2024年高考化学一轮复习专题4.4氮及其化合物知识讲解含解析

PAGEPAGE1第四讲氮及其化合物【真题速递】1.（2024.江苏）下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是（）A.NH4HCO3受热易分解，可用作化肥B.稀硫酸具有酸性，可用于除去铁锈C.SO2具有氧化性，可用于纸浆漂白D.Al2O3具有两性，可用于电解冶炼铝【答案】B【解析】A.NH4HCO3受热易分解和用作化肥无关，可以用作化肥是因为含有氮元素；B.铁锈的主要成分为Fe2O3，硫酸具有酸性可以和金属氧化物反应，具有对应关系；C.二氧化硫的漂白原理是二氧化硫与有色物质化合成不稳定的无色物质，不涉及氧化还原，故和二氧化硫的氧化性无关；D.电解冶炼铝，只能说明熔融氧化铝能导电，是离子晶体，无法说明是否具有两性，和酸、碱都反应可以体现Al2O3具有两性。2.（2024.江苏）下列有关化学反应的叙述正确的是（）A.Fe在稀硝酸中发生钝化 B.MnO2和稀盐酸反应制取Cl2C.SO2与过量氨水反应生成(NH4)2SO3 D.室温下Na与空气中O2反应制取Na2O2【答案】C【解析】A.常温下，Fe在与浓硝酸发生钝化反应，故A错误；B.二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应制取氯气，故B错误；C.二氧化硫与过量氨水反应生成硫酸铵，故C正确；D.常温下，Na与空气中的氧气反应生成Na2O；加热条件下，钠与氧气反应生成Na2O2，故D错误；综上所述，本题应选C。3.(2024·全国卷Ⅱ，8)探讨表明，氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关(如下图所示)。下列叙述错误的是()A.雾和霾的分散剂相同B.雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵C.NH3是形成无机颗粒物的催化剂D.雾霾的形成与过度施用氮肥有关【答案】C【解析】NH3参与反应生成铵盐，是反应物，不是催化剂，C项错误；雾和霾的分散剂都是空气，A项正确；雾霾中的无机颗粒物含有硝酸铵和硫酸铵，B项正确；过度施用氮肥会增加大气中氨的含量，D项正确。4.(2024·北京，12)下述试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，推断产生的气体肯定是混合气体B.红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸产生了反应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，由此说明木炭肯定与浓硝酸发生了反应【答案】D【解析】①中浓HNO3受热分解，发生反应4HNO3(浓)eq\o(\s\up6(△),\s\do0())4NO2↑＋O2↑＋2H2O，产生的气体为混合气体，故选项A正确；由①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②中木炭能与浓硝酸发生反应，故选项B正确；依据①和②，浓硝酸反应产生红棕色NO2时须要加热，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。5.(2024·全国卷Ⅰ，26)氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一，工业上在肯定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在试验室中对NH3与NO2反应进行了探究。回答下列问题：(1)氨气的制备①氨气的发生装置可以选择上图中的________，反应的化学方程式为_________________。②欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接依次为发生装置→________(按气流方向，用小写字母表示)。(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)。在肯定温度下按图示装置进行试验。操作步骤试验现象说明缘由打开K1，推动注射器活塞，使X中的气体缓慢通入Y管中①Y管中_________②反应的化学方程式________________将注射器活塞退回原处并固定，待装置复原到室温Y管中有少量水珠生成的气态水凝合打开K2③__________④__________【答案】(1)①A2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(\s\up6(△),\s\do0())CaCl2＋2H2O＋2NH3↑(或BNH3·H2Oeq\o(\s\up6(△),\s\do0())NH3↑＋H2O)②dcfei(2)①红棕色气体渐渐变浅②6NO2＋8NH3eq\o(=,\s\up11(催化剂),\s\do4(△))7N2＋12H2O③Z中NaOH溶液产生倒吸现象④反应后气体分子数削减，Y管中压强小于外压【解析】(1)①在试验室通常是用加热氯化铵和消石灰固体混合物制取氨气，应选用发生装置A，其反应的化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(\s\up6(△),\s\do0())CaCl2＋2H2O＋2NH3↑，或选用发生装置B，干脆加热浓氨水生成氨气：NH3·H2Oeq\o(\s\up6(△),\s\do0())NH3↑＋H2O；②氨气是碱性气体，可用碱石灰干燥，密度小于空气，应采纳向下排空气法收集，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，仪器的连接依次为发生装置→d、c→f、e→i。