（通用版）2020版高考化学一轮复习第四章第四节氮及其化合物学案.docx

氮及其化合物第四节氮及其化合物1.了解氮元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用。2了解氮元素单质及其重要化合物对环境的影响。3掌握氨气的实验室制法(包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方法)。4了解化学与生活、材料、能源、环境、生命、信息技术等的关系。5了解“绿色化学”的重要性。考点(一)氮及其氧化物 【点多面广精细研】1氮气的结构与性质(1)氮元素的存在与氮的固定(2)N2的物理性质无色、无味气体，密度比空气略小，难溶于水。(3)N2的化学性质与氧气反应：N2O22NO。与氢气反应：N23H22NH3。与镁反应：3MgN2Mg3N2。2氮的氧化物的种类与性质(1)氮有多种价态的氧化物如N2O、NO、NO2、N2O4、N2O3、N2O5等。其中属于硝酸酸酐的是N2O5。(2)NO与NO2性质的比较NONO2氮的价态2价4价物理性质无色、不溶于水的气体红棕色、有刺激性气味的气体，易液化，易溶于水化学性质与O2反应2NOO2=2NO2不反应与H2O反应不反应3NO2H2O=2HNO3NO与H2O、O2反应4NO2H2O3O2=4HNO34NO22H2OO2=4HNO3氧化性有氧化性，但通常情况下表现出还原性强氧化性，在溶液中能氧化S2、I、Fe2等离子对环境的影响有毒，大气污染物之一有毒，大气污染物之一实验室制取原理及收集方法3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O(排水法收集)Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O(向上排空气法收集)(3)氮氧化物对环境的污染光化学烟雾：NOx在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生了一种有毒的烟雾。酸雨：NOx排入大气中，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨雪降到地面。破坏臭氧层：NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。NO与血红蛋白结合使人中毒。小题练微点判断下列说法的正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)豆科植物通过根瘤菌吸收空气中的氮属于氮的固定，是化学变化()(2)汽车尾气中的氮氧化合物是由游离态氮转化来的()(3)氮元素有负化合价、正化合价和零价，因而常温下，N2既能与氧气反应，又能与H2反应()(4)在实验室里，NO和NO2均用排水法收集()(5)可用NO2与水反应制取硝酸，故NO2是酸性氧化物()(6)通过灼热的镁粉，可除去N2中的少量氧气()(7)NO2溶于水时，NO2是氧化剂，水是还原剂()(8)溴蒸气和NO2都是红棕色气体，不能用湿润的淀粉KI试纸和NaOH溶液鉴别，可用AgNO3溶液或蒸馏水或CCl4鉴别()(9)(2016全国卷)用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反应产生的NO()(10)(2015全国卷)密闭容器中2 mol NO与1 mol O2充分反应，产物的分子数为2NA()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7) (8)(9)(10)学霸微提醒(1)氮的氧化物都有毒，其中NO2与N2O4存在下列平衡：2NO2N2O4，因此实验测得NO2的平均相对分子质量总大于46。(2)验证某无色气体为NO的方法是向无色气体中通入O2(或空气)，无色气体变为红棕色。NOx的污染治理1.(2018全国卷)研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关(如图所示)。下列叙述错误的是()A雾和霾的分散剂相同B雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵CNH3是形成无机颗粒物的催化剂D雾霾的形成与过度施用氮肥有关解析：选C雾和霾的分散剂都是空气，A项正确；雾霾中的无机颗粒物含有硝酸铵和硫酸铵，B项正确；NH3参与反应生成铵盐，是反应物，不是催化剂，C项错误；过度施用氮肥会增加大气中氨的含量，D项正确。2(2018天津高考)烟道气中的NOx是主要的大气污染物之一，为了监测其含量，选用如下采样和检测方法。回答下列问题：.采样采样步骤：检验系统气密性；加热器将烟道气加热至140 ；打开抽气泵置换系统内空气；采集无尘、干燥的气样；关闭系统，停止采样。(1)A中装有无碱玻璃棉，其作用为_。(2)C中填充的干燥剂是(填标号)_。