【寒假作业】(人教版2019)高中化学 高一寒假巩固提升训练 第02讲 氮及其化合物-练习.zip
展开课时1 氮气和氮氧化物
一、氮气与氮的固定
1.氮——重要的非金属元素
(1)氮元素位于元素周期表的第二周期、第ⅤA族,氮元素的非金属性比氧元素弱,比碳元素强,硝酸的酸性比磷酸强。
(2)氮元素原子最外层有5个电子,氮原子很难得失电子形成离子键,一般通过共用电子对与其他原子相互结合构成物质。
(3)氮元素在自然界中的存在
①游离态:主要以氮分子的形式存在于空气中。
②化合态:部分存在于动植物体内的蛋白质中;部分存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中。
2.氮气
(1)氮分子内两个氮原子间以共价三键(N≡N)结合,断开该化学键需要较多的能量,所以氮气的化学性质很稳定,通常情况下很难与其他物质发生化学反应。
(2)写出氮气与下列物质反应的化学方程式:
①金属镁:N2+3Mgeq \(=====,\s\up7(点燃))Mg3N2,氮气表现氧化性;
②氢气:N2+3H2eq \(,\s\up7(高温、高压),\s\d5(催化剂))2NH3,氮气表现氧化性;
③氧气:N2+O2eq \(=======,\s\up7(放电或高温))2NO,氮气表现还原性。
3.氮的固定
氮的固定—eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(概念:将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程,分类\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(自然固氮\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(高能固氮如雷雨天气N2转化为NO,生物固氮如豆科植物的根瘤菌固氮)),人工固氮\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(合成氨工业上合成氨,仿生固氮某些金属有机化合物, 可起到根瘤菌的作用))))))
二、一氧化氮和二氧化氮
1.不同价态的氮的氧化物
2.一氧化氮、二氧化氮性质探究
(1)在一支50 mL的注射器里充入20 mL NO,观察颜色:无色,然后吸入5 mL水,用乳胶管和弹簧夹封住管口,振荡注射器。现象:注射器内无明显变化,结论:NO难溶于水。
(2)打开弹簧夹,快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹,现象:注射器内气体变为红棕色;振荡注射器。现象:气体的红棕色消失。
结论:在一定条件下,NO和NO2可以相互转化。
写出下列转化的化学方程式:
①NO→NO2:2NO+O2===2NO2;
②NO2→NO:3NO2+H2O===2HNO3+NO。
3.二氧化氮的性质
(1)红棕色、有刺激性气味的有毒气体,密度比空气的大。
(2)易溶于水且与水反应:3NO2+H2O===2HNO3+NO。
(3)具有强氧化性:能与SO2、KI等反应。
(4)自身二聚:2NO2N2O4(无色气体)。
课时2 氨和铵盐
一、氨的性质
1.氨的物理性质
氨是一种无色有刺激性气味的气体,密度比空气小,容易液化。
2.氨极易溶于水且与水反应
(1)喷泉实验
①按图所示装置,打开止水夹,挤压滴管的胶头,烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶,形成喷泉,烧瓶内液体呈红色。
②上述实验说明氨极易溶于水,其水溶液呈碱性。
(2)氨与水的反应
①氨气易与水反应:NH3+H2ONH3·H2O,其水溶液称为氨水。在氨水中:NH3·H2ONHeq \\al(+,4)+OH-,氨水具有弱碱性,能使石蕊溶液变蓝。
②氨水中的氮元素主要以NH3·H2O的形式存在,只有少量的NH3·H2O电离为NHeq \\al(+,4)和OH-,但在求氨水的物质的量浓度、质量分数时应将NH3视为溶质。
③NH3·H2O不稳定,受热易分解:NH3·H2Oeq \(=====,\s\up7(△))NH3↑+H2O,因此,氨水应密封保存在阴凉处。
3.氨与酸反应
(1)氨与氯化氢相遇时的现象是产生白烟,反应的化学方程式是NH3+HCl===NH4Cl。
(2)工业上用氨、二氧化碳和水制取碳酸氢铵的化学方程式是NH3+CO2+H2O===NH4HCO3。
(3)工业上用硫酸吸收氨的化学方程式是2NH3+H2SO4===(NH4)2SO4。
4.氨具有还原性
(1)请写出氨气与氧气在催化剂作用下生成NO的化学方程式:4NH3+5O2eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))4NO+6H2O。
(2)氨气可被氧化铜氧化为氮气,反应的化学方程式为2NH3+3CuOeq \(=====,\s\up7(△))N2+3Cu+3H2O。
