高三化學(xué)人教版一輪教師用書：第4章 第4節(jié) 氮及其化合物 Word版含答案

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1、 第四節(jié)　氮及其化合物 考綱定位 要點網(wǎng)絡(luò) 1.掌握氮元素單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)和應(yīng)用。 2．掌握氨氣的實驗室制法(包括所用試劑、儀器、反應(yīng)原理和收集方法)。 3．了解氮及其重要化合物的制備方法。 氮氣及其氧化物 1．自然界中氮的存在和氮的固定 2．N2的性質(zhì)及應(yīng)用 (1)物理性質(zhì)：無色無味的氣體，密度比空氣略小，難溶于水，熔點、沸點比O2的低。 (2)化學(xué)性質(zhì) N2的電子式為N??N，結(jié)構(gòu)式為N≡N。 ①與Mg反應(yīng)的化學(xué)方程式：N2＋3MgMg3N2，N2表現(xiàn)氧化性。 ②與H2反應(yīng)的化學(xué)方程式：N2＋3H22NH3，N2表現(xiàn)氧化性。

2、 ③與O2反應(yīng)的化學(xué)方程式：N2＋O22NO，N2表現(xiàn)還原性。 3．氮的氧化物 (1)氮有多種價態(tài)的氧化物，如N2O、NO、NO2、N2O4、N2O3、N2O5等，其中屬于酸性氧化物的是N2O3、N2O5；NO2與N2O4能相互轉(zhuǎn)化2NO2N2O4(寫化學(xué)方程式)。 (2)NO、NO2的比較 NO NO2 顏色 無色 紅棕色 毒性 有毒 有毒 溶解性 難溶于水 易溶于水 與O2或 與H2O反應(yīng) 2NO＋O2===2NO2 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 收集方法 排水法 向上排空氣法 與人體、環(huán)境的關(guān)系 ①與血紅蛋白結(jié)合，使人中毒；

3、 ②轉(zhuǎn)化成NO2，形成酸雨、光化學(xué)煙霧 形成酸雨、光化學(xué)煙霧 (3)常見NOx的尾氣處理方法 ①堿液吸收法 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O； NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O。 注意：NO不能被堿液吸收。 ②催化轉(zhuǎn)化：在催化劑、加熱條件下，氨將氮氧化物轉(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。 (1)NH3的催化氧化和合成氨均為氮的固定。(　　) (2)NO、NO2均可用排空氣法收集。(　　) (3)NO2與H2O反應(yīng)可以生成HNO3，故NO2為酸性氧化物。(

4、　　) (4)NO2與H2O反應(yīng)中，H2O為還原劑。(　　) (5)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)× 用化學(xué)方程式表示“雷雨發(fā)莊稼”這句諺語的化學(xué)原理。 [答案]　N2＋O22NO,2NO＋O2===2NO2,3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。 命題點1　N2及氮的氧化物的基本性質(zhì) 1．下列說法正確的是(　　) A．N2與O2、Mg反應(yīng)中均體現(xiàn)了N2的氧化性 B．N2很穩(wěn)定的原因是氮的非金屬性較弱 C．N2→NO2與N2→NH3均能一步完成 D．

5、NO不能用排空氣法收集的原因是NO易被O2氧化 D　[A項，N2與O2反應(yīng)中，N2體現(xiàn)了還原性；B項，N2穩(wěn)定的原因是NN的鍵很牢固，難斷鍵；C項，N2→NO2不能一步完成。] 2．下列化學(xué)事實及其解釋都正確的是 (　　) A．NO2與水反應(yīng)，NO2作還原劑，水作氧化劑 B．某溶液中含有大量的NO，該溶液中一定不存在大量的 Fe2＋ C．閃電時，空氣中的N2和O2可直接化合生成NO2 D．除去NO中混有少量NO2氣體時，可以用水洗滌后再干燥 D　[A項，NO2既作氧化劑，又作還原劑，錯誤；B項，在酸性條件下，NO與Fe2＋反應(yīng)，不能共存，錯誤；C項，N2與O2在放電時只生成NO

6、，錯誤。] 3．(2018·遼寧鐵嶺協(xié)作體聯(lián)考)已知Cu(NO3)2受熱分解的化學(xué)方程式為2Cu(NO3)22CuO＋4NO2↑＋O2↑，將少量的Cu(NO3)2固體放入試管中加熱，然后用帶火星的木條放入試管中，木條復(fù)燃，則下列說法正確的是(　　) A．NO2能支持燃燒 B．NO2不能支持燃燒 C．木條復(fù)燃是因為硝酸銅分解產(chǎn)生了氧氣的緣故 D．木條復(fù)燃是因為硝酸銅分解產(chǎn)生的CuO催化作用的結(jié)果 A　[氧氣具有助燃性，在純氧氣中能使帶火星的木條復(fù)燃，但空氣中由于含有大量不能助燃的N2，而氧氣量較少，所以空氣不能使帶火星的木條復(fù)燃；反應(yīng)2Cu(NO3)22CuO＋4NO2↑＋O2↑中，

