高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)專題4.4氮及其化合物（知識講解）（含解析）.docx

第四講 氮及其化合物【真題速遞】1.（2019.江蘇）下列有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)與用途具有對應(yīng)關(guān)系的是（ ）A. NH4HCO3受熱易分解，可用作化肥B. 稀硫酸具有酸性，可用于除去鐵銹C. SO2具有氧化性，可用于紙漿漂白D. Al2O3具有兩性，可用于電解冶煉鋁【答案】B【解析】A.NH4HCO3受熱易分解和用作化肥無關(guān)，可以用作化肥是因?yàn)楹械?；B.鐵銹的主要成分為Fe2O3，硫酸具有酸性可以和金屬氧化物反應(yīng)，具有對應(yīng)關(guān)系；C. 二氧化硫的漂白原理是二氧化硫與有色物質(zhì)化合成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)，不涉及氧化還原，故和二氧化硫的氧化性無關(guān)；D. 電解冶煉鋁，只能說明熔融氧化鋁能導(dǎo)電，是離子晶體，無法說明是否具有兩性，和酸、堿都反應(yīng)可以體現(xiàn) Al2O3具有兩性。2.（2019.江蘇）下列有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的敘述正確的是（ ）A. Fe在稀硝酸中發(fā)生鈍化B. MnO2和稀鹽酸反應(yīng)制取Cl2C. SO2與過量氨水反應(yīng)生成(NH4)2SO3D. 室溫下Na與空氣中O2反應(yīng)制取Na2O2【答案】C【解析】A.常溫下，F(xiàn)e在與濃硝酸發(fā)生鈍化反應(yīng)，故A錯誤；B.二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)制取氯氣，故B錯誤；C.二氧化硫與過量氨水反應(yīng)生成硫酸銨，故C正確；D.常溫下，Na與空氣中的氧氣反應(yīng)生成Na2O；加熱條件下，鈉與氧氣反應(yīng)生成Na2O2，故D錯誤；綜上所述，本題應(yīng)選C。3.(2018全國卷，8)研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成霧霾時與大氣中的氨有關(guān)(如下圖所示)。下列敘述錯誤的是()A.霧和霾的分散劑相同B.霧霾中含有硝酸銨和硫酸銨C.NH3是形成無機(jī)顆粒物的催化劑D.霧霾的形成與過度施用氮肥有關(guān)【答案】C【解析】NH3參與反應(yīng)生成銨鹽，是反應(yīng)物，不是催化劑，C項(xiàng)錯誤；霧和霾的分散劑都是空氣，A項(xiàng)正確；霧霾中的無機(jī)顆粒物含有硝酸銨和硫酸銨，B項(xiàng)正確；過度施用氮肥會增加大氣中氨的含量，D項(xiàng)正確。4.(2017北京，12)下述實(shí)驗(yàn)中均有紅棕色氣體產(chǎn)生，對比分析所得結(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產(chǎn)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)物中檢測出CO2，由此說明木炭一定與濃硝酸發(fā)生了反應(yīng)【答案】D【解析】中濃HNO3受熱分解，發(fā)生反應(yīng)4HNO3(濃) 4NO2O22H2O，產(chǎn)生的氣體為混合氣體，故選項(xiàng)A正確；由可知，濃硝酸受熱分解可生成紅棕色氣體NO2，所以“產(chǎn)生紅棕色氣體”不能說明中木炭能與濃硝酸發(fā)生反應(yīng)，故選項(xiàng)B正確；根據(jù)和，濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生紅棕色NO2時需要加熱，所以濃硝酸具有揮發(fā)性才可與上方紅熱木炭接觸，同時，N元素化合價降低，所以生成的NO2為還原產(chǎn)物，故選項(xiàng)C正確；紅熱的木炭可與空氣中的O2反應(yīng)生成CO2，故選項(xiàng)D錯誤。5.(2016全國卷，26)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NH3與NO2反應(yīng)進(jìn)行了探究。