《（江蘇專用）2022年高考化學一輪復習 專題4 硫、氮和可持續(xù)發(fā)展 2 第二單元 生產生活中的含氮化合物教案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《（江蘇專用）2022年高考化學一輪復習 專題4 硫、氮和可持續(xù)發(fā)展 2 第二單元 生產生活中的含氮化合物教案（25頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。
1、（江蘇專用）2022年高考化學一輪復習 專題4 硫、氮和可持續(xù)發(fā)展 2 第二單元 生產生活中的含氮化合物教案1了解氮元素單質及其重要化合物的制備方法，掌握其主要性質及其應用。2.了解氮元素單質及其重要化合物對環(huán)境的影響。3.以上各部分知識的綜合應用。氮氣及常見氮的氧化物 知識梳理一、氮氣1物理性質：無色無味氣體，密度比空氣略小，難溶于水。2化學性質(1)與氧氣反應：N2O22NO(雷電固氮和導致汽車尾氣中產生氮的氧化物)。(2)與氫氣反應：N23H22NH3。二、氮的氧化物1氮有多種價態(tài)的氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。2NO和NO2的比較物質NONO2物理性質顏
2、色無色紅棕色毒性有毒有毒溶解性不溶于水能溶于水化學性質與O2反應2NOO2=2NO2與H2O反應3NO2H2O=2HNO3NO對人體或環(huán)境的影響與血紅蛋白結合使人中毒轉化成NO2形成酸雨、光化學煙霧形成酸雨、光化學煙霧自我檢測1俗話說“雷雨發(fā)莊稼”，這說明雷雨中含有能被植物吸收利用的化合態(tài)的氮，請同學們寫出三個有關的化學方程式：(1)_；(2)_；(3)_。答案：(1)N2O22NO(2)2NOO2=2NO2(3)3NO2H2O=2HNO3NO2下列反應必須加入氧化劑且一步反應就能完成的是()N2NO2NO2NONO2HNO3N2NON2NH3ABC D解析：選C。該題有兩個要求：(1)必須加
3、入氧化劑；(2)一步反應就能完成。反應、從化合價角度來看都升高，但反應N2NO2不能一步反應完成；而反應NO2HNO3，雖然氮的化合價升高，但不加氧化劑也能實現，如3NO2H2O=2HNO3NO，在該反應中，NO2既是氧化劑又是還原劑；只有反應N2NO必須加入氧化劑且一步反應就能完成。(1)氮的氧化物都有毒，其中NO2與N2O4存在下列平衡：2NO2N2O4，因此實驗測得NO2的平均相對分子質量大于46。(2)NO只能用排水法收集，不能用排空氣法收集；而NO2只能用向上排空氣法收集，不能用排水法收集。(3)驗證某無色氣體是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。(4)N
4、O2既有氧化性又有還原性，以氧化性為主。NO2能使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍。(2015高考北京卷)下列關于自然界中氮循環(huán)(如圖)的說法不正確的是()A氮元素均被氧化B工業(yè)合成氨屬于人工固氮C含氮無機物和含氮有機物可相互轉化D碳、氫、氧三種元素也參加了氮循環(huán)解析AN2NH3過程中氮元素由0價變?yōu)?價，被還原。B.工業(yè)合成氨的過程屬于人工固氮。C.1828年，德國化學家維勒首次利用無機物氰酸銨合成了尿素；而含氮的有機物也可以直接分解為無機物。D.雷電發(fā)生時涉及的反應有N2O22NO，2NOO2=2NO2，3NO2H2O=2HNO3NO，HNO3進入土壤，與礦物質結合成硝酸鹽；豆科植物也可以將N2合成
5、氮肥，生物體內含有C元素，所以碳、氫、氧三種元素都參加了氮循環(huán)。答案A下圖中能實現人工固氮的是()解析：選D。選項A、C為自然固氮，合成氨為人工固氮，選項B電解食鹽水與固氮無關。 題組一NO、NO2的性質及對環(huán)境的影響1下列說法正確的是()ACO、NO、NO2都是大氣污染氣體，在空氣中都能穩(wěn)定存在BNO可用于某些疾病的治療CNO2通入FeSO4溶液中始終無明顯現象D常溫常壓下，NO不能與空氣中的氧氣直接化合解析：選B。NO易被氧化為NO2；NO2通入FeSO4溶液中首先生成HNO3，然后生成的HNO3能把Fe2氧化成Fe3，溶液由淺綠色變成棕黃色；常溫常壓下，NO易與空氣中的氧氣直接化合生成N
6、O2。2氮的氧化物(用NOx表示)是大氣污染物，必須進行處理。(1)汽車尾氣主要含有CO2、CO、SO2、NOx等物質，這種尾氣逐漸成為城市空氣污染的主要來源之一。汽車尾氣中的CO來自于_，NO來自于_。汽車尾氣對環(huán)境的危害主要有_(至少填兩種)。汽車尾氣中的CO、NOx在適宜溫度下采用催化轉化法處理，使它們相互反應生成參與大氣循環(huán)的無毒氣體。反應的化學方程式可表示為_。(2)用氨可將氮氧化物轉化為無毒氣體。已知：4NH36NO5N26H2O，8NH36NO27N212H2O。同溫同壓下，3.5 L NH3恰好將3.0 L NO和NO2的混合氣體完全轉化為N2，則原混合氣體中NO和NO2的體積
