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文档简介
第12讲氮及其化合物
课标要求
1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解氮及其重要化合物的主要性质:
2.认识氮及其重要化合物在生产中的应用和对生态环境的影响。
知识网络
知识详解
【氮气与氮的固定】
1.氮——重要的非金属元素
⑴氮元素位于元素周期表的第二周期、第VA族,氮元素的非金属性比氧元素弱,比碳元素强,稍酸的酸
性比磷酸强。
(2)氮元素原子最外层有5个电子,氮原子很难得失电子形成离子键,一般通过共用电子对与其他原子相互
结合构成物质。
(3)氮元素在自然界中的存在
①游离态:主要以氮分子的形式存在于空气中。
②化合态:部分存在于动植物体内的蛋白质中;部分存在于土壤、海洋里的硝酸盐和钱盐中。
2.氮气
(1)氮分了内两个氮原了间以共价三键(N=N)结合,断开该化学键需要较多的能量,所以氮气的化学性质很稳
定,通常情况下很难与其他物质发生化学反应。
(2)氮气与下列物质反应的化学方程式:
①金属镁:N?+3Mg=^星MgsNz,氮气表现氧化性;
高温、高压
②氢气:N2+3H2湛,剂2NH3,氮气表现氧化性;
③氧气:N2+O2放电或高温2N0,氮气表现还原性。
3.氮的固定
「概念:将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程
(高能固氮如雷雨天气N?转化为NO
白然固氮!
口炎I生物固氮如豆科植物的根瘤菌固氮
氮的固定—、分类]
'合成氨工业上合成氨
人工固氮,仿生固氮某些金属有机化合物
.可起到根瘤菌的作用
【一氧化氮和二氧化氮】
1.不同价态的氮的氧化物
氮的氧化物N2O(笑气)NON2O3NO2N2O4N2O5
氮元素化合价+1+2+3+4+4+5
上述氮的氧化物中属于酸性氧化物的是N2O5和N2O3O
2.一氧化氮、二氧化氮性质探究
(1)在一支50mL的注射器里充入20mLNO,观察颜色:尢色,然后吸入5mL水,用乳胶管和弹簧夹封住
管口,振荡注射器。现象:注射器内无明显变化,结论:NO难溶于水。
(2)打开弹簧夹,快速吸入10mL空气后夹上弹簧夹,现象:注射器内气体变为红棕色;振荡注射器。现象:
气体的红棕色消失。
结论:在一定条件下,NO和NO?可以相互转化。
®NO->NO2:2NO4-O2=2NO2;
②NO2-NO:3NO2+H2O=2HNO3+NOo
3.二氧化氮的性质
(1)红棕色、有刺激性气味的有毒气体,密度比空气的大。
⑵易溶于水且与水反应:3NO2+H2O=2HNO3+NOO
(3)具有强氧化性:能与SO2、KI等反应。
(4)自身二聚:2NO2=N2C>4(无色气体)。
4.NO和NO2性质比较
氮氧化物NONO:
色、味、态无色无味气体红棕色、有刺激性气味气体
溶解性不溶于水易溶于水且与水反应
非酸性氧化物(不成
氧化物类别非酸性氧化物(不成耗氧化物)
盐氧化物)
具有氧化性、还原性,具有氧化性、还原性,主要表现强
氧化性或还原性
主要表现强还原性氧化性,能氧化S02、KI等物质
有毒(易结合血红蛋
毒性有毒(刺激腐蚀呼吸道黏膜)
白使人中毒)
【氨的性质】
1.氨佗物理性质
氨是一种无色有刺激性气味的气体,密度比空气小,容易液化。
2.氨极易溶于水且与水反应
(1)喷泉实验
①按图所示装置,打开止水夹,挤压滴管的胶头,烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶,形成喷泉,烧瓶内液
体呈红色。
②上达实验说明氨极易溶于水,其水溶液呈碱性。
(2)氨与水的反应
-
①氨气易与水反应:NHs+HzO^NHj-HoO,其水溶液称为氨水。在氨水中:NH3H2O^NH:+OH,氨水具
有弱碱性,能使石蕊溶液变蓝。
②氨水中的氮元素主要以NH3H2O的形式存在,只有少量的NH3H2O电离为NH;和0H,但在求氨水的
物质的量浓度、质量分数时应将N%视为溶质v
A
③NHj.HzO不稳定,受热易分解:NH3H2ONH3T+H2O,因此,氨水应密封保存在阴凉处。
3.氨与酸反应
