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第17讲 氮及其化合物考纲要求
1.了解氮元素单质及其重要化合物的制备方法,掌握其主要性质和应用
2.了解氮的化合物对环境质量的影响考点一 氮气及其氧化物1.氮气写出有关化学方程式
①3Mg+N2Mg3N2;
②N2+3H22NH3;
③N2+O22NO特别提醒 将游离态氮转变为化合态氮的过程叫氮的固定,固定氮的方式有自然固氮和人工固氮1自然固氮2人工固氮合成氨工业2.氮的氧化物氮元素有+
1、+
2、+
3、+
4、+5五种正价,五种正价对应六种氧化物N2O俗称“笑气”,具有麻醉作用、NO、N2O
3、NO
2、N2O
4、N2O5白色固体其中N2O3和N2O5分别是HNO2和HNO3的酸酐它们都是空气污染物,空气中的NO2是造成光化学污染的主要因素另外,在思考某些问题时,要注意2NO2N2O4对气体体积及平均相对分子质量的影响3.氮氧化物对环境的污染及防治1常见的污染类型
①光化学烟雾NOx在紫外线作用下,与碳氢化合物发生一系列光化学反应,产生了一种有毒的烟雾
②酸雨NOx排入大气中后,与水反应生成HNO3和HNO2,随雨雪降到地面
③破坏臭氧层NO2可使平流层中的臭氧减少,导致地面紫外线辐射量增加
④NO与血红蛋白结合使人中毒2常见的NOx尾气处理方法
①碱液吸收法2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2ONO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2ONO
2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是nNO2≥nNO一般适合工业尾气中NOx的处理
②催化转化法在催化剂、加热条件下,氨可将氮氧化物转化为无毒气体N2或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体N2和CO2一般适用于汽车尾气的处理氮及其氧化物的性质1豆科植物通过根瘤菌吸收空气中的氮属于氮的固定,是化学变化√2汽车尾气中的氮氧化合物是由游离态氮转化来的√3氮元素有负化合价、正化合价和零价,因而常温下,N2既能与氧气反应,又能与H2反应×解析 N2在放电或高温条件下才能与O2反应;在高温高压、催化剂条件下才能与H2化合生成NH34在实验室里,NO和NO2均用排水法收集×5可用NO2与水反应制取硝酸,故NO2是酸性氧化物×6通过灼热的镁粉,可除N2中的少量氧气×7NO2溶于水时,NO2是氧化剂,水是还原剂×解析 3NO2+H2O===2HNO3+NO,NO2既是氧化剂,又是还原剂8溴蒸气和NO2都是红棕色气体,不能用湿润淀粉KI试纸和NaOH溶液鉴别,可用AgNO3溶液或蒸馏水或CCl4鉴别√比较认识NO和NO2的性质1.从物理性质上认识NO和NO2NO是一种无色,无味有毒难溶于水的气体;NO2是一种红棕色,有刺激性气味有毒的气体,NO2易液化,易溶于水2.从化学性质上掌握NO和NO2按要求书写方程式1NO和O2的反应2NO+O2===2NO22
①NO2与SO2NO2+SO2===SO3+NO;
②NO、CO2体积比为1∶1与足量Na2O22NO+2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+2NO2;
③NO2和NaHSO3溶液反应写离子方程式,NO2的还原产物为NO NO2+HSO===H++SO+NO3除去NO中的NO23NO2+H2O===2HNO3+NO3.从实验室制法上掌握NO和NO2的性质按要求回答问题1铜和稀HNO3反应制NO,化学方程式3Cu+8HNO3稀===3CuNO32+2NO↑+4H2O,用排水法收集2铜和浓HNO3反应制NO2,化学方程式Cu+4HNO3浓===CuNO32+2NO2↑+2H2O,用浓H2SO4或P2O5干燥,用向上排空气法收集题组一 氮的氧化物对环境的影响1.2017·银川质检德国科学家格哈德·埃特尔的成就之一是证实了气体在固体催化剂表面进行的反应,开创了表面化学的方法论在汽车尾气净化装置里,气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示下列说法正确的是 A.NO2是该过程的最终产物B.NO和O2必须在催化剂表面才能反应C.汽车尾气的主要污染成分是CO2和NOD.该催化转化的总化学方程式2NO+O2+4CO4CO2+N2答案 D解析 A项,气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程中先生成二氧化氮,然后在催化剂表面和一氧化碳反应,最终生成无毒气体,起到尾气净化的作用,错误;B项,NO和O2在常温下就会发生反应,错误;C项,汽车尾气的主要污染成分是CO、NO、NO2等,错误;D项,尾气处理净化的目的是把有毒的污染气体在催化剂作用下转化为空气中的无毒成分,化学方程式为2NO+O2+4CO4CO2+N2正好是过程图中的变化,正确2.2018·大连检测汽车排放的尾气中含有NO2,NO2是城市大气污染的主要污染物之一在日光照射下,NO2发生一系列光化学烟雾的循环反应,从而不断产生O3,加重空气污染反应过程为
①2NO2―→2NO+2O,
②2NO+O2―→2NO2,
③O+O2―→O3下列对该反应过程及生成物叙述正确的是 A.NO2起催化剂作用B.NO起催化剂作用C.NO2只起氧化剂作用D.O3与O2为同分异构体答案 A解析 反应过程
①+
②得O2―→2O,
③O+O2―→O3,NO2起催化剂作用,反应过程中NO2还作氧化剂,A项正确,B、C项错误;O3与O2不是同分异构体,属同素异形体,D项错误3.2017·河北正定中学高三模拟NO2可以用氢氧化钠溶液吸收,或在一定条件下用氨气与其反应使之转化为无污染的物质,发生反应的化学方程式分别是2NO2+2NaOH===M+NaNO3+H2O8NH3+6NO2===7X+12H2O则M、X代表的物质的化学式分别是 A.NaNO
2、N2B.HNO
2、N2C.NO、HNO3D.N
2、N2答案 A解析 根据化合价升降关系以及原子守恒,判断M为NaNO2,X为N24.汽车尾气主要含有CO
2、CO、SO
2、NOx等物质,这种尾气逐渐成为城市空气污染的主要来源之一1汽车尾气中的CO来自于______________________,NO来自于______________________汽车尾气对环境的危害主要有______________________至少填两种2NOx能形成酸雨,写出NO2转化为HNO3的化学方程式___________________________________________________________________________________________________3汽车尾气中的CO、NOx在适宜温度下采用催化转化法处理,使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体写出NO被CO还原的化学方程式____________________________________________________________________________________________________答案 1汽油的不完全燃烧 N2与O2在汽车汽缸内的高温环境下的反应 形成硝酸型酸雨、导致光化学烟雾、产生温室效应任填两种即可23NO2+H2O===2HNO3+NO32CO+2NON2+2CO2解析 1汽车汽缸内不断进行着汽油的燃烧反应,当空气不足时,汽油不完全燃烧,会产生CO;当空气过量时,N2和O2在放电或高温条件下反应生成NO汽车尾气对环境的危害很大,可以形成硝酸型酸雨,导致光化学烟雾,产生温室效应3CO、NOx反应后生成的无毒气体为CO2和N2NOx与NaOH溶液反应问题分析1NO2能被NaOH溶液吸收生成2种盐2NO不能被NaOH溶液吸收3nNO2∶nNO≥1时能完全被NaOH溶液吸收题组二 氮氧化物溶于水的定量判断5.NOx与H2O反应计算2017·衡水质检如图所示,相同条件下,两个容积相同的试管分别装满NO2和NO气体,分别倒置于水槽中,然后通过导管缓慢通入氧气,边通边慢慢摇动试管,直到两个试管内充满液体假设试管内的溶质不向水槽中扩散,则两个试管内溶液物质的量浓度之比为 A.1∶1B.5∶7C.7∶5D.4∶3答案 A解析 NO
2、NO装满试管,则体积相同,根据阿伏加德罗定律nNO2=nNO,根据原子守恒所得硝酸的物质的量相同,溶液的体积相同,所以两个试管中溶液物质的量浓度之比为1∶16.2017·湖南大学附中模拟同温同压下,在3支相同体积的试管中分别充有等体积混合的2种气体,它们是
①NO和NO2,
②NO2和O2,
③NH3和N2将3支试管均倒置于盛水的水槽中,充分反应后,试管中剩余气体的体积分别为V
1、V