7、之比是_。(3)工業(yè)尾氣中氮的氧化物常采用堿液吸收法處理，若NO與NO2按物質的量之比11被足量NaOH溶液完全吸收后得到一種鈉鹽，該鈉鹽的化學式是_。解析：(1)汽車汽缸內不斷進行著汽油的燃燒反應，當空氣不足時，汽油不完全燃燒，會產生CO；N2和O2在高溫條件下反應生成NO。汽車尾氣對環(huán)境的危害很大，可以形成硝酸型酸雨，導致光化學煙霧，產生溫室效應等。CO、NOx反應后生成的無毒氣體為CO2和N2。(2)由題意列方程組可得解得V(NO)0.75 L，V(NO2)2.25 L。V(NO)V(NO2)13。(3)NO中氮的化合價為2價，NO2中氮的化合價為4價，兩者按物質的量之比11混合時與Na
8、OH反應生成的鈉鹽中氮的化合價必然為3價，即為NaNO2。答案：(1)汽油的不完全燃燒N2與O2在汽車汽缸內高溫環(huán)境下反應形成硝酸型酸雨、導致光化學煙霧、產生溫室效應等(任填兩種即可)2xCO2NOx2xCO2N2(2)13(3)NaNO2氮氧化物(NOx)對環(huán)境的污染及防治1常見的污染類型(1)光化學煙霧：NOx在紫外線作用下，與碳氫化合物發(fā)生一系列光化學反應，產生的一種有毒的煙霧。(2)酸雨：NOx排入大氣中后，與水反應生成HNO3和HNO2，隨雨水降到地面。(3)破壞臭氧層：NO2可使平流層中的臭氧減少，導致地面紫外線輻射量增加。2常見的NOx尾氣處理方法(1)堿液吸收法2NO22NaO
9、H=NaNO3NaNO2H2ONO2NO2NaOH=2NaNO2H2ONO2、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)催化轉化：在催化劑、加熱條件下，氨可將氮氧化物轉化為無毒氣體(N2)或NOx與CO在一定溫度下催化轉化為無毒氣體(N2和CO2)。一般適用于汽車尾氣的處理。 題組二有關氮的氧化物的簡單計算3在一定條件下，將NO2和O2的混合氣體12 mL通入足量水中，充分反應后剩余2 mL氣體(同溫同壓下)，則原混合氣體中氧氣的體積可能為()1.2 mL2.4 mL3 mL4 mLABC D解析：選D。首先分析可能發(fā)生的反應為
10、4NO2O22H2O=4HNO3，3NO2H2O=2HNO3NO，則剩余的2 mL氣體有兩種可能。如果剩余2 mL O2，則V(NO2)(122) mL8 mL，則混合氣中V(O2)12 mL8 mL4 mL。若剩余的2 mL氣體是NO，則混合氣中V(O2)(12 mL2 mL3)1.2 mL，D項正確。4設空氣中O2的體積分數為0.2，N2的體積分數為0.8。在有水存在的條件下，某氮的氧化物(NO與NO2形成的混合物)和一定量空氣混合恰好完全反應生成硝酸，反應后氣體體積減少了一半(相同條件下)。則該氮的氧化物中NO與NO2的體積比是()A15 B14C13 D任意比解析：選A。氮氧化物與空氣
11、恰好完全反應生成HNO3，發(fā)生反應為4NO2O22H2O=4HNO3，4NO3O22H2O=4HNO3，剩余氣體為N2，設剩余N2為0.8 L，則由空氣組成可知氧氣為0.2 L，原氣體總體積為1.6 L，即NO和NO2混合氣體體積為0.6 L。有V(NO)V(NO2)0.6 L、V(NO)V(NO2)0.2 L，得V(NO)0.1 L，V(NO2)0.5 L，則V(NO)V(NO2)15。氮氧化物溶于水的計算問題(1)應先明確原理無論是單一氣體(NO2)，還是NO、NO2、O2中的兩者或三者的混合氣體，反應的實質是3NO2H2O=2HNO3NO，2NOO2=2NO2，故若有氣體剩余只能是NO或
12、O2，不可能是NO2。若NO和O2通入水中，總化學方程式為4NO3O22H2O=4HNO3。若NO2和O2通入水中，總化學方程式為4NO2O22H2O=4HNO3。(2)注意原子守恒和得失電子守恒的運用有關氮的氧化物的計算，從反應實質看都是氧化還原反應?？梢詮牡檬щ娮訑迪嗟然蛟邮睾愕慕嵌确治?，簡化計算過程，如NOx與O2、H2O轉化為硝酸的計算，反應中O2得到的電子數與NOx失去的電子數相等。 氨與銨鹽 知識梳理一、氨的物理性質無色、有刺激性氣味的氣體；密度比空氣小，易液化；極易溶于水(1700)，可由噴泉實驗證明。二、氨的化學性質1還原性與氧氣反應：4NH35O24NO6H2O。2與酸反應
13、與氯化氫反應：NH3HCl=NH4Cl(產生白煙)。3與水反應NH3H2ONH3H2ONHOH，氨的水溶液叫氨水，呈弱堿性。4與鹽溶液反應鹽溶液現象離子方程式FeCl3溶液生成紅褐色沉淀Fe33NH3H2O=Fe(OH)33NH_AlCl3溶液生成白色沉淀Al33NH3H2O=Al(OH)33NH_三、氨的用途1液氨汽化時吸收大量的熱，故可用作制冷劑。2制氮肥、硝酸、銨鹽、純堿等。四、氨的制法加熱固態(tài)銨鹽和堿的混合物，如圖所示：堿石灰 濕潤的紅色石蕊 白煙五、銨鹽及NH的檢驗1銨鹽的物理性質銨鹽都是白色固體，均易溶于水。2銨鹽的化學性質 NH4HCO3NH3CO2H2O 3NH的檢驗自我檢測1