(1)氨与氯化氢相遇时的现象是产生白烟,反应的化学方程式是NH3+HC1=NH4CL
(2)工业上用氨、二氧化碳和水制取碳酸氢镂的化学方程式是NH3+CO2+H2O=NH4HCO3O
(3)工业上用硫酸吸收氨的化学方程式是2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4O
4.氨具有还原性
催化剂
(1)请写出氨气与氧气在催化剂作用下生成NO的化学方程式:4NH3+5O2=^=4NO+6H2OO
⑵氨气可被氧化铜氧化为氮气,反应的化学方程式为2NH3+3CuO^^=N2+3cu+3H20。
【液氨、氨水、一水合氨的区别】
名称液氨氨水一水合氨
纯净物混合物纯净物
物质
氢化物氨的水溶液一元弱碱
类别
非电解质溶质为氨电解质
NH3H2O、
粒子
NHaNH3、氏0、NH3H2。
种类
NH;、0H->H*
主要不导电不具
能导电具有碱性极易分解具有碱性
性质有碱性
存在常温常压下
常温常压下可存在常温常压下不存在
条件不存在
【产生喷泉的原理分析】
1.产生喷泉的原因为气体a易溶于液体b或易和b反应,造成烧瓶内气体物质的量减小,压强急剧减小。
2.若将22.4L氨气(标准状况)溶于水,得到500mL氨水。
⑴氨溶于水反应的化学方程式为NH3+HQ=NH3-H2O。氨水呈碱性的原因是NH3H2O部分电离产生OH,
(2)该氨水中的含氮粒子有NH3、NH3H2O、NH]它们的物质的量浓度之和为2moiL!
(3)写出氨水与下列物质反应的离子方程式:
+
①稀脩酸:NH3H2O+H=NH4+H2O:
3+
②氯化铁溶液:3NH3-H2。+Fe=Fe(OH)31+3NH;。
3.工业上常用氮气与氢气合成氨,再以氨为原料制取硝酸:
高温、高压
N2+3H2催化剂2NH3N?发生还原反应
催化剂
4NH3-F5O2=^=4NO+6H2ON%发生氧化反应
2NO+O2=2NO2NO发生氧化反应
3NO2+H2O=2HNO3+NONO2既发生氧化反应又发生还原反应
【喷泉实验及装置】
1.喷泉实验原理
喷泉产生的本质原因是烧瓶内外形成压强差,由于烧瓶内气体的压强小于烧瓶外的压强,所以液体会被压
入烧瓶内形成喷泉。产生气压差的方法有:
①减小烧瓶内气压,如液体将气体吸收或与其反应等;
②增大烧瓶外压强。
2.常见装置图
①图甲装置形成“喷泉”是因为烧瓶内气体极易溶于烧杯和胶头滴管中的液体,使烧瓶内的压强减小而产生压
强差,烧杯中的液体被压入烧瓶内形成“喷泉
②图乙装置形成“喷泉”可采用使烧瓶受热的方法,瓶内气体膨胀,打开止水夹,止水夹下部导管中的空气受
热排出,烧瓶内的气体与液体接触而溶解,使烧瓶内压强减小形成压强差而形成“喷泉”。
③图丙装置中锥形瓶内的物质反应产生气体(或锥形瓶中液体受热挥发出气体),使锥形瓶内气体压强增大而
产生压强差,将液体从锥形瓶中压入烧瓶中形成“喷泉”。
【钱盐的性质与检验】
1.钱盐及其性质
(1)常见的钱盐
①铁根离子(NH;)与酸根离子形成的化合物称为钱盐。
②农业上常用的镂态氮肥,如NH4HCO3、(NHD2SO4、NH4NO3等都属于镂盐,它们都是易溶于水的晶体。
(2)钱盐不稳定,受热易分解
NH4c1=^=NH3T+HClt,
NH4HCO3△NH3T+CO2T+H2O。
(3)钱盐与碱反应
2NH4C1+Ca(OH)2=^=CaCl2+2NH3t+2H2O。
NH4NO3+NaOH===NaNO3+NH3T+H20。
2.镂盐(NH;)的检验
⑴原理
湿润的.变蓝
红色石蕊试纸式
钺盐FiiT氨气一
加热
(2)方法
①NaOH溶液法
取少量固体样品或溶液于试管中,再加入浓的NaOH溶液,加热产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体(或
将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近管口,有白烟产生),证明固体样品或溶液中含有NH;。
②碱石灰法
把碱石灰与某物质的固体混合物在研钵里研磨,产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝(或将蘸有浓盐酸
