(新高考)高考化學一輪復習課時練習第4章第4講氮及其重要化合物(含解析)

第4講氮及其重要化合物課程標準知識建構1.結合真實情境中的應用實例或通過實驗探究了解氮及其重要化合物的主要性質。2．知道氮及其重要化合物的制備方法，認識氮的化合物對生態(tài)環(huán)境的影響。一、氮氣及其氧化物1．自然界中氮的存在和氮的固定2．氮氣寫出有關化學方程式：①3Mg＋N2eq\o(=,\s\up7(點燃))Mg3N2；②N2＋3H2eq\o(,\s\up7(高溫、高壓),\s\do5(催化劑))2NH3；③N2＋O2eq\o(=,\s\up7(放電或高溫))2NO。3．氮的氧化物(1)氮元素從＋1～＋5價都有對應的氧化物，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NONO2色、態(tài)、味無色、無味氣體紅棕色、有刺激性氣味氣體水溶性難溶于水能與水反應毒性有毒有毒與水反應不反應3NO2＋H2O=2HNO3＋NO與氧氣反應2NO＋O2=2NO2不反應對環(huán)境的影響NO與血紅蛋白結合使人中毒，NO、NO2導致光化學煙霧、形成酸雨及破壞臭氧層【診斷1】判斷下列說法是否正確，正確的打√，錯誤的打×。(1)食品袋中充氮氣可用來防腐()(2)通過灼熱的鎂粉，可除N2中的少量氧氣()(3)NO中的NO2雜質氣體，可通過盛有水的洗氣瓶除去()(4)CO、NO、NO2都是大氣污染氣體，在空氣中都穩(wěn)定存在()(5)N2與O2在放電條件下直接化合成NO2()(6)NO2溶于水時，NO2是氧化劑，水是還原劑()(7)NO2是酸性氧化物，與水反應生成硝酸()答案(1)√(2)×(3)√(4)×(5)×(6)×(7)×二、硝酸1．物理性質2．化學性質(1)不穩(wěn)定性①化學方程式：4HNO3(濃)eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5(或光照))2H2O＋4NO2↑＋O2↑。②市售濃硝酸呈黃色的原因是HNO3分解生成的NO2溶于硝酸中。③濃硝酸的保存方法是保存在棕色帶有玻璃塞的細口試劑瓶中，置于冷暗處。(2)強氧化性①與金屬反應，如濃、稀硝酸與銅反應(化學方程式)：Cu＋4HNO3(濃)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O；3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。②常溫下濃硝酸使Fe、Al鈍化。③與非金屬反應，如濃硝酸與C反應的化學方程式：C＋4HNO3(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。④與還原性化合物反應，如與SO2、Fe2＋反應的離子方程式：3SO2＋2NOeq\o\al(－,3)＋2H2O=3SOeq\o\al(2－,4)＋2NO＋4H＋；3Fe2＋＋NOeq\o\al(－,3)＋4H＋=3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。【特別提醒】(1)硝酸濃度不同，其還原產物不同，一般為HNO3(濃)→NO2，HNO3(稀)→NO，HNO3(極稀)→N2O或NHeq\o\al(＋,4)。(2)“鈍化”并非不反應。(3)濃硝酸能使紫色石蕊溶液先變紅，后褪色?！驹\斷2】判斷下列說法是否正確，正確的打√，錯誤的打×。(1)用鋅粒與稀硝酸制取純凈H2()(2)常溫下，鐵、鋁在濃硝酸中的鈍化為化學變化()(3)可以選用稀硝酸除去試管內壁的銀或銅()(4)含4molHNO3的濃溶液與足量Cu充分反應，理論上可生成2molNO2氣體()(5)1molFe與足量的稀硝酸反應，轉移2NA個電子()(6)蛋白質遇到硝酸變藍色()答案(1)×(2)√(3)√(4)×(5)×(6)×三、氨銨鹽1．氨的分子結構和物理性質電子式密度氣味水溶性比空氣小刺激性氣味極易溶于水2.氨的化學性質3．銨鹽(1)銨鹽的物理性質銨鹽都是白色固體，均易溶于水。(2)銨鹽的化學性質(3)NHeq\o\al(＋,4)的檢驗4．氨氣的實驗室制法【診斷3】判斷下列說法是否正確，正確的打√，錯誤的打×。(1)液氨汽化時要吸收大量的熱，可用作制冷劑()(2)液氨制冷、碘的升華、NH4Cl汽化都不涉及化學變化()(3)能用加熱法除去NaCl中的NH4Cl的原因是NH4Cl為強酸弱堿鹽()(4)氨水具有弱堿性，說明氨水是弱電解質()(5)銨鹽都易溶于水，其水溶液均呈酸性()(6)濃氨水可檢驗氯氣管道是否漏氣()答案(1)√(2)×(3)×(4)×(5)×(6)√四、氮及其化合物的相互轉化氮元素有多種可變化合價，物質的種類較多，在復習時要從物質類別和價態(tài)變化理解這些物質之間的轉化關系。1．橫向轉化為物質類別變化，非氧化還原反應，如(1)氨氣轉化為銨鹽：HCl＋NH3=NH4Cl(2)硝酸轉化為硝酸鹽：NaOH＋HNO3=NaNO3＋H2O2．縱向轉化為化合價變化反應，是氧化還原反應，如(1)NH3轉化為N2：3Cl2＋8NH3=N2＋6NH4Cl(2)NH3轉化為NO：5O2＋4NH3eq\o(=,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))4NO＋6H2O【診斷4】關于氮的變化關系圖如下：則下列說法不正確的是()A．路線①②③是工業(yè)生產硝酸的主要途徑B．路線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷電固氮生成硝酸的主要途徑C．上述所有反應都是氧化還原反應D．上述反應中只有③屬于氮的固定答案D五、綠色化學與環(huán)境保護1．主要的大氣污染物及其危害大氣污染物主要成分危害可吸入顆粒物大氣中液體、固體狀顆粒物，又稱飄塵加重呼吸道疾病，其他有害氣體轉化的催化劑S的氧化物SO2、SO3酸雨N的氧化物NO、NO2光化學煙霧、酸雨、破壞臭氧層C的氧化物CO降低血液的輸氧能力碳氫化合物CH4、C2H6等溫室效應、光化學煙霧氟氯代烴CF3Cl(氟利昂)等破壞臭氧層2.綠色化學【診斷5】(2020·河南開封市一模)汽車尾氣含氮氧化物(NOx)、碳氫化合物(CxHy)、碳等，直接排放容易造成“霧霾”。因此，不少汽車都安裝尾氣凈化裝置(凈化處理過程如圖)。下列有關敘述，錯誤的是()A．尾氣造成“霧霾”與汽油未充分燃燒有關B．尾氣處理過程，氮氧化物(NOx)被還原C．Pt－Rh催化劑可提高尾氣凈化反應的平衡轉化率D．使用氫氧燃料電池作汽車動力能有效控制霧霾答案C解析汽油未充分燃燒可增加碳氫化合物(CxHy)、碳等的排放，可造成“霧霾”，故A正確；尾氣處理過程中，氮氧化物(NOx)中氮元素化合價降低，得電子，被還原，故B正確；催化劑只改變化學反應速率，不會改變平衡轉化率，故C錯誤；使用氫氧燃料電池作汽車動力能減少含氮氧化物(NOx)、碳氫化合物(CxHy)、碳等的排放，能有效控制霧霾，故D正確?？键c一氮及其氧化物的性質和應用【典例1】將盛有12mLNO2和O2的混合氣體的量筒倒立于水槽中，充分反應后，還剩余2mL無色氣體，則原混合氣體中O2的體積和剩余的2mL氣體分別是()A．1.2mL，NO B．2.4mL，O2C．3.5mL，O2 D．4mL，NO答案A解析解題依據的化學方程式：4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3；3NO2＋H2O=2HNO3＋NO。設O2的體積為x，剩余的氣體有兩種可能：①若剩O2，則V剩＝x－eq\f(1,4)×(12mL－x)＝2mL，解得x＝4mL，B、C兩項均不正確；②若剩NO，則V剩＝eq\f(1,3)×[(12mL－x)－4x]＝2mL，解得x＝1.2mL，D項不正確，A項正確。氮氧化物溶于水的問題分析無論是單一氣體(NO2)，還是NO、NO2、O2中的兩者的混合氣體，反應的實質是3NO2＋H2O=2HNO3＋NO,2NO＋O2=2NO2，故若有氣體剩余只能是NO或O2，不可能是NO2。(1)若NO和O2通入水中，總關系式為4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3(4∶3)。