第4讲 氮及其化合物[考纲要求] 1.了解NO、NO2的性质。2.掌握硝酸的性质和用途，结合金属与HNO3的反应，掌握守恒法的计算技巧。3.了解氮的氧化物及含磷洗涤剂对环境及人类健康的影响。4.了解氨气、铵盐的性质及用途；掌握氨气的实验室制法。5.掌握铵根离子的检验。考点一 氮气及其氧化物1．氮气(1)氮的固定使空气中游离态的氮转化为化合态氮的过程。(2)氮气的性质①物理性质纯净的N2是一种无色无味的气体，难溶于水，在空气中约占总体积的4/5。②化学性质通常情况下，N2化学性质很稳定，只在高温、放电、催化剂等条件下才能发生一些化学反应。a．与H2反应：N2＋3H22NH3。b．与O2反应：N2＋O22NO。2．氮的氧化物氮有多种价态的氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。完成NO和NO2的比较表：NONO2物理性质颜色无色红棕色毒性有毒有毒溶解性不溶能溶化学性质与O2反应2NO＋O2===2NO2与H2O反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO35\n与人体、环境的关系①与血红蛋白结合使人中毒②转化成NO2形成酸雨、光化学烟雾形成酸雨、光化学烟雾特别提醒 (1)氮的氧化物都是大气污染物。(2)空气中NO2是造成光化学烟雾的主要因素。(3)空气中NO、NO2主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂等。(4)NO2：既有氧化性又有还原性，以氧化性为主。NO2能使湿润的淀粉KI试纸变蓝。深度思考1．根据氮在元素周期表中的位置可知氮元素是一种活泼的非金属，为什么氮气很稳定？答案 氮气的性质不仅与原子结构有关，还与氮分子的构成有关；氮气分子中的N≡N键，键能很大，分子结构稳定，故氮气很稳定。2．俗话说“雷雨发庄稼”，这说明雷雨中含有能被植物吸收利用的化合态的氮，请同学们写出三个有关的化学方程式：①____________________________________________________________________；②_____________________________________________________________________；③____________________________________________________________________。答案 ①N2＋O22NO②2NO＋O2===2NO2③3NO2＋H2O===2HNO3＋NO3．如何鉴别NO2与溴蒸气？答案 由于NO2和Br2在性质上有不少相似性：①均具有氧化性；②溶于水均有酸生成；③均可与碱反应；④均为红棕色等。所以不能用淀粉KI试纸、pH试纸、NaOH溶液来鉴别，但二者性质又有差别，可以用下列方法鉴别：①AgNO3溶液；②CCl4溶液；③用水洗法。题组一 NO、NO2的性质及对环境的影响1．下列说法正确的是( )A．CO、NO、NO2都是大气污染气体，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．汽车尾气的主要污染成分包括NO、CO和N2答案 B解析 NO易被氧化为NO2，N2不是污染物，NO2通入溶液中生成HNO3，能把35\nFe2＋氧化成Fe3＋，溶液由浅绿色变成棕黄色。2．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产物叙述正确的是( )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作氧化剂，A项正确，B、C项错误；O3与O2的相对分子质量不相同，不是同分异构体，属同素异形体，D项错误。3．N2O俗称“笑气”，曾用作可吸入性麻醉剂。以下反应能产生N2O：3CO＋2NO23CO2＋N2O。下列关于N2O的说法正确的是( )A．上述反应中每生成1molN2O，消耗1.5molCOB．等物质的量的N2O和CO2含有相等的电子数C．N2O只具有氧化性，无还原性D．N2O会迅速与人体血红蛋白结合，使人中毒答案 B解析 由方程式知，生成1molN2O时消耗3molCO，A错误；1molN2O与1molCO2都含有22mol电子，B正确；N2O中氮元素为＋1价，是氮元素的中间价态，所以N2O既具有氧化性又具有还原性，C错误。题组二 有关氮的氧化物计算类试题4．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，原来试管中盛装的气体是( )A．可能是N2与NO2的混合气体B．只能是O2与NO2的混合气体C．可能是NO与NO2的混合气体D．只能是NO2一种气体答案 C35\n解析 解答本题要注意以下两点：(1)明确氮气不溶于水，且常温下不与其他物质发生化学反应；(2)NO2可与水反应生成不溶于水的NO，NO2和NO与氧气按适当的比例被水完全吸收。5．将容积为50mL的量筒充满二氧化氮和氧气的混合气体，将量筒倒置在盛满水的水槽里，一段时间后，量筒里剩余气体体积为5mL。则原混合气体中NO2和O2体积比可能是__________或________。答案 18∶7 43∶7解析 NO或NO2与O2混合气体与水的反应计算关系式可由下列化学方程式推导出来。2NO＋O2===2NO2①3NO2＋H2O===2HNO3＋NO②由②×2＋①得4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3③由①×3＋②×24NO＋3O2＋2H2O===4HNO3④③、④两式就是平时计算经常用到的关系式。设剩余的5mL气体为O2，则参加反应③的NO2和O2的总体积为50mL－5mL＝45mL则原混合气体里，NO2的体积为45mL×4/5＝36mLO2的体积为50mL－36mL＝14mL即NO2与O2的体积比为36∶14＝18∶7。设剩余的5mL气体为NO，由②式得过量的NO2体积为15mL，则发生反应③的NO2和O2的总体积为50mL－15mL＝35mL则原混合气体里，O2的体积为35mL×1/5＝7mL，NO2的体积为50mL－7mL＝43mL即NO2与O2的体积比为43∶7。NOx和O2混合型计算题的规律总结1．关系式法(1)NO和O2混合气体通入水中由2NO＋O2===2NO2和3NO2＋H2O===2HNO3＋NO得总反应为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3(2)NO2和O2混合气体通入水中由3NO2＋H2O===2HNO3＋NO和2NO＋O2===2NO2得总反应为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3(3)NO、NO2和O2三种混合气体通入水中先按3NO2＋H2O===2HNO335\n＋NO计算出生成的NO体积，再加上原来混合气体中NO体积，再按(1)计算。2．电子守恒法当NOx转化为硝酸时要失去电子，如果是NOx与O2混合，则反应中O2得到的电子数与NOx失去的电子数相等。