2、V3,则下列的关系正确的是 A.V1>V2>V3B.V1>V3>V2C.V2>V3>V1D.V3>V1>V2答案 B解析 设各种气体的体积都为1体积
①根据3NO2+H2O===2HNO3+NO,即剩余NO的体积V1=1+体积
②根据4NO2+O2+2H2O===4HNO3,即剩余O2的体积V2=1-体积
③剩余N2的体积V3=1体积即B项符合题意氮氧化物溶于水的问题分析无论是单一气体NO2,还是NO、NO
2、O2中的两者的混合气体,反应的实质是3NO2+H2O===2HNO3+NO2NO+O2===2NO2,故若有气体剩余只能是NO或O2,不可能是NO21若NO和O2通入水中,总关系式为4NO+3O2+2H2O===4HNO34∶32若NO2和O2通入水中,总关系式为4NO2+O2+2H2O===4HNO34∶1考点二 典型的氧化性酸——硝酸1.物理性质硝酸是无色易挥发的液体,有刺激性气味2.化学性质1不稳定性反应4HNO3浓2H2O+4NO2↑+O2↑2强氧化性硝酸无论浓、稀都有强氧化性,而且浓度越大,氧化性越强按要求完成下列反应的方程式
①与金属反应稀硝酸与铜反应3Cu+8HNO3稀===3CuNO32+2NO↑+4H2O;浓硝酸与铜反应Cu+4HNO3浓===CuNO32+2NO2↑+2H2O
②与非金属反应浓硝酸与C的反应C+4HNO3浓CO2↑+4NO2↑+2H2O
③与还原性化合物反应硝酸可氧化H2S、SO
2、Na2SO
3、HI、Fe2+等还原性物质稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式3Fe2++4H++NO===3Fe3++NO↑+2H2O3与有机物反应
①硝化反应与反应;
②颜色反应含有苯基的蛋白质遇到浓硝酸时变黄色特别提醒 1硝酸与金属反应的规律
①HNO3与金属反应一般不能产生H2
②还原产物一般为HNO3浓→NO2,HNO3稀→NO;很稀的硝酸还原产物也可能为N2O、N2或NH4NO3
③硝酸与金属反应时既表现氧化性又表现酸性2涉及HNO3的离子反应常见的易错问题
①忽视NO在酸性条件下的强氧化性在酸性条件下NO不能与Fe2+、I-、SO、S2-等还原性较强的离子大量共存
②在书写离子方程式时,忽视HNO3的强氧化性,将氧化还原反应简单的写成复分解反应硝酸的性质1常温下,铁、铝在浓硝酸中的钝化为化学变化√2可用稀硝酸与FeS固体反应制取H2S×3过量的铜与浓硝酸反应,产物中一定有NO√4浓硝酸在光照下久置,会变黄√5浓硝酸中滴加紫色石蕊溶液,最终变为红色×解析 浓硝酸具有酸性和强氧化性,可使石蕊溶液先变红后褪色6稀硝酸可除去试管内壁的银镜√2015·海南,7C7常温下,将浓硝酸滴加到用砂纸打磨过的铝条上,会产生红棕色气体×2015·全国卷Ⅱ,13B解析 常温下,Al、Fe遇到浓硫酸、浓硝酸会发生钝化现象用动态观点理解Cu与浓HNO3的反应在浓硝酸中放入Cu片,1反应开始时的化学方程式为___________________________________________________,实验现象为____________________________________________________________________2若Cu片有剩余,则反应将要结束时的化学方程式为____________________________3待反应停止后,再加入少量的稀硫酸,这时Cu片上又有气泡产生,原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________答案 1Cu+4HNO3浓===CuNO32+2NO2↑+2H2O 溶液逐渐变蓝色,有红棕色气体逸出23Cu+8HNO3稀===3CuNO32+2NO↑+4H2O3加入稀硫酸后,氢离子与原溶液中硝酸根离子构成强氧化性酸,又能与过量的铜反应1.全面描述金属与硝酸反应的现象在如图所示的实验装置中,盛有足量水的水槽里放两个烧杯,小烧杯里放有适量铜片和过量浓硝酸,小烧杯外面倒扣一大烧杯,请回答下列问题1实验过程中,观察到的主要现象是
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________;
③________________________________________________________________________;
④________________________________________________________________________2用该装置做铜与浓硝酸反应的实验,最突出的优点是__________________________3若要验证最终得到的气体生成物,最简便的操作及现象是________________________答案 1
①铜片表面产生气泡,铜片慢慢溶解并逐渐消失
②小烧杯中溶液的颜色逐渐变成蓝色
③大烧杯中有红棕色气体生成,后来慢慢变成无色
④大烧杯内液面上升,水槽中液面下降2反应体系封闭,无氮氧化合物逸出,不污染环境3轻轻掀起倒扣的大烧杯,通入适量的空气,若有红棕色气体生成,则证明最终气体生成物为NO气体解析 1小烧杯中,Cu+4HNO3浓===CuNO32+2NO2↑+2H2O,铜片逐渐溶解,硝酸铜溶液呈蓝色,有红棕色的NO2气体产生,接着NO2和烧杯中的O
2、H2O发生反应4NO2+O2+2H2O===4HNO3,若O2消耗完,则发生反应3NO2+H2O===2HNO3+NO,故气体颜色慢慢变成无色,由于烧杯中的气体减少,故大烧杯内液面上升,水槽中液面下降2该反应体系密闭,反应产生的NO2和NO不会逸出,不污染环境3利用NO与O2反应生成红棕色的NO2的性质来检验最终气体是否为NO气体2.2017·临川第二中学高三测试某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是NO而设计了下列实验,装置如图所示加热装置和固定装置均已略去图中K为止水夹处于关闭状态,F是一半空的注射器请回答有关问题1设计装置A的目的是_______________________________________________________2在完成1中的“操作”后,将装置B中铜丝插入稀硝酸并微热之,观察到装置B中的现象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________;B中反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________3装置E和F的作用是___________________________________________________________;为实现此作用,其操作方法是______________________________________________________________________________________________________________________________4装置D的作用是吸收多余的氮氧化物,防止污染空气,兼有____________的功能答案 1产生CO2,赶走装置中的空气,防止因NO与O2反应生成NO2而产生干扰2Cu丝表面产生气泡,稀硝酸液面上方仍为无色,溶液变蓝 3Cu+8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O3验证NO的生成 将注射器中的空气推入E中,若气体变为红棕色则说明生成了NO4防止倒吸现象描述答题模板1全面描述现象的程序——“海、陆、空”“海”——溶液有什么变化;“陆”——固体有什么变化;“空”——气体有什么变化2规范描述现象的答题模板如
①颜色……由……具体颜色变为……具体颜色;
②气体溶液中产生……颜色的气体,或在固体表面产生……颜色气体;
③沉淀在……颜色溶液中产生……颜色的沉淀浑浊3.金属与硝酸反应的计算将
32.64g铜与140mL一定浓度的硝酸反应,铜完全溶解,产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为
11.2L请回答下列问题1NO的体积为________L,NO2的体积为________L2参加反应的HNO3的物质的量是_______________________________________________3待产生的气体全部释放后,向溶液中加入VmLamol·L-1的NaOH溶液,恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀,则原硝酸溶液的浓度为_________________________________mol·L-14欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3,至少需要30%的双氧水_________g答案
15.824
5.
