2023届新教材新高考一轮复习鲁科版第4章第13讲氮的循环学案

第13讲氮的循环复习目标核心素养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。1.变化观念与平衡思想：认识氮及其化合物可以在一定条件下相互转化，预测氮及其化合物可能发生的化学变化。2．科学态度与社会责任：关注氮及其化合物的社会热点问题，认识环境保护的重要性，具有可持续发展意识和绿色化学观念。深刻理解化学和环境之间的相互关系。考点一氮气氮的氧化物1．氮元素的存在与氮的固定2．氮气写出下列有关反应化学方程式：①N2＋3Mgeq\o(=,\s\up7(点燃),\s\do5())Mg3N2；②N2＋3H2eq\o(,\s\up7(高温、高压),\s\do5(催化剂))2NH3；③N2＋O2eq\o(=,\s\up7(放电),\s\do5(或高温))2NO。3．氮的氧化物(1)氮有多种价态的氧化物氧化物的化学式N2ONON2O3NO2、N2O4N2O5氮元素的价态＋1＋2＋3＋4＋5(2)NO、NO2的比较NONO2物理性质无色气体，难溶于水通常为红棕色、有刺激性气味的气体化学性质与O2反应2NO＋O2=2NO2与H2O反应不反应3NO2＋H2O=2HNO3＋NO与人体、环境的关系①NO与人体血红蛋白结合，使人中毒②形成酸雨，光化学烟雾，破坏臭氧层[微思考]俗话说“雷雨发庄稼”，这说明雷雨中含有能被植物吸收利用的化合态的氮。请写出三个有关的化学方程式。提示：(1)N2＋O2eq\o(=,\s\up7(放电或高温),\s\do5())2NO(2)2NO＋O2=2NO2(3)3NO2＋H2O=2HNO3＋NO(1)固氮反应一定属于氧化还原反应。()(2)NO中的NO2杂质气体，可通过盛有水的洗气瓶除去。()(3)CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都稳定存在。()(4)N2与O2在放电条件下直接化合成NO2。()(5)NO2溶于水时，NO2是氧化剂，水是还原剂。()(6)可用NO2与水反应制取硝酸，故NO2是酸性氧化物。()答案：(1)√(2)√(3)×(4)×(5)×(6)×题点一氮的氧化物对环境的影响1．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为同分异构体解析：A反应过程①＋②得O2→2O，③O＋O2→O3，NO2起催化剂作用，A项正确；NO为中间产物，B项错误；反应过程中NO2既做氧化剂又做还原剂，C项错误；O3与O2互为同素异形体，D项错误。2．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N2C．NO和O2必须在催化剂表面才能反应D．催化转化总化学方程式为2NO＋O2＋4COeq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5())4CO2＋N2解析：DA项，反应中NO、O2均为氧化剂，N2为还原产物，错误；B项，N2不是污染成分，错误；C项，NO与O2没有催化剂存在下就可以发生反应，错误；D项叙述正确。3．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，NO来自。汽车尾气对环境的危害主要有(至少填两种)。(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：(1)汽油的不完全燃烧N2与O2在汽车气缸内的电火花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)(2)3NO2＋H2O=2HNO3＋NO(3)2CO＋2NOeq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5())N2＋2CO2题点二有关氮氧化物溶于水的计算[典例]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eq\f(m,2)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．3∶2 B．2∶3C．8∶3 D．3∶8[解析]在一定条件下，将m体积NO和n体积O2同时通入倒立于水槽中且盛满水的容器中内，充分反应，NO和O2全部溶于水时按照下列反应进行，化学方程式为4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3，由于气体与空气接触后立即变为红棕色，所以容器内残留气体为NO，那么与O2反应的NO气体为m－eq\f(m,2)＝eq\f(m,2)，NO和O2按照4∶3混合溶于水恰好全部溶解所以eq\f(m,2)∶n＝4∶3，所以m∶n＝8∶3。[答案]C[母题变式]典例中剩余气体遇到空气无颜色变化，则m与n的比值为。解析：剩余气体与空气接触无变化，说明剩余气体为O2。则可知m体积的NO气体与eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n－\f(m,2)))体积的O2恰好完全反应。