回答下列問題：(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_【答案】(1)A2NH4ClCa(OH)2CaCl22H2O2NH3(或BNH3H2ONH3H2O)dcfei(2)紅棕色氣體慢慢變淺6NO28NH37N212H2OZ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【解析】(1)在實(shí)驗(yàn)室通常是用加熱氯化銨和消石灰固體混合物制取氨氣，應(yīng)選用發(fā)生裝置A，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH4ClCa(OH)2CaCl22H2O2NH3，或選用發(fā)生裝置B，直接加熱濃氨水生成氨氣：NH3H2ONH3H2O；氨氣是堿性氣體，可用堿石灰干燥，密度小于空氣，應(yīng)采用向下排空氣法收集，氨氣極易溶于水，尾氣處理時應(yīng)防止倒吸，則要收集一瓶干燥的氨氣，儀器的連接順序?yàn)榘l(fā)生裝置d、cf、ei。(2)打開K1，推動注射器活塞將氨氣緩慢通入Y管中，在一定溫度和催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng)：6NO28NH37N212H2O，隨著反應(yīng)的發(fā)生Y管中紅棕色氣體顏色變淺；反應(yīng)生成的水蒸氣液化后，NO2和NH3反應(yīng)后氣體的物質(zhì)的量減小，反應(yīng)容器中的壓強(qiáng)減小，打開K2，Z中的溶液倒吸入Y管中。【考綱解讀】考點(diǎn)內(nèi)容說明氮及其化合物1. 掌握氮元素單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用。2. 了解氮元素單質(zhì)及其重要化合物的制備方法。3. 了解氮元素單質(zhì)及其重要化合物對環(huán)境的影響。高考必考點(diǎn)之一，常以選擇題、非選擇題的形式出現(xiàn)【知識梳理】一、氮?dú)饧暗难趸?存在及用途。N2在大氣中的體積分?jǐn)?shù)約為_；主要用作合成氨的原料氣，以及填充氣和保護(hù)氣，液態(tài)氮可做_等。2氮的固定。(1)定義：將空氣中_的氮轉(zhuǎn)化為_的方法。(2)方式：氮的固定3氮?dú)狻?1)物理性質(zhì)。_色、_味、_體；密度比空氣_，_水。(2)化學(xué)性質(zhì)。寫出Mg3N2分別與水、鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：_； _。4氮的常見氧化物。NONO2顏色_色_色毒性_毒_毒溶解性_溶于水_溶于水與O2反應(yīng)_與H2O反應(yīng)_與人體、環(huán)境的關(guān)系 與_結(jié)合，使人中毒；轉(zhuǎn)化成NO2形成酸雨、光化學(xué)煙霧形成_、_特殊性NO2與N2O4的相互轉(zhuǎn)化制備工業(yè)4NH35O24NO6H2O2NOO2=2NO2實(shí)驗(yàn)室_二、氨及銨鹽1氨氣。(1)物理性質(zhì)。_色，_氣味，密度比空氣_，常溫常壓下，1體積水中溶解_體積氨。(2)化學(xué)性質(zhì)。 (3)制法。實(shí)驗(yàn)室制法： _。工業(yè)制法：_。(4)用途：制HNO3、銨鹽、純堿、尿素、制冷劑等。2銨鹽。(1)構(gòu)成：由_和_構(gòu)成。(2)物理性質(zhì)：都是白色或無色晶體，都_溶于水。(3)化學(xué)性質(zhì)。不穩(wěn)定性。寫出NH4Cl、NH4HCO3受熱分解的化學(xué)方程式：_；_。與強(qiáng)堿反應(yīng)。寫出NH4Cl與NaOH反應(yīng)并微熱攪拌的離子方程式： _。(4)NH的檢驗(yàn)。銨鹽(NH)無色氣體(NH3)試紙_。三、硝酸1物理性質(zhì)。氣味顏色揮發(fā)性溶解性_色久置呈_色易_與水_2.化學(xué)性質(zhì)。【答案】一、氮?dú)饧暗难趸? 78%冷凍劑2(1)游離態(tài)含氮化合物(2)自然高能人工仿生3(1)無無氣略小不溶于(2)N2O22NO N23H22NH3N23MgMg3N2Mg3N26H2O=3Mg(OH)22NH3Mg3N28HCl=3MgCl22NH4Cl4 無紅棕有有不易2NOO2=2NO23NO2H2O=2HNO3NO血紅蛋白酸雨光化學(xué)煙霧3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2OCu4HNO3(濃)=Cu(NO3)22NO22H2O二、氨及銨鹽1 (1)無有刺激性小700(2)NH3H2O NH3H2ONHOH產(chǎn)生大量白煙NH3HCl=NH4ClAl33NH33H2O=Al(OH)33NH4NH35O24NO6H2O(3)2NH4ClCa(OH)2CaCl22H2O2NH3N23H22NH32 (1)銨根離子酸根離子(2)易(3)NH4ClNH3HClNH4HCO3NH3H2OCO2NHOHNH3H2O(4)變藍(lán)三、硝酸1 刺激性無黃揮發(fā)互溶2. 