2021届课标版高考化学一轮复习教师用书：专题十 氮及其化合物

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考点1 氮及氮的氧化物
1.[2020江西南昌摸底测试]一种新型的合成氨的方法如图所示,下列说法正确的是( )

A.反应①属于氮的固定
B.反应②属于氧化还原反应
C.反应③可通过电解LiOH溶液实现
D.上述三步循环的总反应为N2+3H22NH3
本题考查新型合成氨的方法,解答本题的关键是结合图示和箭头方向确定反应物和生成物,然后根据图示写出其化学方程式并进行分析判断。
解题模型:链接考法1命题角度1
2.[2019江苏,16,12分]N2O、NO和NO2等氮氧化物是空气污染物,含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。
(1)N2O的处理。N2O是硝酸生产中氨催化氧化的副产物,用特种催化剂能使N2O分解。NH3与O2在加热和催化剂作用下生成N2O的化学方程式为 。
(2)NO和NO2的处理。已除去N2O的硝酸尾气可用NaOH溶液吸收,主要反应为
NO+NO2+2OH-2NO2-+H2O
2NO2+2OH-NO2-+NO3-+H2O
①下列措施能提高尾气中NO和NO2去除率的有 (填标号)。
A.加快通入尾气的速率
B.采用气、液逆流的方式吸收尾气
C.吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液
②吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤,得到NaNO2晶体,该晶体中的主要杂质是 (填化学式);吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是 (填化学式)。
(3)NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾气,可提高尾气中NO的去除率。其他条件相同,NO转化为NO3-的转化率随NaClO溶液初始pH(用稀盐酸调节)的变化如图所示。
①在酸性NaClO溶液中,HClO氧化NO生成Cl-和NO3-,其离子方程式为 。
②NaClO溶液的初始pH越小,NO转化率越高。其原因是 。
本题以尾气中氮氧化物的净化处理为载体,考查考生对陌生化学方程式和离子方程式的书写等知识。
解题模型:链接考法1命题角度2
3.[2018天津,9,18分]烟道气中的NOx是主要的大气污染物之一,为了监测其含量,选用如下采样和检测方法。回答下列问题:
Ⅰ.采样
采样系统简图
采样步骤:
①检验系统气密性;②加热器将烟道气加热至140 ℃;③打开抽气泵置换系统内空气;④采集无尘、干燥的气样;⑤关闭系统,停止采样。
(1)A中装有无碱玻璃棉,其作用为 。
(2)C中填充的干燥剂是 (填标号)。
a.碱石灰 b.无水CuSO4 c.P2O5
(3)用实验室常用仪器组装一套装置,其作用与D(装有碱液)相同,在虚线框中画出该装置的示意图,标明气体的流向及试剂。

(4)采样步骤②加热烟道气的目的是 。
Ⅱ.NOx含量的测定
将v L气样通入适量酸化的H2O2溶液中,使NOx完全被氧化成NO3-,加水稀释至100.00 mL。量取20.00 mL该溶液,加入v1 mL c1 ml·L-1FeSO4标准溶液(过量),充分反应后,用c2 ml·L-1K2Cr2O7标准溶液滴定剩余的Fe2+,终点时消耗v2 mL。
(5)NO被H2O2氧化为NO3-的离子方程式为 。
(6)滴定操作使用的玻璃仪器主要有 。
(7)滴定过程中发生下列反应:
3Fe2++NO3-+4H+NO↑+3Fe3++2H2O
Cr2O72-+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O
则气样中NOx折合成NO2的含量为 mg·m-3。
