2019届高考化学二轮复习（浙江专用）专题八　铝、氮及其化合物学案

专题八　铝、氮及其化合物
[考试标准]
知识条目
必考要求
加试要求
1.从铝土矿到铝合金
①地壳中铝的含量及存在形式，铝合金
②从铝土矿中获得铝的方法
③铝的重要性质(跟酸、碱反应，铝热反应，钝化现象)
④两性氧化物、两性氢氧化物的概念，Al2O3、Al(OH)3的重要性质，铝及其重要化合物之间的转化关系
⑤明矾的组成及净水原理


a
b
b
c

b
2.生产生活中的含氮化合物
①氮氧化物的产生、转化及其性质
②氮及其化合物的相互转化关系
③氨的性质与用途
④工业合成氨
⑤铵盐的性质与用途
⑥硝酸的性质与用途
⑦工业制取硝酸的设备和流程
⑧氮肥的性质与科学使用


a
c
b
b
b
b
b
a

考点一　铝及其化合物

1．树立物质转化思想
(1)理清知识主线
Al→Al2O3←Al(OH)3→
(2)形成网络构建

2．扫除易混知识盲点
(1)铝是活泼金属，但铝抗腐蚀性相当强，因为铝表面生成一层致密的氧化物薄膜。由于Al2O3的熔点高于Al的熔点，故在酒精灯上加热铝箔直至熔化，发现熔化的铝并不滴落。
(2)铝热反应不仅仅是单质铝与Fe2O3反应，还包含制取其他难熔金属的反应，由于铝热剂是混合物，故铝热反应不能用于工业上冶炼铁。注意铝热反应是中学化学中唯一一类金属单质与金属氧化物在高温条件下的置换反应。
(3)引发铝热反应的操作是高考实验考查的热点，具体操作是先铺一层KClO3，然后插上镁条，最后点燃镁条。
(4)并不是Al与所有金属氧化物均能组成铝热剂，该金属氧化物对应的金属活泼性应比铝弱。
(5)Al2O3、Al(OH)3与NaOH溶液的反应常用于物质的分离提纯。Al(OH)3不溶于氨水，所以实验室常用铝盐和氨水来制备Al(OH)3。
(6)利用偏铝酸盐制备Al(OH)3，一般不用强酸，因为强酸的量控制不当会使制得的Al(OH)3溶解。若向偏铝酸盐溶液中通入CO2，生成的Al(OH)3不溶于碳酸，CO2过量时生成HCO，不过量时生成CO，书写离子反应方程式时要特别注意。
(7)Al(OH)3可用作抗酸药；明矾常用于净水。
(8)泡沫灭火器所用试剂为Al2(SO4)3溶液和NaHCO3溶液。
3．规范书写重要反应
用方程式回答下列问题。
(1)用化学方程式表示除去铁粉中的铝粉。
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。
(2)用离子方程式表示除去Fe2O3中的Al2O3。
Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O。
(3)用离子方程式表示除去Mg(OH)2中的Al(OH)3。
Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。
(4)现有AlCl3溶液、氨水、NaOH溶液，制备Al(OH)3的最佳方案是(用化学方程式表示)。
AlCl3＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4Cl。
(5)现有NaAlO2溶液、CO2、盐酸，制备Al(OH)3的最佳方案是(用离子方程式表示)
2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO
或AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO。
(6)用离子方程式表示泡沫灭火器的原理。
Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑。
(7)用离子方程式分别表示：
①Al3＋、AlO；②AlO、HCO不能大量共存的原理。
①Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓；
②AlO＋H2O＋HCO===Al(OH)3↓＋CO。
(8)用离子方程式表示KAl(SO4)2和Ba(OH)2的反应。
①沉淀的物质的量最大；②沉淀的质量最大。
①2Al3＋＋3SO＋6OH－＋3Ba2＋===2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓；
②Al3＋＋2SO＋2Ba2＋＋4OH－===AlO＋2H2O＋2BaSO4↓。
(9)铵明矾[NH4Al(SO4)2·12H2O]是常见的食品添加剂，用于焙烤食品，向铵明矾溶液中逐滴滴入NaOH溶液，试写出反应的离子方程式。
Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓；
NH＋OH－===NH3·H2O；
Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。

题组一　铝及其化合物的性质定性判断
1．下列有关铝及其重要化合物的叙述正确的是(　　)
A．制备Al(OH)3悬浊液：向1 mol·L－1 AlCl3溶液中加过量的6 mol·L－1 NaOH溶液
B．向Al2(SO4)3溶液中加入过量的NH3·H2O∶Al3＋＋4NH3·H2O===AlO＋2H2O＋4NH
C．用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，熔化后的液态铝滴落下来，金属铝的熔点较低
D．向Al2(SO4)3溶液中加入过量氨水：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH
答案　D
解析　A项，Al(OH)3是两性氢氧化物，可以和过量氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，故不能制备氢氧化铝悬浊液，错误；B项，Al(OH)3只能溶于强碱，不能溶于氨水，错误；C项，铝在空气中加热生成的氧化铝熔点较高，所以内部熔化的铝不会滴落，错误。
2．下列关于铝的叙述中正确的是(　　)
A．铝的还原性强且亲氧性强，所以可通过铝热反应冶炼高熔点金属
B．铝在空气中极易锈蚀，所以铝制品的使用时间很短
C．铝能耐稀硫酸腐蚀，所以运送稀硫酸可用铝制槽罐车
D．铝的导电性比铜、银更强，所以常用于制造电线、电缆
答案　A
解析　铝在空气中形成致密的氧化膜，保护内层不被氧化，B错；铝易被稀硫酸腐蚀，C错；铝的导电性不如铜、银，D错。
3．下列物质中既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应的组合是(　　)
①Al　②Al2O3　③Mg(OH)2　④Al(OH)3　⑤Na2CO3 ⑥NaHCO3
A．①② B．①②④
C．①②④⑥ D．①②④⑤
答案　C
解析　①金属铝与盐酸反应生成铝盐和氢气，与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸盐和氢气，故①正确；②Al2O3属于两性氧化物，既能与酸反应生成铝盐，又能与碱反应生成偏铝酸盐，故②正确；③Mg(OH)2能与盐酸反应，不能与氢氧化钠溶液反应，故③错误；④Al(OH)3属于两性氢氧化物，既能与酸反应生成铝盐，又能与碱反应生成偏铝酸盐，故④正确；⑤Na2CO3与盐酸反应生成二氧化碳，不能与氢氧化钠溶液反应，故⑤错误；⑥NaHCO3属于强碱弱酸盐，既能与盐酸反应生成CO2，又能与氢氧化钠反应生成盐，故⑥正确。
4．下列关于铝及其化合物说法不正确的是(　　)
A．Al既可用于食品包装，也可用作建筑材料
B．Al2O3既可用来冶炼金属Al，也可用作耐火材料
C．明矾[KAl(SO4)2·12H2O]既可用作净水剂，也可用作消毒剂
D．Al(OH)3既可用作治疗胃酸过多的药物，也可用来制备一些铝盐
答案　C
解析　金属铝具有良好的延展性，因此铝可以制成铝箔用于食品包装，金属铝也可用作建筑材料，如铝合金门窗等，A项正确；电解熔融的Al2O3可冶炼金属Al，由于Al2O3具有耐高温的性质，也可用作耐火材料，B项正确；明矾[KAl(SO4)2·12H2O]溶于水后，Al3＋能发生水解反应，生成的Al(OH)3胶体具有吸附作用，可用作净水剂，但Al(OH)3并不具有消毒作用，C项错误；Al(OH)3与胃酸中的盐酸反应生成氯化铝和水，反应的化学方程式为Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O，D项正确。
5．某同学在实验室利用氢氧化钠、盐酸分离铁粉和铝粉混合物，转化关系如下图所示，下列说法不正确的是(　　)

A．x为NaOH溶液，y为盐酸
B．a→b发生的反应：AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓
C．按照本流程，x和y调换后也能达到实验目的
D．b、c既能与强酸反应又能与强碱反应
答案　C
解析　根据转化关系，加入试剂x，得到溶液和Fe，利用Al能与NaOH反应，Fe不与NaOH反应，因此试剂x为NaOH溶液，即a的主要成分是NaAlO2，根据转化关系，试剂y应为盐酸，发生AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓，然后氢氧化铝受热分解成Al2O3，最后通过电解的方法得到金属Al，根据上述分析，x为NaOH溶液，y为盐酸，故A说法正确；a→b的反应是AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓，故B说法正确；如果x和y互换，a为FeCl2和AlCl3，加入NaOH，则得到Fe(OH)2和Al(OH)3，按照流程无法得到金属铝，故C说法错误；b和c分别是Al(OH)3和Al2O3，都属于两性化合物，既能与强酸反应，又能与强碱反应，故D说法正确。
6．用含少量镁粉的铝粉制取纯净的氢氧化铝，下列操作步骤中最恰当的组合是(　　)
①加盐酸溶解　②加烧碱溶液溶解　③过滤　④通入过量CO2生成Al(OH)3沉淀　⑤加入盐酸生成Al(OH)3沉淀　⑥加入过量烧碱溶液
A．①⑥⑤③ B．②③④③
C．②③⑤③ D．①③⑤③
答案　B
解析　若先用盐酸溶解，Mg、Al均溶解，制取Al(OH)3的步骤较多；从NaAlO2制备Al(OH)3，若加盐酸不容易控制量的多少。故B项操作步骤为最佳顺序。
7．(2018·绍兴市第一中学高三联考)下列各组离子在指定的溶液中一定能大量共存的是(　　)
A．碱性溶液中：K＋、Ba2＋、Cl－、NO
B．酸性溶液中：Na＋、Fe2＋、NO、SO
C．能与Al反应生成H2的溶液：Mg2＋、K＋、NO、Cl－
D．澄清透明溶液中：Na＋、H＋、AlO、MnO
答案　A
解析　碱性溶液中：K＋、Ba2＋、Cl－、NO不反应，故A正确；酸性溶液中： Fe2＋、NO、H＋发生氧化还原反应，故B错误；能与金属铝反应放出氢气的溶液显碱性或酸性，若呈碱性Mg2＋不能存在，若呈酸性NO、H＋与铝不能放出氢气，故C错误；H＋、AlO反应生成铝离子，故D错误。

1.Al(OH)3的制备
Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH；AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO。
2．离子共存问题
(1)Al3＋与OH－、CO、HCO、SO、S2－、AlO不能大量共存，其中OH－是因为直接反应，其余均是“相互促进水解”。
(2)AlO与H＋、HCO、NH、Al3＋、Mg2＋、Cu2＋不能大量共存，其中AlO和H＋、HCO是因为直接反应[如AlO＋HCO＋H2O===Al(OH)3↓＋CO]，其余是“相互促进水解”。
题组二　有关“铝及其化合物”参与的框图推断
8．[2017·衢州二中高三(上)月考]A、B、C是单质，其中A是金属，各种物质间的转化关系如图：