考点二 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：4HNO32H2O＋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)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O；浓硝酸与铜反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。②与非金属反应：如浓硝酸与C的反应为C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O；③与还原性化合物反应：硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋等还原性物质。如稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式为3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。(3)与有机物反应①硝化反应(与C6H6反应)：35\nC6H6＋HNO3C6H5NO2＋H2O；②颜色反应：蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。深度思考1．久置的硝酸呈黄色，如何除去？怎样保存硝酸？答案 硝酸显黄色是由于硝酸见光或受热发生分解，生成的NO2溶于浓硝酸所致，所以消除的方法是通入O2(或空气)，使其发生反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3。保存时应保存在棕色试剂瓶中，并置于阴凉处。2．常温下，铝和铁在浓硝酸中“钝化”是化学变化吗？答案 是化学变化，钝化是在铁、铝的表面形成一层致密的氧化物保护膜，阻止了金属与硝酸的进一步反应。题组一 硝酸性质的多重性1．在下列反应中，硝酸既表现氧化性又表现酸性的是( )A．FeO和HNO3B．Al(OH)3与HNO3C．H2S和HNO3D．CH3与HNO3答案 A解析 硝酸既表现出酸性又表现出氧化性的典型特征是反应中既有硝酸盐的生成又有氮元素较低价化合物的生成。对照四个选项。A符合题意；B只起酸的作用；C只起氧化剂的作用；D只作为反应物。2．取三张蓝色石蕊试纸置于表面皿上，然后按顺序滴加65%的硝酸，98.3%的硫酸和新制氯水，三张试纸最终呈现的颜色是( )A．白红白B．红黑红C．红红红D．白黑白答案 D解析 因上述两酸均为浓酸，均具有强氧化性，新制氯水中含强氧化性的次氯酸，浓硫酸还表现出脱水性，所以应选D。题组二 硝酸与金属反应的计算3．在标准状况下将1.92g铜粉投入一定量浓HNO3中，随着铜粉的溶解，反应生成的气体颜色逐渐变浅，当铜粉完全溶解后共收集到由NO2和NO组成的混合气体1.12L，则混合气体中NO的体积为( )A．112mLB．1008mLC．224mLD．448mL答案 A35\n解析 混合气体的总物质的量为1.12L÷22.4L·mol－1＝0.05mol,1.92g铜粉的物质的量为0.03mol。设NO的物质的量为n1mol，则NO2的物质的量为(0.05－n1)mol，根据得失电子守恒得3n1＋(0.05－n1)×1＝0.03×2，解得n1＝0.005，V(NO)＝0.005mol×22.4L·mol－1＝0.112L＝112mL。4．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5.6LO2(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．16gB．32gC．64gD．无法计算答案 B解析 该题氮元素变化为硝酸→氮的氧化物→硝酸，所以题目中的反应可以看成是铜与氧气的反应，其中硝酸为“催化剂”，所以铜的物质的量为2×＝0.5mol，即32g。5．有一稀硫酸和稀硝酸的混合酸，其中H2SO4和HNO3的物质的量浓度分别是4mol·L－1和2mol·L－1，取10mL此混合酸，向其中加入过量的铁粉，待反应结束后，可产生标准状况下的气体的体积为(设反应中HNO3被还原成NO)( )A．0.448LB．0.672LC．0.896LD．0.224L答案 B解析 金属和混酸反应通过离子方程式计算比较简便，3Fe＋8H＋＋2NO===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O(铁过量，产物为Fe2＋)，反应中Fe和H＋过量，生成的NO的量以NO为准来计算，共得NO0.448L，若只考虑到这一步反应，得答案A是错误的，因为过量的铁还可以和溶液中过量的H＋反应产生H2，即有Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，生成的H2为0.224L，气体体积共计0.672L，应选B。35\n1．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－、Br－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。2．金属与硝酸反应计算题(1)思维模型(2)计算中的守恒思想的应用①原子守恒法HNO3与金属反应时，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，这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量。②得失电子守恒法HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，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－)则有：c(NO)＝c(H＋)＋nc(Mn＋)(Mn＋代表金属离子)。④离子方程式计算法金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO在H2SO4提供H＋的条件下能继续与金属反应，因此此类题目应用离子方程式来计算，先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H＋或NO进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。题组三 有关硝酸氧化性的实验探究6．如图是用浓硝酸、铜片、水等试剂探究浓、稀硝酸的强氧化性并观察还原产物的实验装置。35\nⅠ.浓硝酸的强氧化性实验将铜片置于具支试管的底部，在分液漏斗中加入约5mL浓硝酸，往具支试管中放入约2mL浓硝酸，用排水法收集产生的气体。(1)具支试管中发生反应的化学方程式：_______________________________________________________________________________________。(2)实验中观察到能证明浓硝酸具有强氧化性的现象_____________________________________________________________________。Ⅱ.稀硝酸的强氧化性实验(3)上述反应完成后，欲进一步证明稀硝酸也具有强氧化性，紧接的简便、合理的实验操作是___________________________________________________________。