(江蘇專用)2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題4 硫、氮和可持續(xù)發(fā)展 2 第二單元 生產(chǎn)生活中的含氮化合物教案
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(江蘇專用)2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題4 硫、氮和可持續(xù)發(fā)展 2 第二單元 生產(chǎn)生活中的含氮化合物教案
(江蘇專用)2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題4 硫、氮和可持續(xù)發(fā)展 2 第二單元 生產(chǎn)生活中的含氮化合物教案1了解氮元素單質(zhì)及其重要化合物的制備方法,掌握其主要性質(zhì)及其應(yīng)用。2.了解氮元素單質(zhì)及其重要化合物對(duì)環(huán)境的影響。3.以上各部分知識(shí)的綜合應(yīng)用。氮?dú)饧俺R姷难趸?知識(shí)梳理一、氮?dú)?物理性質(zhì):無色無味氣體,密度比空氣略小,難溶于水。2化學(xué)性質(zhì)(1)與氧氣反應(yīng):N2O22NO(雷電固氮和導(dǎo)致汽車尾氣中產(chǎn)生氮的氧化物)。(2)與氫氣反應(yīng):N23H22NH3。二、氮的氧化物1氮有多種價(jià)態(tài)的氧化物:N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。2NO和NO2的比較物質(zhì)NONO2物理性質(zhì)顏色無色紅棕色毒性有毒有毒溶解性不溶于水能溶于水化學(xué)性質(zhì)與O2反應(yīng)2NOO2=2NO2與H2O反應(yīng)3NO2H2O=2HNO3NO對(duì)人體或環(huán)境的影響與血紅蛋白結(jié)合使人中毒轉(zhuǎn)化成NO2形成酸雨、光化學(xué)煙霧形成酸雨、光化學(xué)煙霧自我檢測(cè)1俗話說“雷雨發(fā)莊稼”,這說明雷雨中含有能被植物吸收利用的化合態(tài)的氮,請(qǐng)同學(xué)們寫出三個(gè)有關(guān)的化學(xué)方程式:(1)_;(2)_;(3)_。答案:(1)N2O22NO(2)2NOO2=2NO2(3)3NO2H2O=2HNO3NO2下列反應(yīng)必須加入氧化劑且一步反應(yīng)就能完成的是()N2NO2NO2NONO2HNO3N2NON2NH3ABC D解析:選C。該題有兩個(gè)要求:(1)必須加入氧化劑;(2)一步反應(yīng)就能完成。反應(yīng)、從化合價(jià)角度來看都升高,但反應(yīng)N2NO2不能一步反應(yīng)完成;而反應(yīng)NO2HNO3,雖然氮的化合價(jià)升高,但不加氧化劑也能實(shí)現(xiàn),如3NO2H2O=2HNO3NO,在該反應(yīng)中,NO2既是氧化劑又是還原劑;只有反應(yīng)N2NO必須加入氧化劑且一步反應(yīng)就能完成。(1)氮的氧化物都有毒,其中NO2與N2O4存在下列平衡:2NO2N2O4,因此實(shí)驗(yàn)測(cè)得NO2的平均相對(duì)分子質(zhì)量大于46。(2)NO只能用排水法收集,不能用排空氣法收集;而NO2只能用向上排空氣法收集,不能用排水法收集。(3)驗(yàn)證某無色氣體是NO的方法是向無色氣體中通入O2(或空氣),無色氣體變?yōu)榧t棕色。(4)NO2既有氧化性又有還原性,以氧化性為主。NO2能使?jié)駶櫟牡矸?#173;KI試紙變藍(lán)。(2015·高考北京卷)下列關(guān)于自然界中氮循環(huán)(如圖)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)解析AN2NH3過程中氮元素由0價(jià)變?yōu)?價(jià),被還原。B.工業(yè)合成氨的過程屬于人工固氮。C.1828年,德國化學(xué)家維勒首次利用無機(jī)物氰酸銨合成了尿素;而含氮的有機(jī)物也可以直接分解為無機(jī)物。D.雷電發(fā)生時(shí)涉及的反應(yīng)有N2O22NO,2NOO2=2NO2,3NO2H2O=2HNO3NO,HNO3進(jìn)入土壤,與礦物質(zhì)結(jié)合成硝酸鹽;豆科植物也可以將N2合成氮肥,生物體內(nèi)含有C元素,所以碳、氫、氧三種元素都參加了氮循環(huán)。答案A下圖中能實(shí)現(xiàn)人工固氮的是()解析:選D。選項(xiàng)A、C為自然固氮,合成氨為人工固氮,選項(xiàng)B電解食鹽水與固氮無關(guān)。 題組一NO、NO2的性質(zhì)及對(duì)環(huán)境的影響1下列說法正確的是()ACO、NO、NO2都是大氣污染氣體,在空氣中都能穩(wěn)定存在BNO可用于某些疾病的治療CNO2通入FeSO4溶液中始終無明顯現(xiàn)象D常溫常壓下,NO不能與空氣中的氧氣直接化合解析:選B。NO易被氧化為NO2;NO2通入FeSO4溶液中首先生成HNO3,然后生成的HNO3能把Fe2氧化成Fe3,溶液由淺綠色變成棕黃色;常溫常壓下,NO易與空氣中的氧氣直接化合生成NO2。2氮的氧化物(用NOx表示)是大氣污染物,必須進(jìn)行處理。(1)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。汽車尾氣中的CO來自于_,NO來自于_。汽車尾氣對(duì)環(huán)境的危害主要有_(至少填兩種)。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。反應(yīng)的化學(xué)方程式可表示為_。(2)用氨可將氮氧化物轉(zhuǎn)化為無毒氣體。已知:4NH36NO5N26H2O,8NH36NO27N212H2O。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_。(3)工業(yè)尾氣中氮的氧化物常采用堿液吸收法處理,若NO與NO2按物質(zhì)的量之比11被足量NaOH溶液完全吸收后得到一種鈉鹽,該鈉鹽的化學(xué)式是_。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;N2和O2在高溫條件下反應(yīng)生成NO。