a碱石灰B无水CuSO4cP2O5 (3)用实验室常用仪器组装一套装置，其作用与D(装有碱液)相同，在虚线框中画出该装置的示意图，标明气体的流向及试剂。(4)采样步骤加热烟道气的目的是_。.NOx含量的测定将v L气样通入适量酸化的H2O2溶液中，使NOx完全被氧化成NO，加水稀释至100.00 mL。量取20.00 mL该溶液，加入v1 mL c1 molL1 FeSO4标准溶液(过量)，充分反应后，用c2 molL1 K2Cr2O7标准溶液滴定剩余的Fe2，终点时消耗v2 mL。(5)NO被H2O2氧化为NO的离子方程式为_。(6)滴定操作使用的玻璃仪器主要有_。(7)滴定过程中发生下列反应：3Fe2NO4H=NO3Fe32H2OCr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2O则气样中NOx折合成NO2的含量为_ mgm3。(8)判断下列情况对NOx含量测定结果的影响(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。若缺少采样步骤，会使测定结果_。若FeSO4标准溶液部分变质，会使测定结果_。解析：(1)装置A是过滤器，装有无碱玻璃棉的作用是过滤除去粉尘。(2)C中填充的是干燥剂，除去H2O且不能与NOx反应，所以应选有酸性、干燥能力强的P2O5。(3)D装置中装有碱液，用于除去NOx，作用与实验室中的洗气瓶相同，该装置的示意图见答案。(4)烟道气中有水，采样步骤加热器将烟道气加热至140 的目的是防止NOx溶于冷凝水。(5)NO被H2O2氧化为NO，H2O2的还原产物为H2O，离子方程式为2NO3H2O2=2H2NO2H2O。(6)滴定操作使用的玻璃仪器主要有锥形瓶、滴定管，因为该滴定液呈酸性，所以选用酸式滴定管。(7)滴定过程中发生反应：3Fe2NO4H=NO3Fe32H2O、Cr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2O，与Cr2O反应的Fe2的物质的量为6c2v2103 mol，标准液中Fe2的物质的量为c1v1103 mol，则与NO反应的Fe2的物质的量为(c1v16c2v2)103mol，NO的物质的量为 mol，则v L气样中折合成NO2的含量为 mol46 gmol11 000 mgg11 000 Lm3104 mgm3。(8)若缺少采样步骤，系统内存在空气，会使收集的气样中NOx偏少，测定结果偏低。若FeSO4标准溶液部分变质，溶液中的Fe2浓度减小，消耗的K2Cr2O7标准溶液体积减小，使测定结果偏高。答案：(1)除尘(2)c(3)(4)防止NOx溶于冷凝水(5)2NO3H2O2=2H2NO2H2O(6)锥形瓶、酸式滴定管(7)104(8)偏低偏高方法规律NOx尾气的处理(1)碱液吸收法2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O，NO2NO2NaOH=2NaNO2H2O，NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)n(NO)。一般适合工业尾气中NOx的处理。(2)催化转化法在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2)。一般适用于汽车尾气的处理。反应方程式为4NH36NO5N26H2O；8NH36NO27N212H2O；2NO2CON22CO2；2NO24CON24CO2。氮的氧化物与O2、H2O反应的计算3.在一定条件下，将NO2和O2的混合气体12 mL通入足量水中，充分反应后剩余2 mL气体(同温同压下)，则原混合气体中氧气的体积为()1.2 mL2.4 mL3 mL4 mLABC D解析：选D混合气体通入水中，涉及的反应有4NO2O22H2O=4HNO3，3NO2H2O=2HNO3NO。若12 mL全部为NO2，发生反应，剩余气体4 mL大于实际剩余气体2 mL，故剩余气体为NO或O2。若剩余的气体是O2，则V(NO2)(122)mL8 mL，V(O2)12 mL8 mL4 mL。若剩余的气体是NO(2 mL)6 mL NO2，则V(O2)(126)mL1.2 mL。4(2019石家庄二中模拟)将充有m mol NO和n mol NO2气体的试管倒立于水槽中，然后通入m mol O2，若已知nm，则充分反应后，试管中的气体在同温同压下的体积为()A. B.C. D3(nm)解析：选B根据3NO2H2O=2HNO3NO知，n mol NO2气体反应后生成 mol NO气体，再根据4NO3O22H2O=4HNO3得m43，则知NO过量，故剩余的体积为。5氮氧化合物(用NOx表示)是大气污染的重要因素，根据NOx的性质特点，开发出多种化学治理氮氧化合物污染的方法。(1)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。