2024年高考化学一轮复习4.4氮及其化合物教案

PAGEPAGE15第四讲氮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主要性质和应用。2.了解氮元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。[循着图示·想一想][特色特性·记一记]1．特别的颜色：NO2——红棕色气体2．特别的检验：①NO：无色气体eq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5())红棕色②NHeq\o\al(＋,4)：eq\x(NH\o\al(＋,4))eq\o(→,\s\up7(强碱),\s\do5(△))eq\x(无色气体)eq\o(→,\s\up7(潮湿红色),\s\do5(石蕊试纸))eq\x(变蓝)3．特别的性质：硝酸具有不稳定性和强氧化性4．必记六反应：(1)N2＋3H2eq\o(,\s\up7(高温、高压),\s\do5(催化剂))2NH3(2)3NO2＋H2O=2HNO3＋NO(3)4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))4NO＋6H2O(4)2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())CaCl2＋2NH3↑＋2H2O(5)Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O(6)3Cu＋8HNO3=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O考点一性质稳定的非金属单质——氮气[教材学问层面]1．氮的原子结构氮元素位于元素周期表中其次周期第ⅤA族，原子结构示意图为，最外层有5个电子，在化学反应中能获得3个电子而表现出－3价，其单质N2因N≡N键键能大，难以断裂，故N2化学性质稳定。2．氮气的性质(1)物理性质：无色无味气体，密度比空气略小，难溶于水。(2)化学性质：①氮气与氧气反应的化学方程式为N2＋O2放电,2NO。导致汽车尾气中产生氮的氧化物和雷电固氮。②氮气与氢气反应的化学方程式为N2＋3H2eq\o(,\s\up7(高温、高压),\s\do5(催化剂))2NH3。(工业合成氨反应原理)③氮气与金属镁反应的化学方程式为3Mg＋N2△,Mg3N2。3．氮的固定(1)概念：将游离态的氮转变为氮的化合物叫做氮的固定。(2)类型：氮的固定eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(人工固氮如工业合成氨：N2＋3H2\o(,\s\up7(催化剂),\s\do5(高温、高压))2NH3,自然固氮如雷雨天产生NO：N2＋O2放电,2NO,生物固氮如豆科植物的根瘤菌能够将空气中的,氮转化为含氮化合物而促进自身生长,化学模拟生物固氮：利用化学方法模拟固氮,酶的作用，在温柔条件下将氮转变为氨))4．氮气的应用①焊接金属时作爱护气；②液氮可作冷冻剂；③重要的化工原料，用来制取化肥、炸药等。[考点达标层面]1．将空气中氮气转化成氮的化合物的过程称为固氮。下图中能实现人工固氮的是()【答案】D【解析】选项A、C为自然固氮，合成氨为人工固氮。2．有关自然界中氮的循环的下列说法不正确的是()A．雷电可以将大气中的氮转化为硝酸盐B．夏天腐烂的蔬菜有毒是因为产生了亚硝酸盐C．动物体内的蛋白质降解时干脆变成氮气进入大气D．合成氨是最主要的人工固氮方式【答案】C【解析】雷雨时，N2→NO→NO2→HNO3→硝酸盐进入土壤；动物体内的蛋白质降解为氨基酸，代谢最终产物为尿素，C错误。3．下列反应必需加入氧化剂且一步反应就能完成的是()①N2→NO2②NO2→NO③NO2→HNO3④N2→NO⑤N2→NH3A．① B．②⑤C．④ D．③④【答案】C【解析】该题有两个要求：(1)必需加入氧化剂；(2)一步反应就能完成。反应①、③、④从化合价角度来看都上升，但反应①N2→NO2不能一步反应完成；而反应③NO2→HNO3，虽然氮的化合价上升，但不加氧化剂也能实现，如3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，在该反应中，NO2既是氧化剂又是还原剂；只有反应④N2→NO必需加入氧化剂且一步反应就能完成。考点二环境污染的罪魁祸首——氮的氧化物[教材学问层面]1．氮的氧化物氮有多种价态的氧化物，如N2O、NO、NO2、N2O4、N2O3、N2O5等，其中属于酸性氧化物的是N2O3、N2O5。2．NO与NO2性质的比较性质NONO2颜色状态气味无色无味气体红棕色有刺激性气味的气体溶解性难溶于水与水反应毒性有毒(跟血红蛋白结合)有毒与水反应不反应3NO2＋H2O=2HNO3＋NO与氧气反应2NO＋O2=2NO2不反应对环境的影响导致光化学烟雾和酸雨，破坏臭氧层[高考考查层面]命题点1氮氧化物对环境的影响(1)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，产生的一种有毒的烟雾。