(8)判断下列情况对NOx含量测定结果的影响(填“偏高”“偏低”或“无影响”)
若缺少采样步骤③,会使测定结果 。
若FeSO4标准溶液部分变质,会使测定结果 。
本题以烟道气中NOx含量的监测为切入点,考查过滤知识的迁移、干燥剂的选择、有毒气体的吸收、气体溶解度随温度升高而减小等基础必备知识在解决实际问题中的应用,体现基础性、综合性、应用性的命题新理念。
解题模型:链接考法1命题角度2
考点2 氨及铵盐
4.[2017全国卷Ⅰ,26,15分]凯氏定氮法是测定蛋白质中氮含量的经典方法,其原理是用浓硫酸在催化剂存在下将样品中有机氮转化成铵盐,利用如图所示装置处理铵盐,然后通过滴定测量。已知:NH3+H3BO3NH3·H3BO3;NH3·H3BO3+HClNH4Cl+H3BO3。
回答下列问题:
(1)a的作用是 。
(2)b中放入少量碎瓷片的目的是 。f的名称是 。
(3)清洗仪器:g中加蒸馏水;打开k1,关闭k2、k3,加热b,蒸气充满管路;停止加热,关闭k1,g中蒸馏水倒吸进入c,原因是 ;打开k2放掉水。重复操作2~3次。
(4)仪器清洗后,g中加入硼酸(H3BO3)和指示剂。铵盐试样由d注入e,随后注入氢氧化钠溶液,用蒸馏水冲洗d,关闭k3,d中保留少量水。打开k1,加热b,使水蒸气进入e。
①d中保留少量水的目的是 。
②e中主要反应的离子方程式为 ,e采用中空双层玻璃瓶的作用是 。
(5)取某甘氨酸(C2H5NO2)样品m克进行测定,滴定g中吸收液时消耗浓度为c ml·L-1的盐酸V mL,则样品中氮的质量分数为 %,样品的纯度≤ %。
本题能很好地考查考生的阅读理解能力。考生既要理解实验原理,又要掌握实验步骤、操作、误差分析和计算等。对于定量实验还要注意质量称量法和气体体积测量法的灵活应用。
解题模型:链接考点2
5.[2015四川,9,13分](NH4)2SO4是常用的化肥和化工原料,受热易分解。某兴趣小组拟探究其分解产物。
【查阅资料】(NH4)2SO4在260 ℃和400 ℃时分解产物不同。
【实验探究】该小组拟选用如图所示装置进行实验(夹持和加热装置略)。
实验1:连接装置A-B-C-D,检查气密性,按图示加入试剂(装置B盛0.500 0 ml/L盐酸70.00 mL)。通入N2排尽空气后,于260 ℃加热装置A一段时间,停止加热,冷却,停止通入N2。品红溶液不褪色。取下装置B,加入指示剂,用0.200 0 ml/L NaOH溶液滴定剩余盐酸,终点时消耗NaOH溶液25.00 mL。经检验滴定后的溶液中无SO42-。
(1)仪器X的名称是 。
(2)滴定前,下列操作的正确顺序是 (填标号)。
a.盛装0.200 0 ml/L NaOH溶液b.用0.200 0 ml/L NaOH溶液润洗
c.读数、记录d.查漏、清洗
e.排尽滴定管尖嘴的气泡并调整液面
(3)装置B内溶液吸收气体的物质的量是 ml。
实验2:连接装置A-D-B,检查气密性,按图示重新加入试剂。通入N2排尽空气后,于400 ℃加热装置A至(NH4)2SO4完全分解无残留物,停止加热,冷却,停止通入N2。观察到装置A、D之间的导气管内有少量白色固体。经检验,该白色固体和装置D内溶液中有SO32-,无SO42-。进一步研究发现,气体产物中无氮氧化物。
(4)检验装置D内溶液中有SO32-,无SO42-的实验操作和现象是 。
(5)装置B内溶液吸收的气体是 。
(6)(NH4)2SO4在400 ℃分解的化学方程式是 。
本题利用定性与定量相结合的方法考查硫酸铵分解产物的探究。高考题多次关注硫酸盐或其他盐分解产物的探究,如2017年全国卷Ⅲ第26题考查硫酸亚铁分解产物的探究、2018年全国卷Ⅱ第28题考查K3[Fe(C2O4)3]·3H2O的热分解产物的探究,这一动向值得考生关注。
解题模型:链接考点2
考点3 硝酸
6.[2017北京,12,6分]下述实验中均有红棕色气体产生,对比分析所得结论不正确的是( )
A.由①中的红棕色气体,推断产生的气体一定是混合气体