(2)打开K1，推动注射器活塞将氨气缓慢通入Y管中，在肯定温度和催化剂的作用下发生反应：6NO2＋8NH3eq\o(=,\s\up11(催化剂),\s\do4(△))7N2＋12H2O，随着反应的发生Y管中红棕色气体颜色变浅；反应生成的水蒸气液化后，NO2和NH3反应后气体的物质的量减小，反应容器中的压强减小，打开K2，Z中的溶液倒吸入Y管中。【考纲解读】考点内容说明氮及其化合物驾驭氮元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。了解氮元素单质及其重要化合物的制备方法。了解氮元素单质及其重要化合物对环境的影响。高考必考点之一，常以选择题、非选择题的形式出现【学问梳理】一、氮气及氮的氧化物1．存在及用途。N2在大气中的体积分数约为________；主要用作合成氨的原料气，以及填充气和爱护气，液态氮可做________等。2．氮的固定。(1)定义：将空气中________的氮转化为________的方法。(2)方式：氮的固定eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(固氮\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(固氮,生物固氮)),固氮\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(合成氨,固氮))))3．氮气。(1)物理性质。________色、________味、________体；密度比空气________，________水。(2)化学性质。写出Mg3N2分别与水、盐酸反应的化学方程式：_____________________；___________________。4．氮的常见氧化物。NONO2颜色______色______色毒性______毒______毒溶解性______溶于水______溶于水与O2反应____________与H2O反应____________与人体、环境的关系与________结合，使人中毒；②转化成NO2形成酸雨、光化学烟雾形成________、________特别性NO2与N2O4的相互转化制备工业4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))4NO＋6H2O2NO＋O2=2NO2试验室________________________________________________二、氨及铵盐1．氨气。(1)物理性质。______色，______气味，密度比空气____，常温常压下，1体积水中溶解________体积氨。(2)化学性质。(3)制法。①试验室制法：________________。②工业制法：________________。(4)用途：制HNO3、铵盐、纯碱、尿素、制冷剂等。2．铵盐。(1)构成：由________和________构成。(2)物理性质：都是白色或无色晶体，都______溶于水。(3)化学性质。①不稳定性。写出NH4Cl、NH4HCO3受热分解的化学方程式：____________________；___________________。②与强碱反应。写出NH4Cl与NaOH反应并微热搅拌的离子方程式：____________________________。(4)NHeq\o\al(＋,4)的检验。铵盐(NHeq\o\al(＋,4))eq\o(→,\s\up7(强碱),\s\do5(△))无色气体(NH3)eq\o(→,\s\up7(潮湿红色),\s\do5(石蕊试纸))试纸______。三、硝酸1．物理性质。气味颜色挥发性溶解性____________色久置呈____色易______与水______2.化学性质。【答案】一、氮气及氮的氧化物1．78%冷冻剂2．(1)游离态含氮化合物(2)自然高能人工仿生3．(1)无无气略小不溶于(2)N2＋O2eq\o(=,\s\up7(放电或高温),\s\do5())2NON2＋3H22NH3N2＋3Mgeq\o(=,\s\up7(点燃),\s\do5())Mg3N2Mg3N2＋6H2O=3Mg(OH)2↓＋2NH3↑Mg3N2＋8HCl=3MgCl2＋2NH4Cl4．