高考化学备考浙江选考专用版讲义专题6铝氮及其化合物第二单元

第二单元氮及其化合物(加试)[考试标准]知识条目必考要求加试要求1.氮氧化物的产生、转化及其性质a2.氮及其化合物的相互转化关系c3.氨的性质与用途b4.工业合成氨b5.铵盐的性质与用途b6.硝酸的性质与用途b7.工业制取硝酸的设备和流程b8.氮肥的性质与科学使用a考点一氮气及其氧化物1．氮气写出有关反应的化学方程式：①3Mg＋N2eq\o(=,\s\up7(点燃))Mg3N2；②N2＋3H2eq\o(,\s\up7(高温、高压),\s\do5(催化剂))2NH3；③N2＋O2eq\o(=,\s\up7(放电或高温))2NO。2．氮氧化物氮有多种价态的氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。完成下表中NO和NO2的比较：

NONO2物理性质颜色无色红棕色毒性有毒有毒溶解性微溶能溶化学性质与O2反应2NO＋O2=2NO2与H2O反应3NO2＋H2O=2HNO3＋NO与人体、环境的关系①与血红蛋白结合使人中毒②转化成NO2形成酸雨、光化学烟雾形成酸雨、光化学烟雾题组一氮气及其氧化物性质定性判断1．下列反应中，起了氮的固定作用的是()A．N2和H2在一定条件下合成氨B．由氨制成碳酸氢铵或硫酸铵C．NO和O2反应生成NO2D．NO2与H2O反应生成HNO3答案A解析工业合成氨是人工固氮，将氮气转化为氮的化合物，属于氮的固定，A项正确；B、C、D项都是含氮化合物变为含氮化合物，不属于氮的固定，B、C、D项错误。2．某集气瓶内充满了红棕色的气体，加入水后盖上盖子充分振荡后瓶内呈无色，打开盖子后发现在瓶口附近又变为红棕色，则原来瓶内装有的气体是()A．氮气B．一氧化氮C．二氧化氮D．溴蒸气答案C解析红棕色的二氧化氮与水反应生成无色的一氧化氮，一氧化氮再与氧气反应又生成红棕色的二氧化氮。题组二氮的氧化物对环境的污染及治理3．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①2NO2→2NO＋2O，②2NO＋O2→2NO2，③O＋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A解析反应过程①＋②得O2→2O，③O＋O2→O3，NO2起催化剂作用，反应过程中NO2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。4．2007年诺贝尔化学奖授予善于做“表面文章”的德国科学家格哈德·埃特尔。他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NOD．该催化转化的总反应方程式：2NO＋O2＋4COeq\o(=,\s\up7(催化剂))4CO2＋N2答案D解析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，故A错误；NO和O2在常温下就会发生反应，故B错误；汽车尾气的主要污染成分是CO、NO、NO2等，故C错误；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，反应方程式为2NO＋O2＋4COeq\o(=,\s\up7(催化剂))4CO2＋N2正好是过程图中的变化，故D正确。氮氧化物对环境的污染常见的污染类型(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。(3)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。考点二氨气和铵盐1．氨的分子结构和物理性质电子式密度气味水溶性比空气小强烈刺激性气味极易溶于水(1∶700)2.氨的化学性质(1)氨气与水的反应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、NH3、H2O、NHeq\o\al(＋,4)、OH－、H＋。一水合氨为可溶性一元弱碱，易挥发，不稳定，易分解：NH3·H2Oeq\o(=,\s\up7(△))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：HCl＋NH3=NH4Cl、NH3＋HNO3=NH4NO3。(3)与盐溶液的反应如过量氨水与AlCl3反应的离子方程式：Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)。3．氮肥的性质与科学使用(1)常见的铵态氮肥硫酸铵(俗称硫铵)、氯化铵(俗称氯铵)、碳酸氢铵(俗称碳铵)、硝酸铵(俗称硝铵)，它们都是白色、易溶于水的晶体，受热易分解，因此应保存在阴凉处。铵盐能与碱反应放出NH3，因此应避免将铵态氮肥与碱性肥料混合使用。(2)常见的硝态氮肥是硝酸盐。题组一氨气和铵盐的性质定性判断1．