高考化学创新专题五硫氮与可持续性发展课时2

课时2生产生活中的含氮化合物[考纲导航]知识条目必考要求加试要求选考分布2015201620179月10月4月10月4月(1)氮氧化物的产生、转化及其性质a(2)氮及其化合物的相互转化关系c(3)氨的性质与用途b8(4)工业合成氨b31(5)铵盐的性质与用途b(6)硝酸的性质与用途b(7)工业制取硝酸的设备和流程b3130(8)氮肥的性质与科学使用a考点一氮及其氧化物[主干精讲]1．氮气通常情况下，N2化学性质很稳定，只在高温、放电、催化剂等条件下才能发生一些化学反应。写出相关方程式：N2能与一些活泼的金属在无氧气存在的环境下反应生成相应氮化物，如Na3N、Ca3N2等。2．氮的氧化物氮有多种价态的氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。完成NO和NO2的比较表：NONO2物理性质颜色无色红棕色毒性有毒有毒溶解性不溶能溶化学性质与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[典例剖析]【例1】(2016·浙江省常山一中质检)下列转化不属于氮的固定的是()A．氮气在放电条件下生成NOB．工业合成氨C．氨的催化氧化生成NOD．豆科植物根瘤菌吸收N2解析C项，化合态转化为另一化合态，不是氮的固定。答案C【例2】(2016·1月杭州学军中学期末)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，试管内完全被水充满，原来试管中盛装的可能是什么气体()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O2的混合气体D．只可能是NO2一种气体解析A项不可能，如有N2，水不可能全部充满；B项可能，发生总反应：4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3，此种情况下要保证原有的NO2和O2的物质的量之比大于4∶1；C项不可能，因为NO与O2不能共存；D项只可能为NO2是不正确的。答案B【例3】(2015·12月浙江省金华一中月考)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N2与O2在汽车汽缸内的高温环境下的反应。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：___________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析(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。(3)CO、NOx反应后生成的无毒气体为CO2和N2。答案(1)汽油的不完全燃烧形成硝酸型酸雨、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))N2＋2CO2[考点精练]1．(2016·浙江师大附中高二月考)NO吸收治疗法可快速改善SARS重症患者的缺氧状况，缓解病情，病毒学研究同时证实，NO对SARS病毒有直接抑制作用。下列关于NO的叙述正确的是()A．NO是一种红棕色气体B．常温常压下，NO不能与空气中的氧气直接化合C．含等质量的氧元素的NO和CO的质量相等D．NO难溶于水，可以用排水法收集解析NO是一种无色难溶于水的气体，可以用排水法收集；常温常压下，NO易与氧气直接化合生成NO2。答案D2．在常温下向盛满水并倒置于水槽中的试管里先后通入4mLNO2、4mLNO、5mLO2，经过一段时间后，试管里剩余的气体有()A．NO B．O2C．NO2和O2 D．NO和O2解析4mLNO2、4mLNO、5mLO2，经过一段时间后，发生的反应：4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3、4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3，4mLNO2消耗1mLO2，4mLNO2消耗3mLO2，共消耗4mL氧气，所以经过一段时间后，试管里剩余的气体是O2。答案B3．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∶1 B．5∶7 C．7∶5 D．4∶3解析两只试管中分别发生4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3、4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3，则试管体积相同，NO2与NO的物质的量相同，根据氮元素守恒，则生成的硝酸的物质的量相同，且溶液的体积相同，所以两试管的硝酸的浓度相同，故选A。答案A【归纳总结】(1)氮气化学性质很稳定：常用做保护气。(2)氮的氧化物都有毒，其中NO2与N2O4存在下列平衡：2NO2N2O4。(3)NO只能用排水法收集，不能用排空气法收集；而NO2只能用向上排空气法收集，不能用排水法收集。(4)验证某无色气体是NO的方法是向无色气体中通入O2(或空气)，无色气体变为红棕色。考点二氨气和铵盐[主干精讲]1．NH3的结构和物理性质电子式结构式密度颜色气味水溶性特点比空气小无色刺激性极易溶于水易液化2．氨的化学性质3．氨气的制法(1)工业制法制备流程：eq\x(原料气的制取)→eq\x(净化)→eq\x(压缩)→eq\x(合成)→eq\x(分离)→eq\x(液氨)→(2)实验室制法4．铵盐及NHeq\o\al(＋,4)的检验(1)铵盐的物理性质铵盐都是白色固体，均易溶于水。