无红棕有有不易2NO＋O2=2NO23NO2＋H2O=2HNO3＋NO血红蛋白酸雨光化学烟雾3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2OCu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O二、氨及铵盐1．(1)无有刺激性小700(2)NH3＋H2ONH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－产生大量白烟NH3＋HCl=NH4ClAl3＋＋3NH3＋3H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5(高温))4NO＋6H2O(3)①2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up7(△))CaCl2＋2H2O＋2NH3↑②N2＋3H22NH32．(1)铵根离子酸根离子(2)易(3)①NH4Cleq\o(=,\s\up7(△))NH3↑＋HCl↑NH4HCO3eq\o(=,\s\up7(△))NH3↑＋H2O＋CO2↑②NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(=,\s\up7(△))NH3↑＋H2O(4)变蓝三、硝酸1．刺激性无黄挥发互溶2.试液变红试液先变红后褪色4HNO3eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5(或光照))4NO2↑＋O2↑＋2H2O3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O3Fe2＋＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=3Fe3＋＋NO↑＋2H2OCu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2OC＋4HNO3(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O【考点精讲】考点一、氮气及其氧化物1.氮的固定2.氮气(1)物理性质：无色无味气体，密度比空气略小，难溶于水。(2)化学性质写出有关化学方程式：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。3.氮的氧化物(1)氮有多种价态的氧化物，氮元素从＋1～＋5价都有对应的氧化物，如N2O、NO、N2O3、NO2(或N2O4)、N2O5，其中属于酸性氧化物的是N2O3、N2O5。(2)NO和NO2的比较性质NONO2色、态、味无色、无味气体红棕色、有刺激性气味气体溶解性难溶于水毒性有毒，大气污染物之一有毒，大气污染物之一与水反应不反应3NO2＋H2O=2HNO3＋NO与氧气反应NO＋O2=2NO2不反应对环境的影响NO与血红蛋白结合使人中毒，NO、NO2导致光化学烟雾、形成酸雨及破坏臭氧层(3)常见的NOx尾气处理方法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。【典例1】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，在日光照耀下，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产物叙述正确的是()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的相对分子质量不相同，不是同分异构体，属同素异形体，D项错误。【归纳总结】氮氧化物对环境的污染及防治(1)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，产生了一种有毒的烟雾。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削减，导致地面紫外线辐射量增加。④NO与血红蛋白结合使人中毒。(2)常见的NOx尾气处理方法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。【典例2】2.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，边通边渐渐摇动试管，直到两个试管内充溢液体。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】A【解析】NO2、NO装满试管，则体积相同，依据阿伏加德罗定律：n(NO2)＝n(NO)，依据氮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。【归纳总结】NOx溶于水的计算对于“NO＋NO2＋O2＋H2O”型，当反应后，无气体剩余，则N均被氧化为＋5价(存在于HNO3中)，O被还原为－2价(存在于HNO3中)，得失电子状况如下：NO2－e－→HNO3，NO－3e－→HNO3，O2＋4e－→HNO3。依据得失电子守恒知，n(NO2)＋3n(NO)＝4n(O2)。