2019-2020年高考化学大一轮复习 第四章 非金属及其化合物 第四讲 氮及其重要化合物讲义.doc

2019-2020年高考化学大一轮复习 第四章 非金属及其化合物 第四讲 氮及其重要化合物讲义xx高考导航考纲要求真题统计命题趋势1.了解氮单质及其重要化合物的主要性质及应用。2了解常见的氮的氧化物(NO、NO2)对环境质量的影响。3会用硝酸的氧化性解释硝酸与金属、非金属及其他具有还原性物质反应的特点。4掌握氨气的实验室制法(包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方法)。xx，卷 7T、10T(A)；xx，卷 13T(B)；xx，卷 8T(C)、13T(D)预计xx年高考对本部分的考查仍将以氨气、铵盐、一氧化氮、二氧化氮和硝酸等物质的性质为重点，以化学实验、化工生产工艺流程为载体，突出考查有关化学方程式的书写和氧化还原反应的计算。复习备考时，注重硝酸的氧化性以及相关计算。考点一氮气及氮的氧化物学生用书P1001氮的固定2氮气(填化学方程式)3氮的氧化物(1)物理性质颜色气味毒性密度溶解性NO无色有毒比空气稍重不溶于水NO2红棕色有刺激性气味有毒比空气重与水发生反应(2)化学性质NONO2：2NOO2=2NO2NO2HNO3(NO)：3NO2H2O=2HNO3NO(3)对环境的污染形成光化学烟雾，污染空气。形成酸雨。破坏臭氧层。与血红蛋白结合使人中毒。1下列起固氮作用的化学反应是()AN2和H2在一定条件下反应生成NH3BNO与O2反应生成NO2CNH3催化氧化生成NOD由NH3制NH4HCO3和(NH4)2SO4解析：选A。氮的固定是指将N2转化为氮的化合物的过程。符合题意的为A项。2下列说法正确的是()ACO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在BNO可用于某些疾病的治疗C常温下，N2既能与O2反应又能与H2反应D汽车尾气的主要污染成分包括NO、CO和N2答案：B3下列物质的转化，能一步完成的是_。N2NO2NO2NONO2HNO3N2NON2NH3答案：名师点拨(1)氮的氧化物都有毒，其中NO2与N2O4存在下列平衡：2NO2N2O4，因此实验测得NO2的平均相对分子质量总大于46。(2)验证某无色气体是NO的方法：向无色气体中通入O2(或空气)，无色气体变为红棕色，即证明该气体为NO。(3)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。(教材改编)一个大试管的容积为27 mL，收集满二氧化氮气体，把它倒扣在盛满水的水槽里同时通入氧气，一段时间后，量筒里剩余气体体积为2 mL。则通入的O2体积可能是_或_。解析NO2、O2混合气体与水的反应的计算关系式符合下列化学方程式：4NO2O22H2O=4HNO3。若剩余的2 mL气体为O2，则参加上式反应的NO2和O2的总体积为27 mL2 mL25 mL，则原混合气体中，NO2的体积为25 mL20 mL，O2的体积为27 mL20 mL7 mL。若剩余的2 mL气体为NO，该气体由NO2和O2共同反应后剩余了6 mL的NO2再单独与水反应而得，则按4NO2O22H2O=4HNO3反应的NO2和O2的总体积为27 mL6 mL21 mL，则原混合气体中，O2的体积为21 mL4.2 mL。答案 7 mL 4.2 mL1NO2、O2混合气体与水反应的化学方程式4NO2O22H2O=4HNO3是怎么得到的？答案：NO2和O2的混合气体溶于水时，发生如下反应：3NO2H2O=2HNO3NO2NOO2=2NO2反应的反应物(NO2)和产物(NO)分别是反应的产物和反应物，这两个反应互为“循环反应”。进行计算时可采用“加合式”法消去中间产物(NO)，式2式得：4NO2O22H2O=4HNO3。2若将NO与O2共同通入水中进行反应，写出恰好完全反应的化学方程式。答案：3NO2H2O=2HNO3NO2NOO2=2NO2采用“加合式”法消去中间产物(NO2)，式2式3得：4NO3O22H2O=4HNO3。有关氮的氧化物溶于水的计算(1)NO2和O2的混合气体溶于水时，由4NO2O22H2O=4HNO3可知，当体积比V(NO2)V(O2)(2)NO和O2的混合气体溶于水时，其反应是2NOO2=2NO2,3NO2H2O=2HNO3NO，总反应式为4NO3O22H2O=4HNO3可知，当体积比V(NO)V(O2)注意4NO2O2和4NO3O2从组成上均相当于2N2O5，即、两反应式都与N2O5H2O=2HNO3等效。