【精选高考】2019-2020届高考化学一轮复习非金属及其化合物专题氮及其化合物达标作业
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(6)非金属及其化合物—2025高考化学一轮复习易混易错专项复习一、卤素二、硅及其化合物含硅化合物的特殊性1、酸性氧化物一般和水反应生成相应的酸,SiO2虽然是H2SiO3的酸酐,但它不与水反应,不能直接与水作用制备H2SiO3。
2、酸性氧化物一般不与酸反应,但SiO2能和HF反应。
无机酸一般易溶于水,但H2SiO3难溶于水。
三、硫及其化合物二氧化硫(1)SO 2是无色而有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,易液化,易溶于水。
(2)SO 2是酸性氧化物,与水反应生成亚硫酸,亚硫酸是中强酸。
(3)SO 2有强还原性,常见氧化剂均可与SO 2发生氧化还原反应 如:SO 2+Cl 2+2H 2O===H 2SO 4+2HCl (4)SO 2有弱氧化性如:2H 2S +SO 2===3S↓+2H 2O(5)SO 2具有漂白性,能与有色有机物生成无色物质(可逆、非氧化还原反应)。
硫酸稀H 2SO 4具有酸的通性,而浓H 2SO 4除具有酸的通性外还具有三大特性:吸水性、脱水性和氧化性。
四、氮及其化合物1. NH 4+的检验方法(1)铵盐溶液与强碱溶液共热时,产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。
特别注意: a .碱液为浓溶液,不加热写成:NH 4++OH -===NH 3↑+H 2O ; b .碱液为稀溶液不加热写成NH 4++OH -===NH 3·H 2O ;c .不论浓、稀,只要加热则写成:NH 4++OH - NH 3↑+H 2O 。
(2)利用铵盐与碱液共热能产生氨气可用于实验室制取氨气:(NH 4)2SO 4+2NaOH Na 2SO 4+2NH 3↑+2H 2O 。
2. 硝酸(1)浓、稀硝酸与金属铜的反应:Cu +4HNO 3(浓)===Cu(NO 3)2+2NO 2↑+2H 2O 、3Cu+=====△=====△8HNO 3(稀)===3Cu(NO 3)2+2NO↑+4H 2O 。
考点二 硅酸、硅酸盐、无机非金属材料李仕才1.硅酸硅酸难溶于水,其酸性比碳酸弱,硅酸不能(填“能”或“不能”)使紫色石蕊试液变红色。
(1)硅酸不稳定,受热易分解:H 2SiO 3=====△SiO 2+H 2O 。
(2)硅酸能与碱溶液反应,如与NaOH 溶液反应的化学方程式为H 2SiO 3+2NaOH===Na 2SiO 3+2H 2O 。
(3)硅酸在水中易聚合形成胶体,硅酸凝胶经干燥脱水后得到多孔的硅胶,有很强的吸水能力,常用作干燥剂。
2.硅酸盐(1)概念:由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称,是构成地壳岩石的主要成分。
(2)表示方法:硅酸盐矿物的成分复杂,常用氧化物的形式表示它们的组成,如硅酸钠(Na 2SiO 3)写成Na 2O·SiO 2,钾云母(KH 2Al 3Si 3O 12)写成K 2O·3Al 2O 3·6SiO 2·2H 2O 。
(3)硅酸钠(Na 2SiO 3)。
①白色、可溶于水的粉末状固体,其水溶液俗称水玻璃,有黏性,水溶液显碱性。
②与较强的酸反应,如与盐酸反应的化学方程式为Na 2SiO 3+2HCl===2NaCl +H 2SiO 3↓;与CO 2水溶液反应的化学方程式为Na 2SiO 3+CO 2+H 2O===H 2SiO 3↓+Na 2CO 3。
③用途:黏合剂(矿物胶),耐火阻燃材料。
3.常见无机非金属材料 (1)传统无机非金属材料。
(2)玻璃的生产。
(3)特殊功能的含硅物质。
①碳化硅具有金刚石结构,可用作磨料。
②含硅元素4%的硅钢具有导磁性。
③硅橡胶具有既耐高温又耐低温的性质。
(4)新型无机非金属材料。
如高温陶瓷、压电陶瓷、生物陶瓷、光导纤维等。
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)1.普通玻璃、石英玻璃、水泥、玛瑙都属于硅酸盐产品。
( ×)2.NaAlSi3O8写成氧化物的形式是Na2O·Al2O3·6SiO2。
4-4-1 考点一 氮气及其常见氧化物1.将盛有12 mL NO 2和O 2的混合气体的量筒倒立于水槽中,充分反应后,还剩余2 mL 无色气体,则原混合气体中O 2的体积和剩余的2 mL 气体分别是( )A .1.2 mL ,NOB .2.4 mL ,O 2C .3.5 mL ,O 2D .4 mL ,NO解析:解题依据的化学反应原理:4NO 2+O 2+2H 2O===4HNO 3,3NO 2+H 2O===2HNO 3+NO 。
设O 2的体积为x ,剩余的气体有两种可能:①若剩O 2,则V 剩=x -14(12 mL -x )=2 mL ,解得x =4 mL ,B 、C 错误; ②若剩NO ,则V 剩=13[(12 mL -x )-4x ]=2 mL ,解得x =1.2 mL ,D 错误,A 正确。
答案:A2.如图,同温同压下,反应完全后有氧气剩余的是( )A .试管通入了40 mL NO 2和10 mL O 2B .试管通入了40 mL NO 和10 mL O 2C .试管通入了40 mL NO 、10 mL NO 2和10 mL O 2D .试管通入了10 mL NO 、20 mL NO 2和20 mL O 2解析:A 项,n (N)∶n (O)=4∶10,恰好完全反应;B 项,n (N)∶n (O)=4∶6,剩余气体为NO ;C 项,n (N)∶n (O)=5∶8,剩余气体为NO ;D 项,n (N)∶n (O)=3∶9,剩余气体为O 2。