試液變紅試液先變紅后褪色4HNO34NO2O22H2O3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O3Fe24HNO=3Fe3NO2H2OCu4HNO3(濃)=Cu(NO3)22NO22H2OC4HNO3(濃)CO24NO22H2O【考點(diǎn)精講】考點(diǎn)一、氮?dú)饧捌溲趸?.氮的固定2.氮?dú)?1)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)寫出有關(guān)化學(xué)方程式：3MgN2Mg3N2；N23H22NH3；N2O22NO。3.氮的氧化物(1)氮有多種價態(tài)的氧化物，氮元素從15價都有對應(yīng)的氧化物，如N2O、NO、N2O3、NO2(或N2O4)、N2O5，其中屬于酸性氧化物的是N2O3、N2O5。(2)NO和NO2的比較性質(zhì)NONO2色、態(tài)、味無色、無味氣體紅棕色、有刺激性氣味氣體溶解性難溶于水毒性有毒，大氣污染物之一有毒，大氣污染物之一與水反應(yīng)不反應(yīng)3NO2H2O=2HNO3NO與氧氣反應(yīng)NOO2=2NO2不反應(yīng)對環(huán)境的影響NO與血紅蛋白結(jié)合使人中毒，NO、NO2導(dǎo)致光化學(xué)煙霧、形成酸雨及破壞臭氧層(3)常見的NOx尾氣處理方法堿液吸收法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。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?！镜淅?】1.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2NO22NO2O，2NOO22NO2，OO2O3。下列對該反應(yīng)過程及產(chǎn)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)過程得O22O，OO2O3，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)錯誤；O3與O2的相對分子質(zhì)量不相同，不是同分異構(gòu)體，屬同素異形體，D項(xiàng)錯誤?！練w納總結(jié)】氮氧化物對環(huán)境的污染及防治(1)常見的污染類型光化學(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)生了一種有毒的煙霧。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。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。NO與血紅蛋白結(jié)合使人中毒。(2)常見的NOx尾氣處理方法堿液吸收法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。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?！镜淅?】2.如圖所示，相同條件下，兩個容積相同的試管分別裝滿NO2和NO氣體，分別倒置于水槽中，然后通過導(dǎo)管緩慢通入氧氣，邊通邊慢慢搖動試管，直到兩個試管內(nèi)充滿液體。假設(shè)試管內(nèi)的溶質(zhì)不向水槽中擴(kuò)散，則兩個試管內(nèi)溶液物質(zhì)的量濃度之比為()A.11 B.57 C.75 D.43【答案】A【解析】NO2、NO裝滿試管，則體積相同，根據(jù)阿伏加德羅定律：n(NO2)n(NO)，根據(jù)氮原子守恒所得硝酸的物質(zhì)的量相同，溶液的體積相同，所以兩個試管中溶液物質(zhì)的量濃度之比為11?！練w納總結(jié)】NOx溶于水的計(jì)算對于“NONO2O2H2O”型，當(dāng)反應(yīng)后，無氣體剩余，則N均被氧化為5價(存在于HNO3中)，O被還原為2價(存在于HNO3中)，得失電子情況如下：NO2eHNO3，NO3eHNO3，O24eHNO3。根據(jù)得失電子守恒知，n(NO2)3n(NO)4n(O2)。因?qū)嶋H應(yīng)用中，氣體量通常用體積表示，由阿伏加德羅定律推論知，同溫同壓下氣體體積比等于氣體物質(zhì)的量比。故又有V(NO2)3V(NO)4V(O2)。上述公式具有廣泛地適用性，若體系中沒有NO，則V(NO)0，由此有V(NO2)4V(O2)；當(dāng)體積中沒有NO2時，則有3V(NO)4V(O2)?！