二、铵盐的性质与检验
1.铵盐及其性质
(1)常见的铵盐
①铵根离子(NHeq \\al(+,4))与酸根离子形成的化合物称为铵盐。
②农业上常用的铵态氮肥,如NH4HCO3、(NH4)2SO4、NH4NO3等都属于铵盐,它们都是易溶于水的晶体。
(2)铵盐不稳定,受热易分解
NH4Cleq \(=====,\s\up7(△))NH3↑+HCl↑,
NH4HCO3eq \(=====,\s\up7(△))NH3↑+CO2↑+H2O。
(3)铵盐与碱反应
2NH4Cl+Ca(OH)2eq \(=====,\s\up7(△))CaCl2+2NH3↑+2H2O。
NH4NO3+NaOHeq \(=====,\s\up7(△))NaNO3+NH3↑+H2O。
2.铵盐(NH4+)的检验
(1)原理
(2)方法
①NaOH溶液法
取少量固体样品或溶液于试管中,再加入浓的NaOH溶液,加热产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体(或将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近管口,有白烟产生),证明固体样品或溶液中含有NHeq \\al(+,4)。
②碱石灰法
把碱石灰与某物质的固体混合物在研钵里研磨,产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝(或将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近研钵口,有白烟产生),则可以判断该物质是铵盐。
三、氨的实验室制法
1.实验室制取氨的实验装置如图所示:
(1)反应原理:2NH4Cl+Ca(OH)2eq \(=====,\s\up7(△))CaCl2+2NH3↑+2H2O。
(2)碱石灰的作用:吸收水蒸气,干燥氨气。
(3)由于氨极易溶于水,不能用排水法收集,常用向下排空气法来收集。
(4)验满方法
①把湿润的红色石蕊试纸置于试管口,试纸变蓝色;
②将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口,有白烟产生。
(5)尾气处理
可在导管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球。
2.快速制取氨气的方法
课时3 硝酸 酸雨及防治
一、硝酸的性质
1.硝酸的物理性质
纯硝酸为无色、有刺激性气味的液体,沸点低,易挥发,在空气中呈“白雾”状,质量分数为95%以上的浓硝酸称为“发烟硝酸”。
2.硝酸的强氧化性
(1)浓硝酸中的+5价氮元素具有很强的得电子能力。浓硝酸和稀硝酸都具有很强的氧化性,且浓度越大氧化性越强,还原剂一般被其氧化为最高价态。
(2)硝酸与铜反应如图所示,填写下表。
根据浓硝酸和稀硝酸的强氧化性书写下列反应的化学方程式:
①铁与稀硝酸(HNO3过量):Fe+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O。
②碳与浓硝酸共热生成CO2和NO2:C+4HNO3(浓)eq \(=====,\s\up7(△))CO2↑+4NO2↑+2H2O。
③硫与浓硝酸共热生成H2SO4和NO2:S+6HNO3(浓)eq \(=====,\s\up7(△))H2SO4+6NO2↑+2H2O。
3.硝酸的不稳定性
(1)见光或受热易分解,其化学方程式为4HNO3eq \(=====,\s\up7(光照或△))4NO2↑+O2↑+2H2O。
(2)长期存放的浓硝酸呈黄色是因为其分解生成的NO2溶于硝酸中;实验室常将浓硝酸保存在棕色试剂瓶中,并放在阴凉处。
二、酸雨及防治
1.酸雨的概念
正常雨水的pH约为5.6,这是因为雨水中溶解了二氧化碳的缘故。pH<5.6的降水称为酸雨。
2.酸雨的形成
(1)大气中的二氧化硫、氮氧化物及它们反应后的生成物溶于雨水而形成酸雨。
(2)硫酸型酸雨的形成过程
写出图中标号所示的化学方程式:
①2SO2+O2eq \(,\s\up7(粉尘等催化剂))2SO3;
②SO2+H2OH2SO3;
③SO3+H2O===H2SO4;
④2H2SO3+O2===2H2SO4。
(3)硝酸型酸雨的形成过程
汽车尾气―→NOeq \(――→,\s\up7(O2),\s\d5(①))NO2eq \(――→,\s\up7(雨水),\s\d5(②))HNO3
写出图中标号所示的化学方程式:
①2NO+O2===2NO2;
②3NO2+H2O===2HNO3+NO。
3.酸雨的危害
(1)直接损伤农作物,破坏森林和草原,使土壤、湖泊酸化。
(2)加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的腐蚀。
(3)导致地下水中重金属元素含量增加,污染水源,危害人体健康。
4.酸雨的防治