37621.52mol
3457.8解析 1nCu==
0.51mol,设混合气体中NO的物质的量为x,NO2的物质的量为y根据气体的总体积为
11.2L,有x+y=
0.5mol根据得失电子守恒,有3x+y=
0.51×2mol解方程组得x=
0.26mol,y=
0.24mol则VNO=
0.26mol×
22.4L·mol-1=
5.824LVNO2=
11.2L-
5.824L=
5.376L2参加反应的HNO3分两部分一部分没有被还原,显酸性,生成CuNO32;另一部分被还原成NO2和NO,所以参加反应的HNO3的物质的量为
0.51mol×2+
0.5mol=
1.52mol3HNO3在反应中一部分变成气体,一部分以NO的形式留在溶液中变成气体的HNO3的物质的量为
0.5mol加入NaOH溶液至正好使溶液中Cu2+全部转化为沉淀,则溶液中只有NaNO3,其物质的量为10-3aVmol,也就是以NO形式留在溶液中的HNO3的物质的量为10-3aVmol所以,cHNO3=mol·L-14由得失电子守恒得2×nCu=2×nH2O2,×2=nH2O2×2,nH2O2=
0.51mol,则mH2O2=
17.34g需30%的双氧水
17.34g÷30%=
57.8g金属与硝酸反应的思维模型考点三 氨、铵盐1.氨的分子结构和物理性质电子式密度气味水溶性比空气小强烈刺激性气味极易溶于水1∶
7002.氨的化学性质1氨气与水的反应NH3+H2ONH3·H2ONH+OH-,氨气溶于水得氨水,氨水中含有的粒子有NH3·H2O、NH
3、H2O、NH、OH-、H+氨水为可溶性一元弱碱,易挥发,不稳定,易分解NH3·H2ONH3↑+H2O2氨气与酸的反应蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近,其现象为有白烟生成,将浓盐酸改为浓硝酸,也会出现相同的现象化学方程式HCl+NH3===NH4Cl、NH3+HNO3===NH4NO33与盐溶液的反应如过量氨水与AlCl3反应的离子方程式Al3++3NH3·H2O===AlOH3↓+3NH4氨气的还原性——氨的催化氧化化学方程式4NH3+5O24NO+6H2O3.氨气的实验室制法4.铵盐及NH的检验1铵盐的物理性质铵盐都是白色固体,均易溶于水2铵盐的化学性质3NH的检验未知液呈碱性湿润的红色石蕊试纸变蓝色,则证明含NH氨气、铵盐的性质判断1氨易液化,因此可用来作制冷剂√2氨溶解于水显弱碱性,因此可使酚酞溶液变为红色√3氨气遇到浓盐酸、硫酸都会发生反应,产生白烟×解析 硫酸难挥发,与氨气反应不产生白烟4实验室可用浓氨水与生石灰制取氨气√5加热盛有NH4Cl固体的试管,试管底部固体消失,试管口有晶体凝结,说明NH4Cl固体可以升华×6氨水中含氮微粒中最多的微粒是NH×7铵盐都易溶于水,其水溶液均呈酸性×解析 NH4HCO
3、NH42S溶液呈碱性8施肥时,草木灰有效成分为K2CO3不能与NH4Cl混合使用,是因为K2CO3与NH4Cl反应生成氨气会降低肥效√9向某无色溶液中加入稀NaOH溶液,把湿润的红色石蕊试纸放在试管口,不变蓝,则原溶液中不含NH×10NH4H的结构与NH4Cl相似,NH4H固体与少量H2O反应可有两种气体生成√11用浓NH4Cl溶液处理过的舞台幕布不易着火是因为NH4Cl隔绝了空气×12现有1mol·L-1的氨水,则该溶液中NH3·H2O的浓度是1mol·L-1×1.有关氨气性质和制法的多维探究浓氨水可以用来检验氯气管道是否漏气,其原理是8NH3+3Cl2===N2+6NH4Cl用化学方程式回答2.根据下述装置回答下列问题1该装置能否制得纯净、干燥的NH3?原因是什么?答案 不能,因为NH4Cl固体受热分解生成NH3和HCl,它们在试管口又重新生成NH4Cl2若要制得纯净、干燥的NH3,若还是选用一种固体药品,应选择________,其原理是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________结合方程式和必要的文字说明答案 NH4HCO3[或NH42CO3] NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑[或NH42CO32NH3↑+H2O+CO2↑],生成的H2O和CO2可以被碱石灰吸收,可制得纯净、干燥的NH33在实验室中还可以把浓氨水滴入NaOH固体中,制备NH3,下列适宜的装置是
③其收集装置可以选用AG尾气处理装置可以选用bd实验室制取NH3的简易方法分析方法化学方程式或原理发生装置加热浓氨水NH3·H2ONH3↑+H2O浓氨水+固体NaOHNaOH溶于水放热,促使氨水分解,且OH-浓度的增大有利于NH3的生成浓氨水+固体CaOCaO与水反应,使溶剂水减少,且OH-浓度的增大有利于生成NH3;反应放热,促使氨水分解化学方程式NH3·H2O+CaO===NH3↑+CaOH2题组一 氨气、铵盐的性质实验1.2018·长春高三模拟探究氨气及铵盐性质的过程中,下列根据实验现象得出的结论不正确的是 A.将集有氨气的试管倒扣于水槽中,液体迅速充满试管,说明氨气极易溶于水B.向氨水中加入浓氢氧化钠溶液,加热产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,说明氨水中含有NHC.加热NH4HCO3固体,观察到固体逐渐减少,试管口有液滴产生,说明NH4HCO3具有热不稳定性D.将红热的Pt丝伸入上图所示的锥形瓶中,瓶口出现少量的红棕色气体,说明氨气催化氧化的产物中有NO答案 B解析 B项,因为氨水中存在氨分子,加热氨气逸出,也能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,不能证明是铵根离子与氢氧化钠反应产生的氨气,错误;D项,4NH3+5O24NO+6H2O2NO+O2===2NO2,NH3的氧化产物应为NO,正确2.如下图,利用培养皿探究氨气的性质实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水,立即用另一表面皿扣在上面下表中对实验现象所做的解释正确的是 选项实验现象解释A浓盐酸附近产生白烟NH3与浓盐酸反应产生了NH4Cl固体B浓硫酸附近无明显现象NH3与浓硫酸不发生反应C氯化物溶液变浑浊该溶液一定是AlCl3溶液D干燥红色石蕊试纸不变色,湿润红色石蕊试纸变蓝NH3是一种可溶性碱答案 A解析 NH3能与HCl发生化合反应,生成NH4Cl白色固体,NH3也能与H2SO4发生化合反应,生成NH42SO4;NH3与氯化物溶液反应生成氢氧化物沉淀,该氯化物可以是氯化铝、氯化镁等;NH3溶于水生成NH3·H2O,NH3·H2O属于碱,NH3不属于碱题组二 氨气制备与性质实验的综合3.2017·泰安模拟某化学兴趣小组利用图1装置制取氨气并探究氨气的有关性质图1备选装置其中水中含酚酞溶液ⅠⅡⅢ图21装置A中烧瓶内试剂可选用________填字母a.碱石灰b.浓硫酸c.生石灰d.五氧化二磷e.烧碱2若探究氨气的溶解性,需在K2的导管末端连接图2装置中的__________装置填序号,当装置D中集满氨气后,关闭K
1、K2,打开K3,引发喷泉的实验操作是________________________________________________________________________________________________________________________________________________3若探究氨气的还原性,需打开K