(2)铵盐的化学性质(3)NHeq\o\al(＋,4)的检验未知液eq\o(→,\s\up7(OH－))呈碱性eq\o(→,\s\up7(△))湿润的红色石蕊试纸变蓝色，则证明含NHeq\o\al(＋,4)。[典例剖析]【例1】(2016·金华武义高三月考)如图，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干燥红石蕊试纸不变色，湿润红石蕊试纸变蓝NH3是一种可溶性碱解析A．NaOH固体溶于水放热，氨水易挥发，实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水，会产生氨气，与浓盐酸反应生成氯化铵，反应现象是有白烟生成，故A正确；B.氨气为碱性气体，与浓硫酸发生中和反应生成硫酸铵，故B错误；C.氨气与氯化物发生复分解反应生成氢氧化物，如氯化物溶液变浑浊，可能生成难溶性氢氧化物，但不一定为Al(OH)3，也可能为Mg(OH)2等沉淀，故C错误；D.氨气使湿润的红色石蕊试纸变蓝的原因是与水反应生成NH3·H2O，电离产生OH－离子，溶液呈碱性，但氨气为非电解质，不属于碱，故D错误。答案A【例2】(2016·浙江省舟山中学高三月考)下列说法中正确的是()A．所有铵盐受热均可以分解，产物均有NH3B．硝酸铵受热易分解爆炸，实验室常用加热氯化铵与氢氧化钙的混合物制备氨气C．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项错；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；NH4HCO3、(NH4)2S溶液等均呈碱性，D项错。答案B【例3】(2016·浙江省江山实验中学高三检测)实验室制取少量干燥的氨气涉及下列装置，其中正确的是()A．①是氨气发生装置 B．③是氨气发生装置C．②是氨气吸收装置 D．④是氨气收集、检验装置解析装置①中NH4Cl受热易分解生成NH3和HCl，但在试管口附近两者又能结合生成NH4Cl，选项A错误；装置②中的漏斗放置过低，不能防止倒吸，选项C错误；装置④中的试管口应放一团棉花，选项D错误。答案B[考点精练]1．下列说法正确的是()A．只滴加氨水鉴别NaCl、AlCl3、MgCl2、Na2SO4四种溶液B．将NH4Cl溶液蒸干制备NH4Cl固体C．因为NH3能使酚酞溶液变红，NH3可用于设计喷泉实验D．浓氨水可检验氯气管道漏气解析AlCl3、MgCl2均能与氨水反应生成白色沉淀，而NaCl、Na2SO4与氨水均不反应，A项错误；NH4Cl受热会分解，得不到NH4Cl固体，B项错误；NH3能使酚酞溶液变红是因为NH3溶于后生成的NH3·H2O电离产生OH－，NH3用于喷泉实验利用了NH3极易溶于水的特性，二者无因果关系，C项错误；氯气和浓氨水反应产生白烟，D项正确。答案D2．某研究小组要快速制取干燥的氨气，提供的药品有：浓氨水、氯化铵固体、氢氧化钠固体、蒸馏水、碱石灰，提供的仪器如下所示(必要的塞子、玻璃导管、橡胶管、固定装置和尾气处理装置略去)。(1)需选择的药品是________，该小组选择的药品混合后快速放出氨气的原因_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________，选择的仪器是______________(填序号)。(2)若用下图甲装置收集NH3，如何判断烧瓶中已收集满NH3？_____________________________________________________________________。(3)图乙中胶头滴管中的水挤入烧瓶后，观察到的现象是_____________________________________________________________________。答案(1)浓氨水、氢氧化钠固体NaOH溶于水放热，促使氨水分解放出氨气，且c(OH－)增大，使NH3＋H2ONH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－平衡左移，有利于NH3放出①③⑥或①③⑦(2)漏斗下端边沿与水面接触处溶液颜色变为红色(3)气球逐渐变大【归纳总结】1．氨和铵盐(1)NH3是中学化学中唯一的碱性气体，可在推断题中作为解题的突破口，确定NH3的存在。(2)氨水的成分是三分子：NH3、NH3·H2O、H2O；三离子：NHeq\o\al(＋,4)、OH－、H＋，氨水呈弱碱性。计算氨水浓度时，溶质视为NH3。(3)NH4Cl受热易分解NH4Cleq\o(=,\s\up7(△))NH3↑＋HCl↑，NH3和HCl不共存：NH3＋HCl=NH4Cl，但这两个反应不是可逆反应。(4)并不是所有的铵盐分解都产生NH3。2．氨气实验室制法的注意事项(1)实验室用固体铵盐与碱共热制NH3时，不能使用NH4HCO3、NH4NO3及NaOH固体，因为NH4HCO3受热分解产生CO2，使制得的NH3不纯；NH4NO3受热时易发生爆炸；NaOH容易吸水结块，不利于NH3的产生和逸出，且加热条件下NaOH容易腐蚀玻璃。(2)干燥氨气时不能选用酸性干燥剂，如浓硫酸、P2O5等，也不能选用无水CaCl2，因为它们均能与NH3发生反应，通常选用碱石灰。(3)吸收氨气(或HCl)时要注意防止倒吸。可用于吸收氨气(或HCl)并能防倒吸的常用装置为考点三硝酸的性质及其制备、应用[主干精讲]1．硝酸的物理性质硝酸是无色易挥发的液体，有刺激性气味。2．硝酸的化学性质(1)强酸性具有强酸性，同时具有强氧化性。铁、铝遇冷的浓硝酸发生钝化。(2)不稳定性反应：4HNO3(浓)eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5(或光照))2H2O＋4NO2↑＋O2↑。