答案:D3.室温时,在容积为a mL 的试管中充满NO 2气体,然后倒置在水中至管内水面不再上升时为止;再通入b mL O 2,则管内液面又继续上升,测得试管内最后剩余气体为c mL ,且该气体不支持燃烧。
则a 、b 、c 的关系是( )A .a =4b +3cB .a =4b +cC .a ∶b =4∶1D .a ∶b =4∶3解析:剩余气体不支持燃烧,故为NO 气体,即相当于NO 2与O 2混合作用于水时剩余3c mL NO 2,4NO 2+O 2+2H 2O===4HNO 34 1(a -3c ) b则4∶1=(a -3c )∶b整理得a =4b +3c 。
第22讲 氮及其氧化物 硝酸[复习目标] 1.了解氮及其氧化物的主要性质及应用;了解氮氧化物对环境的影响。
2.掌握硝酸的性质及应用。
考点一 氮及其氧化物1.氮的固定2.氮气(1)物理性质:无色无味的气体,密度比空气略小,难溶于水。
(2)化学性质写出有关化学方程式: ①3Mg +N 2=====点燃Mg 3N 2; ②N 2+3H 2高温、高压催化剂2NH 3;③N 2+O 2=======放电或高温2NO 。
(3)下列氮气的用途叙述中,分别应用了氮气的什么性质? ①文物馆将贵重文物保存在氮气中________。
②氮气是合成氨工业的重要原料________。
③雷电是自然界重要的固氮方式________。
④医疗上,液氮是常见的冷冻剂________。
答案 ①N 2的稳定性 ②N 2的氧化性 ③N 2的还原性 ④N 2的沸点低,液氮易汽化,且汽化吸收热量3.氮的氧化物(1)氮有多种价态的氧化物,氮元素从+1→+5价都有对应的氧化物,如N2O、NO、N2O3、NO2(或N2O4)、N2O5,其中属于酸性氧化物的是N2O3、N2O5。
(2)NO和NO2的比较性质NO NO2色、味、态无色的气体红棕色、有刺激性气味的气体水溶性不溶于水易溶于水毒性有毒,大气污染物之一有毒,大气污染物之一与水反应不反应3NO2+H2O===2HNO3+NO与氧气反应2NO+O2===2NO2不反应提醒①NO2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验证某无色气体为NO的方法是向该无色气体中通入O2(或空气),无色气体变为红棕色。
4.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:NO x在紫外线作用下,与碳氢化合物发生一系列光化学反应,产生了一种有毒的烟雾。
②酸雨:NO x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。
第17讲氮及其重要化合物考纲要求 1.了解氮元素的单质及其重要化合物的主要性质和应用。
2.了解氮元素的单质及其重要化合物对环境质量的影响。
考点一氮气及氮的常见氧化物知识归纳1.氮元素在自然界中的存在及氮的固定2.氮气(1)物理性质:无色无味气体,密度比空气略小,难溶于水。
(2)化学性质:①与氧气反应:_______________________________________________(导致汽车尾气中产生氮的氧化物和雷电固氮)。
②与氢气反应:_______________________________________________(工业合成氨的反应原理)。
③氮气与金属镁反应的化学方程式为____________________________。
3.氮的氧化物(1)氮有多种价态的氧化物,如________、________、________、________、N2O3、N2O5等,其中属于酸性氧化物的是________、________。
(2)NO和NO2的比较■ 判断思考1.判断下列描述的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)标准状况下,6.72 L NO 2与水充分反应转移的电子数目为0.1N A ( ) (2)制二氧化氮时,用水或NaOH 溶液吸收尾气( ) (3)NO 2通入FeSO 4溶液中始终无明显现象( ) (4)在实验室里,NO 和NO 2均可用排水法收集( ) (5)常温下,N 2既能与O 2反应又能与H 2反应( ) 2.如何鉴别NO 2与溴蒸气?典型例题1 [2015·北京卷] 在通风橱中进行下列实验:下列说法中不正确的是( )A .Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式:2NO +O 2===2NO 2B .Ⅱ中的现象说明Fe 表面形成致密的氧化层,阻止Fe 进一步反应C .对比Ⅰ 、Ⅱ中现象,说明稀HNO 3的氧化性强于浓HNO 3D .针对Ⅲ中现象,在Fe 、Cu 之间连接电流计,可判断Fe 是否被氧化2 如图4171所示,将相同条件下的m 体积NO 和n 体积O 2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2m体积的气体,该气体与空气接触后立即变为红棕色。
第四讲氮及其化合物考纲要求:1 .了解氮元素单质及其重要化合物的主要性质和应用.2 .了解氮元素单质及其重要化合物对环境质量的影响.[循着图示想一想][特色特性记一记]1 .特殊的颜色:NO2——红棕色气体O22 .特殊的检验:① NO:无色气体-------- >红棕色②" ®|一2-1无色气体1st再一3 .特殊的性质:硝酸具有不稳定性和强氧化性4 .必记六反响:局温、[Wj压⑴N2+3H2 催化剂2NH3 (2)3NO2+H2O===2HNO3+NO催化剂(3)4NH 3+5.2=====4NO +6H2O(4)2NH 4Cl + Ca(OH) 2=====CaCl2+ 2NH 3 忏2H 2.(5)Cu + 4HNO 3(浓尸==Cu(NO 3)2+ 2NO2 2H2.(6)3Cu + 8HNO 3===3Cu(NO3)2 + 2NOT + 4H2.考点一性质稳定的非金属单质[教材知识层面]1 .