究键c(diǎn)一精練】1.下圖中能實(shí)現(xiàn)人工固氮的是（ ）A A B B C C D D【答案】C【解析】人工固氮是在人為的條件下將游離態(tài)的轉(zhuǎn)化為化合態(tài)，閃電時，放出很多的能量，空氣中的氮?dú)夂脱鯕饣统梢谎趸?，屬于自然固氮，A項(xiàng)錯誤；在豆科植物根瘤的作用下空氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)化成被植物吸收的含氮化合物，屬于生物固氮，B項(xiàng)錯誤；工業(yè)合成氨是氮?dú)夂蜌錃庠谌藶榈臈l件下化合成氨氣，屬于人工固氮，C項(xiàng)正確；電解飽和食鹽水生成NaOH，氫氣和氯氣，不屬于固氮，D項(xiàng)錯誤。2.每年春季是疾病、流行性傳染病多發(fā)的季節(jié)。幾年前的SARS至今讓人心悸。最新的研究表明：一氧化氮吸入治療法可快速改善SARS重癥患者的缺氧狀況，緩解病情。病毒學(xué)研究證實(shí)，一氧化氮對SARS病毒有直接抑制作用。下列關(guān)于一氧化氮的敘述不正確的是 ()A 一氧化氮是一種無色的氣體B 常溫常壓下，一氧化氮不能與空氣中的氧氣直接化合C 含等質(zhì)量氧元素的一氧化氮與一氧化碳的物質(zhì)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項(xiàng)中NO是無色氣體；B項(xiàng)中NO極易與空氣中O2化合；C項(xiàng)中，假設(shè)含16 g氧元素，那么NO為1 mol，CO也為1 mol，C項(xiàng)正確；D項(xiàng)中符合NO的溶解性及收集方法，NO能用排水法而不能用排氣法收集。3.把少量NO2氣體通入過量小蘇打溶液中，再使逸出的氣體通過裝有足量的過氧化鈉顆粒的干燥管，最后收集到的氣體是 ()A 氧氣B 二氧化氮C 二氧化氮和氧氣D 二氧化氮和一氧化氮【答案】C【解析】發(fā)生的反應(yīng)有3NO2H2O=2HNO3NOHNO3NaHCO3=CO2H2ONaNO32CO22Na2O2=2Na2CO3O22NOO2=2NO2?？杉僭O(shè)開始有3 mol NO2，那么最后收集到1 mol NO2和0.5 mol O2。4.N2O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)C N2O只具有氧化性，無還原性D N2O會迅速與人體血紅蛋白結(jié)合，使人中毒【答案】B【解析】由方程式知，生成1 mol N2O時消耗3 mol CO，A錯誤；1 mol N2O與1 mol CO2都含有22 mol電子，B正確；N2O中氮元素為1價，是氮元素的中間價態(tài)，所以N2O既具有氧化性又具有還原性，C錯誤。5.酸雨的主要成分是H2SO4，以下是形成途徑之一：NO2SO2=NOSO3，2NOO2=2NO2，SO3H2O=H2SO4，以下敘述錯誤的是()A NO2由反應(yīng)N22O22NO2生成B 總反應(yīng)可表示為2SO2O22H2O2H2SO4C 還可能發(fā)生的反應(yīng)有4NO2O22H2O=4HNO3D 還可能發(fā)生的反應(yīng)有4NO3O22H2O=4HNO3【答案】A【解析】A項(xiàng)，N2O222NO，不能生成NO2，錯誤；B項(xiàng)，22得：2SO2O22H2O=2H2SO4，正確；C項(xiàng)，利用3NO2H2O=2HNO3NO以及2得：4NO2O22H2O=4HNO3，正確；D項(xiàng)，利用3NO2H2O=2HNO3NO以及23得：4NO3O22H2O=4HNO3，正確。6.在汽車尾氣凈化裝置里，氣體在催化劑表面吸附與解吸作用的過程如圖所示。下列說法錯誤的是()A NO2是紅棕色氣體B NO和O2必須在催化劑表面才能反應(yīng)C 汽車尾氣的主要污染成分包括CO和NOD 催化轉(zhuǎn)化總反應(yīng)為：2NOO24CO4CO2N2【答案】B【解析】A項(xiàng)，NO2是紅棕色氣體，正確；B項(xiàng)，NO和O2在常溫下就能反應(yīng)，不必加催化劑，錯誤；C項(xiàng)，汽車尾氣的主要污染成分為CO和NO，正確；D項(xiàng)，根據(jù)2NOO2=2NO2,2NO24CO4CO2N2，可得總反應(yīng)2NOO24CO4CO2N2，正確，故選B?？键c(diǎn)二、硝酸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)：4HNO3(濃) 2H2O4NO2O2。