(2)若NO2和O2通入水中，總關系式為4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3(4∶1)?！緦c練1】(氮氧化物轉化的隱藏反應)如圖為裝有活塞的密閉容器，內盛22.4mL一氧化氮。若通入11.2mL氧氣(氣體體積均在標準狀況下測定)，保持溫度、壓強不變，則容器內物質的密度為()A．等于1.369g·L－1B．等于2.054g·L－1C．在1.369g·L－1和2.054g·L－1之間D．大于2.054g·L－1答案D解析一氧化氮與氧氣恰好發(fā)生反應生成了二氧化氮，2NO＋O2=2NO221222.4mL11.2mL22.4mL反應后生成了22.4mL二氧化氮，假設二氧化氮的體積不變，則容器中氣體的密度為ρ(NO2)＝eq\f(46g·mol－1×\f(22.4×10－3L,22.4L·mol－1),22.4×10－3L)≈2.054g·L－1，因存在轉化平衡：2NO2N2O4，則混合氣體的體積小于22.4mL，所以容器中氣體的密度應大于2.054g·L－1?！緦c練2】(氮氧化物與水的反應)(2020·貴陽模擬)同溫同壓下，在3支相同體積的試管中分別充有等體積混合的2種氣體，它們是①NO和NO2，②NO2和O2，③NH3和N2。將3支試管均倒置于盛水的水槽中，充分反應后，試管中剩余氣體的體積分別為V1、V2、V3，則下列的關系正確的是()A．V1＞V2＞V3 B．V1＞V3＞V2C．V2＞V3＞V1 D．V3＞V1＞V2答案B解析設各種氣體的體積都為1體積。①根據3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，即剩余NO的體積V1＝(1＋eq\f(1,3))體積。②根據4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3，即剩余O2的體積V2＝(1－eq\f(1,4))體積。③剩余N2的體積V3＝1體積，即B項符合題意?！緦c練3】(氮氧化物與環(huán)境保護)(2020·湖南懷化統一考試)化學與生產、生活、環(huán)境等社會實際密切相關。下列相關敘述正確的是()A．CO2、NO2都是可形成酸雨的氣體B．75%酒精消毒原理和“84”消毒液(主要成分NaClO)消毒的原理相同C．納米鐵粉通過物理吸附去除污水中Hg2＋、Pb2＋等重金屬離子D．汽車尾氣中含有的氮氧化物，會加劇酸雨的形成答案D解析CO2不都是可形成酸雨的氣體，A項錯誤；75%的酒精消毒的原理是使蛋白質發(fā)生變性，“84”消毒液是利用其主要成分NaClO的強氧化性殺菌消毒，原理不相同，B項錯誤；納米鐵粉能有效地處理污水中的Hg2＋、Pb2＋等重金屬離子，與其還原性有關，C項錯誤。考點二硝酸的性質及應用【典例2】(2020·福建福州市高三模擬)某學習小組探究濃、稀硝酸氧化性的相對強弱，按下圖裝置進行試驗(夾持儀器已略去)。實驗表明濃硝酸能將NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO，由此得出的結論是濃硝酸的氧化性強于稀硝酸。可選藥品：濃硝酸、3mol/L稀硝酸、蒸餾水、濃硫酸、氫氧化鈉溶液及二氧化碳。已知：氫氧化鈉溶液不與NO反應，能與NO2反應：2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O(1)實驗應避免有害氣體排放到空氣中，裝置③、④、⑥中盛放的藥品依次是_____________________________________________________________；(2)滴加濃硝酸之前的操作是：檢驗裝置的氣密性，加入藥品，打開彈簧夾后，繼續(xù)進行的操作是___________________________________________________________________________________________________________________；(3)裝置①中發(fā)生反應的離子方程式是___________________________________________________________________；(4)裝置②的作用是______________________________________________，發(fā)生反應的化學方程式是________________________________________；(5)該小組得出結論依據的實驗現象是__________________________________________________________________________________________________；(6)實驗結束后，同學們發(fā)現裝置①中溶液呈綠色，而不顯藍色。甲同學認為是該溶液中硝酸銅的質量分數較高所致，而乙同學認為是該溶液中溶解了生成的氣體。同學們分別設計了以下4個試驗來判斷兩種看法是否正確。這些方案中可行的是________(填字母)。a．加熱該綠色溶液，觀察顏色變化b．加水稀釋綠色溶液，觀察顏色變化c．向該綠色溶液中通入氮氣，觀察顏色變化d．向飽和硝酸銅溶液中通入濃硝酸與銅反應產生的氣體，觀察顏色變化答案(1)3mol/L稀硝酸、濃硝酸、氫氧化鈉溶液(2)通入CO2一段時間，關閉彈簧夾，將裝置⑤中導管末端伸入倒置的燒瓶內(3)Cu＋4H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O(4)將NO2轉化為NO3NO2＋H2O=2HNO3＋NO(5)裝置③中液面上方氣體仍為無色，裝置④中液面上方氣體由無色變?yōu)榧t棕色(6)acd解析(1)根據裝置的特點和實驗目的，NO不溶于水，裝置⑤是收集NO，所以裝置③中應該盛放稀硝酸，達到驗證稀HNO3不能氧化NO的目的，裝置⑥中盛放NaOH溶液吸收NO2，防止污染空氣，裝置④中應該盛放濃硝酸，達到驗證濃HNO3能氧化NO的目的；(2)由于裝置中殘存的空氣能氧化NO，對實驗產生干擾，所以滴加濃HNO3之前需要通入一段時間CO2趕走裝置中的空氣，同時也需將裝置⑤中導管末端伸入倒置的燒瓶內防止反應產生的NO氣體逸出；(3)裝置①中Cu與濃HNO3反應的離子方程式為Cu＋4H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O；(4)裝置②中盛放H2O，使NO2與H2O反應生成NO,3NO2＋H2O=2HNO3＋NO；(5)NO通過稀HNO3溶液后，若無紅棕色NO2產生，說明稀HNO3不能氧化NO，所以盛放稀HNO3裝置的液面上方沒有顏色變化即可說明；裝置④中盛放的是濃HNO3，若濃HNO3能氧化NO，則裝置④液面的上方會產生紅棕色氣體；(6)要證明是Cu(NO3)2濃度過高或是溶解了NO2導致裝置①中溶液呈綠色，一是可設計將溶解的NO2趕走(a、c方案)再觀察顏色變化，二是增大溶液中NO2濃度(d方案)，通過觀察顏色變化可以判斷?！緦c練4】(與硝酸有關的離子共存問題)(2020·湖南湘潭市畢業(yè)班檢測)下列離子在指定溶液中一定能大量共存的是()A．加入Al能放出H2的溶液中：Fe2＋、Al3＋、NOeq\o\al(－,3)、Cl－、S2－B．在pH＝11的溶液中：Na＋、AlOeq\o\al(－,2)、NOeq\o\al(－,3)、S2－、SOeq\o\al(2－,3)C．由水電離的c(H＋)＝10－12mol·L－1的溶液中：Cl－、HCOeq\o\al(－,3)、NOeq\o\al(－,3)、NHeq\o\al(＋,4)、F－D．