(2)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。反应的化学方程式为2NO＋O2=2NO23NO2＋H2O=2HNO3＋NO。(3)破坏臭氧层：科学探讨表明，进入高空平流层的氮氧化物，可以加快臭氧层中臭氧的分解速率，从而像氟氯烃类物质一样破坏臭氧层，形成臭氧空洞：2O3eq\o(=,\s\up7(氮氧化物),\s\do5())3O2。导致地面紫外线辐射量增加。[典题示例]1．NO对环境的危害在于()①破坏臭氧层②高温下能使一些金属被氧化③造成酸雨④与人体血红蛋白相结合A．仅①③ B．仅③④C．①②③ D．①③④【答案】A【解析】NO在高温下不能氧化金属，②错误，④不属于对环境的危害，①③正确。2．世界上很多科学家都剧烈反对发展超音速运输机(SST)，其主要理由是()A．燃料燃烧时，尾气中的氮氧化物污染大气B．燃料燃烧时，尾气中的氮氧化物导致光化学烟雾C．燃料燃烧时，尾气中的氮氧化物加快臭氧层分解D．燃料燃烧时，尾气中的氮氧化物导致酸雨【答案】C【解析】超音速运输机的飞行高度在1万米以上，位于臭氧层下的平流层，对环境的主要影响是加快臭氧的分解。命题点2消退氮氧化物对环境污染的方法[典题示例]1．NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。(1)NOx能形成酸雨，写出NO2转化为HNO3的化学方程式：_____________________________________________________________________。(2)在汽车尾气系统中装置催化转化器，可有效降低NOx的排放，当尾气中空气不足时，NOx在催化转化器中被还原成N2排出。写出NO被CO还原的化学方程式：_________________________________________________________________________________________。【答案】(1)3NO2＋H2O=2HNO3＋NO(2)2NO＋2COeq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5())N2＋2CO2【解析】(2)依据题目信息可知NO被CO还原为N2，而CO被氧化成CO2，化学方程式为2NO＋2COeq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5())N2＋2CO2。2．NO2可以用氢氧化钠溶液汲取，或在肯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、N2 B．HNO2、N2C．NO、HNO3 D．N2、N2【答案】A【解析】依据题目所供应的化学方程式利用原子守恒定律可得M为NaNO2，X为N2。[方法技巧]NOx尾气的处理方法1．碱液汲取法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汲取的条件是：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在肯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。[考点达标层面]1．推断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)制取二氧化氮时，用水或NaOH溶液汲取尾气。()(2)标准状况下，6.72LNO2与水充分反应转移的电子数目为0.1NA。()(3)NO2与水反应的离子方程式：3NO2＋H2O=2H＋＋2NOeq\o\al(－,3)＋NO。()(4)CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在。()(5)用NaOH溶液汲取NO2的离子方程式是：2OH－＋2NO2=NOeq\o\al(－,3)＋NO＋H2O。()(6)NO2通入FeSO4溶液中始终无明显现象。()【答案】(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×(6)×2．氮的氧化物(用NOx表示)是大气污染物，必需进行处理。(1)汽车尾气主要含有CO2、CO、SO2、NOx等物质，这种尾气渐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)。②汽车尾气中的CO、NOx在相宜温度下采纳催化转化法处理，使它们相互反应生成参加大气循环的无毒气体。反应的化学方程式可表示为________________________。(2)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。已知：4NH3＋6NOeq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))5N2＋6H2O,8NH3＋6NO2eq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))7N2＋12H2O。同温同压下，3.5LNH3恰好将3.0LNO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________。