2023屆高考化學(xué)魯科版一輪復(fù)習(xí)學(xué)案-第四章第4課時(shí)　氮及其重要化合物

第4課時(shí)氮及其重要化合物1.結(jié)合真實(shí)情境中的應(yīng)用實(shí)例或通過實(shí)驗(yàn)探究,了解氮及其重要化合物的主要性質(zhì)。2.結(jié)合實(shí)例認(rèn)識氮及其化合物性質(zhì)的多樣性,認(rèn)識其在生產(chǎn)中的應(yīng)用和對生態(tài)環(huán)境的影響。氮及其氧化物1.氮在自然界中的循環(huán)2.氮的固定3.N2的性質(zhì)及應(yīng)用(1)物理性質(zhì):無色、無味的氣體,密度比空氣略小,難溶于水,熔、沸點(diǎn)比O2的低。(2)化學(xué)性質(zhì)N2的電子式為

··N??N·①與H2反應(yīng)的化學(xué)方程式:N2+3H22NH3,N2表現(xiàn)氧化性。②與Mg反應(yīng)的化學(xué)方程式:N2+3MgMg3N2,N2表現(xiàn)氧化性。③與O2反應(yīng)的化學(xué)方程式:N2+O22NO,N2表現(xiàn)還原性。氮元素是一種活潑非金屬元素,但N2穩(wěn)定,原因是氮?dú)夥肿又械I很穩(wěn)定,不易斷裂,難發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。4.氮的氧化物(1)氮有多種價(jià)態(tài)的氧化物氧化物的化學(xué)式N2ONON2O3NO2、N2O4N2O5氮元素的價(jià)態(tài)+1+2+3+4+5①N2O俗稱笑氣。②N2O3、N2O5分別是HNO2、HNO3相應(yīng)的酸性氧化物(或酸酐)。③NO2與N2O4可相互轉(zhuǎn)化:2NO2N2O4。(2)NO、NO2的比較項(xiàng)目NONO2顏色無色紅棕色毒性有毒有毒溶解性難溶于水易溶于水與O2或與H2O反應(yīng)2NO+O22NO23NO2+H2O2HNO3+NO收集方法排水法向上排空氣法與人體、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(3)常見NOx的尾氣處理方法①堿液吸收法:2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O;NO2+NO+2NaOH2NaNO2+H2O。②催化轉(zhuǎn)化法:在催化劑、加熱條件下,氨將氮氧化物轉(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或CO2)。一般適用于汽車尾氣的處理。NO不能被堿液吸收。[理解辨析]1.判一判(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)(1)N2與O2在放電條件下直接化合成NO2。()(2)NO2溶于水時(shí),NO2是氧化劑,水是還原劑。()(3)可用NO2與水反應(yīng)制取硝酸,故NO2是酸性氧化物。()解析:(1)N2與O2在放電條件下生成NO。(2)NO2與H2O反應(yīng),NO2既是氧化劑又是還原劑。(3)NO2與H2O反應(yīng)生成HNO3和NO,所以NO2不是酸性氧化物。答案:(1)×(2)×(3)×2.想一想(1)氮?dú)獾男再|(zhì)不活潑,但在一定條件下也可以發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。下列反應(yīng)中屬于氮的固定的是哪幾個(gè)?在屬于氮的固定的幾個(gè)反應(yīng)中,氮?dú)舛际亲餮趸瘎﹩?①N2+3MgMg3N2②N2+3H22NH3③2NO+O22NO2④N2+O22NO提示:氮的固定是指將游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為氮的化合物的過程,所以①②④屬于氮的固定。反應(yīng)①中氮?dú)庾餮趸瘎?反應(yīng)②中氮?dú)庾餮趸瘎?反應(yīng)④中氮?dú)庾鬟€原劑。(2)常溫下能用排空氣法收集一氧化氮嗎?為什么?實(shí)驗(yàn)室中應(yīng)該怎樣收集一氧化氮?dú)怏w?提示:不能。因?yàn)?NO+O22NO2。實(shí)驗(yàn)室中應(yīng)該用排水集氣法收集一氧化氮?dú)怏w。氮及其氧化物的性質(zhì)和應(yīng)用1.(2021·廣東廣州二模)氮是生命活動(dòng)不可缺少的重要元素。下列敘述錯(cuò)誤的是(B)A.氮?dú)饧瓤勺餮趸瘎┯挚勺鬟€原劑B.氮?dú)夂脱鯕庠诜烹姉l件下直接生成NO2C.氮?dú)馐枪I(yè)合成氨的原料之一D.氮的固定是將大氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)化成氮的化合物解析:氮?dú)庵械氐幕蟽r(jià)既可升高也可降低,所以既可作氧化劑也可作還原劑,A正確;氮?dú)夂脱鯕庠诜烹姉l件下反應(yīng)只能生成NO,不能生成NO2,B錯(cuò)誤;工業(yè)合成氨時(shí),以氮?dú)?、氫氣為原?提供高溫、高壓、催化劑等條件,所以氮?dú)馐枪I(yè)合成氨的原料之一,C正確;氮的固定是將大氣中游離態(tài)的氮(即氮?dú)?