组四 氮氧化物对环境的影响
7.下列气体过量排放不会导致酸雨形成的是( )
A.SO2 B.CO2 C.NO2 D.NO
答案 B 二氧化硫、氮氧化物等是形成酸雨的重要物质,CO2的大量排放会加剧“温室效应”,不会导致酸雨的形成,B正确。
8.下列说法符合“绿色化学”思想的是( )
A.对工业生产硝酸产生的废气、废水进行严格处理
B.利用根瘤菌固氮以减少氮肥生产厂
C.实验室制备NO2时在通风橱内进行
D.建设“花园式工厂”
答案 B 对废气、废水严格处理是补救措施,没有从源头上减少或消除污染,A项错误;利用根瘤菌固氮减少氮肥生产厂,从源头上减少了污染物的排放,B项正确;实验室制备NO2时在通风橱内进行并不能减轻对大气的污染,C项错误;“花园式工厂”只是对工厂环境的美化,没有从源头上减少或消除污染,D项错误。
考点二 硝酸的重要性质及应用
◆典例探究
例 对于1LH2SO4和HNO3的混合溶液,若H2SO4和HNO3物质的量浓度存在如下关系:c(H2SO4)+c(HNO3)=1.2ml·L-1,理论上最多能溶解铜的物质的量为( )
答案 B 稀硫酸与铜不发生反应,但能提供氢离子,硝酸与铜发生反应可生成硝酸铜,NO3-与硫酸提供的H+可以继续与铜发生反应,反应的离子方程式为3Cu+2NO3-+8H+3Cu2++2NO↑+4H2O,NO3-的物质的量浓度与H+的物质的量浓度之比为1∶4时,溶解的铜最多,设硫酸的物质的量为x,硝酸的物质的量为y,则x+y=1.2ml,y∶(2x+y)=1∶4,解得x=0.72ml,y=0.48ml,
设参加反应的铜的最大物质的量是z。
3Cu+2NO3-+8H+3Cu2++2NO↑+4H2O
3 2
z 0.48ml
解得z=0.72ml,即理论上最多能溶解铜的物质的量为0.72ml。
名师点拨
◆题组训练
题组一 硝酸的物理性质与化学性质
1.(2020山东济宁模拟)下列关于浓硝酸和浓硫酸的叙述中,正确的是( )
A.常温下都用铜制容器贮存
B.露置在空气中,容器内酸液的质量都减轻
C.常温下都能与铜较快反应
D.露置在空气中,容器内酸液的浓度都降低
答案 D Cu与浓HNO3可在常温下反应,Cu与浓H2SO4需要加热才能反应,故浓HNO3不能用铜制容器贮存,A、C两项错误;将二者都露置在空气中,硝酸挥发,浓H2SO4吸收空气中的水分,故酸液的浓度都降低,但酸液的质量变化不同,浓HNO3减轻,浓H2SO4增重,B项错误,D项正确。
2.(2020江西南昌模拟)某同学进行有关铜、硝酸、硫酸化学性质的实验,实验过程如图所示:
下列说法错误的是( )
A.稀硝酸一定被还原为NO2
B.②中溶液存在:2c(Cu2+)+c(H+)=c(NO3-)+c(OH-)
C.由上述实验得出结论:常温下,Cu可与稀硝酸反应,不能与稀硫酸反应
D.③⑥中反应的离子方程式:3Cu+2NO3-+8H+3Cu2++2NO↑+4H2O
答案 A 稀硝酸与铜发生反应3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,生成的硝酸铜溶液呈蓝色,试管口NO被空气中的O2氧化生成红棕色的二氧化氮,但硝酸被还原生成NO,故A错误。
题组二 金属与硝酸的计算
3.(2020广东广州模拟)7.2g铜和铁的合金完全溶于稀硝酸,若反应中硝酸被还原只产生NO气体,在反应后的溶液中加入足量的氢氧化钠溶液,最终生成12.3g沉淀。则在标准状况下产生的NO气体的体积为( )
答案 B 两种金属单质最终生成氢氧化物时增加的质量实际上是OH-的质量,OH-的物质的量与金属跟硝酸反应时失去的电子的物质的量相等,即n(e-)=n(OH-)=(12.3g-7.2g)÷17g/ml=0.3ml,根据HNO3NO可知,n(NO)=0.1ml,NO在标准状况下的体积为2.24L。
4.某稀溶液中含有4mlKNO3和2.5mlH2SO4,向其中加入1.5mlFe,充分反应(已知NO3-被还原为NO)。下列说法正确的是( )
A.反应后生成NO的体积为28L
B.所得溶液中c(Fe2+)∶c(Fe3+)=1∶1
C.所得溶液中c(NO3-)=2.75ml·L-1
D.所得溶液中的溶质只有FeSO4
答案 B A项,未指明是标准状况,无法计算NO的体积;C项,未指明溶液的体积,无法计算浓度;D项,K+不会参与反应,因而溶质中必定有K2SO4;B项,首先考虑酸性条件Fe被氧化为Fe3+,进行计算,H+不足,按H+完全反应计算消耗Fe和NO3-的物质的量:
Fe + NO3- + 4H+Fe3++NO↑+2H2O
1.25ml 1.25ml 5ml 1.25ml
剩余的Fe(1.5ml-1.25ml=0.25ml)再被Fe3+氧化:
Fe + 2Fe3+3Fe2+
0.25ml 0.5ml 0.75ml
则剩余n(Fe3+)=1.25ml-0.5ml=0.75ml,则反应后溶液中n(Fe2+)=n(Fe3+)=0.75ml,故B正确。
考点三 氨和铵盐的性质及应用
◆典例探究
例 在如图所示的装置中,烧瓶中充满干燥气体a,将滴管中的液体b挤入烧瓶内,轻轻振荡烧瓶,然后打开弹簧夹f,烧杯中的液体b呈喷泉状喷出,最终几乎充满烧瓶。则a和b不满足题目要求的是( )
答案 C 二氧化氮和水反应生成硝酸和NO,NO难溶于水,所以液体不能充满烧瓶,C错误。
名师点拨
喷泉实验的原理及应用
(1)喷泉实验的原理
使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差,利用大气压将烧瓶下面烧杯或锥形瓶中的液体压入烧瓶内,在尖嘴导管口形成喷泉。
(2)形成喷泉的类型
下面是几种常见的能形成喷泉的气体和液体
(3)引发喷泉的几种方法
①使烧瓶内的气体迅速溶于水或某种溶液中。
②使烧瓶内气体温度降低,从而使气压减小。
③使锥形瓶中待喷液体液面上的气压增大。
◆题组训练
题组一 氨气的性质和制取
1.下列现象不能用于检验NH3的是( )
A.气体遇浓盐酸产生白烟
B.气体使湿润的蓝色石蕊试纸变红
C.气体通入酚酞溶液中,溶液变红
D.气体使湿润的红色石蕊试纸变蓝
答案 B 氨气和水反应产生碱,碱电离产生氢氧根离子,使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
2.(2020北京四中模拟)用如图所示装置进行下列实验,实验结果与预测的现象不一致的是( )
答案 A 浓硝酸具有挥发性,挥发出的硝酸具有强氧化性,进入淀粉-KI溶液,可以将KI氧化为I2,I2遇淀粉变蓝,故A项符合题意。
3.(2020湖北黄山模拟)下列制取NH3并验证其还原性、收集并进行尾气处理的装置和原理均正确的是( )
答案 B 氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢,但在试管口又重新化合生成氯化铵,得不到氨气,A项错误;氨气具有还原性,氯气具有强氧化性,二者能发生氧化还原反应,又因为氨气的密度比空气的小,氯气的密度比空气的大,所以长管通入NH3,短管通入Cl2,可以使其充分反应,装置和原理均正确,B项正确;氨气的密度比空气的小,采用向下排空气法收集,即收集时应该是短管进、长管出,C项错误;氨气极易溶于水,倒置的漏斗插入水中,不能防倒吸,D项错误。
题组二 喷泉实验
4.(2020浙江诸暨中学质检)现用传感技术测定喷泉实验中的压强变化来认识喷泉实验的原理。下列说法正确的是( )
A.制取氨气时烧瓶中的固体常用CaO或CaCl2
B.将湿润的蓝色石蕊试纸置于瓶口c,试纸变红,说明NH3已经集满