(3)工业尾气中氮的氧化物常采纳碱液汲取法处理，若NO与NO2按物质的量之比1∶1被足量NaOH溶液完全汲取后得到一种钠盐，该钠盐的化学式是________。【答案】(1)①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)②2xCO＋2NOxeq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))2xCO2＋N2(2)1∶3(3)NaNO2【解析】(1)①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。②CO、NOx反应后生成的无毒气体为CO2和N2。(2)V(NO)＋V(NO2)＝3.0Leq\f(2,3)V(NO)＋eq\f(4,3)V(NO2)＝3.5L则V(NO)＝0.75LV(NO2)＝2.25LV(NO)∶V(NO2)＝1∶3。(3)NO中氮的化合价为＋2价，NO2中氮的化合价为＋4价，二者1∶1混合时与NaOH反应生成盐的化合价必定为＋3，即为NaNO2。考点三氨和铵盐[教材学问层面]1．氨(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(1∶700)，可由喷泉试验证明。(2)化学性质：①与水反应：NH3＋H2ONH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－。氨气溶于水得氨水，氨水中含有的粒子有：NH3·H2O、H2O、NH3、NHeq\o\al(＋,4)、OH－、H＋。NH3·H2O为可溶性一元弱碱，不稳定，易分解，化学方程式为：NH3·H2O△,NH3↑＋H2O。②还原性：与氧气发生催化氧化反应的化学方程式：4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))4NO＋6H2O。③与酸反应：与氯化氢反应的化学方程式：NH3＋HCl=NH4Cl，产生白烟。(3)制法(书写化学方程式)：①工业制法：N2＋3H2eq\o(,\s\up7(高温、高压),\s\do5(催化剂))2NH3。②试验室制法：Ca(OH)2＋2NH4Cleq\o(=,\s\up7(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。(4)用途：制硝酸、铵盐、纯碱、尿素、制冷剂等。2．铵盐(1)不稳定性：NH4Cleq\o(=,\s\up7(△))NH3↑＋HCl↑，NH4HCO3eq\o(=,\s\up7(△))NH3↑＋H2O↑＋CO2↑。(2)与强碱反应：NH4Cl＋NaOHeq\o(=,\s\up7(△))NH3↑＋NaCl＋H2O。应用于NHeq\o\al(＋,4)的检验：eq\x(NH\o\al(＋,4))eq\o(→,\s\up7(强碱),\s\do5(△))eq\x(无色气体)eq\o(→,\s\up7(潮湿红色),\s\do5(石蕊试纸))eq\x(试纸变蓝)[高考考查层面]命题点1氨气的试验室制法[试验基础]1．用铵盐和碱制取2．用浓氨水制取方法化学方程式(或原理)气体发生装置加热浓氨水NH3·H2Oeq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())NH3↑＋H2O浓氨水＋固体(CaO)CaO与水反应使水量削减，且反应放热，促使NH3·H2O分解，NH3逸出。化学方程式：NH3·H2O＋CaO=Ca(OH)2＋NH3↑[流程分析]氨的制取及氨的催化氧化试验探究[专题集训]1．下面是试验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是()A．①② B．②③C．③④ D．①③【答案】D【解析】NH4Cl受热可产生NH3和HCl，但两者遇冷会重新凝聚产生NH4Cl，且可能出现堵塞导管的状况，③中试管口未向下倾斜会导致水倒流入试管而使试管裂开，故①③错误；把浓氨水滴入氧化钙固体中，会发生CaO＋NH3·H2O=Ca(OH)2＋NH3↑，反应放热，温度上升有利于NH3放出，故可用②的方法制取氨气；浓氨水受热产生氨气，通过碱石灰汲取水蒸气后即得干燥的NH3，④符合要求。2．有甲、乙两位同学想利用下列装置及化学试剂，对试验室制取并收集氨气的试验进行改进。化学试剂：①NH4Cl固体、②浓氨水、③NaOH固体(1)甲同学想便利快速地制取少量氨气，应选择的装置是________(填序号)，选用试剂是________(填序号)。选用上述试剂制氨气的理由是______________________________，试验过程中，制气时的试验操作是________________________________。(2)乙同学建议，把教材中试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，请你依据其设想回答：①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汲取装置，标出所用试剂(自选)名称。