高考化学 第四章 非金属及其化合物 第4讲 氮及其化合物复习课件

第 四 章 非 金 属 及 其 化 合 物第4讲氮及其化合物 1.了 解 NO、 NO2的 性 质 。2.掌 握 硝 酸 的 性 质 和 用 途 ， 结 合 金 属 与HNO3的 反 应 ， 掌 握 守 恒 法 的 计 算 技 巧 。3.了 解 氮 的 氧 化 物 对 环 境 及 人 类 健 康 的影 响 。4.了 解 氨 气 、 铵 盐 的 性 质 及 用 途 ； 掌 握氨 气 的 实 验 室 制 法 。5.掌 握 铵 根 离 子 的 检 验 。考纲要求 考点一 氮气及其氧化物考点二 硝酸的性质及应用考点三 氨和铵盐探究高考明确考向练出高分考点四 氮及其重要化合物的综合应用 知识梳理 递进题组考点一氮气及其氧化物 1.氮 气 知 识 梳 理 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 ： NO NO2物 理 性 质 颜 色毒 性溶 解 性 不 溶 能 溶无 色 红 棕 色有 毒 有 毒 化 学性 质 与 O2反 应 2NO O2=2NO2 与 H2O反应 3NO2H2O=2HNO3 NO与 人 体 、 环 境的 关 系 与 血 红 蛋 白 结 合 使 人 中 毒 转 化 成 NO2形 成 酸 雨 、 光化 学 烟 雾 形 成 酸 雨 、光 化 学 烟 雾 特别提醒 (1)氮 的 氧 化 物 都 是 大 气 污 染 物 。(2)空 气 中 NO2是 造 成 光 化 学 烟 雾 的 主 要 因 素 。(3)空 气 中 NO、 NO2主 要 来 源 于 煤 和 石 油 的 燃 烧 、 汽 车 尾 气 、硝 酸 工 厂 等 。(4)NO2： 既 有 氧 化 性 又 有 还 原 性 ， 以 氧 化 性 为 主 。 NO2能 使湿 润 的 淀 粉 KI试 纸 变 蓝 。 1.根 据 氮 在 元 素 周 期 表 中 的 位 置 可 知 氮 元 素 是 一 种 活 泼 的 非金 属 元 素 ， 为 什 么 氮 气 很 稳 定 ？答案 氮 气 的 性 质 不 仅 与 原 子 结 构 有 关 ， 还 与 氮 分 子 的 构 成有 关 ； 氮 气 分 子 中 的 N N键 ， 键 能 很 大 ， 分 子 结 构 稳 定 ， 故氮 气 很 稳 定 。深度思考 2.俗 话 说 “ 雷 雨 发 庄 稼 ” ， 这 说 明 雷 雨 中 含 有 能 被 植 物 吸 收利 用 的 化 合 态 的 氮 ， 请 同 学 们 写 出 三 个 有 关 的 化 学 方 程 式 ：(1)_；(2)_；(3)_。2NO O2=2NO23NO2 H2O=2HNO3 NO 3.如 何 鉴 别 NO2与 溴 蒸 气 ？答 案 由 于 NO2和 Br2在 性 质 上 有 不 少 相 似 性 ： 均 具 有 氧 化性 ； 溶 于 水 均 有 酸 生 成 ； 均 可 与 碱 反 应 ； 均 为 红 棕 色等 。 所 以 不 能 用 淀 粉 KI试 纸 、 pH试 纸 、 NaOH溶 液 来 鉴 别 ，但 二 者 性 质 又 有 差 别 ， 可 以 用 下 列 方 法 鉴 别 ： AgNO3溶 液 ； CCl4溶 液 ； 用 水 洗 法 。 递 进 题 组题组一NO、NO2的性质及对环境的影响1.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 D 2.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 射 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 2NO2 2NO 2O， 2NO O2 2NO2， OO2 O3。 下 列 对 该 反 应 过 程 及 生 成 物 叙 述 正 确 的 是 ( )A.NO2起 催 化 剂 作 用 B.NO起 催 化 剂 作 用C.NO 2只 起 氧 化 剂 作 用 D.O3与 O2为 同 分 异 构 体 解析 反 应 过 程 得 O2 2O， O 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 。答案 A 3.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_。 汽 车 尾 气 对 环境 的 危 害 主 要 有 _(至 少 填 两 种 )。解析 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 。汽 油 的 不 完 全 燃 烧 N2与 O2在 汽 车 汽 缸 内 的 高 温 环 境 下 的 反 应 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)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 CO、 NOx反 应 后 生 成 的 无 毒 气 体 为 CO2和 N2。