C.关闭a,用单孔塞(插有吸入水的胶头滴管)塞紧瓶口c,打开b,完成喷泉实验,电脑绘制三颈瓶内压强变化曲线如图2所示,则E点时喷泉最剧烈
D.工业上若出现液氨泄漏,喷稀盐酸比喷洒NaHCO3溶液处理效果好
答案 D CaO能与水反应,使c(OH-)增大,同时放出大量的热,促进NH3的逸出,而CaCl2为中性的盐,能够溶于水,热量变化很小,与水不反应,对氨气的逸出几乎没有影响,A项错误;NH3和H2O反应生成NH3·H2O,NH3·H2O电离出OH-而导致氨水呈碱性,检验三颈瓶集满NH3的方法是将湿润的红色石蕊试纸靠近瓶口c,试纸变蓝,证明NH3已集满,B项错误;三颈瓶内气体压强与外界大气压强之差越大,其反应速率越快,C点时三颈瓶内压强最小,外界大气压强不变,所以C点时外界大气压强和三颈瓶内压强差最大,则C点时喷泉最剧烈,C项错误;盐酸显酸性,NaHCO3溶液显碱性,氨水显碱性,NH3在酸性溶液中的吸收效率高于在碱性溶液中的吸收效率,D项正确。
5.某同学仿照“喷泉”实验的原理,在实验室做了一个“喷烟”实验,如图所示。他在甲、乙两个烧瓶中分别充入X、Y两种无色气体,在胶头滴管中盛有含酚酞的NaOH溶液,实验时将胶头滴管内的液体挤入甲烧瓶内,然后打开止水夹,便可以看到甲烧瓶中的导管口喷出白色的烟,同时甲烧瓶中的溶液颜色逐渐变浅。若已知X、Y是HCl、NH3、Cl2、O2、CH4、SO2、NO气体中的两种,则下列判断中正确的是( )
A.X是NH3,Y是HCl B.X是Cl2,Y是NH3
C.X是SO2,Y是O2 D.X是NO,Y是O2
答案 A 根据题给信息,能产生白烟的是HCl和NH3或Cl2和NH3,再根据题中信息“甲烧瓶中的溶液颜色逐渐变浅”可知X是NH3,Y是HCl,故A项正确。
题组三 铵盐及铵根离子的检验
6.下列说法不正确的是( )
A.凡是铵盐均能与苛性钠共热产生氨气
B.碳酸氢铵受热分解产生的气体用碱石灰干燥后可得到纯净的氨气
C.氨气溶于水后,在水溶液中主要以铵根离子形式存在
D.在一定条件下氨可以分解生成氮气和氢气
答案 C NH3溶于水后,在水溶液中主要以NH3·H2O形式存在。
7.下列说法中正确的是( )
A.所有铵盐受热均可以分解,产物均有NH3
B.所有铵盐都易溶于水,所有铵盐中的N均呈-3价
C.NH4Cl溶液中加入NaOH浓溶液共热时反应的离子方程式为NH4++OH-NH3↑+H2O
D.NH4Cl和NaCl的固体混合物可用升华法分离
答案 C 硝酸铵分解可能不生成氨气,A错误;铵盐都易溶于水,不是所有铵盐中的N均呈-3价,如硝酸铵中硝酸根离子中氮元素呈+5价,B错误;氯化铵受热分解为氨气和氯化氢,但是氯化钠受热不分解,NH4Cl和NaCl的固体混合物可用加热法分离,但不是升华法,D错误。
1.(2020课标Ⅲ,10,6分)喷泉实验装置如图所示。应用下列各组气体—溶液,能出现喷泉现象的是( )
答案 B 本题中喷泉实验的原理是使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差,利用大气压将烧瓶下面烧杯中的液体压入烧瓶内,在尖嘴导管口处形成喷泉。A项,H2S气体不易溶于稀盐酸,烧瓶内外不能形成压强差,故不能形成喷泉,错误;B项,HCl极易溶于水,能与稀氨水迅速反应,使烧瓶内外形成较大的压强差,故可以形成喷泉,正确;C项,NO难溶于水,不能与稀硫酸反应,烧瓶内外不能形成压强差,故不能形成喷泉,错误;D项,CO2不溶于饱和碳酸氢钠溶液且不能与饱和碳酸氢钠溶液反应,烧瓶内外不能形成压强差,故不能形成喷泉,错误。
2.(2020江苏单科,7,2分)下列指定反应的离子方程式正确的是( )
A.Cl2通入水中制氯水:Cl2+H2O2H++Cl-+ClO-
B.NO2通入水中制硝酸:2NO2+H2O2H++NO3-+NO
·L-1NaAlO2溶液中通入过量CO2:AlO2-+CO2+2H2OAl(OH)3↓+HCO3-
·L-1AgNO3溶液中加入过量浓氨水:Ag++NH3+H2OAgOH↓+NH4+
答案 C A项,HClO是弱酸,在离子方程式中不能拆成离子形式,错误;B项,离子方程式配平错误,正确的离子方程式为3NO2+H2O2H++2NO3-+NO,错误;C项,CO2过量时产物为NaHCO3,且方程式已配平,正确;D项,AgNO3溶液中加入过量氨水,最终生成[Ag(NH3)2]+,离子方程式为Ag++2NH3·H2O[Ag(NH3)2]++2H2O,错误。
3.(2020北京,9,3分)硫酸盐(含SO42-、HSO4-)气溶胶是PM2.5的成分之一。近期科研人员提出了雾霾微颗粒中硫酸盐生成的转化机理,其主要过程示意图如下:
下列说法不正确的是( )
A.该过程有H2O参与
B.NO2是生成硫酸盐的氧化剂
C.硫酸盐气溶胶呈酸性
D.该过程没有生成硫氧键
答案 D A项,观察题给示意图,注意图中物质的反应关系,SO32-+NO2SO3-+NO2-过程中有H2O参与,正确;B项,反应过程中,NO2中N元素化合价降低,生成HNO2,故NO2是生成硫酸盐的氧化剂,正确;C项,硫酸盐气溶胶中含有SO42-和HSO4-,HSO4-易电离产生H+和SO42-,故硫酸盐气溶胶呈酸性,正确;D项,SO32-最终转化为HSO4-,转化过程中有硫氧键形成,错误。
A组 基础达标
1.下列关于自然界中氮循环(如图所示)的说法不正确的是( )
A.人工固氮可以得到硝酸盐
B.雷电作用可将氮气直接转化为铵盐
C.细菌对氮元素的循环有重要作用
D.亚硝酸盐转化为硝酸盐的过程中,氮元素被氧化
答案 B 雷电时氮气和氧气反应生成一氧化氮,一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮,二氧化氮和水反应生成硝酸,不能直接得到铵盐,B项错误。
2.(2020重庆万州质检)下列关于硝酸的叙述中正确的是( )
A.稀硝酸是弱酸,浓硝酸是强酸
B.铜与浓硝酸和稀硝酸都能发生反应生成二氧化氮
C.浓硝酸能使紫色石蕊溶液先变红后褪色
D.稀硝酸与活泼金属反应放出氢气
答案 C 硝酸不论浓稀都是强酸,A不正确;铜与稀硝酸反应生成NO,B不正确;浓硝酸显酸性,还具有强氧化性,因此浓硝酸能使紫色石蕊溶液先变红后褪色,C正确;硝酸是氧化性酸与活泼金属反应不会放出氢气,D不正确。
3.(2020河南联考)如下图,利用培养皿探究氨的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水,立即用另一表面皿倒扣在上面。下表中对实验现象所做的解释正确的是( )
答案 A NH3能与HCl发生化合反应,生成NH4Cl白色固体,A项正确;NH3也能与H2SO4发生化合反应,生成(NH4)2SO4,B项错误;NH3与氯化物溶液反应生成氢氧化物沉淀,该氯化物可以是氯化铝、氯化镁,C项错误;NH3溶于水生成NH3·H2O,NH3·H2O属于碱,NH3不属于碱,D项错误。
4.(2020陕西西安模拟)NH3是一种重要的化工原料,可以制备一系列物质(如下图所示)。下列说法中正确的是( )
A.NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥
B.NH4Cl、HNO3和Na2CO3受热时都易分解
C.NH3和NO2在一定条件下可发生氧化还原反应
D.图中所涉及的盐类物质均可发生水解
答案 C A项,NaHCO3不能用作化肥;B项,Na2CO3受热时不易分解;C项,NH3和NO2在一定条件下可发生反应:8NH3+6NO27N2+12H2O,属于氧化还原反应;D项,NaCl不能水解。