根据图示转化关系回答：
(1)写出下列物质的化学式：
A_____________________，B____________________________________________________，
乙_____________________，丁________________________________________________。
(2)写出下列反应的化学方程式。
①A与NaOH溶液反应的化学方程式：__________________________________________
________________________________________________________________________。
②甲与NaOH溶液反应的离子方程式：___________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)将一定量的A加入到NaOH溶液中，产生的C在标准状况下的体积为3.36 L，则消耗的A的物质的量为____________，转移电子的物质的量为____________。
答案　(1)Al　O2　NaAlO2　Al(OH)3
(2)①2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
②Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O
(3)0.1 mol　0.3 mol
解析　(1)常见金属单质中能与NaOH溶液反应产生气体的只有Al，所以A是Al，乙是NaAlO2，C是H2；甲是Al的化合物，可和NaOH溶液反应产生NaAlO2，甲可能是Al2O3，则丙是H2O，B即是O2，根据NaAlO2＋CO2＋2H2O===NaHCO3＋Al(OH)3↓得丁是Al(OH)3，验证符合转化关系。
(3)产生的H2在标准状况下的体积为3.36 L，物质的量为＝0.15 mol，根据2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑可知，消耗的Al的物质的量为0.15 mol×＝0.1 mol，转移电子的物质的量为0.1 mol×3＝0.3 mol。
9．铝是一种应用广泛的金属，工业上用Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)混合熔融电解制得。铝土矿的主要成分是Al2O3和SiO2等。从铝土矿中提炼Al2O3的流程如下：

回答下列问题：
(1)写出反应1的化学方程式：____________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)滤液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是________________，反应2的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)电解制铝的化学方程式是___________________________________________，
以石墨为电极，阳极产生的混合气体的成分是_______________________________________。
答案　(1)2NaOH＋SiO2===Na2SiO3＋H2O、2NaOH＋Al2O3===2NaAlO2＋H2O
(2)CaSiO3　2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO
(3)2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑　O2、CO2(CO)
解析　本题是常考的经典Al的制备实验，由流程图可知反应1用于溶解二氧化硅和氧化铝，所以滤液中的成分为硅酸钠和偏铝酸钠，加入氧化钙后硅酸钠转化为硅酸钙沉淀，偏铝酸钠溶液通入二氧化碳气体后转变为氢氧化铝，加热后生成氧化铝。电解制备铝的过程中由于阳极生成了氧气，高温下碳会被氧气氧化为CO、CO2，因此阳极产生的混合气体为O2、CO2(CO)。
题组三　铝及其化合物性质的定量分析
(一)铝与H＋、OH－反应的定量计算
10．将等物质的量的镁和铝混合均匀，再将混合物均分为四份，分别加入足量的下列溶液，充分反应后，放出氢气最多的是(　　)
A．8 mol·L－1 NaOH溶液
B．2 mol·L－1 HNO3溶液
C．3 mol·L－1 HCl溶液
D．18 mol·L－1 H2SO4溶液
答案　C
解析　镁不能和氢氧化钠反应，铝和氢氧化钠反应生成氢气；硝酸为氧化性酸，与镁、铝反应不会生成氢气；盐酸为非氧化性酸，等物质的量的镁和铝都能和盐酸反应生成氢气；镁与浓硫酸(18 mol·L－1 H2SO4溶液)反应生成SO2气体，铝与浓硫酸发生钝化(常温)。由以上分析可知：加入盐酸，等物质的量的镁和铝都与盐酸反应生成氢气，所以放出氢气最多，故选C。
11．甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol·L－1的盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得生成的气体体积比为1∶2，则加入的铝粉的质量为(　　)
A．5.4 g B．3.6 g
C．2.7 g D．1.8 g
答案　A
解析　由2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑可知，两份等质量的Al都完全反应时，生成H2的量相等，消耗HCl与NaOH的量不相等。实际上HCl、NaOH的物质的量均为0.3 mol，且已知生成H2的体积比为1∶2，所以实际发生反应时的情况分别为HCl的量不足，Al过量；NaOH过量，Al的量不足。由生成H2的体积比为1∶2可知，反应的Al的量之比也为1∶2，即与0.3 mol盐酸完全反应的Al为2.7 g，与NaOH溶液反应的Al为5.4 g，因此加入的铝粉的质量为5.4 g。
12．(2018·宁波诺丁汉大学附属中学高三模拟)量取16.0 mL 10.0 mol·L－1 HCl溶液，加蒸馏水稀释至100 mL，取两份稀释后的HCl溶液各25 mL，分别加入等质量的Mg和Al，相同条件下充分反应，产生氢气的体积随时间变化的曲线如图所示(氢气体积已折算成标准状况下的体积)。请计算：

(1)稀释后HCl溶液的物质的量浓度为______ mol·L－1。
(2)加入Mg的质量至少有________。
答案　(1)1.6　(2)0.48 g
解析　(1)根据稀释过程中溶质的物质的量不变可知，稀释后HCl溶液的物质的量浓度为＝1.6 mol·L－1。(2)根据图像可知生成氢气是448 mL，物质的量是0.448L ÷22.4 L·mol－1＝0.02 mol，根据方程式Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑可知加入Mg的质量至少为0.02 mol×24 g·mol－1＝0.48 g。

1．铝与酸、碱反应生成H2的量的关系
铝与酸、碱反应的化学方程式分别为2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。从化学方程式可以看出Al与酸、碱反应时生成H2的实质都是AlAl3＋，所以无论与酸还是与碱反应，Al与H2的关系都是2Al～3H2。
(1)等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气体积比＝。
(2)足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比＝。
(3)一定量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比<<，则必定是a.铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；b.铝与氢氧化钠溶液反应时，铝不足而氢氧化钠过量。解题时应充分利用上述过量关系。
2．铝的这种既能与酸(非氧化性酸)又能与强碱反应产生H2的性质常作为推断题的“题眼”。
13．一块表面被氧化的铝分成两等份，若向其中一份中滴加1 mol·L－1的NaOH溶液，向另一份中滴加x mol·L－1的稀盐酸，产生氢气的物质的量与所加NaOH溶液、稀盐酸的体积关系如图所示。下列说法不正确的是(　　)

A．该铝块的总质量为8.46 g
B．a＝260
C．b＝780
D．该铝块中氧化铝和铝单质的物质的量之比为3∶20
答案　A
解析　当铝块与NaOH反应时，由关系式Al2O3～2NaOH可得，n(Al2O3)＝n(NaOH)＝0.03 mol；由关系式2Al～2NaOH～3H2可得，n(H2)＝1.5n(Al)＝1.5n(NaOH)＝0.3 mol，n(Al)＝0.2 mol，n(NaOH)＝0.2 mol，V(NaOH)＝200 mL，a＝260。当铝块与盐酸反应时，由关系式Al2O3～6HCl可得，n(HCl)＝0.03 mol×6＝0.18 mol，c(HCl)＝＝1 mol·L－1；由关系式Al～3HCl可得，n(HCl)＝3n(Al)＝0.6 mol，V(HCl)＝×1 000 mL·L－1＝600 mL，b＝180＋600＝780。该铝块中氧化铝与铝单质的物质的量之比为0.03 mol∶0.2 mol＝3∶20。铝块的总质量为(102 g·mol－1×0.03 mol＋27 g·mol－1×0.2 mol)×2＝16.92 g。综上所述，A项错误。
(二)有关“铝及其化合物”图像的定性定量分析
14．在某无色溶液中缓慢地滴入NaOH溶液直至过量，产生沉淀的质量与加入的NaOH溶液体积的关系如图所示，由此确定，原溶液中含有的阳离子是(　　)

A．Mg2＋、Al3＋、Ba2＋ B．H＋、Mg2＋、Al3＋
C．H＋、Cu2＋、Al3＋ D．只有Mg2＋、Al3＋
答案　B
解析　根据图像，可以看出分为4个阶段：第一阶段无沉淀，第二阶段沉淀量逐渐增多到最大量，第三阶段有部分沉淀能和氢氧化钠继续反应，即部分沉淀溶解，第四阶段沉淀的量不再随着氢氧化钠量的增多而变化。第一阶段无沉淀，说明水溶液中一定含有氢离子，故A、D错误；第三阶段有部分沉淀能和氢氧化钠继续反应，说明部分沉淀是氢氧化铝，原溶液中一定含有铝离子，第四阶段沉淀的量不再随着氢氧化钠量的增多而变化，说明一定有一种沉淀和氢氧化钠不反应，可推知该沉淀可能是氢氧化镁，铜离子有颜色，与溶液无色不符，故B正确，C错误。
15．(2018·诸暨中学高三段考)某实验小组对一含有Al3＋的未知溶液进行了如下分析：①滴入少量氢氧化钠溶液，无明显变化；②继续滴加氢氧化钠溶液，开始产生白色沉淀；③滴入过量的氢氧化钠溶液，白色沉淀明显减少。实验小组经定量分析，绘出沉淀的物质的量与滴入氢氧化钠溶液体积的关系图。则下列说法中错误的是(　　)

A．该未知溶液中至少含有3种阳离子
B．滴加的NaOH溶液的物质的量浓度为5 mol·L－1
C．若另一种离子为二价阳离子，则a＝5
D．最终得到的沉淀，其成分无法确定
答案　C
解析　实验过程分析滴入氢氧化钠溶液无沉淀，说明含有H＋，继续滴入氢氧化钠溶液生成白色沉淀说明一定生成氢氧化铝沉淀，说明溶液中含有Al3＋，加入过量的氢氧化钠沉淀减少，图像分析说明溶液中除了铝离子，应还有另一种金属阳离子，该未知溶液中至少含有3种阳离子，选项A正确；依据图像分析溶解的氢氧化铝物质的量为0.20 mol－0.15 mol＝0.05 mol，消耗氢氧化钠溶液体积为110 mL－100 mL＝10 mL，氢氧化钠的浓度＝＝5 mol·L－1，选项B正确；若另一种阳离子为二价金属阳离子，生成氢氧化铝最大沉淀量0.05 mol，二价金属物质的量为0.15 mol，开始消耗氢氧化钠溶液的体积为a mL，消耗氢氧化钠物质的量为0.05 mol×3＋0.15 mol×2＋a×10－3 L×5 mol·L－1＝0.1 L×5 mol·L－1，a＝10，选项C错误；最后得到的沉淀不能确定其成分，选项D正确。
16．(2017·镇海中学创新班高一上学期阶段性检测)某溶液中可能含有Fe2＋、Mg2＋、Cu2＋、NH、Al3＋中的一种或几种。当加入一种淡黄色固体并加热溶液时，有刺激性气体放出和白色沉淀生成，加入淡黄色固体的物质的量(横坐标)与析出沉淀和产生气体的物质的量(纵坐标)的关系，如下图所示。请填写下列空白：