4NO＋3O2＋2H2O=4HNO343meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n－\f(m,2)))4∶m＝3∶eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n－\f(m,2)))，解得m∶n＝4∶5。答案：4∶5[练后归纳]氮氧化物溶于水的计算依据无论是单一气体(NO2)，还是NO、NO2、O2中的两者或三者的混合气体，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。(2)若NO2和O2通入水中，总关系式为4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3。[对点练]在一定条件下，将NO2和O2的混合气体12mL通入足量水中，充分反应后剩余2mL气体(同温同压下)，则原混合气体中氧气的体积为()①1.2mL②2.4mL③3mL④4mLA．①② B．②③C．③④ D．①④解析：D首先分析剩余的2mL气体有两种可能。如果剩余2mLO2，则V(NO2)＝eq\f(4,5)×(12－2)mL＝8mL，则混合气中V(O2)＝12mL－8mL＝4mL。若剩余的2mL气体是NO，则混合气中的V(O2)＝(12mL－2mL×3)×eq\f(1,5)＝1.2mL，D项正确。考点二氨的转化与生成一、氨气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)，可由喷泉实验证明。2．化学性质(1)与水反应①反应原理：NH3＋H2ONH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－。②氨水中的微粒有：NH3·H2O、NH3、H2O、NHeq\o\al(＋,4)、OH－、H＋。③NH3·H2O为可溶性一元弱碱，受热易分解，化学方程式为NH3·H2Oeq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())NH3↑＋H2O。[微思考1]现有1mol·L－1的氨水，则该溶液中NH3·H2O浓度是1mol·L－1吗？为什么？提示：不是。溶液中NH3、NHeq\o\al(＋,4)、NH3·H2O的浓度和为1mol·L－1。(2)与酸反应①与盐酸反应的方程式为NH3＋HCl=NH4Cl。②蘸有浓挥发性酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，产生大量白烟。(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)。(4)还原性①催化氧化：4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))4NO＋6H2O。②被CuO氧化：2NH3＋3CuOeq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())3Cu＋N2＋3H2O。③被氯气氧化：2NH3＋3Cl2=N2＋6HCl或8NH3＋3Cl2=N2＋6NH4Cl。3．用途(1)液氨汽化时吸收大量的热，故用作制冷剂。(2)制硝酸、铵盐、纯碱、尿素等。4．实验室制法(1)铵盐和碱石灰混合加热法(2)实验室制取氨气的其他方法方法化学方程式(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NaOHNaOH溶于水放热，促使氨水分解。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；OH－浓度增大，反应放热，促使氨水分解。化学方程式为NH3·H2O＋CaO=NH3↑＋Ca(OH)2[微思考2]如图所示装置能否制得纯净、干燥的氨气？为什么？提示：不能，因为NH4Cl固体受热分解生成NH3和HCl，它们在试管口遇冷又重新生成NH4Cl堵塞导管口发生危险。二、铵盐及NHeq\o\al(＋,4)的检验1．物理性质：铵盐都是白色或无色晶体，都易溶于水。2．化学性质3．NHeq\o\al(＋,4)的检验未知液eq\o(→,\s\up7(强碱),\s\do5(△))产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的刺激性气味气体，则证明含NHeq\o\al(＋,4)。(1)氨遇到浓盐酸、硫酸都会发生反应，产生白烟。()(2)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。()(3)氨水中含氮微粒中最多的微粒是NHeq\o\al(＋,4)。()(4)铵盐都易溶于水，其水溶液均呈酸性。()(5)现有1mol·L－1的氨水，则该溶液中NH3·H2O的浓度是1mol·L－1。()答案：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×[典例]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．