(1)消除污染源,改变能源结构,开发利用清洁能源,如太阳能、风能、氢能等。
(2)对酸性物质的排放加以控制,如燃料脱硫处理,废气中二氧化硫回收利用、控制汽车尾气排放等。
(3)健全法律法规,严格规定污染物的排放标准,提高环境保护意识。
一、NO和NO2性质比较
二、液氨、氨水、一水合氨的区别
三、硝酸与金属反应
1.硝酸与金属反应不能生成氢气。硝酸浓度不同,其还原产物不同,一般情况下,浓硝酸被还原为NO2,稀硝酸被还原为NO。
2.硝酸能与大多数金属(金、铂等除外)反应,将金属氧化为高价态金属的硝酸盐。但在常温下,浓硝酸能使铁、铝钝化。
3.热的浓硝酸可将非金属单质(碳、硫、磷等)氧化为最高价氧化物或最高价含氧酸。
4.硝酸的强氧化性还表现在可以氧化具有还原性的化合物或离子,如SO2、FeO、Fe2+、Br-、I-、S2-、SOeq \\al(2-,3)等均能被硝酸氧化。
四、NO2和O2的混合气体通入水中的计算
由3NO2+H2O===2HNO3+NO和2NO+O2===2NO2可得总反应式4NO2+O2+2H2O===4HNO3,由此可知:
V(NO2)∶V(O2)eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(=4∶1,恰好完全反应,无气体剩余,<4∶1,O2过量,剩余气体为O2,>4∶1,NO2过量,剩余气体为NO))
五、硝酸与金属反应的相关计算
(1)硝酸与铜反应
浓硝酸与足量的铜反应,开始浓硝酸被还原为NO2,随着反应的进行,浓硝酸变稀,稀硝酸被还原为NO,向反应后的溶液中加稀硫酸,NOeq \\al(-,3)又被还原为NO。
(2)稀硝酸与铁反应
Fe(少量)+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O;
3Fe(过量)+8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O。
①eq \f(nHNO3,nFe)≥4,产物为Fe(NO3)3;
②eq \f(nHNO3,nFe)≤eq \f(8,3),产物为Fe(NO3)2;
③eq \f(8,3)
(1)原子守恒法:硝酸与金属反应时,一部分硝酸起酸的作用,以NOeq \\al(-,3)的形式存在于溶液中,另一部分硝酸作为氧化剂转化为还原产物NOx,NOeq \\al(-,3)和NOx中氮原子的总物质的量等于反应消耗的硝酸中氮原子的物质的量。
(2)得失电子守恒法:硝酸与金属的反应属于氧化还原反应,硝酸中氮原子得到电子的物质的量等于金属失去电子的物质的量。
(3)电荷守恒法:硝酸过量时,反应后溶液中(不考虑OH-)有c(NOeq \\al(-,3))=c(H+)+xc(Mx+)(Mx+代表金属离子)。
(4)离子方程式计算法:金属与硫酸、硝酸的混合酸反应时,由于硝酸盐中NOeq \\al(-,3)在硫酸提供H+的条件下能继续与金属反应,故此类题目应用离子方程式来计算。先作过量判断,然后根据完全反应的金属或H+或NOeq \\al(-,3)进行相关计算,且要符合电荷守恒。
考点剖析
考点一:氮气和氮的固定
1.(2023下·江苏盐城·高一校考)下列变化属于氮的固定的是
A.工业上用氨气和硝酸合成硝酸铵B.氮气和氧气在放电条件下生成NO
C.氨气与氯气反应生成氮气D.氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢
【答案】B
【解析】A.是含-3价N元素的NH3与含+5价N元素的HNO3反应,且反应前后化合价不变,A错误;
B.游离态的氮气与氧气反应生成+2价的NO,符合氮的固定, B正确;
C.含-3价N元素的NH3与氯气反应生成游离态的氮气,不符合氮的固定,C错误;
D.-3价的N元素在反应前后化合价不变, D错误。
故选B。
考点二:一氧化氮和二氧化氮
2.(2023下·江苏盐城·高一校考)在高温或放电条件下,N2和O2反应生成NO, NO进一步氧化生成NO2,在指定条件下,下列选项所示的物质间转化能实现的是
A.NO(g) HNO3(aq)B.N2(g) NO2(g)
C.NO2(g) N2(g)D.NH3 eq \(\s\up14(高温、高压),,\s\d10(催化剂) )N2(g)
【答案】C
【解析】A.NO与H2O不发生反应,不能实现转化生成HNO3,A错误;
B.N2与氧气反应只能生成NO,不能一步生成NO2,B错误;
C.NO2有氧化性,CO有还原性,在高温、催化剂条件下二者可发生氧化还原反应转化为无毒的N2和CO2,能一步实现,C正确;
D.氨气与浓硫酸反应生成硫酸铵,不能转化生成N2,D错误;
故选C。
考点三:氨的性质与喷泉实验
3.(2023下·四川南充·高一校考期中)下列与NH3相关实验的说法错误的是
A.甲图制备NH3可选用的药品为NH4Cl
B.乙图实验时,可观察到喷泉现象,体现NH3极易溶于水
