高中化学人教版 (2019)必修 第二册第二节 氮及其化合物第4课时导学案

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第二册第二节 氮及其化合物第4课时导学案，共13页。

一、硝酸的性质及工业制法
1．硝酸的性质
硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体，硝酸具有如下化学性质：
(1)不稳定性
浓硝酸见光或受热易分解，化学方程式为4HNO3eq \(=====,\s\up7(△),\s\d5(或光照))4NO2↑＋O2↑＋2H2O。
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，并放置在阴凉处。
(2)酸性
硝酸是强酸，具有酸的通性。
写出下列反应的离子方程式：
①硝酸和氢氧化钠反应：H＋＋OH－===H2O。
②硝酸和氧化钠反应：2H＋＋Na2O===2Na＋＋H2O。
③硝酸和碳酸钙反应：2H＋＋CaCO3===Ca2＋＋CO2↑＋H2O。
思考1 若把硝酸滴加到石蕊溶液中，溶液先变红后褪色，出现该现象的原因是什么？
提示 硝酸显酸性使石蕊溶液变红，因强氧化性而具有漂白性，又使其褪色。
(3)强氧化性
①硝酸具有很强的氧化性，浓度不同，与金属反应的产物也不同。
实验探究：浓HNO3和稀HNO3与铜的反应
思考2 (1)一定量的金属铜放入浓硝酸后，金属铜有剩余，推测产生的气体成分可能有哪些？再向其中加入少量的稀硫酸，金属铜还会继续溶解吗？
提示 产生的气体可能是NO2和NO的混合气体。向有金属铜剩余的溶液中加入少量稀硫酸，稀硫酸提供氢离子，与溶液中的NOeq \\al(－,3)会继续与铜反应。
(2)铁在常温下可以和稀硝酸反应，预测铁与稀硝酸反应的产物，试写出化学方程式。
提示 硝酸与变价金属(如Fe)反应，根据金属量的多少分别得到高价、低价或两种价态共存的混合物。反应的化学方程式为Fe(少量)＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O；3Fe(过量)＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。
②钝化
常温下，铁、铝的表面被浓HNO3或浓H2SO4氧化，生成一层致密的氧化物薄膜，阻止了酸与内层金属的进一步反应。所以常温下可以用铁或铝制容器来盛装浓HNO3或浓H2SO4。当加热时，铁、铝会与浓HNO3或浓H2SO4发生反应。
③浓HNO3与非金属(碳)的反应
化学方程式：C＋4HNO3(浓)eq \(=====,\s\up7(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。
2．硝酸的工业制法
硝酸是重要的化工原料，用于制化肥、农药、染料等，工业制硝酸的原理如图：
1．判断正误
(1)硝酸可与Na2SO3反应生成SO2( )
(2)稀硝酸可溶解Fe(OH)2生成Fe(NO3)2和水( )
(3)碳、铜与浓硝酸反应时，浓硝酸只表现强氧化性( )
(4)在常温下Fe和Al在浓硫酸和浓硝酸中发生钝化，说明常温下浓硫酸和浓硝酸与Fe和Al不反应( )
(5)王水是浓硝酸和浓盐酸体积比为1∶3的混合物，其氧化性比浓硝酸强( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)√
2．下列事实与硝酸性质的对应关系错误的是( )
A．打开浓硝酸的试剂瓶，瓶口有白雾——挥发性
B．用棕色试剂瓶保存浓硝酸——不稳定性
C．稀硝酸使紫色石蕊溶液变红——酸性
D．稀硝酸使黑色氧化铜固体溶解——强氧化性
答案 D
解析 浓硝酸具有挥发性，挥发出HNO3(g)溶于水蒸气中产生白雾，A正确；HNO3见光或受热易分解，故实验室常用棕色试剂瓶保存浓硝酸，并置于阴凉处，B正确；稀硝酸中含有H＋，使紫色石蕊溶液变红，体现其酸性，C正确；稀硝酸与CuO反应生成Cu(NO3)2和H2O，体现了稀硝酸的酸性，D错误。