(4)能证明稀硝酸与铜反应产生NO的实验现象是__________________________(填写序号)。A．c中收集到无色气体B．c中收集到的无色气体接触空气后变为红棕色C．b中产生的无色气体接触空气后变为红棕色Ⅲ.实验反思(5)利用该装置先进行铜与浓硝酸反应，再进行铜与稀硝酸反应的实验，其好处是_____________________________________________________________________。Ⅳ.问题讨论用等质量的铜片与等体积的浓硝酸、稀硝酸(硝酸均过量)反应时，发现反应后所得溶液前者呈绿色，后者呈蓝色。对此有两种看法：①两者颜色不同的原因是因为Cu2＋浓度差异引起的。②前者溶液呈绿色，是因为生成的红棕色NO2溶解于溶液中引起的。(6)你认为上述看法________(填“①”或“②”)合理。若是①合理，说明理由，若是②合理，设计一个简单实验证明：______________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案 (1)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O(2)铜片逐渐溶解，溶液变蓝，放出红棕色气体(3)往分液漏斗中加水稀释浓硝酸，打开活塞，放入稀硝酸(4)C(5)利用Cu与浓硝酸反应生成的NO2排出具支试管中的空气，有利于观察Cu与稀硝酸的反应产物35\n(6)② 往蓝色溶液中通入NO2，溶液变成绿色(或加热绿色溶液，有红棕色气体产生，溶液变成蓝色)解析 Ⅰ.铜与浓硝酸反应的化学方程式为Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，实验中具支试管中溶液变蓝，且有红棕色气体产生。Ⅱ.向试管中加水将浓硝酸稀释后，可以继续进行铜与稀硝酸反应的实验，这样可以利用Cu与浓硝酸反应产生的NO2排出具支试管中的空气，有利于观察铜与稀硝酸反应的产物。Ⅳ.由于硝酸均过量，铜的质量相同，溶液的体积相同，所以铜无论是与稀硝酸反应，还是与浓硝酸反应，生成的Cu2＋的浓度是相同的，看法①是不合理的，可通过向蓝色溶液中通入NO2看溶液是否变绿，或加热绿色溶液看是否有红棕色气体产生来证明。1．性质实验方案的设计模板(1)探索性实验方案的设计程序为物质→实验事实→科学抽象→结论(2)验证性质实验方案设计程序为物质→性质推测→实验验证→结论。2．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)的气泡，(或)在固体表面产生……(颜色)气泡。③沉淀：在……(颜色)溶液中产生……(颜色)的沉淀(浑浊)……考点三 氨和铵盐1．氨的分子结构和性质(1)物理性质氨气是无色有刺激性气味的气体，易液化可作制冷剂，常温、常压下，1体积的水可溶解700体积的氨气。(2)分子结构35\n电子式：。(3)氨的化学性质①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、NH3、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↑＋H2O。②氨气与酸反应a．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。化学方程式为HCl＋NH3===NH4Cl、NH3＋HNO3===NH4NO3。b.与CO2等酸性氧化物反应：NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3或2NH3＋CO2＋H2O===(NH4)2CO3。③NH3的还原性——氨的催化氧化化学方程式：4NH3＋5O24NO＋6H2O。④与盐溶液反应将氨水加入下列溶液，完成下表：被滴试剂现象离子方程式FeCl3溶液生成红褐色沉淀Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NHAlCl3溶液生成白色沉淀Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH(4)实验室制取氨气的三种方法①加热固态铵盐和碱的混合物35\n②实验室制取氨气的其他方法方法化学方程式(或原理)气体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；反应放热，促使氨水分解。化学方程式为NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)22.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(3)NH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。深度思考35\n1．液氨和氨水有哪些区别？完成下列表格。液氨氨水形成物质分类混合物微粒种类NH3、NH3·H2O、H＋、H2O、NH、OH－存在条件常温常压下不能存在常温常压下可存在答案 氨气液化 氨气溶于水 纯净物 NH32．固态NH4Cl受热变成气体，气体遇冷又变为固态NH4Cl；固态碘受热变成蒸气，蒸气遇冷又变成固态碘，这两种现象的本质是否相同？答案 不相同，NH4Cl固体受热分解成NH3和HCl，发生了化学变化；固态碘受热升华成为碘蒸气，是物理变化。题组一 氨及铵盐的性质1．判断下列说法是否正确，不正确的说明理由。①氨气溶于水能导电，所以氨气是电解质。②实验室用浓氨水与NaOH固体制取氨气。③氨与酸反应生成铵盐，与挥发性酸相遇时能形成白烟。④某晶体与NaOH共热放出一种使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，该晶体中含有NH。⑤氨水中含氮微粒中最多的微粒是NH。⑥把NH3通入稀HNO3中，当溶液的pH等于7时，溶液中NH3和HNO3等物质的量反应。⑦液氨作为清洁能源的反应原理是4NH3＋5O24NO＋6H2O。⑧氨水中物质的量浓度最大的粒子是NH3·H2O(除水)。⑨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 ②③④⑧⑨正确。①不正确，NH3本身不导电，溶于水，与水发生反应NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－而导电，故NH3不是电解质；⑤不正确，氨水中存在大量的NH3·H2O和少量的NH；⑥不正确，NH3和HNO3等物质的量反应时，得到NH4NO3溶液，NH水解使溶液显酸性，pH<7；⑦不正确，产生的NO是污染气体。2．下列反应中说明NH3既有还原性，又有碱性的是( )A．4NH3＋5O24NO＋6H2OB．NH3＋HNO3===NH4NO335\nC．8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4ClD．2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O答案 C解析 在A、D两项中，参加反应的NH3全部被氧化，NH3只体现还原性；B项反应为非氧化还原反应，NH3只体现碱性；C项中参加反应的8molNH3有2mol被氧化，NH3既体现碱性又体现还原性。3．氯化铵和氯化钠可用下列哪一种方法分离( )A．加入氢氧化钠B．