B.红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应
C.由③说明浓硝酸具有挥发性,生成的红棕色气体为还原产物
D.③的气体产物中检测出CO2,由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应
考查考生对比分析问题的能力,是控制变量法的一种创新运用。本题考查了浓硝酸的不稳定性、强氧化性和易挥发性。
解题模型:链接考点3
考点1 氮及氮的氧化物
考法1氮及氮的氧化物的性质和应用
命题角度1 氮气的性质及应用
1[2020辽宁葫芦岛模拟]中国科学院科研团队研究表明,在常温常压和可见光下,基于LDH(一种固体催化剂)合成NH3的原理示意图如图所示。下列说法错误的是
A.氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶1
B.该过程中涉及极性键和非极性键的断裂与生成
C.基于LDH合成NH3的过程属于氮的固定
D.工业中,氨经一系列反应可以得到硝酸
该反应的化学方程式为2N2+6H2O4NH3+3O2,氮气是氧化剂,水是还原剂,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶3,A错误;该过程中,既有极性键的断裂(O—H)与生成(N—H),也有非极性键的断裂()与生成(OO),B正确;基于LDH合成NH3的过程是将氮气转化为氨气的过程,属于氮的固定,C正确;工业中,氨经催化氧化得到NO,NO被氧化为NO2,NO2与水反应可得到硝酸,D正确。
A
考点扫描
1.[2017全国卷Ⅲ,26改编]绿矾(FeSO4·xH2O)易被氧化,在测定其结晶水含量或探究FeSO4的分解产物时,应先缓缓通入N2,目的是 。
2.[2017北京,27(1)改编]NH3在催化剂作用下还原NO2生成N2和H2O的化学方程式为 。
提示:1.排尽装置中的空气 2.8NH3+6NO27N2+12H2O
命题角度2 结合环保问题考查氮及其化合物的性质(热点角度)
2[2016全国卷Ⅰ,26,14分]氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一,工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。回答下列问题:
(1)氨气的制备
①氨气的发生装置可以选择图中的 ,反应的化学方程式为 。
②欲收集一瓶干燥的氨气,选择图中的装置,其连接顺序为发生装置➝ (按气流方向,用小写字母表示)。
(2)氨气与二氧化氮的反应
将上述收集到的NH3充入注射器X中,硬质玻璃管Y中加入少量催化剂,充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。
(1)①观察装置知,A装置适合加热固体制备气体,B装置适合加热液体与固体制备气体或加热液体制备气体。实验室通过氯化铵和消石灰共热制备氨气,可以选择A装置作发生装置,化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O。实验室还可以通过加热浓氨水制备氨气,故也可以选择B装置作发生装置,化学方程式为NH3·H2ONH3↑+H2O。②实验室用碱石灰干燥氨气,用向下排空气法收集氨气,用水吸收尾气中的氨气并注意防倒吸。故选择C、D、F装置,注意连接球形干燥管时应大口进气,小口出气。所以,连接顺序为a、d、c、f、e、i或b、d、c、f、e、i。(2)NO2呈红棕色,氨气与二氧化氮发生反应:8NH3+6NO27N2+12H2O,故观察到Y管中红棕色气体慢慢变浅。NH3与NO2反应后生成的气态水凝聚,反应后气体分子数减少,装置内压强减小,故打开K2,NaOH溶液会产生倒吸现象。