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()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均可以水解答案C解析NaHCO3不能用作化肥，A项错误；Na2CO3很稳定，受热时不易分解，B项错误；图中的NaCl是强酸强碱盐，不水解，D项错误。2．为了检验某固体物质中是否含有NHeq\o\al(＋,4)，你认为下列试纸和试剂一定用不到的是()①蒸馏水②NaOH溶液③红色石蕊试纸④蓝色石蕊试纸⑤稀硫酸A．①⑤B．④⑤C．①③D．①④⑤答案B解析为了检验某固体物质中是否含有NHeq\o\al(＋,4)，可以向固体中加入NaOH溶液，并加热，将产生的气体用湿润的红色石蕊试纸检验，若试纸变为蓝色，就证明该气体是NH3，原固体中含有NHeq\o\al(＋,4)，因此一定用不到的物质是④蓝色石蕊试纸、⑤稀硫酸，答案选B。3．下列说法中正确的是()A．所有铵盐受热均可以分解，但产物不一定有NH3B．加热可除去NH4Cl中的少量NaHCO3C．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，其水溶液均呈酸性答案A解析铵盐分解不一定产生氨气，如NH4NO3在400℃以上分解生成N2、NO2和H2O，A项正确；Fe2＋比NHeq\o\al(＋,4)更易结合OH－，因而加入少量NaOH不会产生NH3，C项错误；NH4HCO3、(NH4)2S等溶液均呈碱性，D项错误。4．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．将pH＝11的氨水稀释1000倍，测得pH>8，说明NH3·H2O为弱碱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受热不稳定D．将红热的铂丝伸入右图所示的锥形瓶中，瓶口出现少量红棕色气体，说明氨气的氧化产物为NO2答案D解析氨气极易溶于水，使试管内压强迅速降低，液体迅速充满试管，A正确；强碱稀释10n倍，pH减小n个单位，而将pH＝11的氨水稀释1000倍，测得pH>8，说明NH3·H2O为弱碱，B正确；加热NH4HCO3固体，观察到固体逐渐减少，试管口有液滴产生，说明碳酸氢铵受热分解，不稳定，C正确；氨气催化氧化生成一氧化氮，一氧化氮与空气中的氧气反应生成二氧化氮，D错误。题组二氮肥5．下列说法不正确的是()A．氨水也可直接作化肥B．“雷雨发庄稼”属于自然固氮C．“肥田粉”属硝态氮肥D．铵盐氮肥都是白色易溶于水的晶体，易分解，要保存在阴凉处答案C解析“肥田粉”是硫酸铵的俗称，应属于铵盐类氮肥。氮的固定是指将游离态的氮(N2)转变为含氮的化合物，氮的固定分为生物固氮、自然固氮和工业固氮等，在自然条件下，将空气中的氮气转化为化合态的氮属于自然固氮。6．下列氮肥中，不含铵根离子的是()A．碳铵 B．硫铵C．硝酸钾 D．氨水答案C解析碳铵为NH4HCO3，硫铵为硫酸铵又称为“肥田粉”，它们都属于铵盐，含铵根离子；氨水中也含铵根离子，硝酸钾中不含铵根离子。题组三NH3的制法及性质探究7．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．用装置丁吸收尾气答案C解析氨气极易溶于水，用氢氧化钠溶液和氯化铵溶液反应，氨气很难逸出，A错误；氨气和浓硫酸反应，应用碱石灰干燥氨气，B错误；加热条件下，氨气与氧化铜发生氧化还原反应，根据氧化铜的颜色变化可判断是否发生氧化还原反应，C正确；氨气直接通入水中，不能防止倒吸，D错误。8．下列装置应用于实验室制取NH3，并用AlCl3溶液吸收多余氨气制氢氧化铝，最后回收氯化铵的实验，能达到实验目的的是()A．用装置甲制取NH3B．用装置乙吸收NH3制取Al(OH)3C．用装置丙在不断搅拌下分离Al(OH)3和NH4Cl溶液D．用装置丁蒸干NH4Cl溶液并灼烧制NH4Cl答案A解析CaO与水反应增大氢氧根离子浓度，且放热，均可使氨气逸出，甲装置可制备氨气，A正确；氨气极易溶于水，导管在液面下，乙装置可发生倒吸，B错误；过滤时不能搅拌，易捣破滤纸，C错误；蒸干NH4Cl溶液会使氯化铵分解，应用结晶法制NH4Cl，D错误。9．某学习兴趣小组探究氨气的制取实验：(1)甲同学拟用下列实验方法制备氨气，其中合理的是________(填字母，下同)。A．将氯化铵固体加热分解收集产生的气体B．将浓氨水滴入氢氧化钠固体中，收集产生的气体C．将碳酸氢铵加热分解产生的气体用碱石灰干燥D．将氯化铵稀溶液滴入氢氧化钠固体中，收集产生的气体(2)根据上述正确的原理，该同学欲用下列常见的实验室制气装置制取氨气，适宜的装置是________。(3)气体的性质是气体收集方法选择的主要依据。下列性质与收集方法无关的是________(填序号)。