3NO2 H2O=2HNO3 NO 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 的 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 减 少 ， 导 致 地 面 紫外 线 辐 射 量 增 加 。归纳总结 2.常 见 的 NOx尾 气 处 理 方 法(1)碱 液 吸 收 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 吸 收 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 ： 在 催 化 剂 、 加 热 条 件 下 ， 氨 可 将 氮 氧 化 物 转 化为 无 毒 气 体 (N 2)或 NOx与 CO在 一 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 。 题组二有关氮的氧化物的简单计算4.将 22.4L某 气 态 氮 氧 化 合 物 与 足 量 的 灼 热 铜 粉 完 全 反 应 后 ， 气体 体 积 变 为 11.2L(体 积 均 在 相 同 条 件 下 测 定 )， 则 该 氮 氧 化 合 物的 化 学 式 为 ( )A.NO2 B.N2O3 C.N2O D.N2O4解析 本 题 考 查 氧 化 还 原 反 应 和 阿 伏 加 德 罗 定 律 及 元 素 化 合 物知 识 ， 意 在 考 查 学 生 利 用 有 关 定 律 进 行 数 据 处 理 的 能 力 。 氮 氧化 合 物 与 铜 粉 反 应 生 成 CuO和 N2， 结 合 题 中 气 体 体 积 和 阿 伏 加德 罗 定 律 可 推 知 该 氮 的 氧 化 物 分 子 中 只 含 有 一 个 氮 原 子 ， 结 合选 项 知 A正 确 。A 5.在 一 定 条 件 下 ， 将 NO2和 O2的 混 合 气 体 12mL通 入 足 量 水 中 ，充 分 反 应 后 剩 余 2mL气 体 (同 温 同 压 下 )， 则 原 混 合 气 体 中 氧气 的 体 积 为 ( ) 1.2mL 2.4mL 3mL 4mLA. B. C. D. 解 析 首 先 分 析 剩 余 的 2mL气 体 有 两 种 可 能 。 如 果 剩 余 2mLO2， 则 V(NO2) (12 2)mL 8mL， 则 混 合 气 中 ： V(O2) 12mL 8mL 4mL。 若 剩 余 的 2mL气 体 是 NO， 则 混 合气 中 的 V(O 2) (12mL 2mL 3) 1.2mL， D项 正 确 。D 6.氮 氧 化 合 物 (用 NOx表 示 )是 大 气 污 染 的 重 要 因 素 ， 根 据 NOx的 性 质 特 点 ， 开 发 出 多 种 化 学 治 理 氮 氧 化 合 物 污 染 的 方 法 。(1)用 氨 可 将 氮 氧 化 物 转 化 为 无 毒 气 体 。 已 知 ： 4NH3 6NO 5N2 6H2O,8NH3 6NO2 7N2 12H2O。 同 温同 压 下 ， 3.5LNH3恰 好 将 3.0LNO和 NO2的 混 合 气 体 完 全 转化 为 N2， 则 原 混 合 气 体 中 NO和 NO2的 体 积 之 比 是 _。 解析 设 NO的 体 积 为 V(NO)， NO2的 体 积 为 V(NO2)， 依 据 方 程 式 知 ， 处 理 NO需NH3： V(NO)， 处 理 NO2需 NH3： V(NO2)，则解 得 V(NO) 0.75LV(NO2) 2.25LV(NO) V(NO 2) 1 3。答案 1 3 (2)工 业 尾 气 中 氮 的 氧 化 物 常 采 用 碱 液 吸 收 法 处 理 。 NO2被 烧 碱 溶 液 吸 收 时 ， 生 成 两 种 钠 盐 ， 其 物 质 的 量 之 比1 1， 写 出 该 反 应 的 化 学 方 程 式 ： _。 NO与 NO2按 物 质 的 量 之 比 1 1被 足 量 NaOH溶 液 完 全 吸 收后 只 得 到 一 种 钠 盐 ， 该 钠 盐 的 化 学 式 是 _。解析 生 成 两 种 钠 盐 ， 必 然 是 NO2的 歧 化 反 应 ， 依 据 量 的关 系 可 知 两 种 盐 分 别 为 NaNO3和 NaNO2。 NO中 氮 的 化 合 价 为 2价 ， NO2中 氮 的 化 合 物 为 4价 ， 二者 1 1混 合 时 与 NaOH反 应 生 成 一 种 钠 盐 ， 依 据 电 子 守 恒 可知 ， 钠 盐 中 氮 的 化 合 价 为 3， 即 为 NaNO2。