(1)①A 2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O(或B NH3·H2ONH3↑+H2O) ②d c f e i
(2)①红棕色气体慢慢变浅 ②8NH3+6NO27N2+12H2O ③Z中NaOH溶液产生倒吸现象 ④反应后气体分子数减少,Y管中压强小于外压
考法点睛·分析解释
本题可利用多种实验方法制备氨气,考查考生思维的发散性;通过氨气与NO2的归中反应实验,考查考生对实验现象的预测能力和解释能力。
考点扫描
1.[2018天津,9(5),2分]NO被H2O2氧化为NO3-的离子方程式为 。
2.[2018江苏,20改编](1)用稀硝酸吸收NOx,得到HNO3和HNO2的混合溶液,电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。写出电解时阳极的电极反应式: 。
(2)用酸性(NH2)2CO水溶液吸收NOx,吸收过程中存在HNO2与(NH2)2CO生成N2和CO2的反应。写出该反应的化学方程式: 。
(3)在有氧条件下,某新型催化剂能催化NH3与NOx反应生成N2。写出NH3与NO2反应的化学方程式: 。当生成1mlN2时,转移的电子数为 ml。
3.[2017北京,12A改编]浓硝酸受热分解产生红棕色气体,推断产生的气体一定是混合物( )
4.[2017北京,27(2)改编]在有氧条件下,15NO与NH3以一定比例反应时,得到的笑气几乎都是15NNO。写出该反应的化学方程式: 。
5.[2016江苏,5A改编]将铜丝插入稀硝酸中反应的离子方程式为Cu+4H++2NO3-Cu2++2NO2↑+H2O( )
提示:1.2NO+3H2O22H++2NO3-+2H2O
2.(1)HNO2-2e-+H2O3H++NO3- (2)2HNO2+(NH2)2CO2N2↑+CO2↑+3H2O (3)8NH3+6NO27N2+12H2O 247 3.√ 4.415NO+4NH3+3O2415NNO+6H2O 5.✕
考点2 氨及铵盐
考法2氨的制备和性质探究
命题角度1 结合物质制备装置考查氨的实验室制法
3[2019湖北鄂州、黄冈两市联考]某化学学习小组在实验室模拟工业制备硫氰化钾(KSCN)。实验装置如图所示(部分夹持装置已略)。
已知:①CS2不溶于水,比水重;NH3不溶于CS2。②三颈烧瓶内盛有CS2、水和催化剂。
实验步骤如下:
(1)制备NH4SCN:CS2+2NH3NH4SCN+H2S(该反应比较缓慢)
①实验前,经检验装置的气密性良好。三颈烧瓶的下层CS2液体必须浸没导气管口,目的是 。
②实验开始时打开K1,加热A,使A中产生的气体缓缓通入D中,至CS2消失。则A中反应的化学方程式是 ;C的作用是 。
(2)制备KSCN溶液:熄灭A处的酒精灯,关闭K1,打开K2,再缓缓滴加适量的KOH溶液,发生反应:NH4SCN+KOHKSCN+NH3↑+H2O。
小组讨论后认为:实验中滴加相同浓度的K2CO3溶液比KOH溶液更好,理由是 。
(3)制备硫氰化钾晶体:先滤去三颈烧瓶中的固体催化剂,再减压蒸发浓缩,冷却结晶, ,干燥,得到硫氰化钾晶体。
(4)测定晶体中KSCN的含量:称取10.0 g样品配成1 000 mL溶液,量取20.00 mL于锥形瓶中,加入适量稀硝酸,再加入几滴Fe(NO3)3溶液作指示剂,用0.100 0 ml/L AgNO3标准溶液滴定,达到滴定终点时消耗AgNO3标准溶液20.00 mL。
①滴定时发生的反应:SCN-+Ag+AgSCN↓。则判断达到滴定终点时的方法是 。
②晶体中KSCN的质量分数为 。