②若用排液集气法收集NH3，可选用的试剂是________(填序号)。A．H2O B．浓H2SO4C．CCl4 D．饱和NaCl溶液【答案】(1)B②③NaOH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NHeq\o\al(＋,4)＋OH－NH3·H2ONH3＋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)①如图②C【解析】(1)不加热制取NH3是快速制取少量NH3的措施，详细操作方法是把浓氨水滴到固体NaOH上。(2)①用排气法收集NH3的装置中要留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。②用排液法收集NH3时，要求液体不能溶解NH3(解除A、D)且不与NH3发生反应(解除B)，故选CCl4。命题点2喷泉试验的原理及其应用1．喷泉试验的原理由于容器内外产生压强差而形成喷泉。气体快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，依据这一原理，只要能够造成容器内气体大量溶于液体，就可以形成喷泉。2．形成喷泉的类型(1)只要气体易溶于汲取剂，均可做喷泉试验，汲取剂可以是水，也可以是酸液、碱液等。下面是几种常见的能形成喷泉的气体和液体。气体HClNH3CO2、Cl2、SO2、H2SNO2NO、O2(4∶3)汲取剂水、NaOH溶液水NaOH溶液水水(2)容器内的液体由于受热挥发(如浓盐酸、浓氨水、酒精等)或由于发生化学反应产生气体，容器内产生大量气体，压强快速增大，促使容器内液体快速向外流淌，也能形成喷泉。如喷雾器、人造喷泉、火山喷发等均是利用此原理。3．引发喷泉的几种方法(1)使烧瓶内的气体快速溶于水或某种液体中。(2)使烧瓶内气体温度降低，从而使气压减小。(3)使烧瓶外待喷液面上的气压增大。4．喷泉试验的几种常见装置说明：装置②中最好采纳顶部有孔的烧瓶。装置③引发喷泉的方法是打开止水夹，用热毛巾或双手捂热烧瓶，松开后片刻即形成喷泉现象。[典题示例]1．下图是课外活动小组的同学设计的4个喷泉试验方案，下列有关操作不行能引发喷泉现象的是()A．挤压装置①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②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③的a处不断鼓入空气并打开止水夹D．向装置④的水槽中渐渐加入足量浓硫酸并打开止水夹【答案】B【解析】H2难溶于NaOH溶液，不能形成较大的压强差，不能引发喷泉现象。2．如右图所示装置中，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，然后打开止水夹，下列与试验事实不相符的是()A．Cl2(饱和食盐水)，无色喷泉B．NH3(H2O含石蕊)，蓝色喷泉C．HCl(H2O含石蕊)，红色喷泉D．SO2(NaOH溶液)，无色喷泉【答案】A【解析】Cl2不溶于饱和食盐水，不能形成喷泉。[考点达标层面]1．推断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)浓氨水可检验氯气管道漏气。()(2)NH3可用于设计喷泉试验是因为NH3能使酚酞溶液变红。()(3)液氨用作制冷剂时不涉及化学改变。()(4)加热NH4Cl和Ca(OH)2混合物，并将产生的气体通入酚酞溶液中，酚酞溶液变成红色。()(5)施肥时，草木灰(有效成分为K2CO3)不能与NH4Cl混合运用的缘由是K2CO3与NH4Cl反应生成氨气会降低肥效。()(6)检验NHeq\o\al(＋,4)时，往试样中加入NaOH溶液，微热，用潮湿的蓝色石蕊试纸检验逸出的气体。()(7)分别充溢HCl、NH3的烧瓶倒置于水中后液面快速上升，说明二者均易溶于水。()(8)用潮湿的红色石蕊试纸检验氨气。()【答案】(1)√(2)×(3)√(4)√(5)√(6)×(7)√(8)√2NH3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()A．NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥B．NH4Cl、HNO3和Na2CO3受热时都易分解C．NH3和NO2在肯定条件下可发生氧化还原反应D．图中所涉及的盐类物质均可以水解【答案】C【解析】A项，NaHCO3不是化肥；B项，Na2CO3受热不易分解；D项，NaCl不水解。考点四典型的氧化性酸——硝酸[教材学问层面]1．物理性质硝酸是无色、易挥发的液体，有刺激性气味，能与水以随意比例混溶。2．化学性质(1)不稳定性：①反应：4HNO3eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5(或光照))2H2O＋4NO2↑＋O2↑。②市售浓硝酸呈黄色的缘由是：硝酸分解生成的NO2溶解在硝酸里。③硝酸保存在棕色试剂瓶中，置于冷暗处，不能用橡胶塞。(2)强氧化性：不论浓、稀硝酸都有强氧化性，而且浓度越大氧化性越强。①与金属反应。