硝酸的氧化性
(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。将浓硝酸与浓盐酸以1∶3的体积比混合，所得混合物称为王水，它能溶解一些不溶于硝酸的金属，如Pt、Au等。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。
二、酸雨及防治
1．酸雨
(1)二氧化硫和氮氧化物的来源
SO2：煤、石油和某些金属矿物的燃烧或冶炼；
NOx：机动车发动机中，N2与O2反应生成NOx。
(2)酸雨的形成
二氧化硫、氮氧化物以及它们在大气中发生反应后的生成物溶于雨水形成酸雨。正常雨水由于溶解了CO2，其pH约为5.6，而酸雨的pH小于5.6。
2．酸雨的危害与防治
(1)危害：酸雨能直接损伤农作物，破坏森林和草原，使土壤、湖泊酸化，加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的腐蚀。
(2)防治
①消除污染源，改变能源结构，开发利用清洁能源。
②对酸性物质的排放加以控制，对排放的二氧化硫、氮氧化物等物质采取吸收、回收处理等措施。
1．判断正误
(1)空气中的SO2溶于水最终形成酸雨( )
(2)汽车排放的尾气、硝酸厂和化肥厂的废气都含有氮氧化物( )
(3)安装煤炭燃烧过程的固硫装置主要是为了提高煤的利用率( )
(4)大量燃烧化石燃料排放的废气中含大量的CO2，从而使雨水的pH＜5.6( )
答案 (1)√ (2)√ (3)× (4)×
2．(1)现有雨水样品1份，每隔一段时间测定该雨水样品的pH，所得数据如下
分析数据，回答下列问题：
①雨水样品的pH变化的原因是_____________________________________________________
_____________________________________________________________(用化学方程式表示)。
②如果将刚取样的上述雨水与自来水相混合，pH将变________，原因是___________________
_____________________________________________________________(用化学方程式表示)。
(2)下列可以减少酸雨产生的途径是__________ (填字母)。
①少用煤作燃料 ②把工厂烟囱造高 ③燃料脱硫 ④在已酸化的土壤中加石灰 ⑤开发新能源
A．①②③ B．②③④⑤
C．①③⑤ D．①③④⑤
答案 (1)①SO2＋H2OH2SO3、2H2SO3＋O2===2H2SO4 ②小 Cl2＋2H2O＋SO2===H2SO4＋2HCl(或H2SO3＋HClO===H2SO4＋HCl)
(2)C
解析 (1)①酸雨放置时pH变小，其原因是雨水中的H2SO3被空气中的氧气氧化所致：SO2＋H2OH2SO3、2H2SO3＋O2===2H2SO4。
②雨水与自来水混合，应考虑SO2与Cl2或H2SO3与HClO的反应：SO2＋2H2O＋Cl2===H2SO4＋2HCl或H2SO3＋HClO===H2SO4＋HCl。因此雨水与自来水混合后溶液pH将变小。
(2)减少酸雨的产生需减少SO2的排放，将煤转化为清洁能源(如煤的气化和液化)，燃料脱硫、固硫，开发不含硫的新能源(如氢能、核能等)，都是有力措施，因此①③⑤正确。
SO2、NOx的消除方法
(1)SO2的消除方法
①钙基固硫法：将生石灰和含硫的煤混合燃烧，S转化为CaSO4。
反应原理：CaO＋SO2eq \(====,\s\up7(△))CaSO3、2CaSO3＋O2===2CaSO4。
总反应：2CaO＋2SO2＋O2eq \(====,\s\up7(△))2CaSO4。
②氨水脱硫法：将SO2通过氨水并被氧化生成氮肥(NH4)2SO4。
反应原理：2NH3·H2O＋SO2===(NH4)2SO3＋H2O、2(NH4)2SO3＋O2===2(NH4)2SO4。