1、K3,K2处导管连接制取纯净、干燥氯气装置
①用二氧化锰与浓盐酸制取氯气,生成气体必须通过分别盛有________、____________试剂的洗气瓶;
②D中氨气与氯气反应产生白烟,同时生成一种无色无味的气体,该反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________;
③从K3处导管逸出的气体中含有少量Cl2,则C装置中应盛放__________溶液填化学式,反应的离子方程式为_________________________________________________________答案 1ace 2Ⅱ或Ⅲ 用热毛巾将烧瓶捂热其他合理答案均可3
①饱和食盐水 浓硫酸
②3Cl2+8NH3===6NH4Cl+N2
③NaOH Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O解析 1在浓氨水中存在平衡NH3+H2ONH3·H2ONH+OH-,向其中加入生石灰[发生反应CaO+H2O===CaOH2生成CaOH2]或烧碱,都会使平衡左移,同时放出大量的热促进氨水的挥发碱石灰的成分是烧碱和生石灰,原理同上述,都可快速制备氨气2氨气极易溶于水,不溶于CCl4,需选择防倒吸装置进行实验探究,因此需选择图2中的Ⅱ或Ⅲ根据喷泉实验的原理,要使装置D发生喷泉现象,可用热毛巾将烧瓶捂热,D中氨气受热膨胀通过导管与水接触,即产生“喷泉”3
①用二氧化锰与浓盐酸制取的氯气中,混有氯化氢气体和水蒸气,要得到纯净、干燥的氯气需通过饱和食盐水除去氯化氢,通过浓硫酸除去水蒸气
②探究氨气具有还原性,氯气与氨气反应产生白烟,联系NH3+HCl===NH4Cl可知,“白烟”的成分为氯化铵,氯元素化合价降低,则生成的“无色无味的气体”必为氨气的氧化产物,可推知为氮气
③氯气是有毒气体,可与强碱溶液反应,因此可用氢氧化钠溶液进行尾气吸收微专题 喷泉实验及拓展应用1.喷泉实验的原理使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差,利用大气压将烧瓶下面烧杯中的液体压入烧瓶内,在尖嘴导管口形成喷泉2.形成喷泉的类型下面是几种常见的能形成喷泉的气体和液体气体HClNH3CO
2、Cl
2、SO
2、H2SNO2NO、O
2、4∶3NO
2、O24∶1吸收剂水、NaOH溶液水NaOH溶液水水水
3.喷泉实验的发散装置及操作方法喷泉实验是中学化学的重要实验,其本质是形成压强差而引发液体上喷,以教材中的装置发散源可设计如图所示的多种不同的装置和采用不同的操作如使气体溶于水、热敷或冷敷、生成气体等来形成喷泉设计说明装置Ⅰ改变了胶头滴管的位置,胶头滴管挤入少量水于试剂瓶中,即可使少量溶液沿导管进入烧瓶中,导致大量的NH3溶解,烧瓶内形成负压而产生喷泉装置Ⅱ省去了胶头滴管,用手或热毛巾等捂热烧瓶,氨气受热膨胀,赶出玻璃导管内的空气,氨气与水接触,即发生喷泉或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶,使水进入烧瓶中,瓶内氨气溶于水装置Ⅲ在水槽中加入能使水温升高的物质致使锥形瓶内酒精因升温而挥发,锥形瓶内气体压强增大而产生喷泉装置Ⅳ向导管中通入一定量的H2S和SO2,现象为有淡黄色粉末状物质生成,瓶内壁附有水珠,NaOH溶液上喷形成喷泉装置Ⅴ打开
①处的止水夹并向烧瓶中缓慢通入等体积的HCl气体后关闭该止水夹,等充分反应后再打开
②处的止水夹,观察到先有白烟产生,后产生喷泉装置Ⅵ中,挤压胶头滴管,然后打开导管上部的两个活塞,则在右面烧瓶出现喷烟现象,再打开导管下部活塞,则可产生双喷泉4.喷泉实验产物的浓度计算关键是确定所得溶液中溶质的物质的量和溶液的体积,标准状况下的气体进行喷泉实验后所得溶液的物质的量浓度1HCl、NH
3、NO2气体或它们与其他不溶于水的气体混合时溶质的物质的量浓度为mol·L-12当是NO2和O2的混合气体且体积比为4∶1时,cHNO3=mol·L-1专题训练1.如图装置中,干燥烧瓶内盛有某种气体,烧杯和滴管内盛放某种溶液挤压滴管的胶头,下列与实验事实不相符的是 A.CO2NaHCO3溶液/无色喷泉B.NH3H2O中含酚酞/红色喷泉C.H2SCuSO4溶液/黑色喷泉D.HClAgNO3溶液/白色喷泉答案 A解析 二氧化碳难溶于碳酸氢钠溶液,不能产生压强差,无法形成喷泉,A项与实验事实不相符2.2017·长沙质检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.在装置
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,不能使烧瓶内外形成较大压强差,故不能引发喷泉3.如下图为化学教学中所用的喷泉实验装置某同学用烧瓶中盛不同成分的气体进行喷泉实验,请帮助分析实验后烧瓶中所得溶液的浓度假设是在标准状况下完成实验,且溶质不扩散1若用HCl气体,则cHCl=______________________________________________________2若用NO2气体,则cHNO3=________________________________________________3若用nNO2∶nO2=4∶1的混合气体,则cHNO3=___________________________4若用nNO2∶nO2=2∶1的混合气体,则cHNO3=___________________________答案 1mol·L-1 2mol·L-13mol·L-1 4mol·L-1解析 设烧瓶的容积为VL,则气体的物质的量均为mol1若是HCl气体,喷泉后,溶液充满烧瓶,则溶液的体积为VL,cHCl==mol·L-12若为NO2,喷泉后,溶质为HNO3,3NO2+H2O===2HNO3+NOmol ×mol则喷泉后溶液的体积为VL,cHNO3==mol·L-134思路同上4.某学生积极思考产生喷泉的其他方法,并设计了如图所示的装置1在如图所示的锥形瓶中,分别加入足量的下列物质,反应后可能产生喷泉的是________填字母A.Cu与稀盐酸B.NaHCO3与NaOH溶液C.CaCO3与稀硫酸D.NH4HCO3与稀盐酸这种方法产生喷泉的原理是_____________________________________________________________________________________________________________________________2在图示锥形瓶外放一水槽,瓶中加入酒精;水槽中加入水后,再加入足量的下列物质,结果也产生喷泉水槽中加入的物质可以是________填字母A.浓硫酸B.食盐C.硝酸钾D.硫酸铜这种方法产生喷泉的原理是___________________________________________________________________________________________________________________________答案 1D NH4HCO3与稀盐酸反应,产生二氧化碳气体,锥形瓶中气体压强增大,把液体压入烧瓶,形成喷泉2A 浓硫酸溶于水放出大量的热,使锥形瓶中的酒精气化,锥形瓶中气体压强增大,把酒精压入烧瓶中形成喷泉解析 1Cu与稀盐酸不反应,NaHCO3与NaOH溶液反应不产生气体,不能形成压强差,故不能形成喷泉;CaCO3与稀硫酸反应产生CO2,但生成的CaSO4微溶于水,覆盖在CaCO3的表面,会使反应很快停止,不能形成较大的压强差,故不能形成喷泉;NH4HCO3与稀盐酸反应能产生较多的CO2气体,从而使锥形瓶内压强远大于烧瓶内压强,从而形成喷泉2浓硫酸、生石灰、烧碱溶于水均能放出大量的热,使酒精大量挥发,形成较大的压强差,从而形成喷泉;氯化钠、硝酸钾、硫酸铜溶于水温度变化不大,不能使酒精大量挥发,不能形成较大的压强差,不能形成喷泉5.2018·周口检测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,形成双喷泉考点四 氮及其重要化合物的综合应用注意 箭头指出可体现物质的性质,指向可寻找该物质的制备方法题组一 氮及其化合物的转化1.2017·东北师大附中模拟氮及其化合物的变化关系如图所示则下列说法不正确的是 A.路线