氮的原子结构氮元素位于元素周期表中第二周期第VA 族,原子结构示意图为,最外层有5个电子,在化学反响中能获得 3个电子而表现出—3价,其单质N 2因N 三N 键键能大,难以断裂,故 N 2化学性质稳定.2 .氮气的性质(1)物理性质:无色无味气体,密度比空气略小,难溶于水. (2)化学性质:在通常状况F 很不赭洗氧化性p 一I 送原性尸NH *'NO乳 化 住Mg, y|①氮气与氧气反响的化学方程式为 N 2+O 2放电,2NO .导致汽车尾气中产生氮的氧化物和雷电固氮.. ...... . ...... 、,、,一,, 局温、tWj 压②氮气与氢气反响的化学万程式为 N 2+3H 2催化剂 2NH 3.(工业合成氨反响原理)③氮气与金属镁反响的化学方程式为 3Mg + N 2A ,Mg 3N 2o3 .氮的固定(1)概念:将游离态的氮转变为氮的化合物叫做氮的固定. (2)类型: , 一,、一催化剂如工业合成氨: N 2+3H 2高温、高压2NH 3如雷雨天产生NO: N 2+O 2放电氮转化为含氮化合物而促进自身生长 化学模拟生物固氮:利用化学方法模拟固氮 酶的作用,在温和条件下将氮转变为氨4.氮气的应用人工固氮 自然固氮 2NO氮的固定生物固氮 如豆科植物的根瘤菌能够将空气中的①焊接金属时作保护气;②液氮可作冷冻剂;③重要的化工原料,用来制取化肥、炸药等.[ 考点达标层面]1 .将空气中氮气转化成氮的化合物的过程称为固氮.以下图中能实现人工固氮的是( )【答案】D【解析】选项A、 C 为自然固氮,合成氨为人工固氮.2.有关自然界中氮的循环的以下说法不正确的选项是( )A .雷电可以将大气中的氮转化为硝酸盐B .夏天腐烂的蔬菜有毒是由于产生了亚硝酸盐C.动物体内的蛋白质降解时直接变成氮气进入大气D .合成氨是最主要的人工固氮方式【答案】C【解析】雷雨时,N2—->NO--> NO2—-> HNO3—->硝酸盐进入土壤;动物体内的蛋白质降解为氨基酸,代谢最终产物为尿素, C 错误.3.以下反响必须参加氧化剂且一步反响就能完成的是( )① N2-NO2 ② NO2-NO ③ NO2-HNO31. N2-NO ⑤ N2-NH3A .①B .②⑤C.④D.③④【答案】C【解析】该题有两个要求:(1)必须参加氧化剂;(2)一步反响就能完成.反响①、③、④从化合价角度来看都升高,但反响① N2-NO2不能一步反响完成;而反响③ NO2-HNO3,虽然氮的化合价升高,但不加氧化剂也能实现,如3NO2+H2O===2HNO3+NO,在该反响中,NO2既是氧化剂又是复原剂;只有反响④N2f NO必须参加氧化剂且一步反响就能完成.考点二环境污染的罪魁祸首一一氮的氧化物[教材知识层面]1 .氮的氧化物氮有多种价态的氧化物,如N2O、NO、NO2、N2O4、N2O3、N2O5等,其中属于酸性氧化物的是N2O3、N2O5O2 . NO与NO2性质的比拟[高考考查层面]命题点1氮氧化物对环境的影响〔1〕光化学烟雾:NO x在紫外线作用下,与碳氢化合物发生一系列光化学反响,产生的一种有毒的烟雾.〔2〕酸雨:NO x排入大气中后,与水反响生成HNO3和HNO2,随雨雪降到地面.反响的化学方程式为2N0+O2===2NO23N02+ H20===2HN0 3+ N0.〔3〕破坏臭氧层:科学研究说明,进入高空平流层的氮氧化物,可以加快臭氧层中臭氧的分解速率,从而像氟氯煌类物质........ .............. 氮氧化物一样破坏臭氧层,形成臭氧空侗:203 =======302.导致地面紫外线辐射量增加.[典题例如]3 . N0对环境的危害在于〔〕①破坏臭氧层②高温下能使一些金属被氧化③造成酸雨④与人体血红蛋白相结合A.仅①③B.仅③④C.①②③D.①③④【答案】A【解析】N0在高温下不能氧化金属,②错误,④不属于对环境的危害,①③正确.4 .世界上许多科学家都强烈反对开展超音速运输机〔SST〕,其主要理由是〔〕A.燃料燃烧时,尾气中的氮氧化物污染大气B.燃料燃烧时,尾气中的氮氧化物导致光化学烟雾C.燃料燃烧时,尾气中的氮氧化物加快臭氧层分解D.燃料燃烧时,尾气中的氮氧化物导致酸雨【答案】C【解析】超音速运输机的飞行高度在1万米以上,位于臭氧层下的平流层,对环境的主要影响是加快臭氧的分解.命题点2消除氮氧化物对环境污染的方法[典题例如]2. NO x是汽车尾气中的主要污染物之一.(1)NO x能形成酸雨,写出NO2转化为HNO3的化学方程式:(2)在汽车尾气系统中装置催化转化器,可有效降低NO x的排放,当尾气中空气缺乏时, NO x在催化转化器中被复原成N2排出.写出NO被CO复原的化学方程式:【答案】(1)3NO2+ H2O===2HNO 3+ NO 催化剂(2)2NO + 2CO ===== N2 + 2CO2…,________ _____ 、, 一一, 催化剂【解析】(2)根据题目信息可知NO被CO复原为N2,而CO被氧化成CO2,化学方程式为2NO + 2CO =====N2+2CO2.3. NO2可以用氢氧化钠溶液吸收,或在一定条件下用氨气与其反响使之转化为无污染的物质,发生反响的化学方程式分别是:2NO2+2NaOH===M + NaNO3+H2O,8NH3+6NO2===7X+12H2O.那么M、X 代表的物质的化学式分别是()A. NaNO2、N2B. HNO2、N2C. NO、HNO3D. N2、N2【答案】A【解析】根据题目所提供的化学方程式利用原子守恒定律可得M为NaNO2, X为N2.[方法技巧]NO x尾气的处理方法1 .碱液吸收法2NO2+ 2NaOH===NaNO 3+ NaNO2+ H2ONO2+ NO +2NaOH===2NaNO 2+ 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)王(NO).一般适合工业尾气中NO x的处理.2 .