汽車尾氣對(duì)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)等。CO、NOx反應(yīng)后生成的無毒氣體為CO2和N2。(2)由題意列方程組可得解得V(NO)0.75 L,V(NO2)2.25 L。V(NO)V(NO2)13。(3)NO中氮的化合價(jià)為2價(jià),NO2中氮的化合價(jià)為4價(jià),兩者按物質(zhì)的量之比11混合時(shí)與NaOH反應(yīng)生成的鈉鹽中氮的化合價(jià)必然為3價(jià),即為NaNO2。答案:(1)汽油的不完全燃燒N2與O2在汽車汽缸內(nèi)高溫環(huán)境下反應(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)等(任填兩種即可)2xCO2NOx2xCO2N2(2)13(3)NaNO2氮氧化物(NOx)對(duì)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,隨雨水降到地面。(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2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2ONO2NO2NaOH=2NaNO2H2ONO2、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: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。 題組二有關(guān)氮的氧化物的簡單計(jì)算3在一定條件下,將NO2和O2的混合氣體12 mL通入足量水中,充分反應(yīng)后剩余2 mL氣體(同溫同壓下),則原混合氣體中氧氣的體積可能為()1.2 mL2.4 mL3 mL4 mLABC D解析:選D。首先分析可能發(fā)生的反應(yīng)為4NO2O22H2O=4HNO3,3NO2H2O=2HNO3NO,則剩余的2 mL氣體有兩種可能。如果剩余2 mL O2,則V(NO2)×(122) mL8 mL,則混合氣中V(O2)12 mL8 mL4 mL。若剩余的2 mL氣體是NO,則混合氣中V(O2)(12 mL2 mL×3)×1.2 mL,D項(xiàng)正確。4設(shè)空氣中O2的體積分?jǐn)?shù)為0.2,N2的體積分?jǐn)?shù)為0.8。在有水存在的條件下,某氮的氧化物(NO與NO2形成的混合物)和一定量空氣混合恰好完全反應(yīng)生成硝酸,反應(yīng)后氣體體積減少了一半(相同條件下)。則該氮的氧化物中NO與NO2的體積比是()A15 B14C13 D任意比解析:選A。氮氧化物與空氣恰好完全反應(yīng)生成HNO3,發(fā)生反應(yīng)為4NO2O22H2O=4HNO3,4NO3O22H2O=4HNO3,剩余氣體為N2,設(shè)剩余N2為0.8 L,則由空氣組成可知氧氣為0.2 L,原氣體總體積為1.6 L,即NO和NO2混合氣體體積為0.6 L。有V(NO)V(NO2)0.6 L、V(NO)V(NO2)0.2 L,得V(NO)0.1 L,V(NO2)0.5 L,則V(NO)V(NO2)15。氮氧化物溶于水的計(jì)算問題(1)應(yīng)先明確原理無論是單一氣體(NO2),還是NO、NO2、O2中的兩者或三者的混合氣體,反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是3NO2H2O=2HNO3NO,2NOO2=2NO2,故若有氣體剩余只能是NO或O2,不可能是NO2。若NO和O2通入水中,總化學(xué)方程式為4NO3O22H2O=4HNO3。若NO2和O2通入水中,總化學(xué)方程式為4NO2O22H2O=4HNO3。(2)注意原子守恒和得失電子守恒的運(yùn)用有關(guān)氮的氧化物的計(jì)算,從反應(yīng)實(shí)質(zhì)看都是氧化還原反應(yīng)??梢詮牡檬щ娮訑?shù)相等或原子守恒的角度分析,簡化計(jì)算過程,如NOx與O2、H2O轉(zhuǎn)化為硝酸的計(jì)算,反應(yīng)中O2得到的電子數(shù)與NOx失去的電子數(shù)相等。 氨與銨鹽 知識(shí)梳理一、氨的物理性質(zhì)無色、有刺激性氣味的氣體;密度比空氣小,易液化;極易溶于水(1700),可由噴泉實(shí)驗(yàn)證明。二、氨的化學(xué)性質(zhì)1還原性與氧氣反應(yīng):4NH35O24NO6H2O。2與酸反應(yīng)與氯化氫反應(yīng):NH3HCl=NH4Cl(產(chǎn)生白煙)。3與水反應(yīng)NH3H2ONH3·H2ONHOH,氨的水溶液叫氨水,呈弱堿性。4與鹽溶液反應(yīng)鹽溶液現(xiàn)象離子方程式FeCl3溶液生成紅褐色沉淀Fe33NH3·H2O=Fe(OH)33NH_AlCl3溶液生成白色沉淀Al33NH3·H2O=Al(OH)33NH_三、氨的用途1液氨汽化時(shí)吸收大量的熱,故可用作制冷劑。2制氮肥、硝酸、銨鹽、純堿等。四、氨的制法加熱固態(tài)銨鹽和堿的混合物,如圖所示:堿石灰 濕潤的紅色石蕊 白煙五、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) NH4HCO3NH3CO2H2O 3NH的檢驗(yàn)自我檢測(cè)1判斷下列說法是否正確,不正確的說明理由。(1)氨氣溶于水能導(dǎo)電,所以氨氣是電解質(zhì)。(2)實(shí)驗(yàn)室可用濃氨水與NaOH固體制取氨氣。(3)氨與酸反應(yīng)生成銨鹽,與揮發(fā)性酸相遇時(shí)能形成白煙。(4)某晶體與NaOH共熱放出一種能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體,該晶體中含有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,當(dāng)溶液的pH等于7時(shí),是NH3和HNO3等物質(zhì)的量反應(yīng)。(7)液氨作為清潔能源的反應(yīng)原理是4NH35O24NO6H2O。(8)在1 mol·L1氨水中,NH3·H2O、NH、NH3的物質(zhì)的量濃度之和為1 mol·L1。答案:(2)(3)(4)(8)正確。