因实际应用中，气体量通常用体积表示，由阿伏加德罗定律推论知，同温同压下气体体积比等于气体物质的量比。故又有V(NO2)＋3V(NO)＝4V(O2)。上述公式具有广泛地适用性，若体系中没有NO，则V(NO)＝0，由此有V(NO2)＝4V(O2)；当体积中没有NO2时，则有3V(NO)＝4V(O2)。【考点一精练】1.下图中能实现人工固氮的是（）A．AB．BC．CD．D【答案】C【解析】人工固氮是在人为的条件下将游离态的转化为化合态，闪电时，放出很多的能量，空气中的氮气和氧气化和成一氧化氮，属于自然固氮，A项错误；在豆科植物根瘤的作用下空气中的氮气转化成被植物汲取的含氮化合物，属于生物固氮，B项错误；工业合成氨是氮气和氢气在人为的条件下化合成氨气，属于人工固氮，C项正确；电解饱和食盐水生成NaOH，氢气和氯气，不属于固氮，D项错误。2.每年春季是疾病、流行性传染病多发的季节。几年前的SARS至今让人心悸。最新的探讨表明：一氧化氮吸入治疗法可快速改善SARS重症患者的缺氧状况，缓解病情。病毒学探讨证明，一氧化氮对SARS病毒有干脆抑制作用。下列关于一氧化氮的叙述不正确的是()A．一氧化氮是一种无色的气体B．常温常压下，一氧化氮不能与空气中的氧气干脆化合C．含等质量氧元素的一氧化氮与一氧化碳的物质的量相等D．一氧化氮不溶于水，能用排水法收集【答案】B【解析】A项中NO是无色气体；B项中NO极易与空气中O2化合；C项中，假设含16g氧元素，那么NO为1mol，CO也为1mol，C项正确；D项中符合NO的溶解性及收集方法，NO能用排水法而不能用排气法收集。3.把少量NO2气体通入过量小苏打溶液中，再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管，最终收集到的气体是()A．氧气B．二氧化氮C．二氧化氮和氧气D．二氧化氮和一氧化氮【答案】C【解析】发生的反应有①3NO2＋H2O===2HNO3＋NO②HNO3＋NaHCO3===CO2↑＋H2O＋NaNO3③2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2④2NO＋O2===2NO2。可假设起先有3molNO2，那么最终收集到1molNO2和0.5molO2。4.N2O俗称“笑气”，曾用作可吸入性麻醉剂。以下反应能产生N2O：3CO＋2NO23CO2＋N2O。下列关于N2O的说法正确的是()A．上述反应中每生成1molN2O，消耗1.5molCOB．等物质的量的N2O和CO2含有相等的电子数C．N2O只具有氧化性，无还原性D．N2O会快速与人体血红蛋白结合，使人中毒【答案】B【解析】由方程式知，生成1molN2O时消耗3molCO，A错误；1molN2O与1molCO2都含有22mol电子，B正确；N2O中氮元素为＋1价，是氮元素的中间价态，所以N2O既具有氧化性又具有还原性，C错误。5.酸雨的主要成分是H2SO4，以下是形成途径之一：①NO2＋SO2===NO＋SO3，②2NO＋O2===2NO2，③SO3＋H2O===H2SO4，以下叙述错误的是()A．NO2由反应N2＋2O22NO2生成B．总反应可表示为2SO2＋O2＋2H2O2H2SO4C．还可能发生的反应有4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3D．还可能发生的反应有4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3【答案】A【解析】A项，N2＋O222NO，不能生成NO2，错误；B项，①×2＋②＋③×2得：2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4，正确；C项，利用3NO2＋H2O===2HNO3＋NO④以及④×2＋②得：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，正确；D项，利用3NO2＋H2O===2HNO3＋NO④以及④×2＋②×3得：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，正确。6.在汽车尾气净扮装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示。下列说法错误的是()A．NO2是红棕色气体B．NO和O2必需在催化剂表面才能反应C．汽车尾气的主要污染成分包括CO和NOD．催化转化总反应为：2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2【答案】B【解析】A项，NO2是红棕色气体，正确；B项，NO和O2在常温下就能反应，不必加催化剂，错误；C项，汽车尾气的主要污染成分为CO和NO，正确；D项，依据2NO＋O2===2NO2,2NO2＋4CO4CO2＋N2，可得总反应2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2，正确，故选B。