(1)①导气管口在下层液体CS2中,可以使反应物充分接触,防倒吸;②实验室用氯化铵与氢氧化钙来制备氨气,其化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O,C是为了观察气泡产生的速率,以便控制A中的加热温度。(2)K2CO3碱性弱于KOH,且与NH4SCN反应产生更多气体(K2CO3+2NH4SCN2KSCN+2NH3↑+CO2↑+H2O),有利于溶液中残留的H2S逸出。(3)实验室制备硫氰化钾晶体的操作:减压蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,洗涤,干燥。(4)①Fe3+与SCN-发生络合反应,显红色,因此当最后一滴AgNO3溶液滴入时,红色恰好褪去,且半分钟内颜色不恢复;②n(KSCN)=n(AgNO3)=0.1000ml/L×20.00×10-3L×1000mL20.00mL=0.1ml,m(KSCN)=97g/ml×0.1ml=9.7g,故KSCN的质量分数为×100%=97.0%。
(1)①使反应物充分接触,防倒吸 ②2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O 观察气泡产生的速率,以便控制加热温度 (2)K2CO3碱性弱于KOH,且与NH4SCN反应能产生更多气体,有利于溶液中残留的H2S逸出 (3)过滤,洗涤 (4)①当滴入最后一滴AgNO3溶液时,红色恰好褪去,且半分钟内颜色不恢复 ②97.0%
考点扫描
1.[2017江苏,3D改编]由于NH3易溶于水,故可用作制冷剂( )
2.[2016全国卷Ⅲ,26(4)改编]利用氯化钙溶液、氨水、H2O2溶液在冰浴条件下制备过氧化钙,该反应的化学方程式为 。
3.[2016四川,11(4)改编]在浸取液(溶质主要为硫酸镁)中通入NH3,发生反应的化学方程式是 。
提示:1.✕ 2.CaCl2+2NH3·H2O+H2O2+6H2OCaO2·8H2O↓+2NH4Cl(或CaCl2+2NH3·H2O+H2O2CaO2↓+2NH4Cl+
2H2O) 3.MgSO4+2NH3+2H2OMg(OH)2↓+(NH4)2SO4
命题角度2 火箭燃料——联氨的结构与性质(热点角度)
4[2016全国卷Ⅱ,26节选,11分]联氨(又称肼,N2H4,无色液体)是一种应用广泛的化工原料,可用作火箭燃料。回答下列问题:
(1)联氨分子的电子式为 ,其中氮的化合价为 。
(2)实验室中可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨,反应的化学方程式为 。
(3)联氨为二元弱碱,在水中的电离方式与氨相似。联氨第一步电离反应的平衡常数值为 (已知:N2H4+H+N2H5+的K=8.7×107;Kw=1.0×10-14)。联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为 。
(4)联氨是一种常用的还原剂。向装有少量AgBr的试管中加入联氨溶液,观察到的现象是 。
联氨可用于处理高压锅炉水中的氧,防止锅炉被腐蚀。理论上1 kg的联氨可除去水中溶解的O2 kg;与使用Na2SO3处理水中溶解的O2相比,联氨的优点是 。
(1)N2H4中原子间以共价键结合,其电子式为H∶∶∶H。N2H4中H为+1价,由化合物中各元素化合价代数和为0,可确定N为-2价。(2)反应中NaClO和NH3分别作氧化剂和还原剂,根据得失电子守恒和原子守恒可写出并配平相应的化学方程式。(3)N2H4的第一步电离的离子方程式为N2H4+H2ON2H5++OH-,则电离常数Kb=c(N2H5+)·c(OH-)c(N2H4)=c(N2H5+)·c(OH-)·c(H+)c(N2H4)·c(H+)=c(N2H5+)·Kwc(N2H4)·c(H+)=K·Kw=8.7×107×1.0×10-14=8.7×10-7。联氨是二元弱碱,其与硫酸形成的酸式盐为N2H6(HSO4)2。(4)联氨具有还原性,能将AgBr中的Ag+还原为Ag,可看到固体逐渐变黑,联氨被氧化为N2,可看到溶液中有气泡产生。1ml联氨在反应中失去4ml电子,而1mlO2能得到4ml电子,且联氨与O2的相对分子质量相等,故参加反应的联氨与O2的物质的量和质量均相等,故1kg的联氨可除去水中溶解的O2的质量为1kg。使用联氨处理水中溶解的O2,消耗联氨的质量小,且产物为N2和H2O,对环境无污染,而用Na2SO3处理水中溶解的O2时,Na2SO3被氧化为Na2SO4,产生新杂质。
