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2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)專題5非金屬及其化合物第四單元生產(chǎn)生活中的含氮化合物(加試)學(xué)案蘇教版 [考試標(biāo)準(zhǔn)] 知識(shí)條目 必考要求 加試要求 1.氮氧化物的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)化及其性質(zhì) a 2.氮及其化合物的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系 c 3.氨的性質(zhì)與用途 b 4.工業(yè)合成氨 b 5.銨鹽的性質(zhì)與用途 b 6.硝酸的性質(zhì)與用途 b 7.工業(yè)制取硝酸的設(shè)備和流程 b 8.氮肥的性質(zhì)與科學(xué)使用 a 考點(diǎn)一　氮?dú)饧捌涞趸? 1．氮?dú)? 寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式： ①3Mg＋N2Mg3N2； ②N2＋3H22NH3； ③N2＋O22NO。 2．氮氧化物 氮有多種價(jià)態(tài)的氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。 完成下表中NO和NO2的比較： NO NO2 物理性質(zhì) 顏色 無色 紅棕色 毒性 有毒 有毒 溶解性 不溶 能溶 化學(xué)性質(zhì) 與O2反應(yīng) 2NO＋O2===2NO2 與H2O反應(yīng) 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 與人體、 環(huán)境的關(guān)系 ①與血紅蛋白結(jié)合使人中毒 ②轉(zhuǎn)化成NO2形成酸雨、光化學(xué)煙霧 形成酸雨、光化學(xué)煙霧 題組一　氮?dú)饧暗趸锏男再|(zhì) 1．下列關(guān)于氮?dú)庑再|(zhì)的說法中錯(cuò)誤的是(　　) A．氮在自然界中既以游離態(tài)存在又以化合態(tài)存在 B．通常情況下，氮?dú)庑再|(zhì)很不活潑 C．可在氧氣中燃燒生成一氧化氮 D．大氣、陸地和水體中的氮元素在不停地進(jìn)行著氮的循環(huán) 答案　C 解析　通常情況下氮?dú)獾男再|(zhì)很不活潑，在放電或高溫條件下，能跟氧氣反應(yīng)。 2．下列關(guān)于氮?dú)獾恼f法中錯(cuò)誤的是(　　) A．通常情況下N2性質(zhì)很穩(wěn)定，所以N2可以在電焊時(shí)作保護(hù)氣 B．N2＋O22NO，該反應(yīng)是汽車尾氣造成污染的主要因素之一 C．N2在空氣中約占質(zhì)量比的 D．在反應(yīng)3Mg＋N2Mg3N2中N2作氧化劑 答案　C 解析　N2很穩(wěn)定，常用作保護(hù)氣，但在高溫下N2與O2產(chǎn)生的NO易被氧化為NO2，故汽車尾氣會(huì)造成環(huán)境污染，N2在空氣中的體積含量約為4/5，N2與金屬、H2反應(yīng)時(shí)作氧化劑。 3．下列氧化物中，不屬于酸性氧化物的是(　　) A．CO2 B．NO2 C．SiO2 D．SO2 答案　B 4．下列關(guān)于NO的說法正確的是(　　) A．NO是酸性氧化物 B．NO只能通過人工合成 C．NO是大氣污染物，會(huì)形成酸雨 D．NO可以用向上排空氣法收集 答案　C 5．對于3NO2＋H2O===2HNO3＋NO反應(yīng)的下列說法正確的是(　　) A．氧化劑與還原劑的質(zhì)量比為1∶2 B．氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶2 C．NO2是氧化劑，H2O是還原劑 D．在反應(yīng)中若有6 mol NO2參與反應(yīng)時(shí)，有3 mol 電子發(fā)生轉(zhuǎn)移 答案　A 題組二　NO、NO2對環(huán)境的污染和治理 6．汽車排放的尾氣中含有NO2，NO2是城市大氣污染的主要污染物之一。在日光照射下，NO2發(fā)生一系列光化學(xué)煙霧的循環(huán)反應(yīng)，從而不斷產(chǎn)生O3，加重空氣污染。反應(yīng)過程為①2NO2―→2NO＋2O，②2NO＋O2―→2NO2，③O＋O2―→O3。下列對該反應(yīng)過程及生成物敘述正確的是(　　) A．NO2起催化劑作用 B．NO起催化劑作用 C．NO2只起氧化劑作用 D．O3與O2為同分異構(gòu)體 答案　A 解析　反應(yīng)過程①＋②得O2―→2O，③O＋O2―→O3，NO2起催化劑作用，反應(yīng)過程中NO2作氧化劑，A項(xiàng)正確，B、C項(xiàng)錯(cuò)誤；O3與O2不是同分異構(gòu)體，屬同素異形體，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 7．汽車尾氣主要含有CO2、CO、SO2、NOx等物質(zhì)，這種尾氣逐漸成為城市空氣污染的主要來源之一。 (1)汽車尾氣中的CO來自于______________________，NO來自于______________________。汽車尾氣對環(huán)境的危害主要有______________________(至少填兩種)。 (2)NOx能形成酸雨，寫出NO2轉(zhuǎn)化為HNO3的化學(xué)方程式：____________________________。 (3)汽車尾氣中的CO、NOx在適宜溫度下采用催化轉(zhuǎn)化法處理，使它們相互反應(yīng)生成參與大氣循環(huán)的無毒氣體。寫出NO被CO還原的化學(xué)方程式：____________________________ _______________________________________________。 答案　(1)汽油的不完全燃燒　N2與O2在汽車汽缸內(nèi)的高溫環(huán)境下的反應(yīng)　形成硝酸型酸雨、導(dǎo)致光化學(xué)煙霧、產(chǎn)生溫室效應(yīng)(任填兩種即可) (2)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO (3)2CO＋2NON2＋2CO2 解析　(1)汽車汽缸內(nèi)不斷進(jìn)行著汽油的燃燒反應(yīng)，當(dāng)空氣不足時(shí)，汽油不完全燃燒，會(huì)產(chǎn)生CO；當(dāng)空氣過量時(shí)，N2和O2在放電或高溫條件下反應(yīng)生成NO。汽車尾氣對環(huán)境的危害很大，可以形成硝酸型酸雨，導(dǎo)致光化學(xué)煙霧，產(chǎn)生溫室效應(yīng)。(3)CO、NOx反應(yīng)后生成的無毒氣體為CO2和N2。 氮氧化物對環(huán)境的污染及防治 1．常見的污染類型 (1)光化學(xué)煙霧：NOx在紫外線作用下，與碳?xì)浠衔锇l(fā)生一系列光化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生的一種有毒的煙霧。 (2)酸雨：NOx排入大氣中后，與水反應(yīng)生成HNO3和HNO2，隨雨雪降到地面。 (3)破壞臭氧層：NO2可使平流層中的臭氧減少，導(dǎo)致地面紫外線輻射量增加。 2．常見的NOx尾氣處理方法 (1)堿液吸收法 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O NO2、NO的混合氣體能被足量燒堿溶液完全吸收的條件是：n(NO2)≥n(NO)。一般適合工業(yè)尾氣中NOx的處理。 (2)催化轉(zhuǎn)化法 在催化劑、加熱條件下，氨可將氮氧化物轉(zhuǎn)化為無毒氣體(N2)或NOx與CO在一定溫度下催化轉(zhuǎn)化為無毒氣體(N2和CO2)。一般適用于汽車尾氣的處理。 考點(diǎn)二　氨氣和銨鹽 1．氨的分子結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì) 電子式 密度 氣味 水溶性 比空氣小 強(qiáng)烈刺激性氣味 極易溶于水 (1∶700) 2.氨的化學(xué)性質(zhì) (1)氨氣與水的反應(yīng) NH3＋H2ONH3H2ONH＋OH－，氨氣溶于水得氨水，氨水中含有的粒子有NH3H2O、NH3、H2O、NH、OH－、H＋。氨水為可溶性一元弱堿，易揮發(fā)，不穩(wěn)定，易分解：NH3H2ONH3↑＋H2O。 (2)氨氣與酸的反應(yīng) 蘸有濃鹽酸的玻璃棒與蘸有濃氨水的玻璃棒靠近，其現(xiàn)象為有白煙生成，將濃鹽酸改為濃硝酸，也會(huì)出現(xiàn)相同的現(xiàn)象。 化學(xué)方程式：HCl＋NH3===NH4Cl、NH3＋HNO3===NH4NO3。 (3)與鹽溶液的反應(yīng) 如過量氨水與AlCl3反應(yīng)的離子方程式： Al3＋＋3NH3H2O===Al(OH)3↓＋3NH。 (4)氨氣的還原性——氨的催化氧化 化學(xué)方程式：4NH3＋5O24NO＋6H2O。 3．氨氣的制法 (1)工業(yè)合成氨的原理 N2＋3H22NH3 (2)實(shí)驗(yàn)室制法 4．銨鹽及NH的檢驗(yàn) (1)銨鹽的物理性質(zhì) 銨鹽都是白色固體，均易溶于水。 (2)銨鹽的化學(xué)性質(zhì) (3)NH的檢驗(yàn) 未知液呈堿性濕潤的紅色石蕊試紙變藍(lán)色，則證明含NH。 題組一　氨與銨鹽的性質(zhì)及應(yīng)用 1．下列關(guān)于氨的敘述中，錯(cuò)誤的是(　　) A．氨易液化，因此可用來作制冷劑 B．氨易溶解于水，因此可用來做噴泉實(shí)驗(yàn) C．氨極易溶解于水，因此氨水比較穩(wěn)定(不容易分解) D．氨溶解于水顯弱堿性，因此可使酚酞溶液變?yōu)榧t色 答案　C 解析　氨易液化，常用作制冷劑，A項(xiàng)正確；極易溶于水的氣體(如NH3、HCl等)可用來做噴泉實(shí)驗(yàn)，B項(xiàng)正確；氨水不穩(wěn)定，受熱發(fā)生分解反應(yīng)(NH3H2ONH3↑＋H2O)，放出氨氣，C項(xiàng)錯(cuò)誤；氨水顯弱堿性，可使酚酞溶液顯紅色，D項(xiàng)正確。 2．下列說法中正確的是(　　) A．由氨制取硝酸過程中，氮元素被還原 B．氨的噴泉實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)了氨的溶解性和氧化性 C．氨氣遇到濃鹽酸、硫酸都會(huì)發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生白煙現(xiàn)象 D．氨氣可被氯氣氧化生成N2，同時(shí)還可能產(chǎn)生白煙現(xiàn)象 答案　D 解析　A項(xiàng)，NH3→HNO3，氮元素被氧化；B項(xiàng)，氨的噴泉實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)了氨氣極易溶于水的性質(zhì)，不能體現(xiàn)其氧化性；C項(xiàng)，NH3＋HCl===NH4Cl，有白煙生成，但與H2SO4反應(yīng)不會(huì)產(chǎn)生白煙；D項(xiàng)，氨氣可被氯氣氧化生成N2，氯氣被還原生成HCl，HCl與NH3化合產(chǎn)生白煙現(xiàn)象。 3．下列說法中正確的是(　　) A．所有銨鹽受熱均可以分解，產(chǎn)物均有NH3 B．硝酸銨受熱易分解爆炸，實(shí)驗(yàn)室常用加熱氯化銨與氫氧化鈣的固體混合物制備氨氣 C．在盛有硫酸亞鐵銨[(NH4)2Fe(SO4)2]溶液的試管中，滴加少量NaOH溶液，在試管口用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)，試紙變藍(lán) D．銨鹽都易溶于水，其水溶液均呈酸性 答案　B 解析　銨鹽分解不一定產(chǎn)生氨氣，如NH4NO3在400 ℃以上分解生成N2、NO2和H2O，A項(xiàng)錯(cuò)；Fe2＋比NH更易結(jié)合OH－，因而加入少量NaOH不會(huì)產(chǎn)生NH3，C項(xiàng)錯(cuò)；NH4HCO3、(NH4)2S等溶液均呈堿性，D項(xiàng)錯(cuò)。 題組二　氨氣及銨鹽的性質(zhì)實(shí)驗(yàn) 4．某同學(xué)探究氨氣和銨鹽的性質(zhì)，對相關(guān)實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象描述正確的是(　　) A．室溫下測定等濃度氨水和NaOH溶液的pH，比較氨水和NaOH堿性強(qiáng)弱 B．向試管中滴加稀NaOH溶液，將濕潤紅色石蕊試紙置于試管口，若試紙不變藍(lán)，則原溶液中無NH C．液氨作為清潔能源的反應(yīng)原理是4NH3＋5O24NO＋6H2O D．加熱可除去NH4Cl中的少量NaHCO3 答案　A 解析　NH3H2O是弱電解質(zhì)，NaOH是強(qiáng)電解質(zhì)，前者部分電離，后者完全電離，故通過室溫下測定等濃度氨水和NaOH溶液的pH，可比較氨水和NaOH堿性強(qiáng)弱，A正確；B項(xiàng)，NH3極易溶于水，稀溶液中不加熱NH3不能逸出，無法確定是否含NH；C項(xiàng)，產(chǎn)生的NO是大氣污染物，不能作清潔能源；NH4Cl受熱也會(huì)分解，故不可采用加熱法除雜，D錯(cuò)誤。 5．噴泉是一種常見的自然現(xiàn)象，其產(chǎn)生的原因是存在壓強(qiáng)差。 (1)實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的化學(xué)方程式___________________________________________ ________________________________________________________________________。 ①用圖1裝置進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)，上部燒瓶已充滿干燥氨氣，引發(fā)水上噴的操作是________________________________________________________________________。 