考点二、硝酸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：4HNO3(浓)eq\o(=,\s\up7(△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)：；②颜色反应：含有苯基的蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。【典例1】1.下述试验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确的是()A．由①中的红棕色气体，推断产生的气体肯定是混合气体B．红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸产生了反应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，由此说明木炭肯定与浓硝酸发生了反应【答案】D【解析】①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①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②中木炭能与浓硝酸发生反应，故选项B正确；依据①和②，浓硝酸反应产生红棕色NO2时须要加热，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。【典例2】2.将51.2gCu完全溶于适量浓硝酸中，收集到氮的氧化物(含NO、N2O4、NO2)的混合物共0.8mol，这些气体恰好能被500ml2mol·L－1NaOH溶液完全汲取，生成含NaNO3和NaNO2的盐溶液，其中NaNO2的物质的量为（）A．0.2molB．0.6molC．0.8molD．1.0mol【答案】C【解析】由题干知n(Cu)＝51.2g÷64g·mol－1＝0.8mol。n(NaOH)＝0.5L×2mol·L－1＝1mol整个反应过程转移电子数为0.8mol×2＝1.6mol，由电子守恒可知铜失的电子恰好为HNO3中＋5价N元素变为NaNO2中＋3价N得到的电子数所以有n(NaNO2)＝1.6mol÷2＝0.8mol。【归纳总结】金属与硝酸反应的模型建构【考点二精练】1.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，五金八石皆能穿第，惟玻璃可盛。”这里的“强水”是指()A．氨水B．盐酸C．醋酸D．硝酸【答案】D【解析】“强水”“性最烈，能蚀五金…其水甚强，五金八石皆能穿第，惟玻璃可盛．”说明“强水”腐蚀性很强，能腐蚀多数金属及岩石，但不能腐蚀玻璃，即和玻璃中成分不反应，上述物质中只有硝酸具有该性质。2.下列图像表示将铁粉渐渐加入到肯定量的稀硝酸中时，铁和硝酸铁之间物质的量(mol)的关系，其中正确的是()A．AB．BC．CD．D【答案】B【解析】由发生反应的化学方程式，得出关系式：2Fe～2Fe(NO3)3～Fe21生成Fe(NO3)3消耗n1(Fe)，与Fe(NO3)3完全转化消耗n2(Fe)，＝，即2molFe参与反应，生成2molFe(NO3)3,1molFe与2molFe(NO3)3反应，对比图像比例关系，选B。3.为证明稀硝酸与铜反应产物中气体为NO，设计如图试验(试验过程中活塞2为打开状态)，下列说法中不正确的是()A．关闭活塞1，加入稀硝酸至液面a处B．在装置左侧稍加热可以加快稀硝酸与铜的反应速率C．通过关闭或开启活塞1可以限制反应的进行D．反应起先后，胶塞下方有无色气体生成，还不能证明该气体为NO【答案】A【解析】假如关闭活塞1，稀硝酸加到肯定程度后，左侧液面将不再上升，即不行能加到液面a处，A错误。B正确。关闭活塞1时，产生的气体聚集在铜丝旁边使得U型管液面左低右高，当左面铜丝接触不到硝酸后，反应停止；由于活塞2是打开的，打开活塞1后，两边液面复原水平位置，接着反应，所以活塞1可以限制反应的进行，C项正确。下方有无色气体生成，此时还要打开活塞1使得该气体进入上面的球体里，看到有红棕色现象(生成NO2)才能证明生成的是NO气体，D正确。4.某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL，平均分成两等份。向其中一份中渐渐加入铜粉，最多能溶解19.2g(已知硝酸只被还原为NO气体)。向另一份中渐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量增加的改变如下图所示。下列分析或结果错误的是()A．OA段产生的是NO，AB段的反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，BC段产生氢气B．原混合酸中NO物质的量为0.4molC．其次份溶液中最终溶质为FeSO4D．