答案 2NO2 2NaOH=NaNO3 NaNO2 H2O NaNO2 (3)纯 碱 溶 液 也 能 用 于 处 理 氮 氧 化 合 物 废 气 ， 反 应 原 理 与 上 述(2)类 似 ， 同 时 产 生 CO2。 请 写 出 纯 碱 溶 液 吸 收 NO2的 化 学 方 程 式 ： _。 现 有 一 定 量 的 某 工 业 废 气 ， 其 中 含 有 3.36LNO2、 1.12LNO(已 换 算 为 标 准 状 况 ， 假 设 不 含 N2O4)， 恰 好 被 200mL碳酸 钠 溶 液 吸 收 ， 所 得 盐 的 物 质 的 量 分 别 为 _、 _，该 碳 酸 钠 溶 液 的 物 质 的 量 浓 度 为 _molL 1。 解析 n(NO2) 0.15mol， n(NO) 0.05mol则 单 独 与 Na2CO3反 应 的 NO2为 0.15mol 0.05mol 0.1mol所 以 共 生 成 NaNO3： 0.05mol， NaNO2： 0.15mol 答案 Na2CO3 2NO2=NaNO3 NaNO2 CO2 NaNO3： 0.05mol NaNO2： 0.15mol 0.5 1.解 答 氮 氧 化 物 溶 于 水 的 计 算 问 题 首 先 应 明 确 原 理无 论 是 单 一 气 体 (NO2)， 还 是 NO、 NO2、 O2中 的 两 者 或 三 者 的混 合 气 体 ， 反 应 的 实 质 是 3NO2 H2O=2HNO3 NO,2NOO2=2NO2， 故 若 有 气 体 剩 余 只 能 是 NO或 O2， 不 可 能 是 NO2。(1)若 NO和 O2通 入 水 中 ， 总 关 系 式 为 4NO 3O2 2H2O=4HNO3。(2)若 NO2和 O2通 入 水 中 ， 总 关 系 式 为 4NO2 O2 2H2O=4HNO 3。 反思归纳 2.注 意 原 子 守 恒 和 得 失 电 子 守 恒 的 运 用有 关 氮 的 氧 化 物 的 计 算 ， 从 反 应 实 质 看 都 是 氧 化 还 原 反 应 。可 以 从 得 失 电 子 数 相 等 或 原 子 守 恒 的 角 度 分 析 ， 简 化 计 算过 程 。 如 NOx与 O2、 H2O转 化 为 硝 酸 的 计 算 ， 则 反 应 中 O2得到 的 电 子 数 与 NOx失 去 的 电 子 数 相 等 。 考点二硝酸的性质及应用递进题组知识梳理 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 知 识 梳 理 (1)不 稳 定 性反 应 ： 。(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 ： 与 金 属 反 应 ：稀 硝 酸 与 铜 反 应 ： ；3Cu 8HNO 3(稀 )=3Cu(NO3)2 2NO 4H2O 浓 硝 酸 与 铜 反 应 ： 。 与 非 金 属 反 应 ：浓 硝 酸 与 C的 反 应 ： ； 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 ： 。Cu 4HNO3(浓 )=Cu(NO3)2 2NO2 2H2O (3)与 有 机 物 反 应 硝 化 反 应 (与 C6H6反 应 )： ； 颜 色 反 应 ： 蛋 白 质 遇 到 浓 硝 酸 时 变 黄 色 。 1.久 置 的 浓 硝 酸 呈 黄 色 ， 如 何 除 去 ？ 怎 样 保 存 浓 硝 酸 ？答 案 浓 硝 酸 显 黄 色 是 由 于 浓 硝 酸 见 光 或 受 热 发 生 分 解 ，生 成 的 NO2溶 于 浓 硝 酸 所 致 ， 所 以 消 除 的 方 法 是 通 入 O2(或空 气 )， 使 其 发 生 反 应 4NO2 O2 2H2O=4HNO3。 保 存 时应 保 存 在 棕 色 试 剂 瓶 中 ， 并 置 于 阴 凉 处 。2.常 温 下 ， 铝 和 铁 在 浓 硝 酸 中 “ 钝 化 ” 是 化 学 变 化 吗 ？答案 是 化 学 变 化 ， 钝 化 是 在 铁 、 铝 的 表 面 形 成 一 层 致 密的 氧 化 物 保 护 膜 ， 阻 止 了 金 属 与 硝 酸 的 进 一 步 反 应 。深度思考 递 进 题 组题组一硝酸的酸性和强氧化性1.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 NO 2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 强 氧 化 性 酸 ， 可 氧 化 许 多 还 原 性 物 质 ， 因 此 硝 酸与 Na2S反 应 不 能 生 成 H2S， 与 FeO反 应 时 表 现 氧 化 性 和 酸 性 ，所 以 选 项 B、 C错 ， 选 项 D正 确 。答案 D 2.