这不仅是记忆两式的一种好方法，也为上述问题的解法提供了新的解题思路，即利用混合气体中的N、O原子个数比进行分析判断：N(N)N(O) 题组一氮气及其氧化物的性质1(xx高考北京卷)下列关于自然界中氮循环(如下图)的说法不正确的是()A氮元素均被氧化B工业合成氨属于人工固氮C含氮无机物和含氮有机物可相互转化D碳、氢、氧三种元素也参加了氮循环解析：选A。A.N2NH3过程中氮元素由0价变为3价，被还原。B.工业合成氨的过程属于人工固氮。C.1828年，德国化学家维勒首次利用无机物氰酸铵合成了尿素；而含氮的有机物也可以直接分解为无机物。D.雷电发生时涉及的反应有N2O22NO,2NOO2=2NO2,3NO2H2O=2HNO3NO，HNO3进入土壤，与矿物质结合成硝酸盐；豆科植物也可以将N2合成氮肥，生物体内含有C元素，所以碳、氢、氧三种元素都参加了氮循环。2(xx湖北重点高中联考)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2NO22NO2O，2NOO22NO2，OO2O3。下列对该反应过程及生成物叙述正确的是()ANO2起催化剂作用BNO起催化剂作用CNO2只起氧化剂作用DO3与O2为同分异构体解析：选A。反应过程得O22O，OO2O3，NO2起催化剂作用，反应过程中NO2还作氧化剂，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。题组二氮的氧化物溶于水的简单计算3在一定条件下，将NO2和O2的混合气体12 mL通入足量水中，充分反应后剩余2 mL气体(同温同压下)，则原混合气体中氧气的体积为()1.2 mL2.4 mL3 mL4 mLA BC D解析：选D。首先分析剩余的2 mL气体有两种可能。如果剩余2 mL O2，则V(NO2)(122) mL8 mL，则混合气中的V(O2)12 mL8 mL4 mL。若剩余的2 mL气体是NO，则混合气中的V(O2)(12 mL2 mL3)1.2 mL，D项正确。4如下图所示，将相同条件下的m体积NO和n体积O2同时通入倒立于水槽中且盛满水的试管内，充分反应后，试管内残留体积的气体，该气体与空气接触后立即变为红棕色。则m与n的比值为()A32 B23C83 D38解析：选C。剩余气体与空气接触立即变为红棕色，说明剩余气体为NO，则可知体积的NO气体与n体积的氧气恰好完全反应，由4NO3O22H2O=4HNO3得n，即mn83。(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。 考点二硝酸的性质及应用学生用书P1021物理性质色味态：无色有刺激性气味液体；挥发性：易挥发。水溶性：与水以任意比互溶；发烟硝酸：质量分数在98%以上的硝酸。2化学性质(1)不稳定性：4HNO34NO2O22H2O。(2)强氧化性与金属反应a与除Au、Pt外大部分金属反应浓硝酸与铜反应：Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O；稀硝酸与铜反应：3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O。b常温下浓硝酸使Fe、Al钝化。与非金属反应浓硝酸与炭反应：C4HNO3(浓)CO24NO22H2O。与某些还原性化合物(如Fe2、SO等形成的化合物)反应。(3)与有机物反应硝化反应(与C6H6反应)：C6H6HNO3C6H5NO2H2O。颜色反应：蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)浓、稀硝酸都能使蓝色石蕊试纸最终变为红色。()(2)硝酸能与Na2CO3反应，但不生成CO2。()(3)硝酸可与Na2S反应制得H2S气体。()(4)过量的铜与浓硝酸反应有一氧化氮生成。()(5)常温下，铝和铁在浓HNO3中“钝化”，说明铝和铁与浓HNO3不反应。()(6)(xx高考广东卷)将可调高度的铜丝伸入稀HNO3中，溶液变蓝，说明Cu与稀HNO3发生置换反应。()(7)用浓HNO3与Cu反应制备NO2。()(8)向装有Fe(NO3)2溶液的试管中加入稀H2SO4，在管口观察到有红棕色气体产生，这是因为HNO3分解生成了NO2。()答案：(1)(2)(3) (4)(5)(6)(7)(8)2写出下列反应的离子方程式，并指出HNO3所表现的性质。(1)Fe3O4和稀HNO3反应：_，_。(2)NaI和稀HNO3反应：_，_。(3)Na2SO3和稀HNO3反应：_，_。答案：(1)3Fe3O428HNO=9Fe3NO14H2O酸性和强氧化性(2)6I8H2NO=3I22NO4H2O强氧化性(3)3SO2H2NO=3SO2NOH2O强氧化性名师点拨(1)浓、稀硝酸均具有强氧化性，浓度越大，氧化性越强，其还原产物的价态越高。(2)浓硝酸能使紫色石蕊试液先变红，后褪色，该反应过程中浓硝酸表现出强酸性和强氧化性。