(3)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。(4)与有机物反应①硝化反应(与C6H6反应)：②颜色反应：蛋白质遇浓硝酸时变黄色。3．硝酸的用途重要的化工原料，常用来制造氮肥、染料、塑料、炸药、硝酸盐等。4．硝酸的工业制法(1)制备流程：(2)相关化学方程式：①4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))4NO＋6H2O，②2NO＋O2=2NO2，③3NO2＋H2O=2HNO3＋NO。[典例剖析]【例1】(2016·杭州余杭区高二上期末)下列有关硝酸化学性质的叙述中，正确的是()A．浓、稀硝酸都能使蓝色石蕊试纸最终变为红色B．硝酸能与FeO反应，只表现氧化性C．硝酸可与Na2S反应制得H2S气体D．浓硝酸因分解放出的NO2又溶解于硝酸而呈黄色解析硝酸是一种具有强氧化性的强酸，并且浓度越大，氧化性越强。浓硝酸可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色，故选项A错；硝酸是一种氧化性酸，可氧化许多还原性物质，因此硝酸与FeO反应时表现氧化性和酸性，与Na2S反应不能生成H2S，所以选项B、C错；选项D正确。答案D【例2】(2017·湖北武汉调研)一定质量的铁和足量的稀硝酸或浓硝酸完全反应，在相同条件下，用排水集气法收集产生的气体。下列叙述一定正确的是()①硝酸浓度越大，消耗的硝酸越少②生成的Fe(NO3)3的物质的量相同③硝酸浓度越大，产生的气体越少④收集到的气体在相同状况下体积相同A．只有② B．②④ C．③④ D．①②③解析依据Fe＋4HNO3(稀)=Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O及Fe＋6HNO3(浓)=Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O可知，硝酸浓度越大，消耗的硝酸越多，①错；根据铁元素守恒，最后生成的Fe(NO3)3的物质的量相同，②正确；③硝酸浓度越大，产生的气体越多，③错；因3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，故用排水法收集到的气体均为NO，且在相同状况下体积相同，④正确。答案B[考点精练]1．下列物质见光不会分解的是()A．HClO B．NH4Cl C．HNO3 D．AgNO3解析A项，HClO不稳定，光照发生分解反应产生HCl和O2，反应方程式是：2HClOeq\o(=,\s\up7(光))2HCl＋O2↑，错误；B项，NH4Cl在加热时发生分解反应，而在光照时不会分解，正确；C项，HNO3不稳定，在加热或光照时发生分解反应，方程式是：4HNO3(浓)eq\o(=,\s\up7(△))4NO2↑＋O2↑＋2H2O，错误；D项，AgNO3不稳定，光照发生分解反应，方程式是：2AgNO3=2Ag＋2NO2↑＋O2↑，错误。答案B2．(2017·浙江瑞安)将一定量铁粉和铜粉的混合物加入由稀硫酸和稀硝酸组成的混合溶液中，充分反应后金属粉末有剩余，下列有关推断正确的是()A．反应过程中不可能产生H2B．往反应后的溶液中加入KSCN溶液会变血红色C．剩余的金属粉末中一定有铜D．往反应后的溶液中加入足量的稀H2SO4，则金属粉末的质量一定会减少解析铁比铜活泼，硝酸氧化性大于硫酸，将一定量铁粉和铜粉的混合物加入由稀H2SO4和HNO3组成的混合溶液中，首先是较活泼的铁与在酸性条件下与NOeq\o\al(－,3)反应，当溶液中NOeq\o\al(－,3)完全消耗时，铁和H＋反应生成H2，故A错误；由于发生Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋、Cu＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Cu2＋，则当金属粉末有剩余，溶液中不存在Fe3＋，加入KSCN溶液不变成血红色，B错误；铁比铜活泼，将一定量铁粉和铜粉的混合物加入由稀H2SO4和HNO3组成的混合溶液中，首先是较活泼的铁与酸溶液反应，当铁完全反应后，且溶液中存在：Fe3＋或H＋和NOeq\o\al(－,3)时，铜溶解，剩余金属可能为铜或铁与铜的混合物，故剩余金属一定含有铜，C正确；当剩余金属为铜，且溶液中NOeq\o\al(－,3)完全消耗时，加入硫酸，金属不再溶解，D错误。答案C3．(2016·浙江省宁波市北仑中学高二下期中)在100mL密度为1.2g/mL稀硝酸中，加入一定量的镁和铜组成的混合物，充分反应后金属完全溶解(假设还原产物只有NO)，向反应后溶液中加入3mol/LNaOH溶液至沉淀完全，测得生成沉淀质量比原金属质量增加5.1g。则下列叙述不正确是()A．当金属全部溶解时收集到NO气体的体积为2.24L(标准状况)B．当生成沉淀的量最多时，消耗NaOH溶液体积最小为100mLC．原稀硝酸的物质的量浓度一定为4mol/LD．参加反应金属总质量(m)为9.6g＞m＞3.6g解析硝酸与镁和铜组成的混合物发生反应，金属失去电子变为Mg2＋、Cu2＋，硝酸得到电子变为NO。金属失去电子的物质的量与硝酸变为NO得到的电子的物质的量相等。向含有金属阳离子的溶液中加入NaOH溶液，产生Cu(OH)2、Mg(OH)2，结合的OH－的物质的量与金属失去电子的物质的量相等。A项，生成沉淀质量比原金属质量增加的是OH－的质量，所以n(OH－)＝5.1g÷17g/mol＝0.3mol，根据电子守恒可得硝酸变为NO得到电子的物质的量＝0.3mol，V(NO)＝(0.3mol÷3)×22.4L/mol＝2.24L，A正确；B项，当生成沉淀的量最多时，Mg2＋、Cu2＋全都变为沉淀，所以溶液为NaNO3溶液。