C.丙图实验中,可观察到有大量白烟生成,说明NH3能与酸反应生成铵盐
D.丁图可用于NH3的尾气处理,且具有防倒吸作用
【答案】A
【解析】A.实验室制备可选用的药品为氢氧化钙与氯化铵的混合物,二者混合加热生成氯化钙、氨气和水,A错误;
B.氨气极易溶于水,可形成喷泉,氨气和水反应生成一水合氨,溶液显碱性,则乙图实验时,可观察到烧瓶中液体为红色,体现氨气是碱性气体,B正确;
C.丙图实验中,可观察到有大量白烟生成,是因为氨气和氯化氢反应生成了固体氯化铵,体现氨水的挥发性,C正确;
D.氨气极易溶于水,倒置的干燥管起防倒吸作用,即丁图可用于氨气的尾气处理,且具有防倒吸作用,D正确;
故选A。
考点四:铵盐的性质与检验
4.(2023下·河北衡水·高一校考)下列关于铵盐的叙述不正确的是
A.加热盛有少量NH4HCO3固体的试管,并在试管口放置湿润的红色石蕊试纸,石蕊试纸变蓝
B.可用Ba(OH)2溶液鉴别(NH4)2SO4和(NH4)2CO3
C.可用烧碱处理含高浓度NH的废水并回收利用氨
D.实验室不能直接加热NH4Cl或NH4NO3固体制取氨气
【答案】B
【解析】A.加热盛有少量NH4HCO3固体的试管,受热分解生成氨气,在试管口放置湿润的红色石蕊试纸,石蕊试纸变蓝,A正确;
B.Ba(OH)2溶液与(NH4)2SO4和(NH4)2CO3溶液反应均生成氨气和白色沉淀,不能鉴别,B错误;
C.烧碱可与NH反应生成氨气,故可用烧碱处理含高浓度的废水并回收利用氨,C正确;
D.加热NH4Cl生成的氨气和HCl遇冷又化合为氯化铵,加热NH4NO3固体易爆炸,不能用于实验室制取氨气,D正确;
故选B。
考点五:氨的制法与检验
5.(2023上·云南红河·高一校考)实验室里通过加热熟石灰与氯化铵的固体混合物来制备氨气。氨气密度小于空气,有刺激性气味。氨气极易溶于硫酸,下列氨气的制备、干燥、收集、检验的操作正确的是
A. 制取NH3B. 用碱石灰干燥NH3
C. 收集NH3D. 尾气处理
【答案】B
【解析】A.固体混合物加热制取氨气时,试管口应向下倾斜,故A错误;
B.氨气为碱性气体,可用碱石灰干燥,故B正确;
C.氨气的密度小于空气,应用向下排空气法收集,应短管进气长管出气,故C错误;
D.氨气极易溶于水,直接通入硫酸中会引起倒吸,故D错误;
故选B。
考点六:硝酸的性质
6.(2023下·广东深圳·高一校考)硝酸是重要的工业试剂,也是化学实验室中最常用的试剂之一,下列有关硝酸的说法不正确的是
A.HNO3和氯水用棕色试剂瓶保存,原理相同
B.将分别蘸有浓硝酸和浓氨水的玻璃棒相互靠近时,有白烟生成
C.常温下铁和铂都不溶于浓硝酸,原理相同
D.常温下,向浓HNO3中投入Fe片,不会产生大量的红棕色气体
【答案】C
【解析】A.HNO3和氯水中的HClO见光都易分解,都应避光保存,A正确;
B.浓HNO3和浓氨水都具有挥发性,HNO3与NH3化合生成白色固体小颗粒NH4NO3,B正确;
C.铁在浓硝酸中钝化,而Pt与浓硝酸不反应,原理不同,C错误;
D.常温下,向浓HNO3中投入Fe片,发生钝化,不会产生大量的红棕色气体,D正确。
故选C。
考点七:硝酸与金属的反应
7.(2023下·山东青岛·高一校考期中)将6.4 g铜加入50 ml 10 ml/L的硝酸溶液中,铜全部溶解,得到NO和NO2的混合气体。将反应后溶液稀释至100 mL,测得的浓度为3 ml/L。下列说法错误的是
A.混合气体的物质的量为0.2 ml
B.稀释后溶液中H+的物质的量浓度为1 ml/L
C.反应中转移电子的物质的量为0.1 ml
D.硝酸在反应中部分体现氧化性,部分体现酸性
【答案】C
【解析】A.由N守恒,混合气体的物质的量为硝酸的物质的量减去硝酸根的物质的量,n(混合气体)=10ml/L×50×10-3L-3ml/L×100×10-3=0.2ml,A正确;
B.,将反应后溶液稀释至100 mL,测得的浓度为3 ml/L则,设稀释后溶液中H+的物质的量浓度为x,有电荷守恒得1ml/L×2+x=3ml/L,解x=1ml/L,B正确;
C.,反应过程中铜失去2个电子生成铜离子,则转移的电子数为2×0.1ml=0.2ml,C错误;
D.反应中部分硝酸中的N化合价降低生成一氧化氮和二氧化氮混合气体,表现出氧化性,一部分生成了盐和水,表现除了酸性,D正确;
故选C。
考点八:酸雨及防治
8.(2023下·江西萍乡·高一统考期末)下图为酸雨形成的示意图。下列说法正确的是
A.空气中的溶于水也会形成酸雨
B.NO易溶于水,并在雨水中转化为
C.硝酸型酸雨会腐蚀石灰岩建筑,而硫酸型酸雨不能
D.含的雨水在空气中放置其pH可能会降低
【答案】D
【解析】A.酸雨是pH<5.6的雨水,二氧化碳溶于水所得溶液的pH为5.6,所以空气中的二氧化碳溶于水不能形成酸雨,A错误;
B.一氧化氮不溶于水,B错误;
C.硝酸型酸雨和硫酸型酸雨都会腐蚀石灰岩建筑,C错误;
D.亚硫酸易被空气中的氧气氧化成硫酸,溶液中氢离子的浓度增大,pH减小,D正确;
