（新課改省份專用）2020版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第四章 第四節(jié) 氮及其化合物學(xué)案（含解析）.doc

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第四節(jié)氮及其化合物 考點(diǎn)(一)　氮及其氧化物 【點(diǎn)多面廣精細(xì)研】 1．氮?dú)獾慕Y(jié)構(gòu)與性質(zhì) (1)氮元素的存在與氮的固定 (2)N2的物理性質(zhì) 無色、無味氣體，密度比空氣略小，難溶于水。 (3)N2的化學(xué)性質(zhì) ①與氧氣反應(yīng)：N2＋O22NO。 ②與氫氣反應(yīng)：N2＋3H22NH3。` ③與鎂反應(yīng)：3Mg＋N2Mg3N2。 2．氮的氧化物的種類與性質(zhì) (1)氮有多種價(jià)態(tài)的氧化物 如N2O、NO、NO2、N2O4、N2O3、N2O5等。其中屬于硝酸酸酐的是N2O5。 (2)NO與NO2性質(zhì)的比較 NO NO2 氮的價(jià)態(tài) ＋2價(jià) ＋4價(jià) 物理性質(zhì) 無色、不溶于水的氣體 紅棕色、有刺激性氣味的氣體，易液化，易溶于水 化 學(xué) 性 質(zhì) 與O2反應(yīng) 2NO＋O2===2NO2 不反應(yīng) 與H2O反應(yīng) 不反應(yīng) 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO H2O、O2反應(yīng) 4NO＋2H2O＋3O2===4HNO3 4NO2＋2H2O＋O2===4HNO3 氧化性 有氧化性，但通常情況下表現(xiàn)出還原性 強(qiáng)氧化性，在溶液中能氧化S2－、I－、Fe2＋等離子 對環(huán)境的影響 有毒，大氣污染物之一 有毒，大氣污染物之一 實(shí)驗(yàn)室制取原理及收集方法 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(排水法收集) Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O(向上排空氣法收集) (3)氮氧化物對環(huán)境的污染 ①光化學(xué)煙霧：NOx在紫外線作用下，與碳?xì)浠衔锇l(fā)生一系列光化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生了一種有毒的煙霧。 ②酸雨：NOx排入大氣中，與水反應(yīng)生成HNO3和HNO2，隨雨雪降到地面。 ③破壞臭氧層：NO2可使平流層中的臭氧減少，導(dǎo)致地面紫外線輻射量增加。 ④NO與血紅蛋白結(jié)合使人中毒。 [小題練微點(diǎn)] 判斷下列說法的正誤(正確的打“√”，錯誤的打“”)。 (1)豆科植物通過根瘤菌吸收空氣中的氮屬于氮的固定，是化學(xué)變化(　　) (2)汽車尾氣中的氮氧化合物是由游離態(tài)氮轉(zhuǎn)化來的(　　) (3)氮元素有負(fù)化合價(jià)、正化合價(jià)和零價(jià)，因而常溫下，N2既能與氧氣反應(yīng)，又能與H2反應(yīng)(　　) (4)在實(shí)驗(yàn)室里，NO和NO2均用排水法收集(　　) (5)可用NO2與水反應(yīng)制取硝酸，故NO2是酸性氧化物(　　) (6)通過灼熱的鎂粉，可除去N2中的少量氧氣(　　) (7)NO2溶于水時(shí)，NO2是氧化劑，水是還原劑(　　) (8)溴蒸氣和NO2都是紅棕色氣體，不能用濕潤的淀粉KI試紙和NaOH溶液鑒別，可用AgNO3溶液或蒸餾水或CCl4鑒別(　　) (9)(2016全國卷Ⅰ)用向上排空氣法收集銅粉與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的NO(　　) (10)(2015全國卷Ⅰ)密閉容器中2 mol NO與1 mol O2充分反應(yīng)，產(chǎn)物的分子數(shù)為2NA(　　) 答案：(1)√　(2)√　(3)　(4)　(5)　(6)　(7) (8)√　(9)　(10) [學(xué)霸微提醒] (1)氮的氧化物都有毒，其中NO2與N2O4存在下列平衡：2NO2N2O4，因此實(shí)驗(yàn)測得NO2的平均相對分子質(zhì)量總大于46。 (2)驗(yàn)證某無色氣體為NO的方法是向無色氣體中通入O2(或空氣)，無色氣體變?yōu)榧t棕色。 1.(2018全國卷Ⅱ)研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成霧霾時(shí)與大氣中的氨有關(guān)(如圖所示)。下列敘述錯誤的是(　　) A．霧和霾的分散劑相同 B．霧霾中含有硝酸銨和硫酸銨 C．NH3是形成無機(jī)顆粒物的催化劑 D．霧霾的形成與過度施用氮肥有關(guān) 解析：選C　霧和霾的分散劑都是空氣，A項(xiàng)正確；霧霾中的無機(jī)顆粒物含有硝酸銨和硫酸銨，B項(xiàng)正確；NH3參與反應(yīng)生成銨鹽，是反應(yīng)物，不是催化劑，C項(xiàng)錯誤；過度施用氮肥會增加大氣中氨的含量，D項(xiàng)正確。 2．(2018天津高考)煙道氣中的NOx是主要的大氣污染物之一，為了監(jiān)測其含量，選用如下采樣和檢測方法?；卮鹣铝袉栴}： Ⅰ.采樣 采樣步驟： ①檢驗(yàn)系統(tǒng)氣密性；②加熱器將煙道氣加熱至140 ℃； ③打開抽氣泵置換系統(tǒng)內(nèi)空氣；④采集無塵、干燥的氣樣；⑤關(guān)閉系統(tǒng)，停止采樣。 (1)A中裝有無堿玻璃棉，其作用為________________。 (2)C中填充的干燥劑是(填標(biāo)號)________。 a．堿石灰　　　　b．無水CuSO4　　　　c．P2O5 (3)用實(shí)驗(yàn)室常用儀器組裝一套裝置，其作用與D(裝有堿液)相同，在虛線框中畫出該裝置的示意圖，標(biāo)明氣體的流向及試劑。 (4)采樣步驟②加熱煙道氣的目的是___________________________________________。 Ⅱ.NOx含量的測定 將v L氣樣通入適量酸化的H2O2溶液中，使NOx完全被氧化成NO，加水稀釋至100.00 mL。量取20.00 mL該溶液，加入v1 mL c1 molL－1 FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液(過量)，充分反應(yīng)后，用c2 molL－1 K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的Fe2＋，終點(diǎn)時(shí)消耗v2 mL。 (5)NO被H2O2氧化為NO的離子方程式為____________________________________。 (6)滴定操作使用的玻璃儀器主要有________________。 (7)滴定過程中發(fā)生下列反應(yīng)： 3Fe2＋＋NO＋4H＋===NO↑＋3Fe3＋＋2H2O Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O 則氣樣中NOx折合成NO2的含量為__________ mgm－3。 (8)判斷下列情況對NOx含量測定結(jié)果的影響(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。若缺少采樣步驟③，會使測定結(jié)果________。若FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液部分變質(zhì)，會使測定結(jié)果________。 解析：(1)裝置A是過濾器，裝有無堿玻璃棉的作用是過濾除去粉塵。(2)C中填充的是干燥劑，除去H2O且不能與NOx反應(yīng)，所以應(yīng)選有酸性、干燥能力強(qiáng)的P2O5。(3)D裝置中裝有堿液，用于除去NOx，作用與實(shí)驗(yàn)室中的洗氣瓶相同，該裝置的示意圖見答案。(4)煙道氣中有水，采樣步驟②加熱器將煙道氣加熱至140 ℃的目的是防止NOx溶于冷凝水。(5)NO被H2O2氧化為NO，H2O2的還原產(chǎn)物為H2O，離子方程式為2NO＋3H2O2===2H＋＋2NO＋2H2O。(6)滴定操作使用的玻璃儀器主要有錐形瓶、滴定管，因?yàn)樵摰味ㄒ撼仕嵝?，所以選用酸式滴定管。(7)滴定過程中發(fā)生反應(yīng)：3Fe2＋＋NO＋4H＋===NO↑＋3Fe3＋＋2H2O、Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，與Cr2O反應(yīng)的Fe2＋的物質(zhì)的量為6c2v210－3 mol，標(biāo)準(zhǔn)液中Fe2＋的物質(zhì)的量為c1v110－3 mol，則與NO反應(yīng)的Fe2＋的物質(zhì)的量為(c1v1－6c2v2)10－3mol，NO的物質(zhì)的量為 mol，則v L氣樣中折合成NO2的含量為 mol46 gmol－11 000 mgg－11 000 Lm－3＝104 mgm－3。(8)若缺少采樣步驟③，系統(tǒng)內(nèi)存在空氣，會使收集的氣樣中NOx偏少，測定結(jié)果偏低。若FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液部分變質(zhì)，溶液中的Fe2＋濃度減小，消耗的K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液體積減小，使測定結(jié)果偏高。 答案：(1)除塵　(2)c (3)　(4)防止NOx溶于冷凝水 (5)2NO＋3H2O2===2H＋＋2NO＋2H2O (6)錐形瓶、酸式滴定管　(7)104 (8)偏低　偏高 [方法規(guī)律]　NOx尾氣的處理 (1)堿液吸收法 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O， NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O， NO2、NO的混合氣體能被足量燒堿溶液完全吸收的條件是n(NO2)≥n(NO)。一般適合工業(yè)尾氣中NOx的處理。 (2)催化轉(zhuǎn)化法 在催化劑、加熱條件下，氨可將氮氧化物轉(zhuǎn)化為無毒氣體(N2)或NOx與CO在一定溫度下催化轉(zhuǎn)化為無毒氣體(N2和CO2)。一般適用于汽車尾氣的處理。反應(yīng)方程式為 ①4NH3＋6NO5N2＋6H2O； ②8NH3＋6NO27N2＋12H2O； ③2NO＋2CON2＋2CO2； ④2NO2＋4CON2＋4CO2。 3.在一定條件下，將NO2和O2的混合氣體12 mL通入足量水中，充分反應(yīng)后剩余2 mL氣體(同溫同壓下)，則原混合氣體中氧氣的體積為(　　) ①1.2 mL　②2.4 mL?、? mL?、? mL A．①②　　　　　　　　　B．②③ C．③④ D．①④ 解析：選D　混合氣體通入水中，涉及的反應(yīng)有①4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，②3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。若12 mL全部為NO2，發(fā)生反應(yīng)②，剩余氣體4 mL大于實(shí)際剩余氣體2 mL，故剩余氣體為NO或O2。若剩余的氣體是O2，則V(NO2)＝(12－2)mL＝8 mL，V(O2)＝12 mL－8 mL＝4 mL。若剩余的氣體是NO(2 mL)?6 mL NO2，則V(O2)＝(12－6)mL＝1.2 mL。 4．(2019石家莊二中模擬)將充有m mol NO和n mol NO2氣體的試管倒立于水槽中，然后通入m mol O2，若已知n＞m，則充分反應(yīng)后，試管中的氣體在同溫同壓下的體積為(　　) A. B. C. D．3(n－m) 解析：選B　根據(jù)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO知，n mol NO2氣體反應(yīng)后生成 mol NO氣體，再根據(jù)4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3得∶m＞4∶3，則知NO過量，故剩余的體積為－＝。 5．氮氧化合物(用NOx表示)是大氣污染的重要因素，根據(jù)NOx的性質(zhì)特點(diǎn)，開發(fā)出多種化學(xué)治理氮氧化合物污染的方法。 (1)用氨可將氮氧化物轉(zhuǎn)化為無毒氣體。已知：4NH3＋6NO5N2＋6H2O,8NH3＋6NO27N2＋12H2O。同溫同壓下，3.5 L NH3恰好將3.0 L NO和NO2的混合氣體完全轉(zhuǎn)化為N2，則原混合氣體中NO和NO2的體積之比是__________。 (2)工業(yè)尾氣中氮的氧化物常采用堿液吸收法處理。 ①NO2被燒堿溶液吸收時(shí)，生成兩種鈉鹽，其物質(zhì)的量之比為1∶1，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：____________________________________________________________________。 ②NO與NO2按物質(zhì)的量之比1∶1被足量NaOH溶液完全吸收后只得到一種鈉鹽，該鈉鹽的化學(xué)式是__________________________________。 解析：(1)設(shè)NO的體積為V(NO)，NO2的體積為V(NO2)，依據(jù)方程式知，處理NO需NH3：V(NO)，處理NO2需NH3：V(NO2)，則，解得V(NO)＝0.75 L，V(NO2)＝2.25 L，V(NO)∶V(NO2)＝1∶3。(2)①生成兩種鈉鹽，必然是NO2的歧化反應(yīng)，依據(jù)量的關(guān)系可知兩種鹽分別為NaNO3和NaNO2。②NO中氮的化合價(jià)為＋2價(jià)，NO2中氮的化合價(jià)為＋4價(jià)，二者1∶1 混合時(shí)與NaOH反應(yīng)生成一種鈉鹽，依據(jù)電子守恒可知，鈉鹽中氮的化合價(jià)為＋3，即為NaNO2。 答案：(1)1∶3　(2)①2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O?、贜aNO2 [方法規(guī)律] 氮的氧化物與O2、H2O反應(yīng)的3種計(jì)算方法 1．關(guān)系式法 (1)NO和O2混合氣體通入水中 由2NO＋O2===2NO2和3NO2＋H2O===2HNO3＋NO得總反應(yīng)為4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3。 (2)NO2和O2混合氣體通入水中 由3NO2＋H2O===2HNO3＋NO和2NO＋O2===2NO2得總反應(yīng)為4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3。 (3)NO、NO2和O2三種混合氣體通入水中 先按3NO2＋H2O===2HNO3＋NO計(jì)算出生成的NO體積，然后加上原來混合氣體中NO體積，再按①計(jì)算。 2．電子守恒法 當(dāng)NOx轉(zhuǎn)化為硝酸時(shí)要失去電子，如果是NOx與O2混合，則反應(yīng)中O2得到的電子數(shù)與NOx失去的電子數(shù)相等。 3．原子守恒法 4NO2＋O2和4NO＋3O2從組成上均相當(dāng)于2N2O5的組成，都與N2O5＋H2O===2HNO3等效。當(dāng)NO、NO2、O2的混合氣體溶于水時(shí)利用混合氣體中N、O原子個(gè)數(shù)比進(jìn)行分析判斷。 1.我國“神舟 11 號”宇宙飛船的運(yùn)載火箭的推進(jìn)劑引燃后發(fā)生劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生大量高溫氣體從火箭尾部噴出。引燃后的高溫氣體成分有 CO2、H2O、N2、NO 等，這些氣體均為無色，但在衛(wèi)星發(fā)射現(xiàn)場看到火箭噴射出大量“紅煙”，產(chǎn)生“紅煙”的原因是(　　) A．“紅煙”是 Fe2O3 B．NO 與 H2O 反應(yīng)生成 C．CO2 與 NO 反應(yīng)生成 NO2 D．NO 遇空氣生成 NO2 巧用平衡思想理解NO2氣體存在形式 2NO2N2O4　ΔH<0 ①NO2能使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍(lán)。 ②1 mol NO2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積應(yīng)小于22.4 L。 ③標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4 L NO2的質(zhì)量大于46 g?！　　　? 解析：選D　引燃后的高溫氣體成分有CO2、H2O、N2、NO等無色氣體中，NO容易被O2氧化為NO2，NO2是紅棕色氣體。 2.如圖所示，將相同條件下的m體積NO和n體積O2同時(shí)通入倒立于水槽中且盛滿水的試管內(nèi)，充分反應(yīng)后，試管內(nèi)殘留 體積的氣體，該氣體與空氣接觸后立即變?yōu)榧t棕色。則m與n的比值為(　　) A．3∶2　　 　B．2∶3　　 　C．8∶3　　 　D．3∶8 掌握氮的氧化物的相關(guān)計(jì)算 ①計(jì)算剩余氣體體積。 ②溶液的濃度，在計(jì)算時(shí)一般設(shè)容器的體積為V L，通過反應(yīng)方程式計(jì)算剩余氣體體積、溶液的濃度。　　　　 解析：選C　該過程中涉及的反應(yīng)有2NO＋O2===2NO2、3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，可將兩個(gè)方程式“合并”為4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3。剩余氣體與空氣接觸立即變?yōu)榧t棕色，說明剩余氣體為NO。則可知 體積的NO氣體與n體積的O2恰好完全反應(yīng)。 4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3 4　　　3 　　 n 4∶＝3∶n，解得m∶n＝8∶3。 考點(diǎn)(二)　氨和銨鹽 【點(diǎn)多面廣精細(xì)研】 1．氨的物理性質(zhì)與噴泉實(shí)驗(yàn) (1)物理性質(zhì) 無色有刺激性氣味的氣體，密度比空氣小，易液化。極易溶于水(1∶700)，可由噴泉實(shí)驗(yàn)證明。 (2)噴泉實(shí)驗(yàn) ①噴泉實(shí)驗(yàn)的原理 因?yàn)闊績?nèi)氣體易溶于水或易與水反應(yīng)，使瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小，形成壓強(qiáng)差，大氣壓將燒杯中的水壓入燒瓶而形成噴泉。 ②常見的能形成噴泉實(shí)驗(yàn)的氣體和吸收劑如表： 氣體 HCl NH3 CO2、SO2、Cl2、H2S NO2＋O2 吸收劑 水或NaOH溶液 水或鹽酸 濃NaOH溶液 水 2.氨的化學(xué)性質(zhì) (1)與水反應(yīng) 反應(yīng)原理為NH3＋H2ONH3H2ONH＋OH－。氨氣溶于水得氨水，氨水中含有的粒子有：NH3H2O、H2O、NH3、NH、OH－、H＋。NH3H2O為可溶性一元弱堿，不穩(wěn)定，易分解，化學(xué)方程式為NH3H2ONH3↑＋H2O。 (2)氨氣與酸的反應(yīng) 蘸有濃鹽酸的玻璃棒與蘸有濃氨水的玻璃棒靠近，其現(xiàn)象為有白煙生成，將濃鹽酸改為濃硝酸，也會出現(xiàn)相同的現(xiàn)象?；瘜W(xué)方程式為HCl＋NH3===NH4Cl、NH3＋HNO3===NH4NO3。 (3)與鹽溶液的反應(yīng) 過量氨水與AlCl3溶液反應(yīng)的離子方程式：Al3＋＋3NH3H2O===Al(OH)3↓＋3NH。 (4)氨氣的還原性 ①催化氧化：4NH3＋5O24NO＋6H2O。 ②被CuO氧化：2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O。 ③被氯氣氧化：2NH3＋3Cl2===N2＋6HCl或8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl。 (5)氨的用途 ①液氨汽化時(shí)吸收大量的熱，故用作制冷劑。 ②制氮肥、硝酸、銨鹽、純堿等。 3．氨氣的實(shí)驗(yàn)室制法 4．銨鹽及NH的檢驗(yàn) (1)銨鹽的物理性質(zhì) 銨鹽都是白色固體，均易溶于水。 (2)銨鹽的化學(xué)性質(zhì) (3)NH的檢驗(yàn) 未知液產(chǎn)生使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)色的氣體，則證明含NH。 [小題練微點(diǎn)] 判斷下列說法的正誤(正確的打“√”，錯誤的打“”)。 (1)氨易液化，因此可用來作制冷劑(　　) (2)氨溶解于水顯弱堿性，因此可使酚酞溶液變?yōu)榧t色(　　) (3)氨氣遇到濃鹽酸、硫酸都會發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生白煙(　　) (4)實(shí)驗(yàn)室可用濃氨水與生石灰制取氨氣(　　) (5)加熱盛有NH4Cl固體的試管，試管底部固體消失，試管口有晶體凝結(jié)，說明NH4Cl固體可以升華(　　) (6)氨水中含氮微粒中最多的微粒是NH(　　) (7)銨鹽都易溶于水，其水溶液均呈酸性(　　) (8)施肥時(shí)，草木灰(有效成分為K2CO3)不能與NH4Cl混合使用，是因?yàn)镵2CO3與NH4Cl反應(yīng)生成氨氣會降低肥效(　　) (9)向某無色溶液中加入稀NaOH溶液，把濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口，不變藍(lán)，則原溶液中不含NH(　　) (10)NH4H的結(jié)構(gòu)與NH4Cl相似，NH4H固體與少量H2O反應(yīng)可有兩種氣體生成(　　) (11)用濃NH4Cl溶液處理過的舞臺幕布不易著火是因?yàn)镹H4Cl隔絕了空氣(　　) (12)現(xiàn)有1 molL－1的氨水，則該溶液中NH3H2O的濃度是1 molL－1(　　) 答案：(1)√　(2)√　(3)　(4)√　(5)　(6)　(7) (8)√　(9)　(10)√　(11)　(12) [學(xué)霸微提醒] (1)極易溶于水的氣體有NH3(1∶700)、HCl(1∶500)。 (2)NH3是中學(xué)化學(xué)中唯一的堿性氣體，能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)，可在推斷題中作為解題突破口。 (3)氨水呈堿性，NH3H2O屬于一元弱堿，計(jì)算氨水的濃度時(shí)，溶質(zhì)按NH3進(jìn)行計(jì)算。 1.判斷下列說法的正誤(正確的打“√”，錯誤的打“”)。 (1)(2018江蘇高考)NH4Cl與Ca(OH)2混合加熱可生成NH3(　　) (2)(2017全國卷Ⅱ)加熱盛有少量NH4HCO3固體的試管，并在試管口放置濕潤的紅色石蕊試紙，石蕊試紙變藍(lán)，說明NH4HCO3顯堿性(　　) (3)(2017天津高考)用燒堿處理含高濃度NH的廢水并回收利用氨(　　) (4)(2017北京高考)氨氣使AlCl3溶液產(chǎn)生白色沉淀，氨氣發(fā)生還原反應(yīng)(　　) (5)(2017江蘇高考)利用NH3易溶于水的性質(zhì)，可用作制冷劑(　　) (6)(2016江蘇高考)下列物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化能夠?qū)崿F(xiàn)N2NH3NH4Cl(aq)(　　) (7)(2016上海高考)用生石灰與濃氨水制得的氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)，說明NH3為堿性氣體(　　) (8)(2015重慶高考)實(shí)驗(yàn)室用如圖所示裝置制取氨(　　) 答案：(1)√　(2)　(3)√　(4)　(5)　(6)√ (7)√　(8) 2．(2016全國卷Ⅰ)氮的氧化物(NOx)是大氣污染物之一，工業(yè)上在一定溫度和催化劑條件下用NH3將NOx還原生成N2。某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室中對NH3與NO2反應(yīng)進(jìn)行了探究?；卮鹣铝袉栴}： (1)氨氣的制備 ①氨氣的發(fā)生裝置可以選擇上圖中的________，反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ________________________________________________________________________。 ②欲收集一瓶干燥的氨氣，選擇上圖中的裝置，其連接順序?yàn)椋喊l(fā)生裝置→________(按氣流方向，用小寫字母表示)。 (2)氨氣與二氧化氮的反應(yīng) 將上述收集到的NH3充入注射器X中，硬質(zhì)玻璃管Y中加入少量催化劑，充入NO2(兩端用夾子K1、K2夾好)。在一定溫度下按圖示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 操作步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 解釋原因 打開K1，推動注射器活塞，使X中的氣體緩慢通入Y管中 ①Y管中_______________ _______________________ ②反應(yīng)的化學(xué)方程式______________________________________________ 將注射器活塞退回原處并固定，待裝置恢復(fù)到室溫 Y管中有少量水珠 生成的氣態(tài)水凝聚 打開K2 ③_____________________ _______________________ ④_____________________ _______________________ 解析：(1)①圖中給出了兩種氣體制備裝置，一種是固固加熱制氣裝置，一種是固液加熱制氣裝置。如果選擇A裝置制取氨氣，則反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O；如果選擇B裝置制取氨氣，則反應(yīng)的化學(xué)方程式為NH3H2ONH3↑＋H2O。②欲收集一瓶干燥的氨氣，首先要除去雜質(zhì)，制備氨氣的雜質(zhì)只有水蒸氣，由于氨氣溶于水顯堿性，因此要選用堿石灰作干燥劑，干燥管的進(jìn)出口方向?yàn)榇诌M(jìn)細(xì)出，因此先接d后接c；其次要收集氨氣，由于氨氣的密度小于空氣，要從短管進(jìn)氣，因此先接f再接e；最后要進(jìn)行尾氣處理，由于氨氣極易溶于水，因此可以選擇水吸收尾氣，還要注意防倒吸，所以接i。(2)由題干內(nèi)容“工業(yè)上在一定溫度和催化劑條件下用NH3將NOx還原生成N2”，結(jié)合實(shí)驗(yàn)條件可知反應(yīng)為8NH3＋6NO27N2＋12H2O，NO2為紅棕色氣體，發(fā)生反應(yīng)后變成無色氣體，因此現(xiàn)象為紅棕色氣體逐漸變淺。反應(yīng)后氣體分子數(shù)減少，Y管中的壓強(qiáng)小于外壓，因此產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象。 答案：(1)① A　2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O(或B　NH3H2ONH3↑＋H2O)　②dcfei (2)①紅棕色氣體慢慢變淺?、?NH3＋6NO27N2＋12H2O?、踆中NaOH溶液產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象 ④反應(yīng)后氣體分子數(shù)減少，Y管中壓強(qiáng)小于外壓 [易錯提醒]　實(shí)驗(yàn)室制氨氣的注意事項(xiàng) (1)制氨時(shí)銨鹽不選(NH4)2CO3、NH4HCO3、NH4NO3等，因?yàn)樗鼈兪軣嵋追纸猓巩a(chǎn)生的NH3中混有較多的雜質(zhì)氣體，另外NH4NO3易爆炸；選堿時(shí)，用Ca(OH)2而不用NaOH或KOH，因?yàn)镹aOH、KOH具有吸濕性，易結(jié)塊，不利于產(chǎn)生氨，且在高溫下均能腐蝕玻璃。 (2)干燥氨氣不能用濃硫酸，也不能用無水CaCl2(8NH3＋CaCl2===CaCl28NH3)，通常用堿石灰干燥氨氣。 (3)實(shí)驗(yàn)室制取NH3的簡易方法 方法 化學(xué)方程式(或原理) 發(fā)生裝置 加熱濃氨水 NH3H2ONH3↑＋H2O 濃氨水＋固體NaOH NaOH溶于水放熱，促使NH3H2O分解，且OH－濃度的增大有利于NH3的生成 濃氨水＋固體CaO CaO與水反應(yīng)，使溶劑(水)減少；反應(yīng)放熱，促使NH3H2O分解?；瘜W(xué)方程式：NH3H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2 3.(2019南京師大附中檢測)利用如圖所示的裝置，可以驗(yàn)證NH3和HCl的有關(guān)性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)前a、b、c活塞均關(guān)閉。 (1)若要在燒瓶Ⅱ中產(chǎn)生“噴泉”現(xiàn)象，燒瓶Ⅰ中不產(chǎn)生“噴泉”現(xiàn)象，其操作方法是 ________________________________________________________________________。 (2)若先打開a、c活塞，再擠壓膠頭滴管，在燒瓶中可觀察到的現(xiàn)象是 ________________________________________________________________________。 (3)通過擠壓膠頭滴管和控制活塞的開關(guān)，在燒瓶Ⅰ中產(chǎn)生“噴泉”現(xiàn)象，燒瓶Ⅱ中不產(chǎn)生“噴泉”現(xiàn)象，其操作方法是_________________________________________________。 若要在該裝置中產(chǎn)生雙噴泉現(xiàn)象，其操作方法是________________________________。 解析：(1)打開a、b活塞，再將膠頭滴管中的水?dāng)D入燒瓶Ⅱ中，由于NH3極易溶于水，使燒瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)迅速減小，燒杯中的水迅速進(jìn)入燒瓶Ⅱ中，形成噴泉。(2)先打開a、c活塞，再將膠頭滴管中的水?dāng)D入燒瓶Ⅱ中，燒瓶Ⅱ中的氣壓迅速減小，燒瓶Ⅰ中的HCl氣體會流向燒瓶Ⅱ中，且與NH3化合生成NH4Cl而產(chǎn)生白煙。(3)在(2)基礎(chǔ)上，若關(guān)閉a活塞，打開b活塞，燒杯中的水會迅速進(jìn)入燒瓶Ⅰ中，形成噴泉；若打開b活塞，不關(guān)閉a活塞，燒瓶中的水便會同時(shí)進(jìn)入燒瓶Ⅰ和Ⅱ中，形成雙噴泉。 答案：(1)先打開a、b活塞，再擠壓膠頭滴管(或先擠壓膠頭滴管，再打開a、b活塞) (2)燒瓶Ⅱ中導(dǎo)管口處產(chǎn)生白煙 (3)先打開a、c活塞，再擠壓膠頭滴管(或先打開a活塞，擠壓膠頭滴管，再打開c活塞)，片刻后，關(guān)閉a活塞，然后打開b活塞　先打開a、c活塞，再擠壓膠頭滴管(或先打開a活塞，擠壓膠頭滴管，再打開c活塞)，片刻后，打開b活塞 4．(2017全國卷Ⅰ節(jié)選)凱氏定氮法是測定蛋白質(zhì)中氮含量的經(jīng)典方法，其原理是用濃硫酸在催化劑存在下將樣品中有機(jī)氮轉(zhuǎn)化成銨鹽，利用如圖所示裝置處理銨鹽，然后通過滴定測量。已知：NH3＋H3BO3===NH3H3BO3；NH3H3BO3＋HCl===NH4Cl＋H3BO3。 回答下列問題： (1)a的作用是________________。 (2)b中放入少量碎瓷片的目的是______________________________________________。 f的名稱是________。 (3)清洗儀器：g中加蒸餾水；打開k1，關(guān)閉k2、k3，加熱b，蒸氣充滿管路；停止加熱，關(guān)閉k1，g中蒸餾水倒吸進(jìn)入c，原因是__________________________________________； 打開k2放掉水。重復(fù)操作2～3次。 解析：(1)導(dǎo)管a與大氣相通，其作用是避免燒瓶內(nèi)氣壓過大，發(fā)生危險(xiǎn)。(2)加熱液體時(shí)加入碎瓷片，其作用是防止液體暴沸。冷凝管有直形冷凝管和球形冷凝管、蛇形冷凝管，要指明。(3)停止加熱，瓶內(nèi)水蒸氣冷凝，氣體壓強(qiáng)減小，會引起g中液體倒吸入c中，利用蒸餾水倒吸來洗滌儀器e、f。 答案：(1)避免b中壓強(qiáng)過大　(2)防止暴沸　直形冷凝管 (3)c中溫度下降，管路中形成負(fù)壓 歸納拓展 1．噴泉實(shí)驗(yàn)的原理分析 (1)形成噴泉的原因 形成噴泉最根本的原因是燒瓶內(nèi)外存在壓強(qiáng)差。當(dāng)燒瓶內(nèi)氣體溶于液體或與之反應(yīng)時(shí)，瓶內(nèi)氣體大量減少，壓強(qiáng)降低，外界的大氣壓將液體壓入燒瓶內(nèi)，如此持續(xù)，最后液體將充滿燒瓶。 (2)影響噴泉實(shí)驗(yàn)成功的因素 ①盛氣體的燒瓶必須干燥。②氣體要充滿燒瓶。③燒瓶不能漏氣(實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先檢查裝置的氣密性)。④所用氣體能大量溶于所用液體或氣體與液體可以快速反應(yīng)。 2．噴泉實(shí)驗(yàn)的發(fā)散裝置及操作方法 噴泉實(shí)驗(yàn)是中學(xué)化學(xué)的重要實(shí)驗(yàn)，其本質(zhì)是形成壓強(qiáng)差而引發(fā)液體上噴，以教材中的裝置(發(fā)散源)可設(shè)計(jì)如圖所示的多種不同的裝置和采用不同的操作(如使氣體溶于水、熱敷或冷敷、生成氣體等)來形成噴泉。 設(shè)計(jì)說明：裝置(Ⅰ)改變了膠頭滴管的位置，膠頭滴管擠入少量水于試劑瓶中，即可使少量溶液沿導(dǎo)管進(jìn)入燒瓶中，導(dǎo)致大量的NH3溶解，燒瓶內(nèi)形成負(fù)壓而產(chǎn)生噴泉。裝置(Ⅱ)向?qū)Ч苤型ㄈ胍欢康腍2S和SO2，現(xiàn)象為有淡黃色粉末狀物質(zhì)生成，瓶內(nèi)壁附有水珠，NaOH溶液上噴形成噴泉。裝置(Ⅲ)打開①處的止水夾并向燒瓶中緩慢通入等體積的HCl氣體后關(guān)閉該止水夾，等充分反應(yīng)后再打開②處的止水夾，觀察到先有白煙產(chǎn)生，后產(chǎn)生噴泉。裝置(Ⅳ)擠壓膠頭滴管，然后打開導(dǎo)管上部的兩個(gè)活塞，則在右面燒瓶出現(xiàn)噴煙現(xiàn)象，再打開導(dǎo)管下部活塞，則可產(chǎn)生雙噴泉。 1．如圖，利用培養(yǎng)皿探究氨氣的性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)時(shí)向NaOH固體上滴幾滴濃氨水，立即用另一表面皿扣在上面。表中對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象所做的解釋正確的是(　　) 選項(xiàng) 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 解釋 A 濃鹽酸附近產(chǎn)生白煙 NH3與濃鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生了NH4Cl固體 B 濃硫酸附近無明顯現(xiàn)象 NH3與濃硫酸不發(fā)生反應(yīng) C 氯化物溶液變渾濁 該溶液一定是AlCl3溶液 D 干燥紅色石蕊試紙不變色，濕潤紅色石蕊試紙變藍(lán) NH3是一種可溶性堿 解析：選A　B項(xiàng)，NH3與濃硫酸反應(yīng)；C項(xiàng)，AlCl3、MgCl2等氯化物溶液均可與NH3反應(yīng)使溶液變渾濁；D項(xiàng)，NH3H2O是堿，NH3不屬于堿。 2．如圖是課外活動小組的同學(xué)設(shè)計(jì)的4個(gè)噴泉實(shí)驗(yàn)方案。下列有關(guān)操作不可能引發(fā)噴泉現(xiàn)象的是(　　) A．?dāng)D壓裝置①的膠頭滴管使CCl4全部進(jìn)入燒瓶，片刻后打開止水夾 B．?dāng)D壓裝置②的膠頭滴管使NaOH溶液全部進(jìn)入燒瓶，片刻后打開止水夾 C．用鼓氣裝置從裝置③的a處不斷鼓入空氣并打開止水夾 D．向裝置④的水槽中慢慢加入足量濃硫酸并打開止水夾 理清噴泉實(shí)驗(yàn)原理 燒瓶中氣壓減小，形成噴泉，類型是極易溶于水的氣體，如NO2、NH3，或者氣體與溶液極易反應(yīng)，如Cl2～NaOH溶液，CO2～NaOH溶液?！　　　