若硝酸与金属恰好完全反应，则NaOH的物质的量与金属阳离子结合的OH－的物质的量相等。n(NaOH)＝n(OH－)＝0.3mol，V(NaOH)＝0.3mol÷3mol/L＝0.1L＝100mL，若硝酸与金属反应时过量，则消耗NaOH溶液体积大于100mL，故最小值是100mL，B正确；C项，根据原子守恒可知，硝酸反应后变为Cu(NO3)2、Mg(NO3)2、NO，溶液中的NOeq\o\al(－,3)的物质的量等于OH－的物质的量。原溶液中硝酸的物质的量就等于溶液中的NOeq\o\al(－,3)的物质的量＋NO的物质的量，即n(HNO3)＝0.3mol＋(0.3mol÷3)＝0.4mol，若硝酸过量，则溶液中还存在HNO3，硝酸的物质的量大于0.4mol，则原稀硝酸的物质的量浓度大于等于0.4mol÷0.1L＝4mol/L，C错误；D项，若金属完全是Mg，则金属的质量是(0.3mol÷2)×24g/mol＝3.6g；若金属完全是Cu，则金属的质量是(0.3mol÷2)×64g/mol＝9.6g。所以参加反应金属总质量(m)为9.6g＞m＞3.6g，D正确。答案C课后限时训练(时间：45分钟)一、选择题1．(2016·湖州市高二期末)下列物质与水作用形成的溶液能与NH4Cl反应生成NH3的是()A．二氧化氮 B．钠C．硫酸镁 D．二氧化硅解析钠与水作用得到氢氧化钠溶液，与氯化铵反应放出氨气。答案B2．(2015·浙江鄞州鄞江中学月考)下列有关硝酸的认识中正确的是()A．浓硝酸和稀硝酸都具有强氧化性B．铜和稀硝酸反应属于置换反应C．在铜和浓硝酸的反应中，硝酸只体现了氧化性，没有体现酸性D．可用铝或铁制容器盛装稀硝酸解析无论是浓硝酸还是稀硝酸，均具有强氧化性，这是由其中的＋5价N元素所表现的。铜与稀硝酸反应的化学方程式为3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，显然不是置换反应。在硝酸参与的反应中，如果硝酸中的N元素并没有完全被还原，在反应产物中还有NOeq\o\al(－,3)保留下来，则体现了酸性。在常温下，浓硫酸和浓硝酸均能使铁、铝等金属钝化，在金属表面形成一层致密的氧化膜，但铁、铝在常温下能与稀硝酸反应生成硝酸盐而不是致密的氧化膜，所以不能用铝或铁制容器盛装稀硝酸。答案A3．(2016·温州市高二上期末)下列四种试剂均需密封保存，密封保存的原因，其中一种与其它三种不同，这种试剂是()A．浓盐酸 B．浓硫酸C．浓氨水 D．苯解析浓盐酸、浓氨水、苯易挥发，浓硫酸能吸水。答案B4．(2016·浙江省余杭区高二上期末)(NH4)2SO4在一定条件下发生如下反应：4(NH4)2SO4=N2↑＋6NH3↑＋3SO2↑＋SO3↑＋7H2O，将反应后的混合气体通入BaCl2溶液，产生的沉淀为()A．BaSO4 B．BaSO3C．BaS D．BaSO4和BaSO3解析反应后的混合气体为N2、NH3、SO2、SO3，通入BaCl2溶液后，因NH3可以将溶液改变成碱性环境，故产生的沉淀为BaSO4和BaSO3的混合物。答案D5．(2016·浙江乐成寄宿学校高二上3月月考)下列现象描述正确的是()A．向KI淀粉溶液中通入少量的二氧化氮，溶液变红色B．向亚硫酸氢钡溶液中通入二氧化氮，产生白色沉淀C．向氯化亚铁溶液中通入二氧化氮，溶液由浅绿色变红色D．向硅酸钠溶液中通入二氧化氮，溶液先变浑浊，后变澄清解析二氧化氮溶于水生成硝酸和一氧化氮。向KI淀粉溶液中通入二氧化氮，溶液变蓝色，A错误；向亚硫酸氢钡溶液中通入二氧化氮，会生成硫酸钡沉淀，B正确；向氯化亚铁溶液中通入二氧化氮，生成铁盐，溶液变棕黄色，C错误；硅酸不溶于硝酸，向硅酸钠溶液中通入二氧化氮，溶液只变浑浊，不变澄清，D错误。答案B6．(2016·金华市武义一中高二上期末)铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体与5.6LO2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。则消耗铜的质量为()A．16g B．32gC．64g D．无法计算解析该题氮元素变化为硝酸→氮的氧化物→硝酸，所以题目中的反应可以看成是铜与氧气的反应，其中硝酸为“催化剂”，所以铜的物质的量为2×eq\f(5.6L,22.4L·mol－1)＝0.5mol，即32g。答案B7．(2016·浙江省温州中学高一期末)NH3是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图所示)，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．NH3与HCl反应属于氧化还原反应解析NaHCO3不能作化肥，A错误；Na2CO3受热不分解，B错误；NH3具有还原性，NO2具有氧化性，二者在一定条件下发生氧化还原反应生成N2、H2O，C正确；NH3与HCl反应，各元素反应前后没有得失电子，不是氧化还原反应，D错误。答案C8．(2016·浙江乐清二中月考)下列气体中，不能用排水法收集的是()A．NO B．O2 C．NH3 D．CO解析A项，NO难溶于水，可以用排水的方法收集，错误；B项，O2难溶于水，可以用排水的方法收集，错误；C项，NH3极容易溶于水，不可以用排水的方法收集，正确；D项，CO难溶于水，可以用排水的方法收集，错误。答案C9．(2016·1月浙江省永康一中月考)某化学课外小组的学生提出实验室制氨气的以下几种方案，其中比较简便易行的是()A．硝酸铵固体与消石灰共热B．浓氨水逐滴加入到新制的生石灰中C．在一定条件下，氮气与氢气化合D．