該實(shí)驗(yàn)的原理是_________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②如果只提供圖2的裝置，請說明引發(fā)噴泉的方法：_________________________________。 (2)利用圖3裝置，在錐形瓶中分別加入足量的下列物質(zhì)，反應(yīng)后可能產(chǎn)生噴泉的是________(填字母)。 A．Cu與稀鹽酸 B．NaHCO3溶液與NaOH溶液 C．CaCO3與稀硫酸 D．NH4HCO3與稀鹽酸 (3)從產(chǎn)生噴泉的原理分析，圖1、2是____________上部燒瓶內(nèi)的壓強(qiáng)。圖3是______________下部錐形瓶內(nèi)氣體的壓強(qiáng)(均填“增大”或“減小”)。人造噴泉及火山爆發(fā)的原理與上述裝置圖________________原理相似。 答案　(1)2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O?、俅蜷_止水夾，擠壓膠頭滴管　NH3溶于少量水中，使圓底燒瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小，燒杯內(nèi)的水進(jìn)入圓底燒瓶，形成噴泉?、诖蜷_止水夾，用熱毛巾捂住圓底燒瓶至有氣泡從水中冒出，移去熱毛巾 (2)D (3)減小　增大　3 解析　(1)圖1引發(fā)噴泉，只需打開止水夾，擠壓膠頭滴管即可；圖2則需先打開止水夾，再用熱毛巾捂住圓底燒瓶，發(fā)現(xiàn)有氣泡冒出后，移去熱毛巾即可。 (2)能在錐形瓶內(nèi)反應(yīng)產(chǎn)生氣體，壓強(qiáng)大于圓底燒瓶內(nèi)壓強(qiáng)方可，故應(yīng)選NH4HCO3和稀鹽酸，其他要么不反應(yīng)，要么反應(yīng)不生成氣體或產(chǎn)生氣體很少。 (3)圖1、2是上部壓強(qiáng)減小導(dǎo)致噴泉，圖3是下部壓強(qiáng)增大導(dǎo)致噴泉；人造噴泉及火山爆發(fā)均與圖3原理相似。 題組三　氨氣的實(shí)驗(yàn)室制法 6．某學(xué)習(xí)興趣小組探究氨氣的制取實(shí)驗(yàn)： (1)甲同學(xué)擬用下列實(shí)驗(yàn)方法制備氨氣，其中合理的是________(填字母)。 A．將氯化銨固體加熱分解收集產(chǎn)生的氣體 B．將濃氨水滴入氫氧化鈉固體中，收集產(chǎn)生的氣體 C．將碳酸氫銨加熱分解產(chǎn)生的氣體用堿石灰干燥 D．將氯化銨稀溶液滴入氫氧化鈉固體中，收集產(chǎn)生的氣體 (2)根據(jù)上述正確的原理，該同學(xué)欲用下列常見的實(shí)驗(yàn)室制氣裝置制取氨氣，適宜的裝置是________。 (3)氣體的性質(zhì)是氣體收集方法選擇的主要依據(jù)。下列性質(zhì)與收集方法無關(guān)的是____________(填序號(hào))。 ①密度?、陬伾、廴芙庑浴、軣岱€(wěn)定性　⑤與氧氣反應(yīng) (4)下圖是甲同學(xué)設(shè)計(jì)收集氨氣的幾種裝置，其中可行的是________，集氣的原理是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)BC　(2)CD　(3)②④　(4)d　利用氨氣密度小于空氣，采用短管進(jìn)氨氣，長管出空氣，即可收集氨氣 解析　(1)加熱氯化銨產(chǎn)生氯化氫和氨氣，遇冷又轉(zhuǎn)化為氯化銨固體，不能制取氨氣；用濃氨水與氫氧化鈉固體混合制氨氣時(shí)，將氨水滴入氫氧化鈉固體中更方便操作，而且節(jié)約氨水的用量。(2)將濃氨水滴入氫氧化鈉固體制氨氣用C裝置，將碳酸氫銨加熱分解，產(chǎn)生的氣體用堿石灰干燥制氨氣選用D裝置。(3)收集氣體可采用排空氣法(密度、氣體不能被氧氣氧化等)，也可采用排水法(不易溶于水)，與其他性質(zhì)無關(guān)。(4)氨氣極易溶于水，故采用向下排空氣法收集。 1．噴泉實(shí)驗(yàn)的原理 中學(xué)教材中噴泉實(shí)驗(yàn)裝置如右圖所示。實(shí)驗(yàn)操作是打開橡皮管上的夾子，擠壓滴管的膠頭，則燒杯中的水由玻璃管進(jìn)入燒瓶，形成噴泉。 (1)噴泉實(shí)驗(yàn)的原理 因?yàn)闊績?nèi)氣體易溶于水或易與水反應(yīng)，使瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小，形成壓強(qiáng)差，大氣壓將燒杯中的水壓入燒瓶而形成噴泉。 (2)能形成噴泉的條件 從原理上講，氣體要易溶于水或易與水反應(yīng)，以形成足夠大的壓強(qiáng)差；從實(shí)驗(yàn)條件上講，燒瓶內(nèi)氣體要充滿，氣體和儀器均要干燥，裝置的氣密性要好。 (3)中學(xué)化學(xué)中常見的能形成噴泉實(shí)驗(yàn)的氣體和吸收劑如下表： 氣體 HCl NH3 CO2、SO2、 Cl2、H2S NO2＋O2 吸收劑 水或NaOH 溶液 水或 鹽酸 濃NaOH 溶液 水 2.實(shí)驗(yàn)室制取少量NH3的兩種簡易方法 (1)加熱濃氨水 ①反應(yīng)原理：NH3H2ONH3↑＋H2O。 ②裝置：見圖甲。 (2)濃氨水中加固態(tài)堿性物質(zhì) ①反應(yīng)原理：濃氨水中存在以下平衡：NH3＋H2ONH3H2ONH＋OH－，加入固態(tài)堿性物質(zhì)(如CaO、NaOH、堿石灰等)，消耗水且使c(OH－)增大，使平衡逆向移動(dòng)，同時(shí)反應(yīng)放熱，促進(jìn)NH3H2O的分解。 ②裝置：見圖乙。 考點(diǎn)三　硝酸的性質(zhì)及工業(yè)制法 1．物理性質(zhì) 硝酸是無色易揮發(fā)的液體，有刺激性氣味。 2．化學(xué)性質(zhì) (1)不穩(wěn)定性 反應(yīng)的化學(xué)方程式：4HNO3(濃)2H2O＋4NO2↑＋O2↑。 (2)強(qiáng)氧化性 硝酸無論濃、稀都有強(qiáng)氧化性，而且濃度越大，氧化性越強(qiáng)。 按要求完成下列反應(yīng)的方程式： ①與金屬反應(yīng)： 稀硝酸與銅反應(yīng)：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O； 濃硝酸與銅反應(yīng)：Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。 ②與非金屬反應(yīng)： 濃硝酸與C的反應(yīng)：C＋4HNO3(濃)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。 ③與還原性化合物反應(yīng)： 硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋等還原性物質(zhì)。 稀硝酸與FeSO4溶液反應(yīng)的離子方程式：3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。 (3)與有機(jī)物反應(yīng) ①硝化反應(yīng)： 與C6H6反應(yīng)的化學(xué)方程式：C6H6＋HNO3C6H5NO2＋H2O。 ②顏色反應(yīng)：含有苯基的蛋白質(zhì)遇到濃硝酸時(shí)變黃色。 3．