1、第第 4 4 讲讲氮及其化合物氮及其化合物 考试要点核心素养 1.了解氮单质及其重要化合物的 制备方法。 2.掌握氮单质及其重要化合物的 主要性质及其应用。 3.了解氮单质及其重要化合物对 环境的影响。 1.宏观辨识与微观探析:能从不同层次认识氮及其化合物 的主要性质及应用;从氮的化合价变化角度认识氮及其化 合物之间的反应原理及转化条件。 2.科学探究与创新意识:从不同的角度探究氨气、氮的氧 化物、硝酸的主要性质和制备方案,并进行实验验证。 3.科学精神与社会责任:关注 NO、NO2的污染,保护环境。 一、氮及其氧化物的性质及应用 1.氮元素在自然界中的存在形态及氮的固定 2.氮气 (1)结构
2、 分子式:N2; 电子式:NN; 结构式:。 (2)性质: 写出有关化学方程式: .3Mg+N2Mg3N2,N2表现氧化性。 .N2+3H22NH3,N2表现氧化性。 .N2+O22NO,N2表现还原性。 3.氮的氧化物 (1)氮有多种氧化物:N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等,其中属于酸性氧化物的是 N2O3、N2O5。 (2)NO 和 NO2的比较 NONO2 物理 性质 颜色无色红棕色 毒性有毒有毒 溶解性不溶于水易溶于水 与 O2或 H2O 反应2NO+O22NO23NO2+H2O2HNO3+NO 制备Cu 与稀硝酸反应Cu 与浓硝酸反应 收集方法排水法向上排空气法
3、与人体、环境的 关系 a.与血红蛋白结合,使人中毒 b.转化生成 NO2,形成酸雨、光化学烟 雾等 形成酸雨、光化学烟雾、破坏 臭氧层等 二、硝酸的重要性质及应用 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 反应的化学方程式:4HNO32H2O+4NO2+O2。 (2)强氧化性 浓硝酸和稀硝酸都有强氧化性,而且浓度越大氧化性越强。 a.与金属反应 稀硝酸与铜反应的化学方程式:3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2O。 浓硝酸与铜反应的化学方程式:Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2+2H2O。 b.与非金属反应 浓硝酸与
4、C 反应的化学方程式:C+4HNO3(浓)CO2+4NO2+2H2O。 c.与还原性化合物反应 硝酸可氧化 H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe 2+等还原性物质。如稀硝酸与 FeSO 4溶液反应的离子 方程式:3Fe 2+4H+NO 3 - 3Fe 3+NO+2H 2O 。 (3)与有机物反应 a.硝化反应(与苯反应) +HNO3+H2O b.颜色反应:含苯环的蛋白质遇到浓硝酸时变成黄色。 三、氨和铵盐的性质及应用 1.氨的结构与性质 (1)结构与物理性质 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(约 1700) (2)氨的化学性质 2.氨气的实验室制法 3.铵盐及 NH4
5、 +的检验 (1)构成:由NH4 + 和酸根离子构成。 (2)物理性质:白色或无色晶体,都能溶于水。 (3)化学性质 a.不稳定性 NH4Cl 受热分解:NH4ClNH3+HCl。 NH4HCO3受热分解:NH4HCO3NH3+CO2+H2O。 b.与强碱反应 在稀溶液中不加热:NH4 +OH- NH3H2O。 加热或浓溶液:NH4 +OH- NH3+H2O。 (4)NH4 +的检验 1.易错易混辨析(正确的画“”,错误的画“”)。 (1)氮元素有负化合价、正化合价和零价,一定条件下,N2既能与氧气反应,又能与 H2反应 () (2)氮的氧化物和硫的氧化物既是形成光化学烟雾的主要物质,又是形成
6、酸雨的主要物质 () (3)N2与 O2在放电条件下直接化合成 NO2() (4)常温下,铁、铝在浓硝酸中的钝化为化学变化() (5)浓硝酸在光照条件下久置会变黄() (6)浓硝酸与铜反应生成二氧化氮,稀硝酸与铜反应生成一氧化氮,故浓硝酸的氧化性比稀硝酸 的弱() (7)硝酸与金属的氧化物反应时只表现酸性() (8)氨气能使湿润的蓝色石蕊试纸变红() (9)氨遇到浓盐酸、浓硫酸都会发生反应,产生白烟() (10)可以加热分解氯化铵制备氨气() 答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10) 2.某同学记录了有关硝酸的事实,你知道这些事实分别表现了硝酸的哪些性质吗?用“氧化性