加热分解氯化铵固体解析A项中硝酸铵受热易分解产生其他气体，甚至引起爆炸事故(如5NH4NO3eq\o(=,\s\up7(△))4N2↑＋2HNO3＋9H2O；NH4NO3eq\o(=,\s\up7(△))N2O↑＋2H2O)；C项中反应的条件为高温、高压、催化剂，一般实验室不具备此条件；D项中分解产生的气体是NH3和HCl，二者在遇冷时又重新化合成NH4Cl固体。简便易行的是B项。答案B10．(2016·海南中学高三考前高考模拟)取一定质量含Cu、Cu2O、CuO的固体混合物，将其分成两等份并进行下列转化，则转化过程中所加稀HNO3的物质的量浓度为()A．4.4mol·L－1 B．3.6mol·L－1C．4.0mol·L－1 D．3.2mol·L－1解析设其中一份中n(Cu)＝xmol，n(Cu2O)＝ymol，n(CuO)＝zmol，依得失电子守恒和氧原子守恒，有：eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(2x＋2y＝\f(4.48L,22.4L/mol)×3,y＋z＝\f(6.4g,16g/mol)))⇒x＋2y＋z＝0.7mol亦即反应后生成的硝酸铜的物质的量为0.70mol，则500mL稀硝酸中，n(HNO3)＝0.70mol×2＋0.200mol＝1.600mol，所以：c(HNO3)＝1.600mol/0.500L＝3.2mol/L。答案D11．(2016·温州中学高一期末)足量铜与一定量浓硝酸反应，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，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5mol·L－1NaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是()A．60mL B．45mL C．30mL D．15mL解析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，完全生成HNO3，则整个过程中HNO3反应前后没有变化，即Cu失去的电子都被O2得到了，根据得失电子守恒：n(Cu)×2＝n(O2)×4＝eq\f(1.68L,22.4L·mol－1)×4解得：n(Cu)＝0.15mol，所以Cu(NO3)2为0.15mol，根据Cu2＋～2OH－ 0.15moln(OH－)则NaOH为0.15mol×2＝0.3mol，则NaOH体积V＝eq\f(n,c)＝eq\f(0.3mol,5mol/L)＝0.06L，即60mL。答案A二、非选择题12．(2017·杭州西湖高一月考)将晶体X加热分解，可得A、B、D、E、F和水六种产物，其中A、B、D都是中学化学中常见的氧化物，气体E是单质F所含元素的氢化物。(1)A能溶于强酸、强碱，写出A与强碱溶液反应的离子方程式：___________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)B、D都是酸性氧化物且组成元素相同，B是形成酸雨的主要原因，B在一定条件下可以转化为D，则该方程式为___________________________________。已知煤燃烧所产生的烟气中含有B，若在煤中掺入适量生石灰，可减少B的排放，请写出其反应的化学方程式：_____________________________________________________________________。(3)E能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，工业上常用E为原料制取硝酸，写出E催化氧化的化学方程式__________________________________________________________________________________________________________________________；E和氯气接触会产生白烟，利用这一反应，化工厂的工人可用沾有浓氨水的玻璃棒检验输送氯气的管道是否漏气，该反应的化学方程式为_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)由各分解产物的物质的量之比推测X的组成类似于明矾，则其化学式为_____________________________________________________________________。解析晶体X加热分解，可得A、B、D、E、F和水六种产物，A、B、D都是中学化学中常见的氧化物，气体E是单质F所含元素的氢化物。(1)既能溶于强酸又能溶于强碱的常见氧化物A为Al2O3，氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，反应的离子方程式为Al2O3＋2OH－=2AlOeq\o\al(－,2)＋H2O；(2)由B、D都是酸性氧化物且组成元素相同，B是形成酸雨的主要原因，B在一定条件下可以转化为D，则B为SO2，D为SO3，反应方程式为2SO2＋O22SO3，煤燃烧所产生的烟气中含有B，若在煤中掺入适量生石灰，可减少B的排放，其反应的化学方程式为SO2＋CaOeq\o(=,\s\up7(△))CaSO3或2SO2＋2CaO＋O2eq\o(=,\s\up7(△))2CaSO4；(3)E能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则E为NH3，氨的催化氧化的方程式为4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))4NO＋6H2O，氨气与氯气发生氧化还原反应生成氯化铵，可以看到白烟，反应方程式为8NH3＋3Cl2=6NH4Cl＋N2；(4)X的组成类似于明矾，结合以上分析可知晶体X的化学式为NH4Al(SO4)2·12H2O。