①密度②颜色③溶解性④热稳定性⑤与氧气反应(4)下图是甲同学设计收集氨气的几种装置，其中可行的是________，集气的原理是________________________________________________________________________。答案(1)BC(2)CD(3)②④(4)d利用氨气密度小于空气，采用短管进氨气，长管出空气，即可收集氨气解析(1)加热氯化铵产生氯化氢和氨气，遇冷又转化为氯化铵固体，不能制取氨气，用浓氨水与氢氧化钠固体混合制氨气时，将氨水滴入氢氧化钠固体中更方便操作，而且节约氨水的用量。(2)将浓氨水滴入氢氧化钠固体制氨气用C装置，将碳酸氢铵加热分解，产生的气体用碱石灰干燥制氨气选用D装置。(3)收集气体可采用排空气法(密度、气体不能被氧气氧化等)，也可采用排水法(不易溶于水)，与其他性质无关。(4)氨气极易溶于水，且密度比空气小，故采用向下排空气法收集。题组四喷泉实验10．喷泉是一种常见的自然现象，其产生原因是存在压强差。(1)图甲中，为化学教学中所用的喷泉实验装置。在烧瓶中充满干燥气体，胶头滴管及烧杯中盛有液体。下列组合中不可能形成喷泉的是________(填字母，下同)。A．HCl和H2O B．O2和H2OC．NH3和H2O D．CO2和NaOH溶液(2)某学生积极思考产生喷泉的其他办法，并设计了如图乙所示的装置。①在图乙的锥形瓶中，分别加入足量的下列物质，反应后可能产生喷泉的是________。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___________________________________________________________________________________________________________________________。②在图乙锥形瓶外放一水槽，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________。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_______________________________________________________________________________________________________________________。③比较图甲和图乙两套装置，从产生喷泉的原理来分析，图甲________(填“增大”或“减小”，下同)上部烧瓶内气体压强；图乙________下部锥形瓶内气体压强。(3)城市中常见的人造喷泉及火山爆发的原理与上述________(填“图甲”或“图乙”)装置的原理相似。答案(1)B(2)①D锥形瓶中发生反应：NH4HCO3＋HCl=NH4Cl＋CO2↑＋H2O，随着CO2气体产生，锥形瓶中的压强增大而产生“喷泉”②A浓H2SO4溶于水时，放出大量的热，温度升高使锥形瓶中的酒精挥发速度加快，瓶内压强增大，从而形成“喷泉”③减小增大(3)图乙解析图甲装置形成“喷泉”是因为烧瓶内气体极易溶解于烧杯和滴管中的液体，使烧瓶内的压强突然减小而产生压强差形成“喷泉”。图乙装置恰恰相反，下部锥形瓶中的物质相互反应产生气体，使锥形瓶内气体压强增大而产生压强差，将液体从下瓶中压入到上瓶形成“喷泉”。中学教材中喷泉实验装置如右图所示。实验操作是打开橡皮管上的夹子，挤压滴管的胶头，则烧杯中的水由玻璃管进入烧瓶，形成喷泉。(1)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。(2)能形成喷泉的条件从原理上讲，气体要易溶于水或易与水反应，以形成足够大的压强差；从实验条件上讲，烧瓶内气体要充满，气体和仪器均要干燥，装置的气密性要好。(3)中学化学教材中常见的能形成喷泉实验的气体和吸收剂如下表：气体HClNH3CO2、SO2、Cl2、H2SNO2＋O2吸收剂水或NaOH溶液水或盐酸浓NaOH溶液水(4)喷泉实验的装置喷泉实验的本质是形成压强差而引发液体上喷，为此可设计多种不同的装置和采用不同的操作(如使气体溶于水、热敷、生成气体、发生气体体积减小的反应等)来使喷泉产生。装置Ⅱ：挤压气球，即可使少量的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Ⅲ：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。(开放性问题，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)装置Ⅳ：在锥形瓶中加入能产生气体的物质，使锥形瓶内气体的压强明显增大，将液体压入烧瓶而产生喷泉。装置Ⅴ：在水槽中加入使水温度升高的物质，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Ⅵ：烧瓶中通入H2S(或SO2)，然后通入SO2(或H2S)，现象为有淡黄色粉末状物质生成，瓶内壁附有水珠，NaOH溶液喷到烧瓶内。