在適當(dāng)?shù)臈l件下轉(zhuǎn)化為氮的化合物(如NH3、NO等),D正確。2.下列說法正確的是(B)A.氮的固定只有在高溫、高壓、催化劑存在的條件下才能實(shí)現(xiàn)B.NO和NO2均有毒C.NO2與H2O反應(yīng)生成HNO3,所以NO2是酸性氧化物D.NO可用排空氣法收集解析:氮的固定是指將空氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為含氮化合物的過程,包括雷電固氮、人工固氮和生物固氮,不一定是在高溫、高壓、催化劑存在的條件下實(shí)現(xiàn),A錯(cuò)誤;NO和NO2屬于空氣污染物,均有毒,B正確;NO2與H2O反應(yīng)生成HNO3和NO,元素化合價(jià)有變化,所以NO2不是酸性氧化物,C錯(cuò)誤;NO與空氣中的O2反應(yīng),難溶于水,應(yīng)該用排水法收集,不能用排空氣法收集,D錯(cuò)誤。氮的氧化物溶于水的計(jì)算3.(雙選)將12mL裝有NO2和O2的混合氣體的量筒倒立于水槽中,充分反應(yīng)后,還剩余2mL無色氣體,則原混合氣體中O2的體積和剩余的氣體分別是(BC)A.2.4mL、O2 B.1.2mL、NOC.4mL、O2 D.3.6mL、NO解析:可能發(fā)生的反應(yīng)為4NO2+O2+2H2O4HNO3,3NO2+H2O2HNO3+NO,充分反應(yīng)后,還剩余2mL無色氣體,則說明剩余氣體為NO或氧氣。若剩余氣體為氧氣,則參加反應(yīng)的氣體的體積為12mL-2mL=10mL,根據(jù)4NO2+O2+2H2O4HNO3可知參加此反應(yīng)的O2的體積為10mL×15=2mL,原混合氣體中O2的體積為2mL+2mL=4mL;若剩余氣體為NO,根據(jù)3NO2+H2O2HNO3+NO可知該反應(yīng)消耗的NO2的體積為3×2mL=6mL,反應(yīng)4NO2+O2+2H2O4HNO3消耗的氣體總體積為12mL-6mL=6mL,則反應(yīng)消耗的氧氣的體積為6mL×15=1.2mL,故選B、C。4.如圖所示,相同條件下,兩個(gè)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(dòng)試管,直到兩個(gè)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(gè)試管內(nèi)溶液的物質(zhì)的量濃度之比為(A)A.1∶1 B.5∶7 C.7∶5 D.4∶3解析:NO2、NO裝滿試管,則體積相同,根據(jù)阿伏加德羅定律得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(gè)試管中溶液的物質(zhì)的量濃度之比為1∶1。氨和銨鹽1.氨(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(1∶700)。(2)化學(xué)性質(zhì)①還原性與氧氣反應(yīng):4NH3+5O24NO+6H2O。②與酸反應(yīng)與氯化氫反應(yīng):NH3+HClNH4Cl。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)。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。③與水反應(yīng)NH3+H2ONH3·H2O,NH3·H2ONH4++OH-,氨的水溶液叫氨水,呈弱堿性。NH3·H2O為可溶性一元弱堿,不穩(wěn)定,易分解,屬于弱電解質(zhì),氨水是混合物。(3)用途:用于制硝酸、銨鹽、純堿、尿素等的化工原料,用作制冷劑。2.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)①不穩(wěn)定性a.NH4Cl受熱分解:NH4ClNH3↑+HCl↑。b.NH4HCO3受熱分解:NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O。②與堿反應(yīng)銨鹽與堿溶液反應(yīng)的離子方程式:a.在稀溶液中不加熱:NH4++OH-NH3·H2Ob.加熱時(shí)或濃溶液:NH4++OH-NH3↑+H2O(3)NH43.氨氣的實(shí)驗(yàn)室制法NH3是中學(xué)化學(xué)中唯一的堿性氣體,能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán),可在推斷題中作為解題突破口。[理解辨析]1.判一判(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)(1)液氨制冷、碘的升華、NH4Cl氣化都不涉及化學(xué)變化。()(2)現(xiàn)有1mol·L-1的氨水,則該溶液中NH3·H2O的濃度是1mol·L-1。()(3)濃氨水可檢驗(yàn)氯氣管道是否漏氣。()解析:(1)NH4Cl氣化是NH4Cl分解生成NH3與HCl,是化學(xué)變化。(2)氨水中還含有NH3、NH4+,故c(NH3·H2O)<1mol·L答案:(1)×(2)×(3)√2.想一想(1)為什么分別蘸有濃氨水和濃鹽酸的兩玻璃棒靠近時(shí)會(huì)產(chǎn)生白煙?分別蘸有濃氨水和濃硫酸的兩玻璃棒靠近時(shí)是否也產(chǎn)生白煙?提示:濃氨水和濃鹽酸均有揮發(fā)性,揮發(fā)出來的NH3和HCl在空氣中相遇,化合生成NH4Cl固體小顆粒,即為白煙。濃硫酸沒有揮發(fā)性,故不可能產(chǎn)生白煙。(2)所有的銨鹽分解都會(huì)產(chǎn)生氨氣嗎?請舉例說明。提示:并不是所有的銨鹽分解都會(huì)產(chǎn)生氨氣。例如硝酸銨在185～200℃時(shí),分解得到兩種氧化物,即NH4NO3N2O↑+2H2O。3.做一做用濃氯化銨溶液處理過的舞臺幕布不易著火,其原因可能是

