2020版高考化学一轮复习第四章第四节氮及其重要化合物课件新人教版.pptx

第四节 氮及其重要化合物,考向一 氨气的实验室制备 【通考点融会贯通】 1.氨气的实验室制法 氨气的发生装置:适合于固体或固体混合物加热制取 气体,反应原理为2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3+2H2O,2.实验室制取氨气的简易方法,【通考题触类旁通】 1.下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂,其中错误的是 ( ),A. B. C. D.,【解析】选D。NH4Cl受热可产生NH3和HCl,但两者遇冷 会重新发生化合反应生成NH4Cl,且可能出现堵塞导管 的情况;中试管口未向下倾斜会导致水倒流入试管 底部而使试管破裂,故错误。把浓氨水滴入氧化 钙固体中,会发生反应CaO+NH3H2O=Ca(OH)2+NH3, 反应放热,温度升高有利于NH3放出,故可用的方法,制取氨气;浓氨水受热产生氨气,通过碱石灰吸收水蒸气后即得到干燥的NH3,符合要求。,2.(2019南通模拟)下列装置适用于实验室制氨气并验证氨气的某化学性质,其中能达到实验目的的是 ( ),A.用装置甲制取氨气 B.用装置乙除去氨气中的水蒸气 C.用装置丙验证氨气具有还原性 D.用装置丁吸收尾气,【解析】选C。A,用装置甲制取氨气需要加热,错误。B,氨气与浓硫酸反应生成硫酸铵,错误。C,氨气与氧化铜在加热条件下反应生成N2、水和铜,可以验证氨气具有还原性,正确。D,用装置丁吸收尾气容易引起倒吸,错误。,【加固训练】 1.下列装置用于进行指定实验时,能达到实验目的的是 ( ),A.用装置甲制备氨气 B.用装置乙除去氨气中少量水 C.用装置丙收集氨气 D.用装置丁吸收多余的氨气,【解析】选D。装置甲中试管口应稍向下倾斜,A错误;氨气能与浓硫酸反应,B错误;装置丙中只有气体的流入口,没有气体的流出口,C错误;氨气在水中的溶解度非常大,被水吸收时容易产生倒吸的现象,装置丁可以防止倒吸,D正确。,2.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_。,【解析】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。,答案:A、C、G,3.某同学用下列装置(固定、加热仪器和橡胶管省略)进行有关氨气制取的实验探究。,回答下列问题: (1)若用装置制取NH3,其反应的化学方程式为 _ _; 若要测定生成的NH3的体积,则必须选择的装置是_ _(填装置序号),装置中所盛试剂应具有的性质是_。,(2)若用装置制取并收集干燥的NH3,烧瓶内装的试剂是_,分液漏斗中装的试剂是_,收集装置应选择_(填装置序号)。,【解析】(1)装置适用于固-固加热制取气体,制取NH3的试剂是NH4Cl和Ca(OH)2。若测定NH3的体积,必须用排液体法,而NH3极易溶于水,故不能用排水法,所用的液体必须不与NH3反应,也不溶解NH3才行。 (2)装置是固-液反应,不需要加热的装置,制取NH3时,可用浓氨水和碱石灰作用。,答案:(1)2NH4Cl+Ca(OH)2 2NH3+CaCl2+2H2O 氨气难溶于该试剂,且该试剂不易挥发 (2)CaO(或NaOH或碱石灰) 浓氨水(或浓NH4Cl溶液) ,4.甲、乙两位同学想利用下列装置及化学试剂,对实验室制取并收集氨气的实验进行改进。,化学试剂:NH4Cl固体、浓氨水、NaOH固体。 (1)甲同学想方便快速地制取少量氨气,应选择的装置是_(填字母),选用的试剂是_(填 序号)。选用上述试剂制氨气的理由是_ _,实验过程中,制气时的实验操作是_。,(2)乙同学建议把教材中实验室制取氨气的收集装置由大试管改为集气瓶且瓶口向上收集氨气,并确保不污染环境,请你根据其设想回答下列问题: 若用排气法收集氨气,请在方框内画出其气体收集装置和尾气吸收装置,标出所用试剂(自选)名称。,若用排液集气法收集NH3,可选用的试剂是_(填字母)。 A.H2O B.浓硫酸 C.CCl4 D.