加入Mg能放出H2的溶液中：Mg2＋、NHeq\o\al(＋,4)、NOeq\o\al(－,3)、K＋、SOeq\o\al(2－,4)答案B解析A項，加入Al能放出H2的溶液可能為酸或堿的溶液，堿溶液中Al3＋、Fe2＋與OH－不能大量共存，酸溶液中若存在NOeq\o\al(－,3)，則不能放出H2，S2－與Fe2＋、Al3＋、H＋不能大量共存，故A錯誤；B項，pH＝11的溶液中存在大量的OH－，該組離子在堿性溶液中不反應，則能大量共存，故B正確；C項，由水電離的c(H＋)＝10－12mol·L－1的溶液中，水的電離受到抑制，溶液可能為酸或堿的溶液，HCOeq\o\al(－,3)既能與酸反應又能與堿反應，NHeq\o\al(＋,4)、OH－結合生成弱電解質，H＋與F－結合生成弱電解質，則不能共存，故C錯誤；D項，加入Mg能放出H2的溶液中，存在較多的H＋，該條件下NOeq\o\al(－,3)不能大量共存，故D錯誤。【對點練5】(硝酸與金屬的計算)(2020·湖南常德市高三協作考)將Mg和Cu的合金1.52g投入稀HNO3中反應，固體全部溶解時，收集的還原產物為NO，體積為0.448L(標準狀況下)，向反應后的溶液中加入適量NaOH溶液，使金屬離子恰好完全沉淀，則形成沉淀的質量為()A．2.15g B．2.54gC．4.17g D．5.26g答案B解析硝酸被還原為NO氣體且標準狀況下體積為0.448L，即物質的量為0.448L÷22.4L·mol－1＝0.02mol，所以轉移電子的物質的量為0.02mol×(5－2)＝0.06mol，最后沉淀為Cu(OH)2、Mg(OH)2，金屬提供的電子的物質的量等于氫氧根離子的物質的量，故最后沉淀質量等于1.52g＋0.06mol×17g·mol－1＝2.54g?！緦c練6】(硝酸與金屬反應的實驗探究)在通風櫥中進行下列實驗：步驟現象Fe表面產生大量無色氣泡，液面上方變?yōu)榧t棕色Fe表面產生少量紅棕色氣泡后，迅速停止Fe、Cu接觸后，其表面均產生紅棕色氣泡下列說法不正確的是()A．Ⅰ中氣體由無色變紅棕色的化學方程式：2NO＋O2=2NO2B．Ⅱ中的現象說明Fe表面形成致密的氧化膜，阻止Fe進一步反應C．對比Ⅰ、Ⅱ中現象，說明稀HNO3的氧化性強于濃HNO3D．針對Ⅲ中現象，在Fe、Cu之間連接電流計，可判斷Fe是否被氧化答案C解析A．鐵放入稀HNO3中發(fā)生反應Fe＋4HNO3(稀)=Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，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，在常溫下會鈍化，即在Fe表面形成致密的氧化膜，阻止Fe進一步反應；C.濃HNO3的氧化性強于稀HNO3；D.在鐵、銅之間加一個電流計，根據電子的流向，可判斷鐵是否被氧化，若電子由鐵移動到銅，則鐵被氧化。金屬與硝酸反應計算問題的思維模型考點三氨氣、銨鹽及NHeq\o\al(＋,4)檢驗【典例3】(2020·西安模擬)氨催化氧化法是工業(yè)生產中制取硝酸的主要途徑，某同學用該原理在實驗室探究硝酸的制備和性質，設計了如圖所示裝置。(1)某同學想用下列裝置及試劑方便快速地制取少量氨氣。化學試劑：①NH4Cl固體、②濃氨水、③NaOH固體。應選擇的裝置是________(填字母)，選用的試劑是________(填序號)。選用上述試劑制氨氣的理由是__________________________________________________________________________________________________________。實驗過程中，制氣時的實驗操作是_____________________________________________________________________________________________________。(2)乙裝置的作用是______________________________________________；寫出受熱時丙裝置中發(fā)生反應的化學方程式：___________________________________________________________________。(3)當戊中觀察到___________________________________________現象，則說明已制得硝酸。某同學按上圖組裝儀器并檢驗裝置氣密性后進行實驗，沒有觀察到此現象，請分析實驗失敗的可能原因是：___________________________________________________________________，如何改進裝置：________________________________________________。(4)改進后待反應結束，將丁裝置倒立在盛水的水槽中，會觀察到的現象是___________________________________________________________________。答案(1)B②③NaOH固體遇水放熱，使氨氣的溶解度降低，同時可使溶液中c(OH－)增大，促使NHeq\o\al(＋,4)＋OH－NH3·H2ONH3＋H2O平衡向右移動，從而使氨氣逸出將濃氨水逐滴滴加到NaOH固體上(2)干燥氧氣和氨的混合氣體4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))4NO＋6H2O(3)紫色石蕊溶液變紅過量的氨致使戊中溶液不一定呈酸性在丙和丁之間連接盛有無水氯化鈣的干燥管或盛有濃硫酸的洗氣瓶(4)試管丁內水面慢慢上升，上升到一定高度不再變化，試管內氣體顏色由紅棕色逐漸變淡至無色解析(1)不加熱制取NH3是快速制取少量NH3的措施，具體操作方法是把濃氨水滴到NaOH固體上。(2)乙裝置可干燥NH3和O2；NH3和O2在加熱和Cr2O3的催化作用下，發(fā)生催化氧化反應。(3)HNO3能使紫色石蕊溶液變紅；由于NH3過量，可能會與HNO3反應，致使觀察不到溶液變紅的現象；可在丙和丁之間連接一個能除去NH3的裝置。(4)丁裝置中為NO2和O2的混合氣體，NO2會與H2O反應生成無色的NO?！緦c練7】(氨氣的性質)如下圖，利用培養(yǎng)皿探究氨的性質。實驗時向NaOH固體上滴幾滴濃氨水，立即用另一表面皿扣在上面。下表中對實驗現象所做的解釋正確的是()選項實驗現象解釋A濃鹽酸附近產生白煙NH3與濃鹽酸揮發(fā)出的HCl氣體反應產生了NH4Cl固體B濃硫酸附近無明顯現象NH3與濃硫酸不發(fā)生反應C氯化物溶液變渾濁該溶液一定是AlCl3溶液D干燥紅色石蕊試紙不變色，濕潤紅色石蕊試紙變藍NH3是一種可溶性堿答案A解析NH3能與HCl發(fā)生化合反應，生成NH4Cl白色固體，NH3也能與H2SO4發(fā)生化合反應，生成(NH4)2SO4；NH3與氯化物溶液反應生成氫氧化物沉淀，該氯化物可以是氯化鋁、氯化鎂等；NH3溶于水生成NH3·H2O，NH3·H2O屬于堿，NH3不屬于堿?！緦c練8】(銨鹽的性質)(2020·安徽馬鞍山市高三二模)稱取(NH4)2SO4和NH4HSO4混合物樣品7.24g，加入含0.1molNaOH的溶液，完全反應，生成NH31792mL(標準狀況)，則(NH4)2SO4和NH4HSO4的物質的量比為()A．1∶1 B．1∶2C．1.87∶1 D．3.65∶1答案C解析利用極值法分析，可知0.1mol氫氧化鈉不足，故先將NH4HSO4反應完，再與(NH4)2SO4反應，因共生成NH30.08mol，故與H＋反應的氫氧化鈉為0.02mol，則NH4HSO4為0.02mol，所以(NH4)2SO4質量為7.24g－115g/mol×0.02mol＝4.94g，(NH4)2SO4的物質的量為4.94g÷132g/mol≈0.0374mol。因此(NH4)2SO4與NH4HSO4物質的量之比為：1.87∶1，故選C。考點四氮及其化合物的轉化關系及應用【典例4】(2020·河南聯考)一定條件下，含氮元素的物質可發(fā)生如圖所示的循環(huán)轉化?；卮鹣铝袉栴}：(1)氮的原子結構示意圖為________。(2)圖中屬于“氮的固定”的是________(填字母，下同)；轉化過程中發(fā)生非氧化還原反應的是________。(3)若“反應h”是在NO2和H2O的作用下實現，則該反應中氧化產物與還原產物的物質的量之比為________。