相 同 质 量 的 铜 片 分 别 与 体 积 相 同 且 过 量 的 浓 硝 酸 、 稀 硝 酸反 应 ， 二 者 比 较 相 等 的 是 ( ) 反 应 中 氧 化 剂 得 到 电 子 总 数 铜 片 消 耗 完 所 需 时 间 反 应 后 溶 液 中 铜 离 子 浓 度 (反 应 后 溶 液 体 积 不 变 ) 反 应 生 成 气 体 的 体 积 (同 温 、 同 压 )A. B. C. D. 解析 铜 与 浓 、 稀 硝 酸 反 应 均 被 氧 化 为 Cu2 ， 铜 片 质 量 相 同时 转 移 电 子 数 相 同 ， 正 确 ；浓 硝 酸 的 氧 化 性 强 ， 与 铜 反 应 时 反 应 速 率 快 ， 错 误 ；浓 、 稀 硝 酸 足 量 ， 铜 片 全 部 反 应 ， 因 此 反 应 后 溶 液 中 Cu2 浓度 相 同 ， 正 确 ；根 据 浓 、 稀 硝 酸 与 铜 反 应 的 化 学 方 程 式 可 知 ， 反 应 后 生 成 气体 的 物 质 的 量 不 同 ， 同 温 同 压 时 体 积 也 不 同 ， 错 误 。答案 A 解析 硝 酸 具 有 强 氧 化 性 ， 因 而 含 有 NO的 酸 性 溶 液 不 能与 铁 反 应 产 生 H2， A项 错 ； 硝 酸 可 溶 解 银 ，B项 正 确 ；Fe2 在 稀 HNO3中 不 能 大 量 存 在 ， C项 错 ；硝 酸 与 CuS不 能 发 生 复 分 解 反 应 ， 而 是 发 生 氧 化 还 原 反 应 ，D项 错 。答案 B 反思归纳1.硝 酸 与 金 属 反 应 的 规 律(1)HNO3与 金 属 反 应 一 般 不 能 产 生 H2。(2)还 原 产 物 一 般 为 HNO3(浓 ) NO2， HNO3(稀 ) NO； 很 稀的 硝 酸 还 原 产 物 也 可 能 为 N2O、 N2或 NH4NO3。(3)硝 酸 与 金 属 反 应 时 既 表 现 氧 化 性 又 表 现 酸 性 。 (2)在 书 写 离 子 方 程 式 时 ， 忽 视 HNO3的 强 氧 化 性 ， 将 氧 化 还原 反 应 简 单 的 写 成 复 分 解 反 应 。 题组二硝酸与金属反应的计算4.在 标 准 状 况 下 将 1.92g铜 粉 投 入 一 定 量 浓 HNO3中 ， 随 着 铜粉 的 溶 解 ， 反 应 生 成 的 气 体 颜 色 逐 渐 变 浅 ， 当 铜 粉 完 全 溶 解后 共 收 集 到 由 NO2和 NO组 成 的 混 合 气 体 1.12L， 则 反 应 消 耗HNO3的 物 质 的 量 为 ( )A.0.8mol B.0.6molC.0.11mol D.无 法 计 算 解析 根 据 原 子 守 恒 法 计 算 。 被 还 原 的 硝 酸 物 质 的 量 即 为 气 体 NO2与 NO物 质 的 量 的 总 和 ，n(HNO3)被 还 原 0.05mol， 未 被 还 原 的 HNO3的 物 质 的 量 等 于 Cu(NO3)2中 NO的 物 质 的量 ， n(Cu) 0.03mol， 所 以 nCu(NO3)2 0.03mol， 消 耗 的 HNO3的 物 质 的 量 为 0.03mol 2 0.05mol 0.11mol， 故 C项 正 确 。答案 C 5.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.32g C.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 0.5mol， 即 32g。B 6.有 一 稀 硫 酸 和 稀 硝 酸 的 混 合 酸 ， 其 中 H2SO4和 HNO3的 物 质的 量 浓 度 分 别 是 4molL 1和 2molL 1， 取 10mL此 混 合 酸 ，向 其 中 加 入 过 量 的 铁 粉 ， 待 反 应 结 束 后 ， 可 产 生 标 准 状 况 下的 气 体 的 体 积 为 (设 反 应 中 HNO3被 还 原 成 NO)( )A.0.448L B.0.672LC.0.896L D.0.224L 解析 金 属 和 混 酸 反 应 通 过 离 子 方 程 式 计 算 比 较 简 便 ， 3Fe8H 2NO=3Fe2 2NO 4H2O(铁 过 量 ， 产 物 为 Fe2 )，反 应 中 Fe和 H 过 量 ， 生 成 的 NO的 量 以 NO为 准 来 计 算 ， 共 得NO0.448L， 若 只 考 虑 到 这 一 步 反 应 ， 得 答 案 A是 错 误 的 ， 因为 过 量 的 铁 还 可 以 和 溶 液 中 过 量 的 H 反 应 产 生 H2， 即 有 Fe2H =Fe2 H2 ， 生 成 的 H2为 0.224L， 所 以 气 体 体 积 共 计0.672L， 应 选 B。答案 B 方法指导 金 属 与 硝 酸 反 应 计 算 题 的 一 般 方 法1.思 维 模 型 2.