催化转化法在催化剂、加热条件下,氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)或NO x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.[考点达标层面]3 .判断以下描述的正误(正确的打错误的打“X:)(1)制取二氧化氮时,用水或NaOH溶液吸收尾气.()(2)标准状况下,6.72 L NO 2与水充分反响转移的电子数目为0.1N A.()(3)NO2与水反响的离子方程式:3NO2+H2O===2H++2NO3+ NO.( )(4)CO、NO、NO2都是大气污染气体,在空气中都能稳定存在. ()(5)用NaOH溶液吸收NO2的离子方程式是:2OH 一 + 2NO 2===NO3 + NO + H2O.( )(6)NO2通入FeSO4溶液中始终无明显现象. ()【答案】(1) X (2) X (3) V (4) X (5) X (6) X4 .氮的氧化物(用NO x表示)是大气污染物,必须进行处理.(1)汽车尾气主要含有CO2、CO、SO2、NO x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).②汽车尾气中的CO、NO x在适宜温度下采用催化转化法处理, 使它们相互反响生成参与大气循环的无毒气体.反响的化学方程式可表示为.e一—4一一,…,""y 一_催化剂_ _催化剂(2)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体.:4NH3+6NO =====5N2+6H2O,8NH3 + 6NO2 =====7N2+ 12H2O.同温同压下,3.5 L NH3恰好将3.0 L NO和NO2的混合气体完全转化为N2,那么原混合气体中NO和NO2的体积之比是.(3)工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理,假设NO与NO2按物质的量之比1 : 1被足量NaOH溶液完全吸收后得到一种钠盐,该钠盐的化学式是.【答案】(1)①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响形成硝酸型酸雨、导致..... . .. .......... ......... …催化剂光化学烟雾、广生温室效应 (任填两种即可)②2xCO+2NO x=====2xCO2 + N2 (2)1 : 3 (3)NaNO 2【解析】(1)①汽车汽缸内不断进行着汽油的燃烧反响,当空气缺乏时,汽油不完全燃烧,会产生CO;当空气过量时,N2和O2在放电或高温条彳^下反响生成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.② CO、NO x反响后生成的无毒气体为CO2和N2.(2)V(NO) +V(NO2)=3.0 L2V(NO) +4 V(NO2) = 3.5 L 3 3贝U V(NO) =0.75 LV(NO2) = 2.25 LV(NO) : V(NO2)= 1 : 3.(3)NO中氮的化合价为+ 2价,NO2中氮的化合价为+ 4价,二者1 : 1混合时与NaOH反响生成盐的化合价必然为+ 3,即为NaNO2.考点三氨和钱盐[教材知识层面]5 .氨(1)物理性质:无色有刺激性气味的气体,密度比空气小,易液化.极易溶于水(1 : 700),可由喷泉实验证实.(2)化学性质:①与水反响:NH 3+ H2O^^=NH 3 H2O F - NH 4+ OH,氨气溶于水得氨水, 氨水中含有白^粒子有:NH3H2O、H2O、NH3、NH 4、OH,H° NH 3 H2O为可溶性一元弱碱,不稳定,易分解,化学方程式为:NH3 H2O&NH3T+H2O.②复原性:,一八,一, ,,、、, 催化齐U与氧气发生催化氧化反响的化学方程式:4NH 3+ 502 =岑=4NO + 6H2O.③与酸反响:与氯化氢反响的化学方程式:NH3+ HCl===NH 4Cl,产生白烟.(3)制法(书写化学方程式):小丁、[[,止…高温、高压①工业制法:N2+3H2 催化剂2NH3.②实验室制法:Ca(OH) 2+ 2NH 4Cl=====CaCl2 + 2NH 3 忏2H 2..(4)用途:制硝酸、俊盐、纯碱、尿素、制冷剂等.6 .钱盐△⑴不稳定性:NH4CI NH_3,U HCl t,NH 4HCO 3=====NH 3 忏H2OT + CO2 T.(2)与强碱反响:NH 4Cl + NaOH=====NH 3忏NaCl + H g O.应用于NH 4的检验: n强碱湿润红色।、并化前十NH 4 —△ >无色工体 -石裤试纸 ) 试纸里监[高考考查层面]命题点1氨气的实验室制法TE^_JT. ._>r . -F Y F.-f= =工JL-E 二工工jr_ .jr 3TT^. T?__ -r 工3H .jr .[实验根底]1 .用钱盐和碱制取2 .用浓氨水制取[流程分析]氨的制取及氨的催化氧化实验探究[ 专题集训 ]气体的制取强盟工柄 用晚年外的挥修性 制取城气.但制府© 气没行慵热或为人 上打发R 两个期健 工fl 」IY人 空气带H1 \11的方 法,此方法的优点是 不但耦麻血11 还提供了另•反响 物口,.U 的酬化H 化装置•其 中伯籍0金 足反响的㈱ 牝制・为槌 品佛化政机实骤中 肥箱笼介至 飙成脾比 状.以席M ;接触曲松.气体的净化, 吸收装?h 川 俄H SO ।喉产物的就证找世tNil 7J 与空气中的〔L I 〞小,I ..龙收品余的 打粽色的\n 未 MI 及尿黄 前认犯的催化次 气使产物 化产物,.|我村的 XU X 坪悝 热脸是WU 音器. 那么净化.戈祥 Nl LXD,均行 府恃苴兄长年.会花栗环域. 转进气,就昔 此富聆她少月二 出气.;处理装置1 .下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂,其中错误的选项是()A .