加入AgNO3溶液C．加热法D．加入一种合适的酸答案 C解析 分离可根据物理性质用物理方法进行分离，比如根据各组分的溶解性不同，用过滤的方法分离；根据各组分的沸点不同，用蒸馏的方法分离；根据各组分在同一溶剂中的溶解度不同，用结晶的方法分离。也可根据各组分的化学性质不同，加入某些试剂，采取一定的化学方法进行分离。根据以上分析，题目所给NaCl和NH4Cl只能用化学方法分离，又因为两种物质中都含Cl－，所以加AgNO3或加酸都起不到分离的作用，加入NaOH，只能鉴别NH4Cl和NaCl，而达不到分离的目的。利用铵盐的不稳定性及NH3的化学性质，可以选用加热法。题组二 氨气及铵盐的性质实验4．已知气体的摩尔质量越小，扩散速度越快。如图所示为气体扩散速率的实验，两种气体扩散相遇时形成白色烟环。下列关于物质甲、乙的判断正确的是( )A．甲是浓氨水，乙是浓硫酸B．甲是浓盐酸，乙是浓氨水C．甲是浓氨水，乙是浓盐酸D．甲是浓硝酸，乙是浓氨水答案 C解析 A项中浓H2SO4不是挥发性酸，不会产生白色烟环；B、C、D三项中由于NH3的摩尔质量小，扩散速度快，所以离白色烟环远的甲为浓氨水，故C正确。5．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35\nA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(NH4)2SO4；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是一种可溶性碱，NH3是氢化物。6．右图的装置中，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．CO2(NaHCO3溶液)/无色喷泉B．NH3(H2O中含酚酞)/红色喷泉C．H2S(CuSO4溶液)/黑色喷泉D．HCl(AgNO3溶液)/白色喷泉答案 A解析 CO2在NaHCO3溶液中的溶解度很小，因此不能形成喷泉；NH3极易溶于水生成NH3·H2O，NH3·H2O发生电离生成OH－，遇酚酞使之显红色；H2S和CuSO4反应生成CuS黑色沉淀；HCl极易溶于水，且和AgNO3发生反应生成白色沉淀；因此A不正确。7．某研究性学习小组同学设计如下图所示装置探究氨气的还原性。(1)氨催化氧化的化学方程式为_________________________________________。(2)若实验时通入氨气的速率过快，在烧瓶中会出现白烟，该物质的化学式为__________。(3)该小组同学以氨气和二氧化碳为原料制备碳酸氢铵。甲同学先将二氧化碳通入水中，充分溶解后，再通入氨气；乙同学先将氨气通入水中，充分溶解后，再通入二氧化碳。请选择合适的方案并说明原因。答案 (1)4NH3＋5O24NO＋6H2O (2)NH4NO3(3)乙同学方案正确；CO2在水中溶解度小，先通CO2再通NH3生成的NH4HCO335\n的量少，而且易生成(NH4)2CO3，先通NH3至饱和再通CO2至过量，保证产物量大，且全部是NH4HCO3溶液。35\n 喷泉实验的形成原理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，如此持续，最后液体将充满烧瓶。2．常见喷泉的形成主要有以下两类(1)极易溶于水的气体(NH3、HCl、SO2等)与水可形成喷泉；(2)酸性气体(HCl、SO2、NO2、CO2、H2S等)与NaOH(aq)也能形成喷泉。3．喷泉实验成功的关键(1)盛气体的烧瓶必须干燥；(2)气体要充满烧瓶；(3)烧瓶不能漏气(实验前应先检查装置的气密性)；(4)所用气体能大量溶于所用液体或气体与液体快速反应。4．常见的喷泉实验装置喷泉实验的本质是形成压强差而引发液体上喷，为此可设计多种不同的装置和采用不同的操作(如使气体溶于水、热敷、生成气体、发生气体体积减小的反应等)来使喷泉产生。 装置Ⅱ：挤压气球，即可使少量的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Ⅲ：去掉了胶头滴管。打开止水夹，用手(或热毛巾等)捂热烧瓶，氨气受热膨胀，使氨气通过导管与水接触，即产生喷泉。(开放性问题，或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶，使水进入烧瓶，烧瓶内氨气溶于水)装置Ⅳ：在锥形瓶中加入能产生气体的物质，使锥形瓶内气体的压强明显增大，将液体压入烧瓶而产生喷泉。装置Ⅴ：在水槽中加入使水温度升高的物质，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Ⅵ：烧瓶中通入H2S(或SO2)，然后通入SO2(或H2S)，现象为有淡黄色粉末状物质生成，瓶内壁附有水珠，NaOH溶液喷到烧瓶内。35\n题组三 氨气的实验室制法8．下图所示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 (1)(3)解析 实验室制取氨气的方法有：①铵盐与碱加热制取氨，常用固体NH4Cl与Ca(OH)2反应，试管口向下倾斜；②在浓氨水中加CaO，因为在氨水中存在平衡NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－，加入CaO，平衡向左移，同时又放热促进氨水分解为氨气；③加热浓氨水，加快氨水分解为氨气。(1)错在直接加热氯化铵(NH4Cl分解生成的NH3和HCl在试管口又冷凝成NH4Cl)；(3)错在试管口向上倾斜。9．某研究小组要快速制取干燥的氨气，提供的药品有：浓氨水、氯化铵固体、氢氧化钠固体、蒸馏水、碱石灰，提供的仪器如下所示(必要的塞子、玻璃导管、橡胶管、固定装置和尾气处理装置略去)。(1)需选择的药品是__________，该小组选择的药品混合后快速放氨气的原因_____________________________________________________________________，选择的仪器是________________。(2)若用下图甲装置收集NH3，如何判断烧瓶中已收集满NH3？_________________。35\n(3)图乙中胶头滴管中的水挤入烧瓶后，观察到的现象是_____________________________________________________________________。答案 (1)浓氨水、氢氧化钠固体 NaOH溶于水放热，促使氨水分解放氨气，且c(OH－)增大，使NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－平衡左移，有利于NH3放出 ①③⑥或①③⑦(2)漏斗下端边沿与水面接触时溶液颜色变为红色(3)气球逐渐变大10．有甲、乙两位同学想利用下列装置及化学试剂，对实验室制取并收集氨气的实验进行改进。化学试剂：①NH4Cl固体、②浓氨水、③固体NaOH(1)甲同学想方便快速制取少量氨气，应选择的装置是__________(填序号)，选用试剂是__________(填序号)。选用上述试剂制氨气的理由是___________________，实验过程中，制气时的实验操作是______________________________________。