14、判斷下列說法是否正確，不正確的說明理由。(1)氨氣溶于水能導電，所以氨氣是電解質。(2)實驗室可用濃氨水與NaOH固體制取氨氣。(3)氨與酸反應生成銨鹽，與揮發(fā)性酸相遇時能形成白煙。(4)某晶體與NaOH共熱放出一種能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體，該晶體中含有NH。(5)氨水中含氮微粒中最多的微粒是NH。(6)把NH3通入稀HNO3中，當溶液的pH等于7時，是NH3和HNO3等物質的量反應。(7)液氨作為清潔能源的反應原理是4NH35O24NO6H2O。(8)在1 molL1氨水中，NH3H2O、NH、NH3的物質的量濃度之和為1 molL1。答案：(2)(3)(4)(8)正確。(1)不正確
15、，NH3本身不能電離，溶于水，與水發(fā)生反應NH3H2ONH3H2ONHOH而導電，故NH3不是電解質。(5)不正確，氨水中存在大量的NH3H2O和少量的NH。(6)不正確，NH3和HNO3等物質的量反應時，得到NH4NO3溶液，NH水解使溶液顯酸性，pH7。(7)不正確，產生的NO是污染性氣體。2用濃氯化銨溶液處理過的舞臺幕布不易著火，其原因是(1)_；(2)_。答案：(1)氯化銨分解吸收熱量，降低了溫度(2)氯化銨分解產生的氣體隔絕了空氣(1)氨氣極易溶于水，直接通入水中會引起倒吸。氨水的成分主要是NH3H2O，但在計算濃度時，溶質應為NH3。(2)固體中NH的檢驗方法是取樣溶解，加入濃氫氧
16、化鈉溶液并加熱，用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗產生的氣體，若試紙變藍說明原固體含有NH。(3)液氨是由氨氣液化而得到的純凈物，所含粒子只有NH3分子；氨水是由NH3溶于水而形成的混合物，所含粒子有三種分子：NH3、NH3H2O、H2O，三種離子：NH、OH、H。(2016高考全國卷，26，14分)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。某同學在實驗室中對NH3與NO2反應進行了探究?；卮鹣铝袉栴}：(1)氨氣的制備氨氣的發(fā)生裝置可以選擇上圖中的_，反應的化學方程式為_。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，
17、用小寫字母表示)。(2)氨氣與二氧化氮的反應將上述收集到的NH3充入注射器X中，硬質玻璃管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Y管中_反應的化學方程式_將注射器活塞退回原處并固定，待裝置恢復到室溫Y管中有少量水珠生成的氣態(tài)水凝聚打開K2_解析(1)觀察裝置知，A裝置適合加熱固體制備氣體，B裝置適合加熱液體與固體制備氣體或加熱液體制備氣體。實驗室通過氯化銨和消石灰共熱制備氨氣，加熱固體混合物制備氣體，可以選擇A裝置作氨氣的發(fā)生裝置，化學方程式為2NH4ClCa(OH
18、)22NH3CaCl22H2O。實驗室還可以通過加熱濃氨水制備氨氣，故也可以選擇B裝置作氨氣的發(fā)生裝置，化學方程式為NH3H2ONH3H2O。實驗室用堿石灰干燥氨氣，用向下排空氣法收集氨氣，用水吸收尾氣中的氨氣并注意防倒吸，故選擇C、D、F裝置，注意連接干燥管時應大口進氣，小口出氣，所以，連接順序為a、d、c、f、e、i或b、d、c、f、e、i。(2)NO2呈紅棕色，氨氣與二氧化氮發(fā)生反應：8NH36NO27N212H2O，故觀察到Y管中紅棕色氣體慢慢變淺。NH3與NO2反應后生成的氣態(tài)水凝聚，反應后氣體分子數減少，裝置Y內壓強小于外壓，故打開K2，氫氧化鈉溶液會產生倒吸現象。答案(1)A2N
19、H4ClCa(OH)22NH3CaCl22H2O或BNH3H2ONH3H2Odcfei(2)紅棕色氣體慢慢變淺8NH36NO27N212H2OZ中NaOH溶液產生倒吸現象反應后氣體分子數減少，Y管中壓強小于外壓下面是實驗室制取氨氣的裝置和選用的試劑，其中錯誤的是_。解析：NH4Cl受熱可產生NH3和HCl，但兩者在試管口遇冷會重新反應生成NH4Cl，在此過程中還有可能出現堵塞導管的情況，因此不能用的方法制取氨氣。中試管口未向下傾斜，會導致水蒸氣冷卻倒流入試管而使試管炸裂，不可行。濃氨水滴入氧化鈣固體中，會發(fā)生：CaONH3H2O=Ca(OH)2NH3，故可用的方法制取氨氣。濃氨水受熱產生氨氣，
20、通過堿石灰吸收水蒸氣后即得干燥的NH3，故可用的方法制取氨氣。答案：實驗室制取氨氣的其他方法方法化學方程式(或原理)氣體發(fā)生裝置加熱濃氨水NH3H2ONH3H2O濃氨水固體NaOHNaOH溶于水放熱，促使氨水分解，且OH的濃度增大有利于NH3的生成濃氨水固體CaOCaO與水反應，使溶劑(水)減少；反應放熱，促使氨水分解，化學方程式為NH3H2OCaO=NH3Ca(OH)2 題組一氨和銨鹽的性質及應用1NH3是一種重要的化工原料，可以制備一系列物質(見下圖)，下列說法正確的是()ANH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥BNH4Cl、HNO3和Na2CO3受熱時都易分解CNH3和NO2在一定條件下