(1)不正確,NH3本身不能電離,溶于水,與水發(fā)生反應(yīng)NH3H2ONH3·H2ONHOH而導(dǎo)電,故NH3不是電解質(zhì)。(5)不正確,氨水中存在大量的NH3·H2O和少量的NH。(6)不正確,NH3和HNO3等物質(zhì)的量反應(yīng)時(shí),得到NH4NO3溶液,NH水解使溶液顯酸性,pH<7。(7)不正確,產(chǎn)生的NO是污染性氣體。2用濃氯化銨溶液處理過的舞臺(tái)幕布不易著火,其原因是(1)_;(2)_。答案:(1)氯化銨分解吸收熱量,降低了溫度(2)氯化銨分解產(chǎn)生的氣體隔絕了空氣(1)氨氣極易溶于水,直接通入水中會(huì)引起倒吸。氨水的成分主要是NH3·H2O,但在計(jì)算濃度時(shí),溶質(zhì)應(yīng)為NH3。(2)固體中NH的檢驗(yàn)方法是取樣溶解,加入濃氫氧化鈉溶液并加熱,用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)產(chǎn)生的氣體,若試紙變藍(lán)說明原固體含有NH。(3)液氨是由氨氣液化而得到的純凈物,所含粒子只有NH3分子;氨水是由NH3溶于水而形成的混合物,所含粒子有三種分子:NH3、NH3·H2O、H2O,三種離子:NH、OH、H。(2016·高考全國卷,26,14分)氮的氧化物(NOx)是大氣污染物之一,工業(yè)上在一定溫度和催化劑條件下用NH3將NOx還原生成N2。某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室中對(duì)NH3與NO2反應(yīng)進(jìn)行了探究?;卮鹣铝袉栴}:(1)氨氣的制備氨氣的發(fā)生裝置可以選擇上圖中的_,反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。欲收集一瓶干燥的氨氣,選擇上圖中的裝置,其連接順序?yàn)榘l(fā)生裝置_(按氣流方向,用小寫字母表示)。(2)氨氣與二氧化氮的反應(yīng)將上述收集到的NH3充入注射器X中,硬質(zhì)玻璃管Y中加入少量催化劑,充入NO2(兩端用夾子K1、K2夾好)。在一定溫度下按圖示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。操作步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋原因打開K1,推動(dòng)注射器活塞,使X中的氣體緩慢通入Y管中Y管中_反應(yīng)的化學(xué)方程式_將注射器活塞退回原處并固定,待裝置恢復(fù)到室溫Y管中有少量水珠生成的氣態(tài)水凝聚打開K2_解析(1)觀察裝置知,A裝置適合加熱固體制備氣體,B裝置適合加熱液體與固體制備氣體或加熱液體制備氣體。實(shí)驗(yàn)室通過氯化銨和消石灰共熱制備氨氣,加熱固體混合物制備氣體,可以選擇A裝置作氨氣的發(fā)生裝置,化學(xué)方程式為2NH4ClCa(OH)22NH3CaCl22H2O。實(shí)驗(yàn)室還可以通過加熱濃氨水制備氨氣,故也可以選擇B裝置作氨氣的發(fā)生裝置,化學(xué)方程式為NH3·H2ONH3H2O。實(shí)驗(yàn)室用堿石灰干燥氨氣,用向下排空氣法收集氨氣,用水吸收尾氣中的氨氣并注意防倒吸,故選擇C、D、F裝置,注意連接干燥管時(shí)應(yīng)大口進(jìn)氣,小口出氣,所以,連接順序?yàn)閍、d、c、f、e、i或b、d、c、f、e、i。(2)NO2呈紅棕色,氨氣與二氧化氮發(fā)生反應(yīng):8NH36NO27N212H2O,故觀察到Y(jié)管中紅棕色氣體慢慢變淺。NH3與NO2反應(yīng)后生成的氣態(tài)水凝聚,反應(yīng)后氣體分子數(shù)減少,裝置Y內(nèi)壓強(qiáng)小于外壓,故打開K2,氫氧化鈉溶液會(huì)產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象。答案(1)A2NH4ClCa(OH)22NH3CaCl22H2O或BNH3·H2ONH3H2Odcfei(2)紅棕色氣體慢慢變淺8NH36NO27N212H2OZ中NaOH溶液產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象反應(yīng)后氣體分子數(shù)減少,Y管中壓強(qiáng)小于外壓下面是實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的裝置和選用的試劑,其中錯(cuò)誤的是_。解析:NH4Cl受熱可產(chǎn)生NH3和HCl,但兩者在試管口遇冷會(huì)重新反應(yīng)生成NH4Cl,在此過程中還有可能出現(xiàn)堵塞導(dǎo)管的情況,因此不能用的方法制取氨氣。中試管口未向下傾斜,會(huì)導(dǎo)致水蒸氣冷卻倒流入試管而使試管炸裂,不可行。濃氨水滴入氧化鈣固體中,會(huì)發(fā)生:CaONH3·H2O=Ca(OH)2NH3,故可用的方法制取氨氣。濃氨水受熱產(chǎn)生氨氣,通過堿石灰吸收水蒸氣后即得干燥的NH3,故可用的方法制取氨氣。答案:實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的其他方法方法化學(xué)方程式(或原理)氣體發(fā)生裝置加熱濃氨水NH3·H2ONH3H2O濃氨水固體NaOHNaOH溶于水放熱,促使氨水分解,且OH的濃度增大有利于NH3的生成濃氨水固體CaOCaO與水反應(yīng),使溶劑(水)減少;反應(yīng)放熱,促使氨水分解,化學(xué)方程式為NH3·H2OCaO=NH3Ca(OH)2 題組一氨和銨鹽的性質(zhì)及應(yīng)用1NH3是一種重要的化工原料,可以制備一系列物質(zhì)(見下圖),下列說法正確的是()ANH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥BNH4Cl、HNO3和Na2CO3受熱時(shí)都易分解CNH3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O2都要用純氧解析:選C。化肥是含氮、磷、鉀的一些植物營養(yǎng)物質(zhì),NaHCO3 不是化肥,A不正確;Na2CO3受熱不易分解,B不正確;NH3和NO2在一定條件下可以發(fā)生氧化還原反應(yīng),如生成氮?dú)?,C正確;氨的催化氧化以及NO與O2的反應(yīng)用空氣就可以,不一定要用純氧,D不正確。