(1)在该溶液中含有的离子是_______________________________________________，
物质的量浓度之比为_________________________________________________________。
(2)所加的淡黄色固体是_______________________________________________(化学式)。
答案　(1)Mg2＋、Al3＋、NH　1∶1∶3　(2)Na2O2
解析　淡黄色固体加入溶液中，并加热溶液时，有刺激性气体放出和白色沉淀生成，则淡黄色固体为Na2O2，图像实际为两个图合在一起，较上的是气体，较下的是沉淀，图像中加入8 mol过氧化钠后，沉淀减小，且白色沉淀并没有完全溶解，则溶液中一定没有Fe2＋和Cu2＋，一定有NH、Al3＋、Mg2＋，加入8 mol过氧化钠之后，生成气体减小，故加入8 mol过氧化钠时，铵根离子完全反应。(1)由纵坐标可知：n(Mg2＋)＝n[Mg(OH)2]＝2 mol，n(Al3＋)＝4 mol－n[Mg(OH)2]＝2 mol，当n(Na2O2)＝8 mol时，由2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，可知n(O2)＝8 mol×＝4 mol，所以n(NH)＝n(NH3)＝10 mol－n(O2)＝6 mol，故n(Mg2＋)∶n(Al3＋)∶n(NH)＝2 mol∶2 mol∶6 mol＝1∶1∶3。(2)由上述分析可知，淡黄色固体为Na2O2。

关于Al(OH)3沉淀变化图像分析
(1)可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图像
操作
向可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量
向NaOH溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液至过量
现象
立即产生白色沉淀―→渐多―→最多―→渐少―→消失
无沉淀(有但即溶)―→出现沉淀―→渐多―→最多―→沉淀不消失
图像


离子方程式
Al3＋＋3OH－=== Al(OH)3↓
Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O
Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓


(2)偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图像
操作
向偏铝酸盐溶液中逐滴加入稀盐酸至过量
向稀盐酸中逐滴加入偏铝酸盐溶液至过量
现象
立即产生白色沉淀―→渐多―→最多―→渐少―→消失
无沉淀(有但即溶)―→出现沉淀―→渐多―→最多―→沉淀不消失
图像


离子方程式
AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓
Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
AlO＋4H＋===Al3＋＋2H2O
Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓

(3)可溶性铝盐与弱酸、弱碱反应产生沉淀的图像
①向AlCl3溶液中滴加氨水的图像(如图所示)。

原理：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH。
现象：立即产生白色沉淀―→渐多―→最大量。
②向NaAlO2溶液中通入足量CO2的图像(如图所示)。

原理：CO2＋AlO＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO。
现象：立即产生白色沉淀―→渐多―→最大量。
(4)混合离子(含Al3＋、Mg2＋、H＋)反应的图像
向含有铝离子、镁离子、氢离子的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，H＋先与OH－反应，该过程中无沉淀生成，而后Al3＋、Mg2＋与OH－反应至沉淀达到最大值，最后Al(OH)3再与OH－反应导致沉淀部分溶解。

反应的离子方程式为：
①第一阶段：H＋＋OH－===H2O；
②第二阶段：Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓、Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓；
③第三阶段：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。
考点二　氮及其化合物

1．树立物质转化思想
(1)理清知识主线
H3―→ ―→2O―→O―→O2―→HO3
(2)形成网络构建

2．扫除易忘知识盲点
(1)NO只能用排水法或气囊法收集。
(2)在NO2或NO与O2通入水的计算中常用到4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3、4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3两个方程式。
(3)浓HNO3显黄色是因为溶有NO2，而工业上制备的盐酸显黄色，是因为溶有Fe3＋。
(4)硝酸、浓H2SO4、次氯酸具有强氧化性，属于氧化性酸，其中HNO3、HClO见光或受热易分解。
(5)强氧化性酸(如HNO3、浓H2SO4)与金属反应不生成H2；金属和浓HNO3反应一般生成NO2，而金属和稀HNO3反应一般生成NO。
(6)实验室制备NH3，除了用Ca(OH)2和NH4Cl反应外，还可用浓氨水的分解(加NaOH固体或CaO)制取，而检验NH需用浓NaOH溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸检验生成的气体，以确定NH的存在。
(7)收集NH3时，把一团干燥的棉花放在试管口，以防止与空气对流；收集完毕，尾气处理时，应在试管口放一团用稀硫酸浸湿的棉花，以吸收NH3。
(8)铜与浓HNO3反应在试管内就能看到红棕色的NO2，而与稀HNO3反应时需在试管口才能看到红棕色气体。
(9)浓盐酸和浓氨水反应有白烟生成，常用于HCl和NH3的相互检验。
(10)NH3、HCl、SO2、NO2可用水进行喷泉实验，水溶性小的气体可用其他溶剂(如CO2和NaOH溶液)进行喷泉实验。
3．规范书写重要反应
用方程式回答下列问题。
(1)书写离子方程式。
①将NH3通入到AlCl3溶液中。
3NH3＋3H2O＋Al3＋===Al(OH)3↓＋3NH。
②将NO2通入到NaOH溶液中。
2NO2＋2OH－===NO＋NO＋H2O。
③将Fe粉逐渐加入到稀HNO3中。
Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O；
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。
④将炽热的炭放入浓HNO3中。
C＋4H＋＋4NOCO2↑＋4NO2↑＋2H2O。
(2)书写化学方程式。
①实验室用Ca(OH)2和NH4Cl制氨气。
Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2NH3↑＋2H2O。
②将NH3通到灼热的CuO中，固体由黑色变红色。
2NH3＋3CuON2＋3Cu＋3H2O。
③用NH3可以检验Cl2管道是否漏气，若漏气则有白烟生成。
8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl。
④制硝基苯。
。

题组一　氮氧化物的性质
1．一集气瓶中气体呈红棕色，加入适量水后，盖上瓶盖振荡，得到橙色溶液，气体的红棕色消失，再打开瓶盖后，瓶中又呈红棕色，则原瓶中混合气体可能是(　　)
A．NO2、N2、Br2 B．N2、O2、Br2
C．NO、N2、NO2 D．NO2、N2、O2
答案　A
解析　NO2和Br2都为红棕色，NO2与H2O反应生成硝酸和无色的NO，Br2溶于水后得到橙色溶液，NO遇空气即可被空气中的氧气氧化为红棕色的NO2。故原混合气体中必有NO2和Br2，A项正确。
2．如图所示，试管中盛装的是红棕色气体(可能是混合物)，当倒扣在盛有水的水槽中时，试管内水面上升，但不能充满试管，当向试管内鼓入氧气后，可以观察到试管中水柱继续上升，经过多次重复后，试管内完全被水充满，原来试管中盛装的不可能是(　　)

A．N2与NO2的混合气体
B．O2与NO2的混合气体
C．NO与NO2的混合气体
D．NO2一种气体
答案　A
解析　若是N2与NO2的混合气体，无论鼓入多少氧气，最后都有N2剩余，试管不可能完全被水充满；若是O2与NO2的混合气体，由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可知，当＞4时，NO2有剩余，剩余的NO2和水反应产生NO，故试管内水面上升，但不能充满试管，当向试管内不断鼓入氧气后，发生反应：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，故试管能被水充满；若是NO与NO2的混合气体，开始时，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，气体体积减小，但有NO剩余，当向试管内不断鼓入适量的氧气后，发生反应：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，试管内的气体完全被水吸收。
3．下面是NO2溶于水的实验的有关操作，如图所示：

操作1：用戴橡胶手套的拇指堵住试管口，将试管从水中取出，把试管正立起来。
可能的现象：水进入至试管容积约________处。
原因：NO2溶于水，气体体积减小了________。
操作2：松开拇指。
可能的现象：试管内的无色气体变成________色。
原因：生成的气体被空气中的________氧化成________。
操作3：再用拇指堵住试管口，振荡。
可能的现象：气体由________色变为________色。
原因：________又溶于水。
操作4：向试管中滴入2滴紫色石蕊溶液。
可能的现象：紫色石蕊溶液变______色，溶液呈______性。
答案　　　红棕　O2　NO2　红棕　无　NO2　红　酸
解析　操作1所涉及的反应为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，NO的体积是NO2体积的，气体体积减小了，水进入试管容积的处。
操作2所涉及的反应为2NO＋O2===2NO2，无色的NO被空气中的氧气氧化为红棕色的NO2。
操作3所涉及的反应为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO振荡后生成的红棕色NO2又与水反应生成了无色的NO。
操作4中，滴入紫色石蕊溶液，溶液会变红，溶液中的硝酸显酸性：HNO3===H＋＋NO，石蕊遇酸变红。
题组二　氨的制备与性质
4．如图是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中可行的是(　　)


答案　D
解析　A项，NH4Cl受热分解生成NH3和HCl，但二者在试管口处遇冷又生成NH4Cl，故得不到NH3；C项，氯化铵与氢氧化钙加热制取氨气，试管口要略向下倾斜，否则生成的水倒流，使热的试管炸裂；D项，加热浓氨水，可制取氨气。
5．甲、乙、丙三位同学分别用如图实验装置及化学药品(碱石灰为氢氧化钠和生石灰的混合物)制取氨气。请你参与探究，并回答问题。

(1)他们制取氨气的化学方程式为__________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)三位同学都用向下排空气法收集氨气，其原因是____________________________________
________________________________________________________________________。
(3)三位同学用上述装置制取氨气时，其中有一位同学没有收集到氨气(实验操作都正确)。你认为没有收集到氨气的同学是________(填“甲”“乙”或“丙”)。
(4)三位同学都认为他们的实验装置还可用加热NH4HCO3固体来制取纯净的氨气。你判断能够达到实验目的的是________(填“甲”“乙”或“丙”)。该装置中的NH4HCO3固体能否用NH4Cl固体代替？________(填“能”或“不能”)。
答案　(1)2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
(2)NH3的密度比空气小且极易溶于水
(3)乙
(4)丙　不能
解析　(1)氯化铵和氢氧化钙制取氨气的化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O。
(2)NH3极易溶于水，故不能用排水集气法，但NH3的密度小于空气的密度，故可以用向下排空气法收集NH3。
(3)乙同学所用装置把产生的NH3通入到浓H2SO4中，NH3被吸收。
(4)NH4HCO3受热分解的化学方程式为NH4HCO3NH3↑＋CO2↑＋H2O。丙同学所用装置中的碱石灰能吸收CO2和H2O，所以丙可达到目的。NH4Cl受热分解为NH3和HCl，但冷却后又重新化合生成NH4Cl，所以不能用NH4Cl固体代替NH4HCO3固体。
6．按如图所示装置进行实验。