考点三硝酸的性质及工业制法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：4HNO3(浓)eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5(或光照))2H2O＋4NO2↑＋O2↑。(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：①与金属反应：稀硝酸与铜反应：3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O；浓硝酸与铜反应：Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。②与非金属反应：浓硝酸与C的反应：C＋4HNO3(浓)eq\o(=,\s\up7(△))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。稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式：3Fe2＋＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。(3)与有机物反应①硝化反应：与反应的化学方程式：＋HNO3eq\o(→,\s\up7(浓硫酸),\s\do5(△))＋H2O。②颜色反应：含有苯基的蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。3．用途硝酸是重要的化工原料，可用于制造炸药、染料、塑料和硝酸盐等，也是实验室里必备的重要试剂。4．工业上氨氧化法生产硝酸的过程(1)生产流程氨气的催化氧化→(2)生产设备主要有热交换器、转化器和吸收塔。(3)主要反应的化学方程式转化器：4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))4NO＋6H2O；热交换器：2NO＋O2=2NO2；吸收塔：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO。题组一硝酸的性质定性判断1．下列物质与硝酸反应时，硝酸既表现酸性，又表现氧化性的是()A．CuO与稀硝酸反应B．C与浓硝酸反应C．HBr与浓硝酸反应D．Cu与稀硝酸反应答案D解析硝酸表现酸性时，生成物中应有硝酸盐；硝酸表现氧化性时，生成物中应有含低价态的氮的化合物或氮气。题给四个反应的方程式分别为A项，CuO＋2HNO3=Cu(NO3)2＋H2O；B项，C＋4HNO3(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O；C项，HBr＋6HNO3(浓)=HBrO3＋6NO2↑＋3H2O；D项，3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。由反应可知选项A只表现了硝酸的酸性；选项B、C只表现了硝酸的强氧化性；选项D既表现了硝酸的酸性，又表现了硝酸的强氧化性。2．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B解析氨水属于弱碱溶液，和金属不反应，不符合条件，故A错误；硝酸具有强氧化性、强酸性，能腐蚀大多数金属，也能和岩石中的CaCO3发生反应，但不能和玻璃中的成分硅酸盐反应，所以符合条件，故B正确；醋酸是弱电解质，能腐蚀较活泼金属，但不能腐蚀不活泼金属，如Cu等金属，不符合条件，故C错误；卤水的主要成分为氯化镁、氯化钠和一些金属阳离子，和大多数金属不反应，不符合条件，故D错误。3．将铜粉放入稀H2SO4中，加热无明显现象发生，当加入下列一种物质后，铜粉的质量减少，溶液呈蓝色，同时有气体逸出，该物质是()A．Fe2(SO4)3 B．Na2SO4C．KNO3 D．FeSO4答案C解析“溶液呈蓝色”说明铜被氧化，在原稀H2SO4溶液中已含有H＋，当加入Fe3＋时，也可以氧化Cu，但此时并不能放出气体。只有加入C选项中的KNO3，提供了NOeq\o\al(－,3)，Cu片在稀硝酸的环境中，会被氧化并放出NO气体。1．硝酸与金属反应的规律(1)HNO3与金属反应一般不能产生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。2．涉及HNO3的离子反应常见的易错问题(1)忽视NOeq\o\al(－,3)在酸性条件下的强氧化性。在酸性条件下NOeq\o\al(－,3)不能与Fe2＋、I－、SOeq\o\al(2－,3)、S2－等还原性较强的离子大量共存。(2)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。题组二硝酸的工业制法4．