2如圖所示利用培養(yǎng)皿探究氨氣的性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)時(shí)向NaOH固體上滴幾滴濃氨水,立即用另一表面皿扣在上面。下表中對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象所做的解釋不正確的是()選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋A濃鹽酸附近產(chǎn)生白煙NH3與揮發(fā)出來的HCl反應(yīng)產(chǎn)生了NH4Cl固體B濃硫酸附近無明顯現(xiàn)象NH3與濃硫酸不發(fā)生反應(yīng)C氯化物溶液中有紅褐色沉淀該溶液一定是FeCl3溶液D干燥的紅色石蕊試紙不變色,濕潤的紅色石蕊試紙變藍(lán)NH3·H2O是一種可溶性堿解析:選B。揮發(fā)出來的HCl與NH3反應(yīng)生成NH4Cl固體,產(chǎn)生白煙,A正確;NH3與濃H2SO4反應(yīng),但因濃H2SO4難揮發(fā),故無明顯現(xiàn)象,B錯(cuò)誤;NH3遇到FeCl3溶液生成紅褐色Fe(OH)3沉淀,C正確;干燥的紅色石蕊試紙不變色,而濕潤的紅色石蕊試紙變藍(lán),可說明NH3溶于水生成的NH3·H2O為堿,但不能說NH3是堿,D正確。3(2018·保定高三月考)如圖是某課外活動(dòng)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)的4個(gè)噴泉實(shí)驗(yàn)方案。下列有關(guān)操作中不可能引發(fā)噴泉現(xiàn)象的是()A擠壓裝置的膠頭滴管使稀鹽酸全部進(jìn)入燒瓶,片刻后打開止水夾B擠壓裝置的膠頭滴管使NaOH溶液全部進(jìn)入燒瓶,片刻后打開止水夾C用鼓氣裝置從裝置的a處不斷鼓入空氣并打開止水夾D向裝置的水槽中慢慢加入適量的濃硫酸并打開止水夾解析:選A。A項(xiàng)中稀鹽酸與Cl2不能發(fā)生反應(yīng),燒瓶內(nèi)的壓強(qiáng)沒有減小,不能引發(fā)噴泉現(xiàn)象;B項(xiàng)中擠入的NaOH溶液與CO2作用,導(dǎo)致燒瓶內(nèi)的壓強(qiáng)降低,在大氣壓作用下,燒杯內(nèi)的水被壓入燒瓶而形成噴泉;C項(xiàng)中鼓入空氣使錐形瓶內(nèi)的壓強(qiáng)增大,從而將水壓入燒瓶而形成噴泉;D項(xiàng)中濃硫酸溶于水時(shí)放熱,使錐形瓶內(nèi)的NH3·H2O分解生成NH3,導(dǎo)管中濃氨水分解的NH3進(jìn)入燒瓶,與HCl作用生成NH4Cl,從而導(dǎo)致燒瓶內(nèi)的壓強(qiáng)降低,錐形瓶內(nèi)的氨水進(jìn)入燒瓶而形成噴泉。噴泉實(shí)驗(yàn)的形成原理(1)形成噴泉的原理:形成噴泉最根本的原因是瓶內(nèi)外存在壓強(qiáng)差。當(dāng)燒瓶內(nèi)氣體溶于液體或與之反應(yīng)時(shí),瓶內(nèi)氣體大量減少,壓強(qiáng)降低,外界的大氣壓將液體壓入燒瓶內(nèi),如此持續(xù),最后液體將充滿燒瓶。(2)常見噴泉的形成主要有以下兩類:極易溶于水的氣體(NH3、HCl等)與水可形成噴泉;酸性氣體(HCl、SO2、NO2、CO2、H2S等)與NaOH溶液可形成噴泉。(3)噴泉實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵:盛氣體的燒瓶必須干燥;氣體要充滿燒瓶;燒瓶不能漏氣(實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先檢查裝置的氣密性);所用氣體能大量溶于所用液體或氣體與液體快速反應(yīng)。 題組二氨和銨鹽的實(shí)驗(yàn)探究4某氮肥樣品可能含有NH4HCO3、NH4Cl、NH4NO3中的一種或幾種。為探究其成分,稱取該樣品0.500 0 g,溶解配成100 mL溶液,加過量濃NaOH溶液,加熱,將產(chǎn)生的氨氣通入60.00 mL 0.100 0 mol·L1的H2SO4溶液中(設(shè)產(chǎn)生的NH3全部逸出),剩余的H2SO4溶液能消耗20.00 mL 0.225 0 mol·L1的NaOH溶液。下列說法正確的是()A吸收NH3消耗的H2SO4為6.000×103 molB上述過程共產(chǎn)生NH3 268.8 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)C該樣品中NH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為43.2%D該氮肥樣品必含NH4Cl解析:選D。0.006 mol H2SO4除了吸收NH3還中和NaOH,有n(NH3)n(NaOH)2n(H2SO4),n(NH3)0.004 5 mol0.012 mol,n(NH3)0.007 5 mol,標(biāo)準(zhǔn)狀況下V(NH3)168 mL,吸收NH3消耗的H2SO4為0.003 75 mol,w(NH)×100%27%。NH4HCO3、NH4Cl、NH4NO3中NH含量分別約為(22.8%)、(33.6%)、(22.5%),只有NH4Cl中NH 含量大于27%,故該氮肥樣品中一定有NH4Cl。5某同學(xué)用下列裝置(固定、加熱儀器和橡膠管略)進(jìn)行有關(guān)氨氣制取的實(shí)驗(yàn)探究。請(qǐng)回答下列問題:(1)若用裝置制取NH3,其反應(yīng)的化學(xué)方程式為_;若要測(cè)定生成的NH3的體積,則必須選擇的裝置是_(填裝置序號(hào)),裝置中所盛試劑應(yīng)具有的性質(zhì)是_。(2)若用裝置制取并收集干燥的NH3,燒瓶內(nèi)裝的試劑是_,分液漏斗中裝的試劑是_,收集裝置應(yīng)選擇_(填裝置序號(hào))。解析:(1)裝置適用于固固加熱制取氣體,制取NH3時(shí)試劑是NH4Cl固體和Ca(OH)2固體。若測(cè)定NH3的體積,必須用排液法,而NH3極易溶于水,故不能用排水法,所用的液體必須不與NH3反應(yīng),也不溶解NH3且不易揮發(fā)才行。(2)裝置是固液反應(yīng)不需加熱的裝置,制取NH3時(shí),可用濃氨水和堿石灰(或其他試劑)作用。