(1)实验开始一段时间后，可观察到锥形瓶口上方有白烟生成，请将可能观察到的其他现象补齐：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
有关化学方程式：_____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO和NH3＋HNO3===NH4NO3。
(2)由于气温的原因，上述实验一段时间后现象不太明显，需向锥形瓶内加入下列哪种物质才能重新看到明显的现象________(填字母)。
A．NaOH固体 B．生石灰
C．浓H2SO4 D．NH4Cl固体
答案　(1)在锥形瓶口附近有红棕色的气体生成，铂丝保持红热　4NH3＋5O24NO＋6H2O、2NO＋O2===2NO2　(2)ABD
解析　(1)氨气和氧气在铂丝催化剂条件下加热，发生反应4NH3＋5O24NO＋6H2O；反应为放热反应，可观察到铂丝保持红热。NO与O2继续发生反应2NO＋O2===2NO2，瓶中有红棕色气体生成，二氧化氮和水反应生成硝酸，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，进而发生反应NH3＋HNO3===NH4NO3。(2)温度降低的原因是反应放热减少，故可以通过升高温度或增加NH3的量使反应继续进行。加NaOH、CaO既能升高体系温度，还能促进NH3的生成，加NH4Cl固体可以促进NH3的生成。

氨气的两种制备方法
实验室中主要有两种氨气的制法：一是固体与固体加热的方式；二是采用浓氨水中平衡NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－移动原理进行制备。
(1)加热NH4Cl和Ca(OH)2固体混合物制取氨气
2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O，实验装置如图Ⅰ。

(2)加热浓氨水
反应原理：NH3·H2ONH3↑＋H2O，反应发生装置如图Ⅱ。
(3)浓氨水中加固态碱性物质
浓氨水中存在以下平衡：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－，加入固态碱性物质(如CaO、NaOH固体、碱石灰等)，消耗水且使c(OH－)增大，使平衡逆向移动，同时反应放热，促进NH3·H2O的分解，反应发生装置如图Ⅲ。
题组三　氨的喷泉实验
7．大气压强对许多物理实验和化学实验有着重要影响。制取氨气并完成喷泉实验(图中夹持装置均已略去)。

(1)写出实验室一般常用的制取氨气的化学方程式：____________________________________
________________________________________________________________________。
(2)收集氨气应使用________法，要得到干燥的氨气可选用________作干燥剂。
(3)用图甲装置进行喷泉实验，上部烧瓶已装满干燥氨气，引发水上喷的操作是______________________________。该实验的原理是________________________________
________________________________________________________________________。
(4)如果只提供如图乙的装置，引发喷泉的方法是________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
(2)向下排空气　碱石灰
(3)打开止水夹，挤出胶头滴管中的水　氨气极易溶于水，致使烧瓶内气体压强迅速减小
(4)打开止水夹，用双手(或热毛巾等)将烧瓶捂热，氨气受热膨胀，赶走玻璃导管内的空气，氨气与水接触，即发生喷泉
解析　(1)实验室一般用氯化铵和消石灰在加热条件下反应来制取氨气。(2)由于氨气极易溶于水，且密度比空气小，所以采用向下排空气法收集。干燥氨气应采用碱性干燥剂，可选用碱石灰，不能用酸性干燥剂或无水CaCl2，因为氨气与酸性干燥剂反应，与氯化钙反应生成络合物。(3)欲形成喷泉，必须使烧瓶内的压强减小，从胶头滴管中挤出水，可将氨气溶解，使气体减少，压强减小。(4)图乙装置中没有预先吸水的胶头滴管，为了减小烧瓶中的气体压强，必须让氨气与水接触。可将烧瓶捂热，氨气受热膨胀，赶走玻璃导管内的空气，使氨气与水接触，即发生喷泉。
8．利用如图所示的装置，可以验证NH3和HCl的有关性质。实验前a、b、c活塞均关闭。

(1)若要在烧瓶Ⅱ中产生“喷泉”现象，烧瓶Ⅰ中不产生“喷泉”现象，其操作方法是______________________________。
(2)若先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管，在烧瓶中可观察到的现象是___________________。
(3)通过挤压胶头滴管和控制活塞的开关，在烧瓶Ⅰ中产生“喷泉”现象，烧瓶Ⅱ中不产生“喷泉”现象其操作方法是__________________________。若要在该装置中产生双喷泉现象，其操作方法是______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)先打开a、b活塞，再挤压胶头滴管(或先挤压胶头滴管，再打开a、b活塞)
(2)烧瓶Ⅱ中导管口处产生白烟
(3)先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管(或先打开a活塞，挤压胶头滴管，再打开c活塞)，片刻后，关闭a活塞，然后打开b活塞　先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管(或先打开a活塞，挤压胶头滴管，再打开c活塞)，片刻后，打开b活塞
解析　(1)打开a、b活塞，再将胶头滴管中的水挤入烧瓶Ⅱ中，由于NH3极易溶于水，使烧瓶内气体压强迅速减小，烧杯中的水迅速进入烧瓶Ⅱ中，形成喷泉。(2)先打开a、c活塞，再将胶头滴管中的水挤入烧瓶Ⅱ中，烧瓶Ⅱ中的气压迅速减小，烧瓶Ⅰ中的HCl气体会流向烧瓶Ⅱ中，且与NH3化合生成NH4Cl而产生白烟。(3)在(2)的基础上，若关闭a活塞，打开b活塞，烧杯中的水会迅速进入烧瓶Ⅰ中，形成喷泉；若打开b活塞，不关闭a活塞，烧瓶中的水便会同时进入烧瓶Ⅰ和Ⅱ中，形成双喷泉。

(1)形成喷泉的原理：形成喷泉最根本的原因是瓶内外存在压强差。当烧瓶内气体溶于液体或与之反应时，瓶内气体大量减少，压强降低，外界的大气压将液体压入烧瓶内，形成喷泉。
(2)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液体中；②使烧瓶内气体温度降低，压强减小；③烧瓶外待喷液面上的压强增大。
(3)一般地，1体积的液体所能溶解的气体体积大于17时，就能形成喷泉。下面是几种常见的能形成喷泉的气体和吸收剂。
气体
HCl
NH3
CO2、Cl2、SO2、H2S
NO2
NO、O2(4∶3)
吸收剂
水、NaOH溶液
水、盐酸
NaOH溶液
水
水
只要气体易溶于吸收剂，均可引发喷泉。吸收剂可以是水，也可以是酸液或碱液等。
(4)易溶于水的气体的喷泉实验成败的关键：①装置的气密性要好；②烧瓶要干燥；③气体的纯度要大。
题组四　铵盐的性质
9．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，所有铵盐中的氮均呈－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NH＋OH－NH3↑＋H2O
D．NH4Cl和NaCl的固体混合物可用升华法分离
答案　C
解析　有些铵盐受热分解产生氨气(如NH4Cl)，有的铵盐受热分解不产生氨气(如硝酸铵)，A项错误；所有的铵盐都易溶于水，铵盐里除NH中的N呈－3价外，还可能含有其他价态的N元素(如NH4NO3中的N有－3、＋5两种价态)，B项错误；铵盐与碱反应时，反应条件不同，产物也不同，即加热时，生成NH3，不加热时，往往生成NH3·H2O，C项正确；可用加热法分离NH4Cl和某些固体(不分解、不升华的固体)的混合物，但其过程为先受热分解，再降温化合，而不是升华，D项错误。
10．铵盐受热易分解，如图实验装置是验证氯化铵受热产生的气体是氨气和氯化氢，并将产生的气体重新化合生成氯化铵。

(1)U形管B处所盛放的固体物质是________。
(2)证明氯化铵受热产生的气体是氨气和氯化氢的操作和现象是：
①________________________________________________________________________，
当___________________________________________________________，说明有HCl生成；
②________________________________________________________________________，
当_____________________________________________________________，说明有NH3生成。
(3)若要在乙瓶中观察HCl和NH3重新化合生成NH4Cl的实验现象，请依据以上的实验装置写出有关的实验步骤和实验现象：______________________________________________。
答案　(1)碱石灰　(2)①打开K1，关闭K2　湿润的pH试纸变红　②打开K2，关闭K1　湿润的pH试纸变蓝 (3)先关闭K2，打开K1，当丙中导管上方有白雾时，关闭K1，打开K2，观察到乙中有白烟生成
解析　结合实验目的，从给出的装置分析，U形管中A处P2O5的作用是吸收NH3，此管中导出HCl气体，可以用湿润的pH试纸检验；U形管B处应用碱石灰吸收HCl，此管中导出NH3，可以用湿润的pH试纸检验。为了观察到在乙瓶中有白烟生成，应先向乙瓶中通入HCl气体，当乙瓶中充满HCl时，再充入NH3，这样不会在导管中生成大量NH4Cl而堵塞导管。
题组五　硝酸的性质
11．下列关于硝酸的叙述中，正确的是(　　)
A．浓硝酸和稀硝酸都具有氧化性
B．浓硝酸与金属反应不产生氢气，而稀硝酸与金属反应可置换出氢气
C．因常温下铝和铁不与浓硝酸反应，所以浓硝酸可盛放在铝制或铁制容器中
D．硝酸与金属反应时，只表现出氧化性
答案　A
解析　浓硝酸与稀硝酸都具有氧化性，可与除Au、Pt之外的所有金属反应，且不产生氢气；在与金属反应时，硝酸既表现氧化性又表现酸性；浓硝酸可盛放在铝制或铁制容器中，是因为常温下铝或铁在浓硝酸中发生钝化。
12．碳跟浓硝酸共热反应产生的气体X和铜跟浓硫酸共热反应产生的气体Y同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中(如图所示)，下列有关说法正确的是(　　)