①②B .②③C.③④D.①③【答案】D【解析】NH4CI受热可产生NH3和HCl ,但两者遇冷会重新凝结产生NH4C1,且可能出现堵塞导管的情况,③中试管口未向下倾斜会导致水倒流入试管而使试管破裂,故①③错误;把浓氨水滴入氧化钙固体中,会发生CaO+NH3 H2O===Ca(OH)2+NH3f,反响放热,温度升高有利于NH3放出,故可用②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枯燥的NH3,④符合要求.2.有甲、乙两位同学想利用以下装置及化学试剂,对实验室制取并收集氨气的实验进行改良.化学试剂:①NH4CI固体、②浓氨水、③ NaOH固体(1)甲同学想方便快速地制取少量氨气, 应选择的装置是________ (填序号), 选用试剂是________ (填序号). 选用上述试剂制氨气的理由是 _________________________________ ,实验过程中,制气时的实验操作是〔2〕乙同学建议,把教材中实验室制取氨气的收集装置由大试管改为集气瓶且瓶口向上收集氨气,并保证 不污染环境,请你根据其设想答复:①假设用排气法收集氨气,请在方框内画出其气体收集装置和尾气吸收装置,标出所用试剂〔自选〕名称.②假设用排液集气法收集 NH 3,可选用的试剂是 〔填序号〕. A . H 2O B.浓 H 2SO 4D.饱和NaCl 溶液NaOH 固体遇水放热,使氨气的溶解度降低,同时可使溶液中 c 〔OH —〕增大,促使NH 3+H 2O 平衡向右移动,从而使氨气逸出 将浓氨水逐滴滴加到 NaOH 固体上〔2〕①如图②C【解析】〔1〕不加热制取NH 3是快速制取少量 NH 3的举措,具体操作方法是把浓氨水滴到固体NaOH 上.〔2〕①用排气法收集 NH 3的装置中要注意广口瓶中导气管的长短, 因NH 3的密度比空气的小,故进气管短, 出气管长,因NH 3极易溶于水,进行尾气处理时,要设置防倒吸装置.②用排液法收集 NH 3时,要求液体不能溶解 NH 3〔排除A 、D 〕且不与NH 3发生反响〔排除B 〕,应选CCl 4o 命题点2喷泉实验的原理及其应用1 .喷泉实验的原理由于容器内外产生压强差而形成喷泉.气体迅速溶于水或某种溶液中,容器内压强小于容器外压强,从 而产生喷泉,依据这一原理,只要能够造成容器内气体大量溶于液体,就可以形成喷泉.2 .形成喷泉的类型C. CC14【答案】〔1〕B ②③ + 一NH 4 + OHNH 3 H 2O(1)只要气体易溶于吸收剂,均可做喷泉实验,吸收剂可以是水,也可以是酸液、碱液等. 下面是几种常见的能形成喷泉的气体和液体.(2)容器内的液体由于受热挥发 (如浓盐酸、浓氨水、酒精等)或由于发生化学反响产生气体,容器内产生大量气体,压强迅速增大,促使容器内液体迅速向外流动,也能形成喷泉.如喷雾器、人造喷泉、火山喷发等均是利用此原理.3 .引发喷泉的几种方法(1)使烧瓶内的气体迅速溶于水或某种液体中.(2)使烧瓶内气体温度降低,从而使气压减小.(3)使烧瓶外待喷液面上的气压增大.4 .喷泉实验的几种常见装置说明:装置②中最好采用顶部有孔的烧瓶.装置③引发喷泉的方法是翻开止水夹,用热毛巾或双手捂热烧瓶,松开后片刻即形成喷泉现象.[ 典题例如]1 .以下图是课外活动小组的同学设计的 4 个喷泉实验方案,以下有关操作不可能引发喷泉现象的是( )A .挤压装置①的胶头滴管使CCl 4全部进入烧瓶,片刻后翻开止水夹B .挤压装置②的胶头滴管使NaOH 溶液全部进入烧瓶,片刻后翻开止水夹C.用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气并翻开止水夹D .向装置④的水槽中慢慢参加足量浓硫酸并翻开止水夹【答案】B【解析】H 2难溶于NaOH 溶液,不能形成较大的压强差,不能引发喷泉现象.2.如右图所示装置中,枯燥烧瓶内盛有某种气体,烧杯和滴管内盛放某种溶液.挤压滴管的胶头,然后翻开止水夹,以下与实验事实不相符的是( )A. C12(饱和食盐水),无色喷泉B. NH3(H2O含石蕊),蓝色喷泉C. HCl(H 2O含石蕊),红色喷泉D. SO2(NaOH溶液),无色喷泉【答案】A【解析】C12不溶于饱和食盐水,不能形成喷泉.[考点达标层面]1 .判断以下描述的正误(正确的打错误的打“X:)(1)浓氨水可检验氯气管道漏气. ()(2)NH 3可用于设计喷泉实验是由于NH 3能使酚酗:溶液变红.()(3)液氨用作制冷剂时不涉及化学变化. ()(4)加热NH4C1和Ca(OH)2混合物,并将产生的气体通入酚酗:溶液中,酚酗:溶液变成红色. ()(5)施肥时,草木灰(有效成分为K2CO3)不能与NH4C1混合使用的原因是K2CO3与NH4C1反响生成氨气会降低肥效.()(6)检3叙NH4时,往试样中参加NaOH溶液,微热,用湿润的蓝色石蕊试纸检验逸出的气体. ()(7)分别充满HCl、NH 3的烧瓶倒置于水中后液面迅速上升,说明二者均易溶于水. ()(8)用湿润的红色石蕊试纸检验氨气. ()【答案】(1) V (2) X (3) V (4) V (5) V (6) X(7) V(8) V2NH3是一种重要的化工原料,可以制备一系列物质(如图).以下有关表述正确的选项是()A. NH4C1和NaHCO3都是常用的化肥B. NH4C1、HNO3和Na2CO3受热时都易分解C. NH3和NO2在一定条件下可发生氧化复原反响D.图中所涉及的盐类物质均可以水解【答案】C【解析】A项,NaHCO 3不是化肥;B项,W2CO3受热不易分解;D项,NaCl不水解.考点四典型的氧化性酸——硝酸[教材知识层面]1 .物理性质硝酸是无色、易挥发的液体,有刺激性气味,能与水以任意比例混溶.2 .化学性质⑴不稳定性:①反响:4HNO 3^==== 2H2O + 4NO 2 T+ O2 1②市售浓硝酸呈黄色的原因是:硝酸分解生成的NO2溶解在硝酸里.