(4)若“反應i”是在酸性條件下由NOeq\o\al(－,3)與Zn的作用實現，則該反應的離子方程式為_____________________________________________________________。答案(1)(2)k和ca和l(3)2∶1(4)4Zn＋2NOeq\o\al(－,3)＋10H＋=4Zn2＋＋N2O↑＋5H2O解析(3)反應h的化學方程式為3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，HNO3是氧化產物，NO是還原產物，因此氧化產物和還原產物的物質的量之比為2∶1?！緦c練9】(氮及其化合物性質轉化的實驗探究)某學習小組設計實驗探究NO與銅粉的反應并檢驗NO，實驗裝置如圖所示(夾持裝置略)。實驗開始前，向裝置中通入一段時間的N2，排盡裝置內的空氣。已知：在溶液中FeSO4＋NO[Fe(NO)]SO4(棕色)，該反應可用于檢驗NO。下列說法中不正確的是()A．裝置F、I中的試劑依次為水、硫酸亞鐵溶液B．若觀察到裝置H中紅色粉末變黑色，則NO與Cu發(fā)生了反應C．實驗結束后，先熄滅酒精燈，再關閉分液漏斗的活塞D．裝置J收集的氣體中一定不含NO答案D解析稀硝酸與銅反應生成一氧化氮，一氧化氮能夠被氧氣氧化，因此實驗前需要通入氮氣，排盡裝置中的空氣，硝酸具有揮發(fā)性，生成的一氧化氮中混有少量硝酸蒸氣，可以通過水吸收后再干燥，干燥的一氧化氮在裝置H中與銅反應，未反應的NO可以利用硫酸亞鐵溶液檢驗。裝置F、I中的試劑依次為水、硫酸亞鐵溶液，A項正確；若觀察到裝置H中紅色粉末變?yōu)楹谏瑒tNO與Cu發(fā)生了反應，B項正確；實驗結束后，為了防止倒吸，需要先熄滅酒精燈，再關閉分液漏斗的活塞，C項正確；由于FeSO4＋NO[Fe(NO)]SO4(棕色)為可逆反應，裝置J收集的氣體中可能含有NO，D項錯誤。【對點練10】(氮及其化合物轉化關系的綜合應用)(2021·1月廣東學業(yè)水平選擇考適應性測試，10)部分含氮物質的分類與相應氮元素的化合價關系如圖所示。下列說法錯誤的是()A.a可經催化氧化生成bB.b為紅棕色，可轉化為cC.密閉體系中，c存在2NO2N2O4D.d的溶液與Cu反應可生成b或c答案B解析A.由題中信息知，a為NH3，b為NO，NH3可經催化氧化生成NO，A說法正確；B.b為NO，為無色氣體，與氧氣反應可轉化為c，即NO2，B說法錯誤；C.c存在2NO2N2O4，C說法正確；D.d為硝酸，Cu與稀硝酸溶液反應生成NO，與濃硝酸反應生成NO2，D說法正確。1．(2020·北京卷)某同學進行如下實驗：實驗步驟實驗現象Ⅰ將NH4Cl固體加入試管中，并將濕潤的pH試紙置于試管口，試管口略向下傾斜，對試管底部進行加熱試紙顏色變化：黃色→藍色(pH≈10)→黃色→紅色(pH≈2)；試管中部有白色固體附著Ⅱ將飽和NH4Cl溶液滴在pH試紙上試紙顏色變化：黃色→橙黃色(pH≈5)下列說法不正確的是()A．根據Ⅰ中試紙變藍，說明NH4Cl發(fā)生了分解反應B．根據Ⅰ中試紙顏色變化，說明氨氣比氯化氫氣體擴散速率快C．Ⅰ中試紙變成紅色，是由于NH4Cl水解造成的D．根據試管中部有白色固體附著，說明不宜用加熱NH4Cl的方法制備NH3答案C解析氯化銨是強酸弱堿鹽，其水溶液顯酸性，會使?jié)駶櫟膒H試紙變紅，根據Ⅰ中試紙變藍，說明NH4Cl發(fā)生了分解反應，故A正確；根據分析，根據Ⅰ中試紙顏色變化，說明氨氣比氯化氫氣體擴散速率快，故B正確；根據分析，Ⅰ中試紙變成紅色，是由于NH4Cl分解產生的氯化氫造成的，故C錯誤；根據分析，根據試管中部有白色固體附著，說明氯化銨分解產生的氨氣和氯化氫在擴散過程中又化合生成氯化銨，則不宜用加熱NH4Cl的方法制備NH3，故D正確。2．(2018·課標全國Ⅱ，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(如圖所示)。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是形成無機顆粒物的催化劑D．霧霾的形成與過度施用氮肥有關答案C解析霧和霾的分散劑均為空氣，A項正確；結合圖示可知形成霧霾的無機顆粒物中含有NH4NO3和(NH4)2SO4，B項正確；根據圖示可知空氣中NOx、SO2等分別轉化為HNO3、H2SO4后，吸收空氣中的NH3生成NH4NO3和(NH4)2SO4，即NH3是形成無機顆粒物的反應物不是催化劑，C項錯誤；過度施用氮肥，會導致空氣中揮發(fā)的NH3濃度增大，與霧霾的形成有關，D項正確。3．(2018·海南卷)某工業(yè)廢氣所含氮氧化物(NOx)的氮氧質量比約為7∶4，該NOx可表示為()A．N2O B．NOC．N2O3 D．NO2答案A解析eq\f(nN,nO)＝eq\f(\f(7,14),\f(4,16))＝eq\f(2,1)，故NOx可表示為N2O。4．下列有關說法正確的是()A．(2017·全國卷Ⅱ，13C)加熱盛有少量NH4HCO3固體的試管，并在試管口放置濕潤的紅色石蕊試紙，石蕊試紙變藍，說明NH4HCO3顯堿性B．(2017·天津，1D)用燒堿處理含高濃度NHeq\o\al(＋,4)的廢水并回收利用氨C．(2019·江蘇，3A)NH4HCO3受熱易分解，因而可用作化肥D．(2017·北京，8D)氨氣使AlCl3溶液產生白色沉淀，反應中氨氣被還原答案B解析碳酸氫銨受熱分解產生的氨氣使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍，說明氨氣是堿性氣體，而不是NH4HCO3顯堿性，A項錯誤；燒堿可以與NHeq\o\al(＋,4)反應產生氨氣，B項正確；NH4HCO3受熱易分解和用作化肥無關，C項錯誤；D項為復分解反應。5．(2019·海南卷)干燥的二氧化碳和氨氣反應可生成氨基甲酸銨固體，化學方程式為：2NH3(g)＋CO2(g)NH2COONH4(s)ΔH<0，在四氯化碳中通入二氧化碳和氨制備氨基甲酸銨的實驗裝置如下圖所示，回答下列問題：(1)裝置1用來制備二氧化碳氣體：將塊狀石灰石放置在試管中的帶孔塑料板上，漏斗中所加試劑為________；裝置2中所加試劑為________。(2)裝置4中試劑為固體NH4Cl和Ca(OH)2，發(fā)生反應的化學方程式為___________________________________________________________________；試管口不能向上傾斜的原因是_________________________________________________________________________________________________________。裝置3中試劑為KOH，其作用為___________________________________。(3)反應時三頸燒瓶需用冷水浴冷卻，其目的是___________________________________________________________________________________________。答案(1)稀鹽酸濃H2SO4(2)2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up7(△))2NH3↑＋2H2O＋CaCl2防止冷凝水倒流到試管底部使試管破裂干燥劑(干燥氨氣)(3)降低溫度，使平衡正向移動提高產量6.(2019·江蘇化學，16)N2O、NO和NO2等氮氧化物是空氣污染物，含有氮氧化物的尾氣需處理后才能排放。(1)N2O的處理。N2O是硝酸生產中氨催化氧化的副產物，用特種催化劑能使N2O分解。NH3與O2在加熱和催化劑作用下生成N2O的化學方程式為___________________________________________________________________。(2)NO和NO2的處理。已除去N2O的硝酸尾氣可用NaOH溶液吸收，主要反應為NO＋NO2＋2OH－=2NOeq\o\al(－,2)＋H2O2NO2＋2OH－=NOeq\o\al(－,2)＋NOeq\o\al(－,3)＋H2O①下列措施能提高尾氣中NO和NO2去除率的有________(填字母)。A．加快通入尾氣的速率B．