答案(1)Al2O3＋2OH－=2AlOeq\o\al(－,2)＋H2O(2)2SO2＋O22SO3SO2＋CaOeq\o(=,\s\up7(△))CaSO3或2SO2＋2CaO＋O2eq\o(=,\s\up7(△))2CaSO4(3)4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))4NO＋6H2O8NH3＋3Cl2=6NH4Cl＋N2(4)NH4Al(SO4)2·12H2O13．某研究性学习小组同学设计如下图所示装置探究氨气的还原性。(1)氨催化氧化的化学方程式为________________________________________。(2)若实验时通入氨气的速率过快，在烧瓶中会出现白烟，该物质的化学式为_____________________________________________________________________。(3)该小组同学以氨气和二氧化碳为原料制备碳酸氢铵。甲同学先将二氧化碳通入水中，充分溶解后，再通入氨气；乙同学先将氨气通入水中，充分溶解后，再通入二氧化碳。请选择合适的方案并说明原因________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))4NO＋6H2O(2)NH4NO3(3)乙同学方案合适。CO2在水中溶解度小，先通CO2再通NH3生成的NH4HCO3的量少，而且易生成(NH4)2CO3；先通NH3至饱和再通CO2至过量，保证产物量大，且生成的全部是NH4HCO314．(2016·浙江4月选考，30节选)氨气及其相关产品是基本化工原料，在化工领域中具有重要的作用。(1)N2H4是一种高能燃料，有强还原性，可通过NH3和NaClO反应制得，写出该制备反应的化学方程式：____________________________________________________________________________________________________________________。(2)科学家改进了NO2转化为HNO3的工艺(如虚框所示)，在较高的操作压力下，提高eq\f(m（N2O4）,m（H2O）)和O2的用量，能制备出高浓度的硝酸。实际操作中，应控制eq\f(m（N2O4）,m（H2O）)高于5.11，对此请给出合理解释：_____________________________________________________________________。解析(1)NH3与NaClO反应可得到肼(N2H4)，N元素的化合价升高，故还生成氯化钠与水，所以该反应的化学方程式为2NH3＋NaClO=N2H4＋NaCl＋H2O。(2)根据2NO2N2O4，结合4NO2＋2H2O＋O2=4HNO3，可得到化学方程式2N2O4＋2H2O＋O24HNO3，据此可得当eq\f(m（N2O4）,m（H2O）)等于5.11时恰好完全反应；当两者的质量比高于5.11时，提高了N2O4浓度，有利于平衡正向移动，增大了硝酸的产量，提高了硝酸的浓度。答案(1)2NH3＋NaClO=N2H4＋NaCl＋H2O(2)2N2O4＋2H2O＋O24HNO3，eq\f(m（N2O4）,m（H2O）)等于5.11时恰好完全反应；高于5.11是为了提高N2O4浓度，有利于平衡正向移动，得到高浓度的硝酸15．(2016·宁波3月模拟)常温下，将1.92g铜加入到100mLH2SO4和HNO3的混合液中，Cu全部溶解，放出无色气体，再向溶液中加入足量铁粉，充分反应，此时收集到气体为448mL(标准状况)的氢气。请计算：(1)原混合液中NOeq\o\al(－,3)的物质的量为________mol。(2)溶解的铁粉的质量为________g。(3)原混合溶液中H＋的物质的量浓度为______________________mol·L－1。解析(1)常温下，将铜加入到H2SO4和HNO3的混合液中，发生反应3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋3H2O，Cu全部溶解，放出无色气体为NO，再向溶液中加入足量铁粉，充分反应，此时收集到气体为448ml(标准状况)的氢气，说明硫酸有剩余，硝酸全部起氧化剂作用。加入的铁发生反应Fe＋Cu2＋=Cu＋Fe2＋、Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，置换出溶液中的铜与氢气，n(Cu)＝eq\f(1.92g,64g/mol)＝0.03mol，根据3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋3H2O可知，原溶液中n(NOeq\o\al(－,3))＝eq\f(2,3)×0.03mol＝0.02mol。(2)由离子方程式可知n(Fe)＝n(Cu)＋n(H2)＝eq\f(1.92g,64g/mol)＋eq\f(0.448L,22.4L/mol)＝0.05mol，所以加入铁粉的质量为0.05mol×56g/mol＝2.8g。(3)n(Cu)＝eq\f(1.92g,64g/mol)＝0.03mol，根据3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋3H2O可知，参加反应的氢离子的物质的量为0.03mol×eq\f(8,3)＝0.08mol，n(H2)＝eq\f(0.448L,22.4L/mol)＝0.02mol，剩余的氢离子的物质的量为0.02mol×2＝0.04mol，所以原混合溶液中c(H＋)＝eq\f(0.08mol＋0.04mol,0.1L)＝1.2mol/L。