③硝酸保存在棕色试剂瓶中,置于冷暗处,不能用橡胶塞.〔2〕强氧化性:不管浓、稀硝酸都有强氧化性,而且浓度越大氧化性越强.①与金属反响.稀硝酸与铜反响的化学方程式:3Cu+8HNO3〔稀〕===3Cu〔NO3〕2+ 2NOT + 4H2..浓硝酸与铜反响的化学方程式:Cu + 4HNO 3〔浓尸==Cu〔NO3〕2+ 2NO 2 忏2H2..②与非金属反响.如浓硝酸与C反响的化学方程式:C + 4HNO 3〔浓〕&CO2 忏4NO2 忏2H2..③与复原性化合物反响.硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe"等复原性物质.如稀硝酸与FeSO4溶液反响的离子方程式为:3Fe2+ + 4H+ + NO3===3Fe3+ + NOT +2i0.[高考考查层面]命题点1浓、稀硝酸氧化性比拟I-工-ggg•工工- . ——QL-g-免1 .由铜与硝酸反响的化学方程式知,浓硝酸被复原为NO2,氮元素的化合价变化为+ 5一+4;稀硝酸被复原为NO,氮元素的化合价变化为+ 5一+ 2.一般情况下,硝酸的浓度越小,其复原产物的价态越低.2 .实验证实,硝酸浓度越大,得电子的水平越强,因而其氧化水平越强.如稀硝酸能将HI氧化为I2,而浓硝酸可将HI氧化为HIO3.一一△ 一一6HI + 2HNO3〔稀〕=====3I2 + 2NOT + 4H2.HI +6HNO 3〔浓〕=====HIO3+6NO2 忏3H2.3 .硝酸在氧化复原反响中,其复原产物可能有多种价态的物质:NO2、HNO2、N.、N2.、N2、NH3等,这取决于硝酸的浓度和复原剂复原性的强弱.除前面的实例外,锌与硝酸可发生如下反响:4Zn+ 10HN.3〔稀〕===4Zn〔N.3〕2+ N2OT+ 5H2.4Zn + 10HN.3〔极稀〕===4Zn〔N.3〕2 + NH 4NO3 + 3H2.4 .硝酸与金属反响的规律:〔1〕HNO 3与金属反响不能产生H 2.〔2〕复原产物一般为HNO3〔浓〕-NQ,HN0 3〔稀〕- N.;很稀的硝酸复原产物也可能为N2O、N2或NH4NO3.(3)硝酸与金属反响时既表现氧化性又表现酸性.[典题例如]1 .相同质量的铜片分别与体积相同且过量的浓硝酸、稀硝酸反响,二者比拟相等的是()①反响中氧化剂得到的电子总数②铜片消耗完所需时间③反响后溶液中铜离子浓度(反响后溶液体积不变)④反响生成气体的体积(同温、同压)A.①③B.②④C.①④D.②③【答案】A【解析】铜与浓、稀硝酸反响均被氧化为Cu2+,铜片质量相同时转移电子数相同,①正确;浓硝酸的氧化性强,与铜反响时反响速率快,②错误;浓、稀硝酸足量,铜片全部反响,因此反响后溶液中Cu2+浓度相同,③正确;根据浓、稀硝酸与铜反响的化学方程式可知,反响后生成气体的物质的量不同,同温同压时体积也不同,④错误.2 .如图是用浓硝酸、铜片、水等试剂探究浓、稀硝酸的强氧化性并观察复原产物的实验装置.I .浓硝酸的强氧化性实验将铜片置于具支试管的底部,在分液漏斗中参加约 5 mL浓硝酸,往具支试管中放入约 2 mL浓硝酸,用排水法收集产生的气体.(1)具支试管中发生反响的化学方程式为__________________________________________(2)实验中观察到能证实浓硝酸具有强氧化性的现象是n .稀硝酸的强氧化性实验⑶上述反响完成后,欲进一步证实稀硝酸也具有强氧化性,紧接的简便、合理的实验操作是7 8(4)能证实稀硝酸与铜反响产生NO的实验现象是(填写序号).A. c中收集到无色气体8 c中收集到的无色气体接触空气后变为红棕色C. b中产生的无色气体接触空气后变为红棕色【答案】(1)Cu + 4HNO 3(浓)===Cu(NO 3)2+ 2NO 2 T+ 2H2.(2)试管中溶液变蓝,且有红棕色气体产生(3)向试管中加水将浓硝酸稀释⑷C【解析】(1)Cu与浓硝酸反响生成Cu(NO3)2、NO2和水.反响的化学方程式为Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2忏2H2..(2)浓硝酸作氧化剂,能将Cu氧化成Cu9+(蓝色溶液)其复原产物是NO2(红棕色气体).⑶将浓HNO3稀释成稀HNO3,再与Cu发生反响,即可进一步证实稀HNO3的氧化性.(4)NO为无色气体遇空气中的.2转化成红棕色的NO2气体.命题点2硝酸与金属反响的计算1 .思维流程9 .计算中守恒思想的应用(1)原子守恒法:HNO3与金属反响时,一局部HNO3起酸的作用,以NO3的形式存在于溶液中;一局部作为氧化剂,转化为复原产物.这两局部中氮原子的总物质的量等于反响消耗的HNO 3中氮原子的物质的量.(2)得失电子守恒法:HNO 3与金属的反响属于氧化复原反响, HNO 3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量.(3)电荷守恒法:HNO 3过量时反响后溶液中(不考虑OH一)那么有:c(NO 3) = c(H +) + nc(M n +)(M n+代表金属离子).(4)离子方程式计算法:金属与H2SO4、HNO3的混合酸反响时,由于硝酸盐中NO3在H2SO4提供H卡的条件下能继续与金属反响, 因此此类题目应用离子方程式来计算,先作过量判断,然后根据完全反响的金属或H +或NO3进行相关计算, 且溶液中要符合电荷守恒.[典题例如]1. 38.4 g 铜跟适量的浓硝酸反响,铜全部作用后,共收集到气体 22.4 L(标准X 犬况),反响消耗的硝酸可能是()A. 1.0 molB. 1.6 molC. 2.2 molD. 2.4 mol【答案】C【解析】浓硝酸适量,在反响过程中变稀,实际上发生了两个反响: Cu + 4HNO 3(浓)===Cu(NO 3)2+2NO 2 T + 2H 2O,3Cu+8HNO 3(稀)===3Cu(NO 3)2+2NOT + 4H 2.,反响消耗的HNO 3包括起酸性作用和起氧化性作用的 两局部,前者反响后以Cu(NO 3)2形式存在,后者被复原后生成NO 2、NO 气体,从两个方程式看出:Cu +1.68 L 4 八…〞, =0.06 L = 60 mL 0 22.4 L/mol 5 >mol/L[考点达标层面](1)实验室里用锌粒与稀 HNO 3反响制取H 2.