5.(2020河北保定月考)下列反应的离子方程式表示正确的是( )
A.向Fe(NO3)2稀溶液中加入盐酸:3Fe2++4H++NO3-3Fe3++NO↑+2H2O
B.铜片与浓硝酸:Cu+NO3-+4H+Cu2++NO↑+2H2O
C.氯化铵浓溶液与浓NaOH溶液混合后加热:NH4++OH-NH3·H2O
D.碳酸氢铵溶液与足量的NaOH溶液混合后加热:NH4++OH-NH3+H2O
答案 A B项应为Cu+4H++2NO3-Cu2++2NO2↑+2H2O,错误;C项应为NH4++OH-NH3↑+H2O,错误;D项中HCO3-也参与反应,错误。
6.(2019山东济宁一模)依据下图中氮元素及其化合物的转化关系,判断下列说法中不正确的是( )
A.X是N2O5
B.可用排空气法收集NO气体
C.工业上以NH3、空气、水为原料生产硝酸
D.从原理上看,NH3可与NO2反应实现NH3→N2的转化
答案 B NO遇空气中的氧气被氧化为NO2,不可用排空气法收集NO气体,故B错误。
7.(2020湖南常德模拟)下列做法可以防止环境污染的是( )
①实验室收集氨气采用图甲所示装置
②实验室做氯气与钠的反应实验时采用图乙所示装置
③实验室用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水做氨气与酸生成铵盐的实验
④实验室采用图丙所示装置进行铜与稀硝酸的反应
A.②③④ B.①②③ C.①②④ D.①③④
答案 C ①实验室收集氨气采用题图甲所示装置,在制备的过程中用滴有酚酞的水吸收逸出的氨气,防止污染环境,符合要求;②实验室做氯气与钠的反应实验时采用题图乙所示装置,浸有碱液的棉球可以吸收多余的氯气,防止污染环境,符合要求;③实验室用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水做氨气与酸生成铵盐的实验,挥发的氯化氢和氨气会污染大气,因此不符合要求;④实验室采用题图丙所示装置进行铜与稀硝酸的反应,生成的氮的氧化物及时收集在气球中,防止污染环境,符合要求。综上所述,①②④符合要求。
8.如图所示,相同条件下,两个容积相同的试管分别装满NO2和NO气体,分别倒置于水槽中,然后通过导管缓慢通入氧气,边通边慢慢摇动试管,直到两个试管内充满液体。假设试管内的溶质不向水槽中扩散,则两个试管内溶液中溶质的物质的量浓度之比为( )
A.1∶1 B.5∶7 C.7∶5 D.4∶3
答案 A 4NO2+O2+2H2O4HNO3、4NO+3O2+2H2O4HNO3,V(NO2)=V(NO),n(NO2)=n(NO),则生成的HNO3物质的量相等,溶液的体积也相同,故两个试管内溶液中溶质的物质的量浓度相等。
9.(2020广西桂林高三测试)下列图像表示铁跟一定量硝酸反应时,铁和硝酸铁物质的量(ml)之间的关系,其中正确的是( )
答案 B 硝酸与铁反应时,随着铁的物质的量的增加,先后发生下列反应:4HNO3(稀)+FeFe(NO3)3+NO↑+2H2O[或6HNO3(浓)+FeFe(NO3)3+3NO2↑+3H2O],2Fe(NO3)3+Fe3Fe(NO3)2,则生成Fe(NO3)3消耗的Fe与还原Fe(NO3)3为Fe(NO3)2消耗的Fe的物质的量之比为2∶1,故B正确。
10.(2020吉林通化月考)某化学兴趣小组利用如下装置制取氨气并探究氨气的有关性质。
甲
(1)图甲中,仪器A的名称是 ,A中盛放的固体是 。
(2)已知单质B是空气中含量最多的成分,则玻璃管中发生反应的化学方程式为 。
(3)C装置的作用是 。
(4)若按如图乙所示装置进行探究NH3性质实验。
乙
①先打开旋塞1,B瓶中的现象是 ,原因是 ,稳定后,关闭旋塞1。
②再打开旋塞2,B瓶中的现象是 。
答案 (1)圆底烧瓶 碱石灰或CaO(合理答案均可)
(2)3CuO+2NH3N2+3Cu+3H2O
(3)作安全瓶,防倒吸
(4)①产生白烟 打开旋塞1,氯化氢与氨气混合反应生成了白色氯化铵固体小颗粒,形成白烟 ②烧杯中的石蕊水溶液会倒流进入B瓶中,形成红色溶液
解析 (2)空气中含量最多的成分是N2,所以玻璃管中发生的是NH3还原CuO生成N2、Cu和H2O的反应:3CuO+2NH3N2+3Cu+3H2O。(3)因为NH3极易溶于水,所以C装置是防倒吸的安全瓶。(4)①打开旋塞1,HCl与NH3反应生成NH4Cl固体小颗粒,所以B瓶中会出现白烟。②HCl过量,溶于石蕊水溶液中使溶液呈酸性,故溶液变红。
B组 综合提升
11.amlFeS与bmlFeO投入到VLcml/L的硝酸溶液中充分反应,产生NO气体,所得澄清溶液可看作是Fe(NO3)3、H2SO4的混合液,则反应中未被还原的硝酸可能为( )
①(a+b)×63g ②(a+b)×189g ③(a+b)ml
④Vc-9a+b3ml
A.①④ B.②③ C.①③ D.②④
答案 D 反应中硝酸分两部分参加反应,即硝酸的总量=被还原的硝酸的量+未被还原的硝酸的量,由铁原子守恒和氮原子守恒可知n(未被还原的硝酸)=3n[Fe(NO3)3],m(未被还原的硝酸)=(a+b)×3×63g=(a+b)×189g;由得失电子守恒可以求出被还原的硝酸的物质的量:a×[(+3)-(+2)]ml+a×[(+6)-(-2)]ml+b×[(+3)-(+2)]ml=n(被还原的硝酸)×[(+5)-(+2)],n(被还原的硝酸)=9a+b3ml,n(未被还原的硝酸)=n(总硝酸)-n(被还原的硝酸)=[Vc-9a+b3]ml,因此D选项正确。
12.(2020安徽安庆模拟)甲、乙两同学用如图所示装置进行实验,探究硝酸与铁反应的产物。
已知:ⅰ.在浓硝酸和活泼金属反应过程中,随着硝酸浓度的降低,其生成的产物有+4、+2、-3价等氮的化合物。
ⅱ.FeSO4+NOFe(NO)SO4(棕色) ΔH<0。
ⅲ.NO2和NO都能被KMnO4氧化吸收。
甲的实验操作和现象记录如下:
请回答下列问题:
(1)滴入浓硝酸加热前没有明显现象的原因是 。
(2)检验是否生成-3价氮的化合物,应进行的实验操作是 。
(3)甲同学取少量B中溶液,加热,实验现象是 。
请用平衡移动原理解释原因: 。甲同学依据该现象得出的结论是A中有NO生成。
(4)乙同学认为甲同学得出A中有NO生成的证据不足。为获取充足的证据,乙同学仍采用该装置和操作进行对照实验,乙同学做出的改变是 ,证明有NO生成的实验现象是 。
答案 (1)常温时,铁遇浓硝酸在其表面形成致密氧化膜,阻止反应进一步发生(或钝化)
(2)取少量反应后A中溶液于试管中,向其中加入足量浓NaOH溶液,加热,用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,若试纸变蓝,则A中生成了NH4+
(3)棕色溶液颜色变浅(或变为浅绿色),有无色气体逸出,且在空气中变为红棕色 FeSO4+NOFe(NO)SO4(棕色) ΔH<0,正反应为放热反应,加热后,平衡向逆反应方向移动
(4)将浓硝酸换成稀硝酸 A中没有红棕色气体生成,B中溶液变为棕色
解析 (2)-3价氮的化合物是NH3或铵盐,而此反应的环境呈酸性,故-3价氮的化合物应是硝酸铵,可利用NH4+与OH-共热产生NH3,利用NH3的性质检验。(3)B中发生反应FeSO4+NOFe(NO)SO4(棕色),加热后,平衡逆向移动,无色气体NO逸出,在空气中变为红棕色,而溶液颜色变浅或变为浅绿色。(4)NO2与水反应生成NO,故可把浓硝酸换成稀硝酸,若A中无红棕色气体生成,但B中溶液变为棕色,可证明A中有NO生成。
考试要点
核心素养