7、產(chǎn)物中NO2、O2的體積比與空氣中N2、O2體積比近似相同，即為4∶1，帶火星的木條放入Cu(NO3)2受熱分解得到的混合氣體的試管中，木條復(fù)燃，說明NO2能支持燃燒，A項正確。] 命題點2　NOx的污染及其處理方法 4．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，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________。

8、 (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，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)利用電子守恒可得 3．5 L×3＝V(NO)×2＋[3.0 L－V(

9、NO)]×4 V(NO)＝0.75 L，V(NO2)＝2.25 L， 故V(NO)∶V(NO2)＝1∶3。 [答案]　(1)1∶3 (2)①2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O ②NaNO2 命題點3　氮氧化合物溶于水的定量判斷 5．(2018·貴陽模擬)同溫同壓下，在3支相同體積的試管中分別充有等體積混合的2種氣體，它們是①NO和NO2，②NO2和O2，③NH3和N2。將3支試管均倒置于盛水的水槽中，充分反應(yīng)后，試管中剩余氣體的體積分別為V1、V2、V3，則下列的關(guān)系正確的是 (　　) A．V1>V2>V3　　　　　 B．V1>V3>V2 C．V2>

10、V3>V1 D．V3>V1>V2 B　[設(shè)各種氣體的體積都為1體積。①根據(jù)3NO2＋H2O=== 2HNO3＋NO，即剩余NO的體積V1＝(1＋)體積。②根據(jù)4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，即剩余O2的體積V2＝(1－)體積。③剩余N2的體積V3＝1體積。即B項符合題意。] 氮氧化物溶于水的問題分析 無論是單一氣體(NO2)，還是NO、NO2、O2中的兩者的混合氣體，反應(yīng)的實質(zhì)是3NO2＋H2O===2HNO3＋NO,2NO＋O2=== 2NO2，故若有氣體剩余只能是NO或O2，不可能是NO2。 (1)若NO和O2通入水中，總關(guān)系式為4NO＋3O2＋2H2O=== 4

11、HNO3(4∶3)。 (2)若NO2和O2通入水中，總關(guān)系式為4NO2＋O2＋2H2O=== 4HNO3(4∶1)。 當(dāng)V(NO2)∶V(O2)>4∶1反應(yīng)中剩余NO2氣體，根據(jù)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，最后剩余的氣體為NO，體積為方程式剩余NO2的三分之一。 硝酸 1．硝酸的物理性質(zhì) 純凈的硝酸是無色、易揮發(fā)、有刺激性氣味的液體，與H2O以任意比互溶。 注意：實驗室常用濃硝酸質(zhì)量分數(shù)為69%，物質(zhì)的量濃度約為16 mol·L－1,95%以上的硝酸稱為“發(fā)煙硝酸”。 2．化學(xué)性質(zhì) (1)不穩(wěn)定性 ①反應(yīng)：4HNO32H2O＋4NO2↑＋O2↑。 ②市

12、售濃硝酸呈黃色的原因是HNO3分解生成的NO2溶于硝酸中。 ③濃硝酸的保存方法是保存在棕色帶有玻璃塞的細口試劑瓶中，置于冷暗處。 (2)強氧化性 ①與不活潑金屬反應(yīng) 稀硝酸與銅反應(yīng)： 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。 濃硝酸與銅反應(yīng)： Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。 ②常溫下，濃硝酸使Fe、Al鈍化。 ③與非金屬反應(yīng) 如濃硝酸與C的反應(yīng)： C＋4HNO3(濃)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。 ④與還原性化合物反應(yīng) 硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋、FeO等還原性物質(zhì)。寫出

13、稀硝酸與SO2、Fe2＋反應(yīng)的離子方程式分別為3SO2＋2NO＋2H2O===3SO＋2NO↑＋4H＋、3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。 (3)與有機物反應(yīng) ①硝化反應(yīng)(與C6H6反應(yīng))： C6H6＋HNO3C6H5—NO2＋H2O； ②顯色反應(yīng)：含苯環(huán)的蛋白質(zhì)遇到濃硝酸變黃色。 [補短板] (1)HNO3與金屬反應(yīng)一般不能產(chǎn)生H2。 (2)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。對于Cu與少量濃硝酸反應(yīng)時，還原產(chǎn)物有NO2、N2O4、NO。 (3)濃硝酸能使紫色石蕊溶液先變紅

14、，后褪色，該反應(yīng)過程中濃硝酸表現(xiàn)出強酸性和強氧化性；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盛放。 (1)硝酸是一元揮發(fā)性強酸，與活潑金屬反應(yīng)生成H2。(　　) (2)除去試管內(nèi)壁的銀鏡或銅鏡，可以選用稀硝酸。(　　) (3)濃硫酸、濃硝酸均可用鐵制或鋁制容器盛的原因是這兩種酸與Fe、Al不反應(yīng)。(　　) (4)含4 mol HNO3的濃溶液與足量Cu充分反應(yīng)，理論上可生成2 mol NO2氣體。(　　) (5)1 mol Fe與足量的稀硝酸反應(yīng)，轉(zhuǎn)移2NA個電子(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)。(　　) [答案]　(1)×　(2)√　(3)×　(4)