将红热的铂丝伸入如图所示的锥形瓶中，瓶口出现少量红棕色气体，说明氨气的氧化产物为NO2[解析]氨气极易溶于水生成氨水，所以将集有氨气的试管倒扣于水槽中，液体迅速充满试管，故A正确；常温下，pH＝11的氨水中c(OH－)＝10－3mol·L－1，稀释1000倍，测得pH>8，c(OH－)>10－6mol·L－1，说明稀释时电离平衡正向移动，所以NH3·H2O为弱碱，故B正确；碳酸氢铵加热分解为氨气、二氧化碳和水，故C正确；氨气的氧化产物为NO，NO在锥形瓶口与氧气反应生成NO2，所以瓶口出现少量红棕色气体，故D错误。[答案]D[母题变式](1)上题A项试管中液体的物质的量浓度为多少？(设实验条件下的气体摩尔体积为Vm)(2)上题D项锥形瓶中会有白烟产生，产生该现象的原因是什么？提示：(1)1/Vmmol·L－1。设试管的体积为VL，则氨气的物质的量为V/Vmmol，溶液的体积为VL，则溶液的物质的量浓度为V/Vmmol·L－1。(2)氨催化氧化生成NO，NO与O2反应生成NO2，NO2与水反应生成HNO3，HNO3与挥发出的NH3反应生成NH4NO3，产生白烟。[对点练1](氨气、铵盐的性质及应用)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解析：CA项，NaHCO3不是化肥；B项，Na2CO3受热不易分解；D项，NaCl不水解。[对点练2](氨气的实验室制法)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。备选装置(其中水中含酚酞溶液)ⅠⅡⅢ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(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。(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。①D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。②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。答案：(1)ace(2)Ⅱ或Ⅲ用热毛巾将烧瓶捂热(其他合理答案均可)(3)①3Cl2＋8NH3=6NH4Cl＋N2②NaOHCl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O[练后归纳]防倒吸装置创新考点三硝酸的性质1．物理性质2．化学性质(1)不稳定性：4HNO3eq\o(=,\s\up7(光),\s\do5(或△))4NO2↑＋O2↑＋2H2O。(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。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(△),\s\do5())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。[微思考](1)久置的浓硝酸呈黄色，如何除去？(2)某同学认为1.0mol·L－1的KNO3溶液中可大量存在H＋、Fe2＋、Cl－、SOeq\o\al(2－,4)，正确吗？请说明理由。提示：(1)浓硝酸显黄色是由于浓硝酸见光或受热发生分解，生成的NO2溶于浓硝酸所致，所以消除的方法是通入O2(或空气)，使其发生反应4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3。(2)不正确；原因是NOeq\o\al(－,3)在含H＋的溶液中具有强氧化性，能将Fe2＋氧化成Fe3＋而不能大量共存。3．工业制法(1)NH3在催化剂作用下与O2反应生成NO：4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))4NO＋6H2O。(2)NO进一步氧化生成NO2：2NO＋O2=2NO2。(3)用水吸收NO2生成HNO3：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO。(1)硝酸可与Na2S反应制得H2S气体。()(2)Cu溶于稀HNO3：3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。()(3)常温下，将Al片放入浓硝酸中无明显现象，原因是Al与浓硝酸不反应。()(4)浓硝酸、浓硫酸的浓度大，书写离子方程式时写分子式，不拆写为离子形式。()(5)浓、稀硝酸都能使蓝色石蕊试纸最终变为红色。()答案：(1)×(2)√(3)×(4)×(5)×[典例]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()①②③A．由①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②中木炭与浓硝酸发生了反应C．由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物D．③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]A．