工业上制取硝酸铵的流程图如图，请回答下列问题：(1)在上述工业制硝酸的生产中，B设备的名称是________，其中发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________。(2)在合成硝酸的吸收塔中通入空气的目的是_______________________________________________________________________________________________________________。(3)生产硝酸的过程中常会产生一些氮的氧化物，可用如下两种方法处理：碱液吸收法：NO＋NO2＋2NaOH=2NaNO2＋H2ONH3还原法：________NH3＋________NO2=________N2＋________H2O①配平上述反应方程式。②以上两种方法中，符合绿色化学的是___________________________________。(4)某化肥厂用NH3制备NH4NO3。已知：由NH3制NO的产率是96%、NO制HNO3的产率是92%，则制HNO3所用去的NH3的质量占总耗NH3质量(不考虑其他损耗)的________%。答案(1)氧化炉4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))4NO＋6H2O(2)可使NO循环利用，全部转化成HNO3(3)①86712②NH3还原法(4)53.1解析(4)NH3～HNO3xx×96%×92%HNO3＋NH3=NH4NO3x×96%×92%x×96%×92%eq\f(x,x＋x×96%×92%)×100%≈53.1%。考点四氮及其化合物的相互转化关系1．转化关系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。2．不同价态的含氮物质相互转化的几种形式(1)歧化——同一种物质中同一价态的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(2)归中——同种元素的不同化合物发生氧化还原反应，元素的两种化合价向中间靠拢。如：6NO＋4NH3eq\o(=,\s\up7(△))5N2＋6H2ONO2＋NO＋2NaOH=2NaNO2＋H2O(3)含氮物质的连续氧化NH3eq\o(→,\s\up7(O2))NOeq\o(→,\s\up7(O2))NO2eq\o(→,\s\up7(H2O))HNO3N2eq\o(→,\s\up7(O2))NOeq\o(→,\s\up7(O2))NO2eq\o(→,\s\up7(H2O))HNO31．A、B、C、D是短周期元素形成的四种气体单质。E、F均为气体，且F为红棕色。有关的转化关系如下图所示(反应条件均已略去)。请回答下列问题：(1)D的化学式为________。(2)反应③的离子方程式为_____________________________________________________。(3)Y和E在一定条件下可反应生成B和Z。利用该反应可消除E对环境的污染，该反应的化学方程式为___________________________________________________________。(4)0.1mol·L－1的X溶液和0.1mol·L－1的Y溶液等体积混合，溶液呈________性(填“酸”“碱”或“中”)，原因是________________________________(用离子方程式说明)。答案(1)H2(2)3NO2＋H2O=2H＋＋2NOeq\o\al(－,3)＋NO(3)4NH3＋6NOeq\o(=,\s\up7(一定条件))5N2＋6H2O(4)酸NHeq\o\al(＋,4)＋H2ONH3·H2O＋H＋解析(1)本框图题的突破口之一是“白烟”，是挥发性酸和氨气相遇后的产物，由此可推知D是H2。突破口之二是“红棕色气体”，F应为NO2，反推可知E为NO，C为O2，Z为H2O，Y为NH3，X为HCl，G为HNO3。(3)中涉及氨催化氧化反应，其原理是氧化还原反应中的归中反应。(4)中两者恰好完全反应时生成NH4Cl，铵根离子水解而使溶液显酸性。2．已知A是气体单质，E的水溶液显强酸性。A、B、C、D、E是含有一种相同元素的五种物质，在一定条件下可发生如图所示的转化。(1)写出化学式：B________，D________，E________。(2)写出化学方程式B→C：________________________________________________________________________；D→E：________________________________________________________________________。