A．洗气瓶中产生的沉淀是碳酸钡
B．从Z导管出来的气体中无二氧化碳
C．洗气瓶中产生的沉淀是亚硫酸钡
D．在Z导管口有红棕色气体出现
答案　D
解析　X是CO2和NO2的混合气体，Y为SO2；X、Y混合之后SO2和NO2会发生氧化还原反应：SO2＋NO2＋H2O===H2SO4＋NO。因H2SO4能与BaCl2反应生成BaSO4，CO2与BaCl2不反应，没有BaCO3生成，故A错误；因CO2不与BaCl2反应，从导管中逸出，故B错误；因H2SO3不能与BaCl2反应生成BaSO3，故C错误；反应生成的NO在Z导管口与空气中的氧气反应生成NO2，呈红棕色，D正确。
13．铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体与5.6 L O2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。则消耗铜的质量为(　　)
A．16 g B．32 g C．64 g D．无法计算
答案　B
解析　该题氮元素变化为硝酸与金属铜反应生成氮的氧化物，氮的氧化物再与氧气和水反应又生成硝酸，因此总的硝酸的物质的量不变，可将题目中的反应抽象看作是铜与氧气的反应，其中硝酸为“催化剂”，所以铜的物质的量为2×＝0.5 mol，即32 g，B项正确。
14．向27.2 g Cu和Cu2O的固体混合物中加入某浓度的稀硝酸0.5 L，固体物质完全反应，生成4.48 L NO(标准状况下)和Cu(NO3)2，在所得溶液中加入1.0 mol·L－1的NaOH溶液1.0 L，此时溶液中的溶质为NaNO3，铜离子已完全沉淀，沉淀质量为39.2 g [其中Cu2O与稀硝酸的反应方程式为3Cu2O＋14HNO3===6Cu(NO3)2＋2NO↑＋7H2O]。
(1)在上述Cu2O与硝酸的反应中，硝酸表现出的性质有____________________。
(2)原固体中Cu与Cu2O的物质的量之比______。
(3)原硝酸溶液的物质的量浓度______。
答案　(1)酸性和氧化性　(2)2∶1　(3)2.4 mol·L－1
解析　(1)HNO3被还原为NO，体现了硝酸的氧化性，反应中有Cu(NO3)2生成，体现了硝酸的酸性。(2)设原固体中Cu和Cu2O的物质的量分别为x mol、y mol，则64 g·mol－1×x mol＋144 g·mol－1×y mol＝27.2 g　①，最终Cu2＋完全转化为Cu(OH)2，n[Cu(OH)2]＝(x＋2y) mol，则(x mol＋2y mol)×98 g·mol－1＝39.2 g　②，将①②两式联立，解得：x＝0.2，y＝0.1，故n(Cu)∶n(Cu2O)＝0.2 mol∶0.1 mol＝2∶1。也可以用电子转移守恒来计算。Cu和Cu2O均被氧化为Cu2＋，失去的n(e－)＝(2x＋2y) mol，HNO3→NO，得到的电子的物质的量n(e－)＝3n(NO)＝3×＝0.6 mol，则2x mol＋2y mol＝0.6 mol　③，联立①③解得：x＝0.2，y＝0.1，n(Cu)∶n(Cu2O)＝0.2 mol∶0.1 mol＝2∶1。
(3)n(NaOH)＝1.0 mol·L－1×1.0 L＝1.0 mol，加入NaOH后溶液中的溶质为NaNO3，则n(NaNO3)＝n(NaOH)＝1.0 mol，根据N原子守恒，n(HNO3)＝n(NaNO3)＋n(NO)＝1.0 mol＋＝1.2 mol，c(HNO3)＝＝2.4 mol·L－1。

金属与硝酸反应的规律及计算
(1)金属与硝酸反应的规律
①金属与HNO3反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NO的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂转化为还原产物，其还原产物一般为浓HNO3→NO2，稀HNO3→NO。
②金属(除铁、铝、金、铂等外)与浓HNO3反应时，若金属足量，开始时还原产物为NO2，随反应进行，浓HNO3变稀，还原产物为NO，最终得到NO2与NO的混合气体。其中常温下铁和铝遇浓HNO3钝化，但在加热时可发生反应。
③Fe与稀HNO3反应时，Fe被HNO3氧化成Fe3＋，若Fe过量，过量的Fe再与Fe3＋反应生成Fe2＋。
(2)金属与硝酸反应常用的计算方法
①原子守恒法：HNO3与金属反应时，反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量等于显酸性的HNO3(以硝酸盐的NO形式存在于溶液中)的物质的量与显氧化性的HNO3(以NOx的形式存在)的物质的量之和。
②电子守恒法：HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。
③电荷守恒法：HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH－)有：c(NO)＝c(H＋)＋n×c(Mn＋)(Mn＋代表金属离子)。
题组六　氮及其化合物的相互转化关系
15．如图的关系图中，A是一种正盐，E是强酸，当甲无论是强酸或强碱都有如下反应关系：

当甲无论是强酸或强碱，A、B、C、D、E均为同种元素对应的不同的化合物。回答下列问题：
(1)A是________(用化学式表示)。
(2)当甲是稀盐酸溶液时，B为具有臭鸡蛋气味的气体。
①写出B与C反应的化学方程式：_________________________________________________
________________________________________________________________________。
②一定质量的Zn与100 mL 12.0 mol·L－1的E的浓溶液充分反应，反应后称量剩余锌，发现质量减少了65.0 g，将反应后的溶液稀释至1 L，此时溶液中c(SO)＝________ mol·L－1，产生SO2体积(标准状况下)＝________ L。
(3)当甲是浓氢氧化钠溶液时，B为易液化的气体，可作制冷剂。
①C是________，在浓的E溶液中放入过量的铜片，则反应将要结束时的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②将盛有D和O2的混合气体12 mL的量筒倒立于水槽中，充分反应后，剩余2 mL无色气体(均在同温同压下测定)，则原混合气体中氧气的体积是________。
答案　(1)(NH4)2S
(2)①2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O　②1　4.48
(3)①NO　3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O　②4 mL或1.2 mL
解析　(1)A是一种正盐，E是强酸，由转化关系可知，中学化学中N、S元素化合物符合转化，当甲无论是强酸或强碱，A、B、C、D、E均为同种元素对应的不同的化合物，可推知A为(NH4)2S。
(2)当甲是稀盐酸溶液时，B为具有臭鸡蛋气味的气体，则B为H2S、C为SO2、D为SO3，E为H2SO4，则：
①B与C反应的化学方程式为2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O。
②一定质量的Zn与100 mL 12.0 mol·L－1的H2SO4的浓溶液充分反应，反应后称量剩余锌发现质量减少了65.0 g，则参加反应的Zn的物质的量为1 mol，H2SO4的物质的量为0.1 L×
12.0 mol·L－1＝1.2 mol，由于硫酸没有剩余，设与浓硫酸反应的Zn为x mol，与稀硫酸反应的Zn为y mol，则：
Zn＋2H2SO4(浓)===ZnSO4＋SO2↑＋2H2O
x　　　2x　　　　　x　　 x
Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
y　　 y　　　　 y
由题意可知：x＋y＝1,2x＋y＝1.2，解得x＝0.2，y＝0.8，故将反应后的溶液稀释至1 L，此时溶液中c(SO)＝＝1 mol·L－1，产生SO2体积(标准状况下)＝0.2 mol×22.4 L·mol－1＝4.48 L。
(3)当甲是浓氢氧化钠溶液时，B为易液化的气体可作制冷剂，则B为NH3、C为NO、D为NO2，E为HNO3。
①由上述分析可知C是NO，在浓的E溶液中放入过量的铜片，则反应将要结束时，为Cu与稀硝酸反应，离子方程式为3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。
②可能发生的反应为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3、3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，试管中O2和NO2气体按体积比1∶4混合全部溶解，液体充满试管，假定全部为二氧化氮，剩余气体体积为×12 mL＝4 mL，实际是结果剩余2 mL气体，小于4 mL，则说明剩余气体为NO或氧气，若为氧气，则参加反应的气体为12 mL－2 mL＝10 mL，根据4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，可知参加此反应的NO2的体积为10 mL×＝8 mL，参加反应的O2的体积为10 mL－8 mL＝2 mL，原混合气体中O2的体积为2 mL＋2 mL＝4 mL；若剩余气体为NO气体，根据3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，可知过量的NO2为3×2 mL＝6 mL，反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3消耗的气体总体积为12 mL－6 mL＝6 mL，则反应消耗的氧气为6 mL×＝1.2 mL，故答案为4 mL或1.2 mL。
16．已知A、B、C、D、E、G、H、I均为气体，G可使湿润红色石蕊试纸变蓝，J为常见的液态物质，A、B、C、I、M为单质，且M为常见金属，G和H相遇时产生白烟，它们存在如图的转化关系(图中部分反应物或产物已省略)，请回答有关问题：

(1)A物质的化学式为_____________________________________________________。
(2)①写出实验室用K制取G的化学方程式：__________________________________________
________________________________________________________________________；
②实验室检验气体G是否收集满的方法：______________________________________
________________________________________________________________________；
③G与H相遇可生成白烟K，请写出该反应的化学方程式：______________________________ __________________________________________。
(3)①F的浓溶液与木炭反应的化学方程式为______________________________________
________________________________________________________________________；
②工业F的浓溶液呈黄色，试用化学方程式解释原因：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
若要消除黄色可向其中通入一定量的______________。
答案　(1)N2　(2)①2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O　②用湿润的红色石蕊试纸靠近集气瓶口，如果红色石蕊试纸变蓝，则说明收集满　③NH3＋HCl===NH4Cl　(3)①C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O
②4HNO3(浓)4NO2↑＋O2↑＋2H2O　氧气
解析　已知A、B、C、D、E、G、H、I均为气体，A、B、C、I、M为单质，G可使湿润红色石蕊试纸变蓝，则G为NH3，G和H相遇时产生白烟，则H为HCl，则K为NH4Cl，B和C能生成H，则C为Cl2，B为H2，A为N2，J为常见的液态物质，则J为H2O，根据转化关系可知，I为O2，D为NO，E为NO2，F为HNO3，Z为NH4NO3，M为常见金属，M能与盐酸反应后又与氯气反应，所以M为Fe，所以X为FeCl2，Y为FeCl3。(2)①实验室用氯化铵制取氨气的化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O；②实验室检验气体氨气是否收集满的方法是用湿润的红色石蕊试纸靠近集气瓶口，如果红色石蕊试纸变蓝，则说明收集满；③氯化氢遇到氨气生成氯化铵，出现白烟，反应的化学方程式为NH3＋HCl===NH4Cl。(3)①F为HNO3，F的浓溶液与木炭反应的化学方程式为C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O；②工业浓硝酸溶液呈黄色，是因为浓硝酸分解产生二氧化氮，反应的化学方程式为4HNO3(浓)4NO2↑＋O2↑＋2H2O，若要消除黄色可向其中通入一定量的氧气。
题组七　硝酸的模拟生产
17．硝酸是一种重要的化工原料，氨氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径，某兴趣小组在实验室模拟氨氧化法制硝酸，实验装置如图所示，回答下列问题：