? 解析：選B　H2難溶于NaOH溶液，不能形成較大壓強(qiáng)差，不能引發(fā)“噴泉”現(xiàn)象。 3．NH3是一種重要的化工原料，可以制備一系列物質(zhì)(如圖)。下列說法正確的是(　　) A．NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥 B．NH4Cl、HNO3和Na2CO3受熱時(shí)都易分解 C.在一定條件下可發(fā)生氧化還原反應(yīng) D．圖中所涉及的鹽類物質(zhì)都屬于正鹽 點(diǎn)撥：NH3中N的化合價(jià)為－3價(jià)，NO2中N的化合價(jià)為＋4 價(jià)?！　　　? 解析：選C　NaHCO3不是化肥，故A錯誤；NH4Cl、HNO3受熱時(shí)都易分解，Na2CO3性質(zhì)穩(wěn)定，受熱不分解，故B錯誤；NH3和NO2中氮元素存在中間價(jià)態(tài)，一定條件下可發(fā)生氧化還原反應(yīng)，故C正確；NaHCO3為酸式鹽，故D錯誤。 4．下列說法中正確的是(　　) A．所有銨鹽受熱均可以分解，產(chǎn)物均有NH3 B．硝酸銨受熱易分解爆炸，實(shí)驗(yàn)室常用加熱氯化銨與氫氧化鈣的固體混合物制備氨氣 C．在盛有硫酸亞鐵銨[(NH4)2Fe(SO4)2]溶液的試管中，滴加少量NaOH溶液，在試管口用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)，試紙變藍(lán) D．銨鹽都易溶于水，其水溶液均呈酸性 解析：選B　銨鹽分解不一定產(chǎn)生NH3，如NH4NO3在400 ℃以上分解生成N2、NO2和H2O，A項(xiàng)錯；Fe2＋比NH更易結(jié)合OH－，因而加入少量NaOH，不會產(chǎn)生NH3，C項(xiàng)錯；NH4HCO3、(NH4)2S溶液等均呈堿性，D項(xiàng)錯。 5．NH3及其鹽都是重要的化工原料。 (1)用NH4Cl和Ca(OH)2制備NH3，反應(yīng)發(fā)生、氣體收集和尾氣處理裝置依次為________。 (2)按如圖裝置進(jìn)行NH3性質(zhì)實(shí)驗(yàn)。 ①先打開旋塞1，B瓶中的現(xiàn)象是____________________，原因是__________________，穩(wěn)定后，關(guān)閉旋塞1。 ②再打開旋塞2，B瓶中的現(xiàn)象是____________________________________________。 解析：(1)制備氨氣時(shí)，加熱固體的試管口應(yīng)略向下傾斜，所以制備裝置應(yīng)選取裝置A；氨氣的密度比空氣的小，因此應(yīng)用向下排空氣法收集，所以收集裝置應(yīng)選取裝置C；氨氣極易溶于水，應(yīng)防止發(fā)生倒吸，因此尾氣處理裝置應(yīng)選取裝置G。(2)A瓶的壓強(qiáng)大于B瓶的，因此A瓶中的氯化氫進(jìn)入B瓶中，與氨氣反應(yīng)生成氯化銨，可以看到B瓶中有白煙生成。由于氯化氫和氨氣反應(yīng)導(dǎo)致B瓶中的壓強(qiáng)降低，且B瓶中的氯化氫相對過量，因此當(dāng)打開旋塞2時(shí)，石蕊水溶液會被倒吸入B瓶中，遇氯化氫溶液變紅色。 答案：(1)A、C、G (2)①有白煙生成　A瓶中的氯化氫移動到B瓶中，與B瓶中的氨氣反應(yīng)生成氯化銨，能看到白煙 ②液體進(jìn)入B瓶中，溶液的顏色變紅 考點(diǎn)(三)　硝酸 【精講精練快沖關(guān)】 [知能學(xué)通] 1．物理性質(zhì) 硝酸是無色易揮發(fā)的液體，有刺激性氣味。 2．化學(xué)性質(zhì) (1)不穩(wěn)定性 反應(yīng)的化學(xué)方程式： 4HNO32H2O＋4NO2↑＋O2↑。 (2)強(qiáng)氧化性 濃、稀硝酸均具有強(qiáng)氧化性，濃度越大，氧化性越強(qiáng)，其還原產(chǎn)物的價(jià)態(tài)越高。還原產(chǎn)物一般為HNO3(濃)―→NO2，HNO3(稀)―→NO。 與金屬 反應(yīng) 稀硝酸與銅反應(yīng)的化學(xué)方程式：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 濃硝酸與銅反應(yīng)的化學(xué)方程式：Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 與非金 屬反應(yīng) 濃硝酸與C反應(yīng)的化學(xué)方程式：C＋4HNO3(濃)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O 與還原性化合物反應(yīng) 硝酸可氧化Fe2＋、H2S、SO2、Na2SO3、HI等還原性物質(zhì)。如稀硝酸與FeSO4溶液反應(yīng)的離子方程式： 3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O (3)與有機(jī)物反應(yīng) ①硝化反應(yīng)(與苯反應(yīng))：＋HNO3＋H2O。 ②顏色反應(yīng)：含苯基的蛋白質(zhì)遇到濃硝酸時(shí)變黃色。 3．硝酸工業(yè)制法的反應(yīng)原理 (1)NH3在催化劑作用下與O2反應(yīng)生成NO：4NH3＋5O24NO＋6H2O。 (2)NO進(jìn)一步氧化生成NO2：2NO＋O2===2NO2。 (3)用水吸收NO2生成HNO3：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。 [注意]?、傧跛崤c變價(jià)金屬反應(yīng)，金屬被氧化為高價(jià)態(tài)。 ②硝酸濃度越大，其還原產(chǎn)物的價(jià)態(tài)越高。還原產(chǎn)物一般為HNO3(濃)→NO2，HNO3(稀)→NO，很稀的硝酸還原產(chǎn)物也可能為N2O、N2或NH4NO3。 ③硝酸與金屬反應(yīng)，體現(xiàn)硝酸的強(qiáng)氧化性和酸性，濃硝酸與非金屬反應(yīng)只體現(xiàn)氧化性。 ④濃硝酸能使紫色石蕊溶液先變紅，后褪色，該反應(yīng)過程中濃硝酸表現(xiàn)出強(qiáng)酸性和強(qiáng)氧化性。 ⑤在酸性條件下NO不能與Fe2＋、I－、SO、S2－等還原性較強(qiáng)的離子大量共存。 ⑥常溫下，鐵、鋁遇濃硝酸能發(fā)生“鈍化”，并非不反應(yīng)，故濃硝酸可以用鐵桶或鋁桶盛放。 [題點(diǎn)練通] 1.判斷下列說法的正誤(正確的打“√”，錯誤的打“”)。 (1)(2018北京高考)熱銅絲插入稀硝酸中，產(chǎn)生無色氣體，隨后變?yōu)榧t棕色，顏色變化與氧化還原反應(yīng)無關(guān)(　　) (2)(2016全國卷Ⅰ)用向上排空氣法收集銅粉與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的NO(　　) (3)(2016全國卷Ⅰ)1 mol Fe溶于過量硝酸，電子轉(zhuǎn)移數(shù)為2NA(　　) (4)(2016江蘇高考)將銅絲插入稀硝酸中：Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋H2O(　　) (5)(2016海南高考)將鐵屑放入稀HNO3中證明Fe比H2活潑(　　) (6)(2015全國卷Ⅱ)常溫下，將濃硝酸滴加到用砂紙打磨過的鋁條上，會產(chǎn)生紅棕色氣體(　　) 答案：(1)　(2)　(3)　(4)　(5)　(6) 2．