③碱液吸收法：SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O。
(2)NOx的消除
①碱液吸收法
2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O、
NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O。
NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)≥n(NO)。
②催化转化法
NOeq \(――→,\s\up7(NH3))N2：4NH3＋6NOeq \(=====,\s\up7(高温),\s\d5(催化剂))5N2＋6H2O，NOx＋CO―→N2＋CO2：2NO＋2COeq \(=====,\s\up7(高温),\s\d5(催化剂))N2＋2CO2。

1．(2023·威海高一期末)下列有关硝酸化学性质的叙述正确的是( )
A．硝酸能与Na2SO3反应，但不生成SO2
B．硝酸的氧化性很强，能氧化所有金属
C．可用铝或铁制容器盛装稀硝酸
D．浓硝酸因易挥发出HNO3而呈黄色
答案 A
解析 硝酸与Na2SO3发生氧化还原反应，Na2SO3被氧化生成Na2SO4，不会生成SO2，A正确；硝酸具有强氧化性，能氧化大部分金属，Au、Pt等除外，B错误；常温下，Fe、Al均能与稀硝酸反应，不能用铝或铁制容器盛装稀硝酸，C错误；浓硝酸见光或受热易分解，生成的NO2溶于其中而使浓硝酸呈黄色，D错误。
2．(2023·邯郸高一月考)酸雨是对pH小于5.6的降水的统称。下列说法错误的是( )
A．空气中的SO2溶于水，最终形成酸雨
B．工业废水任意排放是造成酸雨的主要原因
C．汽车排放的尾气、硝酸厂和化肥厂的废气都含有能形成酸雨的氮氧化物
D．为了减少酸雨的形成，必须减少SO2的排放量，可对燃料进行脱硫处理
答案 B
解析 二氧化硫与水反应生成亚硫酸，亚硫酸能被氧化为硫酸，从而形成酸雨，A项正确；工业废水任意排放会造成水污染，与酸雨的形成无必然关系，B项错误。
3．某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的气体是NO，设计了如图实验，实验过程中同时用石灰水吸收产生的氮氧化物获得应用广泛的Ca(NO2)2，实验装置如图所示。(已知：NO＋NO2＋2OH－===2NOeq \\al(－,2)＋H2O、2NO2＋2OH－===NOeq \\al(－,2)＋NOeq \\al(－,3)＋H2O)
(1)实验之前通入N2的目的是____________。
(2)在(1)操作后将装置A中铜丝插入稀硝酸，溶液显蓝色，有无色气体生成，该反应中表现氧化性的硝酸与参与反应的硝酸物质的量之比为________。
(3)装置B中用注射器压入空气之后现象是____________________。
(4)D装置的作用是__________________。
答案 (1)排尽装置中的空气，防止对实验造成干扰
(2)1∶4 (3)烧瓶E中气体变为红棕色
(4)吸收处理尾气NO2、NO；防止倒吸
解析 (1)NO容易被氧气氧化为NO2，所以需要在反应前通入氮气赶走装置中的空气，防止对实验造成干扰。(2)铜和稀硝酸反应的化学方程式为3Cu＋8HNO3===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，若有8 ml硝酸参加反应，表现氧化性的硝酸即生成NO的硝酸为2 ml，所以表现氧化性的硝酸与参与反应的硝酸物质的量之比为1∶4。(3)生成的无色气体NO和空气中的氧气反应生成红棕色的NO2：2NO＋O2===2NO2。(4)D装置不但可以吸收多余的氮氧化物，球形干燥管还可以起到防止倒吸的作用。
题组一 硝酸的性质
1．下列有关硝酸的性质及用途的叙述正确的是( )
A．纯净的硝酸是一种易挥发、有刺激性气味的黄色液体
B．硝酸不稳定，见光或受热易分解