计 算 中 的 守 恒 思 想 的 应 用(1)原 子 守 恒 法HNO3与 金 属 反 应 时 ， 一 部 分 HNO3起 酸 的 作 用 ， 以 NO的 形式 存 在 于 溶 液 中 ； 一 部 分 作 为 氧 化 剂 转 化 为 还 原 产 物 ， 这 两部 分 中 氮 原 子 的 总 物 质 的 量 等 于 反 应 消 耗 的 HNO3中 氮 原 子的 物 质 的 量 。 (2)得 失 电 子 守 恒 法HNO3与 金 属 的 反 应 属 于 氧 化 还 原 反 应 ， HNO3中 氮 原 子 得 电子 的 物 质 的 量 等 于 金 属 失 电 子 的 物 质 的 量 。 递进题组知识梳理考点三氨和铵盐 知 识 梳 理1.氨 的 分 子 结 构 和 性 质(1)物 理 性 质氨 气 是 无 色 有 刺 激 性 气 味 的 气 体 ， 液 化 可 作 制 冷 剂 ， 常温 、 常 压 下 ， 1体 积 的 水 可 溶 解 体 积 的 氨 气 。(2)分 子 结 构电 子 式 ： ， 空 间 结 构 ： 三 角 锥 形 。易700 (3)氨 的 化 学 性 质 与 水 的 反 应 ， 氨 气 溶 于 水 得 氨 水 ，氨 水 中 含 有 的 粒 子 有。 氨 水 为 可 溶 性 一 元 弱 碱 ， 易 挥 发 ， 不 稳 定 ， 易 分 解 ：NH3H2O 。H NH3 H2O 氨 气 与 酸 反 应a.蘸 有 浓 盐 酸 的 玻 璃 棒 与 蘸 有 浓 氨 水 的 玻 璃 棒 靠 近 ， 其 现 象 为， 将 浓 盐 酸 改 为 ， 也 会 出 现 相 同 的 现 象 。化 学 方 程 式 ： 。b.与 CO2等 酸 性 氧 化 物 反 应 ： NH3 CO2 H2O=NH4HCO3或2NH3 CO2 H2O=(NH4)2CO3。有 白 烟 生 成 浓 硝 酸HCl NH3=NH4Cl、 NH3 HNO3=NH4NO3 NH3的 还 原 性 氨 的 催 化 氧 化化 学 方 程 式 ： 。 与 盐 溶 液 反 应将 氨 水 加 入 下 列 溶 液 ， 完 成 下 表 ：被 滴 试 剂 现 象 离 子 方 程 式FeCl3溶 液 生 成 色 沉 淀AlCl3溶 液 生 成 色 沉淀 红 褐白 Fe3 3NH3H2O=Fe(OH)3Al3 3NH3H2O=Al(OH)3 (4)氨 气 的 实 验 室 制 法 2.铵 盐 及 NH的 检 验(1)铵 盐 的 物 理 性 质铵 盐 都 是 色 固 体 ， 均 易 溶 于 水 。(2)铵 盐 的 化 学 性 质白 CO 2 H2ONH4HCO3NH3 (3)NH的 检 验未 知 液 呈 碱 性 湿 润 的 色 石 蕊 试 纸 变 色 ， 则证 明 含 NH。 蓝红 3.追 根 求 源 喷 泉 实 验 的 原 理中 学 教 材 中 喷 泉 实 验 装 置 如 图 所 示 。 实 验 操 作 是 ： 打 开 橡 皮管 上 的 夹 子 ， 挤 压 滴 管 的 胶 头 ， 则 烧 杯 中 的水 由 玻 璃 管 进 入 烧 瓶 ， 形 成 喷 泉 。(1)喷 泉 实 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)能 形 成 喷 泉 的 条 件从 原 理 上 讲 ， 气 体 要 易 溶 于 水 或 易 与 水 反 应 ， 以 形 成 足 够 大的 压 强 差 ； 从 实 验 条 件 上 讲 ， 烧 瓶 内 气 体 要 充 满 ， 气 体 和 仪器 均 要 干 燥 ， 装 置 的 气 密 性 要 好 。(3)可 以 形 成 喷 泉 的 组 合液 体 是 水 时 ， NH3、 HCl、 SO2、 NO2 O2等 气 体 均 可 ； 液 体是 NaOH溶 液 时 ， Cl2、 CO2、 H2S、 SO2等 气 体 均 可 。 另 外 SO2和 氯 水 、 CH 2=CH2与 溴 水 等 组 合 也 可 形 成 喷 泉 。 总 之 ， 组 合 条 件 是 ： 气 体 在 溶 液 中 的 溶 解 度 很 大 或 通 过 反 应 ，使 气 体 的 物 质 的 量 迅 速 减 小 ， 产 生 足 够 的 压 强 差 (负 压 )。产 生 压 强 差 的 方 法 一 般 有 ： 一 是 使 烧 瓶 外 气 压 增 大 ， 烧瓶 内 气 压 不 变 ； 二 是 使 烧 瓶 外 气 压 不 变 ， 烧 瓶 内 气 压 减小 。 上 述 形 成 喷 泉 的 组 合 选 用 的 是 第 二 种 方 法 。 1.固 态 NH4Cl受 热 变 成 气 体 ， 气 体 遇 冷 又 变 为 固 态 NH4Cl； 固态 碘 受 热 变 成 蒸 气 ， 蒸 气 遇 冷 又 变 成 固 态 碘 ， 这 两 种 现 象 的本 质 是 否 相 同 ？ 请 说 明 判 断 的 理 由 。答案 不 相 同 ， NH4Cl固 体 受 热 分 解 生 成 NH3和 HCl， 发 生 了化 学 变 化 ； 固 态 碘 受 热 升 华 成 为 碘 蒸 气 ， 是 物 理 变 化 。