用途 硝酸是重要的化工原料，可用于制造炸藥、染料、塑料和硝酸鹽等，也是實(shí)驗(yàn)室里必備的重要試劑。 4．工業(yè)上氨氧化法生產(chǎn)硝酸的過程 (1)生產(chǎn)流程 (2)生產(chǎn)設(shè)備主要有熱交換器、轉(zhuǎn)化器和吸收塔。 (3)主要反應(yīng)的化學(xué)方程式 轉(zhuǎn)化器：4NH3＋5O24NO＋6H2O； 熱交換器：2NO＋O2===2NO2； 吸收塔：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。 題組一　硝酸的工業(yè)制法 1．在NH3、HNO3、H2SO4的工業(yè)生產(chǎn)中，具有的共同點(diǎn)是(　　) A．使用吸收塔設(shè)備 B．使用尾氣吸收裝置 C．使用H2作原料 D．使用催化劑 答案　D 2．下列關(guān)于工業(yè)制硫酸和硝酸的說法不正確的是(　　) A．工業(yè)制硝酸是將NO2溶于水，需要通入氧氣 B．工業(yè)制硫酸會(huì)產(chǎn)生SO2和SO3尾氣 C．工業(yè)制硫酸應(yīng)對SO2進(jìn)行循環(huán)利用 D．工業(yè)制硝酸和硫酸排放的尾氣是造成酸雨的主要原因 答案　D 題組二　硝酸的酸性和強(qiáng)氧化性 3．下列有關(guān)硝酸化學(xué)性質(zhì)的敘述中，正確的是(　　) A．濃、稀硝酸都能使藍(lán)色石蕊試紙最終變?yōu)榧t色 B．硝酸能與FeO反應(yīng)，只表現(xiàn)氧化性 C．硝酸可與Na2S反應(yīng)制得H2S氣體 D．濃硝酸因分解放出的NO2又溶解于硝酸而呈黃色 答案　D 解析　硝酸是一種具有強(qiáng)氧化性的強(qiáng)酸，并且濃度越大，氧化性越強(qiáng)。濃硝酸可使藍(lán)色石蕊試紙先變紅后褪色，故選項(xiàng)A錯(cuò)；硝酸是一種強(qiáng)氧化性酸，可氧化許多還原性物質(zhì)，因此硝酸與Na2S反應(yīng)不能生成H2S，與FeO反應(yīng)時(shí)表現(xiàn)氧化性和酸性，所以選項(xiàng)B、C錯(cuò)。 4．下列說法正確的是(　　) A．在稀硫酸中加入銅粉，銅粉不溶解，再加入Cu(NO3)2固體，銅粉仍不溶解 B．銅與濃硝酸反應(yīng)的離子方程式為Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O C．1.0 molL－1的KNO3溶液中可大量存在H＋、Fe2＋、Cl－、SO D．硫化銅溶于硝酸的離子方程式為CuS＋2H＋===H2S↑＋Cu2＋ 答案　B 解析　酸性條件下NO能溶解銅，A項(xiàng)錯(cuò)；Fe2＋在稀HNO3中不能大量存在，C項(xiàng)錯(cuò)；硝酸與CuS不能發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，而是發(fā)生氧化還原反應(yīng)，D項(xiàng)錯(cuò)。 1．硝酸與金屬反應(yīng)的規(guī)律 (1)HNO3與金屬反應(yīng)一般不能產(chǎn)生H2。 (2)還原產(chǎn)物一般為HNO3(濃)→NO2，HNO3(稀)→NO；很稀的硝酸還原產(chǎn)物也可能為N2O、N2或NH4NO3。 (3)硝酸與金屬反應(yīng)時(shí)既表現(xiàn)氧化性又表現(xiàn)酸性。 2．涉及HNO3的離子反應(yīng)常見的易錯(cuò)問題 (1)忽視NO在酸性條件下的強(qiáng)氧化性。在酸性條件下NO不能與Fe2＋、I－、SO、S2－等還原性較強(qiáng)的離子大量共存。 (2)在書寫離子方程式時(shí)，忽視HNO3的強(qiáng)氧化性，將氧化還原反應(yīng)簡單的寫成復(fù)分解反應(yīng)。 題組三　硝酸與金屬反應(yīng)的簡單計(jì)算 5．在標(biāo)準(zhǔn)狀況下將1.92 g銅粉投入一定量濃HNO3中，隨著銅粉的溶解，反應(yīng)生成的氣體顏色逐漸變淺，當(dāng)銅粉完全溶解后共收集到由NO2和NO組成的混合氣體1.12 L，則反應(yīng)消耗HNO3的物質(zhì)的量為(　　) A．0.8 mol B．0.6 mol C．0.11 mol D．無法計(jì)算 答案　C 解析　根據(jù)原子守恒法計(jì)算。 ①被還原的硝酸物質(zhì)的量即為氣體NO2與NO物質(zhì)的量的總和，n(HNO3)被還原＝＝0.05 mol， ②未被還原的HNO3的物質(zhì)的量等于Cu(NO3)2中NO的物質(zhì)的量，n(Cu)＝＝0.03 mol，所以n[Cu(NO3)2]＝0.03 mol， ③消耗的HNO3的物質(zhì)的量為0.03 mol2＋0.05 mol＝0.11 mol，故C項(xiàng)正確。 6．某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL，平均分成兩份。向其中一份中逐漸加入銅粉，最多能溶解9.6 g。向另一份中逐漸加入鐵粉，產(chǎn)生氣體的量隨鐵粉質(zhì)量增加的變化如圖所示(已知硝酸只被還原為NO氣體)。下列分析或結(jié)果錯(cuò)誤的是(　　) A．原混合酸中NO物質(zhì)的量為0.1 mol B．OA段產(chǎn)生的是NO，AB段的反應(yīng)為Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，BC段產(chǎn)生氫氣 C．第二份溶液中最終溶質(zhì)為FeSO4 D．H2SO4濃度為2.5 molL－1 答案　A 解析　鐵粉既能與硝酸反應(yīng)也能與硫酸反應(yīng)，從題干圖中看出(注意只是第二份100 mL)OA段產(chǎn)生的是NO，AB段的反應(yīng)為Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，BC段產(chǎn)生氫氣，反應(yīng)為Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，可知NO反應(yīng)完全，第二份中NO應(yīng)為33＝0.1 mol，溶液中最終溶質(zhì)為FeSO4，此時(shí)反應(yīng)的鐵的質(zhì)量是14 g，即0.25 mol，故原混合酸中H2SO4濃度為＝2.5 molL－1，NO物質(zhì)的量為0.2 mol。所以選A。 　金屬與硝酸反應(yīng)計(jì)算題的一般方法 1．思維模型 2．計(jì)算中的守恒思想的應(yīng)用 (1)原子守恒法 HNO3與金屬反應(yīng)時(shí)，一部分HNO3起酸的作用，以NO的形式存在于溶液中；一部分作為氧化劑轉(zhuǎn)化為還原產(chǎn)物，這兩部分中氮原子的總物質(zhì)的量等于反應(yīng)消耗的HNO3中氮原子的物質(zhì)的量。 (2)得失電子守恒法 HNO3與金屬的反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)，HNO3中氮原子得電子的物質(zhì)的量等于金屬失電子的物質(zhì)的量。 (3)電荷守恒法 HNO3過量時(shí)反應(yīng)后溶液中(不考慮OH－)則有： c(NO)＝c(H＋)＋nc(Mn＋)(Mn＋代表金屬離子)。 (4)離子方程式計(jì)算法 金屬與H2SO4、HNO3的混合酸反應(yīng)時(shí)，由于硝酸鹽中NO在H2SO4提供H＋的條件下能繼續(xù)與金屬反應(yīng)，因此此類題目應(yīng)用離子方程式來計(jì)算，先作過量判斷，然后根據(jù)完全反應(yīng)的金屬或H＋或NO進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，且溶液中要符合電荷守恒。 題組四　有關(guān)硝酸氧化性的實(shí)驗(yàn)探究 7．如圖是用濃硝酸、銅片、水等試劑探究濃、稀硝酸的強(qiáng)氧化性并觀察還原產(chǎn)物的實(shí)驗(yàn)裝置。 Ⅰ.濃硝酸的強(qiáng)氧化性實(shí)驗(yàn) 將銅片置于具支試管的底部，在分液漏斗中加入約5 mL濃硝酸，往具支試管中放入約2 mL濃硝酸，用排水法收集產(chǎn)生的氣體。 (1)具支試管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式： _______________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)實(shí)驗(yàn)中觀察到能證明濃硝酸具有強(qiáng)氧化性的現(xiàn)象是 ________________________________________________________________________。 Ⅱ.稀硝酸的強(qiáng)氧化性實(shí)驗(yàn) (3)上述反應(yīng)完成后，欲進(jìn)一步證明稀硝酸也具有強(qiáng)氧化性，緊接的簡便、合理的實(shí)驗(yàn)操作是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)能證明稀硝酸與銅反應(yīng)產(chǎn)生NO的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是______________________________(填字母)。 A．c中收集到無色氣體 B．c中收集到的無色氣體接觸空氣后變?yōu)榧t棕色 C．b中產(chǎn)生的無色氣體接觸空氣后變?yōu)榧t棕色 Ⅲ.實(shí)驗(yàn)反思 (5)利用該裝置先進(jìn)行銅與濃硝酸反應(yīng)，再進(jìn)行銅與稀硝酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，其好處是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 Ⅳ.問題討論 用等質(zhì)量的銅片與等體積的濃硝酸、稀硝酸(硝酸均過量)反應(yīng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)后所得溶液前者呈綠色，后者呈藍(lán)色。對此有兩種看法： ①兩者顏色不同的原因是因?yàn)镃u2＋濃度差異引起的。 ②前者溶液呈綠色，是因?yàn)樯傻募t棕色NO2溶解于溶液中引起的。 (6)你認(rèn)為上述看法________(填“①”或“②”)合理。若是①合理，說明理由，若是②合理，設(shè)計(jì)一個(gè)簡單實(shí)驗(yàn)證明： __________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O　(2)銅片逐漸溶解，溶液變藍(lán)，放出紅棕色氣體　(3)往分液漏斗中加水稀釋濃硝酸，打開活塞，滴入稀硝酸　(4)C　(5)利用Cu與濃硝酸反應(yīng)生成的NO2排出具支試管中的空氣，有利于觀察Cu與稀硝酸的反應(yīng)產(chǎn)物　(6)②　往藍(lán)色溶液中通入NO2，溶液變成綠色(或加熱綠色溶液，有紅棕色氣體產(chǎn)生，溶液變成藍(lán)色) 解析?、?銅與濃硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，實(shí)驗(yàn)中具支試管中溶液變藍(lán)，且有紅棕色氣體產(chǎn)生。 Ⅱ.向分液漏斗中加水將濃硝酸稀釋后，可以繼續(xù)進(jìn)行銅與稀硝酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，這樣可以利用Cu與濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的NO2排出具支試管中的空氣，有利于觀察銅與稀硝酸反應(yīng)的產(chǎn)物。 Ⅳ.由于硝酸均過量，銅的質(zhì)量相同，溶液的體積相同，所以銅無論是與稀硝酸反應(yīng)，還是與濃硝酸反應(yīng)，生成的Cu2＋的濃度是相同的，看法①是不合理的。可通過向藍(lán)色溶液中通入NO2看溶液是否變綠，或加熱綠色溶液看是否有紅棕色氣體產(chǎn)生來證明。 1．性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)模板 (1)探索性實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)程序?yàn)槲镔|(zhì)→實(shí)驗(yàn)事實(shí)→科學(xué)抽象→結(jié)論。 (2)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)程序?yàn)槲镔|(zhì)→性質(zhì)推測→實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證→結(jié)論。 2．現(xiàn)象描述答題模板 (1)全面描述現(xiàn)象的程序——“海、陸、空” “海”——溶液有什么變化； “陸”——固體有什么變化； “空”——?dú)怏w有什么變化。 (2)規(guī)范描述現(xiàn)象的答題模板 如①顏色：……由……(具體顏色)變?yōu)椤?具體顏色)； ②氣體：溶液中產(chǎn)生……(顏色)的氣泡，(或)在固體表面產(chǎn)生……(顏色)氣泡； ③沉淀：在……(顏色)溶液中產(chǎn)生……(顏色)的沉淀(渾濁)…… 考點(diǎn)四　氨及其化合物的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系 1．轉(zhuǎn)化關(guān)系 注意　箭頭指出可體現(xiàn)物質(zhì)的性質(zhì)，指向可尋找該物質(zhì)的制備方法。 2．不同價(jià)態(tài)的含氮物質(zhì)相互轉(zhuǎn)化的幾種形式 (1)歧化——同一種物質(zhì)中同一價(jià)態(tài)的同一元素的化合價(jià)在同一反應(yīng)中既升高又降低。 如：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O (2)歸中——同種元素的不同化合物發(fā)生氧化還原反應(yīng)，元素的兩種化合價(jià)向中間靠攏。 如：6NO＋4NH35N2＋6H2O NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O (3)含氮物質(zhì)的連續(xù)氧化 NH3NONO2HNO3 N2NONO2HNO3 1．NH3是一種重要的化工原料，可以制備一系列物質(zhì)(如圖)。