稀硝酸与铜反应的化学方程式：3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。浓硝酸与铜反应的化学方程式：Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。②与非金属反应。如浓硝酸与C反应的化学方程式：C＋4HNO3(浓)△,CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。③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。如稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式为：3Fe2＋＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。[高考考查层面]命题点1浓、稀硝酸氧化性比较1．由铜与硝酸反应的化学方程式知，浓硝酸被还原为NO2，氮元素的化合价改变为＋5→＋4；稀硝酸被还原为NO，氮元素的化合价改变为＋5→＋2。一般状况下，硝酸的浓度越小，其还原产物的价态越低。2．试验证明，硝酸浓度越大，得电子的实力越强，因而其氧化实力越强。如稀硝酸能将HI氧化为I2，而浓硝酸可将HI氧化为HIO3。6HI＋2HNO3(稀)eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())3I2＋2NO↑＋4H2OHI＋6HNO3(浓)eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())HIO3＋6NO2↑＋3H2O3．硝酸在氧化还原反应中，其还原产物可能有多种价态的物质：eq\o(N,\s\up6(＋4))O2、HNeq\o(O,\s\up6(＋3))2、eq\o(N,\s\up6(＋2))O、eq\o(N,\s\up6(＋1))2O、eq\o(N,\s\up6(0))2、eq\o(N,\s\up6(－3))H3等，这取决于硝酸的浓度和还原剂还原性的强弱。除前面的实例外，锌与硝酸可发生如下反应：4Zn＋10HNO3(稀)=4Zn(NO3)2＋N2O↑＋5H2O4Zn＋10HNO3(极稀)=4Zn(NO3)2＋NH4NO3＋3H2O4．硝酸与金属反应的规律：(1)HNO3与金属反应不能产生H2。(2)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。(3)硝酸与金属反应时既表现氧化性又表现酸性。[典题示例]1．相同质量的铜片分别与体积相同且过量的浓硝酸、稀硝酸反应，二者比较相等的是()①反应中氧化剂得到的电子总数②铜片消耗完所需时间③反应后溶液中铜离子浓度(反应后溶液体积不变)④反应生成气体的体积(同温、同压)A．①③ B．②④C．①④ D．②③【答案】A【解析】铜与浓、稀硝酸反应均被氧化为Cu2＋，铜片质量相同时转移电子数相同，①正确；浓硝酸的氧化性强，与铜反应时反应速率快，②错误；浓、稀硝酸足量，铜片全部反应，因此反应后溶液中Cu2＋浓度相同，③正确；依据浓、稀硝酸与铜反应的化学方程式可知，反应后生成气体的物质的量不同，同温同压时体积也不同，④错误。2．如图是用浓硝酸、铜片、水等试剂探究浓、稀硝酸的强氧化性并视察还原产物的试验装置。Ⅰ.浓硝酸的强氧化性试验将铜片置于具支试管的底部，在分液漏斗中加入约5mL浓硝酸，往具支试管中放入约2mL浓硝酸，用排水法收集产生的气体。(1)具支试管中发生反应的化学方程式为____________________________________________________________________________________________________________。(2)试验中视察到能证明浓硝酸具有强氧化性的现象是__________________________________________________________________________________________________。Ⅱ.稀硝酸的强氧化性试验(3)上述反应完成后，欲进一步证明稀硝酸也具有强氧化性，紧接的简便、合理的试验操作是________________________________________________________________________。(4)能证明稀硝酸与铜反应产生NO的试验现象是______(填写序号)。A．c中收集到无色气体B．c中收集到的无色气体接触空气后变为红棕色C．b中产生的无色气体接触空气后变为红棕色【答案】(1)Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O(2)试管中溶液变蓝，且有红棕色气体产生(3)向试管中加水将浓硝酸稀释(4)C【解析】(1)Cu与浓硝酸反应生成Cu(NO3)2、NO2和水。反应的化学方程式为Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。(2)浓硝酸作氧化剂，能将Cu氧化成Cu2＋(蓝色溶液)其还原产物是NO2(红棕色气体)。