(2017北京高考)下述實(shí)驗(yàn)中均有紅棕色氣體產(chǎn)生，對比分析所得結(jié)論不正確的是(　　) ① ② ③ A. 由①中的紅棕色氣體，推斷產(chǎn)生的氣體一定是混合氣體 B．紅棕色氣體不能表明②中木炭與濃硝酸發(fā)生了反應(yīng) C．由③說明濃硝酸具有揮發(fā)性，生成的紅棕色氣體為還原產(chǎn)物 D．③的氣體產(chǎn)物中檢測出CO2，由此說明木炭一定與濃硝酸發(fā)生了反應(yīng) 解析：選D?、僦凶茻崴椴Ａ鸺訜嶙饔?，濃硝酸受熱分解生成紅棕色NO2，硝酸中氮元素化合價(jià)降低，必有元素化合價(jià)升高，只能為氧元素，因此，還有O2生成，產(chǎn)生的氣體為混合氣體，A項(xiàng)正確；由①可知，濃硝酸受熱分解可生成紅棕色氣體，所以②中產(chǎn)生的“紅棕色氣體”不一定是木炭與濃硝酸發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生的，B項(xiàng)正確；③中濃硝酸揮發(fā)才能與紅熱木炭接觸，產(chǎn)生的NO2是還原產(chǎn)物，C項(xiàng)正確；紅熱的木炭還可與空氣中的O2反應(yīng)生成CO2，不一定是木炭與濃硝酸發(fā)生反應(yīng)生成了CO2，D項(xiàng)錯誤。 3．(2019門頭溝區(qū)模擬)室溫下，某興趣小組用如圖裝置在通風(fēng)櫥中進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)： 實(shí)驗(yàn) 現(xiàn)象 試管Ⅰ中開始無現(xiàn)象，逐漸有微小氣泡生成，越來越劇烈，液面上方出現(xiàn)淺紅棕色氣體，溶液呈藍(lán)色 試管Ⅱ中劇烈反應(yīng)，迅速生成大量紅棕色氣體，溶液呈綠色；之后向綠色溶液中持續(xù)通入N2，溶液變?yōu)樗{(lán)色 下列說法正確的是(　　) A．試管Ⅰ中淺紅棕色氣體為NO2，由硝酸還原生成 B．等質(zhì)量的 Cu 完全溶解時(shí)，Ⅰ中消耗的HNO3更多 C．換成Fe之后重復(fù)實(shí)驗(yàn)，依然是試管Ⅱ中反應(yīng)更劇烈 D．試管Ⅱ中反應(yīng)后溶液顏色與試管Ⅰ中的不同，是由于溶有NO2 解析：選D　試管Ⅰ中淺紅棕色氣體為NO2，是由硝酸還原生成的NO與空氣中O2反應(yīng)生成，故A錯誤；依據(jù)Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O、3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O可知，等質(zhì)量的 Cu 完全溶解時(shí)，Ⅰ中消耗的HNO3更少，故B錯誤；換成Fe之后重復(fù)實(shí)驗(yàn)，鐵與濃硝酸發(fā)生鈍化生成致密氧化膜，阻止反應(yīng)進(jìn)行，故C錯誤；銅與濃硝酸反應(yīng)生成紅棕色NO2，試管Ⅱ中反應(yīng)后溶液顏色與試管Ⅰ中的不同，是由于溶有NO2，持續(xù)通入N2后，溶液變?yōu)樗{(lán)色，是因?yàn)镹2把NO2從溶液中帶出，故D正確。 4.某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)了如圖所示的濃HNO3 與Cu反應(yīng)的微型實(shí)驗(yàn)。下列說法中錯誤的是(　　) A．?dāng)D壓塑料瓶使?jié)釮NO3進(jìn)入干燥管就可引發(fā)反應(yīng) B．將裝置口向上豎起就可停止反應(yīng) C．蘸堿液的棉花可起到吸收NO2的作用 D．該裝置適用于木炭與濃硝酸或濃硫酸的反應(yīng)實(shí)驗(yàn) 解析：選D　擠壓塑料瓶能使?jié)庀跛徇M(jìn)入干燥管與銅接觸，引發(fā)反應(yīng)，故A正確；只需將裝置口向上豎起，濃硝酸回流到塑料瓶，而銅片不能進(jìn)入塑料瓶，可以停止反應(yīng)，故B正確；二氧化氮與堿反應(yīng)生成亞硝酸鹽和硝酸鹽，所以蘸堿液的棉花可起到吸收NO2的作用，故C正確；該裝置適用于塊狀固體和液體反應(yīng)，且不需要加熱的氣體的制備，而木炭與濃硫酸和濃硝酸都要加熱才反應(yīng)，故D錯誤。 5．(2019尖山區(qū)模擬)在稀硫酸中加入銅粉，銅粉不溶，再加入下列物質(zhì)：①FeCl3　②Fe2O3?、跜u(NO3)2?、躃NO3。銅粉溶解的是(　　) A．只有①或②　　　　　　　　B．只有②或④ C．只有①或②或③ D．①②③④中任意一種 解析：選D?、貱u能和FeCl3反應(yīng)生成FeCl2和CuCl2，所以Cu能在FeCl3溶液中溶解，正確； ②Fe2O3能與稀H2SO4反應(yīng)：Fe2O3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋3H2O，F(xiàn)e2(SO4)3能與銅粉反應(yīng)：Fe2(SO4)3＋Cu===2FeSO4＋CuSO4，所以銅粉溶解，正確；③加入Cu(NO3)2后，溶液中含有H＋和NO，所以相當(dāng)于溶液中含有HNO3，HNO3能和Cu反應(yīng)，3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，所以銅粉溶解，正確；④依據(jù)③的分析可知，加入KNO3，相當(dāng)于加入NO，也與硫酸中的H＋構(gòu)成HNO3致使Cu溶解，正確。 6.(2019福州模擬)將19.2 g的銅和某濃度的硝酸反應(yīng)，生成8.96 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)的氣體，則參加反應(yīng)的硝酸為______mol，將這8.96 L的氣體和標(biāo)準(zhǔn)狀況下________L的氧氣混合，再通入水中沒有氣體剩余。 解析：因N原子守恒，所以參加反應(yīng)的硝酸n(HNO3)＝2n[Cu(NO3)2]＋n(NO)＋n(NO2)＝2n(Cu)＋n(NO)＋n(NO2)＝2＋＝1 mol；因產(chǎn)生的氣體和氧氣最終變?yōu)橄跛?，在上述兩個(gè)過程中只有兩種元素銅、氧的化合價(jià)發(fā)生變化，根據(jù)電子得失守恒，則n(O2)4＝n(Cu)2，即n(O2)＝n(Cu)＝＝0.15 mol，體積為3.36 L。 答案：1　3.36 7．將32.64 g銅與140 mL一定濃度的硝酸反應(yīng)，銅完全溶解，產(chǎn)生的NO和NO2混合氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2 L。請回答下列問題： (1)NO的體積為________L，NO2的體積為________L。 (2)參加反應(yīng)的HNO3的物質(zhì)的量是______________。 (3)待產(chǎn)生的氣體全部釋放后，向溶液中加入V mL a molL－1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2＋全部轉(zhuǎn)化成沉淀，則原硝酸溶液的濃度為____________molL－1。 (4)欲使銅與硝酸反應(yīng)生成的氣體在NaOH溶液中全部轉(zhuǎn)化為NaNO3，至少需要30%的雙氧水____________g。 解析：(1)n(Cu)＝＝0.51 mol，設(shè)混合氣體中NO的物質(zhì)的量為x，NO2的物質(zhì)的量為y。根據(jù)氣體的總體積為11.2 L，有：x＋y＝0.5 mol。