①中灼热碎玻璃起加热作用，浓硝酸受热分解可生成红棕色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；B.由①可知，浓硝酸受热分解也可生成红棕色气体，所以②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；C．③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；D.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。[答案]D[对点练1](硝酸的性质)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：(1)Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O溶液逐渐变蓝色，有红棕色气体逸出(2)3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(3)加入稀硫酸后，原溶液中硝酸根离子在H＋作用下表现出氧化性，又能与过量的铜反应[对点练2](硝酸与金属反应的计算)将1.92g铜粉投入一定量浓HNO3中，随着铜粉的溶解，反应生成的气体颜色逐渐变浅，当铜粉完全溶解后共收集到由NO2和NO组成的混合气体1.12L(标准状况)，A．0.8mol B．0.6molC．0.11mol D．无法计算解析：C①被还原的硝酸的物质的量即为气体NO2与NO物质的量的总和，被还原n(HNO3)＝eq\f(1.12L,22.4L·mol－1)＝0.05mol；②未被还原的HNO3的物质的量等于Cu(NO3)2中NOeq\o\al(－,3)的物质的量，n(Cu)＝eq\f(1.92g,64g·mol－1)＝0.03mol，所以n[Cu(NO3)2]＝0.03mol；③消耗的HNO3的物质的量为0.03mol×2＋0.05mol＝0.11mol，故C项正确。[对点练3](硝酸、硫酸混合酸与金属反应的计算)在某100mL的混合液中，硝酸和硫酸的物质的量浓度分别是0.4mol/L、0.1mol/L，向该混合液中加入1.92g铜粉，加热，待充分反应后，所得溶液中铜离子物质的量浓度是(A．0.15mol/L B．0.225mol/LC．0.30mol/L D．0.45mol/L解析：B溶液中同时存在H＋和NOeq\o\al(－,3)时就能够与Cu发生反应。该溶液中H＋实际为0.06mol，应该根据离子方程式进行计算。3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O3

8

230.03mol0.06mol

0.04mol

x根据各物质的量的关系可知，H＋不足，应根据H＋进行计算。x＝3×0.06mol÷8＝0.0225mol，因此，铜离子浓度为0.0225mol÷0.1L＝0.225mol/L。[练后归纳]硝酸与金属反应的计算方法1．涉及HNO3、H2SO4的混合酸与金属反应计算时应采用离子方程式计算。2．思维模型考点四氮及其化合物的转化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。(1)歧化反应——同一物质中某元素的化合价在同一反应中既升高又降低。如：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO,2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O(2)归中反应——不同物质中同一元素的不同化合价在同一反应中只靠拢如：6NO＋4NH3eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())5N2＋6H2O，NO2＋NO＋2NaOH=2NaNO2＋H2O题点一氮及其化合物的转化1．下图是某元素的价类二维图。其中X是一种强碱，G为正盐，通常条件下Z是无色液体，D的相对分子质量比C小16，各物质转化关系如图所示。下列说法正确的是()A．A的水溶液显碱性B．D为一种红棕色气体C．B和F能发生复分解反应生成盐D．F在一定条件下可直接与Y反应生成D解析：D若Y为氧气、Z为水，结合转化关系及X为强碱、G为正盐可知：G为铵盐，F为氨气，E为氮气，D为一氧化氮，C为二氧化氮，B为HNO3，A为硝酸盐。A属于强酸强碱盐，溶液显中性，A错误；D为一氧化氮，是无色气体，B错误；硝酸和氨气生成硝酸铵，属于化合反应，C错误；氨气和氧气在一定条件下可以反应生成一氧化氮和水，D正确。2．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，这是一个具有实际意义的反应，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)。解析：(1)本框图突破口之一是“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)中涉及反应是氧化还原反应中的归中反应。(4)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。