深度思考 2.判 断 下 列 说 法 是 否 正 确 ， 不 正 确 的 说 明 理 由 。 氨 气 溶 于 水 能 导 电 ， 所 以 氨 气 是 电 解 质 。 实 验 室 用 浓 氨 水 与 NaOH固 体 制 取 氨 气 。 氨 与 酸 反 应 生 成 铵 盐 ， 与 挥 发 性 酸 相 遇 时 能 形 成 白 烟 。 某 晶 体 与 NaOH共 热 放 出 一 种 使 湿 润 的 红 色 石 蕊 试 纸 变 蓝的 气 体 ， 该 晶 体 中 含 有 NH。 氨 水 中 含 氮 微 粒 中 最 多 的 微 粒 是 NH。 把 NH3通 入 稀 HNO3中 ， 当 溶 液 的 pH等 于 7时 ， 是 NH3和HNO3等 物 质 的 量 反 应 。 液 氨 作 为 清 洁 能 源 的 反 应 原 理 是 4NH3 5O2 4NO6H2O。 氨 水 中 物 质 的 量 浓 度 最 大 的 粒 子 是 NH3H2O(除 水 外 )。 在 1molL 1氨 水 中 ， NH3H2O、 NH、 NH3的 物 质 的 量 浓度 之 和 为 1molL 1。 答案 正 确 。 不 正 确 ， NH3本 身 不 导 电 ， 溶 于水 ， 与 水 发 生 反 应 NH3 H2O NH3H2O NH OH 而 导 电 ， 故 NH3不 是 电 解 质 ； 不 正 确 ， 氨 水 中 存 在 大 量 的NH3H2O和 少 量 的 NH； 不 正 确 ， NH3和 HNO3等 物 质 的 量反 应 时 ， 得 到 NH4NO3溶 液 ， NH水 解 使 溶 液 显 酸 性 ， pH D.三 种 方 案 的 反 应 都 可 以 在 铁 制 容 器 中 进 行解析 制 取 相 同 量 的 硝 酸 铜 需 硝 酸 的 量 ： ， 所 以 A错 误 ， C正 确 。 C 10.某 稀 硫 酸 和 稀 硝 酸 的 混 合 溶 液 200mL， 平 均 分 成 两 份 。向 其 中 一 份 中 逐 渐 加 入 铜 粉 ， 最 多 能 溶 解 9.6g。 向 另 一 份中 逐 渐 加 入 铁 粉 ， 产 生 气 体 的 量 随 铁 粉 质 量 增 加 的 变 化 如图 所 示 (已 知 硝 酸 只 被 还 原 为 NO气 体 )。下 列 分 析 或 结 果 错 误 的 是 ( )A.原 混 合 酸 中 NO物 质 的 量 为 0.1molB.OA段 产 生 的 是 NO， AB段 的 反 应 为Fe 2Fe3 =3Fe2 ， BC段 产 生 氢 气1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 C.第 二 份 溶 液 中 最 终 溶 质 为 FeSO4D.H2SO4浓 度 为 2.5molL 1解 析 关 键 看 图 ， 铁 粉 既 能 与 硝 酸 反 应 也 能 与 硫 酸 反 应 ，从 题 干 图 中 看 出 (注 意 只 是 第 二 份 100mL)OA段 产 生 的 是 NO，AB段 的 反 应 为 Fe 2Fe3 =3Fe2 ， BC段 产 生 氢 气 ， 反 应为 Fe 2H =Fe2 H2 ， 可 知 反 应 完 了 ， 第 二 份 中NO应 为 3 3 0.1mol， 溶 液 中 最 终 溶 质 为1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 反 应 的 铁 的 质 量 是 14g， 即 0.25mol， 故 原 混 合 酸 中 H2SO4浓 度 为 2.5molL 1， NO物 质 的 量 为 0.2mol。所 以 选 A。答 案 A1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 11.2012江 苏 ， 16(2)(3)(4)利 用 石 灰 乳 和 硝 酸 工 业 的尾 气 (含 NO、 NO2)反 应 ， 既 能 净 化 尾 气 ， 又 能 获 得 应 用 广 泛的 Ca(NO2)2， 其 部 分 工 艺 流 程 如 下 ：1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 (2)上 述 工 艺 中 采 用 气 液 逆 流 接 触 吸 收 (尾 气 从 吸 收 塔 底 进 入 ，石 灰 乳 从 吸 收 塔 顶 喷 淋 ) ， 其 目 的 是_； 滤 渣 可 循 环 使 用 ， 滤 渣的 主 要 成 分 是 _(填 化 学 式 )。(3)该 工 艺 需 控 制 NO和 NO2物 质 的 量 之 比 接 近 1 1。 若n(NO) n(NO2) 1 1， 则 会 导 致 _；若 n(NO) n(NO2) 1 1， 则 会 导 致 _。