已知：4NH36NO5N26H2O,8NH36NO27N212H2O。同温同压下，3.5 L NH3恰好将3.0 L NO和NO2的混合气体完全转化为N2，则原混合气体中NO和NO2的体积之比是_。(2)工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理。NO2被烧碱溶液吸收时，生成两种钠盐，其物质的量之比为11，写出该反应的化学方程式：_。NO与NO2按物质的量之比11被足量NaOH溶液完全吸收后只得到一种钠盐，该钠盐的化学式是_。解析：(1)设NO的体积为V(NO)，NO2的体积为V(NO2)，依据方程式知，处理NO需NH3：V(NO)，处理NO2需NH3：V(NO2)，则，解得V(NO)0.75 L，V(NO2)2.25 L，V(NO)V(NO2)13。(2)生成两种钠盐，必然是NO2的歧化反应，依据量的关系可知两种盐分别为NaNO3和NaNO2。NO中氮的化合价为2价，NO2中氮的化合价为4价，二者11 混合时与NaOH反应生成一种钠盐，依据电子守恒可知，钠盐中氮的化合价为3，即为NaNO2。答案：(1)13(2)2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2ONaNO2方法规律氮的氧化物与O2、H2O反应的3种计算方法1关系式法(1)NO和O2混合气体通入水中由2NOO2=2NO2和3NO2H2O=2HNO3NO得总反应为4NO3O22H2O=4HNO3。(2)NO2和O2混合气体通入水中由3NO2H2O=2HNO3NO和2NOO2=2NO2得总反应为4NO2O22H2O=4HNO3。(3)NO、NO2和O2三种混合气体通入水中先按3NO2H2O=2HNO3NO计算出生成的NO体积，然后加上原来混合气体中NO体积，再按计算。2电子守恒法当NOx转化为硝酸时要失去电子，如果是NOx与O2混合，则反应中O2得到的电子数与NOx失去的电子数相等。3原子守恒法4NO2O2和4NO3O2从组成上均相当于2N2O5的组成，都与N2O5H2O=2HNO3等效。当NO、NO2、O2的混合气体溶于水时利用混合气体中N、O原子个数比进行分析判断。1.我国“神舟 11 号”宇宙飞船的运载火箭的推进剂引燃后发生剧烈反应，产生大量高温气体从火箭尾部喷出。引燃后的高温气体成分有 CO2、H2O、N2、NO 等，这些气体均为无色，但在卫星发射现场看到火箭喷射出大量“红烟”，产生“红烟”的原因是()A“红烟”是 Fe2O3BNO 与 H2O 反应生成 CCO2 与 NO 反应生成 NO2DNO 遇空气生成 NO2巧用平衡思想理解NO2气体存在形式2NO2N2O4H0NO2能使湿润的淀粉KI试纸变蓝。1 mol NO2在标准状况下的体积应小于22.4 L。标准状况下，22.4 L NO2的质量大于46 g。解析：选D引燃后的高温气体成分有CO2、H2O、N2、NO等无色气体中，NO容易被O2氧化为NO2，NO2是红棕色气体。2.如图所示，将相同条件下的m体积NO和n体积O2同时通入倒立于水槽中且盛满水的试管内，充分反应后，试管内残留 体积的气体，该气体与空气接触后立即变为红棕色。则m与n的比值为()A32B23C83D38掌握氮的氧化物的相关计算计算剩余气体体积。溶液的浓度，在计算时一般设容器的体积为V L，通过反应方程式计算剩余气体体积、溶液的浓度。 解析：选C该过程中涉及的反应有2NOO2=2NO2、3NO2H2O=2HNO3NO，可将两个方程式“合并”为4NO3O22H2O=4HNO3。剩余气体与空气接触立即变为红棕色，说明剩余气体为NO。则可知 体积的NO气体与n体积的O2恰好完全反应。4NO3O22H2O=4HNO343 n43n，解得mn83。考点(二)氨和铵盐 【点多面广精细研】1氨的物理性质与喷泉实验(1)物理性质无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，易液化。极易溶于水(1700)，可由喷泉实验证明。(2)喷泉实验喷泉实验的原理因为烧瓶内气体易溶于水或易与水反应，使瓶内压强减小，形成压强差，大气压将烧杯中的水压入烧瓶而形成喷泉。常见的能形成喷泉实验的气体和吸收剂如表：气体HClNH3CO2、SO2、Cl2、H2SNO2O2吸收剂水或NaOH溶液水或盐酸浓NaOH溶液水2.氨的化学性质(1)与水反应反应原理为NH3H2ONH3H2ONHOH。氨气溶于水得氨水，氨水中含有的粒子有：NH3H2O、H2O、NH3、NH、OH、H。NH3H2O为可溶性一元弱碱，不稳定，易分解，化学方程式为NH3H2ONH3H2O。(2)氨气与酸的反应蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，其现象为有白烟生成，将浓盐酸改为浓硝酸，也会出现相同的现象。