答案：(1)H2(2)3NO2＋H2O=2H＋＋2NOeq\o\al(－,3)＋NO(3)4NH3＋6NO=5N2＋6H2O(4)酸NHeq\o\al(＋,4)＋H2ONH3·H2O＋H＋题点二氮及其化合物的综合应用3．烟道气中的NOx是主要的大气污染物之一，为了监测其含量，选用如下采样方法。回答下列问题：采样步骤：①检验系统气密性；②加热器将烟道气加热至140℃；③打开抽气泵置换系统内空气；④采集无尘、干燥的气样；⑤关闭系统，(1)A中装有无碱玻璃棉，其作用为。(2)C中填充的干燥剂是(填序号)。a．碱石灰b．无水CuSO4c．P2O(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②加热烟道气的目的是。答案：(1)除尘(2)c(3)(4)防止NOx溶于冷凝水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。气体HClNH3CO2、Cl2、SO2、H2SNO2NO、O2(4∶3)NO2、O2(4∶1)吸收剂水、NaOH溶液水NaOH溶液水水水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。装置(Ⅰ)：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(Ⅱ)：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(Ⅲ)：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(Ⅳ)：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(Ⅴ)：打开①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②处的止水夹，观察到先有白烟产生，后产生喷泉。装置(Ⅵ)：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．在装置④的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹解析：BH2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．(1)图中胶头滴管中的水挤入烧瓶后，观察到的现象是。(2)按如图装置进行NH3性质实验。①先打开旋塞1，B瓶中的现象是，原因是。稳定后，关闭旋塞1。②再打开旋塞2，B瓶中的现象是。解析：(1)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。(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)气球逐渐变大(2)①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②液体进入B瓶中，溶液的颜色变红3.如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)＝。(2)若用NO2气体，则c(HNO3)＝。(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)＝。解析：设烧瓶的容积为VL，则气体的物质的量均为eq\f(V,22.4)mol。(1)若是HCl气体，喷泉后，溶液充满烧瓶，则溶液的体积为VL，c(HCl)＝eq\f(\f(V,22.4)mol,VL)＝eq\f(1,22.4)mol·L－1。(2)若为NO2，喷泉后，溶质为HNO3，3NO2＋H2O=2HNO3＋NOeq\f(V,22.4)moleq\f(2,3)×eq\f(V,22.4)mol则喷泉后溶液的体积为eq\f(2,3)VL，c(HNO3)＝eq\f(\f(2,3)×\f(V,22.4)mol,\f(2,3)VL)＝eq\f(1,22.4)mol·L－1。(3)若为n(NO2)∶n(O2)＝4∶1的混合气体，n(NO2)＝eq\f(4,5)×eq\f(V,22.4)mol，4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3eq\f(4,5)×eq\f(V,22.4)moleq\f(4,5)×eq\f(V,22.4)mol喷泉后，溶质为HNO3，溶液充满烧瓶，则c(HNO3)＝eq\f(\f(4,5)×\f(V,22.4)mol,VL)＝eq\f(4,5)×eq\f(1,22.4)mol·L－1＝eq\f(1,28)mol·L－1。(4)若为n(NO2)∶n(O2)＝2∶1，则反应剩余eq\f(1,6)的氧气，溶液充至烧瓶的eq\f(5,6)，溶质为HNO3，计算方法同(3)，c(HNO3)＝eq\f(1,28)mol·L－1。答案：(1)eq\f(1,22.4)mol·L－1(2)eq\f(1,22.4)mol·L－1(3)eq\f(1,28)mol·L－1(4)eq\f(1,28)mol·L－11．常见的大气污染物及其危害大气污染物主要成分危害可吸入颗粒物大气中液体、固体状颗粒物，又称飘尘加重呼吸道疾病，其他有害气体转化的催化剂硫的氧化物SO2、SO3酸雨氮的氧化物NO、NO2光化学烟雾、酸雨、破坏臭氧层碳的氧化物CO降低血液的输氧能力碳氢化合物CH4、CxHy等光化学烟雾氟氯代烃CF3Cl(氟利昂)等温室效应、破坏臭氧层2.