1.了解氮单质及其重要化合物的制备方法。
2.掌握氮单质及其重要化合物的主要性质及其应用。
3.了解氮单质及其重要化合物对环境的影响。
1.宏观辨识与微观探析:能从不同层次认识氮及其化合物的主要性质及应用;从氮的化合价变化角度认识氮及其化合物之间的反应原理及转化条件。
2.科学探究与创新意识:从不同的角度探究氨气、氮的氧化物、硝酸的主要性质和制备方案,并进行实验验证。
3.科学精神与社会责任:关注NO、NO2的污染,保护环境。
NO
NO2
物理性质
颜色
⑩ 无色
红棕色
毒性
有毒
有毒
溶解性
不 溶于水
易 溶于水
与O2或H2O反应
2NO+O22NO2
3NO2+H2O2HNO3+NO
制备
Cu与稀硝酸反应
Cu与浓硝酸反应
收集方法
排水法
向上排空气法
与人体、环境的关系
a.与 血红蛋白 结合,使人中毒
b.转化生成NO2,形成酸雨、光化学烟雾等
形成酸雨、 光化学烟雾、破坏臭氧层 等
电子式
密度
气味
水溶性
比空气 小
强烈刺激性气味
极易 溶于水(约1∶700)
实验1
实验2
①③中溶液呈蓝色,试管口有红棕色气体产生
⑥中溶液呈蓝色,试管口有红棕色气体产生
选项
a(干燥气体)
b(液体)
A
Cl2
饱和NaOH溶液
B
SO2
4ml/LNaOH溶液
C
NO2
水
D
NH3
1ml/L盐酸
气体
HCl
NH3
CO2、Cl2、SO2、H2S
NO2
NO、O2(4∶3)
NO2、O2(4∶1)
吸收剂
水、NaOH溶液
水
NaOH溶液
水
水
水
选项
①中的物质
②中的物质
预测①的现象
A
淀粉-KI溶液
浓硝酸
无明显变化
B
酚酞溶液
浓盐酸
无明显变化
C
MgCl2溶液
浓氨水
有白色沉淀
D
湿润红纸条
饱和氯水
红纸条褪色
气体
溶液
A
H2S
稀盐酸
B
HCl
稀氨水
C
NO
稀H2SO4
D
CO2
饱和NaHCO3溶液
选项
实验现象
解释
A
浓盐酸附近产生白烟
NH3与浓盐酸挥发出的HCl气体反应产生了NH4Cl固体
B
浓硫酸附近无明显现象
NH3与浓硫酸不发生反应
C
氯化物溶液变浑浊
该溶液一定是AlCl3溶液
D
干燥红色石蕊试纸不变色,湿润红色石蕊试纸变蓝
NH3是一种可溶性碱
实验操作
实验现象
打开弹簧夹,通入一段时间CO2,关闭弹簧夹
—
打开分液漏斗活塞,将浓硝酸缓慢滴入三颈烧瓶中,关闭活塞
无明显现象
加热三颈烧瓶,反应开始后停止加热
①A中有红棕色气体产生,一段时间后,气体颜色逐渐变浅,B中溶液呈棕色,C中溶液紫色变浅;
②反应停止后,A中无固体剩余
一、氮及其氧化物的性质及应用
1.氮元素在自然界中的存在形态及氮的固定
2.氮气
(1)结构
分子式:N2;
电子式:② ∶N︙︙N∶ ;
结构式:③ 。
(2)性质:
写出有关化学方程式:
ⅰ.④ 3Mg+N2Mg3N2 ,N2表现⑤ 氧化 性。
ⅱ.⑥ N2+3H22NH3 ,N2表现⑦ 氧化 性。
ⅲ.⑧ N2+O22NO ,N2表现⑨ 还原 性。
3.氮的氧化物
(1)氮有多种氧化物:N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等,其中属于酸性氧化物的是N2O3、N2O5。
(2)NO和NO2的比较
二、硝酸的重要性质及应用
1.物理性质
硝酸是无色易挥发的液体,有刺激性气味。
2.化学性质
(1)不稳定性
反应的化学方程式: 4HNO32H2O+4NO2↑+O2↑ 。
(2)强氧化性
浓硝酸和稀硝酸都有强氧化性,而且浓度越大氧化性越强。
a.与金属反应
稀硝酸与铜反应的化学方程式: 3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 。
浓硝酸与铜反应的化学方程式: Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 。
b.与非金属反应
浓硝酸与C反应的化学方程式: C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O 。
c.与还原性化合物反应
硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2+等还原性物质。如稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式: 3Fe2++4H++NO3-3Fe3++NO↑+2H2O 。
(3)与有机物反应
a.硝化反应(与苯反应)
+HNO3+H2O
b.颜色反应:含苯环的蛋白质遇到浓硝酸时变成 黄 色。
三、氨和铵盐的性质及应用
1.氨的结构与性质
(1)结构与物理性质
(2)氨的化学性质
2.氨气的实验室制法
3.铵盐及NH4+的检验
(1)构成:由 NH4+ 和酸根离子构成。
(2)物理性质: 白 色或无色晶体,都能溶于水。
(3)化学性质
a.不稳定性
NH4Cl受热分解: NH4ClNH3↑+HCl↑ 。
NH4HCO3受热分解: NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O 。
b.与强碱反应
在稀溶液中不加热: NH4++OH-NH3·H2O 。
加热或浓溶液: NH4++OH-NH3↑+H2O 。
(4)NH4+的检验
1.易错易混辨析(正确的画“√”,错误的画“✕”)。
(1)氮元素有负化合价、正化合价和零价,一定条件下,N2既能与氧气反应,又能与H2反应( )
(2)氮的氧化物和硫的氧化物既是形成光化学烟雾的主要物质,又是形成酸雨的主要物质( )
(3)N2与O2在放电条件下直接化合成NO2( )
(4)常温下,铁、铝在浓硝酸中的钝化为化学变化( )
(5)浓硝酸在光照条件下久置会变黄( )
(6)浓硝酸与铜反应生成二氧化氮,稀硝酸与铜反应生成一氧化氮,故浓硝酸的氧化性比稀硝酸的弱( )
(7)硝酸与金属的氧化物反应时只表现酸性( )
(8)氨气能使湿润的蓝色石蕊试纸变红( )
(9)氨遇到浓盐酸、浓硫酸都会发生反应,产生白烟( )
(10)可以加热分解氯化铵制备氨气( )
答案 (1)√ (2)✕ (3)✕ (4)√ (5)√ (6)✕ (7)✕ (8)✕ (9)✕ (10)✕
2.某同学记录了有关硝酸的事实,你知道这些事实分别表现了硝酸的哪些性质吗?用“氧化性”“酸性”“不稳定性”“挥发性”填空,并写出有关反应方程式。
(1)久置的硝酸变黄:性质 ,有关反应方程式为 。
(2)铝制、铁制容器常温下可盛浓硝酸:性质 。
(3)铜片放入在稀硝酸中,溶液变为蓝色,产生无色气体:性质 ,有关反应方程式为 。
(4)碳单质放入热的浓硝酸中产生大量的红棕色气体:性质 ,有关反应方程式为 。
(5)浓硝酸敞口放置在空气中,质量会减少:性质 。
答案 (1)不稳定性 4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O (2)氧化性 (3)氧化性、酸性 3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O (4)氧化性 C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O (5)挥发性
3.氨水中存在的三个平衡: 、 、 。根据上述平衡分析氨水中存在的粒子有 。
答案 NH3+H2ONH3·H2O
NH3·H2ONH4++OH-
H2OH++OH-
NH3、NH3·H2O、H2O、NH4+、OH-、H+
4.用湿润的淀粉-KI试纸能否鉴别Br2(g)和NO2(g),如何鉴别?