(1)H∶∶∶H -2 (2)2NH3+NaClO N2H4+NaCl+H2O (3)8.7×10-7 N2H6(HSO4)2 (4)固体逐渐变黑,并有气泡产生 1 N2H4的用量少,不产生其他杂质(还原产物为N2和H2O,而Na2SO3产生Na2SO4)
考法归纳·迁移创新
类比NH3的性质类推N2H4的性质
1.碱性:二元弱碱,碱性比NH3·H2O的弱。
(1)电离:在水中的电离方式与氨相似,分两步进行:N2H4+H2ON2H5++OH-,N2H5++H2ON2H62++OH-。
(2)水解:N2H5++H2ON2H4·H2O+H+,N2H62++2H2ON2H4·2H2O+2H+。
(3)与硫酸反应,2N2H4+H2SO4(N2H5)2SO4,N2H4+2H2SO4(过量)N2H6(HSO4)2(酸式盐)。
2.强还原性:(1)水合肼在碱性溶液中能将银、镍等金属离子还原成金属单质,如Ag++N2H4·H2OAg↓+NH4++12N2↑+H2O;(2)能被氧气、H2O2等氧化,可用作喷气式发动机推进剂、火箭燃料等。
命题角度3 利用现代传感技术认识喷泉原理(预测角度)
5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X固体常用CaO或CaCl2
B.将湿润的蓝色石蕊试纸置于三颈烧瓶口c处,试纸变红,说明NH3已收集满
C.关闭a,用单孔塞(插有吸入水的胶头滴管)塞紧三颈烧瓶口c,打开b,挤压胶头滴管完成喷泉实验,电脑绘制三颈烧瓶内压强变化曲线如图2所示,则C点时喷泉最剧烈
D.工业上,若出现液氨泄漏,喷洒NaHCO3溶液比喷洒稀盐酸效果好
CaO能与水反应,使c(OH-)增大,同时放出大量的热,有利于氨气的逸出,而CaCl2虽然具有吸水性,但易与产生的氨气反应生成CaCl2·8NH3,不能用于制备或干燥氨气,A错误;红色石蕊试液遇碱显蓝色,所以检验三颈烧瓶集满NH3的方法是将湿润的红色石蕊试纸靠近三颈烧瓶口c,试纸变蓝,证明NH3已收集满,B错误;三颈烧瓶内气体压强与外界大气压差值越大,喷泉越剧烈,C点压强最小、外界大气压不变,所以大气压和C点压强差值最大,则喷泉最剧烈,C正确;稀盐酸显酸性,碳酸氢钠溶液显碱性,氨水溶液显碱性,因此在酸性溶液中吸收氨气的效率高于在碱性溶液中吸收氨气的效率,D错误。
C
考法归纳·迁移创新
本题结合氨的制备与人教版《化学》(必修1)第97页“实验4-8 氨溶于水的喷泉实验”进行综合命题,创新融入传感技术测定压强变化的装置和图像,试题新颖。喷泉装置在命题中还可能被改装成如图所示装置:
图甲 图乙
其中图甲引发喷泉的操作为“打开止水夹,用手(或热毛巾等)将烧瓶捂热,氨气受热膨胀,赶出玻璃导管内的空气,与水接触,即产生喷泉”;图乙的锥形瓶中盛放“碳酸氢铵与稀盐酸”或“过氧化钠与水”等均能形成喷泉。图甲所示为负压喷泉(圆底烧瓶中压强小于烧杯中水面上外界大气压),图乙所示为正压喷泉(锥形瓶内压强大于外界大气压),城市喷泉装置的原理与图乙所示装置相同,属于正压喷泉。
考点3 硝酸
考法3金属与硝酸反应的性质探究与计算
命题角度1 硝酸与金属反应的实验探究
6[2015北京,12,6分]在通风橱中进行下列实验:
下列说法不正确的是
A.Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式:2NO+O22NO2
B.Ⅱ中的现象说明Fe表面形成致密的氧化层,阻止Fe进一步反应
C.对比Ⅰ、Ⅱ中现象,说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3
D.针对Ⅲ中现象,在Fe、Cu之间连接电流计,可判断Fe是否被氧化