7、” “酸性”“不稳定性”“挥发性”填空,并写出有关反应方程式。 (1)久置的硝酸变黄:性质,有关反应方程式为 。 (2)铝制、铁制容器常温下可盛浓硝酸:性质。 (3)铜片放入在稀硝酸中,溶液变为蓝色,产生无色气体:性质,有关反应方程式为 。 (4)碳单质放入热的浓硝酸中产生大量的红棕色气体:性质,有关反应方程式 为。 (5)浓硝酸敞口放置在空气中,质量会减少:性质。 答案(1)不稳定性4HNO34NO2+O2+2H2O(2)氧化性(3)氧化性、酸性 3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2O(4)氧化性C+4HNO3(浓)CO2+4NO2+2H2O(5) 挥发性 3.氨水中存
8、在的三个平 衡:、。 根据上述平衡分析氨水中存在的粒子有。 答案NH3+H2ONH3H2O NH3H2ONH4 +OH- H2OH +OH- NH3、NH3H2O、H2O、NH4 +、OH-、H+ 4.用湿润的淀粉-KI 试纸能否鉴别 Br2(g)和 NO2(g),如何鉴别? 答案用湿润的淀粉-KI 试纸不能鉴别 Br2(g)和 NO2(g),两者均有氧化性,能将 KI 氧化成 I2,使 淀粉试纸变蓝。鉴别 Br2(g)和 NO2(g)的方法是将气体通入硝酸酸化的硝酸银溶液中,产生黄色 沉淀是 Br2(g)。 考点一氮及其氧化物的性质及应用 典例探究 例常温下将盛有 10mLNO2和 10mL
9、NO 的混合气体的试管倒立于水槽中并向其中通入 O2,一段时 间后,试管内还剩余 2mL 气体,则通入 O2的体积可能为() A.8mLB.8.5mL C.10mLD.10.5mL 答案B当剩余的气体为 O2时,说明 10mLNO2和 10mLNO 完全反应生成硝酸,则: 4NO2+O2+2H2O4HNO3 41 10mL2.5mL 4NO+3O2+2H2O4HNO3 43 10mL7.5mL 所以通入的氧气的体积为 2.5mL+7.5mL+2mL=12mL。 当剩余的气体为 NO 时,可以认为 10mLNO2完全反应生成硝酸,10mLNO 中剩余 2mL,有 8mL 转化成硝酸,则: 4NO
10、2+O2+2H2O4HNO3 41 10mL2.5mL 4NO+3O2+2H2O4HNO3 43 8mL6mL 所以通入的氧气的体积为 2.5mL+6mL=8.5mL,B 正确。 名师点拨 氮氧化物溶于水的问题分析 无论是单一气体(NO2),还是 NO、NO2、O2中的两者或三者的混合气体,反应的实质是 3NO2+H2O2HNO3+NO,2NO+O22NO2,故若有气体剩余只能是 NO 或 O2,不可能是 NO2。 (1)若 NO 和 O2通入水中,则总关系式为 4NO+3O2+2H2O4HNO3(43)。 (2)若 NO2和 O2通入水中,则总关系式为 4NO2+O2+2H2O4HNO3(4
11、1)。 题组训练 题组一氮循环及氮元素在自然界中的存在形态 1.属于人工固氮的是() A.分离液态空气制氮气 B.闪电时 N2转化为 NO C.工业合成氨 D.豆科作物根瘤菌将 N2转化为 NH3 答案C 2.(2020 山东济南月考)氮元素在海洋中的循环,是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无 机氮的循环过程如图所示,下列关于海洋氮循环的说法中正确的是() A.海洋中不存在游离态的氮 B.中的含氮物质转化属于氮的固定 C.中的含氮物质转化属于氮的还原 D.向海洋中排放含 NO3 -的废水不会影响 NH 4 +的含量 答案B根据题图,海水中存在氮气,A 错误;中氮气转化为 NH4 +(含氮化
12、合物),属于氮的固 定,B 正确;中 NH4 +转化为 NO 2 -或 N 2O,化合价升高,属于氮的氧化反应,C 错误;根据题图,NO3 -能 转化为 NO2 -,NO 2 -转为氮气,氮气转化为 NH 4 +,故向海水中排放 NO 3 -会造成 NH 4 +浓度增大,D 错误。 题组二氮的氧化物的性质 3.下列关于氮的氧化物的说法中,正确的是() A.氮的氧化物都是酸性氧化物 B.氮的氧化物都既有氧化性,又有还原性 C.NO2与 H2O 反应生成 HNO3,所以 NO2是酸性氧化物 D.NO 和 NO2均有毒 答案DNO、NO2等不是酸性氧化物,A 项错误;N2O5中氮元素为最高价,只有氧
