高考化学一轮复习 第四章 非金属及其化合物 第17讲 氮及其化合物课件.ppt

第17讲氮及其化合物 第四章非金属及其化合物 考纲要求 1 了解氮元素单质及其重要化合物的制备方法 掌握其主要性质和应用 2 了解氮的化合物对环境质量的影响 考点二典型的氧化性酸 硝酸 探究高考明确考向 考点三氨 铵盐 微专题16喷泉实验及拓展应用 内容索引 考点一氮气及其氧化物 课时作业 考点四氮及其重要化合物的综合应用 微专题亚硝酸及亚硝酸钠的性质 教师用书独具 氮气及其氧化物 考点一 知识梳理 1 氮气 写出有关化学方程式 特别提醒将游离态氮转变为化合态氮的过程叫氮的固定 固定氮的方式有自然固氮和人工固氮 2 氮的氧化物氮元素有 1 2 3 4 5五种正价 五种正价对应六种氧化物 n2o 俗称 笑气 具有麻醉作用 no n2o3 no2 n2o4 n2o5 白色固体 其中n2o3和n2o5分别是hno2和hno3的酸酐 它们都是空气污染物 空气中的no2是造成光化学污染的主要因素 另外 在思考某些问题时 要注意 2no2 n2o4对气体体积及平均相对分子质量的影响 3 氮氧化物对环境的污染及防治 1 常见的污染类型 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排入大气中后 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 2 常见的nox尾气处理方法 碱液吸收法2no2 2naoh nano3 nano2 h2ono2 no 2naoh 2nano2 h2ono2 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 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 正误判断 辨析易错易混 氮及其氧化物的性质 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 解析n2在放电或高温条件下才能与o2反应 在高温高压 催化剂条件下才能与h2化合生成nh3 4 在实验室里 no和no2均用排水法收集 答案 解析 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n2中的少量氧气 7 no2溶于水时 no2是氧化剂 水是还原剂 解析3no2 h2o 2hno3 no no2既是氧化剂 又是还原剂 8 溴蒸气和no2都是红棕色气体 不能用湿润淀粉 ki试纸和naoh溶液鉴别 可用agno3溶液或蒸馏水或ccl4鉴别 答案 解析 比较认识no和no2的性质1 从物理性质上认识no和no2 no是一种色 味毒难溶于水的气体 no2是一种色 气味毒的气体 no2易液化 易溶于水 2 从化学性质上掌握no和no2 按要求书写方程式 1 no和o2的反应 2 no2与so2 no co2 体积比为1 1 与足量na2o2 答案 深度思考 提升思维能力 无 无 有 红棕 有刺激性 有 2no o2 2no2 no2 so2 so3 no 2no 2co2 2na2o2 2na2co3 2no2 no2和nahso3溶液反应 写离子方程式 no2的还原产物为no 3 除去no中的no2 3 从实验室制法上掌握no和no2的性质 按要求回答问题 1 铜和稀hno3反应制no 化学方程式 用法收集 2 铜和浓hno3反应制no2 化学方程式 用干燥 用法收集 答案 3no2 h2o 2hno3 no 3cu 8hno3 稀 3cu no3 2 2no 4h2o 排水 cu 4hno3 浓 cu no3 2 2no2 2h2o 浓h2so4或p2o5 向上排空气 解题探究 题组一氮的氧化物对环境的影响1 2017 银川质检 德国科学家格哈德 埃特尔的成就之一是证实了气体在固体催化剂表面进行的反应 开创了表面化学的方法论 在汽车尾气净化装置里 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 no2是该过程的最终产物b no和o2必须在催化剂表面才能反应c 汽车尾气的主要污染成分是co2和no 答案 解析 解析a项 气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程中先生成二氧化氮 然后在催化剂表面和一氧化碳反应 最终生成无毒气体 起到尾气净化的作用 错误 b项 no和o2在常温下就会发生反应 错误 c项 汽车尾气的主要污染成分是co no no2等 错误 d项 尾气处理净化的目的是把有毒的污染气体在催化剂作用下转化为空气中的无毒成分 化学方程式为2no o2 4co4co2 n2正好是过程图中的变化 正确 2 2018 大连检测 汽车排放的尾气中含有no2 no2是城市大气污染的主要污染物之一 在日光照射下 no2发生一系列光化学烟雾的循环反应 从而不断产生o3 加重空气污染 反应过程为 2no2 2no 2o 2no o2 2no2 o o2 o3 下列对该反应过程及生成物叙述正确的是a no2起催化剂作用b no起催化剂作用c no2只起氧化剂作用d o3与o2为同分异构体 答案 解析 解析反应过程 得o2 2o o o2 o3 no2起催化剂作用 