答案(1)0.02(2)2.8(3)1.2阶段滚动训练二(范围：专题三、四、五)一、选择题1．(2015·10月浙江选考)常温下能与水反应的金属单质是()A．SiO2 B．Br2 C．Na2O D．Na解析A项，SiO2为酸性氧化物，不正确；B项，Br2为非金属单质，不正确；C项，Na2O为碱性氧化物，不正确；D项，Na为金属单质，且能与水剧烈反应，正确。答案D2．(2015·10月浙江选考)下列离子方程式正确的是()A．硫酸钠溶液与氢氧化钡溶液反应：SOeq\o\al(2－,4)＋Ba2＋=BaSO4↓B．大理石与稀硝酸反应：COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=CO2↑＋H2OC．氯化铁溶液与碘化钾溶液反应：Fe3＋＋2I－=Fe2＋＋I2D．氯化镁溶液与氨水反应：Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓解析A正确；B项CaCO3不能拆分；C项电荷不守恒，应为2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I2；D项NH3·H2O不能拆分。答案A3．(2015·10月浙江选考)下列说法不正确的是()A．钠和钾的合金可用于快中子反应堆作热交换剂B．可用超纯硅制造的单晶硅来制芯片C．可利用二氧化碳制造全降解塑料D．氯气有毒，不能用于药物的合成解析本题考查元素化合物(钠、硅、二氧化碳、氯气)的性质和用途等知识。选项A、B、C正确；D.氯气是一种重要的化工原料在生产和生活中应用十分广泛，自来水的消毒、农药的生产、药物的合成等都需要用到氯气。D不正确。答案D4．(2016·10月浙江选考)下列说法不正确的是()A．氯化钠可用于配制生理盐水B．二氧化硅可用于制造玻璃C．海水中的钠元素以单质存在D．氧化镁(熔点2800℃)是优良的耐高温材料解析生理盐水一般是含0.9%的氯化钠水溶液；二氧化硅(SiO2)是制玻璃的原料之一；氧化镁熔点很高是优良的耐高温材料；而海水中的钠元素都是以化合态存在，如氯化钠、碳酸钠、硫酸钠等，故C选项错误。答案C5．(2015·浙江省温州市龙湾中学高一上学期期中测试)将一小块金属钠投入下列溶液中，既产生气体，又产生白色沉淀的是()A．CuSO4溶液 B．NH4Cl溶液C．FeCl3溶液 D．MgCl2溶液解析钠投入到盐溶液中，钠先和水反应生成氢氧化钠和氢气，然后再考虑氢氧化钠与盐的复分解反应。A项，氢氧化钠和硫酸铜反应生成蓝色沉淀氢氧化铜，不是白色沉淀，错误；B项，氢氧化钠和氯化铵反应生成一水合氨和氯化钠，这两种物质都是可溶性的，所以没有沉淀生成，错误；C项，氢氧化钠和氯化铁发生复分解反应生成红褐色沉淀氢氧化铁，不是白色沉淀，错误；D项，氢氧化钠和氯化镁反应生成白色沉淀氢氧化镁，正确。答案D6．向30mL1mol·L－1的AlCl3溶液中逐渐加入浓度为4mol·L－1的NaOH溶液，若产生0.78g白色沉淀，则加入的NaOH溶液的体积可能为()A．3mL B．7.5mLC．15mL D．17.5mL解析已知n(AlCl3)＝0.03mol，n[Al(OH)3]＝0.01mol，由沉淀的物质的量小于氯化铝的物质的量可推知此题可能有两个答案：一是氢氧化钠不足，二是氢氧化钠过量。由两者反应的离子方程式Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓，Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O可知，当碱的量不足时，则V(NaOH)＝eq\f(0.03,4)L＝0.0075L＝7.5mL；当碱过量时，则V(NaOH)＝eq\f(0.03×3＋0.02,4)L＝0.0275L＝27.5mL。答案B7．(2017·3月浙江高三月考)将某CuO和铜粉的混合物样品加入到混有H2SO4的Fe2(SO4)3溶液中，样品完全溶解时，溶液中Fe3＋、Fe2＋、Cu2＋、H＋四种离子物质的量之比为1∶4∶3∶1(不考虑盐的水解及溶液体积的变化)。若测得反应后溶液的pH＝1，则原溶液中H2SO4的物质的量浓度(mol·L－1)为()A．0.50 B．0.15 C．0.10 D．0.05解析据题意得，反应后溶液的pH＝1，故c(H＋)＝0.1mol·L－1，根据c＝n/V可知，物质的量之比等于物质的量浓度之比，则反应后的溶液中c(Fe3＋)＝0.1mol·L－1，c(Fe2＋)＝0.4mol·L－1，c(Cu＋)＝0.3mol·L－1，硫酸根离子的浓度为c(SOeq\o\al(2－,4))，根据电荷守恒可得：3c(Fe3＋)＋c(H＋)＋2c(Fe2＋)＋2c(Cu2＋)＝2c(SOeq\o\al(2－,4))＋c(OH－)，由于氢氧根离子浓度很小，可以忽略不计，所以溶液中硫酸根离子浓度为：c(SOeq\o\al(2－,4))＝[3c(Fe3＋)＋c(H＋)＋2c(Fe2＋)＋2c(Cu2＋)]×1/2＝[0.1mol·L－1×3＋0.4mol·L－1×2＋0.1mol·L－1×1＋0.3mol·L－1×2]×1/2＝0.9mol·L－1，根据铁元素守恒，总的铁离子的物质的量浓度为：0.1mol·L－1＋0.4mol·L－1＝0.5mol·L－1，则原硫酸铁中硫酸根离子的浓度为：0.5mol·L－1×3/2＝0.75mol·L－1，硫酸的物质的量浓度为：0.9mol·L－1－0.75mol·L－1＝0.15mol·L－1，即原溶液中H2SO4的物质的量浓度为0.15mol·L－1。答案B8．(2015·晋江联考)化学与生活是紧密相联的，下列说法中正确的是()A．氯气可用作消毒剂和漂白剂，是因为氯气与水反应生成的次氯酸具有强还原性B．