答案 用湿润的淀粉-KI试纸不能鉴别Br2(g)和NO2(g),两者均有氧化性,能将KI氧化成I2,使淀粉试纸变蓝。鉴别Br2(g)和NO2(g)的方法是将气体通入硝酸酸化的硝酸银溶液中,产生黄色沉淀是Br2(g)。
考点一 氮及其氧化物的性质及应用
◆典例探究
例 常温下将盛有10mLNO2和10mLNO的混合气体的试管倒立于水槽中并向其中通入O2,一段时间后,试管内还剩余2mL气体,则通入O2的体积可能为( )
A.8mL
C.10mL
答案 B ①当剩余的气体为O2时,说明10mLNO2和10mLNO完全反应生成硝酸,则:
4NO2 + O2+2H2O4HNO3
4 1
10mL 2.5mL
4NO + 3O2+2H2O4HNO3
4 3
10mL 7.5mL
所以通入的氧气的体积为2.5mL+7.5mL+2mL=12mL。
②当剩余的气体为NO时,可以认为10mLNO2完全反应生成硝酸,10mLNO中剩余2mL,有8mL转化成硝酸,则:
4NO2 + O2+2H2O4HNO3
4 1
10mL 2.5mL
4NO + 3O2+2H2O4HNO3
4 3
8mL 6mL
所以通入的氧气的体积为2.5mL+6mL=8.5mL,B正确。
名师点拨
氮氧化物溶于水的问题分析
无论是单一气体(NO2),还是NO、NO2、O2中的两者或三者的混合气体,反应的实质是3NO2+H2O2HNO3+NO,2NO+O22NO2,故若有气体剩余只能是NO或O2,不可能是NO2。
(1)若NO和O2通入水中,则总关系式为4NO+3O2+2H2O4HNO3(4∶3)。
(2)若NO2和O2通入水中,则总关系式为4NO2+O2+2H2O4HNO3(4∶1)。
◆题组训练
题组一 氮循环及氮元素在自然界中的存在形态
1.属于人工固氮的是( )
A.分离液态空气制氮气
B.闪电时N2转化为NO
C.工业合成氨
D.豆科作物根瘤菌将N2转化为NH3
答案 C
2.(2020山东济南月考)氮元素在海洋中的循环,是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程如图所示,下列关于海洋氮循环的说法中正确的是( )
A.海洋中不存在游离态的氮
B.②中的含氮物质转化属于氮的固定
C.④中的含氮物质转化属于氮的还原
D.向海洋中排放含NO3-的废水不会影响NH4+的含量
答案 B 根据题图,海水中存在氮气,A错误;②中氮气转化为NH4+(含氮化合物),属于氮的固定,B正确;④中NH4+转化为NO2-或N2O,化合价升高,属于氮的氧化反应,C错误;根据题图,NO3-能转化为NO2-,NO2-转为氮气,氮气转化为NH4+,故向海水中排放NO3-会造成NH4+浓度增大,D错误。
题组二 氮的氧化物的性质
3.下列关于氮的氧化物的说法中,正确的是( )
A.氮的氧化物都是酸性氧化物
B.氮的氧化物都既有氧化性,又有还原性
C.NO2与H2O反应生成HNO3,所以NO2是酸性氧化物
D.NO和NO2均有毒
答案 D NO、NO2等不是酸性氧化物,A项错误;N2O5中氮元素为最高价,只有氧化性,B项错误;虽然NO2与H2O反应生成HNO3,但是N的化合价发生了变化,故NO2不是酸性氧化物,C项错误;一氧化氮和二氧化氮都有毒,D项正确。
4.把少量NO2气体通入过量小苏打溶液中,再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管,最后收集到的气体是( )
A.氧气 B.二氧化氮
C.二氧化氮和氧气 D.二氧化氮和一氧化氮
答案 C 假设3mlNO2和水反应生成2ml硝酸和1mlNO,2ml硝酸和小苏打反应生成2ml二氧化碳,2mlCO2和过氧化钠反应生成1mlO2,1mlNO和0.5mlO2反应生成1mlNO2,剩余气体有NO2和氧气,C正确。
题组三 二氧化氮与水反应的相关计算
5.(2020贵州贵阳模拟)同温同压下,在3支相同体积的试管中分别充有等体积混合的2种气体,它们是①NO和NO2,②NO2和O2,③NH3和N2。将3支试管均倒置于盛水的水槽中,充分反应后,试管中剩余气体的体积分别为V1、V2、V3,则下列关系正确的是( )
A.V1>V2>V3 B.V1>V3>V2
C.V2>V3>V1 D.V3>V1>V2
答案 B 设各种气体的体积都为1体积。①根据3NO2+H2O2HNO3+NO,即剩余NO的体积V1=(1+13)体积;②根据4NO2+O2+2H2O4HNO3,即剩余O2的体积V2=(1-14)体积;③剩余N2的体积V3=1体积。
6.将充有mmlNO和nmlNO2气体的试管倒立于水槽中,然后通入mmlO2,若已知n>m,则充分反应后,试管中的气体在同温同压下的体积为( )
A.(4n-1)/2 B.(n-m)/3
C.(3m+n)/3 D.3(n-m)
答案 B 根据3NO2+H2O2HNO3+NO可知,nmlNO2气体反应后生成n3mlNO气体,再根据4NO+3O2+2H2O4HNO3得m+n3m>43,则NO过量,故剩余的是NO,体积为(m+n3)-4m3=n-m3,B项正确。
题组四 氮氧化物对环境的影响
7.下列气体过量排放不会导致酸雨形成的是( )
A.SO2 B.CO2 C.NO2 D.NO
答案 B 二氧化硫、氮氧化物等是形成酸雨的重要物质,CO2的大量排放会加剧“温室效应”,不会导致酸雨的形成,B正确。
8.下列说法符合“绿色化学”思想的是( )
A.对工业生产硝酸产生的废气、废水进行严格处理
B.利用根瘤菌固氮以减少氮肥生产厂
C.实验室制备NO2时在通风橱内进行
D.建设“花园式工厂”
答案 B 对废气、废水严格处理是补救措施,没有从源头上减少或消除污染,A项错误;利用根瘤菌固氮减少氮肥生产厂,从源头上减少了污染物的排放,B项正确;实验室制备NO2时在通风橱内进行并不能减轻对大气的污染,C项错误;“花园式工厂”只是对工厂环境的美化,没有从源头上减少或消除污染,D项错误。
考点二 硝酸的重要性质及应用
◆典例探究
例 对于1LH2SO4和HNO3的混合溶液,若H2SO4和HNO3物质的量浓度存在如下关系:c(H2SO4)+c(HNO3)=1.2ml·L-1,理论上最多能溶解铜的物质的量为( )
答案 B 稀硫酸与铜不发生反应,但能提供氢离子,硝酸与铜发生反应可生成硝酸铜,NO3-与硫酸提供的H+可以继续与铜发生反应,反应的离子方程式为3Cu+2NO3-+8H+3Cu2++2NO↑+4H2O,NO3-的物质的量浓度与H+的物质的量浓度之比为1∶4时,溶解的铜最多,设硫酸的物质的量为x,硝酸的物质的量为y,则x+y=1.2ml,y∶(2x+y)=1∶4,解得x=0.72ml,y=0.48ml,
设参加反应的铜的最大物质的量是z。
3Cu+2NO3-+8H+3Cu2++2NO↑+4H2O
3 2
z 0.48ml
解得z=0.72ml,即理论上最多能溶解铜的物质的量为0.72ml。
名师点拨
◆题组训练
题组一 硝酸的物理性质与化学性质
1.(2020山东济宁模拟)下列关于浓硝酸和浓硫酸的叙述中,正确的是( )
A.常温下都用铜制容器贮存
B.露置在空气中,容器内酸液的质量都减轻
C.常温下都能与铜较快反应
D.露置在空气中,容器内酸液的浓度都降低
答案 D Cu与浓HNO3可在常温下反应,Cu与浓H2SO4需要加热才能反应,故浓HNO3不能用铜制容器贮存,A、C两项错误;将二者都露置在空气中,硝酸挥发,浓H2SO4吸收空气中的水分,故酸液的浓度都降低,但酸液的质量变化不同,浓HNO3减轻,浓H2SO4增重,B项错误,D项正确。
2.(2020江西南昌模拟)某同学进行有关铜、硝酸、硫酸化学性质的实验,实验过程如图所示:
下列说法错误的是( )
A.稀硝酸一定被还原为NO2
B.②中溶液存在:2c(Cu2+)+c(H+)=c(NO3-)+c(OH-)
C.由上述实验得出结论:常温下,Cu可与稀硝酸反应,不能与稀硫酸反应
D.③⑥中反应的离子方程式:3Cu+2NO3-+8H+3Cu2++2NO↑+4H2O
答案 A 稀硝酸与铜发生反应3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,生成的硝酸铜溶液呈蓝色,试管口NO被空气中的O2氧化生成红棕色的二氧化氮,但硝酸被还原生成NO,故A错误。
题组二 金属与硝酸的计算
3.(2020广东广州模拟)7.2g铜和铁的合金完全溶于稀硝酸,若反应中硝酸被还原只产生NO气体,在反应后的溶液中加入足量的氢氧化钠溶液,最终生成12.3g沉淀。则在标准状况下产生的NO气体的体积为( )
答案 B 两种金属单质最终生成氢氧化物时增加的质量实际上是OH-的质量,OH-的物质的量与金属跟硝酸反应时失去的电子的物质的量相等,即n(e-)=n(OH-)=(12.3g-7.2g)÷17g/ml=0.3ml,根据HNO3NO可知,n(NO)=0.1ml,NO在标准状况下的体积为2.24L。
4.某稀溶液中含有4mlKNO3和2.5mlH2SO4,向其中加入1.5mlFe,充分反应(已知NO3-被还原为NO)。下列说法正确的是( )
A.反应后生成NO的体积为28L
B.所得溶液中c(Fe2+)∶c(Fe3+)=1∶1
C.所得溶液中c(NO3-)=2.75ml·L-1
D.所得溶液中的溶质只有FeSO4
答案 B A项,未指明是标准状况,无法计算NO的体积;C项,未指明溶液的体积,无法计算浓度;D项,K+不会参与反应,因而溶质中必定有K2SO4;B项,首先考虑酸性条件Fe被氧化为Fe3+,进行计算,H+不足,按H+完全反应计算消耗Fe和NO3-的物质的量:
Fe + NO3- + 4H+Fe3++NO↑+2H2O
1.25ml 1.25ml 5ml 1.25ml
剩余的Fe(1.5ml-1.25ml=0.25ml)再被Fe3+氧化:
Fe + 2Fe3+3Fe2+
0.25ml 0.5ml 0.75ml
则剩余n(Fe3+)=1.25ml-0.5ml=0.75ml,则反应后溶液中n(Fe2+)=n(Fe3+)=0.75ml,故B正确。
考点三 氨和铵盐的性质及应用
◆典例探究
例 在如图所示的装置中,烧瓶中充满干燥气体a,将滴管中的液体b挤入烧瓶内,轻轻振荡烧瓶,然后打开弹簧夹f,烧杯中的液体b呈喷泉状喷出,最终几乎充满烧瓶。则a和b不满足题目要求的是( )
答案 C 二氧化氮和水反应生成硝酸和NO,NO难溶于水,所以液体不能充满烧瓶,C错误。
名师点拨
喷泉实验的原理及应用
(1)喷泉实验的原理
使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差,利用大气压将烧瓶下面烧杯或锥形瓶中的液体压入烧瓶内,在尖嘴导管口形成喷泉。
(2)形成喷泉的类型
下面是几种常见的能形成喷泉的气体和液体
(3)引发喷泉的几种方法
①使烧瓶内的气体迅速溶于水或某种溶液中。
②使烧瓶内气体温度降低,从而使气压减小。
③使锥形瓶中待喷液体液面上的气压增大。
◆题组训练
题组一 氨气的性质和制取
1.下列现象不能用于检验NH3的是( )
A.气体遇浓盐酸产生白烟
B.气体使湿润的蓝色石蕊试纸变红
C.气体通入酚酞溶液中,溶液变红
D.气体使湿润的红色石蕊试纸变蓝
答案 B 氨气和水反应产生碱,碱电离产生氢氧根离子,使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
2.(2020北京四中模拟)用如图所示装置进行下列实验,实验结果与预测的现象不一致的是( )
答案 A 浓硝酸具有挥发性,挥发出的硝酸具有强氧化性,进入淀粉-KI溶液,可以将KI氧化为I2,I2遇淀粉变蓝,故A项符合题意。
3.(2020湖北黄山模拟)下列制取NH3并验证其还原性、收集并进行尾气处理的装置和原理均正确的是( )
答案 B 氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢,但在试管口又重新化合生成氯化铵,得不到氨气,A项错误;氨气具有还原性,氯气具有强氧化性,二者能发生氧化还原反应,又因为氨气的密度比空气的小,氯气的密度比空气的大,所以长管通入NH3,短管通入Cl2,可以使其充分反应,装置和原理均正确,B项正确;氨气的密度比空气的小,采用向下排空气法收集,即收集时应该是短管进、长管出,C项错误;氨气极易溶于水,倒置的漏斗插入水中,不能防倒吸,D项错误。
题组二 喷泉实验
4.(2020浙江诸暨中学质检)现用传感技术测定喷泉实验中的压强变化来认识喷泉实验的原理。下列说法正确的是( )
A.制取氨气时烧瓶中的固体常用CaO或CaCl2
B.将湿润的蓝色石蕊试纸置于瓶口c,试纸变红,说明NH3已经集满
C.关闭a,用单孔塞(插有吸入水的胶头滴管)塞紧瓶口c,打开b,完成喷泉实验,电脑绘制三颈瓶内压强变化曲线如图2所示,则E点时喷泉最剧烈
D.工业上若出现液氨泄漏,喷稀盐酸比喷洒NaHCO3溶液处理效果好
答案 D CaO能与水反应,使c(OH-)增大,同时放出大量的热,促进NH3的逸出,而CaCl2为中性的盐,能够溶于水,热量变化很小,与水不反应,对氨气的逸出几乎没有影响,A项错误;NH3和H2O反应生成NH3·H2O,NH3·H2O电离出OH-而导致氨水呈碱性,检验三颈瓶集满NH3的方法是将湿润的红色石蕊试纸靠近瓶口c,试纸变蓝,证明NH3已集满,B项错误;三颈瓶内气体压强与外界大气压强之差越大,其反应速率越快,C点时三颈瓶内压强最小,外界大气压强不变,所以C点时外界大气压强和三颈瓶内压强差最大,则C点时喷泉最剧烈,C项错误;盐酸显酸性,NaHCO3溶液显碱性,氨水显碱性,NH3在酸性溶液中的吸收效率高于在碱性溶液中的吸收效率,D项正确。
5.某同学仿照“喷泉”实验的原理,在实验室做了一个“喷烟”实验,如图所示。他在甲、乙两个烧瓶中分别充入X、Y两种无色气体,在胶头滴管中盛有含酚酞的NaOH溶液,实验时将胶头滴管内的液体挤入甲烧瓶内,然后打开止水夹,便可以看到甲烧瓶中的导管口喷出白色的烟,同时甲烧瓶中的溶液颜色逐渐变浅。若已知X、Y是HCl、NH3、Cl2、O2、CH4、SO2、NO气体中的两种,则下列判断中正确的是( )
A.X是NH3,Y是HCl B.X是Cl2,Y是NH3
C.X是SO2,Y是O2 D.X是NO,Y是O2
答案 A 根据题给信息,能产生白烟的是HCl和NH3或Cl2和NH3,再根据题中信息“甲烧瓶中的溶液颜色逐渐变浅”可知X是NH3,Y是HCl,故A项正确。
题组三 铵盐及铵根离子的检验
6.下列说法不正确的是( )
A.凡是铵盐均能与苛性钠共热产生氨气
B.碳酸氢铵受热分解产生的气体用碱石灰干燥后可得到纯净的氨气
C.氨气溶于水后,在水溶液中主要以铵根离子形式存在
D.在一定条件下氨可以分解生成氮气和氢气
答案 C NH3溶于水后,在水溶液中主要以NH3·H2O形式存在。
7.下列说法中正确的是( )
A.所有铵盐受热均可以分解,产物均有NH3
B.所有铵盐都易溶于水,所有铵盐中的N均呈-3价
C.NH4Cl溶液中加入NaOH浓溶液共热时反应的离子方程式为NH4++OH-NH3↑+H2O
D.NH4Cl和NaCl的固体混合物可用升华法分离