C．硝酸必须密封保存在无色细口瓶中，并置于阴凉处
D．硝酸可用于制备炸药、染料及石膏等产品
答案 B
解析 纯净的硝酸是无色液体，A项错误；硝酸应该保存在棕色试剂瓶中，C项错误；石膏是硫酸盐，不能由硝酸制备，D项错误。
2．(2023·南通高一月考)下列反应既表现硝酸的酸性，又表现硝酸的氧化性的是( )
A．CuO＋2HNO3===Cu(NO3)2＋H2O
B．FeO＋4HNO3(浓)===Fe(NO3)3＋2H2O＋NO2↑
C．C＋4HNO3(浓)eq \(====,\s\up7(△))CO2↑＋2H2O＋4NO2↑
D．NH3＋HNO3===NH4NO3
答案 B
3．以下关于铜与浓硝酸、稀硝酸反应的说法错误的是( )
A．1 ml浓硝酸被还原转移2 ml电子
B．铜与浓硝酸反应比与稀硝酸反应剧烈
C．铜与浓、稀硝酸反应都不需要加热
D．生成等量的硝酸铜，消耗浓硝酸的量多
答案 A
解析 1 ml浓HNO3被还原生成1 ml NO2，转移1 ml电子，A项错误；浓硝酸的氧化性强于稀硝酸，Cu与浓HNO3反应比与稀HNO3反应剧烈，B项正确；浓硝酸的还原产物是NO2，稀硝酸的还原产物是NO，根据得失电子守恒可判断生成等量的Cu(NO3)2，消耗浓HNO3的量多，D项正确。
4．(2023·洛阳高一期末)下列各组离子能在溶液中大量共存的是( )
A．Na＋、Fe2＋、NOeq \\al(－,3)、H＋
B．Na＋、H＋、HCOeq \\al(－,3)、NOeq \\al(－,3)
C．K＋、NHeq \\al(＋,4)、SOeq \\al(2－,4)、OH－
D．H＋、Cu2＋、NOeq \\al(－,3)、SOeq \\al(2－,4)
答案 D
解析 酸性条件下，NOeq \\al(－,3)具有强氧化性，能将Fe2＋氧化为Fe3＋，A项错误；H＋和HCOeq \\al(－,3)反应生成CO2和H2O，B项错误；NHeq \\al(＋,4)和OH－反应生成NH3·H2O，C项错误；四种离子相互之间不反应，能在溶液中大量共存，D项正确。
5．为证明稀硝酸与铜反应产物中气体为NO，设计如图实验(实验过程中分液漏斗顶部玻璃塞上的凹槽与漏斗口颈上的小孔相通)，下列说法不正确的是( )
A．关闭活塞，加入稀硝酸至液面a处
B．在装置左侧稍加热可以加快稀硝酸与铜的反应速率
C．通过关闭或开启活塞可以控制反应的进行
D．反应开始后，胶塞下方有无色气体生成，但不能证明该气体为NO
答案 A
解析 关闭活塞，将无法加液体到液面a处，A错误；关闭活塞，生成的NO把稀硝酸压向右边，使铜丝与稀硝酸分离，C正确；想证明该气体为NO，必须使NO与O2接触，生成红棕色的NO2，D正确。
题组二 酸雨及其防治
6．在碳、氮、硫的氧化物中，许多是工业上重要的化工原料，但是当它们分散到空气中时，会带来很多环境问题。下列有关这些元素的氧化物的说法，不正确的是( )
A．开发太阳能、水能、风能、氢能等新能源将有利于减少这些元素的氧化物的产生
B．这些元素的氧化物使雨水的pH＜7，我们把pH＜7的雨水称之为酸雨
C．氮与硫的氧化物还能引发呼吸道疾病，危害人的身体健康
D．“温室效应”与二氧化碳的排放有着直接的关系
答案 B
解析 正常雨水由于溶解了二氧化碳，其pH约为5.6，pH小于5.6的雨水叫酸雨。
7．下列环境问题与产生的主要原因不相符的是( )
①“光化学烟雾”主要是由汽车排放的氮氧化物所引起的
②“酸雨”主要是由空气中CO2浓度增大引起的
③“温室效应”主要是由空气中CO2浓度增大引起的
④“赤潮”主要是由于水体中N、P等元素含量过高而引起的
A．只有①② B．只有②③ C．全部 D．只有②
答案 D
解析 “酸雨”主要是由空气中SO2或NOx的浓度增大引起的。
8．下列除去大气污染物的化学方程式不正确的是( )
A．汽车尾气经催化剂作用：2CO＋2NOeq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))N2＋2CO2