13、化性,B 项错误; 虽然 NO2与 H2O 反应生成 HNO3,但是 N 的化合价发生了变化,故 NO2不是酸性氧化物,C 项错误;一 氧化氮和二氧化氮都有毒,D 项正确。 4.把少量 NO2气体通入过量小苏打溶液中,再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥 管,最后收集到的气体是() A.氧气B.二氧化氮 C.二氧化氮和氧气D.二氧化氮和一氧化氮 答案C假设 3molNO2和水反应生成 2mol 硝酸和 1molNO,2mol 硝酸和小苏打反应生成 2mol 二 氧化碳,2molCO2和过氧化钠反应生成 1molO2,1molNO 和 0.5molO2反应生成 1molNO2,剩余气体
14、有 NO2和氧气,C 正确。 题组三二氧化氮与水反应的相关计算 5.(2020 贵州贵阳模拟)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NO 和 NO2,NO2和 O2,NH3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V1、V2、V3,则下列关系正确的是() A.V1V2V3B.V1V3V2 C.V2V3V1D.V3V1V2 答案B设各种气体的体积都为 1 体积。根据 3NO2+H2O2HNO3+NO,即剩余 NO 的体积 V1=(1+1 3)体积;根据 4NO2+O2+2H2O 4HNO3,即剩余 O2的体积V
15、2=(1-1 4)体积;剩余 N2的体积 V3=1 体积。 6.将充有mmolNO 和nmolNO2气体的试管倒立于水槽中,然后通入mmolO2,若已知nm,则充分反 应后,试管中的气体在同温同压下的体积为() A.(4n-1)/2B.(n-m)/3 C.(3m+n)/3D.3(n-m) 答案B根据 3NO2+H2O2HNO3+NO 可知,nmolNO2气体反应后生成? 3molNO 气体,再根据 4NO+3O2+2H2O4HNO3得 ?+? 3 ? 4 3,则 NO 过量,故剩余的是 NO,体积为(m+ ? 3)- 4? 3 =?-? 3 ,B 项正确。 题组四氮氧化物对环境的影响 7.下列
16、气体过量排放不会导致酸雨形成的是() A.SO2B.CO2C.NO2D.NO 答案B二氧化硫、氮氧化物等是形成酸雨的重要物质,CO2的大量排放会加剧“温室效应”, 不会导致酸雨的形成,B 正确。 8.下列说法符合“绿色化学”思想的是() A.对工业生产硝酸产生的废气、废水进行严格处理 B.利用根瘤菌固氮以减少氮肥生产厂 C.实验室制备 NO2时在通风橱内进行 D.建设“花园式工厂” 答案B对废气、废水严格处理是补救措施,没有从源头上减少或消除污染,A 项错误;利用根 瘤菌固氮减少氮肥生产厂,从源头上减少了污染物的排放,B 项正确;实验室制备 NO2时在通风橱 内进行并不能减轻对大气的污染,C
17、项错误;“花园式工厂”只是对工厂环境的美化,没有从源头 上减少或消除污染,D 项错误。 考点二考点二硝酸的重要性质及应用硝酸的重要性质及应用 典例探究 例对于 1LH2SO4和 HNO3的混合溶液,若 H2SO4和 HNO3物质的量浓度存在如下关 系:c(H2SO4)+c(HNO3)=1.2molL -1,理论上最多能溶解铜的物质的量为 ( ) A.0.80molB.0.72mol C.0.45molD.0.40mol 答案B稀硫酸与铜不发生反应,但能提供氢离子,硝酸与铜发生反应可生成硝酸铜,NO3 - 与硫酸提供的 H +可以继续与铜发生反应,反应的离子方程式为 3Cu+2NO 3 -+8H
18、+ 3Cu 2+2NO +4H2O,NO3 -的物质的量浓度与 H+的物质的量浓度之比为 14 时,溶解的铜最多,设硫酸的物质的 量为x,硝酸的物质的量为y,则x+y=1.2mol,y(2x+y)=14,解得x=0.72mol,y=0.48mol, 设参加反应的铜的最大物质的量是z。 3Cu+2NO3 -+8H+ 3Cu 2+2NO+4H 2O 32 z0.48mol 解得z=0.72mol,即理论上最多能溶解铜的物质的量为 0.72mol。 名师点拨 题组训练 题组一硝酸的物理性质与化学性质 1.(2020 山东济宁模拟)下列关于浓硝酸和浓硫酸的叙述中,正确的是 () A.常温下都用铜制容器