(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：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。與非金屬反應(yīng)：濃硝酸與C的反應(yīng)：C4HNO3(濃)CO24NO22H2O。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：3Fe24HNO=3Fe3NO2H2O。(3)與有機(jī)物反應(yīng)硝化反應(yīng)(與反應(yīng))：；顏色反應(yīng)：含有苯基的蛋白質(zhì)遇到濃硝酸時變黃色。【典例1】1.下述實(shí)驗(yàn)中均有紅棕色氣體產(chǎn)生，對比分析所得結(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產(chǎn)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)物中檢測出CO2，由此說明木炭一定與濃硝酸發(fā)生了反應(yīng)【答案】D【解析】中濃HNO3受熱分解，發(fā)生反應(yīng)4HNO3(濃)4NO2O22H2O，產(chǎn)生的氣體為混合氣體，故選項(xiàng)A正確；由可知，濃硝酸受熱分解可生成紅棕色氣體NO2，所以“產(chǎn)生紅棕色氣體”不能說明中木炭能與濃硝酸發(fā)生反應(yīng)，故選項(xiàng)B正確；根據(jù)和，濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生紅棕色NO2時需要加熱，所以濃硝酸具有揮發(fā)性才可與上方紅熱木炭接觸。同時，N元素化合價降低，所以生成的NO2為還原產(chǎn)物，故選項(xiàng)C正確；紅熱的木炭可與空氣中的O2反應(yīng)生成CO2，故選項(xiàng)D錯誤。【典例2】2.將51.2 g Cu完全溶于適量濃硝酸中，收集到氮的氧化物(含NO、N2O4、NO2)的混合物共0.8 mol，這些氣體恰好能被500 ml 2 molL1NaOH溶液完全吸收，生成含NaNO3和NaNO2的鹽溶液，其中NaNO2的物質(zhì)的量為（ ）A 0.2 mol B 0.6 mol C 0.8 mol D 1.0 mol【答案】C【解析】由題干知n(Cu)51.2 g64 gmol10.8 mol。n(NaOH)0.5 L2 molL11 mol整個反應(yīng)過程轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.8 mol21.6 mol，由電子守恒可知銅失的電子恰好為HNO3中5價N元素變?yōu)镹aNO2中3價N得到的電子數(shù)所以有n(NaNO2)1.6 mol20.8 mol。【歸納總結(jié)】金屬與硝酸反應(yīng)的模型建構(gòu)【考點(diǎn)二精練】1.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)，五金八石皆能穿第，惟玻璃可盛?！边@里的“強(qiáng)水”是指()A 氨水 B 鹽酸 C 醋酸 D 硝酸【答案】D【解析】“強(qiáng)水”“性最烈，能蝕五金其水甚強(qiáng)，五金八石皆能穿第，惟玻璃可盛”說明“強(qiáng)水”腐蝕性很強(qiáng)，能腐蝕多數(shù)金屬及巖石，但不能腐蝕玻璃，即和玻璃中成分不反應(yīng)，上述物質(zhì)中只有硝酸具有該性質(zhì)。2.下列圖像表示將鐵粉逐漸加入到一定量的稀硝酸中時，鐵和硝酸鐵之間物質(zhì)的量(mol)的關(guān)系，其中正確的是()A A B B C C D D【答案】B【解析】由發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式，得出關(guān)系式：2Fe2Fe(NO3)3Fe21生成Fe(NO3)3消耗n1(Fe)，與Fe(NO3)3完全轉(zhuǎn)化消耗n2(Fe)，即2 mol Fe參加反應(yīng)，生成2 mol Fe(NO3)3,1 mol Fe與2 mol Fe(NO3)3反應(yīng)，對比圖像比例關(guān)系，選B。3.為證明稀硝酸與銅反應(yīng)產(chǎn)物中氣體為NO，設(shè)計(jì)如圖實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)過程中活塞2為打開狀態(tài))，下列說法中不正確的是()A 關(guān)閉活塞1，加入稀硝酸至液面a處B 在裝置左側(cè)稍加熱可以加快稀硝酸與銅的反應(yīng)速率C 通過關(guān)閉或開啟活塞1可以控制反應(yīng)的進(jìn)行D 反應(yīng)開始后，膠塞下方有無色氣體生成，還不能證明該氣體為NO【答案】A【解析】如果關(guān)閉活塞1，稀硝酸加到一定程度后，左側(cè)液面將不再升高，即不可能加到液面a處，A錯誤。