B．石灰乳吸收硫酸厂尾气：SO2＋Ca(OH)2===CaSO3＋H2O
C．燃烧法除去尾气中硫化氢：2H2S＋3O2eq \(=====,\s\up7(点燃))2SO2＋2H2O
D．氨气与一氧化氮在一定条件下反应：4NH3＋6NOeq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))5N2＋6H2O
答案 C
9．(2023·南京高一期末)硝酸在工业上有着广泛的应用，可用于制化肥、农药、染料等。工业上制硝酸的原理是将氨经过一系列反应得到硝酸，其过程如图所示：
下列说法错误的是( )
A．合成塔实现了氮的固定
B．N2转化为硝酸的过程中，氮元素一直被氧化
C．从吸收塔出来的尾气不经处理任意排放可能会造成酸雨
D．合成塔和氧化炉中的反应均需要催化剂，目的是加快反应速率，提高生产效率
答案 B
解析 合成塔中氮气和氢气反应生成氨气，实现了氮的固定，A正确；N2转化为NH3的过程中氮元素被还原，在NO2转化为硝酸的过程中，氮元素部分被还原为NO，B错误；从吸收塔出来的尾气中含有氮的氧化物，不经处理任意排放可能会造成硝酸型酸雨，C正确；合成氨反应和氨的催化氧化反应均需要催化剂，目的是加快反应速率，提高生产效率，D正确。
10．SO2通入足量Fe(NO3)3稀溶液中，溶液由棕黄色变为浅绿色，但立即又变为棕黄色，这时若滴入BaCl2溶液，会产生白色沉淀。针对上述一系列变化过程，下列说法不正确的是( )
A．上述过程，最终被还原的是NOeq \\al(－,3)
B．从上述过程中可以得出氧化性：HNO3＞Fe3＋＞稀H2SO4
C．假设通入的SO2完全反应，则同温同压下，SO2和逸出气体的体积比为1∶1
D．上述过程中，会产生一种无色的难溶于水的气体
答案 C
解析 溶液由棕黄色变为浅绿色，但立即又变为棕黄色，即三价铁离子变为亚铁离子，后又被氧化为三价铁离子，所以最终被还原的是NOeq \\al(－,3)，故A正确；溶液由棕黄色变为浅绿色，说明三价铁离子的氧化性强于稀硫酸，但在硝酸存在下立即又变为棕黄色，说明硝酸的氧化性强于三价铁离子，故B正确；上述过程相当于发生二氧化硫与硝酸根离子之间的氧化还原反应，由3SO2～2NOeq \\al(－,3)知，二氧化硫和逸出的一氧化氮的体积之比为3∶2，故C错误；硝酸根离子氧化亚铁离子时生成无色、难溶于水的一氧化氮气体，故D正确。
11．一定温度下，探究铜与稀HNO3的反应过程如图，下列说法不正确的是( )
A．步骤 Ⅰ 中生成无色气体的离子方程式是3Cu＋2NOeq \\al(－,3)＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
B．步骤 Ⅲ 反应速率比 Ⅰ 快的原因是NO2溶于水，使c(HNO3)增大
C．由实验可知，NO2可能对该反应具有催化作用
D．当活塞不再移动时，再抽入空气，铜可以继续溶解
答案 B
解析 步骤 Ⅰ 的反应是Cu和稀HNO3的反应，离子方程式为3Cu＋2NOeq \\al(－,3)＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，A项正确；随着反应的进行，溶液中生成Cu(NO3)2，根据氮原子守恒，c(HNO3)不会增大，B项错误；生成NO2后，反应速率加快，说明NO2可能对该反应具有催化作用，C项正确；再抽入空气，NO和O2反应生成NO2，NO2和水反应生成HNO3，铜可以与HNO3继续反应而溶解，D项正确。
12．我国“蓝天保卫战”成果显著，肆虐的雾霾逐渐被遏止。科学家研究发现含氮化合物和含硫化合物在形成雾霾时与大气中的氨有关，转化关系如图所示：
回答下列问题：
(1)从物质分类的角度看，图中的物质属于酸性氧化物的有_______________(写化学式，下同)。
(2)图中物质溶于水溶液呈碱性的是________。
(3)写出工业中SO2转化为SO3的化学方程式：________________________________________。