21、可發(fā)生氧化還原反應D圖中所涉及的O2都要用純氧解析：選C。化肥是含氮、磷、鉀的一些植物營養(yǎng)物質，NaHCO3 不是化肥，A不正確；Na2CO3受熱不易分解，B不正確；NH3和NO2在一定條件下可以發(fā)生氧化還原反應，如生成氮氣，C正確；氨的催化氧化以及NO與O2的反應用空氣就可以，不一定要用純氧，D不正確。2如圖所示利用培養(yǎng)皿探究氨氣的性質。實驗時向NaOH固體上滴幾滴濃氨水，立即用另一表面皿扣在上面。下表中對實驗現象所做的解釋不正確的是()選項實驗現象解釋A濃鹽酸附近產生白煙NH3與揮發(fā)出來的HCl反應產生了NH4Cl固體B濃硫酸附近無明顯現象NH3與濃硫酸不發(fā)生反應C氯化物溶液中有紅褐色沉淀
22、該溶液一定是FeCl3溶液D干燥的紅色石蕊試紙不變色，濕潤的紅色石蕊試紙變藍NH3H2O是一種可溶性堿解析：選B。揮發(fā)出來的HCl與NH3反應生成NH4Cl固體，產生白煙，A正確；NH3與濃H2SO4反應，但因濃H2SO4難揮發(fā)，故無明顯現象，B錯誤；NH3遇到FeCl3溶液生成紅褐色Fe(OH)3沉淀，C正確；干燥的紅色石蕊試紙不變色，而濕潤的紅色石蕊試紙變藍，可說明NH3溶于水生成的NH3H2O為堿，但不能說NH3是堿，D正確。3(2018保定高三月考)如圖是某課外活動小組的同學設計的4個噴泉實驗方案。下列有關操作中不可能引發(fā)噴泉現象的是()A擠壓裝置的膠頭滴管使稀鹽酸全部進入燒瓶，片刻后
23、打開止水夾B擠壓裝置的膠頭滴管使NaOH溶液全部進入燒瓶，片刻后打開止水夾C用鼓氣裝置從裝置的a處不斷鼓入空氣并打開止水夾D向裝置的水槽中慢慢加入適量的濃硫酸并打開止水夾解析：選A。A項中稀鹽酸與Cl2不能發(fā)生反應，燒瓶內的壓強沒有減小，不能引發(fā)噴泉現象；B項中擠入的NaOH溶液與CO2作用，導致燒瓶內的壓強降低，在大氣壓作用下，燒杯內的水被壓入燒瓶而形成噴泉；C項中鼓入空氣使錐形瓶內的壓強增大，從而將水壓入燒瓶而形成噴泉；D項中濃硫酸溶于水時放熱，使錐形瓶內的NH3H2O分解生成NH3，導管中濃氨水分解的NH3進入燒瓶，與HCl作用生成NH4Cl，從而導致燒瓶內的壓強降低，錐形瓶內的氨水進入
24、燒瓶而形成噴泉。噴泉實驗的形成原理(1)形成噴泉的原理：形成噴泉最根本的原因是瓶內外存在壓強差。當燒瓶內氣體溶于液體或與之反應時，瓶內氣體大量減少，壓強降低，外界的大氣壓將液體壓入燒瓶內，如此持續(xù)，最后液體將充滿燒瓶。(2)常見噴泉的形成主要有以下兩類：極易溶于水的氣體(NH3、HCl等)與水可形成噴泉；酸性氣體(HCl、SO2、NO2、CO2、H2S等)與NaOH溶液可形成噴泉。(3)噴泉實驗成功的關鍵：盛氣體的燒瓶必須干燥；氣體要充滿燒瓶；燒瓶不能漏氣(實驗前應先檢查裝置的氣密性)；所用氣體能大量溶于所用液體或氣體與液體快速反應。 題組二氨和銨鹽的實驗探究4某氮肥樣品可能含有NH4HCO3
25、、NH4Cl、NH4NO3中的一種或幾種。為探究其成分，稱取該樣品0.500 0 g，溶解配成100 mL溶液，加過量濃NaOH溶液，加熱，將產生的氨氣通入60.00 mL 0.100 0 molL1的H2SO4溶液中(設產生的NH3全部逸出)，剩余的H2SO4溶液能消耗20.00 mL 0.225 0 molL1的NaOH溶液。下列說法正確的是()A吸收NH3消耗的H2SO4為6.000103 molB上述過程共產生NH3 268.8 mL(標準狀況下)C該樣品中NH的質量分數為43.2%D該氮肥樣品必含NH4Cl解析：選D。0.006 mol H2SO4除了吸收NH3還中和NaOH，有n(
26、NH3)n(NaOH)2n(H2SO4)，n(NH3)0.004 5 mol0.012 mol，n(NH3)0.007 5 mol，標準狀況下V(NH3)168 mL，吸收NH3消耗的H2SO4為0.003 75 mol，w(NH)100%27%。NH4HCO3、NH4Cl、NH4NO3中NH含量分別約為(22.8%)、(33.6%)、(22.5%)，只有NH4Cl中NH 含量大于27%，故該氮肥樣品中一定有NH4Cl。5某同學用下列裝置(固定、加熱儀器和橡膠管略)進行有關氨氣制取的實驗探究。請回答下列問題：(1)若用裝置制取NH3，其反應的化學方程式為_；若要測定生成的NH3的體積，則必須選
27、擇的裝置是_(填裝置序號)，裝置中所盛試劑應具有的性質是_。(2)若用裝置制取并收集干燥的NH3，燒瓶內裝的試劑是_，分液漏斗中裝的試劑是_，收集裝置應選擇_(填裝置序號)。解析：(1)裝置適用于固固加熱制取氣體，制取NH3時試劑是NH4Cl固體和Ca(OH)2固體。若測定NH3的體積，必須用排液法，而NH3極易溶于水，故不能用排水法，所用的液體必須不與NH3反應，也不溶解NH3且不易揮發(fā)才行。(2)裝置是固液反應不需加熱的裝置，制取NH3時，可用濃氨水和堿石灰(或其他試劑)作用。答案：(1)2NH4ClCa(OH)22NH3CaCl22H2O氨氣難溶于該試劑，且該試劑不易揮發(fā)，不與氨氣反應(