( )(2)Cu 溶于稀 HNO 3反响的离子方程式: Cu + 2H + + NO 3===Cu 2+ + NO 2T+ H 2O .( )(3)将可调高度的铜丝伸入稀 HNO 3中,溶液变蓝,说明铜与稀 HNO 3发生置换反响.()(4)用铜和稀硝酸反响制取 NO 2气体.()(5)常温下,将Al 片放入浓硝酸中无明显现象,原因是 Al 与浓硝酸不反响.( )(6)磁性氧化铁溶于稀硝酸的离子方程式为 3Fe 2+ + 4H+ + NO 3===3Fe 3+ + NOT + 2H 2O .()(7)过量的铜与浓硝酸反响有一氧化氮生成.( )(8)在1.0 mol/L 的KNO 3溶液中,H 、Fe 2+、C 「、SO 4T 可以大量共存.( )【答案】(1) X (2) X (3) X (4) X (5) X (6) X (7) V (8) X2.将Mg 、Cu 组成的m g 混合物投入适量稀 HNO 3中恰好完全反响,固体完全溶解时收集到的复原产物NO 气体为0.896 L(标准?^况),向反响后的溶液中参加 2 mol/L NaOH 溶液60 mL 时金属离子恰好沉淀完全, 那么形成沉淀质量为()A . (m+2.28) g C. (m+3.32) gD. (m+4.34) g2HNO 3(酸)~Cu(NO 3)2, HNO 3(氧化齐[J )〜NO 2(或NO),所以反响消耗的 HNO 3的物质的量为:6^ -22.4 L22.4 L mol~1= 1.2 mol + 1 mol = 2.2 mol .2.足量铜与一定量浓硝酸反响, 得到硝酸铜溶液和 NO 2、N 2O 4、NO 的混合气体,这些气体与1.68 L .2(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.假设向所得硝酸铜溶液中参加 5 mol/L NaOH 溶液至Cu#恰好完全沉淀,那么消耗 NaOH 溶液的体积是()A. 60 mLB. 45 mLC. 30 mLD. 15 mL【解析】由电子守恒和电荷守恒可知O 2得电子数等于 Cu 2+结合的OH 」数,故消耗NaOH 溶液的体积为1.判断以下描述的正误(正确的打错误的打“X :)B. (m + 2.04) g【答案】B【解析】利用守恒法解答当金属离子恰好沉淀时, m(沉淀)=m(金属)+m(Od),守恒的巧妙之处在于, n(OH )=n(金属失电子)=n(NO 得到的电子)=3X 0.8922.4=0.12 mol, m(沉淀)=m(金属)+m(OH)=m g + 0.12 X 17=g(m+2.04)g, B正确.以氮的化合物间的转化〞为载体串联氮元素单质及其化合物知识NH 3经一系列反响可以得到HNO3和NH4NO3,如以下图所示.[知识串联设计](1)实验室里用NH4C1和熟石灰共热制取氨气,反响的化学方程式为制取氨气还可以将浓氨水滴入生石灰中,二者混合能产生氨气的原因是什么?R考查氨气的制法?(2)步骤I中NH3和O2在催化剂作用下反响,其化学方程式是.R考查NH 3的化学性质?(3)NO能否用排空气法收集? (填能"或不能〞)检验该气体的方法是.R考查NO的性质?(4)写出步骤出发生反响的化学方程式 ,反响中氧化剂与复原剂的物质的量之比是OR考查NO2化学性质?(5)硝酸具有强氧化性,其稀溶液与Cu发生反响的离子方程式为.R考查硝酸的化学性质?(6)NO有毒,对环境造成污染.如何去除工业尾气中的NO气体?.R考查氮的氧化物的性质?(7)如何通过实验检验试样中的NH4? .R考查NH 4的检验?(8)氨气具有复原性,当氨气通过灼热的氧化铜时,黑色的氧化铜转化成红色的铜,写出该反响的化学方程式OR考查氨气的复原性?【答案】(1)Ca(OH) 2 + 2NH 4Cl=====CaCl2 + 2NH 3 T+ 2H 2.浓氨水滴入生石灰中发生反响,生成Ca(OH)2,减少了氨水中水的量,增加了溶液中的c(OH ),且反响放出大量的热.氨水中存在平衡:NH3+H2O NH 3 H 2. NH 4 + OH ,上述原因会使平衡逆向移动,有利于氨气的逸出催化剂(2)4NH 3+5.2=====4NO +6H2O(3)不能往该气体中通入 .2,气体由无色变成红棕色,说明该气体为NO(4)3NO 2+ H 2O===2HNO 3 + NO 1 : 2(5)3Cu + 8H+ 2NO3 ===3Cu2+ + 2NOT + 4H2O(6)与O2混合后通入NaOH溶液(或在催化剂作用下与CO反响生成N2和CO2)(7)取少量试样与浓NaOH溶液混合共热,把湿润的红色石蕊试纸放入试管的管口,假设试纸变成蓝色,即证实试样中含有NH 4△:3Cu + N2+3H2O(8)3CuO + 2NH 3:。
高考化学一轮复习氮及其化合物练习题及答案一、选择题1.下列对于某些离子的检验及结论中一定正确的是( )A.加入稀盐酸产生无色无味气体,将气体通入澄清石灰水中,溶液变浑浊,则一定有-CO23-B.加入氯化钡溶液有白色沉淀产生,再加盐酸,沉淀不消失,则一定有SO24+ C.加入氢氧化钠溶液并加热,产生的气体能使湿润红色石蕊试纸变蓝,一定有NH4 D.加入碳酸钠溶液产生白色沉淀,再加盐酸,白色沉淀消失,一定有Ba2+【答案】C【详解】A.将气体通入澄清石灰水中,溶液变浑浊生成的气体可能为二氧化硫、二氧化碳,原溶液中可能存在碳酸氢根、亚硫酸根等离子,不一定含有碳酸根离子,故A错误;B.氯化钡能与硫酸根离子或银离子结合生成不溶于水也不溶于酸的沉淀,加入氯化钡溶液-,有白色沉淀产生,再加盐酸,沉淀不消失,原溶液中可能含有银离子,不一定含有SO24故B错误;C.能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体为NH3,在碱性条件下生成NH3,说明溶液中含有NH4+,故C正确;D.碳酸钡和碳酸钙等沉淀都可溶于盐酸,原溶液中可能含有Ca2+,不一定含有Ba2+,故D 错误;故选C。