的玻璃棒靠近研钵口,有白烟产生),则可以判断该物质是钱盐。
【铁盐受热分解的产物】
(1)如果组成钱盐的酸是易挥发或易分解的酸,则固体钱盐受热分解时,氨气与酸一起挥发,冷却时又重新
结合成铉盐。如NH’Cl、NH4HCO3等。
(2)如果组成钱盐的酸是难挥发性酸,则固体镂盐受热分解时,只有氨呈气态逸出,而难挥发性酸残留在容
器中,如(NH4)2SO4分解的化学方程式为(NHQ2SO4ANHR+NH4HSO4或(NHQ2SO4A2NH3T+H2so4。
(3)如果组成镀盐的酸是具有强氧化性的酸,则在较低的温度下慢慢分解可得到NH3和相应的酸,如NH4NO3o
由于生成的氨气具有还原性,硝酸具有氧化性,生成的NH3易被HN03氧化,则反应时的温度不同,形成
氮的化合物也不同,如将NH4NO3在不同的温度下加热分解分别可得到N2O、NO?、N2O3、Nz等。
【氨的实验室制法】
实验室制取氨的实验装置如图所示:
(1)反应原理:2NH4Cl+Ca(OH)2=^=CaCl2+2NH3T+2H2O。
(2)碱石.灰的作用:吸收水蒸气,干燥氨气。
(3)由干氨极易溶于水,不能用排水法收集,常用向下排空气法来收集。
(4)验满方法
①把湿润的红色石蕊试纸置于试管口,试纸变蓝色;
②将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口,有白烟产生。
(5)尾气处理:可在导管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球。
【快速制取氨气的方法】
方法化学方程式(或原理)气体发生装置
•—4
加热浓氨水NH3H2O=^=H2O+NH3T
溶于水放热,促使氨水分解,且k
浓氨水+固体NaOH
NaOH0K浓度的增大有利于N&的放出
NH3H2O+CaO=NH3t+Ca(OH)2
浓氨水+固体CaO的作用:①吸水后放热促进NHs的
CaO放出:②增加溶液中OH一的浓度,减小11
NH3的溶解度
【硝酸的性质】
1.硝酸的物理性质
纯硝酸为无色、有刺激性气味的液体,沸点低,易挥发,在空气中呈“白雾”状,质量分数为95%以上的浓
硝酸称为“发烟硝酸
2.硝酸的强氧化性
(1)浓硝酸中的+5价氮元素具有很强的得电子能力。浓硝酸和稀硝酸都具有很强的氧化性,且浓度越大氧化
性越强,还原剂一般被其氧化为最高价态。
(2)硝酸与铜反应如图所示。
硝酸浓度实验现象实验结论
铜与浓硝酸反应生成NO2,
反应剧烈、铜丝变细,产生红化学方程式:Cu+
浓硝酸
棕色气体,溶液呈绿色4HNO3(浓)=CU(NO3)2+
2NO2T+2H2O
铜与稀硝酸反应生成NO,化
反应缓慢、铜丝变细,产生无学方程式:3Cu+
稀硝酸
色气体,溶液呈蓝色8HNO3(稀)=3CU(NO3)2+
2N0f+4H2O
根据浓硝酸和稀硝酸的强氧化性书写下列反应的化学方程式:
①铁与稀硝酸(HNO3过量):
Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NOf+2H2O。
②碳与浓硝酸共热生成CO2和N02:
C+4HNCH浓)=^=C02T+4N02T+2H2OO
③硫与浓硝酸共热生成H2s04和N02:
S+6HNO3(浓)=^=H2sO4+6NO2T+2H2O。
3.硝酸的不稳定性
光照或A
⑴见光或受热易分解,其化学方程式为4HNO33白4NO2T+02f+2H20。
(2)长期存放的浓硝酸呈黄色是因为其分解生成的NO2溶于硝酸中;实验室常将浓硝酸保存在棕色试剂瓶中,
并放在阴凉处。
【认识无机物的主要角度】
1.氧化性酸和酸的氧化性
①浓硫酸、硝酸等都是氧化件酸,因为其中的F、(易获得电子,表现出很强的氧化件:而盐酸、稀硫酸、
碳酸等的酸根部分不能或不易获得电子,是非氧化性酸。
②在水溶液中任何酸都能电离出H',H'在一定条件下可获得电子,被还原为H2,从这一点来说,酸都具
有氧化性,但此时H卡表现出的性质是酸性,这与氧化性酸中心元素获得电子表现出的氧化性不同。
2.“三酸(浓盐酸、浓硫酸、浓硝酸)变稀'洞题辨析。
①浓盐酸与足量的二氧化锌反应时,浓盐酸浓度逐渐变小,变为稀盐酸时不再与二氧化锌反应。