(3)C物质常是汽车尾气的污染物之一，在汽车的排气管上装一个催化装置，可使C物质与CO反应，生成两种不是污染物的气体，反应的化学方程式是_______________________________________________________________________________________________，每消耗28g的CO，转移电子的物质的量为________。答案(1)NH3NO2HNO3(2)4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))4NO＋6H2O3NO2＋H2O=2HNO3＋NO(3)2NO＋2COeq\o(=,\s\up7(催化剂))2CO2＋N22mol解析(1)A是一种常见的气体单质，C、D是氧化物，且C与氧气反应生成D，所以该元素是变价元素，而D与水反应得到E的水溶液显强酸性，则A是N2，B为NH3，C是NO，D是NO2，E是HNO3。(2)B→C的化学方程式：4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))4NO＋6H2O，D→E的化学方程式：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO。(3)NO与CO反应，生成两种不是污染物的气体，应生成氮气与二氧化碳，反应的化学方程式：2NO＋2COeq\o(=,\s\up7(催化剂))2CO2＋N2，消耗28g的CO，其物质的量为1mol，转移电子的物质的量为1mol×(4－2)＝2mol。课时训练1．下列有关氮及其化合物的说法不正确的是()A．硝酸应保存在棕色试剂瓶里B．铵态氮肥不宜与碱性肥料混合施用C．常温下铁、铝不与浓硝酸反应D．NO可用排水法收集，NO2可用向上排空气法收集答案C解析A项，硝酸不稳定，见光易分解，所以应保存在棕色试剂瓶里；B项，铵态氮肥的水溶液呈酸性，与碱性肥料混合施用会产生氨气，导致肥效降低；C项，常温下铁、铝遇浓硝酸钝化，钝化是氧化还原反应，是金属表面被氧化产生了一层致密的氧化物保护膜，阻止了金属的进一步反应；D项，NO与氧气反应但不与水反应，也不溶于水，可用排水法收集，NO2与水反应，不能用排水法收集，由于其密度比空气大，可用向上排空气法收集。2．氯化铵和氯化钠可用下列哪一种方法分离()A．加入氢氧化钠 B．加入AgNO3溶液C．加热法 D．加入一种合适的酸答案C3．如果要干燥氨气，可选用的干燥剂是()①浓硫酸②固体氢氧化钠③五氧化二磷④碱石灰⑤固体CaO⑥无水CaCl2A．②③④⑤⑥ B．①③⑥C．②④⑤ D．①②③④⑤答案C解析①浓硫酸具有酸性，能和氨气反应，所以不能用浓硫酸干燥氨气，错误；②氢氧化钠是强碱，氨气是碱性气体，二者不反应，可以用氢氧化钠干燥氨气，正确；③五氧化二磷是酸性氧化物，氨气是碱性气体，五氧化二磷能和氨气反应，所以不能用五氧化二磷干燥氨气，错误；④碱石灰显碱性，氨气是碱性气体，二者不反应，可以用碱石灰干燥氨气，正确；⑤固体CaO显碱性，氨气是碱性气体，二者不反应，可以用氧化钙干燥氨气，正确；⑥氯化钙能和氨气反应，所以不能干燥氨气，错误；可选用的干燥剂有②④⑤，故选C。4．将氨气通过灼热的氧化铜后，发现氧化铜变红色，此外还收集到一种单质气体，这种气体估计应是()A．O2B．H2C．O3D．N2答案D解析由题目信息可知氧化铜将氨气氧化了，据此可以判断所得单质气体应为氮气。5．检验铵盐溶液的方法：将待测物质取出少量，放在试管中，然后()A．加热，用湿润的红色石蕊试纸置于试管口检验B．加强碱溶液后加热，再滴入无色酚酞溶液C．加热，用蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口检验D．加烧碱溶液后加热，再用湿润的红色石蕊试纸置于试管口检验答案D解析铵盐溶液在加热时不发生分解，没有氨气产生，用湿润的红色石蕊试纸置于试管口检验无现象，故A错误；加强碱溶液后加热，再滴入无色酚酞溶液，因为强碱溶液呈碱性，不能确定是否有铵根离子，故B错误；铵盐溶液在加热时不发生分解，没有氨气产生，用蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口检验无现象，故C错误；将铵盐和氢氧化钠混合后加热，用湿润的红色石蕊试纸检验，湿润的红色石蕊试纸变蓝色，说明产生了氨气，这是由于铵根离子和氢氧根离子反应产生氨气，则原溶液中含有铵根离子，为铵盐溶液，故D正确。6．在下图所示的装置中，烧瓶中充满干燥气体a，将滴管中的液体b挤入烧瓶内，轻轻振荡烧瓶，然后打开弹簧夹f，烧杯中的液体b呈喷泉状喷出，最终几乎充满烧瓶。则a和b不满足题目要求的是()选项a(干燥气体)b(液体)ANO2水BCO24mol·L－1NaOH溶液CCl2饱和NaOH溶液DNH31mol·L－1盐酸答案A解析由3NO2＋H2O=2HNO3＋NO可知最后还剩余eq\f(1,3)的气体，选A；CO2、Cl2均能完全溶解于NaOH溶液，故不选B、C；NH3能完全溶解于稀盐酸，不选D。