①②③是工业生产硝酸的主要途径B.路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径C.上述所有标号的反应都是氧化还原反应D.氮气可在足量的氧气中通过一步反应生成NO2答案 D解析 氮气和氧气在放电或高温条件下反应生成NO,NO与O2反应生成NO2,氮气与氧气不能直接生成NO22.2016·浙江理综,13为落实“五水共治”,某工厂拟综合处理含NH废水和工业废气主要含N
2、CO
2、SO
2、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CaOH
2、CaCO
3、CaSO3B.X可以是空气,且需过量C.捕获剂所捕获的气体主要是COD.处理含NH废水时,发生反应的离子方程式为NH+NO===N2↑+2H2O答案 B解析 A项,根据题中的流程,可以得出固体1为CaCO
3、CaSO3和过量CaOH2,正确;气体1是不能被过量石灰乳吸收的NO、CO和N2,NO和NO2按1∶1的体积比能与NaOH溶液反应生成亚硝酸钠,所以X可以是空气,但不能过量,否则会生成NaNO3,错误;C项,气体2为N
2、CO,因“无污染气体”为N2,故捕获的气体主要是CO,正确;D项,NH与NO能够发生归中反应生成氮气,离子方程式为NH+NO===N2↑+2H2O,正确3.把某黑色固体A加热至红热,投入另一种无色浓溶液B中,产生由两种气体组成的混合气体X,将X做如下图所示的实验请填写下列空白1写出A和B反应的化学方程式________________________________________________2无色气体C的成分为_____________________________________________________3写出D和F反应的离子方程式______________________________________________4请以Na2CO3为原料,设计一个简单的实验证明D和F反应生成的气体E是无色简述实验过程________________________________________________________________________________________________________________________________________________答案 1C+4HNO3浓CO2↑+4NO2↑+2H2O2CO
2、NO33Cu+2NO+8H+===3Cu2++2NO↑+4H2O4取一支试管,加适量Na2CO3粉末,然后加入过量稀HNO3,当生成的CO2把试管上部空气完全排净后,再加入Cu加热,即可观察到有无色气体NO生成解析 无色气体C通入澄清石灰水生成白色沉淀,该沉淀应为CaCO3,说明C中含有CO2,无色稀溶液D与单质F反应生成蓝色溶液,该溶液应含有Cu2+,则说明F为Cu,无色稀溶液D具有强氧化性,应为稀HNO3溶液,生成气体E为NO,则说明混合气体X应为CO2和NO2的混合物,则A为C,B为HNO3,结合物质的性质解答该题题组二 含氮物质的性质与实验综合4.实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如下已知实验室可用饱和亚硝酸钠NaNO2溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气1从图中选择制取气体的合适装置氮气______________________________________、氢气______________2氮气和氢气通过甲装置,甲装置的作用除了将气体混合外,还有____________________、________________________________________________________________________3氨合成器出来经冷却的气体连续通入乙装置的水中吸收氨,________填“会”或“不会”发生倒吸,原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________4用乙装置吸收一段时间氨后,再通入空气,同时将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内,能使铂丝保持红热的原因是______________________________________________________,锥形瓶中还可观察到的现象是_____________________________________________________________________________________________________________________________5写出乙装置中氨氧化的化学方程式______________________________________________________________________________________________________________________6反应结束后锥形瓶内的溶液中含有的离子为H+、OH-、________、________答案 1a b2干燥气体 控制氢气和氮气的流速3不会 混合气体中含有大量难溶于水的氮气、氢气4氨的氧化反应是一个放热反应 有红棕色气体产生54NH3+5O24NO+6H2O6NH NO1.有关氮及其重要化合物的推断题常以“产生白烟、红棕色气体、无色气体在空气中变为红棕色、能使湿润红色石蕊试纸变为蓝色”等特殊现象为突破口2.不同价态的含氮物质的转化1歧化——同一元素的化合价在同一反应中既升高又降低如3NO2+H2O===2HNO3+NO2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O2归中6NO+4NH35N2+6H2ONO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O3含氮物质的连续氧化NH3NONO2HNO3N2NONO2HNO3微专题 亚硝酸及亚硝酸钠的性质教师用书独具1.亚硝酸HNO2亚硝酸是弱酸向亚硝酸钠溶液中加酸,生成亚硝酸HNO2亚硝酸不稳定,仅存在于冷的稀溶液中,微热甚至常温下也会分解,产生红棕色的二氧化氮气体NaNO2+H2SO4稀===NaHSO4+HNO22HNO2===NO↑+NO2↑+H2O2.