②浓硫酸与足量的铜反应时,浓硫酸浓度逐渐变小,变为稀硫酸时不再与铜反应。
③浓硝酸与足量的铜反应时,浓硝酸浓度逐渐变小,变为稀硝酸时,还原产物发生改变,生成N0。
【酸雨及防治】
1.酸雨的概念:正常雨水的pH约为5.6,这是因为雨水中溶解了二氧化碳的缘故。pH<5.6的降水称为酸雨。
2.酸雨的形成
(1)大气中的二氧化硫、氮氧化物及它们反应后的生成物溶于雨水而形成酸雨c
(2)硫酸型酸雨的形成过程
粉尘等催化剂
含硫物质雉
(化石燃料)
粉尘等催化剂
①2so2+O22s。3;
②SCh+H2O=H2sCh;
③sch+H2O=H2so4;
④2H2so3+O2=2H2so4。
(3)硝酸型酸雨的形成过程
o2雨水
汽车尾气一NOpNO2pHNO3
写出图中标号所示的化学方程式:
®2NO+O2=2NC)2;
②3NO2+H2O=2HNO3+NO。
3.酸雨的危害
(1)直接损伤农作物,破坏森林和草原,使土壤、湖泊酸化。
(2)加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的腐蚀。
(3)导致地下水中重金属元素含量增加,污染水源,危害人体健康。
4.酸雨的防治
(1)消除污染源,改变能源结构,开发利用清洁能源,如太阳能、风能、氢能等。
(2)对酸性物质的排放加以控制,如燃料脱硫处理,废气中二氧化硫回收利用、控制汽车尾气排放等。
(3)健全法律法规,严格规定污染物的排放标准,提高环境保护意识。
常见的环境污染
环境污染形成原因主要危害
温室效应大气中CO2含量不断增加全球变暖,冰川融化
酸雨SO2和氮氧化物的排放土壤酸化,腐蚀建筑物
光化学烟雾氮氧化物和碳氢化合物的排放危害人体健康和植物生长
地球上的生物受太阳紫外线的伤害
臭氧空洞氮氧化物和氟氯代燃的排放
加剧
含磷洗衣粉的大量使用及废水使藻类过度繁殖,水质恶化,发生
赤潮和水华
的任意排放在海水中为赤潮,淡水中为水华
聚乙烯塑料的大量使用、任意
白色污染破坏土壤结构和生态环境
丢弃
【氮氧化物与氧气和水反应相关计算类型】
1.NO2和。2的混合气体通入水中的计算
由3NCh+H2O=2HNO3+NO和2NO+02=2NO2可得总反应式4NO2+O2+2H2O=4HNO3,由此可知:
=4:1,恰好完全反应,无气体剩余
V(NO2):*。2),V4:1,。2过量,剩余气体为。2
>4:1,NO2过量,剩余气体为NO
2.NO和Ch通入水中的计算
由2NO+O2=2NO2和4NO2+O2+2H2O=4HNO3,可得反应总式4NO+3O2+2H2O=4HNO3,由此可
知:
'=4:3,恰好完全反应,无气体剩余
V(NO;:V(O2)<>4:3,剩余气体为NO
<4:3,剩余气体为O2
3.NO、NCh和。2通入水中的计算
⑴可先求出NO?和HzO反应生成的NO的体积,然后按4NO+3O2+2H2O=4HNOa进行分析计算。
⑵也可认为NO与02先反应生成NCh,NO?再与水反应。若。2过量,则按4NO2+O2+2H2O=4HNO3进
行分析计算;若转化后无02剩余,则按关系式法计算。
(3)有关NO、NO2、O2混合气体与H2O反应后剩余气体的问题,因NO?与HzO反应,NO与02反应,所以
剩余的气体只可能为NO或02中的一种,绝对不会剩余NO2O
典例分析一氧化氮与二氧化氮
(2022•广东广州•三模)氮氧化物(NOJ是一类特殊的污染物,它本身会对生态系统和人体健康造成危害。
一种以沸石笼作为载体对氮氧化物进行催化还原的原理如图所示。下列说法不正确的是()
2
A.过程①可表示为2CU(NH3);+O2=[(NH3)2CU-O-O-CU(NH3)2]'
B,过程③有元素的化合价发生变化
C.过程④涉及极性共价键的断裂与生成
D.图中总过程中NO、NH;0?物质的量之比为4:4:1
【答案】B
【解析】A.过程①的反应为2Cu(NHj;和02,生成为为[(NHjCu-O-O-CUNHjJ",反应方程式
2+
为:2CU(NH3)>O2=[(NH3)2CU-O-O-CU(NH3)2],A项正确;B.过程③只有0-0非极性共价键断
裂,元素化合价没有变化,B项错误;C.过程④有N2的生成,形成了非极性共价键,C项正确;D.分析