(3)常温下，铁、铝遇浓硝酸能发生“钝化”，故常温下，浓硝酸可用铁桶盛放。(4)纯净的硝酸是无色的液体，但实验室里的浓硝酸常显黄色，消除黄色的方法是向浓硝酸中通入空气(或O2)，发生反应为4NO2O22H2O= 4HNO3。(5)硝酸几乎能够与所有的金属反应(除Au、Pt外)，但不生成氢气；与变价金属反应时，金属能够被氧化为最高价态。(xx三门峡高三模拟)足量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1.68 L O2(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。若向所得硝酸铜溶液中加入5 molL1 NaOH溶液至Cu2恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是()A60 mLB45 mLC30 mL D15 mL解析由题意可知：HNO3HNO3，则Cu失去的电子数与O2得到的电子数相等，即n(Cu)2n(O2)20.15 mol。根据质量守恒及NaOH和Cu(NO3)2的反应可得关系式：n(NaOH)2nCu(NO3)22n(Cu)0.3 mol，则V(NaOH)0.06 L60 mL。答案A将上题修改为“19.2 g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，这些气体与一定量O2(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。”请问需要标准状况的O2多少升？答案：根据电子转移关系，铜失去的电子最终被氧气所得，则有关系式2CuO2，O2的体积为19.2 g64 g/mol222.4 L/mol3.36 L。解硝酸与金属反应计算题的整体思路和计算方法(1)整体思路(2)计算方法原子守恒法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。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。离子方程式计算法涉及HNO3、H2SO4的混合酸与金属反应计算时应采用离子方程式计算。 题组一硝酸的性质与计算1(xx衡水高三调研)铁粉和铜粉的均匀混合物，平均分成四等份，分别加入同浓度的稀硝酸，充分反应，在标准状况下生成NO的体积和剩余金属的质量如下表(设硝酸的还原产物只有NO)：编号稀硝酸体积/mL100200300400剩余金属/g18.09.600NO体积/mL2 2404 4806 720V下列计算结果错误的是()A实验中溶解了8.4 g FeB原混合物总质量为105.6 gC硝酸的浓度为4 mol/LD实验中V6 720解析：选D。实验都有金属剩余，则溶液中金属离子为2价，实验中再加入100 mL稀硝酸，参加反应的金属的质量为18.0 g9.6 g8.4 g，生成NO的体积为4 480 mL2 240 mL2 240 mL，NO的物质的量为0.1 mol，根据得失电子守恒可知，参加反应的金属的物质的量为0.15 mol，参加反应的金属的平均摩尔质量为56 g/mol，故该过程只有Fe参加反应，即实验中8.4 g Fe参与反应，A正确；实验中再加入100 mL稀硝酸，参加反应的金属的质量为9.6 g，生成NO的体积为6 720 mL4 480 mL2 240 mL，NO的物质的量为0.1 mol，若该过程只有Cu参加反应，根据得失电子守恒，则Cu的质量为64 g/mol9.6 g，等于参加反应金属的质量，故该过程只有Cu反应，且Cu恰好完全反应，故加入200 mL稀硝酸时，Fe的存在形式是硝酸亚铁，在实验的基础上再加入100 mL稀硝酸，硝酸与溶液中的Fe2反应生成NO。原混合物总质量为(18.0 g9.6 g)29.6 g4=105.6 g，B正确；实验发生反应3Fe8HNO3=3Fe(NO3)22NO4H2O，生成NO的物质的量为0.1 mol，根据方程式可知，参加反应的HNO3的物质的量为0.1 mol 40.4 mol，故HNO3的物质的量浓度为0.4 mol/0.1 L4 mol/L，C正确；实验中再加入100 mL稀硝酸，硝酸与溶液中Fe2反应生成NO，则V6 720，D错误。故答案选D。2(xx哈尔滨高三模拟)在某100 mL的混合液中，硝酸和硫酸的物质的量浓度分别是 0.4 mol/L、0.1 mol/L，向该混合液中加入1.92 g铜粉，加热，待充分反应后，所得溶液中铜离子的物质的量浓度(不考虑溶液体积变化)是()A0.15 mol/LB0.225 mol/LC0.30 mol/L D0.45 mol/L解析：选B。溶液中同时存在H和NO时就能够与Cu发生反应。