反应过程中no2还作氧化剂 a项正确 b c项错误 o3与o2不是同分异构体 属同素异形体 d项错误 3 2017 河北正定中学高三模拟 no2可以用氢氧化钠溶液吸收 或在一定条件下用氨气与其反应使之转化为无污染的物质 发生反应的化学方程式分别是2no2 2naoh m nano3 h2o 8nh3 6no2 7x 12h2o 则m x代表的物质的化学式分别是a nano2 n2b hno2 n2c no hno3d n2 n2 答案 解析 解析根据化合价升降关系以及原子守恒 判断m为nano2 x为n2 4 汽车尾气主要含有co2 co so2 nox等物质 这种尾气逐渐成为城市空气污染的主要来源之一 1 汽车尾气中的co来自于 no来自于 汽车尾气对环境的危害主要有 至少填两种 答案 汽油的不完全燃烧 n2与o2在汽 车汽缸内的高温环境下的反应 形成硝酸 型酸雨 导致光化学烟雾 产生温室效应 任填两种即可 解析汽车汽缸内不断进行着汽油的燃烧反应 当空气不足时 汽油不完全燃烧 会产生co 当空气过量时 n2和o2在放电或高温条件下反应生成no 汽车尾气对环境的危害很大 可以形成硝酸型酸雨 导致光化学烟雾 产生温室效应 解析 2 nox能形成酸雨 写出no2转化为hno3的化学方程式 3 汽车尾气中的co nox在适宜温度下采用催化转化法处理 使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体 写出no被co还原的化学方程式 答案 解析co nox反应后生成的无毒气体为co2和n2 解析 3no2 h2o 2hno3 no nox与naoh溶液反应问题分析 1 no2能被naoh溶液吸收生成2种盐 2 no不能被naoh溶液吸收 3 n no2 n no 1时能完全被naoh溶液吸收 题组二氮氧化物溶于水的定量判断5 nox与h2o反应计算 2017 衡水质检 如图所示 相同条件下 两个容积相同的试管分别装满no2和no气体 分别倒置于水槽中 然后通过导管缓慢通入氧气 边通边慢慢摇动试管 直到两个试管内充满液体 假设试管内的溶质不向水槽中扩散 则两个试管内溶液物质的量浓度之比为 a 1 1b 5 7c 7 5d 4 3 答案 解析 解析no2 no装满试管 则体积相同 根据阿伏加德罗定律 n no2 n no 根据原子守恒所得硝酸的物质的量相同 溶液的体积相同 所以两个试管中溶液物质的量浓度之比为1 1 6 2017 湖南大学附中模拟 同温同压下 在3支相同体积的试管中分别充有等体积混合的2种气体 它们是 no和no2 no2和o2 nh3和n2 将3支试管均倒置于盛水的水槽中 充分反应后 试管中剩余气体的体积分别为v1 v2 v3 则下列的关系正确的是a v1 v2 v3b v1 v3 v2c v2 v3 v1d v3 v1 v2 答案 解析 剩余n2的体积v3 1体积 即b项符合题意 氮氧化物溶于水的问题分析无论是单一气体 no2 还是no no2 o2中的两者的混合气体 反应的实质是3no2 h2o 2hno3 no 2no o2 2no2 故若有气体剩余只能是no或o2 不可能是no2 1 若no和o2通入水中 总关系式为4no 3o2 2h2o 4hno3 4 3 2 若no2和o2通入水中 总关系式为4no2 o2 2h2o 4hno3 4 1 典型的氧化性酸 硝酸 考点二 知识梳理 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 2 强氧化性硝酸无论浓 稀都有强氧化性 而且浓度越大 氧化性越强 按要求完成下列反应的方程式 与金属反应 稀硝酸与铜反应 浓硝酸与铜反应 3cu 8hno3 稀 3cu no3 2 2no 4h2o cu 4hno3 浓 cu no3 2 2no2 2h2o 与非金属反应 浓硝酸与c的反应 与还原性化合物反应 硝酸可氧化h2s so2 na2so3 hi fe2 等还原性物质 稀硝酸与feso4溶液反应的离子方程式 3 与有机物反应 硝化反应 与反应 颜色反应 含有苯基的蛋白质遇到浓硝酸时变黄色 特别提醒 1 硝酸与金属反应的规律 hno3与金属反应一般不能产生h2 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 硝酸与金属反应时既表现氧化性又表现酸性 2 涉及hno3的离子反应常见的易错问题 在书写离子方程式时 忽视hno3的强氧化性 将氧化还原反应简单的写成复分解反应 正误判断 辨析易错易混 硝酸的性质 1 常温下 铁 铝在浓硝酸中的钝化为化学变化 2 可用稀硝酸与fes固体反应制取h2s 3 过量的铜与浓硝酸反应 产物中一定有no 4 浓硝酸在光照下久置 会变黄 5 浓硝酸中滴加紫色石蕊溶液 最终变为红色 解析浓硝酸具有酸性和强氧化性 可使石蕊溶液先变红后褪色 答案 解析 6 稀硝酸可除去试管内壁的银镜 2015 海南 7c 7 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 2015 全国卷 13b 解析常温下 al fe遇到浓硫酸 浓硝酸会发生钝化现象 答案 解析 深度思考 提升思维能力 用动态观点理解cu与浓hno3的反应在浓硝酸中放入cu片 1 反应开始时的化学方程式为 实验现象为 