答案 C 硝酸铵分解可能不生成氨气,A错误;铵盐都易溶于水,不是所有铵盐中的N均呈-3价,如硝酸铵中硝酸根离子中氮元素呈+5价,B错误;氯化铵受热分解为氨气和氯化氢,但是氯化钠受热不分解,NH4Cl和NaCl的固体混合物可用加热法分离,但不是升华法,D错误。
1.(2020课标Ⅲ,10,6分)喷泉实验装置如图所示。应用下列各组气体—溶液,能出现喷泉现象的是( )
答案 B 本题中喷泉实验的原理是使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差,利用大气压将烧瓶下面烧杯中的液体压入烧瓶内,在尖嘴导管口处形成喷泉。A项,H2S气体不易溶于稀盐酸,烧瓶内外不能形成压强差,故不能形成喷泉,错误;B项,HCl极易溶于水,能与稀氨水迅速反应,使烧瓶内外形成较大的压强差,故可以形成喷泉,正确;C项,NO难溶于水,不能与稀硫酸反应,烧瓶内外不能形成压强差,故不能形成喷泉,错误;D项,CO2不溶于饱和碳酸氢钠溶液且不能与饱和碳酸氢钠溶液反应,烧瓶内外不能形成压强差,故不能形成喷泉,错误。
2.(2020江苏单科,7,2分)下列指定反应的离子方程式正确的是( )
A.Cl2通入水中制氯水:Cl2+H2O2H++Cl-+ClO-
B.NO2通入水中制硝酸:2NO2+H2O2H++NO3-+NO
·L-1NaAlO2溶液中通入过量CO2:AlO2-+CO2+2H2OAl(OH)3↓+HCO3-
·L-1AgNO3溶液中加入过量浓氨水:Ag++NH3+H2OAgOH↓+NH4+
答案 C A项,HClO是弱酸,在离子方程式中不能拆成离子形式,错误;B项,离子方程式配平错误,正确的离子方程式为3NO2+H2O2H++2NO3-+NO,错误;C项,CO2过量时产物为NaHCO3,且方程式已配平,正确;D项,AgNO3溶液中加入过量氨水,最终生成[Ag(NH3)2]+,离子方程式为Ag++2NH3·H2O[Ag(NH3)2]++2H2O,错误。
3.(2020北京,9,3分)硫酸盐(含SO42-、HSO4-)气溶胶是PM2.5的成分之一。近期科研人员提出了雾霾微颗粒中硫酸盐生成的转化机理,其主要过程示意图如下:
下列说法不正确的是( )
A.该过程有H2O参与
B.NO2是生成硫酸盐的氧化剂
C.硫酸盐气溶胶呈酸性
D.该过程没有生成硫氧键
答案 D A项,观察题给示意图,注意图中物质的反应关系,SO32-+NO2SO3-+NO2-过程中有H2O参与,正确;B项,反应过程中,NO2中N元素化合价降低,生成HNO2,故NO2是生成硫酸盐的氧化剂,正确;C项,硫酸盐气溶胶中含有SO42-和HSO4-,HSO4-易电离产生H+和SO42-,故硫酸盐气溶胶呈酸性,正确;D项,SO32-最终转化为HSO4-,转化过程中有硫氧键形成,错误。
A组 基础达标
1.下列关于自然界中氮循环(如图所示)的说法不正确的是( )
A.人工固氮可以得到硝酸盐
B.雷电作用可将氮气直接转化为铵盐
C.细菌对氮元素的循环有重要作用
D.亚硝酸盐转化为硝酸盐的过程中,氮元素被氧化
答案 B 雷电时氮气和氧气反应生成一氧化氮,一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮,二氧化氮和水反应生成硝酸,不能直接得到铵盐,B项错误。
2.(2020重庆万州质检)下列关于硝酸的叙述中正确的是( )
A.稀硝酸是弱酸,浓硝酸是强酸
B.铜与浓硝酸和稀硝酸都能发生反应生成二氧化氮
C.浓硝酸能使紫色石蕊溶液先变红后褪色
D.稀硝酸与活泼金属反应放出氢气
答案 C 硝酸不论浓稀都是强酸,A不正确;铜与稀硝酸反应生成NO,B不正确;浓硝酸显酸性,还具有强氧化性,因此浓硝酸能使紫色石蕊溶液先变红后褪色,C正确;硝酸是氧化性酸与活泼金属反应不会放出氢气,D不正确。
3.(2020河南联考)如下图,利用培养皿探究氨的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水,立即用另一表面皿倒扣在上面。下表中对实验现象所做的解释正确的是( )
答案 A NH3能与HCl发生化合反应,生成NH4Cl白色固体,A项正确;NH3也能与H2SO4发生化合反应,生成(NH4)2SO4,B项错误;NH3与氯化物溶液反应生成氢氧化物沉淀,该氯化物可以是氯化铝、氯化镁,C项错误;NH3溶于水生成NH3·H2O,NH3·H2O属于碱,NH3不属于碱,D项错误。
4.(2020陕西西安模拟)NH3是一种重要的化工原料,可以制备一系列物质(如下图所示)。下列说法中正确的是( )
A.NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥
B.NH4Cl、HNO3和Na2CO3受热时都易分解
C.NH3和NO2在一定条件下可发生氧化还原反应
D.图中所涉及的盐类物质均可发生水解
答案 C A项,NaHCO3不能用作化肥;B项,Na2CO3受热时不易分解;C项,NH3和NO2在一定条件下可发生反应:8NH3+6NO27N2+12H2O,属于氧化还原反应;D项,NaCl不能水解。
5.(2020河北保定月考)下列反应的离子方程式表示正确的是( )
A.向Fe(NO3)2稀溶液中加入盐酸:3Fe2++4H++NO3-3Fe3++NO↑+2H2O
B.铜片与浓硝酸:Cu+NO3-+4H+Cu2++NO↑+2H2O
C.氯化铵浓溶液与浓NaOH溶液混合后加热:NH4++OH-NH3·H2O
D.碳酸氢铵溶液与足量的NaOH溶液混合后加热:NH4++OH-NH3+H2O
答案 A B项应为Cu+4H++2NO3-Cu2++2NO2↑+2H2O,错误;C项应为NH4++OH-NH3↑+H2O,错误;D项中HCO3-也参与反应,错误。
6.(2019山东济宁一模)依据下图中氮元素及其化合物的转化关系,判断下列说法中不正确的是( )
A.X是N2O5
B.可用排空气法收集NO气体
C.工业上以NH3、空气、水为原料生产硝酸
D.从原理上看,NH3可与NO2反应实现NH3→N2的转化
答案 B NO遇空气中的氧气被氧化为NO2,不可用排空气法收集NO气体,故B错误。
7.(2020湖南常德模拟)下列做法可以防止环境污染的是( )
①实验室收集氨气采用图甲所示装置
②实验室做氯气与钠的反应实验时采用图乙所示装置
③实验室用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水做氨气与酸生成铵盐的实验
④实验室采用图丙所示装置进行铜与稀硝酸的反应
A.②③④ B.①②③ C.①②④ D.①③④
答案 C ①实验室收集氨气采用题图甲所示装置,在制备的过程中用滴有酚酞的水吸收逸出的氨气,防止污染环境,符合要求;②实验室做氯气与钠的反应实验时采用题图乙所示装置,浸有碱液的棉球可以吸收多余的氯气,防止污染环境,符合要求;③实验室用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水做氨气与酸生成铵盐的实验,挥发的氯化氢和氨气会污染大气,因此不符合要求;④实验室采用题图丙所示装置进行铜与稀硝酸的反应,生成的氮的氧化物及时收集在气球中,防止污染环境,符合要求。综上所述,①②④符合要求。
8.如图所示,相同条件下,两个容积相同的试管分别装满NO2和NO气体,分别倒置于水槽中,然后通过导管缓慢通入氧气,边通边慢慢摇动试管,直到两个试管内充满液体。假设试管内的溶质不向水槽中扩散,则两个试管内溶液中溶质的物质的量浓度之比为( )
A.1∶1 B.5∶7 C.7∶5 D.4∶3
答案 A 4NO2+O2+2H2O4HNO3、4NO+3O2+2H2O4HNO3,V(NO2)=V(NO),n(NO2)=n(NO),则生成的HNO3物质的量相等,溶液的体积也相同,故两个试管内溶液中溶质的物质的量浓度相等。