(注：氯化钙可以与NH3反应生成八氨合氯化钙。)
(1)仪器a的名称为________，其中添加的试剂为____________________________。
(2)实验时先点燃C中的酒精灯，当催化剂Cr2O3由暗绿色变为微红时通入空气，3 min后Cr2O3出现暗红色，移去酒精灯，Cr2O3能保持红热状态的原因是____________________________
________________________________________________________________________，
装置C中发生反应的总反应化学方程式为____________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)装置D的作用是______________________________________________________________；
装置G的作用是_________________________________________________________________。
(4)反应开始后，在装置E中看到的现象是_________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)实验结束后，证明有HNO3生成的操作是___________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)为测定所制硝酸的浓度，反应结束后取20 mL装置F中的液体，加水稀释至1 000 mL后，取出20 mL加入锥形瓶中，滴加指示剂，然后用0.100 mol·L－1的NaOH溶液滴定，用去25 mL NaOH溶液，则反应制得的硝酸的浓度为________ mol·L－1。
答案　(1)球形干燥管　碱石灰(其他合理答案均可)
(2)该反应为放热反应　4NH3＋5O24NO＋6H2O
(3)除去氨气和水蒸气　吸收尾气
(4)气体变为红棕色
(5)取少量F中的液体于试管中，滴加几滴紫色石蕊溶液，溶液变红，证明有HNO3生成(其他合理答案均可)
(6)6.25
解析　(1)仪器a是球形干燥管，添加的试剂为固体，其作用为干燥氨气，可以是碱石灰等。(2)氨气的催化氧化反应为放热反应，故移去酒精灯后Cr2O3能保持红热状态；装置C中发生反应为4NH3＋5O24NO＋6H2O。(3)根据提示，装置D的作用是除去氨气和水蒸气；装置G的作用是吸收尾气。(4)反应开始后，在装置E中发生反应：2NO＋O2===2NO2，看到的现象是气体变为红棕色。(5)可以用指示剂证明有HNO3生成，具体操作是：取少量F中的液体于试管中，滴加几滴紫色石蕊溶液，溶液变红，证明有HNO3生成。(6)根据酸碱反应原理c(酸)V(酸)＝c(碱)V(碱)，解得c(酸)＝0.125 mol·L－1，稀释了50倍，则反应制得的硝酸的浓度为0.125 mol·L－1×50＝6.25 mol·L－1。
18．氮元素形成的化合物种类十分丰富。请根据以下工业制硝酸的原理示意图回答含氮化合物相关的问题：

(1)下列有关NH3的说法中，不正确的是________(填字母)。
A．工业合成NH3需要在高温高压下进行
B．NH3可用来生产碳铵和尿素等化肥
C．NH3可用浓硫酸或无水氯化钙干燥
D．NH3受热易分解，须置于冷暗处保存
(2)NH3易溶于水，标准状况下，用充满NH3的烧瓶做喷泉实验，水充满整个烧瓶后所形成溶液的物质的量浓度为________ mol·L－1。
(3)氨气燃烧的化学方程式为_________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)HNO3是一种重要的化工原料，工厂生产出的浓硝酸可用铝槽车或铁槽车来运输。在常温下能使铝、铁钝化，说明浓硝酸具有很强的____________________性。
(5)“吸收塔” 尾部会有含NO、NO2等氮氧化物的尾气排出，为消除它们对环境的破坏作用，通常用以下两种方法处理：
①纯碱溶液吸收法。纯碱溶液与NO2的反应原理：
Na2CO3＋2NO2===NaNO3＋________＋CO2(请填写完成化学方程式)。
②氨转化法。已知7 mol氨恰好能将含NO和NO2共6 mol 的混合气体完全转化为N2，则混合气体中NO和NO2的物质的量之比为________，若用通式NOx表示氧化物，则每摩尔氨可将______ mol的NOx转化为N2。
答案　(1)CD　(2) (或0.045)　(3)4NH3＋5O24NO＋6H2O　(4)氧化　(5)①NaNO2
②1∶3　
解析　本题主要考查NH3等氮的化合物。
(1)工业合成NH3的反应条件是高温、高压、催化剂，故A正确；NH3可与碳酸等反应生成碳铵等，也可以与二氧化碳反应生成尿素，故B正确；NH3可与硫酸或氯化钙发生化合反应，故C不正确；NH3不易分解，故D不正确。(2)水充满整个烧瓶后所形成溶液的物质的量浓度为 mol·L－1≈0.045 mol·L－1。
(3)氨气燃烧的化学方程式为4NH3＋5O24NO＋6H2O。
(4)在常温下能使铝、铁钝化，说明浓硝酸具有很强的氧化性。
(5)①纯碱溶液吸收法。纯碱溶液与NO2的反应原理：Na2CO3＋2NO2===NaNO3＋NaNO2＋CO2。②7 mol氨失去21 mol电子，根据题意和得失电子守恒可得n(NO)＋n(NO2)＝6 mol,2n(NO)＋4n(NO2)＝21 mol，解得n(NO)＝1.5 mol，n(NO2)＝4.5 mol，则混合气体中NO和NO2的物质的量之比为1∶3，若用通式NOx表示氧化物，反应过程中NOx分子得到2xe－，则每摩尔氨可将 mol的NOx转化为N2。

工业上氨氧化法生产硝酸的过程
(1)生产流程

(2)生产设备主要有热交换器、转化器和吸收塔。
(3)主要反应的化学方程式
转化器：4NH3＋5O24NO＋6H2O；
热交换器：2NO＋O2===2NO2；
吸收塔：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
专题强化练
(一)铝及其化合物
1．(2017·诸暨中学高三选考)甲、乙、丙、丁分别是Al2(SO4)3、FeSO4、NaOH、BaCl2四种物质中的一种，若将丁溶液滴入乙溶液中，发现有白色沉淀生成，继续滴加则沉淀消失；若将丁溶液滴入甲溶液中，无明显现象发生，据此可推断丙物质是(　　)
A．Al2(SO4)3 B．NaOH
C．BaCl2 D．FeSO4
答案　D
解析　若将丁溶液滴入乙溶液中，发现有白色沉淀生成，继续滴加则沉淀消失，应为NaOH和Al2(SO4)3的反应，反应的方程式：Al2(SO4)3＋6NaOH===2Al(OH)3↓＋3Na2SO4、Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O，现象为先生成白色沉淀，后沉淀溶解，则丁为NaOH，乙为Al2(SO4)3，丁溶液滴入甲溶液中，无明显现象发生，只有BaCl2与NaOH不反应，则甲为BaCl2，因此，丙为FeSO4。故选D。
2.向物质的量浓度均为1 mol·L－1的HCl、AlCl3、MgCl2、NH4Cl混合溶液中逐滴加入1 mol·L－1的NaOH溶液，得到如图图像。下列有关说法正确的是(　　)

A．沉淀的最大物质的量为2 mol
B．c～d段会产生标况下22.4 L NH3
C．d～e段发生的反应为Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O
D．滴加NaOH溶液过程中，微粒反应的先后顺序是H＋、Al3＋、Mg2＋、NH、Al(OH)3
答案　D
解析　因原混合溶液的体积未知，故无法判断沉淀的最大物质的量，选项A错误；c～d段为NH4Cl与NaOH溶液反应，产生NH3的量无法计算，选项B错误；d～e段加入NaOH溶液发生反应的离子方程式为：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，选项C错误；H＋、Al3＋、Mg2＋、NH、Al(OH)3结合氢氧根离子的能力逐渐减弱，故滴加NaOH溶液过程中，微粒反应的先后顺序是H＋、Al3＋、Mg2＋、NH、Al(OH)3，选项D正确。
3．下列曲线图(纵坐标为沉淀的量，横坐标为加入物质的量)正确的是(　　)


A．图Ⅰ向1 L浓度均为0.1 mol·L－1的Ba(OH)2、NaAlO2混合液中加入0.1 mol·L－1稀硫酸
B．图Ⅱ向含有0.1 mol·L－1 AlCl3和0.3 mol·L－1 NH4Cl的混合液1 L中加入0.1 mol·L－1 NaOH溶液
C．图Ⅲ向烧碱溶液中滴加KAl(SO4)2溶液
D．图Ⅳ向AlCl3溶液中滴加过量氨水
答案　A
解析　A项，Ba(OH)2和NaAlO2中加入H2SO4，发生的反应依次为Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO===BaSO4↓＋2H2O、AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓、Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，所以加入1 L H2SO4时Ba(OH)2反应完，再加0.5 L H2SO4时AlO反应完，再加1.5 L H2SO4时生成的Al(OH)3全部溶解，正确；B项，向1 L浓度分别为0.1 mol·L－1和0.3 mol·L－1的AlCl3、NH4Cl的混合液中加入0.1 mol·L－1的NaOH溶液，发生的反应依次是Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓、NH＋OH－===NH3·H2O、Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，所以沉淀Al3＋和溶解Al(OH)3所用NaOH溶液的体积之比为3∶1，而图像上是1∶1，错误；C项，向烧碱溶液中滴加KAl(SO4)2溶液，发生的反应依次是Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O、Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓，所以无现象阶段与产生沉淀阶段所加入的KAl(SO4)2溶液体积之比为3∶1，错误；D项，氨水是弱碱，不能溶解Al(OH)3，所以向AlCl3溶液中滴加过量氨水，只会生成沉淀，不会溶解沉淀，错误。
4．在H2SO4酸化过的Al2(SO4)3溶液中滴加NaOH溶液，生成沉淀W(g)与所加NaOH溶液体积V的关系如图，其中正确的是(　　)


答案　D
解析　NaOH溶液先与H2SO4反应，没有沉淀生成，然后与Al2(SO4)3溶液反应，生成Al(OH)3沉淀与溶解Al(OH)3沉淀所用NaOH的物质的量之比为3∶1。
5．某无色溶液中，已知含有H＋、Mg2＋、Al3＋等阳离子，加入NaOH溶液的体积(V)和生成沉淀的质量(m)之间的关系如图所示，其中正确的是(　　)