2 若cu片有剩余 则反应将要结束时的化学方程式为 3 待反应停止后 再加入少量的稀硫酸 这时cu片上又有气泡产生 原因是 答案 cu 4hno3 浓 cu no3 2 2no2 2h2o 溶液逐渐变蓝色 有红棕色气体逸出 3cu no3 2 2no 4h2o 3cu 8hno3 稀 加入稀硫酸后 氢离子与原溶液中硝酸根离子构成强氧化性酸 又能与过量的铜反应 解题探究 1 全面描述金属与硝酸反应的现象 在如图所示的实验装置中 盛有足量水的水槽里放两个烧杯 小烧杯里放有适量铜片和过量浓硝酸 小烧杯外面倒扣一大烧杯 请回答下列问题 答案 1 实验过程中 观察到的主要现象是 铜片表面产生气泡 铜片慢慢溶解并逐渐消失 解析 解析小烧杯中 cu 4hno3 浓 cu no3 2 2no2 2h2o 铜片逐渐溶解 硝酸铜溶液呈蓝色 有红棕色的no2气体产生 接着no2和烧杯中的o2 h2o发生反应4no2 o2 2h2o 4hno3 若o2消耗完 则发生反应3no2 h2o 2hno3 no 故气体颜色慢慢变成无色 由于烧杯中的气体减少 故大烧杯内液面上升 水槽中液面下降 答案 小烧杯中溶液的颜色逐渐变成蓝色 大烧杯中有红棕色气体生成 后来慢慢变成无色 大烧杯内液面上升 水槽中液面下降 2 用该装置做铜与浓硝酸反应的实验 最突出的优点是 无氮氧化合物逸出 不污染环境 反应体系封闭 答案 解析 解析该反应体系密闭 反应产生的no2和no不会逸出 不污染环境 3 若要验证最终得到的气体生成物 最简便的操作及现象是 答案 解析 解析利用no与o2反应生成红棕色的no2的性质来检验最终气体是否为no气体 扣的大烧杯 通入适量的空气 若有红棕色气体生成 则证明最终气体生成物为no气体 轻轻掀起倒 2 2017 临川第二中学高三测试 某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是no而设计了下列实验 装置如图所示 加热装置和固定装置均已略去 图中k为止水夹 处于关闭状态 f是一半空的注射器 请回答有关问题 1 设计装置a的目的是 2 在完成 1 中的 操作 后 将装置b中铜丝插入稀硝酸并微热之 观察到装置b中的现象是 b中反应的离子方程式为 产生co2 赶走装置中的空气 防止因no与o2反应生成no2而产生干扰 答案 cu丝表面产生气泡 稀硝酸液面上方仍为无色 溶液变蓝 2no 4h2o 3 装置e和f的作用是 为实现此作用 其操作方法是 4 装置d的作用是吸收多余的氮氧化物 防止污染空气 兼有 的功能 答案 验证no的生成 将注射器中的空气推入e中 若气体变为红棕色则说明生成了no 防止倒吸 现象描述答题模板 1 全面描述现象的程序 海 陆 空 海 溶液有什么变化 陆 固体有什么变化 空 气体有什么变化 2 规范描述现象的答题模板如 颜色 由 具体颜色 变为 具体颜色 气体 溶液中产生 颜色 的气体 或 在固体表面产生 颜色 气体 沉淀 在 颜色 溶液中产生 颜色 的沉淀 浑浊 3 金属与硝酸反应的计算 将32 64g铜与140ml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 2l 请回答下列问题 1 no的体积为 l no2的体积为 l 答案 5 8245 376 解析 根据气体的总体积为11 2l 有 x y 0 5mol 根据得失电子守恒 有 3x y 0 51 2 mol 解方程组得 x 0 26mol y 0 24mol 则 v no 0 26mol 22 4l mol 1 5 824lv no2 11 2l 5 824l 5 376l 2 参加反应的hno3的物质的量是 答案 1 52mol 解析 解析参加反应的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 51mol 2 0 5mol 1 52mol 3 待产生的气体全部释放后 向溶液中加入vmlamol l 1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 mol l 1 答案 解析 解析hno3在反应中一部分变成气体 一部分以的形式留在溶液中 变成气体的hno3的物质的量为0 5mol 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10 3avmol 也就是以形式留在溶液中的hno3的物质的量为10 3avmol 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 答案 解析 解析由得失电子守恒得 2 n cu 2 n h2o2 2 n h2o2 2 n h2o2 0 51mol 则m h2o2 17 34g 需30 的双氧水 17 34g 30 57 8g 57 8 金属与硝酸反应的思维模型 氨 铵盐 考点三 知识梳理 1 氨的分子结构和物理性质 小 刺激 2 氨的化学性质 1 氨气与水的反应 nh3 h2o 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 将浓盐酸改为 也会出现相同的现象 化学方程式 3 与盐溶液的反应如过量氨水与alcl3反应的离子方程式 4 氨气的还原性 氨的催化氧化化学方程式 