该溶液中H实际为0.06 mol，应该根据离子方程式进行计算，正确解答思路为3Cu 8H2NO= 3Cu22NO4H2O 3 8 2 3 0.03 mol 0.06 mol 0.04 mol X根据各物质量的关系可知，H不足，应根据H进行计算。X30.06 mol80.022 5 mol，因此，铜离子浓度为0.225 mol/L。题组二硝酸的强氧化性实验探究3(xx长沙雅礼中学模拟)某化学兴趣小组设计了如下实验装置，欲探究铜和浓硝酸的反应是否有NO产生，题中所涉及气体体积均为标准状况下的数据，且忽略反应中溶液体积的变化。试回答下列问题：(1)C装置中将铜粉分散在石棉绒中的原因是_；B装置的作用为_。(2)在铜和浓硝酸反应前，挤压打气球鼓入空气，经A、B、C反应后，进入D中的气体主要是_(填化学式)，通入该气体的目的是_；进行此步操作时应关闭_，打开_。(填“k1”“k2”或“k3”)(3)关闭k1、k2，打开k3，由分液漏斗向装有一定量铜片的D中滴加14 molL1浓硝酸10.00 mL。待Cu和浓硝酸反应结束后，再通过分液漏斗向D中加入CCl4至满。你认为这样操作的目的是_。(4)若E中发生倒吸，可采取的应急操作是_。解析：(2)气球中的空气成分主要是氧气、氮气、二氧化碳、水蒸气等，通过氢氧化钠溶液除去二氧化碳，通过浓硫酸除去水蒸气，C装置用于除掉空气中的氧气，所以进入D装置的气体主要是氮气；通入氮气的目的是把试管中的空气排尽，避免生成的一氧化氮气体被氧气氧化为二氧化氮，无法验证铜和浓硝酸反应产物中有一氧化氮气体生成；依据气体流向，关闭k3，打开k1、k2，让氮气把试管中的空气赶尽。(3)关闭k1、k2，打开k3，由分液漏斗向D中滴加浓硝酸，Cu和浓硝酸反应结束后，通过分液漏斗向D中加入CCl4至满，因为氮气和氮氧化物不溶于四氯化碳，可把氮气和生成的气体全部排入E装置。(4)若E中发生倒吸，可以调节F中量气管的液面高度改变压强，向下调节量气管(注意不能使其中的水溢出)，使E中的压强减小，防止液体发生倒吸，或直接关闭k3，不让液体进入D装置。答案：(1)增大铜与空气的接触面积，有利于除去空气中的氧气既能干燥气体，防止加热时仪器炸裂，同时直立于水面的玻璃管平衡内外气压，能显示实验过程中是否存在堵塞，防止发生危险(2)N2赶尽装置中的空气(氧气)，防止可能生成的NO与O2反应而影响实验结论k3k1、k2(3)将反应产生的气体全部赶出，使其与E中水完全反应(4)及时关闭k3(或将F中的量气管向下移动，但不能让其中的水溢出)4某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按下图装置进行实验(夹持仪器已略去)。实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。可选药品：浓硝酸、3 mol/L稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳。已知：氢氧化钠溶液不与NO反应，能与NO2反应：2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O。(1)实验应避免有害气体排放到空气中，装置、中盛放的药品依次是_。(2)滴加浓硝酸之前的操作是检验装置的气密性，加入药品，打开弹簧夹后_。(3)装置中发生反应的化学方程式是_。(4)装置的作用是_，发生反应的化学方程式是_。(5)该小组得出的结论所依据的实验现象是_。(6)实验结束后，同学们发现装置中溶液呈绿色，而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别设计了以下4个实验来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是_(选填序号字母)。a加热该绿色溶液，观察颜色变化b加水稀释该绿色溶液，观察颜色变化c向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化d向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察颜色变化解析：本题主要考查HNO3的性质、化学基本实验设计和评价能力。(1)先根据装置特点和实验目的来分析各装置中应盛放何种物质；装置中盛放浓HNO3以验证浓HNO3将NO氧化成NO2，NO2由装置(NaOH溶液)来吸收；装置应盛放稀硝酸以验证稀HNO3不能氧化NO，NO不能被NaOH溶液吸收，所以由装置来收集，装置中应盛放水，以使NO2变为NO。(2)由于装置中的空气能氧化NO而对实验产生干扰，所以滴加浓HNO3之前需要通入一段时间CO2赶走装置中的空气，之后要将装置中导管末端伸入倒置的烧瓶内，以防止反应产生的NO气体逸出。