稀硝酸与铁反应可生成NO,NO在空气中被氧化为NO2,A项正确。浓硝酸能使铁钝化,B项正确。Ⅱ中铁钝化,反应停止,不能比较稀硝酸与浓硝酸氧化性的强弱,C项错误。构成原电池后可以根据电流的方向判断正、负极,从而判断Fe是否被氧化,D项正确。
C
1.将11.2 g铜粉和镁粉的混合物分成两等份,其中一份加入200 mL的稀硝酸并加热,固体和硝酸恰好完全反应,并产生标准状况下2.24 L NO;将另一份在空气中充分加热,最后得到m g固体。下列有关说法正确的是( )
①c(HNO3)=2.0 ml·L-1 ②c(HNO3)=0.5 ml·L-1
③m=8.0 ④m=7.2
A.①④ B.①③ C.②④ D.②③
命题角度2 HNO2及其盐的性质(预测角度)
7信息1:亚硝酸(HNO2)是一种弱酸,既具有氧化性又具有还原性;亚硝酸不稳定,易分解为硝酸、水和NO。信息2:亚硝酸钠又名“工业盐”,常被大量用作高分子材料的发泡剂和偶氮染料的原料等,该物质有毒,但其颜色、形状、味道和食盐相似,很容易因误食而中毒;亚硝酸银为难溶于水的白色沉淀。
根据上述信息,回答下列问题:
(1)甲组同学取一份可能是NaCl或NaNO2的样品,用蒸馏水溶解,通过下列实验操作可鉴别样品成分。在待检验溶液中滴加AgNO3溶液的现象是 ,倒出上清液,在沉淀中加入硝酸,振荡,沉淀溶解,则该样品为 (写化学式),沉淀溶解的离子方程式为 。
(2)乙组同学利用如图所示装置检验可能是NaCl或NaNO2的样品。
①A装置中盛装稀硫酸的仪器名称是 ,打开该仪器的活塞,使稀硫酸缓缓滴下,若样品为NaNO2,则在B装置中可观察到的现象为 ,检验B装置中有NO的操作及产生的现象是 。
②C装置中盛有的试剂名称是 ,作用是 。
(3)设计实验证明。
①亚硝酸为弱酸: 。
②亚硝酸具有还原性: 。
(1)AgCl和AgNO2均为白色难溶于水的物质,故加入AgNO3溶液后出现白色沉淀。AgCl难溶于硝酸,而AgNO2与硝酸反应可生成HNO2,该物质不稳定,又分解生成硝酸、水和NO。(2)①根据装置图中盛装稀硫酸的仪器的结构及作用可知其为分液漏斗。A装置和B装置中残留的空气与A装置中生成的NO反应生成NO2。由于B装置中主要含NO,故其内气体颜色较淡,打开止水夹,鼓入空气,NO完全转化为NO2,使B装置内NO2浓度增大,红棕色变深。②氮的氧化物有毒,可用碱液(如NaOH溶液)吸收。(3)①检验HNO2的弱酸性,可检验其强碱盐的pH,也可以直接检验其一定浓度稀溶液的pH等。②检验HNO2的还原性需要用到氧化剂,故在酸性KMnO4溶液中加入过量NaNO2溶液,KMnO4被还原,从而使溶液褪色。
(1)产生白色沉淀 NaNO2 3AgNO2+2H+3Ag++2NO↑+NO3-+H2O (2)①分液漏斗 出现较淡的红棕色气体 打开止水夹,鼓入空气,红棕色变深 ②NaOH溶液(合理即可) 吸收尾气 (3)①取NaNO2溶液,用pH试纸检验,对照标准比色卡知pH>7(其他合理答案也可) ②在酸性KMnO4溶液中加入过量NaNO2溶液,溶液褪色(其他合理答案也可)
考法归纳·迁移创新
类比硝酸的性质学习亚硝酸的性质
1.亚硝酸的性质
(1)亚硝酸中,N为+3价,既有氧化性,又有还原性,在水溶液中能将I-氧化为单质碘:2HNO2+2I-+2H+I2+2NO↑+2H2O。
(2)亚硝酸是一种弱酸,不稳定,易分解成HNO3、H2O和NO,即3HNO2HNO3+2NO↑+H2O。
2.HNO2的制备
(1)将等物质的量的NO2和NO的混合物溶解在冰水中:NO+NO2+H2O2HNO2。
(2)将强酸加入亚硝酸盐的冷溶液中:NaNO2+HClNaCl+HNO2。
素材16PH3、H3PO2、H3PO4等物质的性质及其应用
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1.[2019全国卷Ⅲ,11B改编]常温下pH=2的H3PO4溶液中c(H+)=c(H2PO4-)+2c(HPO42-)+3c(PO43-)+c(OH-)( )