下列有關(guān)表述正確的是(　　) A．NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥 B．NH4Cl、HNO3和Na2CO3受熱時(shí)都易分解 C．NH3和NO2在一定條件下可發(fā)生氧化還原反應(yīng) D．圖中所涉及的鹽類物質(zhì)均可以水解 答案　C 解析　NaHCO3不能用作肥料，A項(xiàng)錯(cuò)；Na2CO3很穩(wěn)定，受熱時(shí)不易分解，B項(xiàng)錯(cuò)；圖中的NaCl是強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽，不水解，D項(xiàng)錯(cuò)。 2．實(shí)驗(yàn)室模擬合成氨和氨催化氧化的流程如下： 已知實(shí)驗(yàn)室可用飽和亞硝酸鈉(NaNO2)溶液與飽和氯化銨溶液經(jīng)加熱后反應(yīng)制取氮?dú)狻? (1)從圖中選擇制取氣體的合適裝置：氮?dú)鈅_____________________________________、 氫氣______________。 (2)氮?dú)夂蜌錃馔ㄟ^甲裝置，甲裝置的作用除了將氣體混合外，還有________________、 ________________________________________________________________________。 (3)氨合成器出來經(jīng)冷卻的氣體連續(xù)通入乙裝置的水中吸收氨，________(“會(huì)”或“不會(huì)”)發(fā)生倒吸，原因是______________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)用乙裝置吸收一段時(shí)間氨后，再通入空氣，同時(shí)將經(jīng)加熱的鉑絲插入乙裝置的錐形瓶內(nèi)，能使鉑絲保持紅熱的原因是_________________________________________________， 錐形瓶中還可觀察到的現(xiàn)象是_______________________________________________。 (5)寫出乙裝置中氨氧化的化學(xué)方程式： ________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)a　b (2)干燥氣體　控制氫氣和氮?dú)獾牧魉? (3)不會(huì)　因?yàn)榛旌蠚怏w中含有大量難溶于水的氮?dú)?、氫? (4)氨的氧化反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng)　有紅棕色氣體產(chǎn)生 (5)4NH3＋5O24NO＋6H2O 1．(xx全國卷Ⅰ，7)我國清代《本草綱目拾遺》中記敘無機(jī)藥物335種，其中“強(qiáng)水”條目下寫道：“性最烈，能蝕五金……其水甚強(qiáng)，五金八石皆能穿滴，惟玻璃可盛?！边@里的“強(qiáng)水”是指(　　) A．氨水 B. 硝酸 C．醋 D．鹵水 答案　B 解析　根據(jù)題意，“強(qiáng)水”能溶解大多數(shù)金屬和礦物，所以為硝酸。 2．(xx上海，2)下列物質(zhì)見光不會(huì)分解的是(　　) A．HClO ．NH4Cl C．HNO3 ．AgNO3 答案　B 解析　A項(xiàng)，HClO不穩(wěn)定，光照發(fā)生分解反應(yīng)產(chǎn)生HCl和O2，反應(yīng)方程式為2HClO2HCl＋O2↑，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，NH4Cl在加熱時(shí)發(fā)生分解反應(yīng)，而在光照時(shí)不會(huì)分解，正確；C項(xiàng)，HNO3不穩(wěn)定，在加熱或光照時(shí)發(fā)生分解反應(yīng)，反應(yīng)方程式為4HNO3(濃)4NO2↑＋O2↑＋2H2O，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，AgNO3不穩(wěn)定，光照發(fā)生分解反應(yīng)，反應(yīng)方程式為2AgNO32Ag＋2NO2↑＋O2↑，錯(cuò)誤。 3．(xx北京理綜，8)下列關(guān)于自然界中氮循環(huán)(如下圖)的說法不正確的是(　　) A．氮元素均被氧化 B．工業(yè)合成氨屬于人工固氮 C．含氮無機(jī)物和含氮有機(jī)物可相互轉(zhuǎn)化 D．碳、氫、氧三種元素也參加了氮循環(huán) 答案　A 解析　A項(xiàng)，合成氨反應(yīng)中，氮元素的化合價(jià)降低被還原，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，工業(yè)合成氨屬于人工固氮，正確；C項(xiàng)，硝酸鹽轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)及經(jīng)動(dòng)物消化使蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化為氨氣和銨鹽，實(shí)現(xiàn)了含氮無機(jī)物和含氮有機(jī)物的相互轉(zhuǎn)化，并且碳、氫、氧三種元素也參加了氮的循環(huán)，C正確，D正確。 4．(xx北京理綜，12)在通風(fēng)櫥中進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)： 步驟 現(xiàn)象 Fe表面產(chǎn)生大量無色氣泡，液面上方變?yōu)榧t棕色 Fe表面產(chǎn)生少量紅棕色氣泡后，迅速停止 Fe、Cu接觸后，其表面均產(chǎn)生紅棕色氣泡 下列說法不正確的是(　　) A．Ⅰ中氣體由無色變?yōu)榧t棕色的化學(xué)方程式：2NO＋O2===2NO2 B．Ⅱ中的現(xiàn)象說明Fe表面形成致密的氧化膜，阻止Fe進(jìn)一步反應(yīng) C．對比Ⅰ、Ⅱ中的現(xiàn)象，說明稀HNO3的氧化性強(qiáng)于濃HNO3 D．針對Ⅲ中的現(xiàn)象，在Fe、Cu之間連接電流計(jì)，可判斷Fe是否被氧化 答案　C 解析　A項(xiàng)，鐵與稀硝酸反應(yīng)生成NO，NO與空氣中O2反應(yīng)生成NO2,2NO＋O2===2NO2，正確；B項(xiàng)，鐵遇濃硝酸鈍化，阻止鐵繼續(xù)與濃硝酸反應(yīng)，正確；C項(xiàng)，對比Ⅰ、Ⅱ，說明濃硝酸的氧化性強(qiáng)于稀硝酸，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，裝置Ⅲ形成原電池，通過電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的方向，可判斷鐵是否被氧化，正確。 5．