19、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反应 D.露置在空气中,容器内酸液的浓度都降低 答案DCu 与浓 HNO3可在常温下反应,Cu 与浓 H2SO4需要加热才能反应,故浓 HNO3不能用铜制 容器贮存,A、C 两项错误;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,B 项错误,D 项正确。 2.(2020 江西南昌模拟)某同学进行有关铜、硝酸、硫酸化学性质的实验,实验过程如图所示: 实验 1实验 2 中溶液呈蓝色,试管口有红棕色气体产生中溶液呈蓝色,试管口有红棕
20、色气体产生 下列说法错误的是() A.稀硝酸一定被还原为 NO2 B.中溶液存在:2c(Cu 2+)+c(H+)=c(NO 3 -)+c(OH-) C.由上述实验得出结论:常温下,Cu 可与稀硝酸反应,不能与稀硫酸反应 D.中反应的离子方程式:3Cu+2NO3 -+8H+ 3Cu 2+2NO+4H 2O 答案A稀硝酸与铜发生反应 3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2O,生成的硝酸铜溶液呈 蓝色,试管口 NO 被空气中的 O2氧化生成红棕色的二氧化氮,但硝酸被还原生成 NO,故 A 错误。 题组二金属与硝酸的计算 3.(2020 广东广州模拟)7.2g 铜和铁的合金完全溶于
21、稀硝酸,若反应中硝酸被还原只产生 NO 气 体,在反应后的溶液中加入足量的氢氧化钠溶液,最终生成 12.3g 沉淀。则在标准状况下产生的 NO 气体的体积为() A.1.12LB.2.24LC.3.36LD.1.68L 答案B两种金属单质最终生成氢氧化物时增加的质量实际上是 OH -的质量,OH-的物质的量与 金属跟硝酸反应时失去的电子的物质的量相等,即n(e -)=n(OH-)=(12.3g- 7.2g)17g/mol=0.3mol,根据 HNO3NO 可知,n(NO)=0.1mol,NO 在标准状况下的体积为 2.24L。 4.某稀溶液中含有 4molKNO3和 2.5molH2SO4,向
22、其中加入 1.5molFe,充分反应(已知 NO3 -被还原为 NO)。下列说法正确的是() A.反应后生成 NO 的体积为 28L B.所得溶液中c(Fe 2+)c(Fe3+)=11 C.所得溶液中c(NO3 -)=2.75molL-1 D.所得溶液中的溶质只有 FeSO4 答案BA 项,未指明是标准状况,无法计算 NO 的体积;C 项,未指明溶液的体积,无法计算浓 度;D 项,K +不会参与反应,因而溶质中必定有 K 2SO4;B 项,首先考虑酸性条件 Fe 被氧化为 Fe 3+,进 行计算,H +不足,按 H+完全反应计算消耗 Fe 和 NO 3 -的物质的量: Fe+NO3 - +4H
23、 + Fe 3+NO+2H 2O 1.25mol1.25mol5mol1.25mol 剩余的 Fe(1.5mol-1.25mol=0.25mol)再被 Fe 3+氧化: Fe+2Fe 3+ 3Fe 2+ 0.25mol0.5mol0.75mol 则剩余n(Fe 3+)=1.25mol-0.5mol=0.75mol,则反应后溶液中 n(Fe 2+)=n(Fe3+)=0.75mol,故 B 正确。 考点三考点三氨和铵盐的性质及应用氨和铵盐的性质及应用 典例探究 例在如图所示的装置中,烧瓶中充满干燥气体 a,将滴管中的液体 b 挤入烧瓶内,轻轻振荡烧瓶, 然后打开弹簧夹 f,烧杯中的液体 b 呈喷泉
24、状喷出,最终几乎充满烧瓶。则 a 和 b 不满足题目要 求的是() 选项a(干燥气体)b(液体) ACl2饱和 NaOH 溶液 BSO24mol/LNaOH 溶液 CNO2水 DNH31mol/L 盐酸 答案C二氧化氮和水反应生成硝酸和 NO,NO 难溶于水,所以液体不能充满烧瓶,C 错误。 名师点拨 喷泉实验的原理及应用 (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或锥形瓶中的液体 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HClNH3CO2、Cl2、SO2、H2SNO2NO、O2(43)NO