(2)乙同学建议，把教材中实验室制取氨气的收集装置由大试管改为集气瓶且瓶口向上收集氨气，并确保不污染环境，请你根据其设想回答：①若用排气法收集氨气，请在方框内画出其气体收集装置和尾气吸收装置，标出所用试剂(自选)名称。②若用排液集气法收集NH3，可选用的试剂是________(填序号)。A．H2OB．浓H2SO4C．CCl4D．饱和NaCl溶液答案 (1)B ②③ NaOH固体遇水放热，使氨气的溶解度降低，同时可使溶液中c(OH－)增大，促使NH＋OH－NH3·H2ONH3＋H2O平衡向右移动，从而使氨气逸出 将浓氨水逐滴滴加到NaOH固体上(2)①如图35\n②C解析 实验室快速制取氨气可以用浓氨水和生石灰或固体NaOH，可以选用装置B，氨气的密度比空气小，集气瓶口向上时进气管应较短一些，这样可以使密度较大的空气排出，为了防止氨气污染环境可以进行尾气吸收，由于氨气极易溶于水，所以需要防止倒吸。考点四 氨及其重要化合物转化关系的综合应用注意 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．(2022·重庆理综，27)某兴趣小组用下图装置探究氨的催化氧化。(1)氨催化氧化的化学方程式为________________________________________。(2)加热玻璃管2一段时间后，挤压1中打气球鼓入空气，观察到2中物质呈红热状态；停止加热后仍能保持红热，该反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。(3)为保证在装置4中观察到红棕色气体，装置3应装入______________；若取消3，在4中仅观察到大量白烟，原因是______________。(4)为实现氨催化氧化，也可用装置5替换装置________(填装置代号)；化合物X为________(只写一种)，Na2O2的作用是________。答案 (1)4NH3＋5O24NO＋6H2O(2)放热 (3)浓H2SO4 生成的NO与O2反应生成NO2，NO2与水反应生成HNO3，NH335\n与HNO3反应生成了NH4NO3(4)1 NH4Cl 与HCl反应生成氧气(答案合理均可)解析 (2)由停止加热后仍能保持红热，知该反应为放热反应。(3)保证在装置4中观察到红棕色气体，装置3应把产物中的水蒸气、氨气除去，所以3中应装浓H2SO4，若没有3，生成的NO与O2在4中反应生成NO2，NO2与水反应生成HNO3，HNO3与NH3反应生成NH4NO3白色固体小颗粒——白烟，不会有红棕色气体生成。由5的特点可知5为气体制取装置；用5代替1，若X为NH4Cl，在加热时NH4ClNH3↑＋HCl↑，4HCl＋2Na2O2===4NaCl＋O2＋2H2O，既可以提供NH3，又可以制得O2。2．A、B、C、D是短周期元素形成的四种气体单质。E、F均为气体，且F为红棕色。有关的转化关系如下图所示(反应条件均已略去)。请回答下列问题：(1)D的化学式为__________。(2)反应③的离子方程式为_____________________________________________。(3)Y和E在一定条件下可反应生成B和Z，这是一个具有实际意义的反应，可消除E对环境的污染，该反应的化学方程式为_________________________________。(4)0.1mol·L－1的X溶液和0.1mol·L－1的Y溶液等体积混合，溶液呈________性(填“酸”、“碱”或“中”)，原因是_______________________________________________________________________________________________________________(用离子方程式说明)。答案 (1)H2 (2)3NO2＋H2O===2H＋＋2NO＋NO (3)4NH3＋6NO===5N2＋6H2O (4)酸 NH＋H2ONH3·H2O＋H＋解析 (1)本框图突破口之一是“白烟”，是挥发性酸和氨气相遇后的产物，由此可推知D是H2，突破口之二是“红棕色气体”，F应为NO2，反推可知E为NO，C为O2，Z为H2O，Y为NH3，X为HCl，G为HNO3。(3)中涉及反应的名称为氨催化氧化反应，其原理是氧化还原反应中的归中反应。(4)两者恰好完全反应时生成NH4Cl，铵根离子水解而使溶液显酸性。35\n(1)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、能使红色石蕊试纸变为蓝色等特殊现象为突破口。(2)含氮物质的化合价变化及规律①氮元素间的歧化和归中歧化——同一元素的化合价在同一反应中既升高又降低。归中——同一元素高价态和低价态生成中间价态。歧化：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO归中：6NO＋4NH3===5N2＋6H2O②含氮物质的连续氧化NH3NONO2HNO3N2NONO2HNO3题组二 “一图多变”综合考查非金属元素3．已知A、B、C、D是中学化学的常见物质，且A、B、C均含有同一种元素。在一定条件下它们之间的相互转化关系如图所示(部分反应中的H2O已略去)。请回答下列问题：(1)若A可用于自来水消毒，D是生产、生活中用量最大、用途最广的金属单质，加热蒸干B的溶液不能得到B，则B的化学式可能是__________；工业上制取A的离子方程式为____________________________________________________________________。(2)若A是一种碱性气体，常用作制冷剂，B是汽车尾气之一，遇空气会变色，则反应①的化学方程式为____________________________________________________。(3)若D是氯碱工业的主要产品之一，B有两性，则反应②的离子方程式是______________________________________________________________________。(4)若A、C、D都是常见气体，C是导致酸雨的主要气体，则反应③的化学方程式为__________________________________________________________________。某同学将搜集到的一定量的酸雨保存在密闭容器中，每隔一定时间测酸雨的pH，发现在起始一段时间内，酸雨的pH呈减小趋势，用离子方程式解释原因：_____________________________________________________________________。35\n答案 (1)FeCl3 2Cl－＋2H2O2OH－＋Cl2↑＋H2↑(2)4NH3＋5O24NO＋6H2O(3)Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O(4)2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O2H2SO3＋O2===4H＋＋2SO解析 (1)氯气常用于自来水消毒，则A为Cl2；铁是使用最广泛的金属单质，D是铁，则B为FeCl3、C是FeCl2。(2)碱性气体为NH3，汽车尾气中遇空气变色的气体是NO。(3)常见的两性物质是Al2O3和Al(OH)3，D、C分别为NaOH和NaAlO2，故B为Al(OH)3。