六大工业尾气的主要成分硫酸工厂尾气SO2、O2、N2等，一般用氨水吸收硝酸工厂尾气NO、NO2、N2、O2等，一般用NaOH溶液吸收高炉煤气CO、CO2、N2等，一般回收利用炼钢烟气Fe2O3烟尘、CO等，一般回收利用焦炉气H2、CH4、C2H4、CO等，可用作燃料、化工原料氯碱工业Cl2，一般用NaOH溶液吸收注意尽管CO2能造成温室效应，但CO2不属于空气污染物。3．环境保护(1)空气质量日报：主要包括“空气污染指数”“空气质量级别”“首要污染物”。(2)三废污染：是指废水、废气、废渣。(3)环保措施①工业废气携带颗粒物的回收利用。②工业、生活污水经处理达标后排放，限制使用含磷洗涤剂。③回收、限制难降解塑料，研制可降解塑料。4．绿色化学(1)核心：利用化学原理从源头上减少或消除工业生产对环境的污染。(2)最高目标：原子利用率为100%，即反应物中的原子全部转化为期望的最终产品。1．PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5×10－6m的颗粒物，它主要来自化石燃料的燃烧(如机动车尾气、燃煤等)。A．PM2.5又称可入肺颗粒物，对人体健康无害B．PM2.5在空气中一定能产生丁达尔效应C．开发利用新能源，实施“低碳经济”，可减少PM2.5的产生D．PM2.5中含有的铅、铬、砷等元素均为主族元素解析：CPM2.5粒子半径较大，易附带有毒、有害物质，且在大气中停留时间长，因而对人体健康有害，A项错误；PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，颗粒物直径不一定在胶体粒子直径(1～100nm)的范围内，因而在空气中不一定能产生丁达尔效应，B项错误；铅、砷等元素为主族元素，铬为副族元素，D项错误。2．(融合可持续发展)化学在资源利用、环境保护等与社会可持续发展密切相关的领域发挥着积极作用。下列做法与社会可持续发展理念相违背的是()A．改进汽车尾气净化技术，减少大气污染物的排放B．开发利用可再生能源，减少化石燃料的使用C．研发可降解高分子材料，减少“白色污染”D．过度开采矿物资源，促进地方经济发展解析：D改进汽车尾气净化技术，减少大气污染物的排放，A项正确；开发利用太阳能、风能、潮汐能、地热能等可再生能源，可以减轻温室效应的压力，符合绿色化学理念，B项正确；“白色污染”在土壤和水体中富集可长期影响农作物的生长、海洋渔业等，研发可降解高分子材料，给塑料工业带来可持续发展的机遇，C项正确；过度开发矿物资源，不利于地方经济发展的可持续发展，甚至导致资源浪费，环境污染，D项不正确。3．(融合实验细节)下列符合化学实验“绿色化学”的有()①在萃取操作的演示实验中，将CCl4萃取溴水改为CCl4萃取碘水②在铜与浓硫酸反应的实验中，将铜片改为可调节高度的铜丝③将实验室的废酸液与废碱液中和后再排放A．①② B．①③C．②③ D．①②③解析：D①因为溴易挥发，所以在萃取操作的演示实验中，可将CCl4萃取溴水改为CCl4萃取碘水；②在Cu与浓硫酸反应的实验中为避免生成过量的SO2污染环境，可将铜片改为可调节高度的铜丝；③将实验室的废酸液与废碱液中和后再排放，可减少水体污染。4．(融合反应类型)在“绿色化学工艺”中，理想状态是反应物中的原子全部转化为欲制得的产物，即原子利用率100%，不产生其他有毒物质，预防污染即防患于未然，从根本上消除污染。下列反应类型能体现“原子经济性”原则的是()①置换反应②化合反应③分解反应④取代反应⑤加成反应⑥加聚反应A．①②⑤ B．②⑤⑥C．只有⑤⑥ D．只有④解析：B高效的绿色有机合成反应应最大限度地利用原料分子的每一个原子，使之结合到目标分子中，如完全的加成反应、加聚反应、化合反应：A＋B=C，达到零排放。5．(融合物质制备)近年来，冠以“绿色”的新概念不断产生，如绿色食品、绿色材料、绿色能源、绿色化学等，这里的“绿色”是对人类社会可持续发展战略的形象表述。“绿色化学”要求从经济、环保和技术上设计可行的化学反应。据此，由单质镁制硝酸镁的下列4个方案中，你认为可行而且符合“绿色化学”要求的方案是()A．Mgeq\o(→,\s\up7(HNO3),\s\do5())Mg(NO3)2B．Mgeq\o(→,\s\up7(Cl2),\s\do5())MgCl2eq\o(→,\s\up7(NaOH溶液),\s\do5())Mg(OH)2eq\o(→,\s\up7(稀HNO3),\s\do5())Mg(NO3)2C．Mgeq\o(→,\s\up7(O2))MgOeq\o(→,\s\up7(稀HNO3),\s\do5())Mg(NO3)2D．Mgeq\o(→,\s\up7(浓H2SO4),\s\do5())MgSO4eq\o(→,\s\up7(BaNO32溶液),\s\do5())Mg(NO3)2解析：CA．方案虽然步骤少，但反应过程中会产生大量氮氧化物，污染空气。另外消耗原料也多，不符合“绿色化学”的要求；B.方案步骤烦琐，所用原料种类多，不符合“绿色化学”的要求；C．方案步骤较少，节约原料，无污染，符合“绿色化学”的要求；D.方案所用原料较多，在第一步还会产生大量的SO2