答案:(1)2NH4ClCa(OH)22NH3CaCl22H2O氨氣難溶于該試劑,且該試劑不易揮發(fā),不與氨氣反應(yīng)(2)CaO(或NaOH固體或堿石灰)濃氨水(或濃NH4Cl溶液)硝酸 知識(shí)梳理一、物理性質(zhì)硝酸是無色、易揮發(fā)的液體,有刺激性氣味。二、化學(xué)性質(zhì)1不穩(wěn)定性4HNO32H2O4NO2O2。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)。(1)與金屬反應(yīng)稀硝酸與銅反應(yīng):3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O。濃硝酸與銅反應(yīng):Cu4HNO3(濃)=Cu(NO3)22NO22H2O。(2)與非金屬反應(yīng)濃硝酸與C的反應(yīng):C4HNO3(濃)CO24NO22H2O。(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)。例如:稀硝酸與FeSO4溶液反應(yīng)的離子方程式為3Fe24HNO=3Fe3NO2H2O。3有機(jī)反應(yīng)(1)硝化反應(yīng)(與苯反應(yīng)):HNO3NO2H2O。(2)顏色反應(yīng):部分蛋白質(zhì)遇到濃硝酸時(shí)變黃色。自我檢測(cè)1判斷正誤,正確的打“”,錯(cuò)誤的打“×”。(1)濃、稀硝酸都能使藍(lán)色石蕊試紙最終變?yōu)榧t色。()(2)硝酸能與Na2CO3反應(yīng),但不生成CO2。()(3)硝酸可與Na2S反應(yīng)制得H2S氣體。()(4)過量的銅與濃HNO3反應(yīng)有NO生成。()(5)常溫下,鋁和鐵在濃HNO3中“鈍化”,說明鋁和鐵與濃HNO3不反應(yīng)。()(6)可用濃HNO3與Cu反應(yīng)制備NO2。()答案:(1)×(2)×(3)×(4)(5)×(6)2久置的硝酸呈黃色,如何除去?怎樣保存硝酸?答案:硝酸顯黃色是由于硝酸見光或受熱發(fā)生分解,生成的NO2溶于硝酸所致,所以消除的方法是通入O2(或空氣),使其發(fā)生反應(yīng)4NO2O22H2O=4HNO3。應(yīng)將硝酸保存在棕色試劑瓶中,并置于陰涼處。3寫出下列反應(yīng)的離子方程式,并指出HNO3所表現(xiàn)的性質(zhì)。(1)Fe3O4和稀HNO3反應(yīng):_,_。(2)NaI和稀HNO3反應(yīng):_,_。(3)Na2SO3和稀HNO3反應(yīng):_,_。答案:(1)3Fe3O428HNO=9Fe3NO14H2O酸性和強(qiáng)氧化性(2)6I8H2NO=3I22NO4H2O強(qiáng)氧化性(3)3SO2H2NO=3SO2NOH2O強(qiáng)氧化性涉及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)簡單地寫成復(fù)分解反應(yīng)。(2018·三門峽高三模擬)足量銅與一定量濃硝酸反應(yīng),得到硝酸銅溶液和NO2、N2O4、NO的混合氣體,這些氣體與1.68 L O2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)混合后通入水中,所有氣體完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸銅溶液中加入5 mol·L1 NaOH溶液至Cu2恰好完全沉淀,則消耗NaOH溶液的體積是()A60 mLB45 mLC30 mL D15 mL解析由題意可知:HNO3HNO3,則Cu失去的電子數(shù)與O2得到的電子數(shù)相等,即n(Cu)2n(O2)2×0.15 mol。根據(jù)質(zhì)量守恒及NaOH和Cu(NO3)2的反應(yīng)可得關(guān)系式:n(NaOH)2nCu(NO3)22n(Cu)0.3 mol,則V(NaOH)0.06 L60 mL。答案A將上題修改為“19.2 g銅與一定量濃硝酸反應(yīng),得到硝酸銅溶液和NO2、N2O4、NO的混合氣體,這些氣體與一定量O2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)混合后通入水中,所有氣體完全被水吸收生成硝酸?!闭?qǐng)問需要標(biāo)準(zhǔn)狀況的O2多少升?答案:根據(jù)電子轉(zhuǎn)移關(guān)系,銅失去的電子最終被氧氣所得,則有關(guān)系式2CuO2,O2的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)為19.2 g÷64 g/mol÷2×22.4 L/mol3.36 L。解硝酸與金屬反應(yīng)計(jì)算題的整體思路和計(jì)算方法(1)整體思路(2)計(jì)算方法原子守恒法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。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。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。 題組一硝酸的性質(zhì)及實(shí)驗(yàn)探究1(2017·高考北京卷)下述實(shí)驗(yàn)中均有紅棕色氣體產(chǎn)生,對(duì)比分析所得結(jié)論不正確的是()A.由中的紅棕色氣體,推斷產(chǎn)生的氣體一定是混合氣體B紅棕色氣體不能表明中木炭與濃硝酸發(fā)生了反應(yīng)C由說明濃硝酸具有揮發(fā)性,生成的紅棕色氣體為還原產(chǎn)物D的氣體產(chǎn)物中檢測(cè)出CO2,由此說明木炭一定與濃硝酸發(fā)生了反應(yīng)解析:選D。中灼熱碎玻璃起加熱作用,濃硝酸受熱分解生成紅棕色NO2,硝酸中氮元素化合價(jià)降低,必有元素化合價(jià)升高,只能為氧元素,因此,還有O2生成,產(chǎn)生的氣體為混合氣體,A項(xiàng)正確;由可知,濃硝酸受熱分解可生成紅棕色氣體,所以中產(chǎn)生的“紅棕色氣體”不一定是木炭與濃硝酸發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生的,B項(xiàng)正確;中濃硝酸揮發(fā)才能與紅熱木炭接觸,產(chǎn)生的NO2是還原產(chǎn)物,C項(xiàng)正確;紅熱的木炭還可與空氣中的O2反應(yīng)生成CO2,不一定是木炭與濃硝酸發(fā)生反應(yīng)生成了CO2,D項(xiàng)錯(cuò)誤。