根據(jù)得失電子守恒，有：3x＋y＝(0.512)mol。解方程組得：x＝0.26 mol，y＝0.24 mol。則：V(NO)＝0.26 mol22.4 Lmol－1＝5.824 L, V(NO2)＝11.2 L－5.824 L＝5.376 L。(2)參加反應(yīng)的HNO3分兩部分：一部分沒有被還原，顯酸性，生成Cu(NO3)2；另一部分被還原成NO2和NO，所以參加反應(yīng)的HNO3的物質(zhì)的量為0.51 mol2＋0.5 mol＝1.52 mol。(3)HNO3在反應(yīng)中一部分變成氣體，一部分以NO的形式留在溶液中。變成氣體的HNO3的物質(zhì)的量為0.5 mol。加入NaOH溶液至正好使溶液中Cu2＋全部轉(zhuǎn)化為沉淀，則溶液中只有NaNO3，其物質(zhì)的量為10－3aV mol，也就是以NO形式留在溶液中的HNO3的物質(zhì)的量為10－3aV mol。所以，c(HNO3)＝ molL－1。(4)由得失電子守恒得：2n(Cu)＝2n(H2O2)，2＝n(H2O2)2，n(H2O2)＝0.51 mol，則m(H2O2)＝17.34 g。需30%的雙氧水：17.34 g30%＝57.8 g。 答案：(1)5.824　5.376　(2)1.52 mol　 (3)　(4)57.8 硝酸與金屬反應(yīng)的計(jì)算方法 (1)原子守恒法 HNO3與金屬反應(yīng)時(shí)，一部分HNO3起酸的作用，以NO的形式存在于溶液中；一部分作為氧化劑，轉(zhuǎn)化為還原產(chǎn)物。這兩部分中氮原子的總物質(zhì)的量等于反應(yīng)消耗的HNO3中氮原子的物質(zhì)的量。 (2)得失電子守恒法 HNO3與金屬的反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)，HNO3中氮原子得電子的物質(zhì)的量等于金屬失電子的物質(zhì)的量。 (3)電荷守恒法 HNO3過量時(shí)反應(yīng)后溶液中(不考慮OH－)有： c(NO)＝c(H＋)＋nc(Mn＋)(Mn＋代表金屬離子)。 (4)離子方程式計(jì)算法 金屬與H2SO4、HNO3的混合酸反應(yīng)時(shí)，由于硝酸鹽中NO在H2SO4提供H＋的條件下能繼續(xù)與金屬反應(yīng)，因此此類題目應(yīng)用離子方程式來計(jì)算，先作過量判斷，然后根據(jù)完全反應(yīng)的金屬或H＋或NO進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，且溶液中要符合電荷守恒?！　　　? 考點(diǎn)(四)　磷及其化合物 【精講精練快沖關(guān)】 [知能學(xué)通] 1．磷單質(zhì) (1)磷的同素異形體 白磷不溶于水，易溶于CS2，分子式為P4，為正四面體結(jié)構(gòu)()，與紅磷(赤磷)是同素異形體。 (2)單質(zhì)磷的化學(xué)性質(zhì) ①與氧氣反應(yīng)：P4＋5O22P2O5(五氧化二磷)。 ②與鹵素單質(zhì)反應(yīng)：P4＋6Cl24PCl3(白霧)，P4＋10Cl24PCl5(白煙)。 ③與稀硝酸反應(yīng)：3P＋5HNO3＋2H2O3H3PO4＋5NO↑。 2．五氧化二磷和磷化氫 五氧化二磷是磷酸的酸酐，有很強(qiáng)的吸水性，是一種干燥劑。磷化氫的化學(xué)式為PH3，堿性比氨氣弱得多，強(qiáng)還原劑。 3．磷酸 磷酸易溶于水、難揮發(fā)，屬于三元非氧化性中強(qiáng)酸(可當(dāng)作弱酸對待)，具有酸的通性。 (1)電離方程式 H3PO4H＋＋H2PO，H2POH＋＋HPO，HPOH＋＋PO。 (2)與堿反應(yīng) NaOH＋H3PO4===NaH2PO4＋H2O(生成磷酸二氫鹽)， 2NaOH＋H3PO4===Na2HPO4＋2H2O(生成磷酸氫鹽)， 3NaOH＋H3PO4===Na3PO4＋3H2O(生成正鹽)。 [題點(diǎn)練通] 1．(2019黃岡模擬)砷是氮族元素，黃砷(As4)是其一種單質(zhì)，其分子結(jié)構(gòu)與白磷(P4)相似，以下關(guān)于黃砷與白磷的比較敘述正確的是(　　) A．黃砷中共價(jià)鍵鍵能大于白磷 B．黃砷的熔點(diǎn)高于白磷 C．黃砷易溶于水 D．分子中共價(jià)鍵鍵角均為109.5 解析：選B　原子半徑：As＞P，鍵長越大鍵能越小，則黃砷中共價(jià)鍵鍵能小于白磷，故A錯誤；相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越強(qiáng)，熔點(diǎn)越高，則黃砷的熔點(diǎn)高于白磷，故B正確；黃砷為非極性分子，水為極性溶劑，根據(jù)相似相溶原理，黃砷不易溶于水，故C錯誤；P4、As4都為正四面體結(jié)構(gòu)，As、P原子位于正四面體的頂點(diǎn)上，分子中共價(jià)鍵鍵角均為60，故D錯誤。 2．PH3是一種無色劇毒氣體。下列判斷錯誤的是(　　) A．PH3分子是非極性分子 B．PH3分子中有一對孤電子對 C．PH3分子形狀為三角錐形 D．PH3分子穩(wěn)定性低于 NH3分子 解析：選A　PH3分子結(jié)構(gòu)是三角錐形，正負(fù)電荷重心不重合，為極性分子，故A錯誤，C正確；PH3分子結(jié)構(gòu)和 NH3相似，中心原子都含有一個(gè)孤電子對，故B正確；共價(jià)鍵鍵長越短，鍵能越大，分子越穩(wěn)定，P的原子半徑比N大，則N—H鍵鍵長更短、鍵能更高，所以PH3分子穩(wěn)定性低于NH3分子，故D正確。 3．磷是地殼中含量較為豐富的非金屬元素，主要以難溶于水的磷酸鹽如Ca3(PO4)2等形式存在。它的單質(zhì)和化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著重要的應(yīng)用。 (1)白磷(P4)可由Ca3(PO4)2、焦炭和SiO2在電爐中高溫(1 550 ℃)下通過下面三個(gè)反應(yīng)共熔得到。 a．4Ca3(PO4)2(s)＋10C(s)===12CaO(s)＋2P4(s)＋10CO2(g) b．CaO(s)＋SiO2(s)===CaSiO3(s) c．CO2(g)＋C(s)===2CO(g) 已知：CaSiO3的熔點(diǎn)(1 546 ℃)比SiO2低。 ①寫出由Ca3(PO4)2、焦炭和SiO2在電爐中高溫(1 550 ℃)制取白磷總的化學(xué)反應(yīng)方程式 ________________________________________________________________________。 ②白磷(P4)是正四面體結(jié)構(gòu)，請畫出白磷(P4)的結(jié)構(gòu)式_____________，并指出1 mol白磷(P4)含有P—P鍵的數(shù)目_____________。 (2)白磷在熱的濃氫氧化鉀溶液中歧化得到一種次磷酸鹽(KH2PO2)和一種氣體____________(寫化學(xué)式)。 (3)磷的重要化合物NaH2PO4可通過H3PO4與NaOH溶液反應(yīng)獲得。工業(yè)上為了使反應(yīng)的主要產(chǎn)物是NaH2PO4，通常將pH控制在_________之間 (已知磷酸的各級電離常數(shù)為K1＝7.110－3　K2＝6.310－8　K3＝4.210－13 ，lg 7.1≈0.9　lg 6.3≈0.8　lg 4.2≈0.6)。Na2HPO4 溶液顯堿性，若向溶液中加入足量的CaCl2