B正確。關(guān)閉活塞1時，產(chǎn)生的氣體聚集在銅絲附近使得U型管液面左低右高，當(dāng)左面銅絲接觸不到硝酸后，反應(yīng)停止；由于活塞2是打開的，打開活塞1后，兩邊液面恢復(fù)水平位置，繼續(xù)反應(yīng)，所以活塞1可以控制反應(yīng)的進(jìn)行，C項(xiàng)正確。下方有無色氣體生成，此時還要打開活塞1使得該氣體進(jìn)入上面的球體里，看到有紅棕色現(xiàn)象(生成NO2)才能證明生成的是NO氣體，D正確。4.某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL，平均分成兩等份。向其中一份中逐漸加入銅粉，最多能溶解19.2 g(已知硝酸只被還原為NO氣體)。向另一份中逐漸加入鐵粉，產(chǎn)生氣體的量隨鐵粉質(zhì)量增加的變化如下圖所示。下列分析或結(jié)果錯誤的是()A OA段產(chǎn)生的是NO，AB段的反應(yīng)為Fe2Fe3=3Fe2，BC段產(chǎn)生氫氣B 原混合酸中NO物質(zhì)的量為0.4 molC 第二份溶液中最終溶質(zhì)為FeSO4D 取20 mL原混合酸加水稀釋至1 L后溶液的pH1【答案】D【解析】向其中一份中逐漸加入銅粉，最多能溶解19.2 g，消耗0.3 mol銅，據(jù)得失電子守恒計(jì)算可得生成0.2 mol NO；向另一份中逐漸加入鐵粉，鐵粉先跟氧化性強(qiáng)的硝酸反應(yīng)生成NO，由圖可知該反應(yīng)消耗鐵的量是0.2 mol，根據(jù)得失電子守恒，生成的NO也是0.2 mol，此時硝酸根離子已經(jīng)反應(yīng)完了，據(jù)氮守恒知道原硝酸的物質(zhì)的量為0.4 mol，B項(xiàng)正確；AB段的反應(yīng)為Fe2Fe3=3Fe2，BC段產(chǎn)生氫氣，OA段產(chǎn)生NO，A項(xiàng)正確；第二份溶液中最終溶質(zhì)為FeSO4，C項(xiàng)正確；OA段和BC段共消耗H1.0 mol，則原溶液中H為2.0 mol，取20 mL原混合酸加水稀釋至1 L后溶液的c(H)0.2 molL1，即pH0.7，D項(xiàng)錯誤。5.銅與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生NO，NO又被氧化成NO2，對實(shí)驗(yàn)觀察無色NO有干擾，過多的NO、NO2又會污染環(huán)境。為使實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)符合綠色化學(xué)的思想，某興趣小組設(shè)計(jì)出如圖所示裝置來改進(jìn)“銅與硝酸反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)，以探究化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化。(1)實(shí)驗(yàn)前，關(guān)閉活塞b，試管d中加水至浸沒長導(dǎo)管口，塞緊試管c和d的膠塞，加熱c。其目的是_。(2)在d中加適量NaOH溶液，c中放一小塊銅片，由分液漏斗a向c中加入2 mL濃硝酸，c中反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。再由a向c中加2 mL蒸餾水，c中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_。(3)表中是制取硝酸銅的三種方案，能體現(xiàn)綠色化學(xué)理念的最佳方案是_，理由是_。(4)該興趣小組還用上述裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)證明氧化性KMnO4Cl2Br2，操作步驟為_，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為_；但此實(shí)驗(yàn)的不足之處是_?！敬鸢浮?1)檢查裝置氣密性(2)Cu4HNO3(濃)=Cu(NO3)22NO22H2O反應(yīng)變慢，氣體顏色變淡(3)丙硝酸耗量少，無污染(4)向d中加入KBr溶液，c中加入固體KMnO4，由a向c中加入濃鹽酸c中有黃綠色氣體產(chǎn)生，d中溶液變棕黃色沒有尾氣吸收裝置?！