2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。.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。(1)具支試管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(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_。.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_(填寫序號(hào))。Ac中收集到無色氣體Bc中收集到的無色氣體接觸空氣后變?yōu)榧t棕色Cb中產(chǎn)生的無色氣體接觸空氣后變?yōu)榧t棕色解析:(1)Cu與濃硝酸反應(yīng)生成Cu(NO3)2、NO2和水。反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu4HNO3(濃)=Cu(NO3)22NO22H2O。(2)濃硝酸作氧化劑,能將Cu氧化成Cu2(藍(lán)色溶液),其還原產(chǎn)物是NO2(紅棕色氣體)。(3)將濃HNO3稀釋成稀HNO3,再與Cu發(fā)生反應(yīng),即可進(jìn)一步證明稀HNO3的強(qiáng)氧化性。(4)NO為無色氣體,遇空氣中的O2轉(zhuǎn)化成紅棕色的NO2氣體。答案:(1)Cu4HNO3(濃)=Cu(NO3)22NO22H2O(2)試管中溶液變藍(lán),且有紅棕色氣體產(chǎn)生(3)向試管中加水將濃硝酸稀釋(4)C 題組二關(guān)于硝酸的計(jì)算3(2018·福州模擬)向500 mL稀硝酸中加入一定質(zhì)量的鐵粉,恰好使鐵粉完全溶解,放出NO氣體5.6 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),同時(shí)溶液質(zhì)量增加9.3 g。下列判斷正確的是()A原溶液中投入鐵粉物質(zhì)的量是0.25 molB原溶液中HNO3的濃度是 2.0 mol·L1C反應(yīng)后的溶液中還可溶解9.6 g銅D反應(yīng)后的溶液中 c(Fe2)c(Fe3)12解析:選B。n(NO)0.25 mol,m(NO)0.25 mol×30 g·mol17.5 g。m(Fe)9.3 g7.5 g16.8 g,n(Fe)0.3 mol,由得失電子守恒知反應(yīng)后溶液中存在Fe2、Fe3,則n(Fe2)n(Fe3)0.3 mol;由得失電子守恒得2n(Fe2)3n(Fe3)3n(NO),2n(Fe2)3n(Fe3)0.25 mol×3,解得n(Fe2)0.15 mol,n(Fe3)0.15 mol。n(HNO3)2n(Fe2)3n(Fe3)n(NO)0.15 mol×20.15 mol×30.25 mol1 mol,c(HNO3)2.0 mol·L1。還可溶解銅:n(Cu)n(Fe3)/20.075 mol,m(Cu)0.075 mol×64 g·mol14.8 g。4將32.64 g銅與140 mL一定濃度的硝酸反應(yīng),銅完全溶解,產(chǎn)生的NO和NO2混合氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2 L。請(qǐng)回答:(1)NO的體積為_L,NO2的體積為_L。(2)待產(chǎn)生的氣體全部釋放后,向溶液中加入V mL a mol·L1的NaOH溶液,恰好使溶液中的Cu2全部轉(zhuǎn)化成沉淀,則原硝酸溶液的濃度為_mol·L1。(3)欲使銅與硝酸反應(yīng)生成的氣體在NaOH溶液中全部轉(zhuǎn)化為NaNO3,至少需要30%的雙氧水_g。解析:(1)Cu與HNO3反應(yīng)過程中,Cu作還原劑失去的電子等于HNO3作氧化劑得到的電子,由得失電子守恒可得n(Cu)×2n(NO)×3n(NO2)×1,即×2×3×1,得V(NO)5.824 L,則V(NO2)5.376 L。(2)硝酸與Cu反應(yīng)中,硝酸顯酸性和氧化性,其中顯氧化性的硝酸全部轉(zhuǎn)化為NO、NO2,當(dāng)溶液中的Cu2全部轉(zhuǎn)化為沉淀時(shí),所得溶液為NaNO3溶液,則n(NO)溶液n(NaOH)V×103 L×a mol·L1aV×103 mol,根據(jù)N元素守恒,作氧化劑的硝酸與生成的氣體的物質(zhì)的量相等,則有n(HNO3)被還原n(氣體)0.5 mol。n(HNO3)n(NO)溶液n(HNO3)被還原aV×103 mol0.5 mol。(3)根據(jù)(1)中計(jì)算可得n(NO)0.26 mol,n(NO2)0.24 mol。從反應(yīng)的始終態(tài)分析:即要將NO中的2價(jià)的N元素和NO2中的4價(jià)的N元素完全轉(zhuǎn)化為NaNO3中的5價(jià)的N元素。根據(jù)得失電子守恒得n(NO)×3n(NO2)×1n(H2O2)×2,即0.26 mol×30.24 moln(H2O2)×2,求得n(H2O2)0.51 mol。m(H2O2)0.51 mol×34 g·mol117.34 g,需要30%的雙氧水的質(zhì)量為17.34 g÷30%57.8 g。答案:(1)5.8245.376(2)(3)57.8 課后達(dá)標(biāo)檢測(cè)一、選擇題1隨著我國汽車年銷量的大幅增加,空氣環(huán)境受到了很大的污染。汽車尾氣裝置里,氣體在催化劑表面吸附與解吸作用的過程如圖所示,下列說法正確的是()A反應(yīng)中NO為氧化劑,N2為氧化產(chǎn)物B汽車尾氣的主要污染成分包括CO、NO和N2CNO和O2必須在催化劑表面才能反應(yīng)D催化轉(zhuǎn)化總化學(xué)方程式為2NOO24CO4CO2N2解析:選D。反應(yīng)過程中NO、O2為氧化劑,N2為還原產(chǎn)物;汽車尾氣中的N2不是污染物;NO和O2的反應(yīng)不需要催化劑;根據(jù)題中的圖示,可將反應(yīng)的過程分成如下兩步寫:2NOO2=2NO2,2NO24CO=N24CO2,將兩步反應(yīng)式合并可得總化學(xué)方程式為2NOO24CO4CO2N2。