1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14使 尾 气 中 的 NO、 NO2被 充 分 吸 收 Ca(OH)2 排 放 气 体 中 NO含 量 升 高产 品 Ca(NO2)2中Ca(NO3)2含 量 升 高 (4)生 产 中 溶 液 需 保 持 弱 碱 性 ， 在 酸 性 溶 液 中 Ca(NO2)2会 发生 分 解 ， 产 物 之 一 是 NO ， 其 反 应 的 离 子 方 程 式 为_。1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1412.A、 B、 C、 D是 短 周 期 元 素 形 成 的 四 种 气 体 单 质 。 E、 F均 为 气 体 ， 且 F为 红 棕 色 。 有 关 的 转 化 关 系 如 下 图 所 示 (反 应条 件 均 已 略 去 )： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14请 回 答 下 列 问 题 ：(1)D的 化 学 式 为 _。(2)反 应 的 离 子 方 程 式 为 _。(3)Y和 E在 一 定 条 件 下 可 反 应 生 成 B和 Z， 利 用 该 反 应 可 消 除E对 环 境 的 污 染 ， 该 反 应 的 化 学 方 程 式 为 _。(4)0.1molL 1的 X溶 液 和 0.1molL 1的 Y溶 液 等 体 积 混 合 ，溶 液 呈 _性 (填 “ 酸 ” 、 “ 碱 ” 或 “ 中 ” )， 原 因 是_(用 离 子 方 程 式 说 明 )。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14解析 本 框 图 题 的 突 破 口 之 一 是 “白 烟 ”， 是 挥 发 性 酸 和 氨 气相 遇 后 的 产 物 ， 由 此 可 推 知 D是 H2， 突 破 口 之 二 是 “ 红 棕 色气 体 ” ， F应 为 NO2， 反 推 可 知 E为 NO， C为 O2， Z为 H2O，Y为 NH3， X为 HCl， G为 HNO3。(4)两 者 恰 好 完 全 反 应 时 生 成 NH4Cl， 铵 根 离 子 水 解 而 使 溶 液显 酸 性 。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14答案 (1)H2(3)4NH3 6NO=5N2 6H2O 13.某 化 学 课 外 活 动 小 组 在 实 验 室 设 计 了 如 图 所 示 的 实 验 装 置 ，进 行 “ 氨 的 催 化 氧 化 ” 实 验 。1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 (1)A处 是 气 体 发 生 装 置 ， A中 所 用 的 试 剂 只 能 从 下 列 物 质 中选 取 ： 硝 酸 铵 ； 碳 酸 铵 ； 碳 酸 氢 铵 ； 氯 化 铵 ； 熟 石 灰 ； 氢 氧 化 钠 。若 A中 制 取 气 体 时 只 用 了 一 种 药 品 ， 则 该 药 品 可 以 是 _(填 选 项 编 号 )， 在 只 用 一 种 药 品 制 取 氨 气 时 ， 图 中 空 白 处 所需 仪 器 应 为 _(选 填 下 列 仪 器 编 号 ， 固 定 装 置 省 略 )。1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14(2)该 装 置 补 充 完 整 后 ， 仍 然 存 在 一 定 的 缺 陷 ， 试 从 安 全 与 环保 的 角 度 来 考 虑 ， 对 该 装 置 进 行 改 进 ： _； _。 (3)按 照 改 进 后 的 装 置 进 行 实 验 ， 请 完 成 以 下 问 题 ： 装 置 B的 作 用 是 _； 写 出 C中 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 ： _； 若 A、 B处 试 剂 足 量 ， 则 装 置 D中 可 以 观 察 到 的 实 验 现 象 有_。1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 解析 解 答 本 题 要 注 意 以 下 两 点 ： (1)题 目 对 制 取 氨 气 的 药品 有 限 制 条 件 。(2)根 据 实 验 的 药 品 特 点 选 择 仪 器 和 分 析 装 置 的 作 用 及 实 验现 象 。答 案 (1) 或 efgh(2) 在 装 置 C与 D之 间 增 加 一 个 防 倒 吸 装 置 在 D后 增 加 一 个 尾 气 吸 收 装 置1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 (3) 吸 收 CO2和 水 蒸 气 ， 并 生 成 O2 4NH3 5O2 4NO 6H2O 铜 片 逐 渐 减 少 直 至 溶 解 ， 溶 液 变 蓝 色 ， 生 成 无 色 气 体 并 在广 口 瓶 上 方 变 成 红 棕 色1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 14.