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答案:氯化銨分解吸收熱量,降低了溫度;氯化銨分解產(chǎn)生的氣體隔絕了空氣噴泉實(shí)驗(yàn)1.噴泉實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。應(yīng)用下列各組氣體—溶液,能出現(xiàn)噴泉現(xiàn)象的是(B)選項(xiàng)氣體溶液AH2S稀鹽酸BHCl稀氨水CNONaOH溶液DCO2飽和NaHCO3溶液解析:硫化氫難溶于稀鹽酸,與稀鹽酸不反應(yīng),滴入稀鹽酸后圓底燒瓶內(nèi)外不會(huì)產(chǎn)生較大的壓強(qiáng)差,不會(huì)出現(xiàn)噴泉,A不符合題意;HCl與氨水反應(yīng)生成溶于水的氯化銨,滴入稀氨水后圓底燒瓶內(nèi)外產(chǎn)生較大的壓強(qiáng)差,能出現(xiàn)噴泉,B符合題意;NO難溶于水,與NaOH溶液不反應(yīng),滴入NaOH溶液后圓底燒瓶內(nèi)外不會(huì)產(chǎn)生較大的壓強(qiáng)差,不會(huì)出現(xiàn)噴泉,C不符合題意;二氧化碳難溶于飽和碳酸氫鈉溶液,與碳酸氫鈉溶液不反應(yīng),滴入飽和碳酸氫鈉溶液后圓底燒瓶內(nèi)外不會(huì)產(chǎn)生較大的壓強(qiáng)差,不會(huì)出現(xiàn)噴泉,D不符合題意。2.(2022·江西奉新月考)中學(xué)實(shí)驗(yàn)中,通常利用如圖所示的裝置進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn),來驗(yàn)證氣體的“溶解性”,下列有關(guān)說法不正確的是(D)A.用滴管加入液體后,由于氣體的“溶解”,使瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小,導(dǎo)致瓶內(nèi)壓強(qiáng)小于外界壓強(qiáng),從而形成噴泉B.選用合適的溶液,CO2也能用于做噴泉實(shí)驗(yàn)C.HCl、NH3均能用該裝置做噴泉實(shí)驗(yàn)D.用NO2和N2O4的混合氣體做噴泉實(shí)驗(yàn),燒瓶中將充滿稀硝酸解析:噴泉實(shí)驗(yàn)的原理是用滴管加入液體后,由于氣體的“溶解”,使瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小,小于外界壓強(qiáng),從而形成噴泉,A正確;CO2能夠與強(qiáng)堿如氫氧化鉀、氫氧化鈉等溶液反應(yīng),使燒瓶內(nèi)外壓強(qiáng)不一樣,可以用于做噴泉實(shí)驗(yàn),B正確;HCl、NH3均易溶于水,能做噴泉實(shí)驗(yàn),C正確;NO2和水反應(yīng)生成一氧化氮和硝酸,所以燒瓶中不能充滿溶液,D錯(cuò)誤。噴泉實(shí)驗(yàn)的原理及應(yīng)用(1)噴泉實(shí)驗(yàn)的原理使燒瓶內(nèi)外在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生較大的壓強(qiáng)差,利用大氣壓將燒瓶下面燒杯或錐形瓶中的液體壓入燒瓶內(nèi),在尖嘴導(dǎo)管口形成噴泉。(2)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)吸收劑水或NaOH溶液水NaOH溶液水水水(3)引發(fā)噴泉的幾種方法①減小燒瓶內(nèi)壓強(qiáng)a.使燒瓶內(nèi)的氣體迅速溶于水或某種液體中。b.使燒瓶內(nèi)氣體溫度降低,從而使氣壓減小。②增大外界壓強(qiáng)使錐形瓶中待噴液體液面上的氣壓增大。氨和銨鹽的性質(zhì)3.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)A.室溫下測定等濃度氨水和NaOH溶液的pH,比較NH3·H2O和NaOH堿性強(qiáng)弱B.向試管中滴加稀NaOH溶液,將濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口,若試紙不變藍(lán),則原溶液中無NHC.液氨作為清潔能源的反應(yīng)原理是4NH3+5O24NO+6H2OD.加熱可除去NH4Cl中的少量NaHCO3解析:NH3·H2O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NH3·H2O和NaOH堿性強(qiáng)弱,A正確;NH3極易溶于水,稀溶液中不加熱,NH3不能逸出,無法確定原溶液中是否含NH4+,B錯(cuò)誤;NH3不易燃燒,產(chǎn)生的NO是大氣污染物,不能作清潔能源,C錯(cuò)誤;NH4.