(4)工业上利用氨制备一氧化氮，反应的化学方程式为_________________________________。
(5)实验室长期保存浓硝酸，需使用棕色试剂瓶，并放置在阴凉处，其原因为________________
_____________________________________________________________(用化学方程式表示)。
(6)氨与一氧化氮(NO)在一定条件下反应可生成对空气无污染的物质，该反应的化学方程式为
_______________________________________________________________________________。
答案 (1)SO2、SO3、N2O5 (2)NH3 (3)2SO2＋O2eq \(,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))2SO3 (4)4NH3＋5O2eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))4NO＋6H2O (5)4HNO3eq \(=====,\s\up7(△或光照))4NO2↑＋O2↑＋2H2O (6)6NO＋4NH3eq \(=====,\s\up7(一定条件))5N2＋6H2O
解析 (1)酸性氧化物是能与碱反应生成盐和水的氧化物，符合要求的有SO2、SO3和N2O5。(4)氨气经催化氧化可以形成一氧化氮：4NH3＋5O2eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))4NO＋6H2O。(6)氨中的氮为－3价，一氧化氮中的氮为＋2价，因此二者可以在一定条件下发生归中反应得到氮气：6NO＋4NH3eq \(======,\s\up7(一定条件))5N2＋6H2O。
13．甲、乙两组同学分别对铜、铁与硝酸的反应进行探究，请你参与并完成对有关问题的解答。
(1)甲组同学采用如图所示装置验证铜与硝酸的反应。已知仪器A中盛有足量的一定浓度的硝酸，试管B中盛有3.2 g铜。
①请写出铜与稀硝酸反应的离子方程式：____________________________________________。
②在铜与硝酸的反应中，硝酸所表现出的化学性质主要有______________________________。
③仪器C中收集到的气体主要是__________(填化学式)。
④待试管B中的铜反应完全后，如果向B中液体里加入足量氢氧化钠溶液，可生成沉淀的质量是______g。
(2)乙组同学对铁与稀硝酸的反应进行探究。他们用a ml Fe和含有b ml HNO3的稀硝酸进行实验，若两种物质恰好反应都无剩余，且HNO3只被还原成NO，反应结束后溶液中含有Fe3＋和Fe2＋。
①反应结束后的溶液中NOeq \\al(－,3)的物质的量的取值范围是__________________________ (用含a的代数式表示)。
②若反应结束后的溶液中Fe3＋、Fe2＋的物质的量之比n(Fe3＋)∶n(Fe2＋)＝3∶1，则eq \f(b,a)为_______。
答案 (1)①3Cu＋8H＋＋2NOeq \\al(－,3)===3Cu2＋＋4H2O＋2NO↑ ②酸性和强氧化性 ③NO
④4.9 (2)①2a ml解析 (1)③若硝酸为稀硝酸，生成的气体为NO，若硝酸为浓硝酸，则进入仪器C的气体为NO2，NO2与水反应生成NO，所以仪器C中收集到的气体主要是NO。④3.2 g铜的物质的量为eq \f(3.2 g,64 g·ml－1)＝0.05 ml，向B中加入足量氢氧化钠溶液，铜离子完全转化为氢氧化铜沉淀，根据铜原子守恒可知n[Cu(OH)2]＝n(Cu)＝0.05 ml，故m[Cu(OH)2]＝0.05 ml×98 g·ml－1＝4.9 g。