(4)导致酸雨的主要气体是SO2，A与SO2均含有硫元素，且二者反应生成硫单质，故A为H2S。酸雨的主要成分是H2SO3，在放置过程中被氧化为H2SO4，酸性增强。同一个转化关系图，角度不同可以得到四类不同的转化。故在复习时对各种元素及其化合物的关系图中相似的转化关系，应加强联系，并关注其中某些物质的特征差异，以便明确具体物质。具有特殊颜色的气体：黄绿色气体是Cl2，红棕色气体为NO2；具有特殊性质的气体：氨气是中学阶段需掌握的唯一碱性气体，具有特殊气味的气体：有臭鸡蛋气味的气体是H2S。1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”(1)用浓HNO3与Cu反应制备NO2(√)(2022·广东理综，9C)(2)工业上利用合成氨实现人工固氮涉及氧化还原反应(√)(2022·广东理综，10C)解析 其原理为N2＋3H22NH3。(3)实验室用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3涉及氧化还原反应(×)(2022·广东理综，10D)解析 原理为2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O，非氧化还原反应。(4)向装有Fe(NO3)2溶液的试管中加入稀H2SO435\n，在管口观察到红棕色气体，是因为HNO3分解生成了NO2(×)(2022·四川理综，11A)解析 其原理为3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O,2NO＋O2===2NO2。(5)用玻璃棒蘸取浓氨水点到红色石蕊试纸上，试纸变蓝色，是因为浓氨水呈碱性(√)(2022·安徽理综，10D)(6)可用氨水除去试管内壁上的银镜(×)(2022·海南，4A)解析 浓氨水不和Ag反应，应用稀硝酸。(7)过量的铜与浓硝酸反应有一氧化氮生成(√)(2022·重庆理综，7C)(8)白磷在空气中加热到一定温度能转化为红磷(×)(2022·重庆理综，7D)解析 需隔绝空气加强热。(9)将分别充满HCl、NH3的烧瓶倒置于水中后液面均迅速上升，说明二者均易溶于水(√)(2022·山东理综，12D)2．(2022·福建理综，11)下列物质与水作用形成的溶液能与NH4Cl反应生成NH3的是( )A．二氧化氮B．钠C．硫酸镁D．二氧化硅答案 B解析 二氧化硅不溶于水；二氧化氮溶于水形成硝酸溶液，硫酸镁溶于水形成硫酸镁溶液，这两者都不能与NH4Cl反应；钠溶于水形成的NaOH溶液能与NH4Cl发生复分解反应生成NH3。3．(2022·上海，16)实验室制取少量干燥的氨气涉及下列装置，其中正确的是( )35\nA．①是氨气发生装置B．③是氨气发生装置C．②是氨气吸收装置D．④是氨气收集、检验装置答案 B解析 装置①中NH4Cl受热易分解生成NH3和HCl，但在试管口附近两者又能结合生成NH4Cl，选项A错误；装置②中的漏斗放置过低，不能防止倒吸，选项C错误；装置④中的试管口应放一团干燥的棉花，选项D错误。4．(2022·上海，11)工业上将氨气和空气的混合气体通过铂铑合金网发生氨氧化反应，若有标准状况下VL氨气完全反应，并转移n个电子，则阿伏加德罗常数(NA)可表示为( )A.B.C.D.答案 D解析 氨催化氧化的反应为4NH3＋5O24NO＋6H2O，标准状况下VL氨气完全反应转移的电子数为×5×NA＝n，则NA＝。5．[2022·海南，13(1)(2)]氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用，回答下列问题：(1)氮元素原子的L层电子数为________；(2)NH3与NaClO反应可得到肼(N2H4)，该反应的化学方程式为_________________。答案 (1)5(2)2NH3＋NaClO===N2H4＋NaCl＋H2O解析 (1)氮原子的结构示意图为，其中L层电子数为5。(2)该反应为氧化还原反应，根据反应中化合价升降总数相等，可写出该反应的化学方程式为2NH3＋NaClO===N2H4＋NaCl＋H2O。6．(2022·重庆理综，27)固态化合物A由两种短周期元素组成，可与水发生复分解反应。甲组同学用下图装置(夹持装置略)对其进行探究实验。(1)仪器B的名称是________。35\n(2)实验中，Ⅱ中的试纸变蓝，Ⅳ中黑色粉末逐渐变为红色并有M生成，则Ⅲ中的试剂为________；Ⅳ中发生反应的化学方程式为________；V中的试剂为________。(3)乙组同学进行同样实验，但装置连接顺序为Ⅰ－Ⅲ－Ⅳ－Ⅱ－Ⅴ－Ⅵ，此时Ⅱ中现象为________，原因是________。(4)经上述反应，2.5g化合物A理论上可得0.56L(标准状况)M；则A的化学式为________。答案 (1)分液漏斗(2)碱石灰 3CuO＋2NH33Cu＋N2＋3H2O浓H2SO4(3)红色石蕊试纸变蓝 CuO与氨气反应生成的水和未反应的氨气生成氨水，使红色石蕊试纸变蓝(4)Mg3N2解析 (1)仪器B是分液漏斗。(2)使红色石蕊试纸变蓝色的气体在中学中所学过的只有NH3，因此化合物A中一定含有N元素，由于干燥后的NH3在加热情况下可以与CuO反应，因此Ⅲ中干燥管内干燥剂为碱石灰，Ⅳ中反应的化学方程式为3CuO＋2NH3△,3Cu＋N2＋3H2O；Ⅴ中的试剂为浓H2SO4，用来干燥和洗气。(3)乙组同学将装置Ⅳ放在装置Ⅱ之前，由于CuO与NH3反应产生H2O，H2O与未反应的NH3反应生成NH3·H2O使红色石蕊试纸变蓝色。(4)设该化合物的化学式为X3Ny，X的相对原子质量为x，则：X3Ny ～ N211∶＝∶讨论：y只能取正整数，若y＝1，x＝12，无解。若y＝2，x＝24，符合，则化合物A为Mg3N2。7．(2022·安徽理综，28)地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环境问题。文献报道某课题组模拟地下水脱氮过程，利用Fe粉和KNO3溶液反应，探究脱氮原理及相关因素对脱氮速率的影响。(1)实验前：①先用0.1mol·L－1H2SO4洗涤Fe粉，其目的是________，然后用蒸馏水洗涤至中性；②将KNO3溶液的pH调至2.5；③为防止空气中的O235\n对脱氮的影响，应向KNO3溶液中通入________(写化学式)。(2)右图表示足量Fe粉还原上述KNO3溶液过程中，测出的溶液中相关离子浓度、pH随时间的变化关系(部分副反应产物曲线略去)。请根据图中信息写出t1时刻前该反应的离子方程式：________________。t1时刻后，该反应仍在进行，溶液中NH的浓度在增大，Fe2＋的浓度却没有增大，可能的原因是________________。(3)该课题组对影响脱氮速率的因素提出了如下假设，请你完成假设二和假设三：假设一：溶液的pH；假设二：____________________________________________________________；假设三：____________________________________________________________；……(4)请你设计实验验证上述假设一，写出实验步骤及结论。