答案　B
解析　向含有H＋、Mg2＋、Al3＋等阳离子的溶液中加入NaOH溶液，首先发生反应：H＋＋OH－===H2O；所以开始无沉淀产生，后来发生反应：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓；Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，当二者反应完全时沉淀达到最大值，然后继续滴加NaOH溶液，会发生反应：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，沉淀会逐渐减少，当Al(OH)3反应完全时沉淀达到最小值，此后再加入NaOH溶液，沉淀的质量不再发生变化，故B项正确。
6．(2018·诸暨中学高三第二阶段考)蛇纹石由MgO、Al2O3、SiO2、Fe2O3组成。现取一份蛇纹石试样进行实验，首先将其溶于过量的盐酸，过滤后，得到沉淀X和滤液Y。下列叙述正确的是(　　)
①沉淀X的成分是SiO2
②从蛇纹石组成看，其成分皆是碱性氧化物
③溶液Y中的阳离子主要是Mg2＋、Al3＋、Fe3＋、H＋
④在溶液Y中加入过量的氨水，过滤得到的沉淀的成分是Fe(OH)3和Mg(OH)2
A．①② B．②③ C．①③ D．②④
答案　C
解析　混合物中加入过量的盐酸后，氧化镁、氧化铝、氧化铁会与盐酸反应生成氯化镁、氯化铝、氯化铁，而二氧化硅不溶于盐酸，所以得到的沉淀是二氧化硅，反应后的溶液Y中含有氯化镁、氯化铝、氯化铁和反应剩余的盐酸；①混合物中加入过量的盐酸后，氧化镁、氧化铝、氧化铁会与盐酸反应生成氯化镁、氯化铝、氯化铁，而二氧化硅不溶于盐酸，所以得到的沉淀是二氧化硅，故①正确；②蛇纹石由MgO、Al2O3、SiO2、Fe2O3组成，MgO、Fe2O3是碱性氧化物，Al2O3是两性氧化物，SiO2是酸性氧化物，故②错误；③MgO、Al2O3、Fe2O3都能与过量盐酸反应生成金属阳离子，且酸过量，则溶液Y中的阳离子主要是Mg2＋、Al3＋、Fe3＋、H＋，故③正确；④在溶液Y中加入过量的氨水，氢氧化铝是两性氢氧化物，不溶于弱酸、弱碱，所以过滤得到的沉淀的成分是Fe(OH)3、Mg(OH)2、Al(OH)3，故④错误；答案选C。
7．某混合物A，含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3，在一定条件下可以实现下图所示的物质之间的变化：

据此判断：
(1)固体B所含物质的化学式为________________________________________________。
(2)固体E所含物质的化学式为______________________________________________。
(3)反应①的离子方程式为_________________________________________________。
答案　(1)Al2O3　(2)(NH4)2SO4、K2SO4
(3)AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO[或2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO]
解析　铝及其化合物的性质与一般活泼金属元素的性质有差异之处，这是因为铝的金属性不强，易表现出一定的非金属性。加入水后，沉淀是Al2O3、Fe2O3，Al2O3是两性氧化物，溶于NaOH溶液后生成NaAlO2，反应①为NaAlO2＋CO2＋2H2O===NaHCO3＋Al(OH)3↓或2NaAlO2＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋Na2CO3；2Al(OH)3Al2O3＋3H2O；KAl(SO4)2溶于水，Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH，溶液组成为(NH4)2SO4、K2SO4，从而得出正确答案。
8．(2017·绍兴市第一中学高三模拟)现有金属单质A、B、C和气体甲、乙、丙及物质D、E、F、G，它们之间能发生如下反应(图中有些反应的产物和反应的条件没有全部标出)。

请根据以上信息回答下列问题：
(1)写出下列物质的化学式：
C_____________________、F______________________________________________。
(2)写出下列反应的化学方程式或离子方程式：
反应①的化学方程式：________________________________________________________。
反应③的离子方程式：____________________________________________________________。
反应⑤的离子方程式：_________________________________________________________。
(3)通常用__________溶液检验物质G中阳离子，其原理是____________________________。(用离子方程式表示)
答案　(1)Fe　FeCl2　(2)2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑　2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋ ＋2Cl－　(3)KSCN　Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3
解析　金属单质A的焰色反应为黄色，因此A为Na，与水反应生成的气体甲为H2，D为NaOH。黄绿色气体乙为Cl2，则丙为HCl。即E为盐酸，能与NaOH反应生成氢气的金属单质B为Al。红褐色沉淀H为Fe(OH)3，则金属单质C为Fe，F为FeCl2，G为FeCl3。(2)反应①为Na和水的反应，化学方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑；反应③为金属铝和氢氧化钠溶液的反应，则反应的离子方程式是2Al ＋ 2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑；反应⑤为FeCl2和Cl2的反应，离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。(3)向含有铁离子的溶液中加入KSCN溶液，发生反应Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3，溶液变为血红色，所以通常用KSCN溶液检验Fe3＋。
9．(2018·宁波市余姚中学高三调研)(1)下列各组反应若产生等物质的量的氮氧化物，转移电子数多少的关系正确的是________(填字母)。
①NO2和H2O　②氧化炉中NH3和O2　③Fe和HNO3(稀)　④碳和浓HNO3
A．④>②>①>③ B．②>④>③>①
C．②>③>①>④ D．②>①>③>④
(2)往Al与NaOH反应后的溶液中滴入NaHCO3溶液，产生白色沉淀，写出离子方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)氰化钠(NaCN)是剧毒化学品。氰化钠泄漏到水体中，可用ClO2处理，生成两种无色无味无毒的气体。写出用ClO2处理氰化钠废水的离子方程式：____________________________
________________________________________________________________________。
(4)同样浓度下，醋酸和氨水的电离程度相同，但氢氧化铝可以完全溶于醋酸，却不能溶于氨水，问这能说明氢氧化铝的什么性质？______________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)铝粉在1 000 ℃时可与N2反应制备AlN。在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合，有利于AlN的制备，其主要原因是____________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)C　(2)AlO＋HCO＋H2O===Al(OH)3↓＋CO　(3)2ClO2＋2CN－===2Cl－＋N2＋2CO2 (4)说明Al(OH)3碱式电离的程度要比酸式电离的程度大 (5)NH4Cl分解产生的HCl能够破坏Al表面的Al2O3薄膜
解析　(1)①NO2和H2O反应的化学方程式为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，因此生成1 mol NO转移2 mol电子；②氧化炉中NH3和O2反应的化学方程式为4NH3＋5O24NO＋6H2O，生成1 mol NO转移5 mol电子；③Fe和HNO3(稀)生成1 mol NO转移3 mol电子；④碳和浓HNO3反应生成1 mol NO2转移1 mol电子，所以转移电子数多少的关系为②>③>①>④，答案选C。(2)Al与NaOH溶液反应后的溶液中含有偏铝酸钠，滴入NaHCO3溶液，产生白色沉淀氢氧化铝，反应的离子方程式为AlO＋HCO＋H2O===Al(OH)3↓＋CO。(3)氰化钠泄漏到水体中，可用ClO2处理，生成两种无色无味无毒的气体，依据原子守恒可知应该是氮气和CO2，所以用ClO2处理氰化钠废水的离子方程式为2ClO2＋2CN－===2Cl－＋N2＋2CO2。(4)同样浓度下，醋酸和氨水的电离程度相同，但氢氧化铝可以完全溶于醋酸，却不能溶于氨水，这说明Al(OH)3碱式电离的程度要比酸式电离的程度大。(5)由于NH4Cl分解产生的HCl能够破坏Al表面的Al2O3薄膜，所以在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合，有利于AlN的制备。
10．铝是重要的金属材料，铝土矿(主要成分是Al2O3和少量的SiO2、Fe2O3杂质)是工业上制取铝的原料。实验室模拟工业上以铝土矿为原料制铵明矾晶体的工艺流程如图所示：

请回答下列问题：
(1)固体a的化学式为______________，固体b的化学式为__________，Ⅲ中通入足量CO2气体发生反应的离子方程式为__________________________________________________。
(2)由Ⅴ制取铵明矾溶液的化学方程式为_____________________________________
________________________________________________________________________。
(3)由Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ都要用到的分离方法是____________________________________，
由铵明矾溶液制铵明矾晶体的操作是_____________________________________________。
(4)如果先向铝土矿中加入过量氢氧化钠，再加入过量盐酸，此时首先出现的固体a是________。
答案　(1)SiO2　Fe(OH)3　AlO＋CO2＋2H2O===HCO＋Al(OH)3↓
(2)Al2O3＋4H2SO4＋2NH3===2NH4Al(SO4)2＋3H2O
(3)过滤　蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤
(4) Fe2O3
解析　(1)铝土矿中Al2O3和Fe2O3能溶于盐酸，SiO2不溶于盐酸，所以固体a的化学式为SiO2，固体b的化学式为Fe(OH)3；Al2O3溶于烧碱生成NaAlO2溶液，在其中通入CO2生成Al(OH)3沉淀。(2)由Ⅴ制取铵明矾溶液的化学方程式为Al2O3＋4H2SO4＋2NH3===2NH4Al(SO4)2＋3H2O。(3)由Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ都要用到的分离方法是过滤，由铵明矾溶液制铵明矾晶体的操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤。(4)如果先向铝土矿中加入过量氢氧化钠，Fe2O3与过量氢氧化钠不反应，此时首先出现的固体a是Fe2O3。
(二)氮及其化合物
11．下列说法正确的是(　　)
A．CO、NO、NO2都是大气污染物，在空气中都能稳定存在
B．NO可用于某些疾病的治疗
C．NO2通入FeSO4溶液中始终无明显现象
D．NO是一种红棕色气体
答案　B
解析　NO易被氧化为NO2，NO2通入溶液中生成HNO3，能把Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液由浅绿色变成棕黄色。
12．液氨在工业生产上有着广泛应用，然而由于忽视安全性，液氨泄漏事件时有发生。下列有关说法错误的是(　　)
A．液氨常用作制冷剂
B．氨气可以由两种10电子微粒反应制得
C．氨气通入热的CuSO4溶液中能使Cu2＋还原成Cu
D．蘸有浓盐酸的玻璃棒遇氨气产生白烟
答案　C
解析　液氨汽化时吸收大量的热，常用作制冷剂，A项说法正确；NH＋OH－NH3↑＋H2O，NH和OH－都是10电子微粒，B项说法正确；NH3通入热的CuSO4溶液发生反应：2NH3＋2H2O＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋(NH4)2SO4、Cu(OH)2CuO＋H2O，溶液中NH3不能将Cu2＋还原为Cu，C项说法错误；浓盐酸与NH3作用生成白色固体NH4Cl，故D项说法正确。
13．下图是课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案，下列有关操作不可能引发喷泉现象的是(　　)


A．挤压装置①的胶头滴管使CCl4全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹
B．挤压装置②的胶头滴管使NaOH溶液全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹
C．用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气并打开止水夹
D．向装置④的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹
答案　B
解析　H2难溶于NaOH溶液，不能形成较大的压强差，不能引发喷泉现象。
14．下列说法不正确的是(　　)
A．在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，再加入Cu(NO3)2固体，铜粉仍不溶解
B．某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，该气体的水溶液一定显碱性
C．铜与浓硝酸反应的离子方程式有3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
D．HNO3―→NO―→NO2，以上各步变化均能通过一步实现
答案　A
解析　A项中加入Cu(NO3)2固体后，Cu和H＋、NO发生反应：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，该项不正确。
15．某学习小组设计实验探究NO与铜粉的反应并检验NO，实验装置如图所示(夹持装置略)。实验开始前，向装置中通入一段时间的N2，排尽装置内的空气。