故选D。
过关检测
1.(2023下·河北石家庄·高一联考)下列关于氮及其化合物的说法不正确的是
A.N2的结构稳定,因而氮气不能支持任何物质的燃烧
B.液氨汽化时要吸收大量热,因而液氨可用作制冷剂
C.NO、NO2均具有还原性
D.为防止粮食、罐头、水果等食品发霉腐烂,常用氮气作保护气
【答案】A
【解析】A.虽然氮气的结构较稳定,但镁能在氮气中燃烧生成氮化镁,A项错误;
B.液氨汽化时要吸收大量热,因此液氮可用作制冷剂,B项正确;
C.NO、NO2中氮元素化合价分别为+2、+4价,不处于最高价态,因此具有还原性,C项正确;
D.氮气不能供给呼吸,常用作保护气,D项正确;
故选A。
2.(2023下·黑龙江齐齐哈尔·高一校考)下列关于氮元素说法中,不正确的是
A.工业上氢气和氮气合成氨属于人工固氮
B.非金属单质氮气在化学反应中只能作氧化剂
C.氮元素在自然界有游离态和化合态
D.闪电时,大气中氮的氧化物的生成属于氮的固定
【答案】B
【解析】A.氮的固定是指游离态氮转化为化合态氮的过程,工业上氢气和氮气合成氨属于人工固氮,选项A正确;
B.非金属单质氮气在化学反应中能作氧化剂,也能作还原剂,如氮气与氧气反应中,氮气作还原剂,选项B错误;
C.氮元素在自然界有游离态(氮气)和化合态(铵态氮和硝态氮等),选项C正确;
D.闪电时,大气中氮气转化为氮的氧化物属于氮的固定,选项D正确;
故选B。
3.(2023下·广东云浮·高一校考)下列变化属于固氮的是
A.NO与O2反应生成NO2B.NH3催化氧化生成NO
C.N2和H2在一定条件下反应生成NH3D.由NH3制NH4HCO3和(NH4)2SO4
【答案】C
【分析】氮的固定是指:将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程,游离态是指氮气单质,据此分析判断。
【解析】A.NO和O2反应生成NO2,是含氮化合物之间的相互转化,不符合氮的固定定义,故A不选;
B.NH3催化氧化为NO,是含氮化合物之间的相互转化,不符合氮的固定定义,故B不选;
C.N2与H2在一定条件下反应生成NH3,氮气是单质,是游离态的氮,转变为化合态NH3,符合氮的固定定义,故C选;
D.由NH3制NH4Cl、(NH4)2SO4等,是含氮化合物之间的相互转化,不符合氮的固定定义,故D不选;
故选C。
4.(2023上·辽宁大连·高一月考)下列有关氮气的说法正确的是
A.氮气是由氮原子构成的双原子分子,所以化学性质不活泼
B.医学上常用液氮作冷冻剂,在冷冻麻醉条件下做手术,是利用氮气化学性质的不活泼性
C.H2与N2在一定条件下反应生成NH3,反应中H2体现还原性
D.电闪雷鸣的雨天,雨水中会含有一定量的硝酸,其中可能发生的反应有N2+2O22NO2
【答案】C
【解析】A.氮气性质稳定的原因是两个氮原子之间的作用力比较强,破坏这种作用力时需要很高的能量,A错误;
B.液氮汽化时需要吸收大量的能量,使周围环境温度降低,与其化学性质的不活泼性无关,B错误;
C.反应的化学方程式为,反应中氢元素化合价升高,氢气作还原剂,C正确;
D.N2和O2在放电条件下生成NO,不能直接生成NO2,D错误;
故选C。
5.(2023下·福建福州·高一校考期末)自然界中的氮循环部分过程如图所示,有关循环过程的说法中,正确的是
A.氮元素可通过氨化过程从无机物转移到有机物中
B.硝化过程的反应物中,属于盐
C.反硝化过程中,必须有的参与
D.固氮过程中,可能做还原剂
【答案】D
【解析】A.由图可知,氮元素可通过氨化过程从有机物转移到无机物中,A错误;
B.氨气属于气态氢化物,不属于盐,B错误;
C.反硝化过程中,硝酸根离子、亚硝酸根离子转化为氮气,氮元素的化合价降低被还原,应有还原剂参与,不可能有氧气参与,C错误;
D.由图可知,固氮过程中,氮气转化为硝酸根离子、亚硝酸根离子时,氮元素的化合价升高被氧化,氮气为反应的还原剂,D正确;
故选D。
6.(2023下·广东广州·高一校考期末)部分含氮物质的分类与相应氮元素的化合价关系如图所示。下列说法错误的是
A.a经催化氧化可生成b
B.无色气体b可转化为红棕色气体c
C.和在放电条件下直接生成c
D.d的溶液与Cu反应可生成b或c
【答案】C
【分析】a为氢化物,且N的化合价为-3价,则a为NH3,b为氧化物,N的化合价为+2价,即b为NO,c为氧化物,N的化合价为+4价,c为NO2或N2O4,d为酸,且N的化合价为+5价,则d为HNO3,据此分析解答。
【解析】A.氨气催化氧化,得到NO,其反应方程式为4NH3+5O24NO+6H2O,故A正确;
B.b为NO,NO为无色气体,能与氧气反应生成NO2,故B正确;
C.N2和O2在放电条件下生成NO,不能直接生成c,故C错误;
D.浓硝酸可以和Cu反应可生成NO2,稀硝酸可以和Cu反应生成NO,故D正确;
故选C。
7.(2023下·山东泰安·高一校考)喷泉是一种常见的现象,其产生的原因是存在压强差。图中有关胶头滴管及止水夹的操作均已略去。下列说法中正确的是