(已知：溶液中的NO浓度可用离子色谱仪测定)实验步骤及结论：答案 (1)去除铁粉表面的氧化物等杂质 N2(2)4Fe＋NO＋10H＋===4Fe2＋＋NH＋3H2O 生成的Fe2＋水解(或与溶液中的OH－结合)(3)温度 铁粉颗粒大小(4)实验步骤及结论：①分别取等体积、等浓度的KNO3溶液于不同的试管中；②调节溶液呈酸性且pH各不相同，并通入N2；③分别向上述溶液中加入足量等质量的同种铁粉；④用离子色谱仪测定相同反应时间时各溶液中NO的浓度。若pH不同的KNO3溶液中，测出的NO浓度不同，表明pH对脱氮速率有影响，否则无影响。(本题属于开放性试题，答案合理即可)解析 (1)①用稀H2SO4洗涤Fe粉的目的是去除Fe粉表面的氧化物等杂质，③中为防止空气中的O2对脱氮的影响，向KNO3溶液中通入N2。(2)由图中各离子浓度的变化得t时刻前反应的离子方程式为4Fe＋10H＋＋NO===4Fe2＋＋NH＋3H2O。t1时刻后反应仍在进行，继续有Fe2＋35\n生成，但从图像上看Fe2＋的浓度却在减小，原因是Fe2＋发生了水解，使Fe2＋浓度降低。(3)从外界条件对反应速率的影响因素来看，温度和铁粉的表面积都会对脱氮的速率产生影响。35\n1．每年春季是疾病、流行性传染病多发的季节。几年前的SARS至今让人心悸。最新的研究表明：一氧化氮吸入治疗法可快速改善SARS重症患者的缺氧状况，缓解病情。病毒学研究证实，一氧化氮对SARS病毒有直接抑制作用。下列关于一氧化氮的叙述不正确的是( )A．一氧化氮是一种无色的气体B．常温常压下，一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合C．含等质量氧元素的一氧化氮与一氧化碳的物质的量相等D．一氧化氮不溶于水，能用排水法收集答案 B解析 A项中NO是无色气体；B项中NO极易与空气中O2化合；C项中，假设含16g氧元素，那么NO为1mol，CO也为1mol，C项正确；D项中符合NO的溶解性及收集方法，NO能用排水法而不能用排气法收集。2．有关氨的说法不正确的是( )A．NH3是4核10电子分子，具有还原性B．NH3极易溶于水，可做喷泉实验，氨气易液化，液氨可用作制冷剂C．氨气是非电解质，NH3·H2O是电解质D．蘸有浓盐酸的玻璃棒遇氨气产生的白烟为小冰晶答案 D3．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解析 发生的反应有①3NO2＋H2O===2HNO3＋NO②HNO3＋NaHCO3===CO2↑＋H2O＋NaNO3③2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2④2NO＋O2===2NO2。可假设开始有3molNO2，那么最后收集到1molNO2和0.5molO2。4．用浓氯化铵溶液处理过的舞台幕布不易着火。其原因是( )①幕布的着火点升高 ②幕布的质量增加 ③氯化铵分解吸收热量，降低了温度 ④氯化铵分解产生的气体隔绝了空气35\nA．①②B．③④C．①③D．②④答案 B解析 氯化铵分解吸收热量，能降低火焰温度，并且分解产生的氯化氢和氨气能隔绝空气，破坏了可燃物的燃烧条件，故能使幕布不宜着火。5.如图所示，向一定量的铁粉中加入一定体积12mol·L－1的硝酸，加热充分反应后，下列微粒在体系中一定大量存在的是( )①NO ②Fe3＋ ③H＋ ④NO⑤NO2A．①B．①⑤C．②④⑤D．①②③⑤答案 B解析 本题对Fe与浓HNO3的反应由于相对量不同而得到不同产物的知识进行了考查。Fe与浓HNO3反应可能生成Fe(NO3)2(Fe过量)或Fe(NO3)3(Fe不足)和NO2。故一定存在NO和NO2。6．氮的多样性主要体现在含氮化合物及其性质的多样性上，下列说法正确的是( )A．Fe2＋、Mg2＋、Cl－、NO能大量共存于pH＝0的溶液中B．1L浓度为1mol·L－1的NH4Cl溶液中含有NA个NHC．除去Cu粉中混有的CuO，向混合物中滴加适量稀硝酸D．不论是浓硝酸还是稀硝酸，与铜反应均体现出硝酸的酸性和强氧化性答案 D7．下列说法正确的是( )A．向装有Fe(NO3)2溶液的试管中加入稀H2SO4，在管口观察到红棕色气体，结论：HNO3分解成了NO2B．实验室检验氨气的方法是将湿润的蓝色石蕊试纸靠近瓶口或管口，观察试纸是否呈红色C．灼热的铂丝与NH3、O2混合气接触，铂丝继续保持红热，说明氨的氧化反应是放热反应D．浓硝酸有强氧化性，常温下能与Fe发生剧烈反应答案 C解析 A选项，HNO3与Fe2＋反应生成NO，NO与空气接触生成NO2，错误；B选项，应该用湿润的红色石蕊试纸检验NH3，错误；D选项，常温下Fe遇浓硝酸发生钝化。8．硝酸铜是制备Cu—Zn—Al系催化剂的重要原料，制取硝酸铜现有三种设计方案可供选用：①Cu与稀硝酸反应制取：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O②Cu与浓硝酸反应制取：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O35\n③通氧气于铜屑与稀硝酸的体系中制取：2Cu＋4HNO3＋O2===2Cu(NO3)2＋2H2O下列说法正确的是( )A．制取相同量的硝酸铜需硝酸的量③最多B．制取相同量的硝酸铜①产生的有毒气体比②多C．三种方案中硝酸的利用率③>①>②D．三种方案的反应都可以在铁制容器中进行答案 C解析 制取相同量的硝酸铜需硝酸的量：②>①>③，所以A错误，C正确。9.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 关键看图，铁粉既能与硝酸反应也能与硫酸反应，从题干图看出(注意只是第二份100mL)OA段产生的是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反应完了，第二份中NO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浓度为＝2.5mol·L－1，NO物质的量为0.2mol。所以选A。10．甲、乙、丙均为中学化学常见的气体单质，A、B、C为常见的化合物，已知：①A和B都极易溶于水，用两根玻璃棒分别蘸取A和B的浓溶液后，相互靠近会看到白烟。②各物质之间存在如图所示的转化关系→CC溶液请回答下列问题：(1)C溶液显________性(填“酸”、“碱”或“中”)，理由是___________________________________________________________________(用离子方程式表示)。35\n(2)乙和甲反应生成A的化学方程式为_________________________________。C和氢氧化钠溶液反应生成A的离子方程式为____________________________。(3)丙气体通入1L氢氧化钠溶液中恰好完全反应，此时电子转移为2mol，则氢氧化钠溶液的物质的量浓度为_____________________________________________。(4)常温下，向含白色沉淀M的浊液中加入氯化钠固体，M的溶解度将________(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，Ksp(M)将________。答案 (1)酸 NH＋H2ONH3·H2O＋H＋(2)N2＋3H22NH3 NH＋OH－NH3↑＋H2O(3)4mol·L－1(4)减小 不变11．