亚硝酸钠NaNO21亚硝酸钠的物理性质及用途亚硝酸钠的化学式为NaNO2,是可溶性盐其熔点为271℃,分解温度为320℃亚硝酸钠在建筑业中常用作混凝土掺加剂,以促进混凝土凝固,提高其强度,防止在冬天低温施工时混凝土发生冻结亚硝酸钠还是一种食品添加剂,用作食品防腐剂和肉类食品的发色剂2亚硝酸钠的氧化性在亚硝酸钠中,氮的化合价为+3,处于中间价态因此,亚硝酸钠与强还原性物质反应时,表现出氧化性如亚硝酸钠与碘化钾反应可生成单质碘2NO+2I-+4H+===2NO↑+I2+2H2O析出的碘可以使淀粉溶液变蓝色,据此可以检验NO的存在亚硝酸钠与FeCl2溶液反应,生成棕黄色的FeCl3溶液NO+Fe2++2H+===NO↑+Fe3++H2O3亚硝酸钠的还原性亚硝酸钠与强氧化性物质反应时,表现出还原性如亚硝酸钠与K2Cr2O7酸性溶液反应时,Cr2O被还原成Cr3+,K2Cr2O7溶液由橙色变为绿色Cr2O+3NO+8H+===3NO+2Cr3++4H2O4亚硝酸钠与氯化钠的鉴别与氯化钠不同,亚硝酸钠与AgNO3溶液反应生成的AgNO2沉淀可溶于稀硝酸Ag++NO===AgNO2↓专题训练1.NaNO2像食盐一样有咸味,有很强的毒性,误食亚硝酸钠NaNO2会使人中毒已知亚硝酸钠能发生如下反应2NaNO2+4HI===2NO↑+I2+2NaI+2H2O下列说法正确的是 A.该反应的氧化剂为HIB.反应产物中能使淀粉变蓝的物质有I
2、NaIC.该反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶1D.人误食亚硝酸钠中毒时,可以服用HI溶液解毒答案 C解析 由NaNO2→NO,N元素的化合价+3价→+2价,得电子,所以NaNO2是氧化剂,由HI→I2,碘元素化合价-1价→0价,失电子,所以HI是还原剂,故A错误;反应产物中能使淀粉变蓝的物质只有I2,故B错误;该反应中氧化剂为NaNO2,还原剂为HI,物质的量之比为2∶2=1∶1,故C正确;人误食亚硝酸钠中毒时,服用HI溶液会产生有毒的NO,故D错误2.亚硝酸钠NaNO2是一种具有咸味、有毒,且价格比食盐NaCl便宜的工业用盐,常被误作食盐使用,导致多起中毒事故发生,它的部分性质如图,下列说法错误的是 A.可用淀粉碘化钾试纸和食醋鉴别食盐NaCl与亚硝酸钠NaNO2B.亚硝酸钠可以加到食品中,但添加量要符合规定C.NaNO2与N2H4反应生成NaN3的化学方程式为NaNO2+N2H4===NaN3+2H2OD.上图所涉及的化学反应都是氧化还原反应答案 D解析 亚硝酸钠能和KI反应生成碘单质,淀粉溶液遇碘变蓝色,A项正确;NaNO2具有防腐性,但有毒,所以亚硝酸钠可以加到食品中,但添加量要符合规定,B项正确;亚硝酸钠和肼反应生成叠氮化钠和水,该反应中N元素化合价由+3价、-2价变为-价,C项正确;有电子转移的化学反应为氧化还原反应,其特征是有元素化合价升降,NaNO2与NH4Cl反应生成NH4NO2没有化合价的变化,D项错误3.2018·咸宁模拟NaNO2在漂白、电镀和金属处理等方面有重要应用1将等物质的量的一氧化氮和二氧化氮通入氢氧化钠溶液中便可制得NaNO2,写出离子方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________2在酸性条件下,当NaNO2与KI按物质的量1∶1恰好完全反应,且I-被氧化为I2时,产物中含氮的物质为________填化学式3亚硝酸HNO2是与醋酸酸性相当的弱酸,很不稳定,通常在室温下立即分解要得到稳定的HNO2溶液可以往冷冻的浓NaNO2溶液中加入或通入某种物质,下列物质不适合使用的是________填字母a.稀硫酸b.二氧化碳c.二氧化硫d.磷酸4工业废水中的NO可用铝粉除去已知此反应体系中包含Al、NaAlO
2、NaNO
2、NaOH、NH
3、H2O六种物质,将此反应中氧化剂和还原剂的化学式及其配平后的系数分别填入下列空格中__________+________,上述反应后废水的pH值将________填“上升”“下降”或“不变”若改用电解法将废水中的NO转化为N2除去,N2将在________填电极名称生成5若工业废水中的NO的浓度约为
1.0×10-4mol·L-1,取工业废水5mL于试管中,滴加2滴
0.1mol·L-1的硝酸银溶液,能否看到沉淀?_______________________________________________________________________________________________________________计算说明[已知1mL溶液以20滴计;KspAgNO2=2×10-8]答案 1NO+NO2+2OH-===2NO+H2O2NO 3bc 4NaNO2 2Al 下降 阴极52滴溶液所含有的Ag+nAg+=×10-3L×
0.1mol·L-1=
1.0×10-5mol,则cNO·cAg+=
1.0×10-4×=
2.0×10-7>KspAgNO2=2×10-8,则证明能看到有沉淀生成解析 1根据信息等物质的量的一氧化氮和二氧化氮通入氢氧化钠溶液中便可制得NaNO2,即NO+NO2+2OH-===2NO+H2O2碘离子被氧化为碘单质时,所有的碘元素化合价升高了2价,消耗碘离子2mol,亚硝酸钠中氮元素化合价是+3价,2mol的亚硝酸钠得到2mol电子时,则需氮元素的化合价降为+2价,所以产物中含氮的物质为NO3浓NaNO2溶液中通入二氧化碳,由于H2CO3比HNO2酸性弱,不能制取HNO2;如果通入二氧化硫,会被亚硝酸氧化为硫酸,即二氧化硫具有还原性,亚硝酸具有氧化性4亚硝酸钠具有氧化性,金属铝具有还原性,碱性条件下,二者发生氧化还原反应生成偏铝酸盐和一水合氨,反应方程式为2Al+NaNO2+NaOH+2H2O===2NaAlO2+NH3·H2O;该反应中氢氧根离子参加反应,导致溶液中氢氧根离子浓度减小,则溶液的pH减小;用电解法将废水中NO转换为N2除去,根据电解池的阴极上发生得电子的还原反应,所以N2将在阴极产生1.2015·全国卷Ⅰ,7我国清代《本草纲目拾遗》中记叙无机药物335种,其中“强水”条目下写道“性最烈,能蚀五金……其水甚强,五金八石皆能穿滴,惟玻璃可盛”这里的“强水”是指 A.氨水B.硝酸C.醋D.卤水答案 B解析 根据题意,“强水”能溶解大多数金属和矿物,所以为硝酸2.2017·北京理综,12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
①②③A.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中木炭与浓硝酸产生了反应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答案 D解析
①中浓HNO3受热分解,发生反应4HNO3浓4NO2↑+O2↑+2H2O,产生的气体为混合气体,故选项A正确;由
①可知,浓硝酸受热分解可生成红棕色气体NO2,所以“产生红棕色气体”不能说明
②中木炭能与浓硝酸发生反应,故选项B正确;根据
①和
②,浓硝酸反应产生红棕色NO2时需要加热,所以浓硝酸具有挥发性才可与上方红热木炭接触,同时,N元素化合价降低,所以生成的NO2为还原产物,故选项C正确;红热的木炭可与空气中的O2反应生成CO2,故选项D错误3.2016·全国卷Ⅰ,26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上图中的________,反应的化学方程式为________________________________________________________________________