A.从产生喷泉的原理来分析,图1和图2都只能通过减小烧瓶内气体压强来形成喷泉
B.若图1的烧瓶盛装的是,胶头滴管及烧杯中均盛有溶液,不可能形成喷泉
C.常温下,在图2的锥形瓶中加入足量的铁粉与浓硝酸,能形成喷泉
D.在图3装置中,通过控制活塞的开关,可以选择性地使左、右烧瓶中形成喷泉
【答案】D
【解析】A.图2能通过增大下部锥形瓶内气体压强来形成喷泉,A错误;
B.若图1的烧瓶盛装的是,胶头滴管及烧杯中均盛有溶液,二氧化碳被吸收,减小上部烧瓶内气体压强,能形成喷泉,B错误;
C.常温下,足量的铁粉与浓硝酸发生钝化,在图2的锥形瓶中气体压强几乎不变,不能形成喷泉,C错误;
D. 在图3装置中,如果关闭活塞c,打开活塞a、b,再挤压胶头滴管,有氨气的瓶内气压减小,HCl与氨气结合生成氯化铵,操作的基础上,打开活塞c,烧瓶内气体减少,外压大于内压,形成双喷泉,通过控制活塞的开关,可以选择性地使左、右烧瓶中形成喷泉,若关闭b打开c,则在左边烧瓶产生喷泉,若先打开活塞a,再挤压胶头滴管、再打开c,则在右边烧瓶产生喷泉,D正确;
故选D。
8.(2023下·四川南充·高一校考)括号内为杂质,下列除杂试剂选用正确且除杂过程不涉及氧化还原反应的是
A.NH3(H2O) :浓H2SO4B.CO2(SO2) :KMnO4溶液
C.SO2(HCl) :饱和NaHSO3D.NO(NO2) :H2O
【答案】C
【解析】A.浓硫酸是酸性干燥剂,能够吸收氨气和水蒸气,所以浓硫酸不能用于干燥氨气,故A不符合题意;
B.高锰酸钾溶液具有强氧化性,能与二氧化硫发生氧化还原反应而将二氧化碳中混有的二氧化硫除去,除杂过程涉及氧化还原反应,故B不符合题意;
C.盐酸的酸性强于二氧化硫,氯化氢能与饱和亚硫酸氢钠溶液反应生成二氧化硫,所以饱和亚硫酸氢钠溶液能除去二氧化硫中混有的氯化氢杂质,且除杂过程不涉及氧化还原反应,故C符合题意;
D.二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮,则水能除去一氧化氮中混有的二氧化氮杂质,但除杂过程涉及氧化还原反应,故D不符合题意;
故选C。
9.(2023下·黑龙江·高一统考)合成氨在很大程度上解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿问题,是化学和技术对社会发展与进步的巨大贡献。下列关于氨的叙述错误的是
A.氨是一种极易溶于水的气体B.液氨可用作制冷剂
C.实验室常用铵盐与强碱反应制取氨D.氨的水溶液显酸性
【答案】D
【解析】A.氨气极易溶于水,1体积水可以溶解700体积氨气,A正确;
B.氨气的熔、沸点极低,液氨可以做制冷剂,B正确;
C.氨气可以挥发,可以利用氯化铵和氢氧化钙混合共热得到氨气,C正确;
D.氨气溶于水得到一水合氨,一水合氨电离得到铵根和氢氧根,溶液呈碱性,D错误;
故选D。
10.(2023下·河北沧州·高一校考期中)下列关于氨气、氨水和铵盐的叙述正确的是
A.极易溶于水,其水溶液显弱碱性B.实验室常用向上排空气法收集氨气
C.氨水中只含有和两种分子D.铵盐较稳定,受热均不会分解
【答案】A
【解析】A.氨气极易溶于水,溶解的部分与水反应生成弱碱,A项正确;
B.氨气的密度比空气小,实验室常用向下排空气法收集氨气,B项错误;
C.氨水中含有的分子有、和,共3种,C项错误;
D.铵盐不稳定,受热易发生分解反应,D项错误;
故选A。
11.(2023下·河北武汉·高一校考)下列对NO和NO2的描述正确的是
A.NO2与水的反应中,NO2既是氧化剂又是还原剂
B.NO是无色气体,可用向上排空气法收集
C.NO2可由N2和O2直接化合得到
D.从元素化合价角度看,NO只有还原性
【答案】A
【解析】A.NO2与水发生反应:,氮元素由+4价变为+5价和+2价,则NO2既是氧化剂又是还原剂,A项正确;
B.NO易与O2反应生成NO2,不能用排空气法收集,只能采用排水法收集NO,B项错误;
C.N2和O2在高温或放电条件下反应生成NO,不能直接得到NO2,C项错误;
D.NO中氮元素显+2价,处于中间价态,则NO既有氧化性又有还原性,D项错误;
故选A。
12.(2023下·福建福州·高一校联考期末)下列说法中错误的是
A.除去NO2中NO的气体的方法是将通入足量的O2
B.NO2与溴蒸气的鉴别可以用水、AgNO3溶液或CCl4,但不能用湿润的碘化钾淀粉试纸
C.NO2与H2O的反应中氧化剂与还原剂的质量比为1:2
D.除去NO中的NO2气体的方法是将气体依次通入盛有水和浓H2SO4的洗气瓶中
【答案】A
【解析】A.氧气过量产生新杂质,A错误;
B.NO2和溴蒸气具有强氧化性,都能使KI淀粉溶液变蓝,现象相同,不能鉴别,B正确;
C.发生3NO2+H2O═2HNO3+NO,该反应中N元素的化合价由+4价变为+5价和+2价,所以生成硝酸的二氧化氮是还原剂,其计量数是2,生成NO的二氧化氮是氧化剂,其计量数是1,所以氧化剂和还原剂的物质的量、质量之比都是1:2,C正确;