下列不屬于銨鹽的共同性質(zhì)的是(D)A.易溶于水 B.與燒堿共熱產(chǎn)生氨氣C.都是晶體 D.受熱分解都產(chǎn)生氨氣解析:銨鹽都是易溶于水的無色或白色晶體,都能與苛性鈉共熱生成氨氣,都能加熱分解,但不一定有氨氣產(chǎn)生,如NH4NO3N2O↑+2H2O,D符合題意。5.如圖,利用培養(yǎng)皿探究氨的性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)時(shí)向NaOH固體上滴幾滴濃氨水,立即將另一表面皿扣在上面。下表中對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象所做的解釋正確的是(A)選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋A濃鹽酸附近產(chǎn)生白煙NH3與濃鹽酸揮發(fā)出的HCl氣體反應(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氯化物溶液變渾濁該溶液一定是AlCl3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是一種可溶性堿解析:NH3能與HCl發(fā)生化合反應(yīng),生成NH4Cl白色固體,A正確;NH3能與H2SO4發(fā)生化合反應(yīng),生成(NH4)2SO4,B錯(cuò)誤;NH3與氯化物溶液反應(yīng)生成氫氧化物沉淀,該氯化物可以是氯化鋁、氯化鎂等,C錯(cuò)誤;NH3溶于水生成NH3·H2O,NH3·H2O屬于堿,NH3不屬于堿,D錯(cuò)誤。氨氣的制備6.下列裝置用于實(shí)驗(yàn)室中制取干燥氨氣的實(shí)驗(yàn),其中能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?D)A.用裝置甲制備氨氣B.用裝置乙除去氨氣中的少量水C.用裝置丙收集氨氣D.用裝置丁吸收多余的氨氣解析:加熱固體,試管口應(yīng)略向下傾斜,A錯(cuò)誤;NH3是堿性氣體,不能用濃硫酸干燥,B錯(cuò)誤;用單孔膠塞堵住圓底燒瓶瓶口,空氣排不出來,應(yīng)去掉膠塞,在瓶口加一團(tuán)用水或稀硫酸浸濕的棉花,C錯(cuò)誤;氨氣極易溶于水,故需用干燥管起防倒吸的作用,D正確。7.(2021·山東濟(jì)南聯(lián)考)水合肼(N2H4·H2O)是重要的氫能源穩(wěn)定劑,其制備的反應(yīng)原理為NaClO+2NH3N2H4·H2O+NaCl。圖中裝置和操作不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?A)A.在裝置甲的圓底燒瓶中加入氯化鈣制取NH3B.用裝置乙作為反應(yīng)過程的安全瓶C.制備水合肼時(shí)從裝置丙的a口通入NH3D.用裝置丁吸收反應(yīng)中過量的NH3解析:氧化鈣與水反應(yīng)的同時(shí)會(huì)釋放大量的熱量,所以實(shí)驗(yàn)室通常選用濃氨水與氧化鈣反應(yīng)制取少量氨氣,而不是氯化鈣,故A符合題意;氨氣極易溶于水,為防止倒吸,用裝置乙作為反應(yīng)過程的安全瓶,故B不符合題意;氨氣的密度比空氣的密度小,為有利于氨氣和NaClO溶液反應(yīng),制備水合肼時(shí),氨氣應(yīng)從a口進(jìn),b口出,故C不符合題意;氨氣會(huì)污染環(huán)境,用裝置丁吸收反應(yīng)中過量的氨氣,并能防倒吸,故D不符合題意。1.在吸收時(shí)要防止倒吸,常采用的裝置有:2.實(shí)驗(yàn)室制取氨的簡便方法簡便方法裝置反應(yīng)原理加熱濃氨水NH3·H2ONH3↑+H2O濃氨水與固體燒堿或生石灰混合將濃氨水滴到固態(tài)堿性物質(zhì)(如CaO、NaOH、堿石灰等)上,消耗濃氨水中的水,同時(shí)反應(yīng)放熱,促進(jìn)NH3·H2O分解產(chǎn)生NH3硝酸的性質(zhì)1.硝酸的物理性質(zhì)純凈的硝酸是無色、易揮發(fā)、有刺激性氣味的液體,與H2O以任意比互溶。2.硝酸的化學(xué)性質(zhì)(1)不穩(wěn)定性濃硝酸在光照或加熱條件下發(fā)生分解,化學(xué)方程式為4HNO32H2O+4NO2↑+O2↑。(2)強(qiáng)氧化性①與不活潑金屬反應(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常溫下,濃硝酸使Fe、Al鈍化。常溫下,鐵、鋁遇濃硝酸能發(fā)生“鈍化”。故濃硝酸可以用鐵桶盛放,“鈍化”并非不反應(yīng)。③與非金屬反應(yīng)濃硝酸與木炭的反應(yīng):C+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2↑+2H2O。④與還原性化合物反應(yīng)硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2+、FeO等還原性物質(zhì)。