7．如下图，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()选项实验现象解释A浓盐酸附近产生白烟NH3与浓盐酸挥发的HCl气体反应产生了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干燥的红色石蕊试纸不变色，湿润的红色石蕊试纸变蓝NH3是一种可溶性碱答案A解析B项，浓H2SO4易与NH3发生反应；C项，该溶液也可能是MgCl2等溶液；D项，NH3·H2O是碱，而NH3不属于碱。8．无色的混合气体甲，可能含NO、CO2、NO2、NH3、N2中的几种，将100mL甲气体经过下图实验的处理，结果得到酸性溶液，而几乎无气体剩余，则甲气体的组成为()A．NH3、NO2、N2 B．NO、CO2、N2C．NH3、NO2、CO2 D．NH3、NO、CO2答案D解析无色气体说明不存在NO2，通过足量的浓硫酸时氨气被吸收，由于气体体积减小20mL，则氨气的体积为20mL；再通过足量的Na2O2的干燥管时，气体变为红棕色，则说明原气体中含有NO和CO2。发生反应：2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2；O2＋2NO=2NO2。当气体通过足量的水时由于得到酸性溶液，而几乎无气体剩余，所以没有N2。因此在原混合气体中含有NH3、NO、CO2。9．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①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NO2B．实验③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③发生反应的化学方程式：3Cu＋Cu(NO3)2＋4H2SO4=4CuSO4＋2NO↑＋4H2OD．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答案C解析①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，故A错误；③中加稀硫酸，Cu与稀硫酸不反应，但硝酸铜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，故B错误；实验③发生反应的化学方程式为3Cu＋Cu(NO3)2＋4H2SO4=4CuSO4＋2NO↑＋4H2O，故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，故D错误。10．某元素的单质与足量浓HNO3反应时，参加反应的单质与HNO3的物质的量之比为1∶4，则反应后的产物中，该元素的价态可能为()A．＋1B．＋5C．＋3D．＋4答案D11．如图的关系图中，A是一种正盐，E是强酸，当甲无论是强酸或强碱都有如下反应关系：eq\x(A)eq\o(→,\s\up7(甲))eq\x(B)eq\o(→,\s\up7(O2))eq\x(C)eq\o(→,\s\up7(O2))eq\x(D)eq\o(→,\s\up7(H2O))eq\x(E)当甲无论是强酸或强碱，A、B、C、D、E均为同种元素对应的不同的化合物。回答下列问题：(1)A是________(用化学式表示)。(2)当甲是稀盐酸溶液时，B为具有臭鸡蛋气味的气体。①写出B与C反应的化学方程式：_______________________________________________________________________________________________________________________。②一定质量的Zn与100mL12.0mol·L－1的E的浓溶液充分反应，反应后称量剩余锌发现质量减少了65.0g，将反应后的溶液稀释至1L，此时溶液中c(SOeq\o\al(2－,4))＝________mol·L－1，产生SO2体积(标准状况下)＝________L。(3)当甲是浓氢氧化钠溶液时，B为易液化的气体可作制冷剂。①C是________，在浓的E溶液中放入过量的铜片，则反应将要结束时的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②将盛有D和O2的混合气体12mL的量筒倒立于水槽中，充分反应后，剩余2mL无色气体(均在同温同压下测定)，则原混合气体中氧气的体积是________。答案(1)(NH4)2S(2)①2H2S＋SO2=3S↓＋2H2O②14.48(3)①NO3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O②4mL或1.2mL解析(1)A是一种正盐，E是强酸，由转化关系可知，中学化学中N、S元素化合物符合转化，当甲无论是强酸或强碱，A、B、C、D、E均为同种元素对应的不同的化合物，可推知A为(NH4)2S。