D.除去NO中的NO2气体的方法是将气体依次通入盛有水和浓H2SO4的洗气瓶中,二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮除去,通过浓硫酸吸收气体中水蒸气得到一氧化氮,D正确;
故选A。
13.(2023上·江苏无锡·高一联考)下列离子方程式正确的是
A.溶于水:
B.铜片放入稀硝酸中:
C.溶液可用于刻制印刷铜电路板:
D.用二氧化锰制氯气:
【答案】D
【解析】A.与水反应生成氢氧化钠和氧气,离子方程式为:,A错误;
B.铜和稀硝酸反应生成硝酸铜和一氧化氮,离子方程式为:,B错误;
C.三价铁和铜反应生成铜离子和二价铁,离子方程式为:,C错误;
D.浓盐酸和二氧化锰加热制备氯气,离子方程式为:,D正确;
故选D。
14.现象和结论都正确的是
【答案】C
【解析】A.氨气极易溶于水,滴加NaOH溶液反应后,由于没有加热,导致氨气没有逸出,则试纸不变蓝,不能确定原溶液中是否含有,A错误;
B.向硝酸亚铁溶液中加入酸性物质,H+与共同作用可将Fe2+氧化为Fe3+而使溶液变黄色,故此实验操作和现象不能证明是H2O2的氧化性强于Fe3+,B错误;
C.Mg和硝酸可以发生氧化还原反应:4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O,此时Mg完全溶解,未出现气泡,生成Mg(NO3)2和NH4NO3,C正确;
D.浓硝酸在热炭作用下受热分解也可以产生NO2,无法证明NO2是由浓硝酸与C反应产生的,D错误;
故选C。
15.(2023上·福建·高一校联考期中)下列关于常见离子的检验方法和结论,其中正确的是
A.用铂丝蘸取待测液在无色的火焰上灼烧,若有黄色火焰产生,证明原溶液一定有钠元素,没有钾元素
B.取待测液加入浓NaOH溶液,加热,用湿润的红色石蕊试纸放在试管口,试纸变蓝,证明原溶液一定有
C.取待测液加盐酸酸化的BaCl2溶液,产生白色沉淀,证明原溶液一定有SO
D.取待测液加入溶液,有白色沉淀生成,证明原溶液一定有
【答案】B
【解析】A.K元素的焰色反应必须透过蓝色钴玻璃观察,滤去黄光的干扰,原溶液中不一定没有K元素,A错误;
B.能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体为氨气,加入浓NaOH溶液加热能生成氨气,说明原溶液中一定有,B正确;
C.待测液加盐酸酸化的BaCl2溶液,产生白色沉淀,该白色沉淀可能为氯化银,C错误;
D.加入溶液有白色沉淀生成,可能为硫酸银、碳酸银或氯化银等,应先加入硝酸酸化,D错误;
故选B。
16.(2023上·河北唐山·高一联考)氮元素是地球上含量丰富的一种元素,氮单质及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。请回答下列问题:
(1)二氧化氮溶于水时与水反应生成硝酸和一氧化氮,请写出该反应的化学方程式: 。
(2)下列有关氮元素的说法正确的是_______(填字母)。
A.氮气因为其化学性质不活泼,可以做保护气,比如充填食品包装,充填电灯泡,保存贵重书画等
B.医学上常用液氮作冷冻剂,在冷冻麻醉条件下做手术,是利用氮气化学性质的不活泼性
C.氮、磷、钾是植物生长必需的营养元素
D.用NO2与水反应制取硝酸时,水做还原剂
(3)豆科植物种植时不需施加氮肥的原因是 。
(4)在一定条件下氨气亦可用来将氮氧化物转化为无污染的物质。写出氨气与二氧化氮在一定条件下反应的化学方程式: 。
【答案】(1)3NO2+H2O=2HNO3+NO
(2)AC
(3)豆科植物的根瘤菌能够把空气中的氮气转化为含氮化合物,供自身生长使用
(4)8NH3+6NO27N2+12H2O
【解析】(1)二氧化氮溶于水时与水反应生成硝酸和一氧化氮,反应的化学方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO;
(2)有关氮元素的说法正确的是A项氮气因为其化学性质不活泼,可以做保护气,比如充填食品包装,充填电灯泡,保存贵重书画等和C项氮、磷、钾是植物生长必需的营养元素;
(3)豆科植物种植时不需施加氮肥的原因是豆科植物的根瘤菌能够把空气中的氮气转化为含氮化合物,供自身生长使用;
(4)在一定条件下氨气亦可用来将氮氧化物转化为无污染的物质,反应的化学方程式是8NH3+6NO27N2+12H2O。
17.(2023下·湖南·高一联考)某化学学习小组借助如图装置对浓硝酸的性质进行探究。
(1)连接装置, 后开始如下实验:将燃烧匙中的木炭在酒精灯上加热至红热状态,立即伸入三颈烧瓶中,并塞紧瓶塞滴加浓硝酸,可观察到瓶中产生红棕色的气体。
(2)装置C中盛有足量的Ba(OH)2溶液,反应一段时间后可观察到C中出现白色沉淀,该白色沉淀为 (写化学式)。