15、×　(5)× 制備Cu(NO3)2有三種方案： 方案1：Cu＋HNO3(濃)―→Cu(NO3)2 方案2：Cu＋HNO3(稀)―→Cu(NO3)2 方案3：Cu＋O2CuOCu(NO3)2 從利用率和環(huán)境污染方面評價，哪種方案最佳？為什么？ [答案]　方案3最佳，因為反應(yīng)過程中沒有污染氣體生成，且HNO3的利用率最高。 命題點1　硝酸的主要性質(zhì)及綜合實驗探究 1．硝酸被稱為“國防工業(yè)之母”是因為它是制取炸藥的重要原料。下列實驗事實與硝酸的性質(zhì)不相對應(yīng)的一組是(　　) A．濃硝酸使紫色石蕊溶液先變紅后褪色——酸性和強氧化性 B．不能用稀硝酸與鋅反應(yīng)制氫氣——強氧化性

16、 C．要用棕色瓶盛裝濃硝酸——不穩(wěn)定性 D．能使滴有酚酞的氫氧化鈉溶液的紅色褪去——強氧化性 D　[濃硝酸使紫色石蕊溶液變紅表現(xiàn)的是酸性，使其褪色表現(xiàn)的是強氧化性，A項正確；硝酸具有強氧化性，與鋅反應(yīng)生成的是氮的氧化物，不是氫氣，B項正確；濃硝酸見光易分解，應(yīng)用棕色試劑瓶存放，C項正確；硝酸與NaOH溶液中和后，使溶液中的紅色褪去，利用的是酸性，D項錯誤。] 2．下述實驗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

17、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) D　[紅熱木炭被O2氧化為CO2，不一定是濃硝酸與C反應(yīng)生成CO2。] 3．用動態(tài)觀點理解Cu與濃硝酸的反應(yīng)。 在濃硝酸中放入Cu片， (1)反應(yīng)開始時的化學(xué)方程式為__________________________________ ___________________________________________________________， 實驗現(xiàn)象為_________________________________________________。

18、 (2)若Cu片有剩余，則反應(yīng)將要結(jié)束時的化學(xué)方程式為 ___________________________________________________________ __________________________________________________________。 (3)待反應(yīng)停止后，再加入少量的稀硫酸，這時Cu片上又有氣泡產(chǎn)生，原因是______________________________________________________________ ________________________________________________

19、_________________。 [答案]　(1)Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O　溶液逐漸變藍色，有紅棕色氣體逸出 (2)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O (3)加入稀硫酸后，氫離子與原溶液中硝酸根離子構(gòu)成強氧化性酸，又能與過量的銅反應(yīng) 4．某校課外活動小組為了探究銅與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體主要是NO而設(shè)計了下列實驗，裝置如圖所示(加熱裝置和固定裝置均已略去)。圖中K為止水夾(處于關(guān)閉狀態(tài))，F(xiàn)是一半空的注射器。請回答有關(guān)問題： (1)設(shè)計裝置A的目的是___________________________

20、____________。 (2)在完成(1)中的“操作”后，將裝置B中的銅絲插入稀硝酸，并微熱之，觀察到裝置B中的現(xiàn)象是___________________________________________ _________________________________________________________________； B中反應(yīng)的離子方程式為________________________________________ _________________________________________________________________。 (3)裝

21、置E和F的作用是___________________________________________； 為實現(xiàn)此作用，其操作方法是________________________________________ __________________________________________________________________。 (4)裝置D的作用是_______________________________________________。 [解析]　(1)因燒瓶中有空氣，則生成的NO能與氧氣反應(yīng)生成二氧化氮，利用A裝置反應(yīng)生成的二氧化碳氣體趕走裝置中的空氣避免對

22、一氧化氮氣體檢驗產(chǎn)生干擾。 (2)因銅與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、NO和水，現(xiàn)象是Cu絲表面產(chǎn)生氣泡，稀硝酸液面上方仍為無色，溶液變藍，其離子方程式為3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。 (3)NO與氧氣能迅速反應(yīng)生成二氧化氮，故用空氣驗證NO的生成，將注射器中的空氣推入E中，若氣體變?yōu)榧t棕色則說明生成了NO。 (4)NO、NO2都有毒，能污染環(huán)境，氮的氧化物可用NaOH溶液吸收。 [答案]　(1)產(chǎn)生CO2趕走裝置中的空氣，防止因NO與O2反應(yīng)生成NO2而產(chǎn)生干擾 (2)Cu絲表面產(chǎn)生氣泡，稀硝酸液面上方仍為無色，溶液變藍　3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋

23、＋2NO↑＋4H2O (3)驗證NO的生成　將注射器中的空氣推入E中，若氣體變?yōu)榧t棕色則說明生成了NO (4)吸收多余的氮氧化物，防止污染空氣；防止倒吸 命題點2　硝酸與金屬反應(yīng)的定量計算 5．將相同質(zhì)量的銅分別與足量的濃硝酸、稀硝酸反應(yīng)，下列敘述正確的是 (　　) A．硝酸濃度越大消耗的硝酸越少，產(chǎn)生的有毒氣體也越少 B．反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)稀硝酸少 C．試管內(nèi)壁上的銅用濃硝酸除較好，因反應(yīng)速率快 D．相同狀況下，兩者用排水法收集的氣體的體積相同 D　[銅完全反應(yīng)，在進行相關(guān)計算時以銅為標(biāo)準(zhǔn)，等質(zhì)量的銅在反應(yīng)中失去的電子數(shù)相同，生成的Cu(NO3)2的量相同，濃硝酸被還

24、原為NO2，價態(tài)由＋5降到＋4，每個氮原子只得1個電子，稀硝酸被還原時每個氮原子得到3個電子，故被還原的濃硝酸多、稀硝酸少，生成NO2也比NO多。 用排水法收集氣體時，3NO2＋H2O ===2HNO3＋NO，故兩種情況收集到的氣體一樣多。] 6．向50 mL稀硫酸與稀硝酸的混合溶液中逐漸加入鐵粉，假設(shè)加入鐵粉的質(zhì)量與產(chǎn)生氣體的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)之間的關(guān)系如圖所示，且每一段只對應(yīng)一個反應(yīng)。下列說法正確的是 (　　) A．開始時產(chǎn)生的氣體為H2 B．AB段發(fā)生的反應(yīng)為置換反應(yīng) C．所用混合溶液中c(HNO3)＝0.5 mol·L－1 D．參加反應(yīng)的鐵粉的總質(zhì)量m2＝5.6 g

25、D　[氧化性：NO(H＋)>Fe3＋>H＋，OA段反應(yīng)為Fe＋NO＋ 4H＋===Fe3＋＋NO↑＋2H2O，AB段反應(yīng)為Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，BC段反應(yīng)為Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，故A項、B項錯誤；C項，n(NO)＝0.05 mol，c(NO)＝c(HNO3)＝ mol·L－1＝1 mol·L－1，故錯誤；D項，根據(jù)電子守恒可知n(NO)×3＋n(H2)×2＝n(Fe)×2，n(Fe)＝0.1 mol，m(Fe)＝5.6 g，正確。] 守恒思想突破HNO3與金屬反應(yīng)的計算 (1)原子守恒法 HNO3與金屬反應(yīng)時，一部分HNO3起酸的作用，以NO的形式存在于溶

26、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)。 氨和銨鹽 1．氨的性質(zhì) (1)氨的物理性質(zhì) 無色、有刺激性氣味的氣體，密度比空氣的小，易液化，液氨常作制冷劑，極易溶于水(1∶700)，可由噴泉實驗證明。 (2)氨的化學(xué)性質(zhì) ①與水的反應(yīng)——氨水 a．氨氣溶于

27、水呈堿性原因的方程式為 NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－。 b．氨水的粒子成分：H2O、NH3·H2O、OH－、NH、NH3、H＋，以溶解的NH3總量為溶質(zhì)進行濃度計算。 ②氨氣與酸的反應(yīng) a．蘸有濃鹽酸的玻璃棒與蘸有濃氨水的玻璃棒靠近，其現(xiàn)象為產(chǎn)生白煙，將濃鹽酸改為濃硝酸，也會出現(xiàn)相同的現(xiàn)象。化學(xué)方程式分別為HCl＋NH3===NH4Cl，HNO3＋NH3===NH4NO3。 b．氨氣通入酸的本質(zhì)反應(yīng)為NH3＋H＋===NH。 ③NH3的還原性——氨的催化氧化 化學(xué)方程式為4NH3＋5O24NO＋6H2O。該反應(yīng)是工業(yè)制HNO3的基礎(chǔ)反應(yīng)。 (3)氨水的化學(xué)性質(zhì) ①

28、不穩(wěn)定性：NH3·H2ONH3↑＋H2O。 ②堿的通性 a．氨水使酚酞試劑變紅。 b．中和反應(yīng)：NH3·H2O＋H＋===NH＋H2O。 c．沉淀反應(yīng)：3NH3·H2O＋Al3＋===Al(OH)3↓＋3NH。 注意：涉及氨水反應(yīng)的離子方程式書寫時，NH3·H2O不可拆開。 2．銨鹽的性質(zhì)與檢驗 (1)銨鹽的性質(zhì) 銨鹽均為離子化合物，無色晶體，易溶于水。 ①不穩(wěn)定性——受熱易分解 a．NH4Cl受熱分解：NH4ClNH3↑＋HCl↑。 b．NH4HCO3受熱分解：NH4HCO3NH3↑＋H2O＋CO2↑。 ②與堿反應(yīng)：銨鹽都可與堿溶液反應(yīng)生成NH3·H2O(弱堿)，但加