有白烟生成 浓硝酸 hcl nh3 nh4cl nh3 hno3 nh4no3 3 氨气的实验室制法 1 铵盐的物理性质铵盐都是色固体 均易溶于水 2 铵盐的化学性质 白 铵盐 受热易分解 nh4hco3 nh3 co2 h2o 与naoh溶液反应 填离子方程式 蓝 红 正误判断 辨析易错易混 氨气 铵盐的性质判断 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 解析硫酸难挥发 与氨气反应不产生白烟 4 实验室可用浓氨水与生石灰制取氨气 答案 解析 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 答案 7 铵盐都易溶于水 其水溶液均呈酸性 解析nh4hco3 nh4 2s溶液呈碱性 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 解析 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1mol l 1的氨水 则该溶液中nh3 h2o的浓度是1mol l 1 答案 深度思考 提升思维能力 1 有关氨气性质和制法的多维探究 浓氨水可以用来检验氯气管道是否漏气 其原理是 用化学方程式回答 2 根据下述装置回答下列问题 1 该装置能否制得纯净 干燥的nh3 原因是什么 8nh3 3cl2 n2 6nh4cl 答案不能 因为nh4cl固体受热分解生成nh3和hcl 它们在试管口又重新生成nh4cl 答案 2 若要制得纯净 干燥的nh3 若还是选用一种固体药品 应选择 其原理是 结合方程式和必要的文字说明 答案 nh4hco3 或 nh4 2co3 生成的h2o和co2 可以被碱石灰吸收 可制得纯净 干燥的nh3 3 在实验室中还可以把浓氨水滴入naoh固体中 制备nh3 下列适宜的装置是 答案 其收集装置可以选用 答案 ag 尾气处理装置可以选用 答案 bd 实验室制取nh3的简易方法分析 解题探究 题组一氨气 铵盐的性质实验1 2018 长春高三模拟 探究氨气及铵盐性质的过程中 下列根据实验现象得出的结论不正确的是a 将集有氨气的试管倒扣于水槽中 液体迅速充满试管 说明氨气极易溶于水b 向氨水中加入浓氢氧化钠溶液 加热产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体 说明氨水中含有c 加热nh4hco3固体 观察到固体逐渐减少 试管口有液滴产生 说明nh4hco3具有热不稳定性d 将红热的pt丝伸入上图所示的锥形瓶中 瓶口出现少量的红棕色气体 说明氨气催化氧化的产物中有no 答案 解析 解析b项 因为氨水中存在氨分子 加热氨气逸出 也能使湿润的红色石蕊试纸变蓝 不能证明是铵根离子与氢氧化钠反应产生的氨气 错误 d项 4nh3 5o22no o2 2no2 nh3的氧化产物应为no 正确 2 如右图 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 下表中对实验现象所做的解释正确的是 答案 解析 解析nh3能与hcl发生化合反应 生成nh4cl白色固体 nh3也能与h2so4发生化合反应 生成 nh4 2so4 nh3与氯化物溶液反应生成氢氧化物沉淀 该氯化物可以是氯化铝 氯化镁等 nh3溶于水生成nh3 h2o nh3 h2o属于碱 nh3不属于碱 题组二氨气制备与性质实验的综合3 2017 泰安模拟 某化学兴趣小组利用图1装置制取氨气并探究氨气的有关性质 图1 图2 1 装置a中烧瓶内试剂可选用 填字母 a 碱石灰b 浓硫酸c 生石灰d 五氧化二磷e 烧碱 答案 解析 ace 解析在浓氨水中存在平衡 nh3 h2o向其中加入生石灰 发生反应cao h2o ca oh 2生成ca oh 2 或烧碱 都会使平衡左移 同时放出大量的热促进氨水的挥发 碱石灰的成分是烧碱和生石灰 原理同上述 都可快速制备氨气 2 若探究氨气的溶解性 需在k2的导管末端连接图2装置中的 装置 填序号 当装置d中集满氨气后 关闭k1 k2 打开k3 引发喷泉的实验操作是 答案 解析 或 用热毛巾将烧瓶捂热 其他合理答案均可 解析氨气极易溶于水 不溶于ccl4 需选择防倒吸装置进行实验探究 因此需选择图2中的 或 根据喷泉实验的原理 要使装置d发生喷泉现象 可用热毛巾将烧瓶捂热 d中氨气受热膨胀通过导管与水接触 即产生 喷泉 3 若探究氨气的还原性 需打开k1 k3 k2处导管连接制取纯净 干燥氯气装置 用二氧化锰与浓盐酸制取氯气 生成气体必须通过分别盛有 试剂的洗气瓶 饱和食盐水 浓硫酸 解析用二氧化锰与浓盐酸制取的氯气中 混有氯化氢气体和水蒸气 要得到纯净 干燥的氯气需通过饱和食盐水除去氯化氢 通过浓硫酸除去水蒸气 答案 解析 d中氨气与氯气反应产生白烟 同时生成一种无色无味的气体 该反应的化学方程式为 答案 解析 3cl2 8nh3 6nh4cl n2 解析探究氨气具有还原性 氯气与氨气反应产生白烟 联系nh3 hcl nh4cl可知 白烟 的成分为氯化铵 氯元素化合价降低 则生成的 无色无味的气体 必为氨气的氧化产物 可推知为氮气 答案 解析 从k3处导管逸出的气体中含有少量cl2 则c装置中应盛放 溶液 填化学式 反应的离子方程式为 naoh cl2 