总反应过程可知,总反应方程式为4NO+4NH3+O2=4N2+6H2O,由此可知,总过程中NO、NHr物质的
量之比为4:4:1,D项正确;答案选B。
1.(2022•江苏•盐城中学三模)NO和N6等氮氧化物是空气污染物,含有氮氧化物的尾气需处理后才能排
放:NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H20,2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O。常温下存在:2NO2(g)--1
N2O4(g)oN2H4可作还原剂,火箭推进剂。在给定条件下,下列物质间所示的转化能实现的是()
A.NHa°承化松>NO2B.N2H4tN2
NaC1(aq)
C.NONaOHy>NaNChD.NH3>Na2CO3(s)
【答案】B
【解析】A.NH3中N原子的化合价为・3价,NO2中N原子的化合价为+4价,化合价升高NH3做还原剂,
可以与5发生氧化还原反应,化学方程式为4N%+5O2=4NO+6H20,A项错误;B.N2H4中N原子的化合
价为-2价,N2O4中N原子的化合价为+4价,可以发生归中反应生成Nz,B项正确;C.NO为不成盐氧化
物不与NaOH反应,C项错误;D.侯氏制做法为向饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳,化学方程式为:
NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3+NH4Cl,D项错误;答案选B。
2.(2022•北京•和平街第一中学三模)某小组探究NHa的催化氧化,实验装置图如图。③中气体颜色无明
显变化,④中收集到红棕色气体,一段时间后产生白烟。
KMnO.
NHQ、星U一尾气处理
④二大二二二⑤
--------
稀硫酸铜粉
下列分析不正确的是()
A.若②中只有NH4。不能制备N%
合与公催化剂
B.③、④中现象说明③中的反应是4NHJ+5O24N0+6H2。
A
C.④中白烟的主要成分是NHK1
D.一段时间后,⑤中溶液可能变蓝
【答案】c
【解析】A.氯化铉受热分解生成氨气和氯化氢,无法制得氨气,故A错误:B.由分析可知,③中气体颜
色无明显变化、④中收集到红棕色气体,一段时间后产生白烟说明③中氨气在催化剂作用下与氧气发生催
化氧化反应生成一氧化氮,反应的化学方程式为4NH3+5O2-傀始一4NO+6H2O,故B增强;
A
C.由分析可知,④中白烟的主要成分是稍酸铉,故C错误;D.由分析可知,一段时间后,装置⑤中氮的
氧化物与氧气溶于水反应生成硝酸,硝酸与铜反应生成淡蓝色的硝酸铜,故D正确;故选C。
3.(2022•北京朝阳•一模)测量汽车尾气中氮氧化物(NO、NO》含量的方法如下:
i.在高温、催化剂作用下,N6分解为NO和02
ii.再利用03与NO反应,产生激发态的NO2(用NON表示),当NO?.回到基态NOz时,产生荧光。通过测量
荧光强度可获知NO的浓度,二者呈正比
下列说法不事砸的是()
A.基态N02与NO/具有的能量不同
B.Nth在大气中形成酸雨:4NO2+O2+2H2O=4HNO3
C.0.;与NO发生反应:NO+O3=NO2*4-O2
D.测得荧光强度越大,说明汽车尾气中NO含量越高
【答案】D
【解析】A.由题干信息ii:当NO2*回到基态NO2时,产生荧光可知基态NO2与Nth*具有的能量不同,故
A正确;B.己知3NO2+H2O2HNO3+NO,2NO+O2=2NO2,则NO2在大气中形成酸雨总的反应方程式为:
4NO2+O2+2H2O=4HNO3,故B正确:C.由题干信息ii可知,。3与NO反应,产生激发态的NCh(用NCh"
表示),03与NO发生反应:NO+O3=NO2+O2,故C正确:D.由信息可知,在高温、催化剂作用下,N02
分解为NO和02,信息ii测量荧光强度可获知NO的浓度,二者呈正比,测得荧光强度越大,说明NO的
含量越高,但这个NO不一定都是汽车尾气中NO,也可能是汽车尾气中的NO2分解生成的NO,则只能说
明汽车尾气中氮氧化物的含量越高,故D错误;故答案为D