亚 硝 酸 钠 (NaNO2)在 纤 维 纺 织 品 的 染 色 和 漂 白 、 照 相 、 生产 橡 胶 、 制 药 等 领 域 有 广 泛 应 用 ， 也 常 用 于 鱼 类 、 肉 类 等 食品 的 染 色 和 防 腐 。 但 因 其 有 毒 ， 所 以 在 食 品 行 业 用 量 有 严 格限 制 。 现 用 下 图 所 示 仪 器 (夹 持 装 置 已 省 略 )及 药 品 ， 探 究 亚硝 酸 钠 与 硫 酸 反 应 及 气 体 产 物 的 成 分 。已 知 ： NO NO2 2OH =2NO H2O 气 体 液 化 的 温 度 ： NO2为 21 ， NO为 1521 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14(1)为 了 检 验 装 置 A中 生 成 的 气 体 产 物 ， 仪 器 的 连 接 顺 序 (按 左 右 连 接 )为 A、 C、 _、 _、 _。 解析 根 据 NO、 NO2的 液 化 温 度 和 性 质 可 知 装 置 D用 于 检 验NO， 装 置 E用 于 检 验 NO2， 装 置 B为 尾 气 处 理 装 置 ， NO2会 干扰 NO的 检 验 ， 所 以 为 了 检 验 装 置 A中 的 气 体 产 物 ， 仪 器 的 连接 顺 序 是 A、 C、 E、 D、 B。答案 E D B1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 (2)反 应 前 应 打 开 弹 簧 夹 ， 先 通 入 一 段 时 间 氮 气 ， 排 除 装 置 中的 空 气 ， 目 的 是 _。解析 由 于 NO极 易 被 空 气 中 的 氧 气 氧 化 为 NO2， 所 以 先 通 入一 段 时 间 氮 气 ， 排 除 装 置 中 的 空 气 ， 防 止 可 能 产 生 的 NO被 氧化 成 NO2， 造 成 对 A中 反 应 产 物 检 验 的 干 扰 。1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14防 止 可 能 产 生 的 NO被 氧 化 成 NO2， 造 成 对A中 反 应 产 物 检 验 的 干 扰 (3)在 关 闭 弹 簧 夹 、 打 开 分 液 漏 斗 活 塞 、 滴 入 70%硫 酸 后 ， A中产 生 红 棕 色 气 体 。 确 认 A 中 产 生 的 气 体 含 有 N O ， 依 据 的 现 象 是_。 装 置 E的 作 用 是 _。解析 利 用 装 置 D检 验 NO。 开 始 时 装 置 D中 无 色 ， 通 入 氧气 后 出 现 红 棕 色 气 体 即 可 证 明 NO的 存 在 。 装 置 E的 作 用 是降 温 冷 凝 ， 使 NO 2完 全 液 化 ， 避 免 干 扰 NO的 检 验 。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14装 置 D中 通 入 氧 气 后 出 现 红 棕 色 气 体冷 凝 ， 使 NO2完 全 液 化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14(4)如 果 向 D中 通 入 过 量 O2， 则 装 置 B中 发 生 反 应 的 化 学 方 程式 为 _。如 果 没 有 装 置 C ， 对 实 验 结 论 造 成 的 影 响 是_。解析 因 为 NO2、 O2和 水 共 同 作 用 可 以 产 生 HNO3， 所 以 装 置B中 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 为 4NO2 O2 4NaOH=4NaNO3 2H 2O。 如 果 没 有 装 置 C， A中 挥 发 出 的 水 蒸 气 能 与 NO2反应 产 生 NO， 造 成 对 NO的 来 源 认 识 不 清 。4NO2 O2 4NaOH=4NaNO3 2H2O水 蒸 气 会 与 NO2反 应 产 生 NO， 造 成 对 NO的 来 源 认 识 不 清 (5)通 过 上 述 实 验 探 究 过 程 ， 可 得 出 装 置 A中 反 应 的 化 学 方 程式 是 _。解析 装 置 A中 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 是 2NaNO2 H2SO4=Na2SO4 NO2 NO H2O。1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 142NaNO2 H2SO4=Na2SO4 NO2 NO H2O