2oh cl clo h2o 解析氯气是有毒气体 可与强碱溶液反应 因此可用氢氧化钠溶液进行尾气吸收 喷泉实验及拓展应用 微专题16 1 喷泉实验的原理使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差 利用大气压将烧瓶下面烧杯中的液体压入烧瓶内 在尖嘴导管口形成喷泉 2 形成喷泉的类型下面是几种常见的能形成喷泉的气体和液体 3 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 省去了胶头滴管 用手 或热毛巾等 捂热烧瓶 氨气受热膨胀 赶出玻璃导管内的空气 氨气与水接触 即发生喷泉 或用浸冰水的毛巾 冷敷 烧瓶 使水进入烧瓶中 瓶内氨气溶于水 装置 在水槽中加入能使水温升高的物质致使锥形瓶内酒精因升温而挥发 锥形瓶内气体压强增大而产生喷泉 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 中 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 4 喷泉实验产物的浓度计算关键是确定所得溶液中溶质的物质的量和溶液的体积 标准状况下的气体进行喷泉实验后所得溶液的物质的量浓度 专题训练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 答案 解析 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 1 2 3 4 解析二氧化碳难溶于碳酸氢钠溶液 不能产生压强差 无法形成喷泉 a项与实验事实不相符 5 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 2 2017 长沙质检 右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 答案 解析 1 2 3 4 5 解析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 1 2 3 4 5 3 如右图为化学教学中所用的喷泉实验装置 某同学用烧瓶中盛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 答案 解析 1 2 3 4 5 2 若用no2气体 则c hno3 答案 解析 1 2 3 4 解析若为no2 喷泉后 溶质为hno3 3no2 h2o 2hno3 no 5 3 若用n no2 n o2 4 1的混合气体 则c hno3 4 若用n no2 n o2 2 1的混合气体 则c hno3 答案 解析 1 2 3 4 解析 3 4 思路同上 5 4 某学生积极思考产生喷泉的其他方法 并设计了如图所示的装置 答案 解析 1 在如图所示的锥形瓶中 分别加入足量的下列物质 反应后可能产生喷泉的是 填字母 a cu与稀盐酸b nahco3与naoh溶液c caco3与稀硫酸d nh4hco3与稀盐酸这种方法产生喷泉的原理是 1 2 3 4 d nh4hco3与稀盐酸反应 产生二氧化碳气体 锥形瓶中气体压强增大 把液体压入烧瓶 形成喷泉 5 解析cu与稀盐酸不反应 nahco3与naoh溶液反应不产生气体 不能形成压强差 故不能形成喷泉 caco3与稀硫酸反应产生co2 但生成的caso4微溶于水 覆盖在caco3的表面 会使反应很快停止 不能形成较大的压强差 故不能形成喷泉 nh4hco3与稀盐酸反应能产生较多的co2气体 从而使锥形瓶内压强远大于烧瓶内压强 从而形成喷泉 1 2 3 4 5 答案 解析 2 在图示锥形瓶外放一水槽 瓶中加入酒精 水槽中加入水后 再加入足量的下列物质 结果也产生喷泉 水槽中加入的物质可以是 填字母 a 浓硫酸b 食盐c 硝酸钾d 硫酸铜这种方法产生喷泉的原理是 1 2 3 4 a 浓硫酸溶于水放出大量的热 使锥形瓶中的酒精气化 锥形瓶中气体压强增大 把酒精压入烧瓶中形成喷泉 5 解析浓硫酸 生石灰 烧碱溶于水均能放出大量的热 使酒精大量挥发 形成较大的压强差 从而形成喷泉 氯化钠 硝酸钾 硫酸铜溶于水温度变化不大 不能使酒精大量挥发 不能形成较大的压强差 不能形成喷泉 1 2 3 4 5 5 2018 周口检测 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 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 答案 解析 1 2 3 4 5 解析打开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 1 2 3 4 5 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 解析先打开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 烧瓶 中导管口处产生白烟 答案 解析 1 2 3 4 5 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 答案 解析 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 