25、2、O2(41) 吸收剂水、NaOH 溶液水NaOH 溶液水水水 (3)引发喷泉的几种方法 使烧瓶内的气体迅速溶于水或某种溶液中。 使烧瓶内气体温度降低,从而使气压减小。 使锥形瓶中待喷液体液面上的气压增大。 题组训练 题组一氨气的性质和制取 1.下列现象不能用于检验 NH3的是 () A.气体遇浓盐酸产生白烟 B.气体使湿润的蓝色石蕊试纸变红 C.气体通入酚酞溶液中,溶液变红 D.气体使湿润的红色石蕊试纸变蓝 答案B氨气和水反应产生碱,碱电离产生氢氧根离子,使湿润的红色石蕊试纸变蓝。 2.(2020 北京四中模拟)用如图所示装置进行下列实验,实验结果与预测的现象不一致的是 () 选项中的物质
26、中的物质预测的现象 A淀粉-KI 溶液浓硝酸无明显变化 B酚酞溶液浓盐酸无明显变化 CMgCl2溶液浓氨水有白色沉淀 D湿润红纸条饱和氯水红纸条褪色 答案A浓硝酸具有挥发性,挥发出的硝酸具有强氧化性,进入淀粉-KI 溶液,可以将 KI 氧化为 I2,I2遇淀粉变蓝,故 A 项符合题意。 3.(2020 湖北黄山模拟)下列制取 NH3并验证其还原性、收集并进行尾气处理的装置和原理均正 确的是() 答案B氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢,但在试管口又重新化合生成氯化铵,得不到氨 气,A 项错误;氨气具有还原性,氯气具有强氧化性,二者能发生氧化还原反应,又因为氨气的密度 比空气的小,氯气的密度比空气的
27、大,所以长管通入 NH3,短管通入 Cl2,可以使其充分反应,装置 和原理均正确,B 项正确;氨气的密度比空气的小,采用向下排空气法收集,即收集时应该是短管 进、长管出,C 项错误;氨气极易溶于水,倒置的漏斗插入水中,不能防倒吸,D 项错误。 题组二喷泉实验 4.(2020 浙江诸暨中学质检)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固体常用 CaO 或 CaCl2 B.将湿润的蓝色石蕊试纸置于瓶口 c,试纸变红,说明 NH3已经集满 C.关闭 a,用单孔塞(插有吸入水的胶头滴管)塞紧瓶口 c,打开 b,完成喷泉实验,电脑绘制三颈瓶
28、 内压强变化曲线如图 2 所示,则 E 点时喷泉最剧烈 D.工业上若出现液氨泄漏,喷稀盐酸比喷洒 NaHCO3溶液处理效果好 答案DCaO 能与水反应,使c(OH -)增大,同时放出大量的热,促进 NH 3的逸出,而 CaCl2为中性 的盐,能够溶于水,热量变化很小,与水不反应,对氨气的逸出几乎没有影响,A 项错误;NH3和 H2O 反应生成 NH3H2O,NH3H2O 电离出 OH -而导致氨水呈碱性,检验三颈瓶集满 NH 3的方法是将湿润 的红色石蕊试纸靠近瓶口 c,试纸变蓝,证明 NH3已集满,B 项错误;三颈瓶内气体压强与外界大气 压强之差越大,其反应速率越快,C 点时三颈瓶内压强最小
29、,外界大气压强不变,所以 C 点时外界 大气压强和三颈瓶内压强差最大,则 C 点时喷泉最剧烈,C 项错误;盐酸显酸性,NaHCO3溶液显碱 性,氨水显碱性,NH3在酸性溶液中的吸收效率高于在碱性溶液中的吸收效率,D 项正确。 5.某同学仿照“喷泉”实验的原理,在实验室做了一个“喷烟”实验,如图所示。他在甲、乙两 个烧瓶中分别充入 X、Y 两种无色气体,在胶头滴管中盛有含酚酞的 NaOH 溶液,实验时将胶头滴 管内的液体挤入甲烧瓶内,然后打开止水夹,便可以看到甲烧瓶中的导管口喷出白色的烟,同时 甲烧瓶中的溶液颜色逐渐变浅。若已知 X、Y 是 HCl、NH3、Cl2、O2、CH4、SO2、NO 气
30、体中的两种, 则下列判断中正确的是() A.X 是 NH3,Y 是 HClB.X 是 Cl2,Y 是 NH3 C.X 是 SO2,Y 是 O2D.X 是 NO,Y 是 O2 答案A根据题给信息,能产生白烟的是 HCl 和 NH3或 Cl2和 NH3,再根据题中信息“甲烧瓶中的 溶液颜色逐渐变浅”可知 X 是 NH3,Y 是 HCl,故 A 项正确。 题组三铵盐及铵根离子的检验 6.下列说法不正确的是() A.凡是铵盐均能与苛性钠共热产生氨气 B.碳酸氢铵受热分解产生的气体用碱石灰干燥后可得到纯净的氨气 C.氨气溶于水后,在水溶液中主要以铵根离子形式存在 D.在一定条件下氨可以分解生成氮气和氢气
31、 答案CNH3溶于水后,在水溶液中主要以 NH3H2O 形式存在。 7.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 N 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 NH4 +OH- NH3+H2O D.NH4Cl 和 NaCl 的固体混合物可用升华法分离 答案C硝酸铵分解可能不生成氨气,A 错误;铵盐都易溶于水,不是所有铵盐中的 N 均呈-3 价, 如硝酸铵中硝酸根离子中氮元素呈+5 价,B 错误;氯化铵受热分解为氨气和氯化氢,但是氯化钠 受热不分解,NH4Cl 和 NaCl 的固体混合物可