采用氣、液逆流的方式吸收尾氣C．吸收尾氣過程中定期補加適量NaOH溶液②吸收后的溶液經濃縮、結晶、過濾，得到NaNO2晶體，該晶體中的主要雜質是__________________________________________________________(填化學式)；吸收后排放的尾氣中含量較高的氮氧化物是________(填化學式)。(3)NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾氣，可提高尾氣中NO的去除率。其他條件相同，NO轉化為NOeq\o\al(－,3)的轉化率隨NaClO溶液初始pH(用稀鹽酸調節(jié))的變化如圖所示。①在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl－和NOeq\o\al(－,3)，其離子方程式為__________________________________________________________________。②NaClO溶液的初始pH越小，NO轉化率越高。其原因是___________________________________________________________________。答案(1)2NH3＋2O2eq\o(=,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))N2O＋3H2O(2)①BC②NaNO3NO(3)①3HClO＋2NO＋H2O=3Cl－＋2NOeq\o\al(－,3)＋5H＋②溶液pH越小，溶液中HClO的濃度越大，氧化NO的能力越強解析(1)NH3被O2氧化生成N2O，N元素從－3價升至＋1價，1molNH3失去4mole－，O元素從0價降至－2價，1molO2得到4mole－，根據N和O元素得失電子守恒及原子守恒配平方程式。(2)①A項，通入尾氣速率過快時，尾氣吸收不充分，錯誤；B項，采用氣、液逆流方式吸收尾氣時，尾氣吸收會更充分，正確；C項，補充NaOH溶液，c(OH－)增大，能更充分吸收尾氣，正確。②NO2與NaOH反應可生成NaNO2、NaNO3和水，所以NaNO2晶體中會混有NaNO3雜質。由吸收尾氣的主要反應可知，NO2吸收更充分，故吸收后排放的尾氣中NO的含量較高。(3)①HClO氧化NO生成NOeq\o\al(－,3)，自身被還原為Cl－，根據得失電子守恒、原子守恒、電荷守恒配平方程式。②氧化NO的是HClO，NaClO在酸性條件下會生成HClO，所以pH越小，溶液中HClO的濃度越大，NO轉化率越高。一、選擇題(每小題只有一個選項符合題意)1．(2020·河南中原名校第一次質量考評)二十四節(jié)氣是中國歷法的獨特創(chuàng)造。四月農諺：“雷雨肥田”“雨生百谷”描述的都是節(jié)氣谷雨。下列元素在自然界中的轉化與“雷雨肥田”有關的是()A．K B．NC．P D．C答案B2．下列關于氮及其化合物的說法錯誤的是()A．所有的銨鹽都能與燒堿共熱生成NH3B．濃硝酸不論與銅反應還是與木炭反應，均體現其酸性和強氧化性C．NO結合血紅蛋白的能力比CO還強，更容易造成人體缺氧D．把帶火星的木條伸入充滿NO2和O2混合氣體(NO2和O2的物質的量之比為4∶1)的集氣瓶中，木條復燃，說明NO2支持燃燒答案B解析濃硝酸與木炭的反應中，濃硝酸只體現強氧化性，B錯誤。3．(2020·濟寧一模)依據下圖中氮元素及其化合物的轉化關系，判斷下列說法中不正確的是()A．X是N2O5B．可用排空氣法收集NO氣體C．工業(yè)上以NH3、空氣、水為原料生產硝酸D．從原理上看，NH3可與NO2反應實現NH3→N2的轉化答案B解析NO遇空氣中的氧氣被氧化為NO2，不可用排空氣法收集NO氣體，故B錯誤。4．NH3是一種重要的化工原料，可以制備一系列物質(如圖)。下列有關表述正確的是()A．NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥B．NO2與水反應時，氧化劑與還原劑的物質的量之比為1∶1C．NH3和NO2在一定條件下可發(fā)生氧化還原反應D．利用上述關系制取NaHCO3的操作為向飽和NaCl溶液中依次通入過量的CO2、NH3，然后過濾得到NaHCO3答案C解析NaHCO3不是化肥，A項錯誤；氧化劑與還原劑的物質的量之比為1∶2，B項錯誤；制NaHCO3時是向飽和NaCl溶液中依次通入NH3和CO2，D項錯誤。5．工業(yè)上常采用生物硝化法將NHeq\o\al(＋,4)轉化為NOeq\o\al(－,3)來處理氨氮廢水，工作流程如圖，下列說法錯誤的是()A．生物硝化法處理廢水，會導致水體pH逐漸下降：NHeq\o\al(＋,4)＋2O2=NOeq\o\al(－,3)＋2H＋＋H2OB．長期過量使用NH4Cl等銨態(tài)化肥，易導致土壤酸化，水體富營養(yǎng)化C．檢驗NHeq\o\al(＋,4)所需的試劑是濃NaOH溶液、濕潤的藍色石蕊試紙D．微生物保持活性的pH范圍為7～9，可以加入石灰石來調節(jié)水體的pH答案C解析NH4Cl水解呈酸性，長期過量使用會導致土壤酸化，也會導致水體富營養(yǎng)化，B項正確；檢驗NHeq\o\al(＋,4)應使用紅色石蕊試紙，C項錯誤；生物硝化法處理廢水會使水體呈酸性，可以加入石灰石與H＋反應來調節(jié)水體的pH，D項正確。6.為驗證銅與稀硝酸反應的還原產物是NO而不是NO2，設計了如圖所示裝置，以下敘述錯誤的是()A．應先打開活塞再從右側加入稀硝酸B．左側稀硝酸須注滿C．關閉活塞后銅絲會全部溶解D．反應停止后打開活塞，氣體變成紅棕色答案C解析U形管中含有空氣，能將NO氧化為NO2，從而干擾實驗，因此應先打開活塞，再從右側加稀硝酸，排盡裝置內的空氣，A項正確；左側Cu與稀硝酸反應生成NO，為防止NO與氧氣反應生成NO2，左側須注滿稀硝酸，B項正確；稀硝酸與Cu反應生成NO，NO不溶于水，導致左側壓強增大，Cu與稀硝酸分離，Cu不能完全反應，C項錯誤；反應停止后打開活塞，生成的NO與空氣接觸，生成紅棕色的NO2，D項正確。7．(2020·安徽名校聯考)對比分析下列實驗所得結論正確的是()A．由①中收集的氣體能使帶火星木條復燃可推斷NO2能助燃B．②中產生紅棕色氣體可以證明濃硝酸有不穩(wěn)定性C．③中氣體產物中有CO2能證明C能將硝酸還原D．①、②、③中產生的氣體通入足量水中后都無污染性氣體產生答案A解析①中發(fā)生反應4HNO3(濃)eq\o(=,\s\up7(△))4NO2↑＋O2↑＋2H2O，收集的氣體中O2的百分含量為20%，與空氣中O2的百分含量(約21%)接近，而空氣不能使帶火星的木條復燃，由此可推斷NO2能助燃，A項正確；濃硝酸能與紅熱的木炭反應生成NO2，不能證明濃硝酸具有不穩(wěn)定性，B項錯誤；紅熱的木炭與試管中的氧氣反應也能生成二氧化碳，C項錯誤；②、③中生成的NO2溶于水后生成HNO3和NO，NO屬于污染性氣體，D項錯誤。8．(2020·湘贛皖十五校第一次聯考模擬題)將51.2gCu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0.8mol，這些氣體恰好能被500mL2mol/LNaOH溶液完全吸收，生成的鹽溶液中NaNO3的物質的量為(已知：2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O；NO＋NO2＋2NaOH=2NaNO2＋H2O)()A．0.2mol B．0.4molC．0.6mol D．0.8mol答案A解析反應過程中，只有兩種元素的價態(tài)有變化，其一是Cu到Cu(NO3)2，每個Cu失2個電子；另一個是HNO3到NaNO2，每個N得2個電子。51.2gCu共失電子eq\f(51.2g,64g/mol)×2＝1.6mol，根據電子轉移守恒可知，銅失去的電子等于HNO3到NaNO2得到的電子，所以溶液中n(NaNO2)＝0.8mol，氣體與氫氧化鈉反應的鹽溶液為NaNO3、NaNO2混合溶液，根據鈉離子守恒有n(NaNO3)＋n(NaNO2)＝n(Na＋)，所以溶液中n(NaNO3)＝n(Na＋)－n(NaNO2)＝0.5L×2mol/L－0.8mol＝0.2mol，故選A。