解析在 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 1 2 3 4 5 氮及其重要化合物的综合应用 考点四 知识梳理 注意箭头指出可体现物质的性质 指向可寻找该物质的制备方法 则下列说法不正确的是a 路线 是工业生产硝酸的主要途径b 路线 是雷电固氮生成硝酸的主要途径c 上述所有标号的反应都是氧化还原反应d 氮气可在足量的氧气中通过一步反应生成no2 解题探究 题组一氮及其化合物的转化1 2017 东北师大附中模拟 氮及其化合物的变化关系如图所示 答案 解析 解析氮气和氧气在放电或高温条件下反应生成no no与o2反应生成no2 氮气与氧气不能直接生成no2 下列说法不正确的是a 固体1中主要含有ca oh 2 caco3 caso3b x可以是空气 且需过量c 捕获剂所捕获的气体主要是co 2 2016 浙江理综 13 为落实 五水共治 某工厂拟综合处理含废水和工业废气 主要含n2 co2 so2 no co 不考虑其他成分 设计了如下流程 答案 解析 解析a项 根据题中的流程 可以得出固体1为caco3 caso3和过量ca oh 2 正确 气体1是不能被过量石灰乳吸收的no co和n2 no和no2按1 1的体积比能与naoh溶液反应生成亚硝酸钠 所以x可以是空气 但不能过量 否则会生成nano3 错误 c项 气体2为n2 co 因 无污染气体 为n2 故捕获的气体主要是co 正确 3 把某黑色固体a加热至红热 投入另一种无色浓溶液b中 产生由两种气体组成的混合气体x 将x做如下图所示的实验 请填写下列空白 1 写出a和b反应的化学方程式 2h2o 答案 解析 解析无色气体c通入澄清石灰水生成白色沉淀 该沉淀应为caco3 说明c中含有co2 无色稀溶液d与单质f反应生成蓝色溶液 该溶液应含有cu2 则说明f为cu 无色稀溶液d具有强氧化性 应为稀hno3溶液 生成气体e为no 则说明混合气体x应为co2和no2的混合物 则a为c b为hno3 结合物质的性质解答该题 2 无色气体c的成分为 3 写出d和f反应的离子方程式 4 请以na2co3为原料 设计一个简单的实验证明d和f反应生成的气体e是无色 简述实验过程 答案 co2 no 4h2o 取一支试管 加适量na2co3粉末 然后加入过量稀hno3 当生成的co2把试管上部空气完全排净后 再加入cu加热 即可观察到有无色气体no生成 题组二含氮物质的性质与实验综合4 实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如下 已知实验室可用饱和亚硝酸钠 nano2 溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气 1 从图中选择制取气体的合适装置 氮气 氢气 2 氮气和氢气通过甲装置 甲装置的作用除了将气体混合外 还有 答案 a b 干燥气体 控制氢气和氮气的流速 3 氨合成器出来经冷却的气体连续通入乙装置的水中吸收氨 填 会 或 不会 发生倒吸 原因是 答案 不会 混合气体中含有大量难溶于水的氮 气 氢气 4 用乙装置吸收一段时间氨后 再通入空气 同时将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内 能使铂丝保持红热的原因是 锥形瓶中还可观察到的现象是 答案 氨的氧化反应是一个放 热反应 有红棕色气体产生 5 写出乙装置中氨氧化的化学方程式 6 反应结束后锥形瓶内的溶液中含有的离子为h oh 答案 1 有关氮及其重要化合物的推断题常以 产生白烟 红棕色气体 无色气体在空气中变为红棕色 能使湿润红色石蕊试纸变为蓝色 等特殊现象为突破口 2 不同价态的含氮物质的转化 1 歧化 同一元素的化合价在同一反应中既升高又降低 如 3no2 h2o 2hno3 no2no2 2naoh nano3 nano2 h2o 亚硝酸及亚硝酸钠的性质 教师用书独具 微专题 1 亚硝酸 hno2 亚硝酸是弱酸 向亚硝酸钠溶液中加酸 生成亚硝酸 hno2 亚硝酸不稳定 仅存在于冷的稀溶液中 微热甚至常温下也会分解 产生红棕色的二氧化氮气体 nano2 h2so4 稀 nahso4 hno22hno2 no no2 h2o 2 亚硝酸钠 nano2 1 亚硝酸钠的物理性质及用途亚硝酸钠的化学式为nano2 是可溶性盐 其熔点为271 分解温度为320 亚硝酸钠在建筑业中常用作混凝土掺加剂 以促进混凝土凝固 提高其强度 防止在冬天低温施工时混凝土发生冻结 亚硝酸钠还是一种食品添加剂 用作食品防腐剂和肉类食品的发色剂 2 亚硝酸钠的氧化性在亚硝酸钠中 氮的化合价为 3 处于中间价态 因此 亚硝酸钠与强还原性物质反应时 表现出氧化性 如亚硝酸钠与碘化钾反应可生成单质碘 3 亚硝酸钠的还原性 专题训练1 nano2像食盐一样有咸味 有很强的毒性 误食亚硝酸钠 nano2 会使人中毒 已知亚硝酸钠能发生如下反应 2nano2 4hi 2no i2 2nai 2h2o 下列说法正确的是a 该反应的氧化剂为hib 反应产物中能使淀粉变蓝的物质有i2 naic 该反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为1 