取20mL原混合酸加水稀释至1L后溶液的pH＝1【答案】D【解析】向其中一份中渐渐加入铜粉，最多能溶解19.2g，消耗0.3mol铜，据得失电子守恒计算可得生成0.2molNO；向另一份中渐渐加入铁粉，铁粉先跟氧化性强的硝酸反应生成NO，由图可知该反应消耗铁的量是0.2mol，依据得失电子守恒，生成的NO也是0.2mol，此时硝酸根离子已经反应完了，据氮守恒知道原硝酸的物质的量为0.4mol，B项正确；AB段的反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，BC段产生氢气，OA段产生NO，A项正确；其次份溶液中最终溶质为FeSO4，C项正确；OA段和BC段共消耗H＋1.0mol，则原溶液中H＋为2.0mol，取20mL原混合酸加水稀释至1L后溶液的c(H＋)＝0.2mol·L－1，即pH＝0.7，D项错误。5.铜与稀硝酸反应产生NO，NO又被氧化成NO2，对试验视察无色NO有干扰，过多的NO、NO2又会污染环境。为使试验的设计符合绿色化学的思想，某爱好小组设计出如图所示装置来改进“铜与硝酸反应”的试验，以探究化学试验的绿色化。(1)试验前，关闭活塞b，试管d中加水至浸没长导管口，塞紧试管c和d的胶塞，加热c。其目的是_________。(2)在d中加适量NaOH溶液，c中放一小块铜片，由分液漏斗a向c中加入2mL浓硝酸，c中反应的化学方程式是___________。再由a向c中加2mL蒸馏水，c中的试验现象是_________。(3)表中是制取硝酸铜的三种方案，能体现绿色化学理念的最佳方案是________，理由是________________。(4)该爱好小组还用上述装置进行试验证明氧化性KMnO4>Cl2>Br2，操作步骤为____________，试验现象为____________；但此试验的不足之处是______________。【答案】(1)检查装置气密性(2)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O反应变慢，气体颜色变淡(3)丙硝酸耗量少，无污染(4)向d中加入KBr溶液，c中加入固体KMnO4，由a向c中加入浓盐酸c中有黄绿色气体产生，d中溶液变棕黄色没有尾气汲取装置。【解析】(1)制取气体或很多验证气体性质的试验，试验前都须要检验装置的气密性。(2)由题意知试验起先是铜与浓硝酸反应，产生红棕色NO2，加水后是铜与稀硝酸反应，产生无色的NO。(3)绿色化学理念是原料利用率高，不产生污染，分析三个方案，可看出，甲方案用硝酸最多，产生有毒气体NO2，乙方案产生有毒气体NO，丙方案用硝酸最少，不产生有毒气体。(4)若证明KMnO4、Cl2、Br2的氧化性，利用KMnO4和浓盐酸反应产生Cl2，将Cl2通入KBr溶液中，依据反应及现象，可得出结论。但此装置没有尾气汲取装置，多余的Cl2会污染空气。考点三、氨、铵盐1．氨的物理性质与喷泉试验(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)喷泉试验①喷泉试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常见的能形成喷泉试验的气体和汲取剂如下表：气体HClNH3CO2、SO2、Cl2、H2SNO2＋O2汲取剂水或NaOH溶液水或盐酸浓NaOH溶液水2．氨的化学性质(1)还原性与氧气反应：4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up11(催化剂),\s\do4(△))4NO＋6H2O。(2)与酸反应与氯化氢反应：NH3＋HCl=NH4Cl。现象：产生白烟。应用：用于NH3与挥发性酸的相互检验。(3)与水反应：NH3＋H2ONH3·H2O，NH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－，氨的水溶液叫氨水，呈弱碱性。3．氨气的试验室制法(1)(2)试验室制取氨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(△))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)削减；反应放热，促使氨水分解。化学方程式为NH3·H2O＋CaO=NH3↑＋Ca(OH)24．用途制硝酸、铵盐、纯碱、尿素、制冷剂等。5．铵盐(1)物理性质：都是无色或白色晶体，易溶于水。(2)化学性质——“三解”①不稳定性(热解)a．NH4Cl受热分解：NH4Cleq\o(\s\up6(△),\s\do0())NH3↑＋HCl↑。b．NH4HCO3受热分解：NH4HCO3eq\o(\s\up6(△),\s\do0())NH3↑＋CO2↑＋H2O。②与碱反应(碱解)铵盐与碱溶液反应的离子方程式a．在稀溶液中不加热：NHeq\o\al(＋,4)＋OH－=NH3·H2O。b．加热时或浓溶液：NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(\s\up6(△),\s\do0())NH3↑＋H2O。③铵盐溶于水易水解(水解)：NHeq\o\al(＋,4)＋H2ONH3·H2O＋H＋。(3)NHeq\o\al(＋,4)的检验：【典例1】1.