9．(2020·菏澤期中)某實驗小組發(fā)現在相同溫度下，鐵與不同密度的硝酸反應時，還原產物有所不同，該小組的實驗結果如圖所示。下列敘述正確的是()A．硝酸的密度越大，其還原產物越多B．當硝酸溶液的密度小于dg·mL－1時，還原產物始終以NO為主C．還原產物中NO的分布分數隨硝酸密度的增大而增大D．硝酸的密度為dg·mL－1時，足量的鐵與硝酸發(fā)生的主要反應為2Fe＋6HNO3=2Fe(NO3)2＋NO↑＋NO2↑＋3H2O答案D解析硝酸的密度越大，其濃度越大。由題圖可知，隨著硝酸的密度逐漸增大，還原產物的種類逐漸減少，故A錯誤；由題圖可知，硝酸的密度在a～dg·mL－1之間時，還原產物以NO為主，當硝酸的密度小于ag·mL－1時，還原產物以NHeq\o\al(＋,4)為主，故B、C錯誤；由題圖可知，硝酸的密度為dg·mL－1時，還原產物NO和NO2的分布分數相等，即二者的物質的量之比為1∶1，足量鐵與HNO3反應生成Fe(NO3)2、NO、NO2和H2O，結合得失電子守恒和原子守恒寫出化學方程式：2Fe＋6HNO3=2Fe(NO3)2＋NO↑＋NO2↑＋3H2O，故D正確。10．合成氨及其衍生工業(yè)是化工生產的重要門類，請結合圖示判斷下列說法正確的是()A．合成氨采用400～500℃B．濕潤的淀粉-KI試紙可以鑒別氣體2和溴蒸氣C．生成固體1的化學方程式為：NaCl＋NH3＋CO2＋H2O=NaHCO3↓＋NH4ClD．1L氣體1、2的混合氣與1LNH3在一定條件下轉化為對環(huán)境無害的物質，混合氣中二者的體積比為1∶2答案C解析由圖可知：氣體1為NO，氣體2為NO2，NO2與水反應生成硝酸，也能將I－氧化為I2，不能用濕潤的淀粉-KI試紙鑒別氣體2和溴蒸氣，B錯誤；固體1為NaHCO3，NaHCO3受熱分解生成固體2為Na2CO3，C正確；1LNO、NO2的混合氣體與1LNH3在一定條件下轉化為對環(huán)境無害的物質，反應方程式為：2NH3＋NO＋NO2eq\o(=,\s\up7(催化劑))2N2＋3H2O，NO、NO2的體積比等于化學計量數之比，為1∶1，故D錯誤。11．(2020·山東重點中學聯考)一定溫度下，探究銅與稀HNO3反應，過程如圖，下列說法不正確的是()A．過程Ⅰ中生成無色氣體的離子方程式是3Cu＋2NOeq\o\al(－,3)＋8H＋=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2OB．過程Ⅲ反應速率比Ⅰ快的原因是NO2溶于水，使c(HNO3)增大C．由實驗可知，NO2對該反應具有催化作用D．當活塞不再移動時，再抽入空氣，銅可以繼續(xù)溶解答案B解析過程Ⅰ中銅與稀硝酸反應生成NO氣體，離子方程式為3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，A項正確；隨著反應進行，溶液中生成硝酸銅，根據氮元素守恒，過程Ⅲ中硝酸的濃度沒有Ⅰ中的大，因此反應速率增大的原因不是硝酸濃度增大，B項錯誤，過程Ⅲ反應速率比Ⅰ快，結合B項分析及實驗過程可知，NO2對反應具有催化作用，C項正確；當活塞不再移動時，再抽入空氣，NO與氧氣、水反應生成硝酸，能與銅繼續(xù)反應，D項正確。12．霧霾嚴重影響人們的生活與健康。某地區(qū)的霧霾中可能含有如下幾種可溶性無機離子：Na＋、NHeq\o\al(＋,4)、Mg2＋、Al3＋、SOeq\o\al(2－,4)、NOeq\o\al(－,3)、Cl－。某同學收集該霧霾，并經必要的預處理后得試樣溶液，設計并完成了如下實驗。請根據以下實驗操作與現象，判斷該同學得出的結論錯誤的是()已知：3NOeq\o\al(－,3)＋8Al＋5OH－＋2H2O=3NH3↑＋8AlOeq\o\al(－,2)A．試樣中一定存在NHeq\o\al(＋,4)、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)和NOeq\o\al(－,3)B．氣體1和氣體2成分一定相同C．試樣中可能含有Al3＋D．該霧霾中可能存在NH4NO3、NaCl和MgSO4答案B解析向試樣溶液中加入過量Ba(OH)2溶液并加熱，生成的氣體1只能是NH3，則試樣中含有NHeq\o\al(＋,4)；向濾液1中通入CO2，得到濾液2、沉淀3，向濾液2中加入Al和堿并加熱，根據3NOeq\o\al(－,3)＋8Al＋5OH－＋2H2O=3NH3↑＋8AlOeq\o\al(－,2)，生成的能夠使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍色的氣體2中一定含有NH3，則原溶液中含有NOeq\o\al(－,3)，如果鋁過量，過量的鋁會與堿反應生成氫氣，因此氣體2中可能含有氫氣；向沉淀2中加入酸，沉淀溶解并放出氣體，說明沉淀2中含有碳酸鋇；沉淀1加入酸后，沉淀部分溶解，硫酸鋇不溶于酸，說明原溶液中含有SOeq\o\al(2－,4)，能和過量Ba(OH)2溶液反應生成能溶于酸的沉淀，該沉淀為Mg(OH)2，所以原溶液中含有Mg2＋。根據以上分析可知試樣溶液中含有NHeq\o\al(＋,4)、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)和NOeq\o\al(－,3)，A項正確；氣體1為氨氣，氣體2中一定含有氨氣，可能含有氫氣，B項錯誤；根據實驗操作與現象不能確定是否含有Al3＋，即試樣中可能含有Al3＋，C項正確；根據以上分析可知試樣溶液中含有NHeq\o\al(＋,4)、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)和NOeq\o\al(－,3)，則該霧霾中可能存在NH4NO3、NaCl和MgSO4，D項正確。二、非選擇題(本題包括2小題)13．工業(yè)上利用氨氧化獲得的高濃度NOx氣體(含NO、NO2)制備NaNO2、NaNO3。工藝流程如下：已知：Na2CO3＋NO＋NO2=2NaNO2＋CO2(1)中和液所含溶質除NaNO2及少量Na2CO3外，還有________(填化學式)。(2)中和液進行蒸發(fā)Ⅰ操作時，應控制水的蒸發(fā)量，避免濃度過大，目的是___________________________________________________________________。蒸發(fā)Ⅰ產生的蒸汽中含有少量NaNO2等有毒物質，不能直接排放，將其冷凝后用于流程中的________(填操作名稱)最合理。(3)母液Ⅰ進行轉化時加入稀HNO3的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________。母液Ⅱ需回收利用，下列處理方法合理的是________。a．轉入中和液 b．轉入結晶Ⅰ操作c．轉入轉化液 d．轉入結晶Ⅱ操作(4)若將NaNO2、NaNO3兩種產品的物質的量之比設為2∶1，則生產1.38tNaNO2時，Na2CO3的理論用量為________t(假定Na2CO3恰好完全反應)。答案(1)NaNO3(2)防止NaNO3的析出溶堿(3)將NaNO2轉化為NaNO3解析(1)由題中信息可知：Na2CO3＋NO＋NO2=2NaNO2＋CO2，當NO2過量時，還發(fā)生反應：Na2CO3＋2NO2=NaNO3＋NaNO2＋CO2，故中和液所含溶質除NaNO2及少量Na2CO3外，還有NaNO3。(2)中和液進行蒸發(fā)Ⅰ操作是為了分離出溶質NaNO2，由(1)中分析可知，中和液中還含有少量Na2CO3和NaNO3，若水的蒸發(fā)量過大，NaNO3也會結晶析出，從而造成產品不純。蒸發(fā)Ⅰ產生的蒸汽中含有少量的NaNO2，冷凝后用于流程中的“溶堿”操作中最為合理，這樣既可以減少H2O的加入量，又可以減少有毒物質NaNO2的排放。(3)母液Ⅱ中主要含有NaNO3，若回收利用，顯然轉入轉化液或轉入結晶Ⅱ操作最為合理，若轉入中和液或轉入結晶Ⅰ操作，會造成NaNO2產品不純。