32、用加热法分离,但不是升华法,D 错误。 1.(2020 课标,10,6 分)喷泉实验装置如图所示。应用下列各组气体溶液,能出现喷泉现象 的是() 气体溶液 AH2S稀盐酸 BHCl稀氨水 CNO稀 H2SO4 DCO2饱和 NaHCO3溶液 答案B本题中喷泉实验的原理是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,在尖嘴导管口处形成喷泉。A 项,H2S 气体不易溶于稀盐酸,烧 瓶内外不能形成压强差,故不能形成喷泉,错误;B 项,HCl 极易溶于水,能与稀氨水迅速反应,使 烧瓶内外形成较大的压强差,故可以形成喷泉,正确;C 项,NO 难溶于水,不能与稀硫酸反
33、应,烧瓶 内外不能形成压强差,故不能形成喷泉,错误;D 项,CO2不溶于饱和碳酸氢钠溶液且不能与饱和碳 酸氢钠溶液反应,烧瓶内外不能形成压强差,故不能形成喷泉,错误。 2.(2020 江苏单科,7,2 分)下列指定反应的离子方程式正确的是() A.Cl2通入水中制氯水:Cl2+H2O2H +Cl-+ClO- B.NO2通入水中制硝酸:2NO2+H2O2H +NO 3 -+NO C.0.1molL -1NaAlO 2溶液中通入过量 CO2:AlO2 -+CO 2+2H2O Al(OH)3+HCO3 - D.0.1molL -1AgNO 3溶液中加入过量浓氨水:Ag +NH 3+H2O AgOH+
34、NH4 + 答案CA 项,HClO 是弱酸,在离子方程式中不能拆成离子形式,错误;B 项,离子方程式配平错 误,正确的离子方程式为 3NO2+H2O2H +2NO 3 -+NO,错误;C 项,CO 2过量时产物为 NaHCO3,且方程 式已配平,正确;D 项,AgNO3溶液中加入过量氨水,最终生成Ag(NH3)2 +,离子方程式为 Ag +2NH 3H2O Ag(NH3)2 +2H 2O,错误。 3.(2020 北京,9,3 分)硫酸盐(含 SO4 2-、HSO 4 -)气溶胶是 PM2.5 的成分之一。近期科研人员提出 了雾霾微颗粒中硫酸盐生成的转化机理,其主要过程示意图如下: 下列说法不正
35、确 的是() A.该过程有 H2O 参与 B.NO2是生成硫酸盐的氧化剂 C.硫酸盐气溶胶呈酸性 D.该过程没有生成硫氧键 答案DA 项,观察题给示意图,注意图中物质的反应关系,SO3 2-+NO 2 SO3 -+NO 2 -过程中有 H 2O 参与,正确;B 项,反应过程中,NO2中 N 元素化合价降低,生成 HNO2,故 NO2是生成硫酸盐的氧化剂, 正确;C 项,硫酸盐气溶胶中含有 SO4 2-和 HSO 4 -,HSO 4 -易电离产生 H+和 SO 4 2-,故硫酸盐气溶胶呈酸 性,正确;D 项,SO3 2-最终转化为 HSO 4 -,转化过程中有硫氧键形成,错误。 A A 组组基础
36、达标基础达标 1.下列关于自然界中氮循环(如图所示)的说法不正确的是() A.人工固氮可以得到硝酸盐 B.雷电作用可将氮气直接转化为铵盐 C.细菌对氮元素的循环有重要作用 D.亚硝酸盐转化为硝酸盐的过程中,氮元素被氧化 答案B雷电时氮气和氧气反应生成一氧化氮,一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮,二氧化氮 和水反应生成硝酸,不能直接得到铵盐,B 项错误。 2.(2020 重庆万州质检)下列关于硝酸的叙述中正确的是() A.稀硝酸是弱酸,浓硝酸是强酸 B.铜与浓硝酸和稀硝酸都能发生反应生成二氧化氮 C.浓硝酸能使紫色石蕊溶液先变红后褪色 D.稀硝酸与活泼金属反应放出氢气 答案C硝酸不论浓稀都是强酸,A
37、 不正确;铜与稀硝酸反应生成 NO,B 不正确;浓硝酸显酸性, 还具有强氧化性,因此浓硝酸能使紫色石蕊溶液先变红后褪色,C 正确;硝酸是氧化性酸与活泼金 属反应不会放出氢气,D 不正确。 3.(2020 河南联考)如下图,利用培养皿探究氨的性质。实验时向 NaOH 固体上滴几滴浓氨水,立 即用另一表面皿倒扣在上面。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与浓盐酸挥发出的 HCl 气体反应产生了 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