稀硝酸與SO2、Fe2+反應(yīng)的離子方程式分別為3SO2+2NO3-+2H2O3SO42-+2NO↑+4H+、3Fe2++NO3-+4H+濃硝酸能使紫色石蕊溶液先變紅后褪色,該反應(yīng)過程中濃硝酸表現(xiàn)出強(qiáng)酸性和強(qiáng)氧化性。(3)與有機(jī)物反應(yīng)①硝化反應(yīng)(與苯反應(yīng)):+HNO3+H2O。②顯色反應(yīng):含苯環(huán)的蛋白質(zhì)遇到濃硝酸時(shí)變黃色。[理解辨析]1.判一判(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)(1)實(shí)驗(yàn)室也可用鋅粒與稀硝酸制取氫氣。()(2)常溫下,鐵、鋁在濃硝酸中的鈍化為化學(xué)變化。()(3)銅溶于稀硝酸不能體現(xiàn)硝酸的酸性。()(4)在酸性條件下,NO3-與I-、Fe2+、S解析:(1)HNO3有強(qiáng)氧化性,與金屬反應(yīng)時(shí)不放出H2。(3)Cu與HNO3反應(yīng),生成Cu(NO3)2,體現(xiàn)HNO3的酸性。(4)NO3-在酸性條件下有強(qiáng)氧化性,會(huì)將I-、Fe2+、S答案:(1)×(2)√(3)×(4)×2.想一想(1)將濃硝酸存放在無色試劑瓶中,一段時(shí)間后觀察到溶液變黃,用化學(xué)方程式解釋變黃的原因。由此得到啟示,如何保存濃硝酸?提示:4HNO3(濃)2H2O+4NO2↑+O2↑。濃硝酸應(yīng)保存在棕色試劑瓶中,并置于陰涼處。(2)濃HNO3、稀HNO3與Cu反應(yīng)分別轉(zhuǎn)化為NO2、NO,反應(yīng)中稀硝酸中元素化合價(jià)降低較多,說明稀HNO3的氧化性比濃HNO3的強(qiáng),對嗎?提示:不對。濃HNO3的氧化性比稀HNO3的強(qiáng),與Cu反應(yīng)時(shí)濃HNO3反應(yīng)更劇烈。3.做一做用動(dòng)態(tài)觀點(diǎn)理解Cu與濃HNO3的反應(yīng)。向一定量的濃硝酸中加入過量的銅片。(1)反應(yīng)開始階段產(chǎn)生色氣體,化學(xué)方程式為。

(2)反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后又產(chǎn)生無色氣體,此時(shí)的化學(xué)方程式為

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(3)待反應(yīng)停止后,再加入少量的稀硫酸,這時(shí)Cu片上又有氣泡產(chǎn)生,原因是

。

答案:(1)紅棕Cu+4HNO3(濃)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O(2)3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O(3)加入稀硫酸后,氫離子與原溶液中硝酸根離子構(gòu)成強(qiáng)氧化性酸,又能與過量的銅反應(yīng)硝酸的性質(zhì)及應(yīng)用1.下列實(shí)驗(yàn)事實(shí)與硝酸性質(zhì)不對應(yīng)的一組是(D)A.稀硝酸使紫色石蕊溶液變紅——酸性B.鐵與稀硝酸反應(yīng)不能放出氫氣——強(qiáng)氧化性C.要用棕色瓶盛裝濃硝酸——不穩(wěn)定性D.氫氧化亞鐵固體與稀硝酸混合——僅強(qiáng)酸性解析:稀硝酸具有酸性,能與氫氧化亞鐵發(fā)生中和反應(yīng),但硝酸同時(shí)具有強(qiáng)氧化性,會(huì)把反應(yīng)產(chǎn)生的Fe2+氧化為Fe3+,不僅僅表現(xiàn)酸性,D錯(cuò)誤。2.等質(zhì)量的銅分別與等體積足量的濃硝酸、稀硝酸反應(yīng),銅與濃硝酸反應(yīng)后溶液X呈綠色,銅與稀硝酸反應(yīng)后溶液Y呈藍(lán)色。比較兩溶液的差異,下列關(guān)于溶液X呈綠色原因的猜想不合理的是(A)A.X溶液中c(Cu2+)比Y溶液中c(Cu2+)大B.X溶液中含NO2-C.X溶液中c(H+)、c(NO3-)比Y溶液中c(H+)、c(ND.X溶液中溶解了NO2氣體解析:濃、稀硝酸均能與銅反應(yīng),銅的質(zhì)量相同,且硝酸足量,所以溶液中銅離子濃度相同。(1)HNO3與金屬反應(yīng)一般不能產(chǎn)生H2。(2)硝酸的還原產(chǎn)物不只有NO2和NO,很稀的硝酸的還原產(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。(4)涉及HNO3的離子反應(yīng)常見的易錯(cuò)問題①忽視NO3-在酸性條件下的強(qiáng)氧化性。在酸性條件下NO3-不能與Fe2+、I-、S②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)。硝酸與金屬反應(yīng)的計(jì)算3.1.52g銅、鎂合金完全溶解于50mL密度為1.40g/mL、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為63.0%的濃硝酸中,得到NO2和NO的混合氣體896mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況),向反應(yīng)后的溶液中加入1.00mol/LNaOH溶液,當(dāng)金屬離子全部沉淀時(shí),得到2.54g沉淀。