2已知氨氣極易溶于水,而難溶于有機(jī)溶劑CCl4。下列裝置中不適宜作氨氣尾氣吸收裝置的是()解析:選C。A項(xiàng),氨氣不溶于CCl4,不會(huì)發(fā)生倒吸;B項(xiàng),導(dǎo)管末端連接倒置漏斗,漏斗下沿剛好沒入水中可有效防止倒吸;C項(xiàng),會(huì)發(fā)生倒吸;D項(xiàng),導(dǎo)管末端連接干燥管,干燥管細(xì)口沒入水中少許可有效防止倒吸。3下列關(guān)于氮及其化合物的說法正確的是()AN2分子的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,因而氮?dú)獠荒苤С秩魏挝镔|(zhì)的燃燒B液氨汽化時(shí)要吸收大量熱,因而液氨可用作制冷劑CNO可用向上排空氣法或排水法收集D濃硝酸保存在棕色瓶內(nèi)是因?yàn)橄跛嵋讚]發(fā)解析:選B。Mg能在N2中燃燒,A項(xiàng)錯(cuò)誤;NO能與空氣中的O2反應(yīng)生成NO2,C項(xiàng)錯(cuò)誤;濃硝酸見光易分解,故保存在棕色瓶內(nèi),D項(xiàng)錯(cuò)誤。4某同學(xué)仿照噴泉實(shí)驗(yàn)原理在實(shí)驗(yàn)室里做了一個(gè)“噴煙實(shí)驗(yàn)”。如圖所示,在甲、乙兩個(gè)燒瓶中分別裝入X、Y兩種無色氣體,膠頭滴管中盛有含酚酞的NaOH溶液,實(shí)驗(yàn)時(shí)將膠頭滴管內(nèi)的液體擠入甲燒瓶中,然后打開彈簧夾,便可看到甲燒瓶中的導(dǎo)管噴出白色的煙,同時(shí)甲燒瓶中的溶液顏色逐漸變淺最后褪為無色。則X、Y分別為()ANH3和HClBHCl和NH3CSO2和HCl DNO和HCl解析:選A。要想產(chǎn)生“噴煙”現(xiàn)象,應(yīng)具備兩個(gè)條件:一是形成壓強(qiáng)差,二是兩種氣體反應(yīng)會(huì)生成白煙,排除C、D項(xiàng)。根據(jù)甲中溶液顏色發(fā)生的變化,結(jié)合題給條件“膠頭滴管中盛有含酚酞的NaOH溶液”可知,甲中氣體溶于水所得溶液顯堿性,即X為NH3,故Y為HCl,選A。5用加熱法可以分離的一組物質(zhì)是()A氯化銨和消石灰 B碳酸氫銨和過氧化鈉 C氯化銨和氯化鈉 D碘和氯化銨解析:選C。銨鹽可與堿反應(yīng),因此選項(xiàng)A在加熱時(shí)發(fā)生反應(yīng)2NH4ClCa(OH)22NH32H2OCaCl2,不能用于分離。選項(xiàng)B中的NH4HCO3受熱分解,且產(chǎn)生的H2O及CO2能與Na2O2反應(yīng),也無法達(dá)到分離的目的。選項(xiàng)D中碘在受熱時(shí)升華,NH4Cl受熱分解再重新化合后仍與碘混合,無法達(dá)到分離的目的。對(duì)于選項(xiàng)C,NH4Cl受熱分解后可從體系中脫離,遇冷又重新化合為NH4Cl晶體,從而達(dá)到與NaCl分離的目的。6下列說法不正確的是()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某氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán),該氣體的水溶液一定顯堿性C銅與濃硝酸反應(yīng)的離子方程式為Cu4H2NO=Cu22NO22H2ODHNO3NONO2,以上各步變化均能通過一步實(shí)驗(yàn)完成解析:選A。A項(xiàng)中加入Cu(NO3)2固體后,Cu和H、NO發(fā)生反應(yīng):3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O,該項(xiàng)不正確。7N2O俗稱“笑氣”,曾用作可吸入性麻醉劑。以下反應(yīng)能產(chǎn)生N2O:3CO2NO23CO2N2O。下列關(guān)于N2O的說法正確的是()A上述反應(yīng)中每生成1 mol N2O,消耗1.5 mol COB等物質(zhì)的量的N2O和CO2含有相等的電子數(shù)CN2O只具有氧化性,無還原性DN2O會(huì)迅速與人體血紅蛋白結(jié)合,使人中毒解析:選B。由方程式知,生成1 mol N2O時(shí)消耗3 mol CO,A錯(cuò)誤;1 mol N2O與1 mol CO2都含有22 mol電子,B正確;N2O中氮元素的化合價(jià)為1價(jià),是氮元素的中間價(jià)態(tài),所以N2O既具有氧化性又具有還原性,C錯(cuò)誤;NO能與人體血紅蛋白結(jié)合,使人體中毒,D錯(cuò)誤。8(2015·高考北京卷)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中氣體由無色變紅棕色的化學(xué)方程式:2NOO2=2NO2B中的現(xiàn)象說明Fe表面形成致密的氧化層,阻止Fe進(jìn)一步反應(yīng)C對(duì)比、中現(xiàn)象,說明稀HNO3的氧化性強(qiáng)于濃HNO3D針對(duì)中現(xiàn)象,在Fe、Cu之間連接電流計(jì),可判斷Fe是否被氧化解析:選C。A.鐵放入稀HNO3中發(fā)生反應(yīng)Fe4HNO3(稀)=Fe(NO3)3NO2H2O,NO逸出,遇到O2生成NO2,氣體由無色變?yōu)榧t棕色。B.鐵放入濃HNO3中,在常溫下會(huì)鈍化,即在Fe表面形成致密的氧化層,阻止Fe進(jìn)一步反應(yīng)。C.濃HNO3的氧化性強(qiáng)于稀HNO3。D.在鐵、銅之間連接一個(gè)電流計(jì),根據(jù)電子的流向(與電流方向相反),可判斷鐵是否被氧化。若電子由鐵移動(dòng)到銅,則鐵被氧化。9等質(zhì)量的下列物質(zhì)與足量稀硝酸反應(yīng),放出NO物質(zhì)的量最多的是()AFeOBFe2O3CFeSO4 DFe3O4解析:選A。根據(jù)得失電子守恒,還原劑提供的電子越多,氧化劑硝酸生成的NO的物質(zhì)的量就越多。1 g題述四種物質(zhì)能提供的電子的物質(zhì)的量為A.×1 mol;B.0 mol;C.×1 mol;D.×1 mol(Fe3O4也可以寫為Fe2O3·FeO),故提供電子的物質(zhì)的量最多的為FeO。