(3)装置D中收集到了无色气体,同学甲认为是NO,乙认为是O2,丙认为是NO和O2。
①甲、乙、丙三人的判断中肯定不合理的是 。
②下列对该气体的检验方法合适的是 (填字母)。
A.敞口观察集气瓶内气体的颜色变化
B.将润湿的蓝色石蕊试纸伸入集气瓶内,观察试纸是否变红
C.将带火星的木条伸入集气瓶中,观察木条是否复燃
③如果集气瓶中收集到的无色气体是氧气,则氧气的来源是(用化学方程式表示) 。
【答案】(1)检验装置气密性
(2)BaCO3
(3) 丙 C 4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O
【分析】本题为实验探究题,探究炽热的木炭与浓硝酸反应,即装置A发生的反应为:C+4HNO3(浓)4NO2+CO2+2H2O,装置B为防止倒吸装置,装置C为NO2与H2O反应,3NO2+H2O=2HNO3+NO,由于NO和O2反应生成NO2而不能共存,若装置D中收集的气体含有O2说明A中发生了副反应4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O,据此分析解题。
【解析】(1)有气体生成或气体参与的反应,实验前必须先检查装置的气密性,故答案为:检查装置的气密性;
(2)装置C中盛有足量Ba(OH)2溶液,二氧化碳通入其中,产生白色BaCO3沉淀,故答案为:BaCO3;
(3)①甲、乙、丙三人的判断中肯定不合理的是丙,因为NO与O2不能共存,会反应生成NO2,故答案为:丙;
②
A.如果集气瓶内气体是NO,虽然通过敞口观察可以看到红棕色,但氮的氧化物有毒,会污染空气,A不合题意;
B.湿润的蓝色石蕊试纸不能区别一氧化氮和氧气,B不合题意;
C.将带火星的木条伸入集气瓶中,观察木条是否复燃,可以判断集气瓶中是否是氧气,C符合题意,
故答案为:C;
③如果集气瓶中收集到的无色气体是氧气,则氧气的来源是浓硝酸受热分解:4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O,故答案为:4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O。目录
新知导航:熟悉课程内容、掌握知识脉络
基础知识:知识点全面梳理,掌握必备
重点记忆:关键点快速记忆,提升能力
小试牛刀:考点剖析+过关检测,合理应用
氮的氧化物
N2O(笑气)
NO
N2O3
NO2
N2O4
N2O5
氮元素化合价
+1
+2
+3
+4
+4
+5
方法
化学方程式(或原理)
气体发生装置
加热浓氨水
NH3·H2Oeq \(=====,\s\up7(△))H2O+NH3↑
浓氨水+固体NaOH
NaOH溶于水放热,促使氨水分解,且OH-浓度的增大有利于NH3的放出
浓氨水+固体CaO
NH3·H2O+CaO===NH3↑+Ca(OH)2
CaO的作用:①吸水后放热促进NH3的放出;②增加溶液中OH-的浓度,减小NH3的溶解度
硝酸浓度
实验现象
实验结论
浓硝酸
反应剧烈、铜丝变细,产生红棕色气体,溶液呈绿色
铜与浓硝酸反应生成 NO2,化学方程式:
Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
稀硝酸
反应缓慢、铜丝变细,产生无色气体,溶液呈蓝色
铜与稀硝酸反应生成NO,化学方程式:3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
氮氧化物
NO
NO2
色、味、态
无色无味气体
红棕色、有刺激性气味气体
溶解性
不溶于水
易溶于水且与水反应
氧化物类别
非酸性氧化物(不成盐氧化物)
非酸性氧化物(不成盐氧化物)
氧化性或还原性
具有氧化性、还原性,主要表现强还原性
具有氧化性、还原性,主要表现强氧化性,能氧化SO2、KI等物质
毒性
有毒(易结合血红蛋白使人中毒)
有毒(刺激腐蚀呼吸道黏膜)
相互转化
NOeq \(,\s\up7(O2),\s\d5(H2O))NO2
名称
液氨
氨水
一水合氨
物质类别
纯净物
氢化物
非电解质
混合物
氨的水溶液
溶质为氨
纯净物
一元弱碱
电解质
粒子种类
NH3
NH3·H2O、NH3、H2O、
NHeq \\al(+,4)、OH-、H+
NH3·H2O
主要性质
不导电不具有碱性
能导电具有碱性
极易分解具有碱性
存在条件
常温常压下不存在
常温常压下可存在
常温常压下不存在
实验方案
现象
结论
A
取少量溶液,滴加溶液,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口
试纸不变蓝
原溶液中不含
B
取少量溶液,滴入硫酸酸化的溶液
溶液变黄色
氧化性:比强
C
投入到一定浓度的硝酸中
完全溶解,未出现气泡
可能有和生成
D
向浓中插入红热的炭
产生红棕色气体
炭可与浓反应生成
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