29、熱生成NH3和H2O。 寫出銨鹽與強堿溶液反應(yīng)的離子方程式： a．稀溶液不加熱：NH＋OH－===NH3·H2O。 b．濃溶液或稀溶液加熱：NH＋OH－NH3↑＋H2O。 ③“水解”——銨鹽溶于水易水解，離子方程式： NH＋H2ONH3·H2O＋H＋，溶液水解呈酸性。 (2)NH的檢驗?zāi)０? 3．NH3的實驗室制法 (1)原理：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。 注意：①不能用NH4NO3，因NH4NO3受熱爆炸；②Ca(OH)2不能用KOH或NaOH代替，因兩者易吸濕，易結(jié)塊，不利于產(chǎn)生NH3，且高溫下腐蝕試管；③不能只用NH4Cl固體加熱制取

30、NH3，因為NH4Cl受熱分解生成的NH3和HCl遇冷又化合成NH4Cl。 (2)實驗裝置 固體＋固體氣體(注意加熱試管管口低于管底 用堿石灰干燥(可用球形干燥管或U形干燥管) [補短板] 制備NH3的其他兩種簡易方法 (1)加熱濃氨水(見圖1) 反應(yīng)原理：NH3·H2ONH3↑＋H2O。 圖1　　　　　　　圖2 (2)濃氨水中加入固態(tài)堿性物質(zhì)(見圖2) 反應(yīng)原理：濃氨水中存在以下平衡：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋ OH－，加入固態(tài)堿性物質(zhì)(如CaO、NaOH、堿石灰等)，使平衡逆向移動，同時反應(yīng)放熱，促進NH3

31、·H2O的分解。加CaO的化學(xué)方程式為NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2。 (1)氨易液化，且液氨汽化時要吸收大量熱，故可作食品的制冷劑。(　　) (2)將17 g NH3通入83 g水中形成35%的氨水溶液。(　　) (3)NH3通入鹽酸與氨水滴入鹽酸發(fā)生的離子方程式相同。 (　　) (4)鑒別銨鹽時，可通過加熱樣品觀察是否有NH3放出。(　　) (5)稀(NH4)2SO4溶液與稀NaOH溶液混合加熱時反應(yīng)的離子方程式為NH＋OH－NH3·H2O。(　　) (6)干燥NH3可選用濃硫酸或CaCl2固體作干燥劑。(　　) [答案]　(1)√　(2)×　(3

32、)×　(4)×　(5)×　(6)× (1)用于檢驗氯氣是否泄漏的原理，如下圖，室溫下將過量的氨推入試管，預(yù)測試管中可能出現(xiàn)的現(xiàn)象____________________________________________ __________________________________________________________________， 寫出反應(yīng)過程的化學(xué)方程式：_________________________________________ ______________________________________________________________

33、___。 (2)氨在加熱條件下可還原氧化銅，產(chǎn)生無污染氣體和單質(zhì)銅，可用于測定銅的相對原子質(zhì)量，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________________________。 [答案]　(1)生成白煙，而后凝結(jié)在試管內(nèi)壁，試管內(nèi)黃綠色氣體顏色逐漸變淺至褪去　3Cl2＋2NH3===6HCl＋N2、HCl＋NH3===NH4Cl　(2)3CuO＋2NH33Cu＋N2＋3H2O 命題點1　氨與銨鹽的主要性質(zhì)及應(yīng)用 1．探究氨氣及銨鹽性質(zhì)的過程中，下列根據(jù)實驗現(xiàn)象得出的結(jié)論不正確的是(　　) A．將集有氨氣的試管倒扣于水槽中，液體迅速充滿試管，說明氨氣極易溶于水 B．將

34、濕潤的紅色石蕊試紙放入集有氨氣的集氣瓶中，試紙由紅色變?yōu)樗{色，說明氨水呈堿性 C．加熱NH4HCO3固體，觀察到固體逐漸減少，試管口有液滴產(chǎn)生，說明NH4HCO3受熱不穩(wěn)定 D．將紅熱的Pt絲伸入盛有濃氨水的錐形瓶中，瓶口出現(xiàn)少量紅棕色氣體，說明氨氣的直接氧化產(chǎn)物為NO2 D　[NH3催化氧化直接產(chǎn)物為NO，不是NO2，紅棕色氣體是生成的NO又與O2反應(yīng)生成NO2。] 2．某興趣小組用下圖裝置探究氨的催化氧化。 (1)氨催化氧化的化學(xué)方程式為____________________________________ ________________________________

35、__________________________________。 (2)加熱玻璃管2一段時間后，擠壓1中打氣球鼓入空氣，觀察到2中物質(zhì)呈紅熱狀態(tài)；停止加熱后仍能保持紅熱，該反應(yīng)是________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。 (3)為保證在裝置4中觀察到紅棕色氣體，裝置3應(yīng)裝入__________；若取消3，在4中僅觀察到大量白煙，原因是____________________________________ _________________________________________________________________。 (4)為實現(xiàn)氨催化氧化，也可用裝置5替