28、2)CaO(或NaOH固體或堿石灰)濃氨水(或濃NH4Cl溶液)硝酸 知識梳理一、物理性質硝酸是無色、易揮發(fā)的液體，有刺激性氣味。二、化學性質1不穩(wěn)定性4HNO32H2O4NO2O2。2強氧化性硝酸無論濃、稀都有強氧化性，而且濃度越大氧化性越強。(1)與金屬反應稀硝酸與銅反應：3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O。濃硝酸與銅反應：Cu4HNO3(濃)=Cu(NO3)22NO22H2O。(2)與非金屬反應濃硝酸與C的反應：C4HNO3(濃)CO24NO22H2O。(3)與還原性化合物反應硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2等還原性物質。例如：稀硝酸與FeSO4
29、溶液反應的離子方程式為3Fe24HNO=3Fe3NO2H2O。3有機反應(1)硝化反應(與苯反應)：HNO3NO2H2O。(2)顏色反應：部分蛋白質遇到濃硝酸時變黃色。自我檢測1判斷正誤，正確的打“”，錯誤的打“”。(1)濃、稀硝酸都能使藍色石蕊試紙最終變?yōu)榧t色。()(2)硝酸能與Na2CO3反應，但不生成CO2。()(3)硝酸可與Na2S反應制得H2S氣體。()(4)過量的銅與濃HNO3反應有NO生成。()(5)常溫下，鋁和鐵在濃HNO3中“鈍化”，說明鋁和鐵與濃HNO3不反應。()(6)可用濃HNO3與Cu反應制備NO2。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)2久置的硝酸呈黃色，如
30、何除去？怎樣保存硝酸？答案：硝酸顯黃色是由于硝酸見光或受熱發(fā)生分解，生成的NO2溶于硝酸所致，所以消除的方法是通入O2(或空氣)，使其發(fā)生反應4NO2O22H2O=4HNO3。應將硝酸保存在棕色試劑瓶中，并置于陰涼處。3寫出下列反應的離子方程式，并指出HNO3所表現的性質。(1)Fe3O4和稀HNO3反應：_，_。(2)NaI和稀HNO3反應：_，_。(3)Na2SO3和稀HNO3反應：_，_。答案：(1)3Fe3O428HNO=9Fe3NO14H2O酸性和強氧化性(2)6I8H2NO=3I22NO4H2O強氧化性(3)3SO2H2NO=3SO2NOH2O強氧化性涉及HNO3的離子反應常見的易
31、錯問題(1)忽視NO在酸性條件下的強氧化性。在酸性條件下NO不能與Fe2、I、SO、S2等還原性較強的離子大量共存。(2)在書寫離子方程式時，忽視HNO3的強氧化性，將氧化還原反應簡單地寫成復分解反應。(2018三門峽高三模擬)足量銅與一定量濃硝酸反應，得到硝酸銅溶液和NO2、N2O4、NO的混合氣體，這些氣體與1.68 L O2(標準狀況)混合后通入水中，所有氣體完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸銅溶液中加入5 molL1 NaOH溶液至Cu2恰好完全沉淀，則消耗NaOH溶液的體積是()A60 mLB45 mLC30 mL D15 mL解析由題意可知：HNO3HNO3，則Cu失去的電子數與O
32、2得到的電子數相等，即n(Cu)2n(O2)20.15 mol。根據質量守恒及NaOH和Cu(NO3)2的反應可得關系式：n(NaOH)2nCu(NO3)22n(Cu)0.3 mol，則V(NaOH)0.06 L60 mL。答案A將上題修改為“19.2 g銅與一定量濃硝酸反應，得到硝酸銅溶液和NO2、N2O4、NO的混合氣體，這些氣體與一定量O2(標準狀況)混合后通入水中，所有氣體完全被水吸收生成硝酸?！闭垎栃枰獦藴薁顩r的O2多少升？答案：根據電子轉移關系，銅失去的電子最終被氧氣所得，則有關系式2CuO2，O2的體積(標準狀況)為19.2 g64 g/mol222.4 L/mol3.36 L。
33、解硝酸與金屬反應計算題的整體思路和計算方法(1)整體思路(2)計算方法原子守恒法HNO3與金屬反應時，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化為還原產物，這兩部分中氮原子的總物質的量等于反應消耗的HNO3中氮原子的物質的量。電子守恒法HNO3與金屬的反應屬于氧化還原反應，HNO3中氮原子得電子的物質的量等于金屬失電子的物質的量。離子方程式計算法金屬與H2SO4、HNO3的混合酸反應時，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，因此此類題目應用離子方程式來計算，先作過量判斷，然后根據完全反應的金屬或H或NO進行相關計算，且溶液中要符合電荷守恒。
34、題組一硝酸的性質及實驗探究1(2017高考北京卷)下述實驗中均有紅棕色氣體產生，對比分析所得結論不正確的是()A.由中的紅棕色氣體，推斷產生的氣體一定是混合氣體B紅棕色氣體不能表明中木炭與濃硝酸發(fā)生了反應C由說明濃硝酸具有揮發(fā)性，生成的紅棕色氣體為還原產物D的氣體產物中檢測出CO2，由此說明木炭一定與濃硝酸發(fā)生了反應解析：選D。中灼熱碎玻璃起加熱作用，濃硝酸受熱分解生成紅棕色NO2，硝酸中氮元素化合價降低，必有元素化合價升高，只能為氧元素，因此，還有O2生成，產生的氣體為混合氣體，A項正確；由可知，濃硝酸受熱分解可生成紅棕色氣體，所以中產生的“紅棕色氣體”不一定是木炭與濃硝酸發(fā)生反應產生的，B