(2)铁与稀硝酸的反应可能为Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O或3Fe＋8HNO3 ===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。①全部生成Fe3＋时，溶液中NOeq \\al(－,3)的物质的量最多，为3a ml，全部生成Fe2＋时，溶液中NOeq \\al(－,3)的物质的量最少，为2a ml，由于溶液中同时含有Fe3＋和Fe2＋，故2a ml14．(2023·长沙高一月考)工业上通过氮气和氢气反应合成氨，氨经一系列反应可以得到硝酸。反应如图1所示：
请回答：
(1)实验室制取氨气的化学方程式为________________________________________________。
(2)NH3与O2制取NO的化学方程式为 ______________________________________________。
(3)工业制硝酸时尾气中含有NO、NO2，可用以下方法吸收：
①水吸收法。结合化学用语说明用水吸收NO2的缺陷：_________________________________。
②NaOH溶液吸收法吸收NO2，发生的反应为_______________________________________ 。
③用不同浓度的NaOH溶液吸收NO2含量不同的尾气，关系如图2(α表示尾气中NO2的含量)。
ⅰ.根据图得知 ______(填字母)。
a．NO2含量越大，氮氧化物的吸收率越大
b．NaOH溶液浓度越大，氮氧化物的吸收率越大
ⅱ.当α小于50%时，加入H2O2能提升氮氧化物的吸收率，原因是_________________________
_______________________________________________________________________________。
答案 (1)2NH4Cl＋Ca(OH)2eq \(=====,\s\up7(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
(2)4NH3＋5O2eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))4NO＋6H2O
(3)①二氧化氮和水反应生成污染性气体NO
②2NaOH＋2NO2===NaNO2＋NaNO3＋H2O
③ⅰ.a ⅱ.加入H2O2能氧化一氧化氮生成二氧化氮，二氧化氮含量越大氮氧化物吸收率越大
解析 (1)实验室常用氯化铵和消石灰共热制氨气。(2)在加热和催化剂条件下，NH3与O2反应生成NO和H2O。(3)②二氧化氮和氢氧化钠溶液反应生成硝酸钠、亚硝酸钠和水。实验装置
两只具支试管中分别加入浓硝酸和稀硝酸
实验现象
浓HNO3：铜丝变细，产生大量红棕色气体，溶液逐渐变绿
稀HNO3：铜丝变细，开始产生少量无色气体，反应逐渐加快，气体在试管上部变为红棕色，溶液逐渐变蓝
化学
方程式
Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
实验结论
浓HNO3与金属铜反应生成NO2，稀HNO3与金属铜反应生成NO，浓HNO3的氧化性更强
序号
反应物中含氮物质的类别、氮元素化合价的变化情况
化学方程式
含氮物质发生反应的类型(氧化反应、还原反应)
①
单质，0→－3
N2＋3H2eq \(,\s\up7(高温、高压),\s\d5(催化剂))2NH3
还原反应
②
氢化物，－3→＋2
4NH3＋5O2eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))4NO＋6H2O
氧化反应
③
氧化物，＋2→＋4
2NO＋O2===2NO2
氧化反应
④
氧化物，＋4→＋5、＋2
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
氧化反应、还原反应
测试时间/h
0
1
2
3
4
雨水的pH
4.73
4.63
4.56
4.55
4.55