饱和NaCl溶液,【解析】(1)不加热制取NH3是快速制取少量NH3的措施,具体操作方法是把浓氨水滴到固体NaOH上。(2)用排气法收集NH3的装置中要注意广口瓶中导气管的长短,因NH3的密度比空气的小,故进气管短,出气管长,因NH3极易溶于水,进行尾气处理时,要设置防倒吸装置。用排液法收集NH3时,要求液体不能溶解NH3且不与NH3发生反应,故选CCl4。,答案:(1)B NaOH固体遇水放热,使氨气的溶解度 降低,同时可使溶液中c(OH-)增大,促使 +OH- NH3H2O NH3+H2O平衡向右 移动,从而使氨气逸出 将浓氨水逐滴滴加到NaOH固 体上,(2)如图 C,5.(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。,【解析】(1)制取氨气可以用固体氯化铵和氢氧化 钙反应,发生装置应选择图中的A,反应的化学方程式 为2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3+2H2O;也可以 用浓氨水和碱石灰加热制取,反应的化学方程式为 NH3H2O NH3+H2O,发生装置应选择图中的 B。,欲收集一瓶干燥的氨气,其连接顺序为发生装置干燥装置收集装置尾气吸收装置,按气流方向表示为 dcfei。,(2)打开K1,推动注射器活塞,使X中的气体缓慢通入Y 管中,氨气和二氧化氮发生氧化还原反应,生成氮气和 水,所以Y管中红棕色慢慢变浅,反应的化学方程式为 8NH3+6NO2 7N2+12H2O;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时,Z中的溶液倒吸入Y管中,原因是 该反应为气体体积减小的反应,装置内压强降低,在 大气压的作用下发生倒吸。,答案:(1)A 2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3+2H2O (或B NH3H2O NH3+H2O) dcfei (2)红棕色慢慢变浅 8NH3+6NO2 7N2+12H2O Z中NaOH溶液产生倒吸现象 反应后气体分子数减少,装置中压强减小,考向二 喷泉实验及相关计算 【通考点融会贯通】 1.喷泉实验的原理 由于容器内外产生压强差而形成喷泉。气体迅速溶于水或某种溶液中,容器内压强小于容器外压强,从而产生喷泉。 2.形成喷泉的常见组合,3.常见的喷泉实验装置,装置:打开止水夹,挤压胶头滴管的胶头,使少量水进入烧瓶,导致大量的NH3溶解。烧瓶内形成负压而产生喷泉。 装置:挤压气球,即可使少量的溶液沿导管进入烧瓶,导致大量的NH3溶解,烧瓶内形成负压而产生喷泉。,装置:去掉了胶头滴管。打开止水夹,用手(或热毛巾等)捂热烧瓶,氨气受热膨胀,使氨气通过导管与水接触,即产生喷泉。(或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶,使水进入烧瓶,烧瓶内氨气溶于水产生喷泉),【通考题触类旁通】 角度1 喷泉实验原理及操作 1.如图装置中,干燥烧瓶内盛有某种气体,烧杯和滴管内盛放某种溶液。挤压滴管的胶头,下列与实验事实不相符的是 ( ),A.CO2(NaHCO3溶液)/无色喷泉 B.NH3(H2O中含酚酞)/红色喷泉 C.H2S(CuSO4溶液)/黑色喷泉 D.HCl(AgNO3溶液)/白色喷泉,【解析】选A。CO2在NaHCO3溶液中的溶解度很小,因此不能形成喷泉;NH3极易溶于水生成NH3H2O,NH3H2O发生电离生成OH-,使酚酞溶液显红色;H2S和CuSO4反应生成CuS黑色沉淀;HCl极易溶于水,且和AgNO3发生反应生成白色沉淀。,【加固训练】 在右图装置中,烧瓶中充满气体A, 将滴管中液体B挤入烧瓶内,烧杯中 液体与B相同,轻轻振荡烧瓶,然后打开弹簧夹,尖嘴管有液体呈喷泉状喷出,最终几乎充满烧瓶。,(1)若A为HCl气体,B为石蕊试液,则形成红色喷泉。试分析红色喷泉形成的原因_。 (2)根据喷泉形成的原理,选择适当的A和B来完成喷泉实验(至少通过两种途径且其中一种喷泉为有色),将你的选择填入下表:,【解析】(1)HCl形成喷泉的原理与氨气形成喷泉的原理类似。