35、項正確；中濃硝酸揮發(fā)才能與紅熱木炭接觸，產生的NO2是還原產物，C項正確；紅熱的木炭還可與空氣中的O2反應生成CO2，不一定是木炭與濃硝酸發(fā)生反應生成了CO2，D項錯誤。2如圖是用濃硝酸、銅片、水等試劑探究濃、稀硝酸的強氧化性并觀察還原產物的實驗裝置。.濃硝酸的強氧化性實驗將銅片置于具支試管的底部，在分液漏斗中加入約5 mL濃硝酸，往具支試管中放入約2 mL濃硝酸。(1)具支試管中發(fā)生反應的化學方程式為_。(2)實驗中觀察到能證明濃硝酸具有強氧化性的現象是_。.稀硝酸的強氧化性實驗(3)上述反應完成后，欲進一步證明稀硝酸也具有強氧化性，緊接的簡便、合理的實驗操作是_。(4)能證明稀硝酸與銅反應
36、產生NO的實驗現象是_(填寫序號)。Ac中收集到無色氣體Bc中收集到的無色氣體接觸空氣后變?yōu)榧t棕色Cb中產生的無色氣體接觸空氣后變?yōu)榧t棕色解析：(1)Cu與濃硝酸反應生成Cu(NO3)2、NO2和水。反應的化學方程式為Cu4HNO3(濃)=Cu(NO3)22NO22H2O。(2)濃硝酸作氧化劑，能將Cu氧化成Cu2(藍色溶液)，其還原產物是NO2(紅棕色氣體)。(3)將濃HNO3稀釋成稀HNO3，再與Cu發(fā)生反應，即可進一步證明稀HNO3的強氧化性。(4)NO為無色氣體，遇空氣中的O2轉化成紅棕色的NO2氣體。答案：(1)Cu4HNO3(濃)=Cu(NO3)22NO22H2O(2)試管中溶液變
37、藍，且有紅棕色氣體產生(3)向試管中加水將濃硝酸稀釋(4)C 題組二關于硝酸的計算3(2018福州模擬)向500 mL稀硝酸中加入一定質量的鐵粉，恰好使鐵粉完全溶解，放出NO氣體5.6 L(標準狀況)，同時溶液質量增加9.3 g。下列判斷正確的是()A原溶液中投入鐵粉物質的量是0.25 molB原溶液中HNO3的濃度是 2.0 molL1C反應后的溶液中還可溶解9.6 g銅D反應后的溶液中 c(Fe2)c(Fe3)12解析：選B。n(NO)0.25 mol，m(NO)0.25 mol30 gmol17.5 g。m(Fe)9.3 g7.5 g16.8 g，n(Fe)0.3 mol，由得失電子守恒
38、知反應后溶液中存在Fe2、Fe3，則n(Fe2)n(Fe3)0.3 mol；由得失電子守恒得2n(Fe2)3n(Fe3)3n(NO)，2n(Fe2)3n(Fe3)0.25 mol3，解得n(Fe2)0.15 mol，n(Fe3)0.15 mol。n(HNO3)2n(Fe2)3n(Fe3)n(NO)0.15 mol20.15 mol30.25 mol1 mol，c(HNO3)2.0 molL1。還可溶解銅：n(Cu)n(Fe3)/20.075 mol，m(Cu)0.075 mol64 gmol14.8 g。4將32.64 g銅與140 mL一定濃度的硝酸反應，銅完全溶解，產生的NO和NO2混合氣
39、體在標準狀況下的體積為11.2 L。請回答：(1)NO的體積為_L，NO2的體積為_L。(2)待產生的氣體全部釋放后，向溶液中加入V mL a molL1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2全部轉化成沉淀，則原硝酸溶液的濃度為_molL1。(3)欲使銅與硝酸反應生成的氣體在NaOH溶液中全部轉化為NaNO3，至少需要30%的雙氧水_g。解析：(1)Cu與HNO3反應過程中，Cu作還原劑失去的電子等于HNO3作氧化劑得到的電子，由得失電子守恒可得n(Cu)2n(NO)3n(NO2)1，即231，得V(NO)5.824 L，則V(NO2)5.376 L。(2)硝酸與Cu反應中，硝酸顯酸性和氧化性，
40、其中顯氧化性的硝酸全部轉化為NO、NO2，當溶液中的Cu2全部轉化為沉淀時，所得溶液為NaNO3溶液，則n(NO)溶液n(NaOH)V103 La molL1aV103 mol，根據N元素守恒，作氧化劑的硝酸與生成的氣體的物質的量相等，則有n(HNO3)被還原n(氣體)0.5 mol。n(HNO3)n(NO)溶液n(HNO3)被還原aV103 mol0.5 mol。(3)根據(1)中計算可得n(NO)0.26 mol，n(NO2)0.24 mol。從反應的始終態(tài)分析：即要將NO中的2價的N元素和NO2中的4價的N元素完全轉化為NaNO3中的5價的N元素。根據得失電子守恒得n(NO)3n(NO2
41、)1n(H2O2)2，即0.26 mol30.24 moln(H2O2)2，求得n(H2O2)0.51 mol。m(H2O2)0.51 mol34 gmol117.34 g，需要30%的雙氧水的質量為17.34 g30%57.8 g。答案：(1)5.8245.376(2)(3)57.8 課后達標檢測一、選擇題1隨著我國汽車年銷量的大幅增加，空氣環(huán)境受到了很大的污染。汽車尾氣裝置里，氣體在催化劑表面吸附與解吸作用的過程如圖所示，下列說法正確的是()A反應中NO為氧化劑，N2為氧化產物B汽車尾氣的主要污染成分包括CO、NO和N2CNO和O2必須在催化劑表面才能反應D催化轉化總化學方程式為2NOO2