②欲收集一瓶干燥的氨气,选择上图中的装置,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K
1、K2夹好在一定温度下按图示装置进行实验操作步骤实验现象解释原因打开K1,推动注射器活塞,使X中的气体缓慢通入Y管中
①Y管中_________
②反应的化学方程式________________将注射器活塞退回原处并固定,待装置恢复到室温Y管中有少量水珠生成的气态水凝聚打开K2
③__________
④__________答案 1
①A 2NH4Cl+CaOH2CaCl2+2H2O+2NH3↑或B NH3·H2ONH3↑+H2O
②dcfei2
①红棕色气体慢慢变浅
②6NO2+8NH37N2+12H2O
③Z中NaOH溶液产生倒吸现象
④反应后气体分子数减少,Y管中压强小于外压解析 1
①在实验室通常是用加热氯化铵和消石灰固体混合物制取氨气,应选用发生装置A,其反应的化学方程式为2NH4Cl+CaOH2CaCl2+2H2O+2NH3↑,或选用发生装置B,直接加热浓氨水生成氨气NH3·H2ONH3↑+H2O;
②氨气是碱性气体,可用碱石灰干燥,密度小于空气,应采用向下排空气法收集,氨气极易溶于水,尾气处理时应防止倒吸,则要收集一瓶干燥的氨气,仪器的连接顺序为发生装置→d、c→f、e→i2打开K1,推动注射器活塞将氨气缓慢通入Y管中,在一定温度和催化剂的作用下发生反应6NO2+8NH37N2+12H2O,随着反应的发生Y管中红棕色气体颜色变浅;反应生成的水蒸气液化后,NO2和NH3反应后气体的物质的量减小,反应容器中的压强减小,打开K2,Z中的溶液倒吸入Y管中课时作业1.2015·北京理综,8下列关于自然界中氮循环如下图的说法不正确的是 A.氮元素均被氧化B.工业合成氨属于人工固氮C.含氮无机物和含氮有机物可相互转化D.碳、氢、氧三种元素也参加了氮循环答案 A解析 A项,合成氨反应中,氮元素的化合价降低被还原,错误;C项,硝酸盐转化为蛋白质及经动物消化使蛋白质转化为氨气和铵盐,实现了含氮无机物和含氮有机物的相互转化;并且碳、氢、氧三种元素也参加了氮的循环,C正确2.2018·滁州高三模拟Murad等三位教授提出NO在人体内有独特的功能,关于NO的叙述正确的是
①NO可以是某些含低价氮物质氧化的产物
②NO是亚硝酸的酸酐
③NO可以是某些含高价氮物质还原的产物
④NO是无色气体,在空气中可变为红棕色A.全部B.
①③④C.
②③④D.
①④答案 B解析 NO中氮的化合价处于中间价态,它可以是还原产物,如HNO3→NO,也可以是氧化产物,如NH3→NO;HNO2的酸酐是N2O3;NO是无色气体,可被空气中的氧气氧化为红棕色的NO23.下列关于氨水的说法中,不正确的是 A.氨水和液氨不同,氨水是混合物,液氨是纯净物B.氨水中物质的量浓度最大的粒子是NH3·H2O水除外C.氨水显弱碱性,是弱电解质D.在1mol·L-1氨水中,NH3·H2O、NH、NH3的物质的量浓度之和为1mol·L-1答案 C解析 氨气极易溶于水,发生如下反应NH3+H2ONH3·H2ONH+OH-;生成的氨水是混合物,其中的NH3·H2O是弱电解质,电离程度小,且NH3分子极易与H2O结合,故其中浓度最大的粒子是NH3·H2OH2O除外4.2017·重庆市第一中学高三质量检测下列关于浓硝酸和浓硫酸的叙述,正确的是 A.常温下都用铜制容器贮存B.露置在空气中,容器内酸液的质量都减轻C.常温下都能与铜较快地反应D.露置在空气中,容器内酸液的浓度都降低答案 D解析 Cu与浓HNO3可在常温下反应,Cu与浓H2SO4需加热才反应,故浓HNO3不能用铜制容器贮存;将二者都露置在空气中,硝酸挥发,浓H2SO4吸收空气中的水分,故酸液的浓度都降低,但酸液的质量变化不同,浓HNO3减轻,浓H2SO4增重5.如图所示是NH3的两个性质实验,下列有关说法中正确的是 A.两个实验均表现了NH3易溶于水B.两个实验均表现了NH3易挥发C.两个实验均表现了NH3是碱性气体D.两个实验均表现了NH3是还原性气体答案 C解析 实验一是氨气的喷泉实验,喷泉实验证明氨气极易溶于水,溶于水形成一水合氨弱碱溶液,滴加酚酞溶液变红色,证明氨气是碱性气体实验二中浓氨水挥发出的氨气分子和浓盐酸挥发出的氯化氢分子结合生成白烟氯化铵固体小颗粒,证明浓氨水易挥发,氨气遇到氯化氢发生反应生成氯化铵,证明氨气是碱性气体6.某实验过程如图所示则图
③的试管中的现象是 A.无明显现象,因稀H2SO4不与铜反应B.铜片溶解,产生无色气体,该气体遇到空气不变色C.铜片溶解,放出红棕色有刺激性气味的气体D.铜片溶解,产生无色气体,该气体在试管口变为红棕色答案 D解析 生成的CuNO32在H2SO4的酸性条件下相当于又有了HNO3,铜片会继续溶解生成NO7.2018·安阳模拟下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂,其中错误的是 答案 A解析 NH4Cl加热生成的NH3和HCl,冷却后又生成NH4Cl,不能得到NH38.NH3是一种重要的化工原料,可以制备一系列物质如图下列有关表述正确的是 A.NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥B.NH4Cl、HNO3和Na2CO3受热时都易分解C.NH3和NO2在一定条件下可发生氧化还原反应D.图中所涉及的盐类物质均可以水解答案 C解析 NaHCO3不能用作肥料,A项错误;Na2CO3很稳定,受热时不易分解,B项错误;图中的NaCl是强酸强碱盐,不水解,D项错误9.锌与某浓度的硝酸以物质的量之比为1∶3发生反应,若硝酸被还原的产物为N2O,反应结束后锌没有剩余,下列说法正确的是 A.在此反应中硝酸体现强氧化性,全部被还原B.向反应后的溶液中再加入金属铁,不再发生化学反应C.该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸之比为1∶4D.该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸之比为1∶5答案 D解析 设锌的物质的量为a,则稀硝酸中HNO3的物质量为3a,发生还原反应的HNO3与锌的关系为HNO3~2Zn,由于锌不足,被还原的HNO3为,未被还原的HNO3为3a-,二者之比为∶3a-=1∶5,D项正确10.2017·张家口高三模拟某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL,平均分成两份向其中一份中逐渐加入铜粉,最多能溶解
9.6g向另一份中逐渐加入铁粉,产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示已知硝酸只被还原为NO气体下列分析或结果错误的是 A.原混合酸中NO物质的量为
0.1molB.OA段产生的是NO,AB段的反应为Fe+2Fe3+===3Fe2+,BC段产生氢气C.第二份溶液中最终溶质为FeSO4D.H2SO4浓度为
2.5mol·L-1答案 A解析 铁粉既能与硝酸反应也能与硫酸反应,从题干图中看出注意只是第二份100mLOA段产生的气体是NO,AB段的反应为Fe+2Fe3+===3Fe2+,BC段产生氢气,反应为Fe+2H+===Fe2++H2↑,可知NO反应完全,加入铁粉的溶液中NO的物质的量应为×3÷3=
0.1mol,溶液中最终溶质为FeSO4,此时反应的铁的质量是14g,即