(2)喷泉实验产生的关键是产生压强差,可以通过气体溶于溶剂或气体与溶液反应形成压强差生成喷泉。例如易溶于水的气体如NH3,HCl,SO2等,它们可以通过溶于水形成喷泉;不易溶于水的气体如CO2、Cl2等,它们可以通过化学反应形成喷泉。,答案:(1)HCl气体极易溶于水,B中的石蕊试液挤入烧瓶后,部分HCl溶解,烧瓶内气压降低,大气压的作用把烧杯内的液体压入烧瓶而形成喷泉。HCl溶于水形成强酸使石蕊变红,故形成红色喷泉,(2),角度2 喷泉实验所得溶液浓度计算 2.同温同压下,两个等体积的干燥圆底烧瓶中分别充满NH3、NO2,进行喷泉实验。如图所示,经充分反应后,瓶内溶液的物质的量浓度大小关系为 ( ),A. B. C.= D.不能确定,【解析】选C。假设烧瓶容积为V L,该温度和压强下 的气体摩尔体积为Vm Lmol-1。NH3进行喷泉实验得 到的是氨气的水溶液。其物质的量浓度为c(氨水)= 。NO2进行喷泉实验发生反应,3NO2+2H2O=2HNO3+NO,反应后得到的是硝酸溶液(物 质的量为NO2的 ),溶液体积为 V L。其物质的量 浓度为c(HNO3)= 。,【加固训练】 1.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.在装置的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹,【解析】选B。H2难溶于NaOH溶液,不能使烧瓶内外形成较大压强差,故不能引发喷泉。,2.某同学仿照喷泉实验的原理,在实 验室做了一个“喷烟”实验,如图所 示。他在甲、乙两个烧瓶中分别充 入X、Y两种无色气体,在胶头滴管中盛有含酚酞的 NaOH溶液,实验时将胶头滴管内的液体挤入甲烧瓶内, 然后打开止水夹,便可以看到甲烧瓶中的导管口喷出 白色的烟,同时甲烧瓶中的溶液颜色逐渐变浅。若已,知X、Y是HCl、NH3、Cl2、O2、CH4、SO2、NO 7种气体中的两种,则下列判断中正确的是 ( ) A.X是NH3,Y是HCl B.X是Cl2,Y是NH3 C.X是SO2,Y是O2 D.X是NO,Y是O2,【解析】选A。根据题中已知的气体,能产生白烟的是HCl和NH3或Cl2和NH3,再根据题中信息“甲烧瓶中的溶液颜色逐渐变浅”可知X是NH3,Y是HCl,故A项正确。,3.图中胶头滴管中的水挤入烧瓶后,观察到的现象是_。,.利用如图所示的装置,可以验证NH3和HCl的有关性质。已知实验前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】.将胶头滴管中的水挤入圆底烧瓶后,由于NH3溶于水使瓶中的气压减小,气球的体积逐渐变大。 .(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:.气球逐渐变大 .(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.如图为化学教学中所用的喷泉实验装置。,某同学用烧瓶盛有不同成分的气体进行喷泉实验,请帮助分析实验后烧瓶中所得溶液的浓度。(假设是在标准状况下完成实验,且溶质不扩散) (1)若用HCl气体,则c(HCl)=_。 (2)若用NO2气体,则c(HNO3)=_。,(3)若用n(NO2)n(O2)=41的混合气体,则c(HNO3)=_。 (4)若用n(NO2)n(O2)=21的混合气体,则c(HNO3)=_。,【解析】设烧瓶的容积为V L,则气体的物质的量均为 mol 。 (1)若是HCl气体,实验后,溶液充满烧瓶,则溶液的体 积为V L,c(HCl)=,(2)若为NO2,实验后,溶质为HNO3, 3NO2+H2O=2HNO3+NO mol mol 则实验后溶液的体积为 V L, c(HNO3)=,(3)若为n(NO2)n(O2)=41的混合气体, n(NO2)= mol, 4NO2+O2+2H2O=4HNO3 mol mol 实验后,溶质为HNO3,溶液充满烧瓶,则c(HNO3)= = molL-1= molL-1。,(4)若为n(NO2)n(O2)=21,则反应后剩余 的氧气, 溶液充至烧瓶的 ,溶质为HNO3,计算方法 同(3),c(HNO3)= molL-1。