已知：在溶液中，FeSO4＋NO[Fe(NO)]SO4(棕色)，该反应可用于检验NO。下列对该实验相关描述错误的是(　　)
A．装置F、I中的试剂依次为水，硫酸亚铁溶液
B．装置J收集的气体中不含NO
C．实验结束后，先熄灭酒精灯，再关闭分液漏斗的活塞
D．若观察到装置H中红色粉末变黑色，则NO与Cu发生了反应
答案　B
解析　根据实验装置图，在装置E中Cu与稀硝酸反应制备NO，实验开始前向装置中通入一段时间的N2排尽装置内的空气，由于HNO3具有挥发性，制得的NO中混有HNO3(g)和H2O(g)，装置F用于除去NO中的HNO3(g)，装置G中的无水CaCl2用于干燥NO，装置H用于探究NO与Cu粉的反应，装置I用于检验NO。装置F中盛放水除去NO中的HNO3(g)，根据题意用FeSO4溶液检验NO，装置I中盛放FeSO4溶液，A项正确；检验NO的反应为FeSO4＋NO[Fe(NO)]SO4，该反应为可逆反应，NO不能被完全吸收，NO难溶于水，装置J收集的气体中含有NO，B项错误；实验结束后，为了防止倒吸，先熄灭酒精灯，再关闭分液漏斗的活塞，C项正确；若观察到装置H中红色粉末变黑色，说明NO与Cu作用产生了黑色固体，说明NO与Cu发生了反应，D项正确。
16．为落实“五水共治”，某工厂拟综合处理含NH的废水和工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO，不考虑其他成分)，设计了如下流程：

下列说法不正确的是(　　)
A．固体1中主要含有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3
B．X可以是空气，且需过量
C．捕获剂所捕获的气体主要是CO
D．处理含NH废水时，发生反应的离子方程式：
NH＋NO===N2↑＋2H2O
答案　B
解析　工业废气通入过量的石灰乳，二氧化碳和二氧化硫被吸收形成碳酸钙和亚硫酸钙沉淀，所以固体1中含有氢氧化钙、碳酸钙和亚硫酸钙，A项正确；气体1为一氧化碳、一氧化氮和氮气，微粒能被氢氧化钠吸收成亚硝酸钠，需要将部分一氧化氮变成二氧化氮，与一氧化氮一起与氢氧化钠反应，所以X为空气，因为要实现的反应为NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O，空气不能过量，B项错误；一氧化碳和氢氧化钠不反应，所以捕获剂捕获的气体主要为一氧化碳，C项正确；亚硝酸钠中的氮元素为＋3价，与铵根离子中的氮元素(－3价)发生氧化还原反应，生成的无污染的气体为氮气，根据电子守恒和电荷守恒分析，其方程式为NH＋NO===N2↑＋2H2O，D项正确。
17．(2018·宁波市余姚中学高三选考模拟)将51.2 g Cu完全溶于适量浓硝酸中，收集到NO、NO2混合物，这些气体恰好能被500 mL 2 mol·L－1 NaOH溶液完全吸收，生成的盐溶液中NaNO3的物质的量为(　　)
(已知：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O；NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O)
A．0.2 mol B．0.4 mol
C．0.6 mol D．不能确定
答案　A
解析　51.2 g Cu的物质的量为51.2 g÷64 g·mol－1＝0.8 mol，铜和硝酸反应生成氮氧化合物，在NaOH溶液中氮氧化合物又转化成NaNO3和NaNO2，则铜将失去的电子给了硝酸，在氢氧化钠溶液中又生成了NaNO2，根据得失电子数目相等得到2n(Cu)＝2n(NaNO2)，所以n(NaNO2)＝n(Cu)＝0.8 mol，根据钠元素守恒可知n(NaNO2)＋n(NaNO3)＝0.5 L×2 mol·L－1＝1 mol，所以n(NaNO3)＝1 mol－0.8 mol＝0.2 mol，答案选A。
18．(2017·镇海中学创新班高三阶段性检测)某合金(仅含铜、铁)中铜和铁的物质的量之和为
y mol，其中Cu的物质的量分数为a，将其全部投入50 mL b mol·L－1的硝酸溶液中，加热使其充分反应(假设NO是唯一的还原产物)。下列说法正确的是(　　)
A．若金属有剩余，在溶液中再滴入硫酸后，金属不会再溶解
B．若金属全部溶解，则溶液中一定含有Fe3＋
C．若金属全部溶解，且产生336 mL气体(标准状况)，则b＝0.3
D．当溶液中金属离子只有Fe3＋、Cu2＋时，则a与b的关系为b≥80y(1－)
答案　D
解析　若金属有剩余，在溶液中再滴入硫酸后，氢离子和硝酸根离子与金属反应使金属继续再溶解，选项A错误；当金属全部溶解时，Fe可能以Fe2＋的形式存在，不一定含有 Fe3＋，选项B错误；当b＝0.3时，参加反应的HNO3最多为0.05 L×0.3 mol·L－1＝0.015 mol，n(NO)＝＝0.015 mol，因为参加反应的HNO3物质的量应该大于0.015 mol，而这里n(HNO3)＝0.015 mol，显然不成立，选项C错误；HNO3和金属反应，参加反应的HNO3一部分作氧化剂生成NO，另一部分体现酸性生成硝酸盐，则：n(Cu)＝ay mol，n(Fe)＝(1－a)y mol，作酸性的HNO3为2n[Cu(NO3)2]＋3n[Fe(NO3)3]＝2ay mol＋3(1－a)y mol＝(3y－ay) mol；由得失电子守恒可得：生成的NO的物质的量，即被还原的硝酸的量n(NO)＝ mol，所以参加反应的硝酸n(HNO3)＝4y－ mol，则b×0.05≥4y－ mol，得b≥80y(1－)，选项D正确。
19．按要求回答下列问题。
(1)如下图所示，向NaOH固体上滴几滴浓氨水，迅速盖上盖，观察现象。

①浓盐酸液滴附近会出现白烟，发生反应的化学方程式为______________________________。
②浓硫酸液滴上方没有明显现象，一段时间后浓硫酸的液滴中有白色固体，该固体可能是__________________________________(写化学式，一种即可)。
③FeSO4液滴中先出现灰绿色沉淀，过一段时间后变成红褐色，发生的反应包括Fe2＋＋2NH3·H2O===Fe(OH)2↓＋2NH和____________________________________。
(2)在微生物作用下，蛋白质在水中分解产生的氨能够被氧气氧化生成亚硝酸(HNO2)，反应的化学方程式为__________________________________________________________
________________________________________________________________________，
若反应中有0.3 mol电子发生转移，生成亚硝酸的质量为____ g(小数点后保留两位有效数字)。
答案　(1)①NH3＋HCl===NH4Cl
②NH4HSO4[或(NH4)2SO4]
③4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
(2)2NH3＋3O22HNO2＋2H2O　2.35
解析　(2)由方程式2NH3＋3O22HNO2＋2H2O可看出，每当生成1 mol HNO2，转移电子 6 mol，当有0.3 mol电子发生转移时，生成亚硝酸0.05 mol，即2.35 g。
20．某实验小组设计了下列装置进行氨的催化氧化实验。

完成下列填空：
(1)常温下，氨水的浓度为1∶1.5 (28%的浓氨水和水的体积比)时实验现象明显，配制该浓度氨水的玻璃仪器有___________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)本实验用的干燥剂是碱石灰和无水氯化钙。则甲处是______________；乙处是______________。
(3)实验时，先将催化剂加热至红热，在不断鼓入空气的情况下，熄灭酒精灯，反应仍能继续进行，说明该反应是________(填“吸”或“放”)热反应；化学方程式为__________________
________________________________________________________________________。
(4)实验前，烧杯中盛有200 mL 1.000 mol·L－1的NaOH溶液，实验后测得烧杯中溶液的pH＝13，且溶液质量比反应前增加了7.48 g，则NaOH溶液吸收的NO和NO2的物质的量之比是________(设溶液的体积不变且忽略盐类的水解)。
(5)实验时发现：如果缺少乙处的干燥管，将反应后的气体直接通入烧瓶，则烧瓶中产生白烟。其原因可用化学方程式表示为______________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)已知NH3和N2常压下的沸点分别为－33.5 ℃和－195.8 ℃，据此推测这两种物质中，能做制冷剂的是____________(填分子式)；能用来冷冻物质的是______________(填分子式)。
答案　(1)量筒、烧杯、玻璃棒
(2)碱石灰　无水氯化钙
(3)放　4NH3＋5O24NO＋6H2O
(4)5∶13
(5)4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3(或2NO＋O2===2NO2和3NO2＋H2O===2HNO3＋NO)、NH3＋HNO3===NH4NO3
(6)NH3　N2
解析　(1)氨水的浓度为1∶1.5，是体积比浓度，可以利用量筒量取氨水和水在烧杯中混合后，用玻璃棒搅拌配制溶液。(2)甲处作用是干燥氨气，需要用碱石灰，防止水蒸气进入玻璃管使玻璃管炸裂，乙处作用是干燥一氧化氮气体，用无水氯化钙，干燥NO并吸收NH3，否则在后续装置会生成白烟。(3)实验时，先将催化剂加热至红热，在不断鼓入空气的情况下，熄灭酒精灯，反应仍能继续进行，说明反应是放热反应，发生的是氨气的催化氧化反应生成一氧化氮和水，反应的化学方程式为4NH3＋5O24NO＋6H2O。(4)由题意知，消耗氢氧化钠物质的量＝0.2 L×1.000 mol·L－1－0.1 mol·L－1×0.2 L＝0.18 mol；设NO物质的量为x，NO2物质的量为y，得到x＋y＝0.18 mol；30 g·mol－1×x＋46 g·mol－1×y＝7.48 g，解得x＝0.05 mol，y＝0.13 mol，NO和NO2的物质的量之比为0.05∶0.13＝5∶13。(5)如果缺少乙处的干燥管，将反应后的气体直接通入烧瓶，则烧瓶中产生白烟，氨气被氧化生成一氧化氮，一氧化氮和空气中的氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸，硝酸和过量的氨气反应生成硝酸铵固体小颗粒，冒白烟。(6)氨气的沸点为－33.5 ℃，容易液化，故液氨可以用来做制冷剂；氮气的沸点为－195.8 ℃，液氮可以提供比液氨更低的温度，可以用来冷冻物质。