下列說法不正確的是(D)A.原硝酸的濃度為14.0mol/LB.反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)是0.06NAC.該合金中銅與鎂的物質(zhì)的量之比是2∶1D.得到2.54g沉淀時(shí),加入NaOH溶液的體積為600mL解析:向反應(yīng)后溶液中加入NaOH,生成Mg(OH)2和Cu(OH)2沉淀,固體質(zhì)量增加的是OH-的質(zhì)量,且有n(OH-)=n(e-),設(shè)合金中鎂、銅的物質(zhì)的量分別為x、y,則有24g/mol×x+64g/mol×y=1.52g,2x+2y=2.54g-1.4.1.5molCu2S和足量稀HNO3反應(yīng),生成Cu(NO3)2、H2SO4、NO和H2O。則參加反應(yīng)的硝酸中被還原的硝酸的物質(zhì)的量是(A)A.5mol B.1.5molC.6mol D.1mol解析:根據(jù)題意知,Cu2S與足量的稀硝酸反應(yīng)生成Cu(NO3)2、H2SO4、NO和H2O,反應(yīng)中Cu元素化合價(jià)由+1價(jià)升高到+2價(jià),S元素化合價(jià)由-2價(jià)升高到+6價(jià),則1.5molCu2S共失去電子1.5mol×(2×1+8)=15mol,N元素化合價(jià)由+5價(jià)降低到+2價(jià),根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒,參加反應(yīng)的硝酸中被還原的硝酸的物質(zhì)的量為155硝酸與金屬反應(yīng)的有關(guān)規(guī)律具體而言,硝酸與金屬反應(yīng)的“兩個(gè)守恒、一個(gè)關(guān)系”可表示如下:(1)兩個(gè)守恒①得失電子守恒:n(金屬失電子)=n(NO2)+3n(NO)。②氮原子守恒:n(HNO3)=xn[M(NO3)x]+n(NO2)+n(NO)。(2)一個(gè)關(guān)系:起酸性作用的HNO3的物質(zhì)的量是金屬的物質(zhì)的量和金屬所帶電荷數(shù)的乘積,可表示為n(HNO3)(酸性)=xn(Mx+)=n(轉(zhuǎn)移電子)。1.(2020·天津卷,6)檢驗(yàn)下列物質(zhì)所選用的試劑正確的是(C)待檢驗(yàn)物質(zhì)所用試劑A海水中的碘元素淀粉溶液BSO2氣體澄清石灰水C溶液中的Cu2+氨水D溶液中的NHNaOH溶液,濕潤的藍(lán)色石蕊試紙解析:淀粉遇碘單質(zhì)才會(huì)變藍(lán),海水中的碘元素主要是以離子的形式存在,無法檢驗(yàn),A錯(cuò)誤;SO2氣體和CO2氣體均可使澄清石灰水變渾濁,B錯(cuò)誤;銅離子可以和氨水先生成氫氧化銅藍(lán)色沉淀,再與氨水結(jié)合生成銅氨絡(luò)合離子[Cu(NH3)4]2+,可以檢驗(yàn),C正確;氨氣可使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán),D錯(cuò)誤。2.下列說法正確的是(A)A.將銅絲插入濃硝酸中制備NO2(2021·廣東卷改編)B.過量鐵粉加入稀硝酸中,離子反應(yīng)方程式為Fe+4H++NO3-Fe3++NO↑+2H2O(2021·C.向濃HNO3中插入紅熱的炭,產(chǎn)生紅棕色氣體,證明炭可與濃HNO3反應(yīng)生成NO2(2021·山東卷)D.濃HNO3和稀HNO3與Cu反應(yīng)的還原產(chǎn)物分別為NO2和NO,故稀HNO3氧化性更強(qiáng)(2021·河北卷)解析:將銅絲插入濃硝酸中開始會(huì)產(chǎn)生二氧化氮,能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?A正確;過量的鐵粉與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸亞鐵、一氧化氮和水,離子方程式應(yīng)為3Fe+8H++2NO3-3Fe2++2NO↑+4H2O,B錯(cuò)誤;濃硝酸不穩(wěn)定,受熱易分解生成NO2,插入紅熱的炭使體系溫度升高,不能證明炭與濃HNO33.下列有關(guān)說法正確的是(D)A.可通過加熱氯化銨固體的方法制備氨氣(2021·全國甲卷)B.可通過將鋁片加到冷濃硝酸中的方法制備二氧化氮(2021·全國甲卷)C.NH4HCO3受熱易分解,因而可用作化肥(2019·江蘇卷)D.用燒堿處理含高濃度NH4+的廢水并回收利用氨(2017解析:氯化銨不穩(wěn)定,加熱易分解生成氨氣和氯化氫,但兩者遇冷又會(huì)化合生成氯化銨固體,所以不能用于制備氨氣,A錯(cuò)誤;將鋁片加到冷濃硝酸中會(huì)發(fā)生鈍化現(xiàn)象,不能用于制備二氧化氮,B錯(cuò)誤;NH4HCO3受熱易分解和用作化肥無關(guān),C錯(cuò)誤;燒堿可以與NH4題號知識易中難氮的循環(huán)69氮的氧化物4,510氨氣的性質(zhì)及應(yīng)用311硝酸的性質(zhì)1,28綜合應(yīng)用7一、選擇題(每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)1.