化学方程式为HClNH3=NH4Cl、NH3HNO3=NH4NO3。(3)与盐溶液的反应过量氨水与AlCl3溶液反应的离子方程式：Al33NH3H2O=Al(OH)33NH。(4)氨气的还原性催化氧化：4NH35O24NO6H2O。被CuO氧化：2NH33CuO3CuN23H2O。被氯气氧化：2NH33Cl2=N26HCl或8NH33Cl2=N26NH4Cl。(5)氨的用途液氨汽化时吸收大量的热，故用作制冷剂。制氮肥、硝酸、铵盐、纯碱等。3氨气的实验室制法4铵盐及NH的检验(1)铵盐的物理性质铵盐都是白色固体，均易溶于水。(2)铵盐的化学性质(3)NH的检验未知液产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体，则证明含NH。小题练微点判断下列说法的正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)氨易液化，因此可用来作制冷剂()(2)氨溶解于水显弱碱性，因此可使酚酞溶液变为红色()(3)氨气遇到浓盐酸、硫酸都会发生反应，产生白烟()(4)实验室可用浓氨水与生石灰制取氨气()(5)加热盛有NH4Cl固体的试管，试管底部固体消失，试管口有晶体凝结，说明NH4Cl固体可以升华()(6)氨水中含氮微粒中最多的微粒是NH()(7)铵盐都易溶于水，其水溶液均呈酸性()(8)施肥时，草木灰(有效成分为K2CO3)不能与NH4Cl混合使用，是因为K2CO3与NH4Cl反应生成氨气会降低肥效()(9)向某无色溶液中加入稀NaOH溶液，把湿润的红色石蕊试纸放在试管口，不变蓝，则原溶液中不含NH()(10)NH4H的结构与NH4Cl相似，NH4H固体与少量H2O反应可有两种气体生成()(11)用浓NH4Cl溶液处理过的舞台幕布不易着火是因为NH4Cl隔绝了空气()(12)现有1 molL1的氨水，则该溶液中NH3H2O的浓度是1 molL1()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)学霸微提醒(1)极易溶于水的气体有NH3(1700)、HCl(1500)。(2)NH3是中学化学中唯一的碱性气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，可在推断题中作为解题突破口。(3)氨水呈碱性，NH3H2O属于一元弱碱，计算氨水的浓度时，溶质按NH3进行计算。氨气的制备和性质1.判断下列说法的正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)(2018江苏高考)NH4Cl与Ca(OH)2混合加热可生成NH3()(2)(2017全国卷)加热盛有少量NH4HCO3固体的试管，并在试管口放置湿润的红色石蕊试纸，石蕊试纸变蓝，说明NH4HCO3显碱性()(3)(2017天津高考)用烧碱处理含高浓度NH的废水并回收利用氨()(4)(2017北京高考)氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀，氨气发生还原反应()(5)(2017江苏高考)利用NH3易溶于水的性质，可用作制冷剂()(6)(2016江苏高考)下列物质间的转化能够实现N2NH3NH4Cl(aq)()(7)(2016上海高考)用生石灰与浓氨水制得的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明NH3为碱性气体()(8)(2015重庆高考)实验室用如图所示装置制取氨()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6) (7)(8)2(2016全国卷)氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。回答下列问题：(1)氨气的制备氨气的发生装置可以选择上图中的_，反应的化学方程式为_。欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为：发生装置_(按气流方向，用小写字母表示)。(2)氨气与二氧化氮的反应将上述收集到的NH3充入注射器X中，硬质玻璃管Y中加入少量催化剂，充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。操作步骤实验现象解释原因打开K1，推动注射器活塞，使X中的气体缓慢通入Y管中Y管中_反应的化学方程式_将注射器活塞退回原处并固定，待装置恢复到室温Y管中有少量水珠生成的气态水凝聚打开K2_解析：(1)图中给出了两种气体制备装置，一种是固固加热制气装置，一种是固液加热制气装置。如果选择A装置制取氨气，则反应的化学方程式为2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O；如果选择B装置制取氨气，则反应的化学方程式为NH3H2ONH3H2O。