(4)n(NaNO2)＝eq\f(1.38×106g,69g·mol－1)＝2.00×104mol，則n(NaNO3)＝eq\f(1,2)n(NaNO2)＝1.00×104mol，由Na原子守恒可知，n(Na2CO3)＝eq\f(1,2)[n(NaNO2)＋n(NaNO3)]＝1.50×104mol，所以m(Na2CO3)＝1.50×104mol×106g·mol－1＝1.59×106g＝1.59t。14．亞硝酸鈉(NaNO2)被稱為工業(yè)鹽，在漂白、電鍍等方面應用廣泛。以木炭、濃硝酸、水和銅為原料制備亞硝酸鈉的裝置如圖所示。已知：室溫下，①2NO＋Na2O2=2NaNO2；②3NaNO2＋3HCl=3NaCl＋HNO3＋2NO↑＋H2O；③酸性條件下，NO或NOeq\o\al(－,2)都能與MnOeq\o\al(－,4)反應生成NOeq\o\al(－,3)和Mn2＋。請按要求回答下列問題：(1)檢查完該裝置的氣密性，裝入藥品后，實驗開始前通入一段時間氣體Ar，然后關閉彈簧夾，再滴加濃硝酸，加熱，控制B中導管均勻地產生氣泡，上述操作的作用是_______________________________________________________________________________________________________________________。(2)B中觀察到的主要現象為______________________________________，發(fā)生反應的離子方程式是____________________________________________________________________________________________________________。(3)裝置D的作用是______________________________________________，發(fā)生反應的離子方程式是________________________________________。(4)預測C中反應開始階段，固體產物除NaNO2外，還含的副產物有Na2CO3和________。為避免產生這些副產物，應在B、C裝置間增加裝置E，則E中盛放的試劑名稱為________。(5)利用改進后的裝置，將3.12gNa2O2完全轉化為NaNO2，理論上至少需要木炭________g。答案(1)排盡裝置內的空氣，防止生成的NO被O2氧化(2)紅棕色氣體消失，銅片溶解，溶液變藍，導管口有無色氣泡冒出3NO2＋H2O=2H＋＋2NOeq\o\al(－,3)＋NO、3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O(3)吸收未反應的NO3MnOeq\o\al(－,4)＋5NO＋4H＋=3Mn2＋＋5NOeq\o\al(－,3)＋2H2O(4)NaOH堿石灰(5)0.48解析(1)反應①在裝置C中進行時要有NO參與，實驗前通入一段時間氣體Ar，是為了排出裝置內的空氣，防止裝置B中生成的NO被空氣中的氧氣氧化而干擾實驗。(2)裝置A中生成的二氧化氮在裝置B中和水發(fā)生反應：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，產物硝酸再和銅反應生成硝酸銅、一氧化氮和水，所以反應現象為紅棕色氣體消失，銅片溶解，溶液變藍，導管口有無色氣體冒出。(3)D中酸性高錳酸鉀溶液除去未反應的NO，根據信息③NO和MnOeq\o\al(－,4)的氧化還原反應原理，由得失電子守恒和原子守恒配平反應：5NO＋3MnOeq\o\al(－,4)＋4H＋=5NOeq\o\al(－,3)＋3Mn2＋＋2H2O。(4)Na2CO3是由CO2和Na2O2反應生成的，而NO攜帶的水蒸氣和Na2O2反應會生成NaOH，要避免生成Na2CO3和NaOH，需除去CO2和水蒸氣，應在B、C裝置間增加盛有堿石灰的裝置。(5)3.12g過氧化鈉的物質的量為0.04mol，根據2NO＋Na2O2=2NaNO2，生成0.08molNaNO2，需要0.08molNO。由反應C＋4HNO3(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O、3NO2＋H2O=2HNO3＋NO、3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O得出關系：即C～2NO，得碳的物質的量為0.04mol，理論上至少需要木炭0.48g。微專題16噴泉實驗及拓展應用1．噴泉實驗的原理使燒瓶內外在短時間內產生較大的壓強差，利用大氣壓將燒瓶下面燒杯中的液體壓入燒瓶內，在尖嘴導管口形成噴泉。2．形成噴泉的類型下面是幾種常見的能形成噴泉的氣體和吸收劑。氣體HClNH3CO2、Cl2、SO2、H2SNO2NO、O2、(4∶3)NO2、O2(4∶1)吸收劑水、NaOH溶液水NaOH溶液水水水3.噴泉實驗的發(fā)散裝置和實驗操作裝置(Ⅰ)向錐形瓶通入少量空氣，將少量水壓入燒瓶，導致大量氨溶解，形成噴泉。裝置(Ⅱ)省去了膠頭滴管，用手(或熱毛巾等)捂熱燒瓶，氨受熱膨脹，趕出玻璃導管內的空氣，氨與水接觸，即發(fā)生噴泉(或用浸冰水的毛巾“冷敷”燒瓶，使水進入燒瓶中，瓶內氨溶于水)。裝置(Ⅲ)在水槽中加入能使水溫升高的物質致使錐形瓶內酒精因升溫而揮發(fā)，錐形瓶內氣體壓強增大而產生噴泉。裝置(Ⅳ)向導管中通入一定量的H2S和SO2，現象為有淡黃色粉末狀物質生成，瓶內壁附有水珠，NaOH溶液上噴形成噴泉。裝置(Ⅴ)打開①處的止水夾并向燒瓶中緩慢通入等體積的HCl氣體后關閉該止水夾，等充分反應后再打開②處的止水夾，觀察到先有白煙產生，后產生噴泉。裝置(Ⅵ)中，擠壓膠頭滴管，然后打開導管上部的兩個活塞，則在右面燒瓶出現噴煙現象，再打開導管下部活塞，則可產生雙噴泉。4．噴泉實驗產物的濃度計算關鍵是確定所得溶液中溶質的物質的量和溶液的體積，標準狀況下的氣體進行噴泉實驗后所得溶液的物質的量濃度：(1)HCl、NH3、NO2氣體或它們與其他不溶于水的氣體混合時：所得溶液的物質的量濃度為eq\f(1,22.4)mol·L－1。(2)當是NO2和O2的混合氣體且體積比為4∶1時，c(HNO3)＝eq\f(1,28)mol·L－1。【典例1】(2020·全國卷)噴泉實驗裝置如圖所示。應用下列各組氣體－溶液，能出現噴泉現象的是()氣體溶液AH2S稀鹽酸BHCl稀氨水CNO稀H2SO4DCO2飽和NaHCO3溶液答案B解析H2S與稀鹽酸不反應，且在稀鹽酸中的溶解度較小，向圓底燒瓶中擠入少量稀鹽酸，不能造成圓底燒瓶內氣壓明顯減小，不能形成噴泉，A項錯誤；HCl能與稀氨水反應，向圓底燒瓶中擠入少量稀氨水會造成圓底燒瓶內氣壓明顯減小，能形成噴泉，B項正確；NO與稀硫酸不反應，且在稀硫酸中溶解度非常小，向圓底燒瓶中擠入稀硫酸，不能造成圓底燒瓶內氣壓明顯減小，不能形成噴泉，C項錯誤；CO2在飽和NaHCO3溶液中的溶解度較小，向圓底燒瓶中擠入飽和NaHCO3溶液，不能造成圓底燒瓶內氣壓明顯減小，不能形成噴泉，D項錯誤。【典例2】下圖是課外活動小組的同學設計的4個噴泉實驗方案，下列有關操作不可能引發(fā)噴泉的是()A．擠壓裝置①的膠頭滴管使CCl4全部進入燒瓶，片刻后打開止水夾B．擠壓裝置②的膠頭滴管使NaOH溶液全部進入燒瓶，片刻后打開止水夾C．用鼓氣裝置從裝置③的a處不斷鼓入空氣并打開止水夾D．在裝置④的水槽中慢慢加入足量濃硫酸并打開止水夾答案B解析H2難溶于NaOH溶液，不能使燒瓶內外形成較大壓強差，故不能引發(fā)噴泉。1．(2020·江西東湖·南昌二中月考)利用壓強傳感器測定氨氣的噴泉實驗中的壓強變化。下列說法錯誤的是()A．燒瓶中制取氨氣時常用的固體為CaO或NaOHB．可用濕潤的紅色石蕊試紙置于三頸瓶口c處驗滿C．關閉a，將單孔塞(插有吸入水的膠頭滴管)塞緊瓶口c，擠壓膠頭滴管，打開b，完成噴泉實驗，電腦繪制三頸瓶內壓強變化曲線如圖2，C點時噴泉最劇烈D．