(3)将浓HNO3稀释成稀HNO3，再与Cu发生反应，即可进一步证明稀HNO3的氧化性。(4)NO为无色气体遇空气中的O2转化成红棕色的NO2气体。命题点2硝酸与金属反应的计算1．思维流程2．计算中守恒思想的应用(1)原子守恒法：HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NOeq\o\al(－,3)的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂，转化为还原产物。这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量。(2)得失电子守恒法：HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。(3)电荷守恒法：HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH－)则有：c(NOeq\o\al(－,3))＝c(H＋)＋nc(Mn＋)(Mn＋代表金属离子)。(4)离子方程式计算法：金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于硝酸盐中NOeq\o\al(－,3)在H2SO4供应H＋的条件下能接着与金属反应，因此此类题目应用离子方程式来计算，先作过量推断，然后依据完全反应的金属或H＋或NOeq\o\al(－,3)进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。[典题示例]1．38.4g铜跟适量的浓硝酸反应，铜全部作用后，共收集到气体22.4L(标准状况)，反应消耗的硝酸可能是()A．1.0mol B．1.6molC．2.2mol D．2.4mol【答案】C【解析】浓硝酸适量，在反应过程中变稀，事实上发生了两个反应：Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O,3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，反应消耗的HNO3包括起酸性作用和起氧化性作用的两部分，前者反应后以Cu(NO3)2形式存在，后者被还原后生成NO2、NO气体，从两个方程式看出：Cu＋2HNO3(酸)～Cu(NO3)2，HNO3(氧化剂)～NO2(或NO)，所以反应消耗的HNO3的物质的量为：eq\f(38.4g,64g·mol－1)×2＋eq\f(22.4L,22.4L·mol－1)＝1.2mol＋1mol＝2.2mol。2．足量铜与肯定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体与1.68LO2(标准状况)混合后通入水中，全部气体完全被水汲取生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5mol/LNaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是()A．60mL B．45mLC．30mL D．15mL【答案】A【解析】由电子守恒和电荷守恒可知O2得电子数等于Cu2＋结合的OH－数，故消耗NaOH溶液的体积为eq\f(1.68L×4,22.4L/mol×5mol/L)＝0.06L＝60mL。[考点达标层面]1．推断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)试验室里用锌粒与稀HNO3反应制取H2。()(2)Cu溶于稀HNO3反应的离子方程式：Cu＋2H＋＋NOeq\o\al(－,3)=Cu2＋＋NO2↑＋H2O。()(3)将可调高度的铜丝伸入稀HNO3中，溶液变蓝，说明铜与稀HNO3发生置换反应。()(4)用铜和稀硝酸反应制取NO2气体。()(5)常温下，将Al片放入浓硝酸中无明显现象，缘由是Al与浓硝酸不反应。()(6)磁性氧化铁溶于稀硝酸的离子方程式为3Fe2＋＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。()(7)过量的铜与浓硝酸反应有一氧化氮生成。()(8)在1.0mol/L的KNO3溶液中，H＋、Fe2＋、Cl－、SOeq\o\al(2－,4)可以大量共存。()【答案】(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)×(7)√(8)×2．将Mg、Cu组成的mg混合物投入适量稀HNO3中恰好完全反应，固体完全溶解时收集到的还原产物NO气体为0.896L(标准状况)，向反应后的溶液中加入2mol/LNaOH溶液60mL时金属离子恰好沉淀完全，则形成沉淀质量为()A．(m＋2.28)g B．(m＋2.04)gC．(m＋3.32)g D．(m＋4.34)g【答案】B【解析】利用守恒法解答当金属离子恰好沉淀时，m(沉淀)＝m(金属)＋m(OH－)，守恒的奇妙之处在于，n(OH－)＝n(金属失电子)＝n(NO得到的电子)＝3×0.896/22.4＝0.12mol，m(沉淀)＝m(金属)＋m(OH－)＝mg＋0.12×17g＝(m＋2.04)g，B正确。