如图的装置中，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，下列与试验事实不相符的是()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【答案】A【解析】CO2在NaHCO3溶液中的溶解度很小，因此不能形成喷泉；NH3极易溶于水生成NH3·H2O，NH3·H2O发生电离生成OH－，遇酚酞使之显红色；H2S和CuSO4反应生成CuS黑色沉淀；HCl极易溶于水，且和AgNO3发生反应生成白色沉淀；因此A不正确。【归纳总结】喷泉试验的原理及应用(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。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。【典例2】2.为检验一种氮肥的成分，某学习小组的同学进行了以下试验：①加热氮肥样品生成气体，其中一种气体能使潮湿的红色石蕊试纸变蓝，另一种无色无味气体能使澄清石灰水变浑浊。②取少量该氮肥样品溶于水，并加入少量BaCl2溶液，没有明显改变。由此可知该氮肥的主要成分是()A．NH4HCO3B．NH4ClC．(NH4)2CO3D．NH4NO3【答案】A【解析】因产生的两种气体一种为NH3，一种为CO2，故A、C符合，而加入BaCl2溶液后，无明显改变，C选项与BaCl2反应会产生白色沉淀，所以该氮肥的主要成分为NH4HCO3。选A。【归纳总结】【考点三精练】1.（多选）如图是试验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中可行的是()A．AB．BC．CD．D【答案】BD【解析】A项，NH4Cl受热分解生成NH3和HCl，但二者在试管口处遇冷又生成了NH4Cl，故得不到NH3；B项，CaO与水反应生成Ca(OH)2，反应放出大量的热，使浓氨水中氨气放出；C项，氯化铵与氢氧化钙加热制取氨气，试管口要略向下倾斜，否则生成的水倒流，使热的试管炸裂；D项，加热浓氨水，可制取氨气。2.有关氨气的试验较多，下列对这些试验或试验原理的分析中，正确的是()A．某同学将收集到的一大试管氨气倒扣在盛满水的烧杯中，充分汲取后试管中还有少量气体，该同学用红色石蕊试纸检验该气体中可能含有氨气B．氨水中滴入酚酞变红，是因为氨气能电离出氢氧根离子C．因氨水中的氨主要以NH3·H2O的形式存在，故25%的氨水是指每100g氨水中含NH3·H2O25gD．NH3·H2O的热不稳定性可以说明试验室中用加热氨水的方法制取氨气【答案】D【解析】氨气极易溶于水，常温下1体积的水溶解约700体积的氨气，故A项中剩余气体中不含氨气，错误；氨水显碱性的缘由是氨气与水反应生成的一水合氨电离出氢氧根离子，B项错误；虽然氨在其水溶液中主要以一水合氨的形式存在，但习惯上认为氨水的溶质是氨气，C项错误；NH3·H2O不稳定，受热简单分解，向浓氨水中加入氧化钙制取氨气的缘由之一就是氧化钙与水反应消耗水以及反应放热。选D。3.如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】依据喷泉试验的原理，要发生喷泉现象，必需使烧瓶中压强快速下降，导致外界压强大于烧瓶中的压强，从而使烧杯(锥形瓶)中的液体进入烧瓶中产生喷泉现象，①中的Cl2易溶于CCl4，③中的NH3易溶于水，所以可以使烧瓶中压强快速下降，产生喷泉现象，④中HCl和浓氨水反应(首先是浓硫酸注入水中放热使浓氨水放出氨气)，同样也会导致烧瓶中压强减小，而②中H2不溶于NaOH溶液，也不与NaOH反应，所以不能发生喷泉现象。选B。4.某同学仿照喷泉试验原理在试验室里做了一个“喷烟试验”。如图所示，在甲、乙两个烧瓶中分别装入X、Y两种无色气体，胶头滴管中盛有含酚酞的NaOH溶液，试验时将胶头滴管内的液体挤入甲烧瓶中，然后打开弹簧夹，便可看到甲烧瓶中的导管喷出白色的烟，同时甲烧瓶中的溶液颜色渐渐变浅最终褪为无色。则X、Y分别为()A．NH3和HClB．HCl和NH3C．SO2和HClD．NO和HCl【答案】A【解析】要想产生“喷烟”现象，应具备两个条件：一是形成压强差，二是两种气体反应会生成白烟，解除C、D项。依据甲中溶液颜色发生的改变，结合题给条件“胶头滴管中盛有含酚酞的NaOH溶液”可知，甲中气体显碱性，即X为NH3，故Y为HCl。5.在探究氨水成分的试验中，下列依据试验现象得出的结论不正确的是()A．氨水有刺激性气味，说明氨水中含有氨分子。B．向氨水中滴加酚酞试剂，溶液变红，说明氨水中含有OH－C．向氨水中加入浓氢氧化钠溶液，加热产生使潮湿的红色石蕊试纸变蓝的气体，说明氨水中含有NHD．浓氨水和浓盐酸靠近产生大量白烟，说明氨气与氯化氢简单反应。【答案】C【解析】A项，氨气具有刺激性气味，氨水有刺激性气味，说明氨水中存在氨分子，正确；B项，碱使酚酞变红色，氨水可使酚酞变红色，说明氨水中存在氢氧根离子，正确；C项，因为氨水中存在氨分子，加热氨气逸出，也能使潮湿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，浓氨水和浓盐酸都易挥发，产生氨气和氯化氢，二者靠近产生大量白烟，该白烟是氯化铵，说明氨气与氯化氢简单反应，正确。6.资料显示：“氨气可在纯氧中宁静燃烧，生成对空气无污染的物质……”。某校化学小组学生用下列装置(部分固定、夹持装置、加热仪器和