常溫下完成該實驗，假設溶液剛好充滿燒瓶且混合均勻，則溶液的物質的量濃度大于1/22.4mol/L答案D解析固體為CaO或NaOH能夠與氨水中的水反應或遇水放熱，且溶液呈堿性，使NH3·H2O的電離平衡逆向移動，則燒瓶中制取氨氣時常用的固體為CaO或NaOH，A說法正確；氨氣遇到濕潤的紅色石蕊顯藍色，則可用濕潤的紅色石蕊試紙置于三頸瓶口c處驗滿，B說法正確；關閉a，將單孔塞(插有吸入水的膠頭滴管)塞緊瓶口c，擠壓膠頭滴管，打開b，完成噴泉實驗，電腦繪制三頸瓶內壓強變化曲線中，C點時容器內外壓強差最大，則噴泉最劇烈，C說法正確；D.若為標準狀況下完成該實驗，假設溶液剛好充滿燒瓶且混合均勻，容器的容積為VL，則溶液的物質的量濃度＝eq\f(\f(VL,22.4L/mol),VL)＝eq\f(1,22.4)mol/L，則常溫下應小于該值，D說法錯誤。2．噴泉是一種常見的自然現象，其產生原因是存在壓強差。(1)圖甲為化學教學中常用的噴泉實驗裝置。在燒瓶中充滿干燥氣體，膠頭滴管及燒杯中盛有液體。①下列組合中不可能形成噴泉的是________。A．HCl和H2O B．O2和H2OC．NH3和H2O D．CO2和NaOH溶液E．NO2和H2O②若用D組合做噴泉實驗，燒杯中的液體一定是NaOH溶液嗎？________________________________________________________________________________________________________________________________________。③用A組合做噴泉實驗時，若燒瓶中充滿HCl氣體，則在標準狀況下，做完實驗后燒瓶中c(HCl)＝________mol·L－1(假設溶質不擴散)。④若用E組合做噴泉實驗時，則標準狀況下，做完實驗后燒瓶中溶質的物質的量濃度是________mol·L－1。(2)某學生積極思考產生噴泉的其他辦法，并設計了如圖乙所示的裝置。①在圖乙的錐形瓶中，分別加入足量的下列物質，反應后可能產生噴泉的是________。A．Cu與稀鹽酸 B．NaHCO3與NaOH溶液C．CaCO3與稀硫酸 D．NH4HCO3與稀鹽酸這種方法產生噴泉的原理是___________________________________________________________________________________________________________。②在圖乙錐形瓶外放一水槽，瓶中加入酒精，水槽中加入水后，再加入足量的下列物質，結果也產生噴泉。水槽中加入的物質可以是________。A．濃硫酸 B．食鹽C．硝酸鉀 D．硫酸銅這種方法產生噴泉的原理是____________________________________________________________________________________________________________。③比較圖甲和圖乙兩套裝置，從產生噴泉的原理來分析，圖甲是________(填“增大”或“減小”，下同)上部燒瓶內氣體壓強；圖乙是________下部錐形瓶內氣體壓強。(3)城市中常見的人造噴泉及火山爆發(fā)的原理與上述________(填“圖甲”或“圖乙”)裝置的原理相似。答案(1)①B②不一定，只要燒杯中盛有的濃堿溶液足以把燒瓶中的CO2吸收即可③eq\f(1,22.4)④eq\f(1,22.4)(2)①D錐形瓶中發(fā)生反應：NH4HCO3＋HCl=NH4Cl＋CO2↑＋H2O，隨著CO2氣體的產生，錐形瓶中的壓強增大而產生“噴泉”②A濃H2SO4溶于水時，放出大量的熱，溫度升高使錐形瓶中的酒精揮發(fā)加快，瓶內壓強增大，從而形成“噴泉”③減小增大(3)圖乙解析(1)①中O2難溶于水，不能使燒瓶中的壓強減小。②只要燒杯中的物質能把CO2幾乎完全吸收，使燒瓶中的壓強減小，即可形成噴泉。(2)①NH4HCO3與鹽酸反應產生CO2氣體，使錐形瓶內的壓強增大。②濃H2SO4溶于水放出大量的熱使酒精揮發(fā)，錐形瓶內壓強增大。微專題17信息題中的第ⅤA族元素1．N2H4(1)堿性：二元弱堿，堿性比NH3弱。在水中的電離方式與氨相似，分兩步進行：N2H4＋H2ON2Heq\o\al(＋,5)＋OH－、N2Heq\o\al(＋,5)＋H2ON2Heq\o\al(2＋,6)＋OH－。(2)強還原性：①水合肼在堿性溶液中能將銀、鎳等金屬離子還原成金屬單質，如2N2H4·H2O＋2Ag＋=2Ag↓＋2NHeq\o\al(＋,4)＋N2↑＋2H2O；②能被氧氣、H2O2等氧化，可用作噴氣式發(fā)動機推進劑、火箭燃料等。2．As2O3、As2O5和As2S3(1)As2O3俗稱砒霜，微溶于水生成亞砷酸(H3AsO3)，可被過氧化氫氧化成砷酸(H3AsO4)，屬于兩性氧化物：As2O3＋6NaOH=2Na3AsO3＋3H2O，As2O3＋6HCl=2AsCl3＋3H2O。(2)As2O5遇熱不穩(wěn)定，在熔點(300℃)附近即失去O變成As2O3(3)As2S3俗稱雌黃，可溶于堿性硫化物或堿溶液中：As2S3＋3Na2S=2Na3AsS3，As2S3＋6NaOH=Na3AsS3＋Na3AsO3＋3H2O。也可以與SnCl2、發(fā)煙鹽酸反應轉化為雄黃(As4S4)：2As2S3＋2SnCl2＋4HCl=As4S4＋2SnCl4＋2H2S↑。雄黃和雌黃均可以與氧氣反應生成As2O3。【典例】(2020·河北保定市高三期末)某含砷(As)的有毒工業(yè)廢水經下圖流程轉化為粗As2O3，已知：亞砷酸鈣微溶于水，砷酸鈣難溶于水。(1)砷是氮的同族元素，且比氮多2個電子層，則AsH3的電子式為________。(2)“堿浸”的目的是將廢水中的H3AsO3和H3AsO4轉化為鹽。H3AsO4轉化為Na3AsO4反應的離子方程式為_______________________________________。(3)加入試劑1的目的是___________________________________________。(4)“沉砷”是將砷元素轉化為Ca5(AsO4)3OH沉淀，發(fā)生的主要反應有：A．Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)ΔH＜0B．5Ca2＋＋OH－＋3AsOeq\o\al(3－,4)Ca5(AsO4)3OHΔH＞0資料表明：“沉砷”的最佳溫度是85℃，溫度高于85___________________________________________________________________。答案(1)(2)H3AsO4＋3OH－=AsOeq\o\al(3－,4)＋3H2O(3)將AsOeq\o\al(3－,3)氧化生成AsOeq\o\al(3－,4)(4)溫度升高，反應A平衡逆向移動，c(Ca2＋)下降，反應B平衡逆向移動，Ca5(AsO4)3OH沉淀率下降解析(1)砷是氮的同族元素，且比氮多2個電子層，則AsH3的電子式和NH3相似，故AsH3的電子式為；(2)H3AsO4與氫氧化鈉反應轉化為Na3AsO4的離子方程式為H3AsO4＋3OH－=AsOeq\o\al(3－,4)＋3H2O；(3)加入試劑1的目的是將AsOeq\o\al(3－,3)氧化生成AsOeq\o\al(3－,4)，以便于后面的沉砷；(4)“沉砷”是將砷元素轉化為Ca5(AsO4)3OH沉淀，發(fā)生的主要反應有：A.Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)ΔH＜0，B.5Ca2＋＋OH－＋3AsOeq\o\al(3－,4)Ca5(AsO4)3OHΔH＞0，溫度升高高于85℃后，反應A平衡逆向移動，c(Ca2＋)下降，反應B平衡逆向移動，Ca5(AsO4)3OH沉淀率下降。1．(2020·江西南昌摸底)磷的單質及其化合物用途非常廣泛。完成下列填空：(1)畫出磷的原子結構示意圖_____________________________________。(2)磷酸鈣真空制磷的反應為2Ca3(PO4)2＋28Ceq\o(=,\s\up7(高溫))6CaC2＋P4↑＋16CO↑。該反應的氧化產物是________(填化學式)；CaC2中的共價鍵的類型為________。(3)次磷酸鈉的結構為。①次磷酸鈉的化學式