某试剂厂用银(含杂质铜)和硝酸(含杂质Fe3＋)反应制取硝酸银。其步骤如下：依据上述步骤，回答下列问题：(1)溶解银的硝酸应该用________硝酸(填“浓”或“稀”)，原因是________(填序号，下同)。a．减少过程中产生NOx的量b．减少原料银的消耗量c．节省硝酸物质的量(2)步骤B加热保温的作用是________。a．有利于加快反应速率b．有利于未反应的硝酸挥发c．有利于硝酸充分反应，降低溶液中的c(H＋)(3)步骤C中是为了除去Fe3＋、Cu2＋等杂质，冲稀静置时发生化学反应的类型是________。a．置换反应b．水解反应c．氧化还原反应产生沉淀物的化学式是__________。答案 (1)稀 ac (2)ac (3)b Fe(OH)3、Cu(OH)2解析 (1)根据反应方程式：Ag＋2HNO3(浓)===AgNO3＋NO2↑＋H235\nO,3Ag＋4HNO3(稀)===3AgNO3＋NO↑＋2H2O可知：每生成1molAgNO3，消耗浓HNO32mol，产生1molNO2；而只需稀HNO34/3mol，放出NO1/3mol。故用稀硝酸比用浓硝酸好。(2)根据温度对反应速率的影响，加热保温是使反应加快，促使HNO3与Ag反应，而不希望HNO3挥发损失。(3)根据盐的水解原理，溶液浓度变小，促进水解，使Fe3＋、Cu2＋生成难溶的Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀而除去。12．下图中A～J分别代表相关反应的一种物质。已知A分解得到等物质的量的B、C、D，图中有部分生成物未标出。请填写以下空白：(1)A的化学式________。(2)写出反应①②的化学方程式：①_________________________________________________________________，②___________________________________________________________________。(3)写出反应③的离子方程式：_________________________________________。(4)J与F反应的化学方程式：__________________________________________。(5)在反应④中，当生成标况下2.24LG时，转移电子数为__________mol。答案 (1)NH4HCO3 (2)①2Mg＋CO22MgO＋C②4NH3＋5O24NO＋6H2O(3)NH＋HCO＋2OH－NH3↑＋CO＋2H2O(4)C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O(5)0.2解析 A分解得到等物质的量的B、C、D，A可能为NaHCO3或NH4HCO3，B与Mg反应，B应为CO2，C与Na2O2反应生成G，C可能为H2O，D与G在催化剂存在的条件下反应，D应为NH3，则H为NO，I为NO2，J为HNO3，HNO3与F反应又生成B(CO2)、C(H2O)、I(NO2)，则F为C(碳)。35\n13．某化学课外活动小组在实验室设计了如图所示的实验装置，进行“氨的催化氧化”实验。(1)A处是气体发生装置，A中所用的试剂只能从下列物质中选取：①硝酸铵；②碳酸铵；③碳酸氢铵；④氯化铵；⑤熟石灰；⑥氢氧化钠。若A中制取气体时只用了一种药品，则该药品可以是__________(填选项编号)，在只用一种药品制取氨气时，图中空白处所需仪器应为____________(选填下列仪器编号，固定装置省略)。(2)该装置补充完整后，仍然存在一定的缺陷，试从安全与环保的角度来考虑，对该装置进行改进：①__________________________________________________________________；②___________________________________________________________________。(3)按照改进后的装置进行实验，请完成以下问题：①装置B的作用是__________________________________________________；②写出C中发生反应的化学方程式：__________________________________；③若A、B处试剂足量，则装置D中可以观察到的实验现象有_____________________________________________________________________。答案 (1)②或③ e、f、g、h(2)①在装置C与D之间增加一个防倒吸装置②在D后增加一个尾气吸收装置(3)①吸收CO2和水蒸气，并生成O2②4NH3＋5O24NO＋6H2O③铜片逐渐减少直至溶解，溶液变蓝色，生成无色气体并在广口瓶上方变成红棕色解析 解答本题要注意以下两点：(1)题目对制取氨气的药品有限制条件。(2)根据实验的药品特点选择仪器和分析装置的作用及实验现象。35\n14．为了证明铜与稀硝酸反应产生一氧化氮，某校学生实验小组设计了一个实验，其装置如下图所示(加热装置和固定装置均已略去)，B为一个用金属丝固定的干燥管，内装块状碳酸钙固体；E为一个空的蒸馏烧瓶；F是用于鼓入空气的双连打气球。(1)实验时，先将B装置下移，使碳酸钙与稀硝酸接触产生气体，当C处产生白色沉淀时，立刻将B装置上提，使之与稀硝酸分离。该组学生设计此步操作的目的为________________________________。(2)将A中铜丝放入稀硝酸中，给装置A微微加热，在装置A中产生无色气体，其反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________。(3)装置E中开始时出现浅红棕色气体，用F向E中鼓入空气后，可观察到烧瓶E内气体颜色加深，产生上述现象的原因是__________________________________。(4)一段时间后，C中白色沉淀溶解，其原因是____________________________________________________________________________________________________。(5)装置D的作用是____________________________。答案 (1)产生二氧化碳，排出装置中的空气(2)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(3)二氧化碳密度大于空气，未能排尽烧瓶中的空气，少量NO与空气中的氧气反应生成少量的红棕色的NO2；鼓入空气后，NO与氧气反应，生成大量的红棕色气体二氧化氮(4)二氧化氮与水反应生成硝酸，硝酸使白色沉淀碳酸钙溶解(5)吸收尾气，防止污染大气解析 要验证铜与稀硝酸反应生成一氧化氮，则应将装置中的O2排出。当B中的CaCO3与稀硝酸接触时，生成CO2气体。CO2气体可将A中空气排尽，但由于CO2的密度大于空气的密度，因此E中采用向下排空气法是不能将空气排尽的。由于E中有残留的少量O2，因此当有NO生成时，E中有少量的NO2生成，从F鼓入空气时，E中生成的NO2增加，红棕色加深。随着反应的不断进行，E中生成的NO2会被排入C，在C中与水反应生成硝酸，将原来生成的CaCO3沉淀溶解。D装置用来吸收尾气，防止污染环境。35