(5)NO被氧化后生成红棕色的NO2，所以可从气体是否变为红棕色来证明浓、稀HNO3是否氧化了NO。(6)方法一：将溶解的NO2赶走(方案a、c)再观察颜色是否变化；方法二：配制一饱和Cu(NO3)2溶液与该溶液比较颜色；方法三：在饱和的纯Cu(NO3)2溶液中通入NO2气体(方案d)观察颜色是否变化；方法四：稀释该溶液(方案b)，但该法使Cu(NO3)2稀释的同时也与NO2反应，所以不可行。答案：(1)3 mol/L稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液(2)通入CO2一段时间，关闭弹簧夹，将装置中导管末端伸入倒置的烧瓶内(3)Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O(4)将NO2转化为NO3NO2H2O=2HNO3NO(5)装置中液面上方的气体仍为无色，装置中液面上方的气体由无色变为红棕色(6)acd(1)实验目的与硝酸的性质相结合在酸性条件下，氧化性NOH，不论与何种金属反应，得到电子的是NO而不是H，因此还原产物不是H2，而是氮的低价化合物，如NO2、NO、N2O及NH等。若要证明硝酸的强氧化性只需证明其反应产物即可。(2)有关化学实验的描述不仅要求准确，还要求全面，有时还需要指明是何处产生了什么现象，其答题规范可利用下面的模板来处理：“海”(溶液)颜色由变成；液面上升或下降(形成液面差)；溶液变浑浊；生成(产生)沉淀；溶液发生倒吸；产生大量气泡；有气体从溶液中逸出；有液体溢出。“陆”(固体)固体表面产生大量气泡；固体逐渐溶解；固体体积逐渐变小(变细)；颜色由变成“空”(气体)生成色(味)气体；气体由色变成色；先变后(加深、变浅、褪色)。 考点三氨和铵盐学生用书P1041氨气(1)物理性质色、味、态：无色有刺激性气味气体。水溶性：极易溶于水，在常温常压下，1体积水能溶解700体积氨气。(2)化学性质(填化学方程式) (3)实验室制取2NH4ClCa(OH)22NH3CaCl22H2O 固体固体气体(与用KClO3和MnO2或KMnO4制O2的装置相同) 用碱石灰干燥 向下排空气法 收集时，一般在管口塞一团棉花，可减小NH3与空气的对流速度，收集到纯净的NH3(4)氨的用途化工原料，用于制硝酸、铵盐、纯碱、尿素，用作制冷剂。2铵盐 (2)NH的检验1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)向AgNO3溶液中滴加过量氨水，溶液澄清，说明Ag与NH3H2O能大量共存。()(2)可用蘸浓盐酸的棉棒检验输送氨气的管道是否漏气。()(3)液氨汽化时要吸收大量的热，可用作制冷剂。()(4)实验室用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3涉及氧化还原反应。()(5)可用氨水除去试管内壁上的银镜。()(6)用玻璃棒蘸取浓氨水点到红色石蕊试纸上，试纸变蓝色，是因为浓氨水呈碱性。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)2写出下列反应的离子方程式。(1)在NH4Cl溶液中加入NaOH溶液，并加热：_。(2)在NH4Cl溶液中滴加NaOH溶液：_。(3)在浓NH4Cl溶液中加浓NaOH：_。(4)NH4Cl溶液呈酸性的原因：_。(5)在饱和NH4Cl溶液中滴加NaAlO2，产生刺激性气味的气体和白色沉淀：_。答案：(1)NHOHNH3H2O(2)NHOH=NH3H2O(3)NHOH=NH3H2O(4)NHH2ONH3H2OH(5)NHAlOH2O=NH3Al(OH)3名师点拨(1)NH3是中学化学中唯一的碱性气体，可在推断题中作为解题的突破口，确定NH3的存在。(2)氨水的成分是三分子：NH3、NH3H2O、H2O；三离子：NH、OH、H，氨水呈弱碱性。计算氨水浓度时，溶质视为NH3。(3)NH4Cl受热易分解：NH4ClNH3HCl，NH3和HCl不共存：NH3HCl=NH4Cl，但这两个反应不是可逆反应。(xx济南高三一模)某小组的同学欲探究NH3经一系列反应得到HNO3和NH4NO3的过程，NH3的转化过程如图所示：甲、乙两同学分别按如图所示装置进行实验。用于A、B装置中的可选药品：浓氨水、30% H2O2溶液、蒸馏水、NaOH固体、MnO2。(1)仪器a的名称是_，装置A的圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为_。装置E有多种作用，下列关于装置E的作用或其中所盛液体的说法中，不正确的是_(填字母)。