窘馕觥?1)制取氣體或許多驗(yàn)證氣體性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)前都需要檢驗(yàn)裝置的氣密性。(2)由題意知實(shí)驗(yàn)開始是銅與濃硝酸反應(yīng)，產(chǎn)生紅棕色NO2，加水后是銅與稀硝酸反應(yīng)，產(chǎn)生無色的NO。(3)綠色化學(xué)理念是原料利用率高，不產(chǎn)生污染，分析三個方案，可看出，甲方案用硝酸最多，產(chǎn)生有毒氣體NO2，乙方案產(chǎn)生有毒氣體NO，丙方案用硝酸最少，不產(chǎn)生有毒氣體。(4)若證明KMnO4、Cl2、Br2的氧化性，利用KMnO4和濃鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生Cl2，將Cl2通入KBr溶液中，根據(jù)反應(yīng)及現(xiàn)象，可得出結(jié)論。但此裝置沒有尾氣吸收裝置，多余的Cl2會污染空氣。考點(diǎn)三、 氨、銨鹽1氨的物理性質(zhì)與噴泉實(shí)驗(yàn)(1)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。(2)噴泉實(shí)驗(yàn)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。常見的能形成噴泉實(shí)驗(yàn)的氣體和吸收劑如下表：氣體HClNH3CO2、SO2、Cl2、H2SNO2O2吸收劑水或NaOH溶液水或鹽酸濃NaOH溶液水2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。現(xiàn)象：產(chǎn)生白煙。應(yīng)用：用于NH3與揮發(fā)性酸的互相檢驗(yàn)。(3)與水反應(yīng)：NH3H2ONH3H2O，NH3H2ONHOH，氨的水溶液叫氨水，呈弱堿性。3氨氣的實(shí)驗(yàn)室制法(1)(2)實(shí)驗(yàn)室制取氨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NH3H2ONH3H2O濃氨水固體NaOHNaOH溶于水放熱，促使氨水分解。且OH濃度的增大有利于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?；瘜W(xué)方程式為NH3H2OCaO=NH3Ca(OH)24用途制硝酸、銨鹽、純堿、尿素、制冷劑等。5銨鹽(1)物理性質(zhì)：都是無色或白色晶體，易溶于水。(2)化學(xué)性質(zhì)“三解”不穩(wěn)定性(熱解)aNH4Cl受熱分解：NH4ClNH3HCl。bNH4HCO3受熱分解：NH4HCO3NH3CO2H2O。與堿反應(yīng)(堿解)銨鹽與堿溶液反應(yīng)的離子方程式a在稀溶液中不加熱：NHOH=NH3H2O。b加熱時或濃溶液：NHOHNH3H2O。銨鹽溶于水易水解(水解)：NHH2ONH3H2OH。 (3)NH的檢驗(yàn)：【典例1】1.如圖的裝置中，干燥燒瓶內(nèi)盛有某種氣體，燒杯和滴管內(nèi)盛放某種溶液。擠壓滴管的膠頭，下列與實(shí)驗(yàn)事實(shí)不相符的是 ()A CO2(NaHCO3溶液)/無色噴泉B NH3(H2O中含酚酞)/紅色噴泉C H2S(CuSO4溶液)/黑色噴泉D HCl(AgNO3溶液)/白色噴泉【答案】A【解析】CO2在NaHCO3溶液中的溶解度很小，因此不能形成噴泉；NH3極易溶于水生成NH3H2O，NH3H2O發(fā)生電離生成OH，遇酚酞使之顯紅色；H2S和CuSO4反應(yīng)生成CuS黑色沉淀；HCl極易溶于水，且和AgNO3發(fā)生反應(yīng)生成白色沉淀；因此A不正確?！練w納總結(jié)】噴泉實(shí)驗(yàn)的原理及應(yīng)用(1)噴泉實(shí)驗(yàn)的原理由于容器內(nèi)外產(chǎn)生壓強(qiáng)差而形成噴泉。氣體迅速溶于水或某種溶液中，容器內(nèi)壓強(qiáng)小于容器外壓強(qiáng)，從而產(chǎn)生噴泉，依據(jù)這一原理，只要能夠造成容器內(nèi)氣體大量溶于液體，就可以形成噴泉。(2)形成噴泉的類型只要?dú)怏w易溶于吸收劑，均可做噴泉實(shí)驗(yàn)，吸收劑可以是水，也可以是酸液、堿液等。下面是幾種常見的能形成噴泉的氣體和液體。容器內(nèi)的液體由于受熱揮發(fā)(如濃鹽酸、濃氨水、酒精等)或由于發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氣體。容器內(nèi)產(chǎn)生大量氣體，壓強(qiáng)迅速增大，促使容器內(nèi)液體迅速向外流動，也能形成噴泉。