典例分析氨气的实验室制法
(2022•黑龙江•哈尔滨三中二模)下列实验设计能达到实验目的的是()
b
选项试剂a试剂b试剂c实验目的
A亚硫酸钠98.3%浓硫酸品红溶液验证亚硫酸钠变质
B大理石浓硝酸硅酸钠溶液验证非金属性:N>C>Si
C高铳酸钾浓盐酸紫色石蕊溶液验证氯水的漂白性
D浓氨水生石灰酚酬溶液NH3H2O是弱碱
【答案】c
【解析】A.应使用70%的浓硫酸与亚硫酸钠反应制取二氧化硫,NazSCh+H2s04;Na2sO4+SO2T+H2O,
SO2能使品红溶液褪色,但无法证明亚硫酸钠是否变质,故A错误;B.硝酸具有挥发性,能对碳酸与硅
酸酸性的比较产生干扰,因此无法验证实验目的,故B错误;C.高锯酸钾溶液与浓盐酸反应制取氯气,氯
气使紫色石蕊溶液先变红,后褪色,可验证氯水的漂白性,故C正确;D.只能说明NHTHZO不稳定,受
热易分解,以及NH3的水溶液显碱性,但不能说明NH3H2O是弱碱,故D错误;故选C。
举一反三
1.(2022•江西抚州•模拟)在实验室采用如图装置制备气体,合理的是()
选项化学试剂制备的气体
AC2H5OH+H2so4(浓)C2H4
BMnCh+HCl(浓)C12
CMnOz+H2O2o2
DCaO+氨水(浓)NH3
【答案】c
【解析】A.C2H5OH+H2so4(浓)制乙烯要加热且控制170℃,故A不符;B.Mn02+HCl(浓)制氯气要加热,
故B不符;C.Mn6+H2O2制氧气,不需加热,生成的氧气可用浓硫酸干燥,氧气密度比空气大,可用向
上排空集气法收集,故C符合;D.氨气不能用浓硫酸干燥,也不能用向上排空法收集,故D不符;故选C。
2.(2022•江苏•盐城中学三模)N0和NCh等氮氧化物是空气污染物,含有氮氧化物的尾气需处理后才能排
放:NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H20,2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2。。常温下存在:2NCh(g)
N2O4(g)oN2H4可作还原剂,火箭推进剂。水合肺(N2H4・比0)为无色透明的油状发烟液体,是一种重要的精
细化工原料,其制备的反应原理为NaC10+2NH3=N2H4・H2O+NaCl。下列关于实验室制备水合胧的说法不
正确的是()
甲乙丙丁
A.装置甲中试剂X可以选择碱石灰B.装置乙作为反应过程的安全瓶
C.装置丙制备水合肺时氨气从b口进入D.装置丁可用于吸收多余的尾气
【答案】C
【解析】A.在装置甲的圆底烧瓶中加入碱石灰,其中的CaO与氨水中的水反应产生Ca(OH)2,反应放热使
NH3・H2O分解制取NH3,故A正确;B.装置乙中导管短进短出,可作安全瓶,故B正确;C.氨气极易溶
于水,导管应长进短出,不能达到实验目的,则应从a口通入NH3,故C错误;D.丁中球形结构容积大,
水进入球形部分,就不能再进入左边装置中,因而可防止倒吸现象的发生,且用于NH3极容易溶于水,因
此丁可吸收过量的NH3,故D正确;故选C。
3.(2022•四川成都•一模)下列有关制取气体的设计方案正确的是()
所选药品
选项制取气体收集装置
①②
ANH3浓氨水氧化钙④
④
BS02浓硫酸亚硫酸钠
醋酸溶液石灰石③
CC02
DCh浓盐酸二氧化钵③
【答案】B
【解析】A.氨气极易溶于水,密度比空气小,因此一般采用向下排空气法收集氨气,故A错误;B.亚硫
酸钠与浓硫酸反应生成SO2,可用氯化钙干燥,其密度比空气大,用向上排空气法收集,故B正确;C.C02
是酸性气体,③中碱石灰会吸收二氧化碳,且其密度比空气大,向上排空气法收集,故C错误;D.二氧化
钵和浓盐酸反应生成氯气需要加热,所以该装置不能得到氯气,故D错误;故选:B。
典例分析氨盐
(2022•上海普陀•二模)向NH4Fe(SO4)2(aq)中逐滴滴加Ba(OH)2(aq)至过量的过程中,有关离子反应错误的
是()
2+
A.2Fe3++3SO:+3Ba+6OH->2Fe(OH)3l+3BaSO4l
2+
B.F/++5NH:+4SO;-+4Ba+8OH-Fe(OH)3l+5NH3H2O+4BaSO4l
3+2+