我國清代《本草綱目拾遺》中“強(qiáng)水”條目下寫道:“性最猛烈,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(B)A.氨水 B.硝酸 C.醋 D.鹵水解析:硝酸具有強(qiáng)氧化性,能與許多金屬、礦物質(zhì)等反應(yīng),但不與玻璃反應(yīng)。2.某同學(xué)進(jìn)行有關(guān)銅、硝酸、硫酸化學(xué)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)過程如圖所示:下列說法正確的是(D)A.①中溶液呈藍(lán)色,試管口有紅棕色氣體產(chǎn)生,稀硝酸被還原為NO2B.②中溶液存在:c(Cu2+)+c(H+)=c(NO3-)+c(OHC.由上述實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論:常溫下,Cu既可與稀硝酸反應(yīng),也可與稀硫酸反應(yīng)D.③中反應(yīng)的化學(xué)方程式:3Cu+Cu(NO3)2+4H2SO44CuSO4+2NO↑+4H2O解析:①中發(fā)生3Cu+8HNO33Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,生成的硝酸銅溶液為藍(lán)色,試管口NO被氧化生成紅棕色的NO2,但稀硝酸被還原生成NO,A錯(cuò)誤;②中溶液存在電荷守恒,為2c(Cu2+)+c(H+)=c(NO3-)+c(OH-3.下列關(guān)于氨的說法正確的是(C)A.氨氣是非電解質(zhì),氨水是電解質(zhì),NH4B.氨氣溶于水后,氨大部分是以NH3分子形式存在,所以氨水顯弱堿性C.用堿石灰代替消石灰與氯化銨固體加熱制取氨氣,可使反應(yīng)速率加快D.用玻璃棒蘸取濃氨水靠近濃鹽酸、濃硝酸和濃硫酸都可看到有白煙生成解析:NH3在熔融態(tài)不導(dǎo)電,其水溶液導(dǎo)電是由于形成了NH3·H2O,故NH3是非電解質(zhì),氨水是混合物,A錯(cuò)誤;氨水呈弱堿性的原因是NH3·H2O部分電離,電離出的OH-濃度小,B錯(cuò)誤;堿石灰中的CaO、NaOH吸水能力強(qiáng),能使反應(yīng)溫度迅速上升,從而加快反應(yīng)速率,C正確;濃硫酸不是揮發(fā)性強(qiáng)酸,故玻璃棒蘸取濃氨水靠近濃硫酸看不到有白煙生成,D錯(cuò)誤。4.(2021·黑龍江大慶月考)把3體積NO2氣體依次通過①飽和NaHCO3溶液、②濃硫酸、③Na2O2后(假設(shè)每一步的反應(yīng)都是充分的),再用排水法收集殘留氣體,則收集到的氣體是(B)A.1體積NOB.14體積OC.1體積NO2和12體積OD.13解析:假定3molNO2通過飽和碳酸氫鈉溶液,首先發(fā)生3NO2+H2O2HNO3+NO,生成1molNO、2molHNO3,再發(fā)生反應(yīng)HNO3+NaHCO3NaNO3+CO2↑+H2O,生成2molCO2,從飽和碳酸氫鈉溶液出來的氣體為1molNO、2molCO2及水蒸氣,再通過濃硫酸干燥,出來的氣體為1molNO、2molCO2,氣體通過過氧化鈉,發(fā)生反應(yīng)2CO2+2Na2O22Na2CO3+O2、2NO+O22NO2,從過氧化鈉出來的氣體最終為12molO2、1molNO2,最后用排水法收集,發(fā)生反應(yīng)4NO2+O2+2H2O4HNO3,1molNO2消耗O2為1mol×14=14mol,故最終剩余的氧氣為12mol-14mol=14mol,體積之比等于物質(zhì)的量之比,故最終收集到的氣體是14體積的O5.(2022·浙江富陽月考)某學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究NO與銅粉的反應(yīng)并檢驗(yàn)NO,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示(夾持裝置略)。實(shí)驗(yàn)開始前,向裝置中通入一段時(shí)間的N2,排盡裝置內(nèi)的空氣。已知:在溶液中FeSO4+NO[Fe(NO)]SO4(棕色),該反應(yīng)可用于檢驗(yàn)NO。下列說法中不正確的是(D)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(yīng)C.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,先熄滅酒精燈,再關(guān)閉分液漏斗的活塞D.裝置J收集的氣體中一定不含NO解析:稀硝酸與銅反應(yīng)生成一氧化氮,一氧化氮能夠被氧氣氧化,因此實(shí)驗(yàn)前需要通入氮?dú)?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(yīng),未反應(yīng)的NO可以利用硫酸亞鐵溶液檢驗(yàn)。