36、換裝置________(填裝置代號)；化合物X為________(只寫一種)，Na2O2的作用是__________。 [答案]　(1)4NH3＋5O24NO＋6H2O (2)放熱　(3)濃硫酸　NO與O2反應(yīng)生成NO2，NO2與H2O反應(yīng)生成HNO3，HNO3與NH3反應(yīng)生成NH4NO3　(4)1　NH4HCO3或[(NH4)2CO3]　與CO2、H2O反應(yīng)生成O2 命題點2　NH3的制法與性質(zhì)實驗探究 3．實驗室制取氨、收集、驗證其還原性并進行尾氣處理的裝置和原理能達到實驗?zāi)康牡氖?　　) A．用裝置甲制取氨 B．用裝置乙收集氨時氣體應(yīng)該從a口進b口出 C．裝置丙中黑色

37、固體變成紅色時還原產(chǎn)物一定為銅 D．可以用裝置丁吸收氨，進行尾氣處理 B　[A項，裝置中的氯化銨固體分解生成氨和氯化氫氣體，在試管口處重新反應(yīng)生成固體氯化銨；B項，氨密度比空氣小，應(yīng)用向下排空氣法收集，用乙裝置收集NH3時，從a口進b口出，正確；C項，氧化銅被還原為銅、氧化亞銅都是紅色固體；D項，氨極易溶于水，導(dǎo)管直接插入水溶液中吸收易發(fā)生倒吸。] 4．下列制備氨水的實驗裝置中最合理的是(　　) A　　　　　　　　　　B C　　　　　　　　　　D B　[制備氨水不需要干燥氨氣，A、C兩項錯誤；不能防止倒吸，D項錯誤。] 5．某化學(xué)自主實驗小組通過實驗探究NH3、NO2的性

38、質(zhì)。 探究Ⅰ：利用如圖所示裝置探究NO2能否被NH3還原(K1、K2為止水夾，夾持固定裝置略去)。 (1)A裝置中制取NH3的化學(xué)方程式是_______________________________ _____________________________________________________________。 (2)甲、乙分別是________(填字母)。 a．濃硫酸、堿石灰 b．堿石灰、堿石灰 c．堿石灰、無水氯化鈣 d．五氧化二磷、五氧化二磷 (3)若NO2能夠被NH3還原，預(yù)期C裝置中能觀察到的現(xiàn)象是 _______________________

39、________________________________________。 (4)此實驗裝置存在一個明顯的缺陷是______________________________ ______________________________________________________________。 [答案]　(1)NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2 (2)c (3)混合氣體顏色逐漸變淺，瓶壁有液體生成 (4)缺少尾氣吸收裝置 溶液或水吸收尾氣時防倒吸裝置 “氣壓差”在化學(xué)實驗中的應(yīng)用 ——科學(xué)探究與創(chuàng)新意識 近幾年，高考試題中涉

40、及氣體壓強變化引起的現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)。如2018·全國卷Ⅰ，T26(3)；2018·全國卷Ⅱ，T9；2017·全國卷Ⅰ，T26(3)；2016·全國卷Ⅰ，T26(2)③④等。這類試題，綜合性較強，對“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”的化學(xué)素養(yǎng)要求高。 1．引起氣壓差的原因 (1)加熱或降溫引起氣壓的增大或減小。 (2)氣體液化或氣化引起氣壓的減小或增大。 (3)氣體的溶解或生成引起氣壓的減小或增大。 (4)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)的改變引起氣壓的改變。 2．“氣壓差”在化學(xué)實驗中的應(yīng)用 (1)通過壓強的變化，檢查裝置的氣密性； (2)防止壓強減小，出現(xiàn)倒吸現(xiàn)象； (3)通過增大或減小壓強，產(chǎn)生

41、噴泉； (4)消除壓強差，以防產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象； (5)通過壓強的改變引起溶液的流動。 3．噴泉實驗裝置及其創(chuàng)新 設(shè)計說明：(1)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)管進入燒瓶中，導(dǎo)致大量的NH3溶解，燒瓶內(nèi)形成負壓而產(chǎn)生噴泉。 (2)裝置(Ⅱ)省去了膠頭滴管，用手(或熱毛巾等)捂熱燒瓶，氨氣受熱膨脹，趕出玻璃導(dǎo)管內(nèi)的空氣，氨氣與水接觸，即發(fā)生噴泉(或用浸冰水的毛巾“冷敷”燒瓶，使水進入燒瓶中，瓶內(nèi)氨氣溶于水)。 (3)裝置(Ⅲ)在水槽中加入能使水溫升高的物質(zhì)致使錐形瓶內(nèi)酒精因升溫而揮發(fā)，錐形瓶內(nèi)氣體壓強增大而產(chǎn)生噴泉。 (4)裝置(Ⅳ

42、)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。 (5)裝置(Ⅴ)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。 (6)裝置(Ⅵ)中，擠壓膠頭滴管，然后打開導(dǎo)管上部的兩個活塞，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．下列裝置中不能用來防堵塞的是(　　) D　[A裝置中的橡膠管是對氣體發(fā)生裝置的一微小改進，這一改進的優(yōu)點就是平衡燒瓶和分液漏斗內(nèi)的氣壓，便于分液漏斗內(nèi)的液體順利流下，可以起到防止堵塞的作用；C