1d 人误食亚硝酸钠中毒时 可以服用hi溶液解毒 答案 解析 1 2 3 解析由nano2 no n元素的化合价 3价 2价 得电子 所以nano2是氧化剂 由hi i2 碘元素化合价 1价 0价 失电子 所以hi是还原剂 故a错误 反应产物中能使淀粉变蓝的物质只有i2 故b错误 该反应中氧化剂为nano2 还原剂为hi 物质的量之比为2 2 1 1 故c正确 人误食亚硝酸钠中毒时 服用hi溶液会产生有毒的no 故d错误 1 2 3 2 亚硝酸钠 nano2 是一种具有咸味 有毒 且价格比食盐 nacl 便宜的工业用盐 常被误作食盐使用 导致多起中毒事故发生 它的部分性质如图 下列说法错误的是a 可用淀粉碘化钾试纸和食醋鉴别食盐 nacl 与亚硝酸钠 nano2 b 亚硝酸钠可以加到食品中 但添加量要符合规定c nano2与n2h4反应生成nan3的化学方程式为nano2 n2h4 nan3 2h2od 上图所涉及的化学反应都是氧化还原反应 答案 解析 1 2 3 解析亚硝酸钠能和ki反应生成碘单质 淀粉溶液遇碘变蓝色 a项正确 nano2具有防腐性 但有毒 所以亚硝酸钠可以加到食品中 但添加量要符合规定 b项正确 有电子转移的化学反应为氧化还原反应 其特征是有元素化合价升降 nano2与nh4cl反应生成nh4no2没有化合价的变化 d项错误 1 2 3 3 2018 咸宁模拟 nano2在漂白 电镀和金属处理等方面有重要应用 1 将等物质的量的一氧化氮和二氧化氮通入氢氧化钠溶液中便可制得nano2 写出离子方程式 答案 解析 解析根据信息 等物质的量的一氧化氮和二氧化氮通入氢氧化钠溶液中便可制得nano2 即no no2 2oh 1 2 3 2 在酸性条件下 当nano2与ki按物质的量1 1恰好完全反应 且i 被氧化为i2时 产物中含氮的物质为 填化学式 答案 解析 解析碘离子被氧化为碘单质时 所有的碘元素化合价升高了2价 消耗碘离子2mol 亚硝酸钠中氮元素化合价是 3价 2mol的亚硝酸钠得到2mol电子时 则需氮元素的化合价降为 2价 所以产物中含氮的物质为no no 1 2 3 3 亚硝酸 hno2 是与醋酸酸性相当的弱酸 很不稳定 通常在室温下立即分解 要得到稳定的hno2溶液可以往冷冻的浓nano2溶液中加入或通入某种物质 下列物质不适合使用的是 填字母 a 稀硫酸b 二氧化碳c 二氧化硫d 磷酸 答案 解析 解析浓nano2溶液中通入二氧化碳 由于h2co3比hno2酸性弱 不能制取hno2 如果通入二氧化硫 会被亚硝酸氧化为硫酸 即二氧化硫具有还原性 亚硝酸具有氧化性 bc 1 2 3 nano22al 下降 阴极 答案 解析 1 2 3 解析亚硝酸钠具有氧化性 金属铝具有还原性 碱性条件下 二者发生氧化还原反应生成偏铝酸盐和一水合氨 反应方程式为2al nano2 naoh 2h2o 2naalo2 nh3 h2o 该反应中氢氧根离子参加反应 导致溶液中氢氧根离子浓度减小 则溶液的ph减小 用电解法将废水中转换为n2除去 根据电解池的阴极上发生得电子的还原反应 所以n2将在阴极产生 1 2 3 5 若工业废水中的的浓度约为1 0 10 4mol l 1 取工业废水5ml于试管中 滴加2滴0 1mol l 1的硝酸银溶液 能否看到沉淀 计算说明 已知1ml溶液以20滴计 ksp agno2 2 10 8 则证明能看到有沉淀生成 答案 1 2 3 探究高考明确考向 1 2015 全国卷 7 我国清代 本草纲目拾遗 中记叙无机药物335种 其中 强水 条目下写道 性最烈 能蚀五金 其水甚强 五金八石皆能穿滴 惟玻璃可盛 这里的 强水 是指a 氨水b 硝酸c 醋d 卤水 答案 解析 1 2 3 解析根据题意 强水 能溶解大多数金属和矿物 所以为硝酸 2 2017 北京理综 12 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 答案 解析 1 2 3 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 中木炭与浓硝酸产生了反应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 中浓hno3受热分解 发生反应4hno3 浓 4no2 o2 2h2o 产生的气体为混合气体 故选项a正确 由 可知 浓硝酸受热分解可生成红棕色气体no2 所以 产生红棕色气体 不能说明 中木炭能与浓硝酸发生反应 故选项b正确 根据 和 浓硝酸反应产生红棕色no2时需要加热 所以浓硝酸具有挥发性才可与上方红热木炭接触 同时 n元素化合价降低 所以生成的no2为还原产物 故选项c正确 红热的木炭可与空气中的o2反应生成co2 故选项d错误 1 2 3 3 2016 全国卷 26 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 答案 解析 氨气的发生装置可以选择上图中的 反应的化学方程式为 1 2 3 a 2nh4cl 欲收集一瓶干燥的氨气 选择下图中的装置 其连接顺序为发生装置 按气流方向 用小写字母表示 答案 解析 解析氨气是碱性气体 可用碱石灰干燥 密度小于空气 应采用向下排空气法收集 氨气极易溶于水 尾气处理时应防止倒吸 则要收集一瓶干燥的氨气 