xx高考涉及氮及其化合物選項(xiàng)正誤判斷，正確的劃“√”，錯(cuò)誤的劃“” (1)NH3能使酚酞溶液變紅，因而NH3可用于設(shè)計(jì)噴泉實(shí)驗(yàn)(　　)(xx廣東理綜，9C) (2)實(shí)驗(yàn)室用鋅粒、稀HNO3以及試管、帶導(dǎo)管的橡皮塞可制取H2(　　)(xx安徽理綜，9C) (3)由于反應(yīng)物濃度越大，反應(yīng)速率越快，因而常溫下，相同的鋁片中分別加入足量的濃、稀硝酸，濃硝酸中鋁片先溶解完(　　)(xx安徽理綜，12B) (4)制二氧化氮時(shí)，用水或NaOH溶液吸收尾氣(　　)(xx天津理綜，2D) (5)用濕潤的碘化鉀淀粉試紙鑒別Br2(g)和NO2(　　)(xx重慶理綜，2B) (6)Cu溶于稀HNO3的離子方程式為Cu＋2H＋＋NO===Cu2＋＋NO2↑＋H2O(　　) (xx江蘇，7A) (7)NH3、O2和HNO3三種物質(zhì)中，任意兩種物質(zhì)在一定條件下均能發(fā)生反應(yīng)(　　)(xx江蘇，8B) 答案　(1)　(2)　(3)　(4)　(5)　(6) (7) 解析　(1)NH3可用于設(shè)計(jì)噴泉實(shí)驗(yàn)，是因?yàn)榘睔庖兹苡谒?2)稀HNO3具有強(qiáng)氧化性，鋅粒與稀硝酸反應(yīng)不能產(chǎn)生H2。(3)濃硝酸使鋁片在常溫下鈍化。(4)二氧化氮與水反應(yīng)產(chǎn)生NO，不能用水吸收。(5)Br2(g)和NO2都具有強(qiáng)氧化性，都能使?jié)駶櫟牡饣浀矸墼嚰堊兯{(lán)。(6)Cu與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生NO。(7)O2和HNO3二者不能反應(yīng)。 6．[xx廣東理綜，33，(1)(2)]NH3及其鹽都是重要的化工原料。 (1)用NH4Cl和Ca(OH)2制備NH3，反應(yīng)發(fā)生、氣體收集和尾氣處理裝置依次為________。 (2)按下圖裝置進(jìn)行NH3性質(zhì)實(shí)驗(yàn)。 ①先打開旋塞1，B瓶中的現(xiàn)象是_______________________________________________， 原因是____________________，穩(wěn)定后，關(guān)閉旋塞1。 ②再打開旋塞2，B瓶中的現(xiàn)象是____________________________________________。 答案　(1) A、C、G　(2) ①產(chǎn)生白色的煙　氯化氫與氨氣反應(yīng)生成了氯化銨小顆粒，氯化銨小顆粒形成白煙　②燒杯中的石蕊溶液會(huì)倒流進(jìn)入到B瓶中且呈紅色 解析　(1) 用NH4Cl和Ca(OH)2固體制備NH3，因反應(yīng)物中有H2O生成，反應(yīng)發(fā)生裝置為“固體＋固體氣體”的裝置A；由于NH3的密度小于空氣的密度，且極易溶于水，故只能用向下排空氣法收集，采用裝置C收集；由于NH3極易溶于水，所以尾氣處理裝置要防止倒吸，其裝置應(yīng)用倒扣漏斗，且漏斗的邊緣與水面相切，選用裝置G。(2) ①由于A瓶中的HCl壓強(qiáng)大于B瓶中NH3的壓強(qiáng)，當(dāng)打開旋塞1，A瓶中的HCl進(jìn)入B瓶中，與B瓶中的氨氣反應(yīng)生成氯化銨固體小顆粒，形成白煙。②穩(wěn)定后，再打開旋塞2，由于B瓶中壓強(qiáng)減小，在外界大氣壓的作用下，會(huì)將燒杯中的石蕊溶液倒吸入B瓶中，其中的剩余的HCl溶于其中顯紅色。 練出高分 1．氮元素的氫化物和氧化物在工業(yè)生產(chǎn)和國防建設(shè)中都有廣泛應(yīng)用，回答下列問題： (1)寫出N2的電子式________。 (2)NH3與NaClO反應(yīng)可得到肼(N2H4)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________。 (3)肼可作為火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料，與氧化劑N2O4反應(yīng)生成N2和水蒸氣。 已知： ①N2(g)＋2O2(g)===N2O4(l) ΔH1＝－19.5 kJmol－1 ②N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH2＝－534.2 kJmol－1 寫出肼和N2O4 反應(yīng)的熱化學(xué)方程式________________________________________。 (4)肼—空氣燃料電池是一種堿性電池，該電池放電時(shí)，負(fù)極的反應(yīng)式為 ________________________________________________________________________。 答案　(1)∶N??N∶ (2)2NH3＋NaClO===N2H4＋NaCl＋H2O (3)2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1 048.9 kJmol－1 (4)N2H4＋4OH－－4e－===4H2O＋N2↑ 解析　(2)題中給出了反應(yīng)物和其中一種生成物，則NaClO作氧化劑，還原產(chǎn)物為NaCl，根據(jù)原子守恒知有水生成。 (3)方程式可由2②－①得到，所以ΔH＝2ΔH2－ΔH1。 (4)負(fù)極反應(yīng)應(yīng)該是還原劑失電子的反應(yīng)，要注意題中堿性條件，故電極反應(yīng)式中不能出現(xiàn)H＋。 2．某研究性學(xué)習(xí)小組同學(xué)設(shè)計(jì)如下圖所示裝置探究氨氣的還原性。 (1)氨催化氧化的化學(xué)方程式為_______________________________________________。 (2)若實(shí)驗(yàn)時(shí)通入氨氣的速率過快，在燒瓶中會(huì)出現(xiàn)白煙，該物質(zhì)的化學(xué)式為__________。 (3)該小組同學(xué)以氨氣和二氧化碳為原料制備碳酸氫銨。甲同學(xué)先將二氧化碳通入水中，充分溶解后，再通入氨氣；乙同學(xué)先將氨氣通入水中，充分溶解后，再通入二氧化碳。請選擇合適的方案并說明原因。 答案　(1)4NH3＋5O24NO＋6H2O (2)NH4NO3 (3)乙同學(xué)方案合適。CO2在水中溶解度小，先通CO2再通NH3生成的NH4HCO3的量少，而且易生成(NH4)2CO3；先通NH3至飽和再通CO2至過量，保證產(chǎn)物量大，且生成的全部是NH4HCO3。 3．氮氧化合物(用NOx表示)是大氣污染的重要因素，根據(jù)NOx的性質(zhì)特點(diǎn)，開發(fā)出多種化學(xué)治理氮氧化合物污染的方法。 (1)用氨可將氮氧化物轉(zhuǎn)化為無毒氣體。已知：4NH3＋6NO5N2＋6H2O,8NH3＋6NO27N2＋12H2O。同溫同壓下，3.5 L NH3恰好將3.0 L NO和NO2的混合氣體完全轉(zhuǎn)化為N2，則原混合氣體中NO和NO2的體積之比是________。 (2)工業(yè)尾氣中氮的氧化物常采用堿液吸收法處理。 ①NO2被燒堿溶液吸收時(shí)，生成兩種鈉鹽，其物質(zhì)的量之比1∶1，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②NO與NO2按物質(zhì)的量之比1∶1被足量NaOH溶液完全吸收后只得到一種鈉鹽，該鈉鹽的化學(xué)式是______。 (3)純堿溶液也能用于處理氮氧化合物廢氣，反應(yīng)原理與上述(2)類似，同時(shí)產(chǎn)生CO2。 ①請寫出純堿溶液吸收NO2的化學(xué)方程式： ____________________________________ ________________________________________________________________________。 ②現(xiàn)有一定量的某工業(yè)廢氣，其中含有3.36 L NO2、1.12 L NO(已換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況，假設(shè)不含N2O4)，恰好被200 mL碳酸鈉溶液吸收，所得鹽的物質(zhì)的量分別為________、________，該碳酸鈉溶液的物質(zhì)的量濃度為________molL－1。 答案　(1)1∶3 (2)①2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O ②NaNO2 (3)①Na2CO3＋2NO2===NaNO3＋NaNO2＋CO2 ②NaNO3：0.05 mol　NaNO2：0.15 mol　0.5 解析　(1)設(shè)NO的體積為V(NO)，NO2的體積為V(NO2)，依據(jù)方程式知，處理NO需NH3：V(NO)，處理NO2需NH3：V(NO2)，則 解得V(NO)＝0.75 L V(NO2)＝2.25 L V(NO)∶V(NO2)＝1∶3。 (2)①生成兩種鈉鹽，必然是NO2的歧化反應(yīng)，依據(jù)量的關(guān)系可知兩種鹽分別為NaNO3和NaNO2。 ②NO中氮的化合價(jià)為＋2價(jià)，NO2中氮的化合價(jià)為＋4價(jià)，二者1∶1混合時(shí)與NaOH反應(yīng)生成一種鈉鹽，依據(jù)電子守恒可知，鈉鹽中氮的化合價(jià)為＋3，即為NaNO2。 (3)②n(NO2)＝0.15 mol，n(NO)＝0.05 mol Na2CO3?。O2　＋　NO===　2NaNO2＋CO2 0．05 mol　　 0.05 mol　0.05 mol　0.1 mol 則單獨(dú)與Na2CO3反應(yīng)的NO2為0.15 mol－0.05 mol＝0.1 mol Na2CO3?。?NO2===　NaNO3＋　NaNO2＋CO2 0．05 mol　　 0.1 mol　　 0.05 mol 　0.05 mol 所以共生成NaNO3：0.05 mol，NaNO2：0.15 mol c(Na2CO3)＝＝0.5 molL－1。 4．某氮肥廠排放的廢水中的氮元素多以NH和NH3H2O的形式存在，該廢水的處理流程如下： (1)過程Ⅰ：加NaOH溶液，調(diào)節(jié)pH到9后，升溫至30 ℃，通空氣將氨趕出并回收。 ①用離子方程式表示加NaOH溶液的作用： _________________________________ ________________________________________________________________________。 ②用化學(xué)平衡原理解釋通空氣的目的： ________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)過程Ⅱ：在微生物作用的條件下，NH經(jīng)過兩步反應(yīng)被氧化成NO。反應(yīng)的能量變化示意圖如下： ①第一步反應(yīng)是________________反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”)，判斷依據(jù)是________________________________________________________________________。 ②寫出1 mol NH(aq)全部轉(zhuǎn)化為NO(aq)的熱化學(xué)方程式________________________________________________________________________。 (3)過程Ⅲ：一定條件下，向廢水中加入CH3OH，將HNO3還原成N2。若該反應(yīng)消耗32 g CH3OH，轉(zhuǎn)移6 mol 電子，則參加反應(yīng)的還原劑和氧化劑的物質(zhì)的量之比是______________。 答案　(1)①NH＋OH－===NH3H2O ②當(dāng)通入空氣后由于溶液中存在平衡NH3H2ONH3＋H2O，故可將其中的NH3排出，促進(jìn)平衡正向移動(dòng)，從而盡可能多地將氨趕出 (2)①放熱　因反應(yīng)物能量比生成物能量高 ②NH(aq)＋2O2(g)===NO(aq)＋2H＋(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－366 kJ mol－1 (3)5∶6 5．制備氮化鎂的裝置示意圖如下： 回答下列問題： (1)檢查裝置氣密性的方法是______________________________________________ ________________________________________________________________________， a的名稱是____________，b的名稱是____________。 (2)寫出NaNO2和(NH4)2SO4反應(yīng)制備氮?dú)獾幕瘜W(xué)方程式____________________________。 (3)C的作用是_____________________________________________________________， D的作用是____________________________________________________________， 是否可以把C與D的位置對調(diào)并說明理由_____________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)寫出E中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式___________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)請用化學(xué)方法確定是否有氮化鎂生成，并檢驗(yàn)是否含有未反應(yīng)的鎂，寫出實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)關(guān)閉分液漏斗活塞，并在G中加入水，微熱b，這時(shí)G中有氣泡冒出，停止加熱冷卻后，G中插在溶液里的玻璃管形成一段穩(wěn)定的水柱，則氣密性良好　分液漏斗　圓底燒瓶 (2)(NH4)2SO4＋2NaNO2△,2N2↑＋Na2SO4＋4H2O (3)除去氧氣(及氮氧化物)　除去水蒸氣　不能，對調(diào)后無法除去水蒸氣 (4)N2＋3Mg△,Mg3N2 (5)取少量產(chǎn)物于試管中，加入少量蒸餾水，試管底部有沉淀生成，可聞到刺激性氨味(或把濕潤的紅色石蕊試紙放在管口，試紙變藍(lán))，證明產(chǎn)物中含有氮化鎂；棄去上層清液，加入鹽酸，若觀察到有氣泡產(chǎn)生，則證明產(chǎn)物中還含有未反應(yīng)的鎂 解析　(1)檢查裝置氣密性時(shí)要將裝置設(shè)置成密閉體系(