43、裝置中將B和C管連通，其原理與A同，也能防堵塞；B裝置中有一根導(dǎo)氣管通大氣，當(dāng)氣體產(chǎn)生速率過快而氣壓增大，或?qū)夤芏氯鴼鈮涸龃髸r，均可將瓶內(nèi)的液體壓入導(dǎo)氣管而使液面上升，甚至沖出以平衡氣壓，防止堵塞。] 2．下圖是課外活動小組的同學(xué)設(shè)計的4個噴泉實驗方案，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 B　[H2難溶于NaOH溶液，不

44、能形成較大的壓強差，不能引發(fā)噴泉現(xiàn)象。] 3．如圖所示，此裝置可用來制取和觀察Fe(OH)2在空氣中被氧化的顏色變化。實驗時必須使用鐵屑和6 mol·L－1的硫酸，其他試劑任選。填寫下列空白： (1)B中盛有一定量的NaOH溶液，A中應(yīng)預(yù)先加入的藥品是________。A中反應(yīng)的離子方程式是_______________________________________________ __________________________________________________________________ _________________________________

45、________________________________。 (2)實驗開始時先將止水夾a________(填“打開”或“關(guān)閉”)。 (3)一段時間后，待b管收集的H2純凈時，關(guān)閉止水夾a，實驗現(xiàn)象為___________________________________________________________________ _________________________________________________________________。 (4)實驗完畢，打開b處止水夾，放入一部分空氣，此時B瓶中發(fā)生的反應(yīng)為_______________________

46、__________________________________________ _________________________________________________________________。 [解析]　Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，產(chǎn)生的H2將Fe2＋壓入B中，F(xiàn)e2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓；因為Fe(OH)2在空氣中很容易被氧化為紅褐色的Fe(OH)3，即發(fā)生4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。 [答案]　(1)鐵屑　Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ (2)打開　 (3)A中液體進入B中，且B溶液生成白色沉淀 (4

47、)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 氮及其化合物的轉(zhuǎn)化 ——物質(zhì)變化與科學(xué)探究 氮的化合物種類很多，化合價有－3、＋1、＋2、＋3、＋4、＋5多種價態(tài)?；衔镩g的轉(zhuǎn)化關(guān)系很重要，如NH3的催化氧化制硝酸等。充分體現(xiàn)了“物質(zhì)變化與科學(xué)探究”的核心素養(yǎng)。 [價態(tài)——物質(zhì)類別坐標(biāo)] 1．如圖是氮元素的各種價態(tài)與物質(zhì)類別的對應(yīng)關(guān)系： [應(yīng)用體驗]　根據(jù)上述圖示，完成下列問題： (1)根據(jù)A對應(yīng)的化合價和物質(zhì)類別，A的摩爾質(zhì)量是________，從氮元素的化合價能否發(fā)生變化的角度判斷，圖中既有氧化性又有還原性的化合物有__________________

48、______(寫出化學(xué)式)。 (2)量變引起質(zhì)變，濃、稀硝酸的性質(zhì)既相似又有差別，若要除去鐵制品表面的銅鍍層應(yīng)使用________，理由是___________________________________ _________________________________________________________________。 (3)催化轉(zhuǎn)化裝置是汽車尾氣(含有CO和NOx等多種有害氣體)無害化處理的主要方法，原理是CO與NOx反應(yīng)生成兩種無毒氣體，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________________________

49、_____________ _________________________________________________________________。 (4)合成法制硝酸是以NH3為原料，經(jīng)催化氧化后再用水吸收來實現(xiàn)的，若開始時投入17噸NH3，最后生產(chǎn)出的硝酸為42噸，則硝酸的產(chǎn)率是________。 [答案]　(1)108 g·mol－1　NO、NO2、N2O3、HNO2、NaNO2 (2)濃硝酸　常溫下，濃硝酸與Cu反應(yīng)，遇鐵鈍化 (3)2xCO＋2NOxN2＋2xCO2 (4)66.7% 2．氮的重要化合物間特征轉(zhuǎn)化關(guān)系 (1)歧化——同一元素的化合價在同一反

50、應(yīng)中既升高又降低。 如：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O (2)歸中——同一元素的不同化合價在同一反應(yīng)中只靠攏。如：6NO＋4NH35N2＋6H2O NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O (3)含氮物質(zhì)的連續(xù)氧化 NH3NONO2HNO3。 N2NONO2HNO3。 1．氮及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示： 則下列說法不正確的是 (　　) A．路線①②③是工業(yè)生產(chǎn)硝酸的主要途徑 B．路線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷電固氮生成硝酸的主要途徑 C．上述所有標(biāo)號的反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng) D．氮氣可在足量的

51、氧氣中通過一步反應(yīng)生成NO2 D　[氮氣和氧氣在放電或高溫條件下反應(yīng)生成NO，NO與O2反應(yīng)生成NO2，氮氣與氧氣不能直接生成NO2。] 2．下列轉(zhuǎn)化必須加入氧化劑且一步反應(yīng)就能完成的是(　　) ①N2―→NO2?、贜O2―→NO　③NO2―→HNO3?、躈2―→NO?、軳2―→NH3 A．①　 B．②⑤ C．④ D．③④ [答案]　C 3．(新題型)如圖是某元素的價類二維圖，其中A為正鹽，X是一種強堿，通常條件下Z是無色液體，E的相對分子質(zhì)量比D大16，各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。下列說法錯誤的是(　　) A．A作肥料時不適合與草木灰混合施用 B．同主族元素的氫化物中