0.25mol,故原混合酸中H2SO4的浓度为=
2.5mol·L-1,NO的物质的量为
0.2mol所以选A11.如图是氮元素的几种价态与物质类别的对应关系,回答下列问题1写出N2的一种用途__________________________________________________________2从N元素化合价分析,N2具有氧化性和还原性各举一例说明用化学方程式表示氧化性________________________________________________________________________还原性________________________________________________________________________3HNO3与下图中的物质C常用于检验Cl-的存在,则C的化学式为________________________________________________________________________4实验室制取物质B的化学方程式为_______________________________________________________________________________________________________________________5NO2与水反应生成物质A的化学方程式为_______________________________________________________________________________________________________________6浓硝酸与木炭在加热条件下反应的化学方程式为__________________________________答案 1做保护气、保存粮食2N2+3H22NH3或N2+3MgMg3N2 N2+O22NO3AgNO34CaOH2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O53NO2+H2O===2HNO3+NO64HNO3浓+CCO2↑+4NO2↑+2H2O12.在下列物质转化中,A是一种正盐,D的相对分子质量比C的相对分子质量大16,E是酸,当X无论是强酸还是强碱时,都有如下的转化关系当X是强酸时,A、B、C、D、E均含同一种元素;当X是强碱时,A、B、C、D、E均含另外同一种元素请回答1A是________,Y是________,Z是________2当X是强酸时,E是________,写出B生成C的化学方程式_______________________3当X是强碱时,E是________,写出B生成C的化学方程式______________________思路点拨 ―→―→答案 1NH42S O2 H2O2H2SO4 2H2S+3O22SO2+2H2O3HNO3 4NH3+5O24NO+6H2O解析 本题考查氮、硫及其化合物的转化关系由D的相对分子质量比C的相对分子质量大16,容易联想D比C增加1个氧原子,则D可能是氧化物,而E为酸,则应为含氧酸,而Y是能提供“O”的物质,A为正盐,与碱反应放出的物质能连续两次氧化最后得含氧酸,可推知A可能是铵盐ANH3NONO2HNO3,而A与强酸反应时,生成的物质也会连续氧化两次,最后生成含氧酸,则A可能为硫化物含S2-AH2SSO2SO3H2SO4,综上所述可确定A是NH42S13.NH3及其盐都是重要的化工原料1用NH4Cl和CaOH2制备NH3,反应发生、气体收集和尾气处理装置依次为________2按下图装置进行NH3性质实验
①先打开旋塞1,B瓶中的现象是________________,原因是_______________________稳定后,关闭旋塞1
②再打开旋塞2,B瓶中的现象是_______________________________________________答案 1ACG2
①有白烟出现 因A瓶中HCl气体压强大,所以HCl进入B瓶,与NH3发生反应,生成白色NH4Cl固体颗粒
②石蕊溶液进入B瓶,且溶液显红色解析 1固固加热制备气体,应选A为发生装置;NH3密度比空气小,可采用C收集气体;NH3极易溶于水,为防止倒吸,选用G进行尾气处理2
①A瓶中压强比B瓶中压强大,打开旋塞1,HCl气体进入B瓶并与NH3反应生成NH4Cl,B瓶中产生白烟
②反应后B瓶中压强减小,关闭旋塞1,打开旋塞2,烧杯中的石蕊溶液倒吸入B瓶,因B瓶中HCl剩余,得到的溶液显酸性,溶液变红色14.亚硝酸钠NaNO2在纤维纺织品的染色和漂白、照相、生产橡胶、制药等领域有广泛应用,也常用于鱼类、肉类等食品的染色和防腐但因其有毒,所以在食品行业中的用量有严格限制现用下图所示仪器夹持装置已省略及药品,探究亚硝酸钠与硫酸反应及气体产物的成分已知
①NO+NO2+2OH-===2NO+H2O;
②气体液化的温度NO2为21℃,NO为-152℃1为了检验装置A中生成的气体产物,仪器的连接顺序按左→右连接为A、C、________、______、______2反应前应打开弹簧夹,先通入一段时间氮气,排除装置中的空气,目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________3在关闭弹簧夹、打开分液漏斗活塞、滴入70%硫酸后,A中产生红棕色气体
①确认A中产生的气体含有NO,依据的现象是__________________________________________________________________________________________________________
②装置E的作用是___________________________________________________________4如果向D中通入过量O2,则装置B中发生反应的化学方程式为_____________________________________________________________________________________________5通过上述实验探究过程,可得出装置A中反应的化学方程式是________________________________________________________________________答案 1E D B2防止可能产生的NO被氧化成NO2,造成对A中反应产物检验的干扰3
①装置D中通入氧气后出现红棕色气体
②冷凝,使NO2完全液化44NO2+O2+4NaOH===4NaNO3+2H2O52NaNO2+H2SO4===Na2SO4+NO2↑+NO↑+H2O解析 1根据NO、NO2的液化温度和性质可知装置D用于检验NO,装置E用于检验并分离NO2,装置B为尾气处理装置,NO2会干扰NO的检验,所以为了检验装置A中的气体产物,仪器的连接顺序是A、C、E、D、B2由于NO极易被空气中的氧气氧化为NO2,所以先通入一段时间氮气,排除装置中的空气,防止可能产生的NO被氧化成NO2,造成对A中反应产物检验的干扰3
①利用装置D检验NO开始时装置D中无色,通入氧气后出现红棕色气体即可证明NO的存在
②装置E的作用是降温冷凝,使NO2完全液化,避免干扰NO的检验4因为NO
2、O2和水共同作用可以产生HNO3,所以装置B中发生反应的化学方程式为4NO2+O2+4NaOH===4NaNO3+2H2O5装置A中发生反应的化学方程式是2NaNO2+H2SO4===Na2SO4+NO2↑+NO↑+H2O。