(2)当甲是稀盐酸溶液时，B为具有臭鸡蛋气味的气体，则B为H2S、C为SO2、D为SO3，E为H2SO4，则：①B与C反应的化学方程式为2H2S＋SO2=3S↓＋2H2O。②一定质量的Zn与100mL12.0mol·L－1的H2SO4的浓溶液充分反应，反应后称量剩余锌发现质量减少了65.0g，则参加反应的Zn的物质的量为1mol，H2SO4的物质的量为0.1L×12mol·L－1＝1.2mol，由于硫酸没有剩余，设与浓硫酸反应的Zn为xmol，与稀硫酸反应的Zn为ymol，则：Zn＋2H2SO4(浓)=ZnSO4＋SO2↑＋2H2Ox2xxxZn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑yyy由题意可知：x＋y＝1,2x＋y＝1.2，解得x＝0.2，y＝0.8，故将反应后的溶液稀释至1L，此时溶液中c(SOeq\o\al(2－,4))＝eq\f(0.2mol＋0.8mol,1L)＝1mol·L－1，产生SO2体积(标准状况下)＝0.2mol×22.4L·mol－1＝4.48L。(3)当甲是浓氢氧化钠溶液时，B为易液化的气体可作制冷剂，则B为NH3、C为NO、D为NO2，E为HNO3。①由上述分析可知C是NO，在浓的E溶液中放入过量的铜片，则反应将要结束时，为Cu与稀硝酸反应，离子方程式为3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。②可能发生的反应为4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3、3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，试管中O2和NO2气体按体积比1∶4混合全部溶解，液体充满试管，假定全部为二氧化氮，剩余气体体积为eq\f(1,3)×12mL＝4mL，实际是结果剩余2mL气体，小于4mL，则说明剩余气体为NO或氧气，若为氧气，则参加反应的气体为12mL－2mL＝10mL，根据4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3，可知参加此反应的NO2的体积为10mL×eq\f(4,5)＝8mL，参加反应的O2的体积为10mL－8mL＝2mL，原混合气体中O2的体积为2mL＋2mL＝4mL；若剩余气体为NO气体，根据3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，可知过量的NO2为3×2mL＝6mL，反应4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3消耗的气体总体积为12mL－6mL＝6mL，则反应消耗的氧气为6mL×eq\f(1,5)＝1.2mL，故答案为4mL或1.2mL。12．我国空气质量预报的内容主要包括三个方面：二氧化硫、氮氧化物(NOx)、悬浮颗粒物等三种大气污染物的浓度。(1)与氮氧化物有关的全球或区域性大气环境问题有________(填字母)。a．酸雨 b．沙尘暴c．光化学烟雾 d．温室效应(2)为了降低汽车尾气对大气的污染，目前最有效的方法是给汽车安装尾气净化装置。它能将尾气中的一氧化碳和NO在催化剂作用下，发生反应转化为无害气体，其反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)①写出实验室中由固体物质制取氨气的化学方程式________________________________________________________________________；②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)。③实验室也可用右图所示装置制取氨气。烧瓶内固体可选用________(填字母)。a．碱石灰 b．生石灰c．二氧化硅 d．五氧化二磷④催化剂存在条件下，NH3也可用来消除NOx的污染，生成两种对环境无害的物质，请写出NH3与NO2反应的化学方程式：_______________________________________________________________________________________________________________________，该反应中每生成0.5molN2转移________mol电子。答案(1)ac(2)2NO＋2COeq\o(=,\s\up7(催化剂))N2＋2CO2(3)①2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up7(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O②d→c→f→e→i③ab④6NO2＋