42、4CO4CO2N2解析：選D。反應過程中NO、O2為氧化劑，N2為還原產物；汽車尾氣中的N2不是污染物；NO和O2的反應不需要催化劑；根據題中的圖示，可將反應的過程分成如下兩步寫：2NOO2=2NO2，2NO24CO=N24CO2，將兩步反應式合并可得總化學方程式為2NOO24CO4CO2N2。2已知氨氣極易溶于水，而難溶于有機溶劑CCl4。下列裝置中不適宜作氨氣尾氣吸收裝置的是()解析：選C。A項，氨氣不溶于CCl4，不會發(fā)生倒吸；B項，導管末端連接倒置漏斗，漏斗下沿剛好沒入水中可有效防止倒吸；C項，會發(fā)生倒吸；D項，導管末端連接干燥管，干燥管細口沒入水中少許可有效防止倒吸。3下列關于氮及其
43、化合物的說法正確的是()AN2分子的結構穩(wěn)定，因而氮氣不能支持任何物質的燃燒B液氨汽化時要吸收大量熱，因而液氨可用作制冷劑CNO可用向上排空氣法或排水法收集D濃硝酸保存在棕色瓶內是因為硝酸易揮發(fā)解析：選B。Mg能在N2中燃燒，A項錯誤；NO能與空氣中的O2反應生成NO2，C項錯誤；濃硝酸見光易分解，故保存在棕色瓶內，D項錯誤。4某同學仿照噴泉實驗原理在實驗室里做了一個“噴煙實驗”。如圖所示，在甲、乙兩個燒瓶中分別裝入X、Y兩種無色氣體，膠頭滴管中盛有含酚酞的NaOH溶液，實驗時將膠頭滴管內的液體擠入甲燒瓶中，然后打開彈簧夾，便可看到甲燒瓶中的導管噴出白色的煙，同時甲燒瓶中的溶液顏色逐漸變淺最后
44、褪為無色。則X、Y分別為()ANH3和HClBHCl和NH3CSO2和HCl DNO和HCl解析：選A。要想產生“噴煙”現象，應具備兩個條件：一是形成壓強差，二是兩種氣體反應會生成白煙，排除C、D項。根據甲中溶液顏色發(fā)生的變化，結合題給條件“膠頭滴管中盛有含酚酞的NaOH溶液”可知，甲中氣體溶于水所得溶液顯堿性，即X為NH3，故Y為HCl，選A。5用加熱法可以分離的一組物質是()A氯化銨和消石灰 B碳酸氫銨和過氧化鈉 C氯化銨和氯化鈉 D碘和氯化銨解析：選C。銨鹽可與堿反應，因此選項A在加熱時發(fā)生反應2NH4ClCa(OH)22NH32H2OCaCl2，不能用于分離。選項B中的NH4HCO3受
45、熱分解，且產生的H2O及CO2能與Na2O2反應，也無法達到分離的目的。選項D中碘在受熱時升華，NH4Cl受熱分解再重新化合后仍與碘混合，無法達到分離的目的。對于選項C，NH4Cl受熱分解后可從體系中脫離，遇冷又重新化合為NH4Cl晶體，從而達到與NaCl分離的目的。6下列說法不正確的是()A在稀硫酸中加入銅粉，銅粉不溶解，再加入Cu(NO3)2固體，銅粉仍不溶解B某氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍，該氣體的水溶液一定顯堿性C銅與濃硝酸反應的離子方程式為Cu4H2NO=Cu22NO22H2ODHNO3NONO2，以上各步變化均能通過一步實驗完成解析：選A。A項中加入Cu(NO3)2固體后，Cu和
46、H、NO發(fā)生反應：3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O，該項不正確。7N2O俗稱“笑氣”，曾用作可吸入性麻醉劑。以下反應能產生N2O：3CO2NO23CO2N2O。下列關于N2O的說法正確的是()A上述反應中每生成1 mol N2O，消耗1.5 mol COB等物質的量的N2O和CO2含有相等的電子數CN2O只具有氧化性，無還原性DN2O會迅速與人體血紅蛋白結合，使人中毒解析：選B。由方程式知，生成1 mol N2O時消耗3 mol CO，A錯誤；1 mol N2O與1 mol CO2都含有22 mol電子，B正確；N2O中氮元素的化合價為1價，是氮元素的中間價態(tài)，所以N2O既具有氧化性又
47、具有還原性，C錯誤；NO能與人體血紅蛋白結合，使人體中毒，D錯誤。8(2015高考北京卷)在通風櫥中進行下列實驗：步驟現象Fe表面產生大量無色氣泡，液面上方變?yōu)榧t棕色Fe表面產生少量紅棕色氣泡后，迅速停止Fe、Cu接觸后，其表面均產生紅棕色氣泡下列說法不正確的是()A中氣體由無色變紅棕色的化學方程式：2NOO2=2NO2B中的現象說明Fe表面形成致密的氧化層，阻止Fe進一步反應C對比、中現象，說明稀HNO3的氧化性強于濃HNO3D針對中現象，在Fe、Cu之間連接電流計，可判斷Fe是否被氧化解析：選C。A.鐵放入稀HNO3中發(fā)生反應Fe4HNO3(稀)=Fe(NO3)3NO2H2O，NO逸出，遇
48、到O2生成NO2，氣體由無色變?yōu)榧t棕色。B.鐵放入濃HNO3中，在常溫下會鈍化，即在Fe表面形成致密的氧化層，阻止Fe進一步反應。C.濃HNO3的氧化性強于稀HNO3。D.在鐵、銅之間連接一個電流計，根據電子的流向(與電流方向相反)，可判斷鐵是否被氧化。若電子由鐵移動到銅，則鐵被氧化。9等質量的下列物質與足量稀硝酸反應，放出NO物質的量最多的是()AFeOBFe2O3CFeSO4 DFe3O4解析：選A。根據得失電子守恒，還原劑提供的電子越多，氧化劑硝酸生成的NO的物質的量就越多。1 g題述四種物質能提供的電子的物質的量為A.1 mol；B.0 mol；C.1 mol；D.1 mol(Fe3O