由以上分析可知,裝置F、I中的試劑依次為水、硫酸亞鐵溶液,A項(xiàng)正確;NO和Cu反應(yīng),銅被氧化為CuO,所以若觀察到裝置H中紅色粉末變黑色,則NO與Cu發(fā)生了反應(yīng),B項(xiàng)正確;實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,為了防止倒吸,需要先熄滅酒精燈,再關(guān)閉分液漏斗的活塞,C項(xiàng)正確;由于FeSO4+NO[Fe(NO)]SO4(棕色)為可逆反應(yīng),裝置J收集的氣體中可能含有NO,D項(xiàng)錯(cuò)誤。6.(2021·河北石家莊二模)下列關(guān)于自然界中氮循環(huán)(如圖)的說法錯(cuò)誤的是(D)A.①和②均屬于氮的固定B.氫、氧元素也參與了自然界中的氮循環(huán)C.④中每生成1molNO3-D.③和⑤過程中氮元素分別被還原和氧化解析:氮的固定是指將N2轉(zhuǎn)化為氮的化合物的過程,反應(yīng)①將N2轉(zhuǎn)化為NO,屬于氮的固定,反應(yīng)②屬于生物固氮,A正確;由圖示知,氮循環(huán)過程中涉及氫、氧元素,B正確;反應(yīng)④是O2將NH3氧化為NO3-,N元素化合價(jià)由-3價(jià)升高到+5價(jià),失去8個(gè)電子,即生成1molNO3-失去8mol電子,失去的電子被O2得到,根據(jù)轉(zhuǎn)移電子關(guān)系O2～4e-,知轉(zhuǎn)移8mol電子需要消耗2molO2,C正確;反應(yīng)③中NO被氧化為NO3二、選擇題(每小題有一個(gè)或兩個(gè)選項(xiàng)符合題意)7.(2021·河北石家莊階段測試)某學(xué)習(xí)小組擬用如圖裝置制備氮化鈣(化學(xué)式為Ca3N2,極易與H2O反應(yīng)),下列說法不正確的是(AB)A.打開活塞K通入N2,試管a內(nèi)有氣泡產(chǎn)生,說明裝置氣密性良好B.將產(chǎn)物Ca3N2放入鹽酸中,能得到CaCl2和NH4Cl兩種鹽,發(fā)生氧化還原反應(yīng)C.U形管中盛放的干燥劑可以是堿石灰,但不能用濃硫酸D.反應(yīng)結(jié)束后,先熄滅酒精燈,待反應(yīng)管冷卻至室溫后再關(guān)閉活塞K解析:打開活塞K通入N2,即使裝置漏氣,試管a內(nèi)也可能有氣泡產(chǎn)生,故A錯(cuò)誤;將產(chǎn)物Ca3N2放入鹽酸中,N3-與H+反應(yīng)生成NH4+,得到CaCl2和NH8.室溫下,將33.6g鐵片加到硝酸溶液中,兩者全部參加反應(yīng),同時(shí)收集到11.2L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。下列說法正確的是(D)A.原溶液是濃硝酸,含HNO3的量為3.6molB.原溶液必是稀硝酸,含HNO3的量為2.4molC.原溶液必是稀硝酸,含HNO3的量為1.6～2.4molD.原溶液必是稀硝酸,含HNO3的量為2.0mol解析:常溫下鐵遇濃硝酸鈍化,故不可能是濃硝酸。稀硝酸的還原產(chǎn)物為NO,根據(jù)得失電子守恒可得生成物中鐵的平均化合價(jià)為+2.5,由題給數(shù)據(jù)計(jì)算可得,D正確。9.(2021·廣東廣州階段性檢測)自然界中氮的部分循環(huán)過程如圖,下列有關(guān)說法正確的是(B)A.過程①和過程②均屬于自然固氮B.X轉(zhuǎn)化為Y的反應(yīng)原子利用率為100%C.I轉(zhuǎn)化為NH3或M均發(fā)生氧化還原反應(yīng)D.若為硫循環(huán),X在空氣中點(diǎn)燃可得Y解析:①是人工固氮,②不是固氮過程,A錯(cuò)誤;根據(jù)循環(huán)圖可知X為NO,Y為NO2,2NO+O22NO2,原子利用率為100%,B正確;I與NH3中的N化合價(jià)相同,不發(fā)生氧化還原反應(yīng),C錯(cuò)誤;若為硫循環(huán),X(二氧化硫)在空氣中點(diǎn)燃不能得到Y(jié)(三氧化硫),反應(yīng)條件應(yīng)為催化氧化,D錯(cuò)誤。三、非選擇題10.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),已開發(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。如4NH3+6NO5N2+6H2O,寫出氨氣轉(zhuǎn)化NO2的化學(xué)方程式:,氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質(zhì)量之比為。

(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)的量之比為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。

解析:(1)氨氣轉(zhuǎn)化NO2的化學(xué)方程式為8NH3+6NO27N2+12H2O,氨氣為還原劑,NO2為氧化劑,氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質(zhì)量之比為4∶3。(2)①生成兩種鈉鹽,必然是NO2的歧化反應(yīng),其物質(zhì)的量之比為1∶1,依據(jù)得失電子守恒可知兩種鹽分別為NaNO3和N