C.3Fe+NH:+5SO;+5Ba+10OH-->3Fe(OH)3|+NH3H2O+5BaSO41
D.Fe3++NH;+2SO;+2Ba2++4OH-Fe(OH)31+NH3H2O+2BaSOU
【答案】B
【解析】硫酸铁镀溶液与逐滴滴加的氢氧化领溶液反应时,铁离子与氢氧根离子反应的能力强于钱根离子,
会优先反应,当钱根离子反应时,铁离子已经完全反应,所以由化学式可知,反应时,铁根离子物质的量
可能为0,或小于等于铁离子的物质的量,则B选项中钱根离子的化学计量数大于铁离子不可能发生,故选
B。
举一反三
1.(2022•湖南•模拟)某盐M由两种阳离子和•种阴离子构成,为了确定M的组成,进行如图实验:
厂>5mL溶液浴淞》无明显现象型J溶液变红色
浓NaOH溶液一人湿润的红色石蕊试纸
M溶液>5mL溶液----------------------------A►气/il体k--------------------------------------------->►试纸变蓝色
足壮稀盐酸》无明显现象,足址BaQ?演雪白色沉淀
」5mL溶液
下列说法正确的是()
A
A.加入NaOH溶液的离子反应为NH:+OH-=NH3j+H2O
B.上述白色沉淀是BaSCh
2+3+
C.加入氯水发生的离子反应为Fe+Cl2=2Cl+Fe
D.M可能是NH4Fe(SO4)2
【答案】B
A
【解析】A.由分析可知,原溶液中含有Fe?+和NH;,故加入NaOH溶液的离子反应为Fe2++NH:+3OH=:
NH3T+H2O+Fe(OH)21,A错误;B.由分析可知,上述白色沉淀是BaSO4,B正确;C.加入氨水发生的离
子反应为2Fe2++CL=2CT+2Fe3+,原离子方程式电荷不守恒,C错误;D.由分析可知,原溶液中含有Fe2+、
不含Fe3+,则M不可能是NHFe(SO4)2,M的组成为:(NH4”Fe(SO4)2,D错误;故答案为:不
2.(2022•山东青岛•二模)为探究氨及铉盐性质,将NH4。晶体装入如图所示T形三通管两端,进行微型
实验。卜.列说法错误的是
e裹Cad2湿润的裹NaOH
NHQ的脱脂制pH试纸的脱脂棉NH4C1
A.轻轻挤压任一乳胶头,若蒸储水中有气泡冒出,则装置气密性良好
B.同时点燃两个酒精灯后,两端湿润的pH试纸均变蓝
C.实验过程中竖直支管上方会出现白烟
D.停止加热后可以交替挤压两边乳胶头,使气体更充分吸收,减少污染
【答案】B
【解析】A.整套装置是密闭体系,若装置气密性良好,轻轻挤压任一•乳胶头,则蒸储水中有气泡冒出,
故A正确:B.pH试纸遇酸变红,遇碱变蓝,氯化镂受热分解生成氨气和HCL左边氯化钙会吸收氨气,
右边NaOH会吸收HC1,因此同时点燃两个酒精灯后,左端pH试纸变红,右边pH试纸变蓝,故B错误;
C.竖直支管上方同时有氨气和HCL两者相遇变为氯化筱,因此实验过程中竖直支管上方会出现白烟,
故C正确;D.停止加热后,不断交替挤压两边乳胶头,增大压强,将残余的气体全部赶入到蒸镭水中被
吸收,减少污染,故D正确;答案为B。
3.(2022•山东日照•模拟)过氧化钙(Cao?)是一种白色固体,能潮解,难溶于水,不溶于醇类,常用作杀
菌消毒剂。一种工业生产过氧化钙(CaO?)过程如下图所示。
30%的H2O2------------操作2
洗涤、干燥------
aCaO2'8H2O------>►CaO2
操作1
NH’Cl溶液*冷水浴反应
>母液
Ca(OH)2
下列说法错误的是()
A.“冷水浴反应”中HQ?的作用是氧化剂
B.母液经处理后可返回“冷水浴反应”循环利用
C.操作2需要用到生烟、酒精灯、玻璃棒
D.“洗涤”产品需依次用蒸储水、无水乙隙洗涤,其中乙醇洗涤的目的是为了除去表面的水分
【答窠】A
【解析】A.在氯化钱溶液作用下,过氧化氢溶液与氢氧化钙发生冷水浴反应得到八水过氧化钙沉淀时,没
有元素发生化合价变化,属于非氧化还原反应,故A错误:B.由分析可知,母液中含有氯化铁,经处理后
可返回冷水浴反应循环利用,故B正确;C.由分析可知,操作2为灼烧,需要用到用埸、酒精灯、玻璃棒
等仪器,故C正确:D.由分析可知,八水过氧化钙经蒸储水、无水乙醇洗涤晶体表面的可溶性杂质,其中
乙醇洗涤的目的是为了除去表面的水分,故D正确;故选A。