欲收集一瓶干燥的氨气，首先要除去杂质，制备氨气的杂质只有水蒸气，由于氨气溶于水显碱性，因此要选用碱石灰作干燥剂，干燥管的进出口方向为粗进细出，因此先接d后接c；其次要收集氨气，由于氨气的密度小于空气，要从短管进气，因此先接f再接e；最后要进行尾气处理，由于氨气极易溶于水，因此可以选择水吸收尾气，还要注意防倒吸，所以接i。(2)由题干内容“工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2”，结合实验条件可知反应为8NH36NO27N212H2O，NO2为红棕色气体，发生反应后变成无色气体，因此现象为红棕色气体逐渐变浅。反应后气体分子数减少，Y管中的压强小于外压，因此产生倒吸现象。答案：(1)A2NH4ClCa(OH)22NH3CaCl22H2O(或BNH3H2ONH3H2O)dcfei(2)红棕色气体慢慢变浅8NH36NO27N212H2OZ中NaOH溶液产生倒吸现象反应后气体分子数减少，Y管中压强小于外压易错提醒实验室制氨气的注意事项(1)制氨时铵盐不选(NH4)2CO3、NH4HCO3、NH4NO3等，因为它们受热易分解，使产生的NH3中混有较多的杂质气体，另外NH4NO3易爆炸；选碱时，用Ca(OH)2而不用NaOH或KOH，因为NaOH、KOH具有吸湿性，易结块，不利于产生氨，且在高温下均能腐蚀玻璃。(2)干燥氨气不能用浓硫酸，也不能用无水CaCl2(8NH3CaCl2=CaCl28NH3)，通常用碱石灰干燥氨气。(3)实验室制取NH3的简易方法方法化学方程式(或原理)发生装置加热浓氨水NH3H2ONH3H2O浓氨水固体NaOHNaOH溶于水放热，促使NH3H2O分解，且OH浓度的增大有利于NH3的生成浓氨水固体CaOCaO与水反应，使溶剂(水)减少；反应放热，促使NH3H2O分解。化学方程式：NH3H2OCaO=NH3Ca(OH)2喷泉实验的原理3.(2019南京师大附中检测)利用如图所示的装置，可以验证NH3和HCl的有关性质。实验前a、b、c活塞均关闭。(1)若要在烧瓶中产生“喷泉”现象，烧瓶中不产生“喷泉”现象，其操作方法是_。(2)若先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管，在烧瓶中可观察到的现象是_。(3)通过挤压胶头滴管和控制活塞的开关，在烧瓶中产生“喷泉”现象，烧瓶中不产生“喷泉”现象，其操作方法是_。若要在该装置中产生双喷泉现象，其操作方法是_。解析：(1)打开a、b活塞，再将胶头滴管中的水挤入烧瓶中，由于NH3极易溶于水，使烧瓶内气体压强迅速减小，烧杯中的水迅速进入烧瓶中，形成喷泉。(2)先打开a、c活塞，再将胶头滴管中的水挤入烧瓶中，烧瓶中的气压迅速减小，烧瓶中的HCl气体会流向烧瓶中，且与NH3化合生成NH4Cl而产生白烟。(3)在(2)基础上，若关闭a活塞，打开b活塞，烧杯中的水会迅速进入烧瓶中，形成喷泉；若打开b活塞，不关闭a活塞，烧瓶中的水便会同时进入烧瓶和中，形成双喷泉。答案：(1)先打开a、b活塞，再挤压胶头滴管(或先挤压胶头滴管，再打开a、b活塞)(2)烧瓶中导管口处产生白烟(3)先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管(或先打开a活塞，挤压胶头滴管，再打开c活塞)，片刻后，关闭a活塞，然后打开b活塞先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管(或先打开a活塞，挤压胶头滴管，再打开c活塞)，片刻后，打开b活塞4(2017全国卷节选)凯氏定氮法是测定蛋白质中氮含量的经典方法，其原理是用浓硫酸在催化剂存在下将样品中有机氮转化成铵盐，利用如图所示装置处理铵盐，然后通过滴定测量。已知：NH3H3BO3=NH3H3BO3；NH3H3BO3HCl=NH4ClH3BO3。回答下列问题：(1)a的作用是_。(2)b中放入少量碎瓷片的目的是_。f的名称是_。(3)清洗仪器：g中加蒸馏水；打开k1，关闭k2、k3，加热b，蒸气充满管路；停止加热，关闭k1，g中蒸馏水倒吸进入c，原因是_；打开k2放掉水。重复操作23次。解析：(1)导管a与大气相通，其作用是避免烧瓶内气压过大，发生危险。(2)加热液体时加入碎瓷片，其作用是防止液体暴沸。冷凝管有直形冷凝管和球形冷凝管、蛇形冷凝管，要指明。(3)停止加热，瓶内水蒸气冷凝，气体压强减小，会引起g中液体倒吸入c中，利用蒸馏水倒吸来洗涤仪器e、f。答案：(1)避免b中压强过大(2)防止暴沸直形冷凝管(3)c中温度下降，管路中形成负压归纳拓展1喷泉实验的原理分析(1)形成喷泉的原因形成喷泉最根本的原因是烧瓶内外存在压强差。当烧瓶内气体溶于液体或与之反应时，瓶内气体大量减少，压强降低，外界的大气压将液体压入烧瓶内，如此持续，最后液体将充满烧瓶。(2)影响喷泉实验成功的因素盛气体的烧瓶必须干燥。气体要充满烧瓶。