地震灾区和洪涝灾区都用漂白粉消毒，主要是利用漂白粉溶液的碱性C．氯气与烧碱溶液或石灰乳反应都能得到含氯消毒剂D．能用同一原理解释ClO－与Fe2＋、H＋均不能大量共存解析氯气可用作消毒剂和漂白剂的原因是Cl2与水反应生成的HClO具有强氧化性，A错误；地震灾区和洪涝灾区用漂白粉消毒是利用了漂白粉的强氧化性，B错误；ClO－与Fe2＋因发生氧化还原反应而不能大量共存，ClO－与H＋反应生成HClO为弱酸而不能大量共存。答案C9．(2016·浙江温州十校联考)下列离子方程式正确的是()A．SO2与酸性KMnO4溶液的反应：5SO2＋2MnOeq\o\al(－,4)＋2H2O=5SOeq\o\al(2－,4)＋2Mn2＋＋4H＋B．稀硫酸和氢氧化钡溶液反应：H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋Ba2＋＋OH－=BaSO4↓＋H2OC．硝酸银溶液中滴加过量氨水：Ag＋＋NH3·H2O=AgOH↓＋NHeq\o\al(＋,4)D．石灰水与过量碳酸氢钠溶液反应：HCOeq\o\al(－,3)＋Ca2＋＋OH－=CaCO3↓＋H2O解析稀硫酸和氢氧化钡溶液反应的离子方程式为2H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋Ba2＋＋2OH－=BaSO4↓＋2H2O；硝酸银溶液中滴加过量氨水的离子方程式为Ag＋＋3NH3·H2O=OH－＋NHeq\o\al(＋,4)＋Ag(NH3)eq\o\al(＋,2)＋2H2O；石灰水与过量碳酸氢钠溶液反应：2HCOeq\o\al(－,3)＋Ca2＋＋2OH－=CaCO3↓＋COeq\o\al(2－,3)＋2H2O。故A正确。答案A10．下列物品中，用到硅单质的是()A．陶瓷 B．硅太阳能电池C．玛瑙 D．光导纤维解析硅太阳能电池用单质硅，B项正确；A.陶瓷是硅酸盐产品，C玛瑙、D光导纤维的主要成分是二氧化硅，故A、C、D三项错误。答案B11．[2017·义乌市群星外国语高三(上)期中]下列说法不正确的是()A．SO2能与H2O2反应生成H2SO4B．利用Cl2与石灰乳反应可以制取漂白粉C．Cl2能使紫色石蕊试液先变红后褪色D．红热的铁丝能在Cl2中剧烈燃烧产生大量的白烟解析A．二氧化硫具有氧化性，而过氧化氢具有氧化性，两者发生氧化还原反应生成硫酸，故A正确；B.利用Cl2与石灰乳反应生成氯化钙和次氯酸钙，所以可以用Cl2与石灰乳反应可以制取漂白粉，故B正确；C.新制氯水中含有盐酸和次氯酸，盐酸可使石蕊试液变红，次氯酸具有漂白性，可使试液褪色，故C正确；D.反应生成氯化铁，则观察到棕黄色的烟，而不是白烟，故D错误。答案D12．(2017·诸暨中学高三期中)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是()A．SO2具有氧化性，可用于漂白纸浆B．NH4HCO3受热易分解，可用作氮肥C．Fe2(SO4)3易溶于水，可用作净水剂D．Al2O3熔点高，可用作耐高温材料解析A．二氧化硫化合价居于中间价态，具有氧化性和还原性，但漂白纸张是利用二氧化硫的漂白性，不是其氧化性，故A错误；B.做氮肥是利用碳酸氢铵溶解后的铵根离子被植物吸收做氮肥，不是利用其分解的性质，故B错误；C.硫酸铁溶液中铁离子水解生成氢氧化铁胶体具有吸附悬浮杂质的作用，可以净水，不是利用的易溶于水的性质，故C错误；D.Al2O3熔点高，不易熔融可用作耐高温材料，故D正确。答案D13．(2017·浙江名校协作体)下列叙述不正确的是()A．Na在氧气中燃烧产生苍白色火焰B．将CO2通入次氯酸钙溶液可生成具有漂白性的物质C．将少量CO2通入BaCl2溶液无沉淀生成D．FeCl3可用于自来水净水解析A．Na在氧气中燃烧产生黄色火焰，A错误；B.将CO2通入次氯酸钙溶液中可生成具有漂白性的物质次氯酸，B正确；C.盐酸的酸性强于碳酸，将少量CO2通入BaCl2溶液无沉淀生成，C正确；D.FeCl3水解产生氢氧化铁胶体，可用于自来水净水，D正确。答案A二、非选择题14．(2017·绍兴选考适应性考试)如图装置进行SO2气体性质实验。请回答：(1)仪器D的名称是________。(2)实验过程中，仪器A中的实验现象是________。(3)写出仪器C中发生氧化还原反应的离子方程式_____________________________________________________________________。解析SO2通入A中现象是品红溶液褪色，B用于尾气吸收。仪器D为U形管，SO2通入C中，C中FeCl3与SO2发生氧化还原反应，离子方程式为：2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋。答案(1)U形管(2)品红褪色(3)2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)15．(2017·诸暨中学高三期中)某研究小组为了探究一种浅绿色盐X[仅含四种元素，不含结晶水，M(X)＜908g·mol－1]的组成和性质，设计并完成了如下实验取一定量的浅绿色盐X进行上述实验，充分反应后得到23.3g白色沉淀E、28.8g红色固体G和12.8g红色固体H。已知：①浅绿色盐X在570℃、隔绝空气条件下受热分解为非氧化还原反应。②常温下B呈液态且1个B分子含有10个电子。请回答如下问题：(1)写出B分子的电子式________________；(2)已知G溶于稀硝酸，溶液变成蓝色，并放出无色气体，请写出该反应的离子方程式为______________________________________________________________；(3)X的化学式是____________