49、4也可以寫為Fe2O3FeO)，故提供電子的物質的量最多的為FeO。10對于1 L H2SO4和HNO3的混合溶液，若H2SO4和HNO3物質的量濃度存在如下關系：c(H2SO4)c(HNO3)1.2 molL1，則理論上最多能溶解銅的物質的量為()A0.80 mol B0.72 molC0.45 mol D0.40 mol解析：選B。HNO3、H2SO4的混酸和金屬反應的有關計算，用離子方程式法計算，因為H2SO4電離出的H能與NO結合繼續(xù)和銅反應。離子方程式為3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O，設n(H2SO4)x，則n(HNO3)1.2 molx，當兩者電離出的H之和與NO的物質的
50、量之比符合離子方程式化學計量數之比時，表明兩者完全反應，溶解的銅最多，有，得x0.72 mol，n(NO)0.48 mol，根據離子方程式計算得n(Cu)0.72 mol。二、非選擇題11氨氣在工農業(yè)生產中有重要應用。(1)氮氣用于工業(yè)合成氨，寫出氮氣的電子式：_。NH3的穩(wěn)定性比PH3_(填“強”或“弱”)。(2)如圖所示，向NaOH固體上滴幾滴濃氨水，迅速蓋上蓋，觀察現象。濃鹽酸液滴附近會出現白煙，發(fā)生反應的化學方程式為_。濃硫酸液滴上方沒有明顯現象，一段時間后濃硫酸的液滴中有白色固體，該固體可能是_(寫化學式，一種即可)。FeSO4液滴中先出現灰綠色沉淀，過一段時間后變成紅褐色，發(fā)生的反
51、應包括Fe22NH3H2O=Fe(OH)22NH和_。(3)空氣吹脫法是目前消除NH3對水體污染的重要方法。在一定條件下，向水體中加入適量NaOH可使NH3的脫除率增大，用平衡移動原理解釋其原因：_。(4)在微生物作用下，蛋白質在水中分解產生的氨能夠被氧氣氧化生成亞硝酸(HNO2)，反應的化學方程式為_，若反應中有0.3 mol電子發(fā)生轉移，生成亞硝酸的質量為_g。解析：(1)氮氣電子式中存在叁鍵；根據非金屬性的判斷依據“非金屬性越強，氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定”，很容易判斷出NH3的穩(wěn)定性強于PH3。(2)根據現象寫方程式；氨氣溶于濃硫酸，能生成(NH4)2SO4或NH4HSO4；根據現象寫方程式，氫
52、氧化亞鐵被氧氣氧化為氫氧化鐵：4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。(3)氨水中存在平衡：NH3H2ONH3H2ONHOH，加入NaOH后OH濃度增大，平衡逆向移動，故有利于氨的脫除。(4)由方程式可看出，每當生成1 mol HNO2，轉移電子數為6 mol，當有0.3 mol電子發(fā)生轉移時，生成亞硝酸0.05 mol，即2.35 g。答案：(1)NN強(2)NH3HCl=NH4ClNH4HSO4或(NH4)2SO44Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(3)氨水中存在平衡：NH3H2ONH3H2ONHOH，加入NaOH后OH濃度增大，平衡逆向移動，故有利于氨的脫除(4)2N
53、H33O22HNO22H2O2.3512工業(yè)生產硝酸的尾氣中含有氮氧化物NOx(NO和NO2的混合物，假設不含N2O4)，對生態(tài)環(huán)境和人類健康帶來較大的威脅。(1)工業(yè)上可用氨催化吸收法處理NOx，反應原理如下：4xNH36NOx(2x3)N26xH2O某化學興趣小組模擬該處理過程的實驗裝置(夾持裝置略)如下：裝置A中發(fā)生反應的化學方程式為_。裝置D中堿石灰的作用是_。(2)工業(yè)上也常用Na2CO3溶液吸收法處理NOx。已知：NO不能與Na2CO3溶液反應。NONO2Na2CO3=2NaNO2CO2()2NO2Na2CO3=NaNO2NaNO3CO2()當NOx被Na2CO3溶液完全吸收時，x
54、的值不可能是_(填字母)。A1.3B1.6C1.8將1 mol NOx通入Na2CO3溶液中，被完全吸收時，溶液中生成的NO、NO兩種離子的物質的量隨x變化關系如圖所示： 圖中線段a表示_離子隨x值變化的關系；若用溶質質量分數為21.2%的Na2CO3溶液吸收，則需要Na2CO3溶液至少_g。用足量的Na2CO3溶液完全吸收NOx，每產生22.4 L(標準狀況)CO2(全部逸出)時，吸收液質量就增加44 g，則NOx中的x值為_。(3)氨催化吸收法和Na2CO3溶液吸收法處理NOx尾氣共同的優(yōu)點是_。解析：(1)A中發(fā)生的是實驗室制NH3的反應。堿石灰的作用是作干燥劑。(2)由信息可知，NO不能過量，過量的NO不能被吸收，因此n(NO2)n(NO)，則x1.5。當x1.5時，該氮氧化物為等物質的量的NO2、NO，只發(fā)生反應()，生成NaNO2，a表示NO。最終生成N
（江蘇專用）2022年高考化學一輪復習 專題4 硫、氮和可持續(xù)發(fā)展 2 第二單元 生產生活中的含氮化合物教案