如噴霧器、人造噴泉、火山噴發(fā)等均是利用此原理?！镜淅?】2.為檢驗(yàn)一種氮肥的成分，某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：加熱氮肥樣品生成氣體，其中一種氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)，另一種無色無味氣體能使澄清石灰水變渾濁。取少量該氮肥樣品溶于水，并加入少量BaCl2溶液，沒有明顯變化。由此可知該氮肥的主要成分是()A NH4HCO3B NH4ClC (NH4)2CO3D NH4NO3【答案】A【解析】因產(chǎn)生的兩種氣體一種為NH3，一種為CO2，故A、C符合，而加入BaCl2溶液后，無明顯變化，C選項(xiàng)與BaCl2反應(yīng)會產(chǎn)生白色沉淀，所以該氮肥的主要成分為NH4HCO3。選A。【歸納總結(jié)】【考點(diǎn)三精練】 1.（多選）如圖是實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的裝置和選用的試劑，其中可行的是()A A B B C C D D【答案】BD【解析】A項(xiàng)，NH4Cl受熱分解生成NH3和HCl，但二者在試管口處遇冷又生成了NH4Cl，故得不到NH3；B項(xiàng)，CaO與水反應(yīng)生成Ca(OH)2，反應(yīng)放出大量的熱，使?jié)獍彼邪睔夥懦?；C項(xiàng)，氯化銨與氫氧化鈣加熱制取氨氣，試管口要略向下傾斜，否則生成的水倒流，使熱的試管炸裂；D項(xiàng)，加熱濃氨水，可制取氨氣。2.有關(guān)氨氣的實(shí)驗(yàn)較多，下列對這些實(shí)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)原理的分析中，正確的是()A 某同學(xué)將收集到的一大試管氨氣倒扣在盛滿水的燒杯中，充分吸收后試管中還有少量氣體，該同學(xué)用紅色石蕊試紙檢驗(yàn)該氣體中可能含有氨氣B 氨水中滴入酚酞變紅，是因?yàn)榘睔饽茈婋x出氫氧根離子C 因氨水中的氨主要以NH3H2O的形式存在，故25%的氨水是指每100 g氨水中含NH3H2O 25 gD NH3H2O的熱不穩(wěn)定性可以解釋實(shí)驗(yàn)室中用加熱氨水的方法制取氨氣【答案】D【解析】氨氣極易溶于水，常溫下1 體積的水溶解約700體積的氨氣，故A項(xiàng)中剩余氣體中不含氨氣，錯誤；氨水顯堿性的原因是氨氣與水反應(yīng)生成的一水合氨電離出氫氧根離子，B項(xiàng)錯誤；雖然氨在其水溶液中主要以一水合氨的形式存在，但習(xí)慣上認(rèn)為氨水的溶質(zhì)是氨氣，C項(xiàng)錯誤；NH3H2O不穩(wěn)定，受熱容易分解，向濃氨水中加入氧化鈣制取氨氣的原因之一就是氧化鈣與水反應(yīng)消耗水以及反應(yīng)放熱。選D。3.如圖是課外活動小組的同學(xué)設(shè)計(jì)的4個噴泉實(shí)驗(yàn)方案。下列有關(guān)操作不可能引發(fā)噴泉現(xiàn)象的是()A 擠壓裝置的膠頭滴管使CCl4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足量濃硫酸并打開止水夾【答案】B【解析】根據(jù)噴泉實(shí)驗(yàn)的原理，要發(fā)生噴泉現(xiàn)象，必須使燒瓶中壓強(qiáng)迅速下降，導(dǎo)致外界壓強(qiáng)大于燒瓶中的壓強(qiáng)，從而使燒杯(錐形瓶)中的液體進(jìn)入燒瓶中產(chǎn)生噴泉現(xiàn)象，中的Cl2易溶于CCl4，中的NH3易溶于水，所以可以使燒瓶中壓強(qiáng)迅速下降，產(chǎn)生噴泉現(xiàn)象，中HCl和濃氨水反應(yīng)(首先是濃硫酸注入水中放熱使?jié)獍彼懦霭睔?，同樣也會導(dǎo)致燒瓶中壓強(qiáng)減小，而中H2不溶于NaOH溶液，也不與NaOH反應(yīng)，所以不能發(fā)生噴泉現(xiàn)象。選B。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“噴煙實(shí)驗(yàn)”。如圖所示，在甲、乙兩個燒瓶中分別裝入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()A NH3和HCl B HCl和NH3C SO2和HCl D NO和HCl【答案】A【解析】要想產(chǎn)生“噴煙”現(xiàn)象，應(yīng)具備兩個條件：一是形成壓強(qiáng)差，二是兩種氣體反應(yīng)會生成白煙，排除C、D項(xiàng)。根