仪器的连接顺序为发生装置 d c f e i 1 2 3 dcfei 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 1 2 3 答案 解析 1 2 3 红棕色气体慢 慢变浅 12h2o z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 1 2 3 课时作业 1 2015 北京理综 8 下列关于自然界中氮循环 如下图 的说法不正确的是a 氮元素均被氧化b 工业合成氨属于人工固氮c 含氮无机物和含氮有机物可相互转化d 碳 氢 氧三种元素也参加了氮循环 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 解析a项 合成氨反应中 氮元素的化合价降低被还原 错误 c项 硝酸盐转化为蛋白质及经动物消化使蛋白质转化为氨气和铵盐 实现了含氮无机物和含氮有机物的相互转化 并且碳 氢 氧三种元素也参加了氮的循环 c正确 解析 2 2018 滁州高三模拟 murad等三位教授提出no在人体内有独特的功能 关于no的叙述正确的是 no可以是某些含低价氮物质氧化的产物 no是亚硝酸的酸酐 no可以是某些含高价氮物质还原的产物 no是无色气体 在空气中可变为红棕色a 全部b c d 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 解析no中氮的化合价处于中间价态 它可以是还原产物 如hno3 no 也可以是氧化产物 如nh3 no hno2的酸酐是n2o3 no是无色气体 可被空气中的氧气氧化为红棕色的no2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 下列关于氨水的说法中 不正确的是a 氨水和液氨不同 氨水是混合物 液氨是纯净物b 氨水中物质的量浓度最大的粒子是nh3 h2o 水除外 c 氨水显弱碱性 是弱电解质 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 解析 生成的氨水是混合物 其中的nh3 h2o是弱电解质 电离程度小 且nh3分子极易与h2o结合 故其中浓度最大的粒子是nh3 h2o h2o除外 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 解析氨气极易溶于水 发生如下反应 nh3 h2o 4 2017 重庆市第一中学高三质量检测 下列关于浓硝酸和浓硫酸的叙述 正确的是a 常温下都用铜制容器贮存b 露置在空气中 容器内酸液的质量都减轻c 常温下都能与铜较快地反应d 露置在空气中 容器内酸液的浓度都降低 解析cu与浓hno3可在常温下反应 cu与浓h2so4需加热才反应 故浓hno3不能用铜制容器贮存 将二者都露置在空气中 硝酸挥发 浓h2so4吸收空气中的水分 故酸液的浓度都降低 但酸液的质量变化不同 浓hno3减轻 浓h2so4增重 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 5 如图所示是nh3的两个性质实验 下列有关说法中正确的是 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 a 两个实验均表现了nh3易溶于水b 两个实验均表现了nh3易挥发c 两个实验均表现了nh3是碱性气体d 两个实验均表现了nh3是还原性气体 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 解析实验一是氨气的喷泉实验 喷泉实验证明氨气极易溶于水 溶于水形成一水合氨弱碱溶液 滴加酚酞溶液变红色 证明氨气是碱性气体 实验二中浓氨水挥发出的氨气分子和浓盐酸挥发出的氯化氢分子结合生成白烟氯化铵固体小颗粒 证明浓氨水易挥发 氨气遇到氯化氢发生反应生成氯化铵 证明氨气是碱性气体 6 某实验过程如图所示 则图 的试管中的现象是 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 a 无明显现象 因稀h2so4不与铜反应b 铜片溶解 产生无色气体 该气体遇到空气不变色c 铜片溶解 放出红棕色有刺激性气味的气体d 铜片溶解 产生无色气体 该气体在试管口变为红棕色 解析生成的cu no3 2在h2so4的酸性条件下相当于又有了hno3 铜片会继续溶解生成no 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 7 2018 安阳模拟 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 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 解析nh4cl加热生成的nh3和hcl 冷却后又生成nh4cl 不能得到nh3 8 nh3是一种重要的化工原料 可以制备一系列物质 如图 下列有关表述正确的是 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 解析 a nh4cl和nahco3都是常用的化肥b nh4cl hno3和na2co3受热时都易分解c n