38、试纸变蓝 NH3是一种可溶性碱 答案ANH3能与 HCl 发生化合反应,生成 NH4Cl 白色固体,A 项正确;NH3也能与 H2SO4发生化合 反应,生成(NH4)2SO4,B 项错误;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,C 项错误;NH3溶于水生成 NH3H2O,NH3H2O 属于碱,NH3不属于碱,D 项错误。 4.(2020 陕西西安模拟)NH3是一种重要的化工原料,可以制备一系列物质(如下图所示)。下列说 法中正确的是() 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
39、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发生水解 答案CA 项,NaHCO3不能用作化肥;B 项,Na2CO3受热时不易分解;C 项,NH3和 NO2在一定条件下 可发生反应:8NH3+6NO27N2+12H2O,属于氧化还原反应;D 项,NaCl 不能水解。 5.(2020 河北保定月考)下列反应的离子方程式表示正确的是 () A.向 Fe(NO3)2稀溶液中加入盐酸:3Fe 2+4H+NO 3 - 3Fe 3+NO+2H 2O B.铜片与浓硝酸:Cu+NO3 -+4H+ Cu 2+NO+2H 2O C.氯化铵浓溶液与浓 NaOH 溶液混合后加热:NH4 +OH- NH3H
40、2O D.碳酸氢铵溶液与足量的 NaOH 溶液混合后加热:NH4 +OH- NH3+H2O 答案AB 项应为 Cu+4H +2NO 3 - Cu 2+2NO 2+2H2O,错误;C 项应为 NH4 +OH- NH3+H2O,错 误;D 项中 HCO3 -也参与反应,错误。 6.(2019 山东济宁一模)依据下图中氮元素及其化合物的转化关系,判断下列说法中不正确的是 () A.X 是 N2O5 B.可用排空气法收集 NO 气体 C.工业上以 NH3、空气、水为原料生产硝酸 D.从原理上看,NH3可与 NO2反应实现 NH3N2的转化 答案BNO 遇空气中的氧气被氧化为 NO2,不可用排空气法收集
41、 NO 气体,故 B 错误。 7.(2020 湖南常德模拟)下列做法可以防止环境污染的是() 实验室收集氨气采用图甲所示装置 实验室做氯气与钠的反应实验时采用图乙所示装置 实验室用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水做氨气与酸生成铵盐的实验 实验室采用图丙所示装置进行铜与稀硝酸的反应 A.B.C.D. 答案C实验室收集氨气采用题图甲所示装置,在制备的过程中用滴有酚酞的水吸收逸出的 氨气,防止污染环境,符合要求;实验室做氯气与钠的反应实验时采用题图乙所示装置,浸有碱 液的棉球可以吸收多余的氯气,防止污染环境,符合要求;实验室用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和 浓氨水做氨气与酸生成铵盐的实验,挥发的氯化氢和氨气会污
42、染大气,因此不符合要求;实验 室采用题图丙所示装置进行铜与稀硝酸的反应,生成的氮的氧化物及时收集在气球中,防止污染 环境,符合要求。综上所述,符合要求。 8.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,则两个试管内溶液中溶质的物质的量浓度之比为() A.11B.57C.75D.43 答案A4NO2+O2+2H2O4HNO3、4NO+3O2+2H2O4HNO3,V(NO2)=V(NO),n(NO2)=n(NO),则生成 的 HNO3物质的量相等,
43、溶液的体积也相同,故两个试管内溶液中溶质的物质的量浓度相等。 9.(2020 广西桂林高三测试)下列图像表示铁跟一定量硝酸反应时,铁和硝酸铁物质的量(mol)之 间的关系,其中正确的是() 答案B硝酸与铁反应时,随着铁的物质的量的增加,先后发生下列反 应:4HNO3(稀)+FeFe(NO3)3+NO+2H2O或 6HNO3(浓)+FeFe(NO3)3+3NO2 +3H2O,2Fe(NO3)3+Fe3Fe(NO3)2,则生成 Fe(NO3)3消耗的 Fe 与还原 Fe(NO3)3为 Fe(NO3)2消耗的 Fe 的物质的量之比为 21,故 B 正确。 10.(2020 吉林通化月考)某化学兴趣小