a使氨气和氧气充分混合b控制通入氨气和氧气的体积比c平衡装置内的压强d锥形瓶内液体是饱和食盐水(2)甲同学先点燃酒精灯，再打开K1、K2、K3、K4，反应一段时间后，他认为成功模拟了过程的反应，原因是其观察到_(填支持其观点的实验现象)；甲同学进行的实验中产生的气体持续通入装置H一段时间后，H中的溶液变成蓝色，则其中铜片所参与反应的离子方程式为_，若制得的氨气仅按的顺序完全转化为硝酸，欲使H装置中所得溶液为纯净的CuSO4溶液(忽略Cu2的水解)，理论上所需氨气在标准状况下的体积为_L(假设硝酸与铜反应产生的还原产物全部排出反应装置)；从所得CuSO4溶液中得到CuSO45H2O晶体的方法是将溶液_、_、过滤、洗涤、干燥。(3)乙同学为模拟过程的反应，在甲同学操作的基础上对该装置进行了下列各项中的一项操作，使G处圆底烧瓶中产生大量白烟，你认为这项操作是_(填字母)。a关闭K3并熄灭酒精灯b关闭K4并熄灭酒精灯c关闭K3、K4并熄灭酒精灯(4)丙同学认为该系列实验装置存在一处明显的设计缺陷，你认为该设计缺陷是_。解析(1)根据仪器a的构造特点判断仪器a的名称是长颈漏斗；氨气的干燥用碱石灰，应放在球形干燥管中，故装置B、D用于制取纯净、干燥的氨气，装置A、C用于制取纯净、干燥的氧气，装置A为固液不加热制备气体的装置，结合题给试剂判断，装置A的圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为2H2O2MnO2,2H2OO2。装置E有多种作用，如使氨气和氧气充分混合，通过观察产生气泡的速率控制通入氨气和氧气的体积比，平衡装置内的压强，但氨气极易溶于水，锥形瓶内液体不能是饱和食盐水，故选d。(2)分析甲同学的实验方案，反应一段时间后，观察到G处圆底烧瓶中有红棕色气体产生；将甲同学进行的实验中产生的气体持续通入铜和稀硫酸的混合物中，一段时间后，溶液变成蓝色，则其中铜片所参与反应的离子方程式为3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O。由反应方程式知，若制得纯净的CuSO4溶液，硫酸和硝酸的物质的量之比为32，n( H2SO4)0.15 L1 molL10.15 mol，则需硝酸的物质的量为0.1 mol，又氨气仅按的顺序完全转化为硝酸，根据氮原子守恒，理论上所需氨气的物质的量为0.1 mol，在标准状况下的体积为2.24 L；从所得CuSO4溶液中得到CuSO45H2O晶体的方法是将溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。(3)甲同学操作使G处圆底烧瓶中含有硝酸蒸气，若要制得硝酸铵，应再通入一定量的氨气，操作为关闭K3并熄灭酒精灯，故选a。答案(1)长颈漏斗2H2O22H2OO2d(2)G处圆底烧瓶中有红棕色气体产生3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O224蒸发浓缩冷却结晶(3)a(4)缺少尾气处理装置某兴趣小组用如图所示装置探究氨的催化氧化。(1)氨催化氧化的化学方程式为_。(2)加热玻璃管2一段时间后，挤压1中打气球鼓入空气，观察到2中物质呈红热状态；停止加热后仍能保持红热，该反应是_(填“吸热”或“放热”)反应。(3)为保证在装置4中观察到红棕色气体，装置3应装入_；若取消装置3，在装置4中仅观察到大量白烟，原因是_。(4)为实现氨的催化氧化，也可用装置5替换装置_(填装置代号)；化合物X为_(只写一种)，Na2O2的作用是_。解析：(1)氨催化氧化的化学方程式：4NH35O24NO6H2O。(2)停止加热后催化剂Cr2O3仍能保持红热，说明该反应放出大量的热，是一个放热反应。(3)经过装置2后的混合气体中含有NO、O2、水蒸气、NH3，NO与O2反应生成NO2，NO2和水反应生成HNO3，NH3和HNO3反应生成了NH4NO3，该反应有大量白烟生成。要在装置4中看到红棕色的NO2气体，必须要用一种试剂吸收掉NH3和水蒸气而浓H2SO4正好符合题意。(4)装置5与上面题目中的其他装置相比较，该装置要提供NH3和O2，故和装置1相类似，加热时既能提供NH3，同时又能和Na2O2反应产生O2的物质可以是NH4Cl，也可以是NH4HCO3等。答案：(1)4NH35O24NO6H2O(2)放热(3)浓H2SO4生成的NO与O2反应生成NO2，NO2和水反应生成HNO3，NH3与HNO3反应生成了NH4NO3(4)1NH4Cl与HCl反应生成氧气(其他合理答案均可)寻找实验装置缺陷问题的思考顺序优先考虑尾气处理装置的必要性并对比有无；其次考虑防倒吸装置的必要性并对比有无；再次考虑气体净化装置的正误(包括试剂和顺序)；若在定量实验中，还应考虑对于空气中的CO2和H2O的隔离装置的必要性和位置。 