2.[2018全国卷Ⅱ,11A改编]NA代表阿伏加德罗常数的值,常温常压下,124gP4中所含P—P键数目为4NA( )
3.[2017全国卷Ⅲ,10D改编]NA代表阿伏加德罗常数的值。密闭容器中1mlPCl3与1mlCl2反应制备PCl5(g),增加2NA个P—Cl键( )
4.[2015新课标全国卷Ⅱ,7B]P2O5不可用作食品干燥剂( )
5.[2014新课标全国卷Ⅰ,27(1)(3),4分]H3PO2是一元中强酸,写出其电离方程式 。H3PO2的工业制法是将白磷(P4)与Ba(OH)2溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2,后者再与H2SO4反应。写出白磷与Ba(OH)2溶液反应的化学方程式: 。
提示:1.√ 2.✕ 3.✕ 4.√ 5.H3PO2H++H2PO2- 2P4+3Ba(OH)2+6H2O3Ba(H2PO2)2+2PH3↑
2.[2019四川成都二诊]NaH2PO2·H2O易溶于水,水溶液呈中性,具有强还原性,可用于化学镀银、镍、铜等。一种以泥磷(含P4和少量CaO、Fe2O3、Al2O3、CaCl2等)为原料制备NaH2PO2·H2O的工艺流程如图所示。
已知:P4与Ca(OH)2、NaOH的反应主要有
Ⅰ.3Ca(OH)2+2P4+6H2O3Ca(H2PO2)2+2PH3↑
Ⅱ.3NaOH+P4+3H2O3NaH2PO2+PH3↑
(1)已知H3PO2是一元中强酸,NaH2PO2是 (填“正盐”或“酸式盐”)。
(2)尾气中的PH3被NaClO溶液吸收可生成NaH2PO2和NaCl,离子方程式为 ,从吸收液中获得NaH2PO2·H2O的操作为 、 、过滤、洗涤和干燥。
(3)用NiCl2、NaH2PO2溶液化学镀Ni,同时生成H3PO4和氯化物的化学方程式为 。
(4)“滤渣2”的主要成分为 (填化学式)。
(5)“过滤2”的滤液需要用Ag2SO4悬浊液和Ba(OH)2溶液除去其中Cl-,加入的Ag2SO4悬浊液不宜过量太多,其主要原因是 。
素材17As及其化合物的性质及应用
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[2017全国卷Ⅲ,28(2)节选,2分]工业上常将含砷废渣(主要成分为As2S3)制成浆状,通入O2氧化,生成H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式 。
提示:2As2S3+5O2+6H2O4H3AsO4+6S
3.[2019广东模拟改编]砷及其化合物在半导体、农药制造等方面用途非常广泛。回答下列问题:
(1)AsH3的电子式为 ;将AsH3通入AgNO3溶液中可生成Ag、As2O3和HNO3,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(2)改变0.1 ml·L-1三元弱酸H3AsO4溶液的pH,溶液中的H3AsO4、H2AsO4-、HAsO42-以及AsO43-的物质的量分布分数随pH的变化如图1所示:
图1 图2
①lg Ka1(H3AsO4)= ,用甲基橙作指示剂(pH变色范围为3.1~4.4),用NaOH溶液滴定H3AsO4发生的主要反应的离子方程式为 。
②反应H2AsO4-+AsO43-2HAsO42-的lg K= 。
(3)反应2As2S3(s)4AsS(g)+S2(g)达到平衡时气体总压的对数值lg(p/kPa)与温度的关系如图2所示:
①对应温度下,B点的反应速率v(正) v(逆)(填“>”“v(逆)。②A点处,lg(p/kPa)=0,则气体总压为1kPa,AsS(g)在混合气体中的体积分数为45,S2(g)在混合气体中的体积分数为15,则AsS(g)的分压为0.8kPa,S2(g)的分压为0.2kPa,Kp=0.84×0.2=8.192×10-2。
4.(1)研磨、加热(1分) (2)①