,答案:(1) molL-1 (2) molL-1 (3) molL-1 (4) molL-1,考向三 氮的氧化物的性质及应用 【通考点融会贯通】 1.氮的氧化物的收集方法 (1)NO密度与空气相近,且易被氧化,所以不能用排空气法收集。根据其难溶于水, 所以可用排水集气法收集。,(2)NO2与水可以反应,所以不能用排水集气法收集。根据其密度大于空气,所以用向上排空气法收集。 (3)实验应用:在利用铜与硝酸反应制备NO的实验中,生成的混合气体用排水集气法收集NO的好处是还能除去NO中的NO2气体。,2.氮的氧化物溶于水的计算 (1)关系式法。 NO和O2的混合气体通入水中 由2NO+O2=2NO2和3NO2+H2O=2HNO3+NO得总反应为4NO+3O2+2H2O=4HNO3。,NO2和O2的混合气体通入水中 由3NO2+H2O=2HNO3+NO和2NO+O2=2NO2得总反应为 4NO2+O2+2H2O=4HNO3。,NO、NO2和O2三种气体通入水中 先按3NO2+H2O=2HNO3+NO计算出生成的NO体积,再加上原来混合气体中NO体积,再按总反应式计算。,(2)电子守恒法。 NOx转化为硝酸时失去电子,如果是NOx与O2的混合气体,则反应中O2得到的电子数与NOx失去的电子数相等。,3.氮氧化物的治理方法 (1)汽车尾气的处理:在催化剂的作用下,将有害气体 氮的氧化物转化为氮气。发生的主要反应的化学方程 式:2NOx+2xCO N2+2xCO2 (2)硝酸工业的尾气处理主要是利用碱(如氢氧化钠) 或碱性溶液(如纯碱溶液)来处理。,NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O 2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2 2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2,【通考题触类旁通】 1.(新题预测)随着我国汽车年销量的大幅增加,空气环境受到了很大的污染。汽车尾气处理装置里,气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示,下列说法正确的是 ( ),A.反应中NO为氧化剂,N2为氧化产物 B.汽车尾气的主要污染成分包括CO、NO和N2 C.NO和O2必须在催化剂表面才能反应 D.催化氧化总化学方程式为2NO+O2+4CO 4CO2+N2,【解析】选D。反应过程中NO、O2为氧化剂,N2为还原 产物;汽车尾气中的N2不是污染物;NO和O2的反应不需 要催化剂;根据题中的图示,可将反应的过程分成如下 两步写:2NO+O2=2NO2,2NO2+4CO=N2+4CO2,将两步 反应式合并可得总化学方程式为2NO+O2+4CO 4CO2+N2。,2.(2019平凉模拟)常温常压下,将盛有20 mL NO2和O2的混合气体的大试管倒立在水槽中,水面上升至一定位置后不再变化,此时还有3 mL气体,则原混合气体中的NO2的体积可能是 ( ) A.17.8 mL B.14.8 mL C.12.6 mL D.12.4 mL,【解析】选A。可能发生的反应为:4NO2+O2+2H2O= 4HNO3,3NO2+H2O=2HNO3+NO,剩余气体为NO或氧气, 若为氧气,则参加反应的气体为20 mL-3 mL=17 mL,根 据4NO2+O2+2H2O=4HNO3,可知参加此反应的NO2的体 积为17 mL =13.6 mL;若剩余气体为NO气体,根据 3NO2+H2O=2HNO3+NO,可知过量的NO2为33 mL=9 mL,反应4NO2+O2+2H2O=4HNO3消耗的气体总体积为 20 mL-9 mL=11 mL,则反应消耗的二氧化氮为11 mL =8.8 mL,则原混合气体中的NO2的体积为 8.8 mL+9 mL=17.8 mL。,【加固训练】 1.(2018海南高考)某工业废气所含氮氧化物(NOx)的氮氧质量比约为74,该NOx可表示为 ( ) A.N2O B.NO C.N2O3 D.NO2,【解析】选A。