烧瓶不能漏气(实验前应先检查装置的气密性)。所用气体能大量溶于所用液体或气体与液体可以快速反应。2喷泉实验的发散装置及操作方法喷泉实验是中学化学的重要实验，其本质是形成压强差而引发液体上喷，以教材中的装置(发散源)可设计如图所示的多种不同的装置和采用不同的操作(如使气体溶于水、热敷或冷敷、生成气体等)来形成喷泉。设计说明：装置()改变了胶头滴管的位置，胶头滴管挤入少量水于试剂瓶中，即可使少量溶液沿导管进入烧瓶中，导致大量的NH3溶解，烧瓶内形成负压而产生喷泉。装置()向导管中通入一定量的H2S和SO2，现象为有淡黄色粉末状物质生成，瓶内壁附有水珠，NaOH溶液上喷形成喷泉。装置()打开处的止水夹并向烧瓶中缓慢通入等体积的HCl气体后关闭该止水夹，等充分反应后再打开处的止水夹，观察到先有白烟产生，后产生喷泉。装置()挤压胶头滴管，然后打开导管上部的两个活塞，则在右面烧瓶出现喷烟现象，再打开导管下部活塞，则可产生双喷泉。1如图，利用培养皿探究氨气的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水，立即用另一表面皿扣在上面。表中对实验现象所做的解释正确的是()选项实验现象解释A浓盐酸附近产生白烟NH3与浓盐酸反应产生了NH4Cl固体B浓硫酸附近无明显现象NH3与浓硫酸不发生反应C氯化物溶液变浑浊该溶液一定是AlCl3溶液D干燥红色石蕊试纸不变色，湿润红色石蕊试纸变蓝NH3是一种可溶性碱解析：选AB项，NH3与浓硫酸反应；C项，AlCl3、MgCl2等氯化物溶液均可与NH3反应使溶液变浑浊；D项，NH3H2O是碱，NH3不属于碱。2如图是课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案。下列有关操作不可能引发喷泉现象的是()A挤压装置的胶头滴管使CCl4全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹B挤压装置的胶头滴管使NaOH溶液全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹C用鼓气装置从装置的a处不断鼓入空气并打开止水夹D向装置的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹理清喷泉实验原理烧瓶中气压减小，形成喷泉，类型是极易溶于水的气体，如NO2、NH3，或者气体与溶液极易反应，如Cl2NaOH溶液，CO2NaOH溶液。解析：选BH2难溶于NaOH溶液，不能形成较大压强差，不能引发“喷泉”现象。3NH3是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图)。下列说法正确的是()ANH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥BNH4Cl、HNO3和Na2CO3受热时都易分解C.在一定条件下可发生氧化还原反应D图中所涉及的盐类物质都属于正盐点拨：NH3中N的化合价为3价，NO2中N的化合价为4 价。解析：选CNaHCO3不是化肥，故A错误；NH4Cl、HNO3受热时都易分解，Na2CO3性质稳定，受热不分解，故B错误；NH3和NO2中氮元素存在中间价态，一定条件下可发生氧化还原反应，故C正确；NaHCO3为酸式盐，故D错误。4下列说法中正确的是()A所有铵盐受热均可以分解，产物均有NH3B硝酸铵受热易分解爆炸，实验室常用加热氯化铵与氢氧化钙的固体混合物制备氨气C在盛有硫酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)2溶液的试管中，滴加少量NaOH溶液，在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验，试纸变蓝D铵盐都易溶于水，其水溶液均呈酸性解析：选B铵盐分解不一定产生NH3，如NH4NO3在400 以上分解生成N2、NO2和H2O，A项错；Fe2比NH更易结合OH，因而加入少量NaOH，不会产生NH3，C项错；NH4HCO3、(NH4)2S溶液等均呈碱性，D项错。5NH3及其盐都是重要的化工原料。(1)用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3，反应发生、气体收集和尾气处理装置依次为_。(2)按如图装置进行NH3性质实验。先打开旋塞1，B瓶中的现象是_，原因是_，稳定后，关闭旋塞1。再打开旋塞2，B瓶中的现象是_。解析：(1)制备氨气时，加热固体的试管口应略向下倾斜，所以制备装置应选取装置A；氨气的密度比空气的小，因此应用向下排空气法收集，所以收集装置应选取装置C；氨气极易溶于水，应防止发生倒吸，因此尾气处理装置应选取装置G。(2)A瓶的压强大于B瓶的，因此A瓶中的氯化氢进入B瓶中，与氨气反应生成氯化铵，可以看到B瓶中有白烟生成。