题组一氨和铵盐的性质1(xx盐城中学开学考试)NH3是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图所示)。下列说法正确的是()ANH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥BNH4Cl、HNO3和Na2CO3受热时都易分解C图中所涉及的盐类物质均可发生水解反应DNH3和NO2在一定条件下可以发生氧化还原反应解析：选D。NaHCO3不是化肥，A错误；Na2CO3热稳定性很好，受热时不分解，B错误；图中所涉及的盐类物质中NaCl不发生水解反应，C错误；NH3具有还原性，NO2具有氧化性，二者在一定条件下可以发生氧化还原反应，D正确。2(xx沈阳高三模拟)如下图，利用培养皿探究氨气的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水，立即用另一表面皿扣在上面。下表中对实验现象所做的解释正确的是()选项实验现象解释A浓盐酸附近产生白烟NH3与浓盐酸反应产生了NH4Cl固体B浓硫酸附近无明显现象NH3与浓硫酸不发生反应C氯化物溶液变浑浊该溶液一定是AlCl3溶液D干燥红色石蕊试纸不变色，湿润红色石蕊试纸变蓝NH3是一种可溶性碱解析：选A。NH3能与HCl发生化合反应，生成NH4Cl白色固体；NH3也能与H2SO4发生化合反应，生成(NH4)2SO4；NH3与氯化物溶液反应生成氢氧化物沉淀，该氯化物可以是氯化铝、氯化镁等；NH3溶于水生成NH3H2O，NH3H2O是一种可溶性碱，NH3是氢化物。题组二氨气的实验室制法3(教材改编)下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是()ABC D解析：选D。NH4Cl受热可产生NH3和HCl，但两者遇冷会重新反应生成NH4Cl，在此过程中还有可能出现堵塞导管的情况，因此不能用的方法制取氨气。中试管口未向下倾斜，会导致加热产生的水蒸气冷凝后倒流入试管而使试管炸裂，不可行。浓氨水滴入氧化钙固体中，会发生CaONH3H2O=Ca(OH)2NH3，故可用的方法制取氨气。浓氨水受热产生氨气，通过碱石灰吸收水蒸气后即得干燥的NH3，所以符合要求。4某同学用下列装置(固定、加热仪器和橡胶管略)进行有关氨气制取的实验探究。回答下列问题：(1)若用装置制取NH3，其反应的化学方程式为_；若要测定生成的NH3的体积，则必须选择的装置是_(填装置序号)，装置中所盛试剂应具有的性质是_。(2)若用装置制取并收集干燥的NH3，烧瓶内装的试剂是_，分液漏斗中装的试剂是_，收集装置应选择_(填装置序号)。解析：(1)装置适用于固固加热制取气体，制取NH3时试剂是NH4Cl固体和Ca(OH)2固体。若测定NH3的体积，必须用排液法，而NH3极易溶于水，故不能用排水法，所用的液体必须不易挥发，不与NH3反应，也不溶解NH3才可以。(2)装置是固液反应，不需要加热的装置，制取NH3时，可用浓氨水和碱石灰反应。答案：(1)2NH4ClCa(OH)22NH3CaCl22H2O氨气难溶于该试剂，且该试剂不易挥发，不与氨气反应(2)CaO(或NaOH或碱石灰)浓氨水(或浓NH4Cl溶液)题组三喷泉实验5(xx舟山高三期中)如图是某课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案。下列有关操作不可能引发喷泉现象的是()A挤压装置的胶头滴管使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用鼓气装置从装置的a处不断鼓入空气并打开止水夹D向装置的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹解析：选B。氯气易溶于有机溶剂四氯化碳，烧瓶中的气体压强就会减小，故能形成喷泉；氢气不溶于水，也不会和氢氧化钠反应，所以烧瓶中的气体压强不会有明显的变化，故不能形成喷泉；用鼓气装置从装置的a处不断鼓入空气，使锥形瓶中液体进入烧瓶中，氨气极易溶于水，烧瓶中的气体压强就会减小，故能形成喷泉；浓硫酸溶于水时放热，使得浓氨水受热分解产生氨气，和氯化氢气体反应，烧瓶中的气体压强就会减小，故能形成喷泉。6如图，同温同压下，两个等体积的干燥圆底烧瓶中分别充满NH3、NO2，进行喷泉实验。经充分反应后，圆底烧瓶内溶质的物质的量浓度()A BC D不能确定解析：选C。假设两个容器所处的状况均为标准状况，中物质的量浓度计算公式为c(V L22.4 Lmol1)V L1/22.4 molL1；中物质的量浓度计算公式为c( L22.4 Lmol1) L1/22.4 molL1。1实验室制取少量NH3的两种简易方法(1)加热浓氨水反应原理：NH3H2ONH3H2O。