44、组利用如下装置制取氨气并探究氨气的有关性质。 甲 (1)图甲中,仪器 A 的名称是,A 中盛放的固体是。 (2)已知单质 B 是空气中含量最多的成分,则玻璃管中发生反应的化学方程式为 。 (3)C 装置的作用是。 (4)若按如图乙所示装置进行探究 NH3性质实验。 乙 先打开旋塞 1,B 瓶中的现象是,原因是,稳定 后,关闭旋塞 1。 再打开旋塞 2,B 瓶中的现象是。 答案(1)圆底烧瓶碱石灰或 CaO(合理答案均可) (2)3CuO+2NH3N2+3Cu+3H2O (3)作安全瓶,防倒吸 (4)产生白烟打开旋塞 1,氯化氢与氨气混合反应生成了白色氯化铵固体小颗粒,形成白烟 烧杯中的石蕊水溶
45、液会倒流进入 B 瓶中,形成红色溶液 解析(2)空气中含量最多的成分是 N2,所以玻璃管中发生的是 NH3还原 CuO 生成 N2、Cu 和 H2O 的反应:3CuO+2NH3N2+3Cu+3H2O。(3)因为 NH3极易溶于水,所以 C 装置是防倒吸的安全瓶。 (4)打开旋塞 1,HCl 与 NH3反应生成 NH4Cl 固体小颗粒,所以 B 瓶中会出现白烟。HCl 过量, 溶于石蕊水溶液中使溶液呈酸性,故溶液变红。 B B 组组综合提升综合提升 11.amolFeS 与bmolFeO 投入到VLcmol/L 的硝酸溶液中充分反应,产生 NO 气体,所得澄清溶液可 看作是 Fe(NO3)3、H
46、2SO4的混合液,则反应中未被还原的硝酸可能为() (a+b)63g(a+b)189g(a+b)mol Vc-9?+? 3 mol A.B.C.D. 答案D反应中硝酸分两部分参加反应,即硝酸的总量=被还原的硝酸的量+未被还原的硝酸的 量,由铁原子守恒和氮原子守恒可知n(未被还原的硝酸)=3nFe(NO3)3,m(未被还原的硝 酸)=(a+b)363g=(a+b)189g;由得失电子守恒可以求出被还原的硝酸的物质的 量:a(+3)-(+2)mol+a(+6)-(-2)mol+b(+3)-(+2)mol=n(被还原的硝酸)(+5)- (+2),n(被还原的硝酸)=9?+? 3 mol,n(未被还原
47、的硝酸)=n(总硝酸)-n(被还原的硝酸)=Vc- 9?+? 3 mol,因此 D 选项正确。 12.(2020 安徽安庆模拟)甲、乙两同学用如图所示装置进行实验,探究硝酸与铁反应的产物。 已知:.在浓硝酸和活泼金属反应过程中,随着硝酸浓度的降低,其生成的产物有+4、+2、-3 价 等氮的化合物。 .FeSO4+NOFe(NO)SO4(棕色)H0。 .NO2和 NO 都能被 KMnO4氧化吸收。 甲的实验操作和现象记录如下: 实验操作实验现象 打开弹簧夹,通入一段时间 CO2,关闭弹簧夹 打开分液漏斗活塞,将浓硝酸缓慢滴入三颈 烧瓶中,关闭活塞 无明显现象 加热三颈烧瓶,反应开始后停止加热 A
48、 中有红棕色气体产生,一段时间后,气体颜色 逐渐变浅,B 中溶液呈棕色,C 中溶液紫色变浅; 反应停止后,A 中无固体剩余 请回答下列问题: (1)滴入浓硝酸加热前没有明显现象的原因是。 (2)检验是否生成-3 价氮的化合物,应进行的实验操作是。 (3)甲同学取少量 B 中溶液,加热,实验现象是。 请用平衡移动原理解释原因:。甲同学依据该现象得出的结论是 A 中 有 NO 生成。 (4)乙同学认为甲同学得出 A 中有 NO 生成的证据不足。为获取充足的证据,乙同学仍采用该装 置和操作进行对照实验,乙同学做出的改变是,证明有 NO 生成的实验现象是。 答案(1)常温时,铁遇浓硝酸在其表面形成致密
49、氧化膜,阻止反应进一步发生(或钝化) (2)取少量反应后 A 中溶液于试管中,向其中加入足量浓 NaOH 溶液,加热,用湿润的红色石蕊试 纸靠近试管口,若试纸变蓝,则 A 中生成了 NH4 + (3)棕色溶液颜色变浅(或变为浅绿色),有无色气体逸出,且在空气中变为红棕色 FeSO4+NOFe(NO)SO4(棕色)H0,正反应为放热反应,加热后,平衡向逆反应方向移动 (4)将浓硝酸换成稀硝酸A 中没有红棕色气体生成,B 中溶液变为棕色 解析(2)-3 价氮的化合物是 NH3或铵盐,而此反应的环境呈酸性,故-3 价氮的化合物应是硝酸 铵,可利用 NH4 +与 OH-共热产生 NH 3,利用 NH3的性质检验。(3)B 中发生反应 FeSO4+NOFe(NO)SO4(棕色),加热后,平衡逆向移动,无色气体 NO 逸出,在空气中变为红棕色, 而溶液颜色变浅或变为浅绿色。(4)NO2与水反应生成 NO,故可把浓硝酸换成稀硝酸,若 A 中无红 棕色气体生成,但 B 中溶液变为棕色,可证明 A 中有 NO 生成。