由于氯化氢和氨气反应导致B瓶中的压强降低，且B瓶中的氯化氢相对过量，因此当打开旋塞2时，石蕊水溶液会被倒吸入B瓶中，遇氯化氢溶液变红色。答案：(1)A、C、G(2)有白烟生成A瓶中的氯化氢移动到B瓶中，与B瓶中的氨气反应生成氯化铵，能看到白烟液体进入B瓶中，溶液的颜色变红考点(三)硝酸 【精讲精练快冲关】知能学通1物理性质硝酸是无色易挥发的液体，有刺激性气味。2化学性质(1)不稳定性反应的化学方程式：4HNO32H2O4NO2O2。(2)强氧化性浓、稀硝酸均具有强氧化性，浓度越大，氧化性越强，其还原产物的价态越高。还原产物一般为HNO3(浓)NO2，HNO3(稀)NO。与金属反应稀硝酸与铜反应的化学方程式：3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O浓硝酸与铜反应的化学方程式：Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O与非金属反应浓硝酸与C反应的化学方程式：C4HNO3(浓)CO24NO22H2O与还原性化合物反应硝酸可氧化Fe2、H2S、SO2、Na2SO3、HI等还原性物质。如稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式： 3Fe24HNO=3Fe3NO2H2O(3)与有机物反应硝化反应(与苯反应)：。颜色反应：含苯基的蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。3硝酸工业制法的反应原理(1)NH3在催化剂作用下与O2反应生成NO：4NH35O24NO6H2O。(2)NO进一步氧化生成NO2：2NOO2=2NO2。(3)用水吸收NO2生成HNO3：3NO2H2O=2HNO3NO。注意硝酸与变价金属反应，金属被氧化为高价态。硝酸浓度越大，其还原产物的价态越高。还原产物一般为HNO3(浓)NO2，HNO3(稀)NO，很稀的硝酸还原产物也可能为N2O、N2或NH4NO3。硝酸与金属反应，体现硝酸的强氧化性和酸性，浓硝酸与非金属反应只体现氧化性。浓硝酸能使紫色石蕊溶液先变红，后褪色，该反应过程中浓硝酸表现出强酸性和强氧化性。在酸性条件下NO不能与Fe2、I、SO、S2等还原性较强的离子大量共存。常温下，铁、铝遇浓硝酸能发生“钝化”，并非不反应，故浓硝酸可以用铁桶或铝桶盛放。题点练通硝酸的性质1.判断下列说法的正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)(2018北京高考)热铜丝插入稀硝酸中，产生无色气体，随后变为红棕色，颜色变化与氧化还原反应无关()(2)(2016全国卷)用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反应产生的NO()(3)(2016全国卷)1 mol Fe溶于过量硝酸，电子转移数为2NA()(4)(2016江苏高考)将铜丝插入稀硝酸中：Cu4H2NO=Cu22NO2H2O()(5)(2016海南高考)将铁屑放入稀HNO3中证明Fe比H2活泼()(6)(2015全国卷)常温下，将浓硝酸滴加到用砂纸打磨过的铝条上，会产生红棕色气体()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)2(2017北京高考)下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确的是()A.由中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体B红棕色气体不能表明中木炭与浓硝酸发生了反应C由说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物D的气体产物中检测出CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应解析：选D中灼热碎玻璃起加热作用，浓硝酸受热分解生成红棕色NO2，硝酸中氮元素化合价降低，必有元素化合价升高，只能为氧元素，因此，还有O2生成，产生的气体为混合气体，A项正确；由可知，浓硝酸受热分解可生成红棕色气体，所以中产生的“红棕色气体”不一定是木炭与浓硝酸发生反应产生的，B项正确；中浓硝酸挥发才能与红热木炭接触，产生的NO2是还原产物，C项正确；红热的木炭还可与空气中的O2反应生成CO2，不一定是木炭与浓硝酸发生反应生成了CO2，D项错误。