装置：见图甲。(2)浓氨水中加固态碱性物质反应原理：浓氨水中存在以下平衡：NH3H2ONH3H2ONHOH，加入固态碱性物质(如CaO、NaOH、碱石灰等)，消耗水且使c(OH)增大，使平衡逆向移动，同时反应放热，促进NH3H2O的分解。装置：见图乙。2喷泉实验成功的关键(1)盛气体的烧瓶必须干燥；(2)气体要充满烧瓶；(3)烧瓶不能漏气(实验前应先检查装置的气密性)；(4)所用气体能大量溶于所用液体或气体与液体快速反应。考点四氮及其化合物性质的综合运用学生用书P1061氮及其化合物的转化写出各转化关系的化学方程式或离子方程式：NH3H2ONH3H2O；NH3H2ONH3H2O；NH3H=NH ；NHOHNH3H2O；4NH33O22N26H2O(或4NH36NO5N26H2O)；N23H22NH3；N2O22NO；6NO4NH35N26H2O；2NOO2=2NO2；3NO2H2O=2HNO3NO；3NO2H2O=2HNO3NO；4HNO3(浓)Cu=Cu(NO3)22NO22H2O；3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O；N2O42NO2；2NO2N2O4；NO2NO2OH=2NOH2O；3MgN2点燃,Mg3N2。2含氮物质的化合价变化及规律(1)氮元素间的歧化和归中歧化同一元素的化合价在同一反应中既升高又降低。归中同一元素高价态和低价态生成中间价态。歧化：3NO2H2O=2HNO3NO。归中：6NO4NH35N26H2O。(2)含氮物质的连续氧化NH3NONO2HNO3；N2NONO2HNO3。1氨气溶于水得到氨水，氯气溶于水得到氯水，下列关于新制的氨水、氯水的描述正确的是()A“两水”都是混合物，溶液中含有的粒子种类、数目相同B“两水”都有刺激性气味，都能漂白有机色素C“两水”中都存在可逆反应的化学平衡和弱电解质的电离平衡D“两水”放置时间较久后都会因为相同的原理而变质解析：选C。新制氯水中存在的微粒有：Cl2、H2O、HClO、Cl、ClO、H和OH，新制氨水中存在的微粒有：NH3、H2O、NH3H2O、NH、H和OH，A错；氨水无漂白性，B错；氯水变质是因为HClO见光分解，氨水变质是由于氨气的挥发，D错。2下列实验过程中，始终无明显现象的是()ANO2通入FeSO4溶液中BCO2通入CaCl2溶液中CNH3通入AlCl3溶液中DSO2通入已酸化的Ba(NO3)2溶液中答案：B名师点拨(1)牢记1条转化主线N2NH3NONO2HNO3NH4NO3(2)理解实验室制取NH3的3个原理加热NH4Cl与碱石灰的混合物；加热浓氨水；将浓氨水滴加到CaO或NaOH等固体上。(3)掌握3个化学方程式3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O，Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O，C4HNO3(浓) CO24NO22H2O。(4)理解2个守恒在金属与硝酸反应计算中的应用原子守恒：n(HNO3)n(NOx)n(NO)溶液。电子守恒：金属失电子数HNO3得电子数。(xx莱州一中高三月考)AG及X、Y均是中学化学常见物质，其中B、D、E、F、G在常温下为气体且B为红棕色，C是红色的金属单质。它们之间有如下转化关系(产物中的水已略去)。试完成下列问题：(1)B的化学式为_。(2)反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_。(3)写出反应的离子方程式：_。(4)写出电解X溶液的阳极反应式：_，若电解一段时间后转移了0.2 mol电子，则此时电解产生的气体在标准状况下的体积为_。(5)写出反应的化学方程式：_。解析本题的突破口是G在放电条件下生成E，E继续与D反应生成红棕色气体B，则G为N2，D为O2，E为NO，B为NO2。B(NO2)溶于水生成Y和NO，则Y为HNO3，红色金属C与Y(HNO3)的浓溶液反应生成的X为Cu(NO3)2，X的固体加热除生成NO2、O2外，还有固体A(CuO)生成。CuO与F在加热条件下生成Cu和N2，则F为NH3。(2)反应的化学方程式为3NO2H2O=2HNO3NO，NO2部分氧化为硝酸，部分还原为NO，氧化剂与还原剂的物质的量之比为12。(4)电解Cu(NO3)2溶液，阳极OH的放电能力比NO强，则OH放电，电极反应式为4OH4e=O2 2H2O，当转移0.2 mol电子时，生成的气体的物质的量为0.05 mol，其体积为1.12 L。(5)反应为CuO与NH3反应生成Cu、H2O和N2，根据电子得失守恒和质量守恒配平化学方程式为3CuO2NH33Cu3H2ON2。答案(1)NO2(2)12(3)Cu4H