9.(2020广西桂林高三测试)下列图像表示铁跟一定量硝酸反应时,铁和硝酸铁物质的量(ml)之间的关系,其中正确的是( )
答案 B 硝酸与铁反应时,随着铁的物质的量的增加,先后发生下列反应:4HNO3(稀)+FeFe(NO3)3+NO↑+2H2O[或6HNO3(浓)+FeFe(NO3)3+3NO2↑+3H2O],2Fe(NO3)3+Fe3Fe(NO3)2,则生成Fe(NO3)3消耗的Fe与还原Fe(NO3)3为Fe(NO3)2消耗的Fe的物质的量之比为2∶1,故B正确。
10.(2020吉林通化月考)某化学兴趣小组利用如下装置制取氨气并探究氨气的有关性质。
甲
(1)图甲中,仪器A的名称是 ,A中盛放的固体是 。
(2)已知单质B是空气中含量最多的成分,则玻璃管中发生反应的化学方程式为 。
(3)C装置的作用是 。
(4)若按如图乙所示装置进行探究NH3性质实验。
乙
①先打开旋塞1,B瓶中的现象是 ,原因是 ,稳定后,关闭旋塞1。
②再打开旋塞2,B瓶中的现象是 。
答案 (1)圆底烧瓶 碱石灰或CaO(合理答案均可)
(2)3CuO+2NH3N2+3Cu+3H2O
(3)作安全瓶,防倒吸
(4)①产生白烟 打开旋塞1,氯化氢与氨气混合反应生成了白色氯化铵固体小颗粒,形成白烟 ②烧杯中的石蕊水溶液会倒流进入B瓶中,形成红色溶液
解析 (2)空气中含量最多的成分是N2,所以玻璃管中发生的是NH3还原CuO生成N2、Cu和H2O的反应:3CuO+2NH3N2+3Cu+3H2O。(3)因为NH3极易溶于水,所以C装置是防倒吸的安全瓶。(4)①打开旋塞1,HCl与NH3反应生成NH4Cl固体小颗粒,所以B瓶中会出现白烟。②HCl过量,溶于石蕊水溶液中使溶液呈酸性,故溶液变红。
B组 综合提升
11.amlFeS与bmlFeO投入到VLcml/L的硝酸溶液中充分反应,产生NO气体,所得澄清溶液可看作是Fe(NO3)3、H2SO4的混合液,则反应中未被还原的硝酸可能为( )
①(a+b)×63g ②(a+b)×189g ③(a+b)ml
④Vc-9a+b3ml
A.①④ B.②③ C.①③ D.②④
答案 D 反应中硝酸分两部分参加反应,即硝酸的总量=被还原的硝酸的量+未被还原的硝酸的量,由铁原子守恒和氮原子守恒可知n(未被还原的硝酸)=3n[Fe(NO3)3],m(未被还原的硝酸)=(a+b)×3×63g=(a+b)×189g;由得失电子守恒可以求出被还原的硝酸的物质的量:a×[(+3)-(+2)]ml+a×[(+6)-(-2)]ml+b×[(+3)-(+2)]ml=n(被还原的硝酸)×[(+5)-(+2)],n(被还原的硝酸)=9a+b3ml,n(未被还原的硝酸)=n(总硝酸)-n(被还原的硝酸)=[Vc-9a+b3]ml,因此D选项正确。
12.(2020安徽安庆模拟)甲、乙两同学用如图所示装置进行实验,探究硝酸与铁反应的产物。
已知:ⅰ.在浓硝酸和活泼金属反应过程中,随着硝酸浓度的降低,其生成的产物有+4、+2、-3价等氮的化合物。
ⅱ.FeSO4+NOFe(NO)SO4(棕色) ΔH<0。
ⅲ.NO2和NO都能被KMnO4氧化吸收。
甲的实验操作和现象记录如下:
请回答下列问题:
(1)滴入浓硝酸加热前没有明显现象的原因是 。
(2)检验是否生成-3价氮的化合物,应进行的实验操作是 。
(3)甲同学取少量B中溶液,加热,实验现象是 。
请用平衡移动原理解释原因: 。甲同学依据该现象得出的结论是A中有NO生成。
(4)乙同学认为甲同学得出A中有NO生成的证据不足。为获取充足的证据,乙同学仍采用该装置和操作进行对照实验,乙同学做出的改变是 ,证明有NO生成的实验现象是 。
答案 (1)常温时,铁遇浓硝酸在其表面形成致密氧化膜,阻止反应进一步发生(或钝化)
(2)取少量反应后A中溶液于试管中,向其中加入足量浓NaOH溶液,加热,用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,若试纸变蓝,则A中生成了NH4+
(3)棕色溶液颜色变浅(或变为浅绿色),有无色气体逸出,且在空气中变为红棕色 FeSO4+NOFe(NO)SO4(棕色) ΔH<0,正反应为放热反应,加热后,平衡向逆反应方向移动
(4)将浓硝酸换成稀硝酸 A中没有红棕色气体生成,B中溶液变为棕色
解析 (2)-3价氮的化合物是NH3或铵盐,而此反应的环境呈酸性,故-3价氮的化合物应是硝酸铵,可利用NH4+与OH-共热产生NH3,利用NH3的性质检验。(3)B中发生反应FeSO4+NOFe(NO)SO4(棕色),加热后,平衡逆向移动,无色气体NO逸出,在空气中变为红棕色,而溶液颜色变浅或变为浅绿色。(4)NO2与水反应生成NO,故可把浓硝酸换成稀硝酸,若A中无红棕色气体生成,但B中溶液变为棕色,可证明A中有NO生成。
考试要点
核心素养
1.了解氮单质及其重要化合物的制备方法。
2.掌握氮单质及其重要化合物的主要性质及其应用。
3.了解氮单质及其重要化合物对环境的影响。
1.宏观辨识与微观探析:能从不同层次认识氮及其化合物的主要性质及应用;从氮的化合价变化角度认识氮及其化合物之间的反应原理及转化条件。
2.科学探究与创新意识:从不同的角度探究氨气、氮的氧化物、硝酸的主要性质和制备方案,并进行实验验证。
3.科学精神与社会责任:关注NO、NO2的污染,保护环境。
NO
NO2
物理性质
颜色
⑩ 无色
红棕色
毒性
有毒
有毒
溶解性
不 溶于水
易 溶于水
与O2或H2O反应
2NO+O22NO2
3NO2+H2O2HNO3+NO
制备
Cu与稀硝酸反应
Cu与浓硝酸反应
收集方法
排水法
向上排空气法
与人体、环境的关系
a.与 血红蛋白 结合,使人中毒
b.转化生成NO2,形成酸雨、光化学烟雾等
形成酸雨、 光化学烟雾、破坏臭氧层 等
电子式
密度
气味
水溶性
比空气 小
强烈刺激性气味
极易 溶于水(约1∶700)
实验1
实验2
①③中溶液呈蓝色,试管口有红棕色气体产生
⑥中溶液呈蓝色,试管口有红棕色气体产生
选项
a(干燥气体)
b(液体)
A
Cl2
饱和NaOH溶液
B
SO2
4ml/LNaOH溶液
C
NO2
水
D
NH3
1ml/L盐酸
气体
HCl
NH3
CO2、Cl2、SO2、H2S
NO2
NO、O2(4∶3)
NO2、O2(4∶1)
吸收剂
水、NaOH溶液
水
NaOH溶液
水
水
水
选项
①中的物质
②中的物质
预测①的现象
A
淀粉-KI溶液
浓硝酸
无明显变化
B
酚酞溶液
浓盐酸
无明显变化
C
MgCl2溶液
浓氨水
有白色沉淀
D
湿润红纸条
饱和氯水
红纸条褪色
气体
溶液
A
H2S
稀盐酸
B
HCl
稀氨水
C
NO
稀H2SO4
D
CO2
饱和NaHCO3溶液
选项
实验现象
解释
A
浓盐酸附近产生白烟
NH3与浓盐酸挥发出的HCl气体反应产生了NH4Cl固体
B
浓硫酸附近无明显现象
NH3与浓硫酸不发生反应
C
氯化物溶液变浑浊
该溶液一定是AlCl3溶液
D
干燥红色石蕊试纸不变色,湿润红色石蕊试纸变蓝
NH3是一种可溶性碱
实验操作
实验现象
打开弹簧夹,通入一段时间CO2,关闭弹簧夹
—
打开分液漏斗活塞,将浓硝酸缓慢滴入三颈烧瓶中,关闭活塞
无明显现象
加热三颈烧瓶,反应开始后停止加热
①A中有红棕色气体产生,一段时间后,气体颜色逐渐变浅,B中溶液呈棕色,C中溶液紫色变浅;
②反应停止后,A中无固体剩余
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