3(2019门头沟区模拟)室温下，某兴趣小组用如图装置在通风橱中进行如下实验：实验现象试管中开始无现象，逐渐有微小气泡生成，越来越剧烈，液面上方出现浅红棕色气体，溶液呈蓝色试管中剧烈反应，迅速生成大量红棕色气体，溶液呈绿色；之后向绿色溶液中持续通入N2，溶液变为蓝色下列说法正确的是()A试管中浅红棕色气体为NO2，由硝酸还原生成B等质量的 Cu 完全溶解时，中消耗的HNO3更多C换成Fe之后重复实验，依然是试管中反应更剧烈D试管中反应后溶液颜色与试管中的不同，是由于溶有NO2解析：选D试管中浅红棕色气体为NO2，是由硝酸还原生成的NO与空气中O2反应生成，故A错误；依据Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O、3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O可知，等质量的 Cu 完全溶解时，中消耗的HNO3更少，故B错误；换成Fe之后重复实验，铁与浓硝酸发生钝化生成致密氧化膜，阻止反应进行，故C错误；铜与浓硝酸反应生成红棕色NO2，试管中反应后溶液颜色与试管中的不同，是由于溶有NO2，持续通入N2后，溶液变为蓝色，是因为N2把NO2从溶液中带出，故D正确。4.某化学兴趣小组设计了如图所示的浓HNO3 与Cu反应的微型实验。下列说法中错误的是()A挤压塑料瓶使浓HNO3进入干燥管就可引发反应B将装置口向上竖起就可停止反应C蘸碱液的棉花可起到吸收NO2的作用D该装置适用于木炭与浓硝酸或浓硫酸的反应实验解析：选D挤压塑料瓶能使浓硝酸进入干燥管与铜接触，引发反应，故A正确；只需将装置口向上竖起，浓硝酸回流到塑料瓶，而铜片不能进入塑料瓶，可以停止反应，故B正确；二氧化氮与碱反应生成亚硝酸盐和硝酸盐，所以蘸碱液的棉花可起到吸收NO2的作用，故C正确；该装置适用于块状固体和液体反应，且不需要加热的气体的制备，而木炭与浓硫酸和浓硝酸都要加热才反应，故D错误。5(2019尖山区模拟)在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶，再加入下列物质：FeCl3Fe2O3Cu(NO3)2KNO3。铜粉溶解的是()A只有或B只有或C只有或或 D中任意一种解析：选DCu能和FeCl3反应生成FeCl2和CuCl2，所以Cu能在FeCl3溶液中溶解，正确； Fe2O3能与稀H2SO4反应：Fe2O33H2SO4=Fe2(SO4)33H2O，Fe2(SO4)3能与铜粉反应：Fe2(SO4)3Cu=2FeSO4CuSO4，所以铜粉溶解，正确；加入Cu(NO3)2后，溶液中含有H和NO，所以相当于溶液中含有HNO3，HNO3能和Cu反应，3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O，所以铜粉溶解，正确；依据的分析可知，加入KNO3，相当于加入NO，也与硫酸中的H构成HNO3致使Cu溶解，正确。硝酸与金属的反应6.(2019福州模拟)将19.2 g的铜和某浓度的硝酸反应，生成8.96 L(标准状况)的气体，则参加反应的硝酸为_mol，将这8.96 L的气体和标准状况下_L的氧气混合，再通入水中没有气体剩余。解析：因N原子守恒，所以参加反应的硝酸n(HNO3)2nCu(NO3)2n(NO)n(NO2)2n(Cu)n(NO)n(NO2)21 mol；因产生的气体和氧气最终变为硝酸，在上述两个过程中只有两种元素铜、氧的化合价发生变化，根据电子得失守恒，则n(O2)4n(Cu)2，即n(O2)n(Cu)0.15 mol，体积为3.36 L。答案：13.367将32.64 g铜与140 mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2 L。请回答下列问题：(1)NO的体积为_L，NO2的体积为_L。(2)参加反应的HNO3的物质的量是_。(3)待产生的气体全部释放后，向溶液中加入V mL a molL1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为_molL1。(4)欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3，至少需要30%的双氧水_g。解析：(1)n(Cu)0.51 mol，设混合气体中NO的物质的量为x，NO2的物质的量为y。根据气体的总体积为11.2 L，有：xy0.5 mol。根据得失电子守恒，有：3xy(0.512)mol。解方程组得：x0.26 mol，y0.24 mol。则：V(NO)0.26 mol22.4 Lmol15.824 L, V(NO2)11.2 L5.824 L5.376 L。(2)参加反应的HNO3分两部分：一部分没有被还原，显酸性，生成Cu(NO3)2；另一部分被还原成NO2和NO，所以参加反应的HNO3的物质的量为0.51 mol20.5 mol1.52 mol。(3)HNO3在反应中一部分变成气体，一部分以NO的形式留在溶液中。变成气体的HNO3的物质的量为0.5 mol。加入NaOH溶液至正好使溶液中Cu2全部转化为沉淀，则溶液中只有NaNO3，其物质的量为103aV mol，也就是以NO形式留在溶液中的HNO3的物质的量为103aV mol。所以，c(HNO