52、B的沸點最低 C．C一般用排水法收集 D．D→E的反應(yīng)可用于檢驗D B　[正鹽A和強堿X反應(yīng)生成氫化物B，則B為NH3，B和Y連續(xù)反應(yīng)最終生成E，且E的相對分子質(zhì)量比D大16，則Y為O2，C為N2，D為NO，E為NO2，NO2和無色液體Z反應(yīng)得到含氧酸F，則Z為H2O，F(xiàn)為HNO3。銨鹽水解使溶液顯酸性，草木灰的主要成分為K2CO3，CO水解使溶液顯堿性，二者混合施用會降低肥效，A項正確；NH3分子之間存在氫鍵，其沸點比PH3高，B項錯誤；N2的相對分子質(zhì)量與空氣的平均相對分子質(zhì)量相差不大，不能用排空氣法收集，可利用其難溶于水的性質(zhì)，用排水法收集，C項正確；NO生成NO2，顏色由

53、無色變?yōu)榧t棕色，可以檢驗NO的存在，D項正確。] 4．一定條件下，含氮元素的物質(zhì)可發(fā)生如圖所示的循環(huán)轉(zhuǎn)化。 (1)上述轉(zhuǎn)化關(guān)系中含氮化合物發(fā)生氧化反應(yīng)的是________(填字母)下同，發(fā)生非氧化還原反應(yīng)的是____________________________________________ _________________________________________________________________。 (2)若“反應(yīng)b”是與NO反應(yīng)，其化學(xué)方程式為______________________ _______________________________

54、__________________________________。 (3)若“反應(yīng)i”是在酸性條件下由NO與Zn的作用實現(xiàn)，則該反應(yīng)的離子方程式為___________________________________________________________ __________________________________________________________________。 [答案]　(1)b、c、d、g、h　a、l (2)4NH3＋6NO5N2＋6H2O (3)4Zn＋2NO＋10H＋===4Zn2＋＋N2O↑＋5H2O 1．設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)

55、的值，下列說法正確的是______(填序號)。 (1)(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，若石蕊試紙變藍可得出NH4HCO3顯堿性 (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)(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 (4)(2014·全國卷Ⅰ)施肥時，草木灰(有效成分為K2CO3)不能與NH4Cl混合使用，是因為K2CO3與NH4Cl反應(yīng)生成氨氣會降低肥效 (5)(2013·全國卷Ⅰ)可用蘸濃鹽酸的棉棒檢驗輸送氨氣的管道是否漏氣 (

56、6)(2012·全國卷)常溫常壓下，92 g的NO2和N2O4混合氣體含有的原子數(shù)為6NA [答案]　 (4)(5)(6) 2．(2018·全國卷Ⅱ，T8)研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成霧霾時與大氣中的氨有關(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是形成無機顆粒物的催化劑 D．霧霾的形成與過度施用氮肥有關(guān) C　[霧和霾的分散劑均為空氣，A項正確；結(jié)合圖示可知形成霧霾的無機顆粒物中含有NH4NO3和(NH4)2SO4，B項正確；根據(jù)圖示可知空氣中NOx、SO2分別轉(zhuǎn)化為HNO3、H2SO4后，吸收空

57、氣中的NH3生成NH4NO3和(NH4)2SO4，即NH3是形成無機顆粒物的反應(yīng)物，C項錯誤；過度施用氮肥，會導(dǎo)致空氣中揮發(fā)的NH3濃度增大，與霧霾的形成有關(guān)，D項正確。] 3．(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)在實驗室中對NH3與NO2反應(yīng)進行了探究?；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___________________________________________________________________ __

58、_______________________________________________________________。 ②欲收集一瓶干燥的氨氣，選擇上圖中的裝置，其連接順序為：發(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行實驗。 操作步驟 實驗現(xiàn)象 解釋原因 打開K1，推動注射器活塞，使X中的氣體緩慢充入Y管中 ①Y管中 ________ ②反應(yīng)的化學(xué)方程式為 _______________

59、___________________________ 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NH3·H2ONH3↑＋H2O。②欲收集一瓶干燥的氨氣，首先要

60、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，干燥管的進出口方向為粗進細出，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，要從短管進氣，因此先接f再接e；最后要進行尾氣處理，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)合實驗條件可知反應(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管中的壓強小于外壓，因此產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象。 [答案]　(1)①A　2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O(或B　NH3·H2ONH3↑＋H2O)?、赿cfei　(2)①紅棕色氣體慢慢變淺 ②8NH3＋6NO27N2＋12H2O?、踆中NaOH溶液產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象?、芊磻?yīng)后氣體分子數(shù)減少，Y管中壓強小于外壓