典例分析硝酸与硝酸盐
(2022•浙江•高考真题)亚硝酸钠俗称“工业盐”,其外观、口感与食盐相似,人若误服会中毒。现将适量某
样品(成分为亚硝酸钠或氯化钠)溶于水配成溶液,分别取少量该溶液于试管中进行实验。下列方案设计、现
象和结论都正确的是()
方案设计现象和结论
A先加入少量KC103溶液,再加AgNOa溶液和足量稀硝酸,振荡若产生白色沉淀,则样品为亚硝酸钠
B加到少量KMnO”溶液中,再加硫酸酸化,振荡若溶液褪色,则样品为亚硝酸钠
C先加到少量生。2溶液中,再加入稀盐酸酸化,振荡若溶液变黄色,则样品为亚硝酸钠
D先加入少量Na2s溶液,再加入Ba。?溶液和稀硝酸,振荡若产生白色沉淀,则样品为亚硝酸钠
【答案】C
【解析】A.样品若为NaCL依然会出现白色沉淀,A错误;B.氯化钠电离出的氮离子也可以被酸性高钵
酸钾氧化,而使其褪色,B错误;C.亚硝酸有氧化性,可以把二价铁氧化为三价铁,溶液变为黄色,C正
确;D.稀硝酸可以把亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子,再加入氯化锹可以生成硫酸钢白色沉淀,D错误;
故选C。
举一反三
1.(2022•河南开封•模拟)下列各组离子在相应条件下一定能大量共存的是()
A.pH=14的溶液:K+、Na+、Cl\CIO
B.能使甲基橙变红的溶液:K+、Na\CI\S2O--
C.能使KI淀粉试纸变蓝的溶液:Na\NH:、S2>SO;
D.能与金属铝反应生成H2的溶液:K+、Ca2\NO-HCO,
【答窠】A
【解析】A.pH=14的溶液呈碱性,碱性条件下K+、Na+、C。相互之间不反应,能大量共存,故选A;
B,能使甲基橙变红的溶液呈酸性,酸性条件下S20;-发生歧化反应生成S和二氧化硫,故不选B:
C.能使KI淀粉试纸变蓝的溶液具有氧化性,S2•具有还原性,S2•能被氧化,故不选C;
D.能与金属铝反应生成H2的溶液呈酸性或碱性,酸性条件下,硝酸根具有氧化性,与A1反应不放氢气,
HCO;与H+反应放出二氧化碳;碱性条件下,HCO;与0H-反应生成CO;,故不选D;
选Ao
2.(2022•福建莆田•二模)工业上利用银块制取硝酸银及硝酸银的有关性质如下图所示。下列说法错误的
是()
60%硒酸
IpX
…"反应/~性作①硝酸跟操作②硝酸银无期或“5%:
极块一,(fflftTKxrv)—>……―溶液---------词体--------------TN6
|
NO、NOH吸也后播放)
A.反应器中若增大硝酸浓度,生成NO,总量将减少
B.操作②为减压蒸发、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
C.硝酸银固体应保存在棕色瓶中
D.X是氧气
【答案】A
【解析】A.已知Ag+2HNCh(浓尸AgNO3-NChT+H2O,3Ag+4HNC>3(稀)=3AgNO3+NOf+2H2O可知反应器中
若增大硝酸浓度,生成NO、总量将增大,A错误;B.由于AgNO3受热易分解,故操作②为减压蒸发、冷却
结晶、过滤、洗涤、干燥,B正确;C.由于AgNCh见光易分解,硝酸银固体应保存在棕色瓶中避光保存,
C正确;D.已知反应:2AgNO3型2Ag+2NO2T+023故X是氧气,D正确;故答案为:A。
3.(2021•广东•模拟)下列离子组能大量共存且加入(或通入)试剂发生反应的离子方程式正确的是()
选项离子组试剂离子方程式
AMg"、Fe3\Cl足量Cu粉Fe3++Cu=Fe2++Cu2*
2
BK\SO;、Cl少量Ch3SO3+C12+H2O=2C1+SO;+2HSOS
2少量2+
CH\Fe\SO;Ba(NOjBa+SO^=BaSO4i
33+
DFe\NH:、OH足量NaOH溶液Fe+3OH=Fe(OH)3J
【答案】B
【解析】A.铁离子和铜反应生成亚铁离子和铜离子,则离子方程式为:2Fe"+Cu=2Fe2++Cu2+,A错误;
+
B.适量的氯气和亚硫酸根离子反应:SO-+CI24-H2O=2C1+SO;+2H,亚硫酸
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