2.取三张蓝色石蕊试纸放在玻璃棒上,然后按顺序分别滴加65%的浓HNO3、98.3%的浓H2SO4和新制氯水,三张试纸最后的颜色为A.红、红、红B.白、黑、白C.红、黑、红D.红、黑、白【答案】B【详解】硝酸具有强氧化性,将试纸中的有色物质氧化成无色,最后试纸呈现白色;浓硫酸具有脱水性,试纸和其中的有色物质都是有机物,浓硫酸夺取其中的H、O,只剩下黑色的碳,最后试纸呈黑色;新制氯水具有漂白性,将试纸漂白,最后试纸呈白色;即三张试纸最后呈现的颜色依次为白、黑、白;答案选B。
3.除去铝制品表面的铜镀层,宜选用的试剂是()A.稀盐酸B.氯化钠溶液C.水D.浓硝酸【答案】D【详解】室温下,铜和浓硝酸反应生成硝酸铜而溶解,铝在冷的浓硝酸中钝化而不溶解,因此除去铝制品表面的铜镀层,宜选用的试剂是浓硝酸,故D正确;答案选D。
氮及其化合物.在通风橱中进行下列实验:
表面产生大量无色气泡,液面上方变为红棕色表面产生少量红棕色
气泡后,迅速停止
Fe、Cu接触后,其表面均
产生红棕色气泡
)
.Ⅰ中气体由无色变为红棕色的化学方程式:
都能用来做喷泉实验的气体,若在相同条件下用等体积烧瓶各收集满。
下列说法错误的是(
,所需的干燥剂分别是碱石灰、浓硫酸
气体,所得溶液溶质的物质的量浓度与前两者不同
.去掉装置中的胶头滴管,改为单孔塞,也可引发喷泉
)
b中的物质c中收集的气体
生石灰NH3铜片NO
和铜与浓硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中
高温、高压
催化剂2NH 放电或高温
2NO
2溶液中加入产生沉淀,再通入
.某无色溶液中加入氢氧化钠溶液并加热,产生的气体能使湿润红色石蕊试纸变蓝,该溶液一定有能与氧气反应生成NO在空气中不能稳定存在,
NO
催化剂
4CO+N
(1)当打开止水夹a 和b ,通过注射器将浓硝酸压入玻璃管中,稍后,玻璃管中的实验现象是___________________________________。
NaOH 溶液的作用______________________________________。
(2)若用止水夹夹住锥形瓶与玻璃管之间的胶管,打开止水夹b ,用分液漏斗滴加稀HNO 3,则玻璃管内发生主要反应的化学方程式是________________________________________________________________________。
解析:(1)将浓硝酸压入玻璃管中,发生反应Cu +4HNO 3(浓)===Cu(NO 3)2+2NO 2↑+2H 2O ,因此玻璃管内的现象为铜丝不断溶解、充满红棕色气体、最终得到蓝色溶液;NaOH 溶液的作用是吸收有毒的NO x 气体,防止污染空气。
(2)从分液漏斗滴入的稀硝酸与玻璃管内的铜丝反应。
答案:(1)铜片不断溶解、充满红棕色气体,溶液最终呈蓝色 吸收尾气中的有毒气体 (2)3Cu +8HNO 3(稀)===3Cu(NO 3)2+2NO↑+4H 2O
[能力题]
14.近几年来关于氮污染的治理倍受关注。
(1)三效催化剂是最为常见的汽车尾气催化剂,能同时实现汽车尾气中CO 、C x H y 、NO x 三种成分的净化,其催化剂表面物质转化的关系如图1所示,化合物X 可借助傅里叶红外光谱图(如图2所示)确定。
①在图示的转化中,被还原的元素是__________,X 的化学式为__________。
②SCR 技术可使NO x 与NH 3直接反应,实现无害转化。
当NO 与NO 2的物质的量之比为4∶1时,写出发生反应的化学方程式:________________________________________________________________________。
(2)加入过量次氯酸钠可使废水中NH +
4完全转化为N 2,而本身被还原为NaCl 。
①写出上述反应的离子方程式:______________________ _________________________________________________。
②若处理废水产生了0.448 L N 2(标准状况),则需消耗浓度为0.5 mol·L -1
的次氯酸钠的体积为________mL 。
(3)某工业废水中含有毒性较大的CN -
,可用电解法将其转变为无毒物质,装置如图所示。
气体甲是________(写化学式),电解池中生成N 2的电极反应式为_____________________________________
_______________________________________________。
解析:(1)①由图示转化知NO x 、O 2、CO 、C x H y 最终变成N 2、CO 2和H 2O ,被还原的元素为N 、O ,被氧化的元素为
C 。
由红外光谱图可知有NO -
3生成,所以X 为Ba(NO 3)2。
②实现无害转化,所以生成物为N 2,有4NO +NO 2+NH 3―→N 2
+H 2O ,根据电子守恒及原子守恒配平得4NO +NO 2+4NH 3===92
N 2+6H 2O ,扩大倍数。
(2)①反应物为NH +4、ClO -
,生成
物有N 2、Cl -,NH +4+ClO -―→N 2↑+Cl -,先根据电子守恒配平:2NH +4+3ClO -―→N 2↑+3Cl -
,根据电荷守恒和溶液
性质补项2NH +4+3ClO -―→N 2↑+3Cl -+2H +,根据原子守恒配平。
②3ClO -
~N 2,n (ClO -)=3n (N 2)=0.06 mol ,V (NaClO)。