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。