10對(duì)于1 L H2SO4和HNO3的混合溶液,若H2SO4和HNO3物質(zhì)的量濃度存在如下關(guān)系:c(H2SO4)c(HNO3)1.2 mol·L1,則理論上最多能溶解銅的物質(zhì)的量為()A0.80 mol B0.72 molC0.45 mol D0.40 mol解析:選B。HNO3、H2SO4的混酸和金屬反應(yīng)的有關(guān)計(jì)算,用離子方程式法計(jì)算,因?yàn)镠2SO4電離出的H能與NO結(jié)合繼續(xù)和銅反應(yīng)。離子方程式為3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O,設(shè)n(H2SO4)x,則n(HNO3)1.2 molx,當(dāng)兩者電離出的H之和與NO的物質(zhì)的量之比符合離子方程式化學(xué)計(jì)量數(shù)之比時(shí),表明兩者完全反應(yīng),溶解的銅最多,有,得x0.72 mol,n(NO)0.48 mol,根據(jù)離子方程式計(jì)算得n(Cu)0.72 mol。二、非選擇題11氨氣在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有重要應(yīng)用。(1)氮?dú)庥糜诠I(yè)合成氨,寫出氮?dú)獾碾娮邮剑篲。NH3的穩(wěn)定性比PH3_(填“強(qiáng)”或“弱”)。(2)如圖所示,向NaOH固體上滴幾滴濃氨水,迅速蓋上蓋,觀察現(xiàn)象。濃鹽酸液滴附近會(huì)出現(xiàn)白煙,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。濃硫酸液滴上方?jīng)]有明顯現(xiàn)象,一段時(shí)間后濃硫酸的液滴中有白色固體,該固體可能是_(寫化學(xué)式,一種即可)。FeSO4液滴中先出現(xiàn)灰綠色沉淀,過一段時(shí)間后變成紅褐色,發(fā)生的反應(yīng)包括Fe22NH3·H2O=Fe(OH)22NH和_。(3)空氣吹脫法是目前消除NH3對(duì)水體污染的重要方法。在一定條件下,向水體中加入適量NaOH可使NH3的脫除率增大,用平衡移動(dòng)原理解釋其原因:_。(4)在微生物作用下,蛋白質(zhì)在水中分解產(chǎn)生的氨能夠被氧氣氧化生成亞硝酸(HNO2),反應(yīng)的化學(xué)方程式為_,若反應(yīng)中有0.3 mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移,生成亞硝酸的質(zhì)量為_g。解析:(1)氮?dú)怆娮邮街写嬖谌I;根據(jù)非金屬性的判斷依據(jù)“非金屬性越強(qiáng),氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定”,很容易判斷出NH3的穩(wěn)定性強(qiáng)于PH3。(2)根據(jù)現(xiàn)象寫方程式;氨氣溶于濃硫酸,能生成(NH4)2SO4或NH4HSO4;根據(jù)現(xiàn)象寫方程式,氫氧化亞鐵被氧氣氧化為氫氧化鐵:4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。(3)氨水中存在平衡:NH3H2ONH3·H2ONHOH,加入NaOH后OH濃度增大,平衡逆向移動(dòng),故有利于氨的脫除。(4)由方程式可看出,每當(dāng)生成1 mol HNO2,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6 mol,當(dāng)有0.3 mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移時(shí),生成亞硝酸0.05 mol,即2.35 g。答案:(1)NN強(qiáng)(2)NH3HCl=NH4ClNH4HSO4或(NH4)2SO44Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(3)氨水中存在平衡:NH3H2ONH3·H2ONHOH,加入NaOH后OH濃度增大,平衡逆向移動(dòng),故有利于氨的脫除(4)2NH33O22HNO22H2O2.3512工業(yè)生產(chǎn)硝酸的尾氣中含有氮氧化物NOx(NO和NO2的混合物,假設(shè)不含N2O4),對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類健康帶來較大的威脅。(1)工業(yè)上可用氨催化吸收法處理NOx,反應(yīng)原理如下:4xNH36NOx(2x3)N26xH2O某化學(xué)興趣小組模擬該處理過程的實(shí)驗(yàn)裝置(夾持裝置略)如下:裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。裝置D中堿石灰的作用是_。(2)工業(yè)上也常用Na2CO3溶液吸收法處理NOx。已知:NO不能與Na2CO3溶液反應(yīng)。NONO2Na2CO3=2NaNO2CO2()2NO2Na2CO3=NaNO2NaNO3CO2()當(dāng)NOx被Na2CO3溶液完全吸收時(shí),x的值不可能是_(填字母)。A1.3B1.6C1.8將1 mol NOx通入Na2CO3溶液中,被完全吸收時(shí),溶液中生成的NO、NO兩種離子的物質(zhì)的量隨x變化關(guān)系如圖所示: 圖中線段a表示_離子隨x值變化的關(guān)系;若用溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為21.2%的Na2CO3溶液吸收,則需要Na2CO3溶液至少_g。用足量的Na2CO3溶液完全吸收NOx,每產(chǎn)生22.4 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)CO2(全部逸出)時(shí),吸收液質(zhì)量就增加44 g,則NOx中的x值為_。(3)氨催化吸收法和Na2CO3溶液吸收法處理NOx尾氣共同的優(yōu)點(diǎn)是_。解析:(1)A中發(fā)生的是實(shí)驗(yàn)室制NH3的反應(yīng)。堿石灰的作用是作干燥劑。(2)由信息可知,NO不能過量,過量的NO不能被吸收,因此n(NO2)n(NO),則x1.5。當(dāng)x1.5時(shí),該氮氧化物為等物質(zhì)的量的NO2、NO,只發(fā)生反應(yīng)(),生成NaNO2,a表示NO。最終生成N