根据NOx中氮氧质量比为74,则有1416x=74,解得x=0.5,故N、O的个数比为10.5=21,该NOx可表示为N2O,A项正确。,2.如图所示,试管中盛装的是红棕色 气体(可能是混合物),当倒扣在盛有 水的水槽中时,试管内水面上升,但 不能充满试管,当向试管内鼓入氧气后,可以观察到试管中水柱继续上升,经过多次重复后,试管内完全被溶液充满,关于原来试管中盛装的气体不正确的猜测是 ( ),A.可能是N2与NO2的混合气体 B.可能是O2与NO2的混合气体 C.可能是NO与NO2的混合气体 D.可能是NO2一种气体,【解析】选A。因为N2的存在,最终试管内不会充满溶 液,A错误;若V(NO2)V(O2)41,则会出现题中所述 现象,B正确;NO与NO2按任意比混合都会出现题中所述 现象,C正确;只有NO2时,溶液先充入试管的 ,通入 适量O2后试管内可充满溶液,D正确。,3.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 ( ),【解析】选B。根据3NO2+H2O=2HNO3+NO知,n mol NO2气体反应后生成 mol NO气体,再根据 4NO+3O2+2H2O=4HNO3得(m+ )m43,则知NO过 量,故剩余的体积为(m+ )-,4.如图所示,将相同条件下m体积NO和n体积O2同时通入倒立于水槽中盛满水的试管内,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 ( ),A.32 B.23 C.83 D.38,【解析】选C。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 的氧气恰好完全反应,由4NO+3O2+2H2O=4HNO3得 = n,即mn=83。,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 4NH3+6NO 5N2+6H2O,8NH3+6NO2 7N2+12H2O。 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的比例被足量NaOH溶液完全吸收后只得到一种钠盐,则该钠盐的化学式是_。,【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需要NH3为 V(NO),处理NO2需 要NH3为 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价,即为NaNO2。,答案:(1)13 (2)2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O NaNO2,考向四 硝酸的性质及应用 【通考点融会贯通】 金属与硝酸反应中的守恒思想 1.守恒思想 金属或合金与硝酸反应时,用作反应物的硝酸在反应过程中存在着氮元素守恒,主要有两种类型:,(1)被还原的硝酸的物质的量等于反应后生成的NO和NO2气体的物质的量之和; (2)参加反应的硝酸的物质的量等于反应后生成的气体(NO、NO2)的物质的量、硝酸盐中所含氮元素的物质的量之和。,2.得失电子守恒 金属与硝酸的反应中,可以运用得失电子守恒计算合金的成分、产物气体的成分等,其规律为: (1)金属(或合金)与硝酸反应时,金属失电子总数等于硝酸得电子总数,n(M)a=3n(NO)+n(NO2)。,(2)金属与硝酸的反应中,所生成的氮的氧化物气体用排水法收集,最后收集到的气体(NO)与开始时金属的定量关系为n(M)a=3n(NO);,(3)金属与硝酸的反应中,所生成的氮的氧化物气体在与O2混合后用水恰好完全吸收,消耗的O2与开始时金属的定量关系为n(M)a=n(NO2)+3n(NO)=4n(O2)。 过程一:,过程二:,(4)金属与硝酸的反应中,向反应后的溶液中加入NaOH 溶液,使金属离子完全沉淀,金属离子结合的OH-的物 质的量等于金属失电子的物质的量。 M Ma+,Ma+aOH-=M(OH)a。,其中n(M)为金属的物质的量,a为金属的化合价;n(NO)、n(NO2)为NO、NO2的物质的量。,【通考题触类旁通】 角度1 硝酸的性质 1.(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。中的碎玻璃不与浓硝酸反应,但仍有红棕色气体产生,说明浓硝酸受热分解产生了二氧化氮和氧气,A正确;中红热的木炭可能与硝酸发生反应生成了二氧化氮,也可能硝酸受热分解 产生二氧化氮,B正确;中红热木炭未与浓硝酸接触,但产生了二氧化氮,说明浓硝酸具有挥发性,C正确;的气体产物中检测出CO2,有可能是C与O2反应产生的,D错误。,2.(2019长沙模拟)某化学兴趣小组进行了有关Cu、硝酸、硫酸化学性质的实验,实验过程如图所示。下列有关说法正确的是 ( ),A.实验中溶液呈蓝色,试管口有红棕色气体产生,说明稀硝酸被Cu还原为NO2 B.实验中滴加稀硫酸,铜片继续溶解,说明稀硫酸的氧化性比稀硝酸强 C.实验发生反应的化学方程式为3Cu+Cu(NO3)2+4H2SO4=4CuSO4+2NO+4H2O,D.由上述实验可得出结论:Cu在常温下既可以与稀硝酸反应,也可以与稀硫酸反应,【解析】选C。中发生3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2 +2NO+4H2O,生成硝酸铜溶液为蓝色,试管口NO被氧 化生成红棕色的二氧化氮,但硝酸被还原生成NO,A错 误;中加稀硫酸,Cu与稀硫酸不反应,但硝酸根在酸 性条件下具有硝酸的强氧化性,继续与Cu反应,而硝酸 的氧化性强,B错误;实验发生反应的化学,方程式为3Cu+Cu(NO3)2+4H2SO4=4CuSO4+2NO+4H2O, C正确;由上述实验可得出结论:Cu在常温下可以和稀硝酸反应,不与稀硫酸反应,D错误。,角度2 硝酸与金属反应的计算 3.(2019淮北模拟)向25 mL 12.0 molL-1浓硝酸中 加入足量的铜,充分反应后共收集到标准状况下2.24 L NO和NO2的混合气体(不考虑NO2与N2O4的相互转化),则 参加反应的铜的质量为 ( ) A.3.2 g B.6.4 g C.12.8 g D.19.2 g,【解析】选B。25 mL、12.0 molL-1浓硝酸中含硝酸0.3 mol,与足量的铜充分反应后共收集到标准状况下2.24 L NO和NO2的混合气体(不考虑NO2与N2O4的相互 转化),则被还原的硝酸为0.1 mol、未被还原的硝酸 为0.2 mol,所以生成物硝酸铜的物质的量为0.1 mol, 则参加反应的铜的物质的量为0.1 mol,其质量为 6.4 g,B正确。,【加固训练】 1.38.4 mg铜跟适量的浓硝酸反应,铜全部发生反应后共收集到气体22.4 mL(标准状况),则反应消耗的HNO3的物质的量可能是 ( ) A.1.010-3 mol B.1.610-3 mol C.2.210-3 mol D.2.010-3 mol,【解析】选C。铜和浓硝酸反应时,随着反应的进行, 硝酸浓度逐渐降低,产生的气体为NO2与NO的混合物。 根据氮原子守恒可得反应消耗的硝酸中的氮元素的物 质的量等于生成物Cu(NO3)2、NO、NO2中氮元素物质的 量之和。故n(HNO3)=n(气体)+2nCu(NO3)2= =2.210-3 mol 。,2.(2019菏泽模拟)在100 mL HNO3和H2SO4的混合溶液中,两种酸的物质的量浓度之和为0.6 molL-1。向该溶液中加入足量的铜粉,加热,充分反应后,所得溶液中Cu2+的物质的量浓度最大值为(反应前后溶液体积变化忽略不计) ( ) A.0.225 molL-1 B.0.30 molL-1 C.0.36 molL-1 D.0.45 molL-1,【解析】选C。根据3Cu+2N +8H+=3Cu2+2NO+4H2O, 铜足量,由上述反应方程式可知,N 和H+的物质的量之 比为14,氢离子与硝酸根离子恰好反应,生成的铜离子 物质的量最大,设HNO3、H2SO4各为x、y mol,则n(N )n(H+)=x(x+2y)=14,x+y=0.60.1,联,立解得x=0.024 mol、y=0.036 mol,由方程式可知,生